高壓靜電場結(jié)合自發(fā)氣調(diào)對低溫冷藏下蒙自石榴的保鮮效果研究

樊愛萍，曾麗萍，孟金明，余珍珍，張曉華，崔婷

（紅河學(xué)院理學(xué)院，云南 蒙自 661199）

石榴（Punica granatum L.）為石榴科石榴屬，原產(chǎn)于伊朗、阿富汗和印度西北部地區(qū)，是一種經(jīng)濟(jì)價值、營養(yǎng)價值、觀賞價值極高的落葉灌木或小喬木果樹[1-2]。自伊朗引進(jìn)以來已有700多年的種植歷史，在國家及地方政府近年來的扶持下，蒙自市已經(jīng)將其打造為云南高原特色和中國地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品[3]。

蒙自“綠籽”石榴個大、皮薄、核軟、粒滿、多汁、味甜、品質(zhì)高，暢銷東南亞市場，鮮果產(chǎn)量約占全國石榴鮮果產(chǎn)量的20%[4-5]。據(jù)蒙自年鑒統(tǒng)計，到2018年底，蒙自石榴種植面積已達(dá)8 333公頃，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約10.71億元，是蒙自經(jīng)濟(jì)重要支柱及脫貧產(chǎn)業(yè)之一。然而，相比其它地區(qū)石榴品種，蒙自綠籽石榴果皮薄，在貯藏過程中極易出現(xiàn)失水皺縮、果皮表面大面積褐變，甚至出現(xiàn)腐爛等問題，從而引起品相和品質(zhì)的下降，極大制約了蒙自石榴的銷售和發(fā)展[6-8]。解決蒙自石榴保藏過程中的問題，對于保持蒙自“綠籽”石榴新鮮品質(zhì)、發(fā)揮地區(qū)品牌價值、進(jìn)一步提高市場經(jīng)濟(jì)競爭力有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，應(yīng)用于石榴保鮮的技術(shù)主要有低溫冷藏、氣調(diào)貯藏、輻照保鮮、涂膜保鮮、化學(xué)保鮮等，這些保鮮技術(shù)均存在一些問題[9-14]。低溫冷藏是石榴目前最主要的保鮮方式，但是由于商用冷庫貯藏中，溫度波動較大，加速了果實(shí)失水及果皮褐變；氣調(diào)庫貯藏在延緩果實(shí)水分散失、果皮褐變等方面效果明顯，但設(shè)備和前期投入較大，考慮成本投入，采用塑料大帳自發(fā)性氣調(diào)在石榴保藏中更具有實(shí)際意義；化學(xué)保鮮方便快捷、效果顯著，但殘留在果皮上的化學(xué)物質(zhì)可能會危害身體健康，難以被消費(fèi)者所接受。高壓靜電場用于果蔬保鮮的研究是近年來才興起的一門綠色保藏技術(shù)，其通過抑制呼吸以及相關(guān)酶的活性，從而抑制果皮失水、褐變等生理變化，以延長果蔬保鮮期。本研究擬將高壓靜電場結(jié)合自發(fā)氣調(diào)處理石榴，分析其在商用冷庫貯藏下理化指標(biāo)及感官性狀的影響，為蒙自“綠籽”石榴保鮮提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

沒食子酸：山東西亞化學(xué)股份有限公司；福林酚：北京索萊寶科技有限公司；碳酸鈉、95%乙醇、氯化鈉（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

SE&BA鮮霸型高壓靜電發(fā)生器：浙江馳力科技股份有限公司；TGL200M型臺式冷凍離心機(jī)：湖南湘立科技儀器有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；PHS-3C型pH計：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；2WAJ型阿貝折光儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司；OXYBABYM+型O2/CO2頂空分析儀：德國WTTT公司；SY-1022型果蔬呼吸測定儀：石家莊世亞科技有限公司；MB45型鹵素水分測定儀：OHAUS公司。

1.2 方法

1.2.1 材料預(yù)處理

以蒙自“綠籽”石榴為原料。當(dāng)天采摘后挑選大小相近、成熟度一致、表皮光滑無褐斑、無病蟲害、無機(jī)械傷的石榴，于4℃～10℃商用冷庫中預(yù)冷12 h備用。

1.2.2 試驗(yàn)處理

在商用冷庫（4℃～10℃，相對濕度90%±10%）冷藏條件下，將挑選預(yù)冷好的石榴（300±15）g/個隨機(jī)裝入紙箱（30個/箱）后隨機(jī)分成3組。以不做任何處理，冷庫貯藏，命名為對照組；以0.01 mm的聚乙烯塑料薄膜制成塑料大帳罩于石榴紙箱上，冷庫貯藏，命名為處理組I；將包裹有塑料大帳的石榴紙箱，置于高壓靜電場中（輸出電壓2 500 V），冷庫貯藏，命名為處理組II，每隔一段時間（0、10、25、45、65、85 d）取樣測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.3 指標(biāo)測定

1.2.3.1 氣體成分的測定

采用O2/CO2頂空分析儀測定氣體成分。

1.2.3.2 呼吸強(qiáng)度

采用SY-1022型果蔬呼吸測定儀測定呼吸強(qiáng)度。

1.2.3.3 pH值的測定

隨機(jī)選取各部位的石榴籽，然后用研缽研出汁液后用3層紗布過濾，取濾液直接用校準(zhǔn)pH計讀數(shù)，平行測定3次。

1.2.3.4 可溶性固形物的測定

將1.2.3.3所得的濾液，直接用校準(zhǔn)后阿貝折光儀進(jìn)行讀數(shù)，平行測定3次。

1.2.3.5 總酚含量的測定

采用福林-酚試劑法測定總酚含量。

1.2.3.6 果皮水分含量測定

隨機(jī)選取5.0 g石榴表皮，使用鹵素水分測定儀進(jìn)行測定，平行測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析軟件

采用Origin8.5軟件、SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間氣體成分變化

不同處理組對石榴貯藏期微環(huán)境氣體成分變化的影響見圖1。

圖1 不同處理組對石榴貯藏期微環(huán)境氣體成分變化的影響Fig.1 Effects of different treatments on micro-environmental gas composition of pomegranate during storage period

處理組Ⅰ和處理組Ⅱ中氣體成分變化趨勢相似，隨著貯藏時間的延長，O2體積分?jǐn)?shù)逐漸下降后趨于平緩且整體上處理組Ⅰ＞處理組Ⅱ，CO2體積分?jǐn)?shù)逐漸上升后趨于平緩且整體上處理組Ⅰ＜處理組Ⅱ。這主要是由于貯藏期間石榴呼吸作用消耗O2的同時產(chǎn)生大量的CO2，此外塑料大帳進(jìn)行自發(fā)氣調(diào)會適當(dāng)提高CO2濃度并降低O2濃度。有研究顯示[15-16]，低溫結(jié)合低O2高CO2可以抑制乙烯的產(chǎn)生，減弱對果實(shí)的催熟作用，還可以有效抑制呼吸強(qiáng)度，減緩新陳代謝速度，抑制微生物生長，從而延長水果貯藏期。但O2濃度過低則會引發(fā)石榴無氧呼吸而積累乙醇等物質(zhì)產(chǎn)生低氧傷害，導(dǎo)致石榴發(fā)生生理性病害等腐爛情況。適宜的氣體貯藏環(huán)境，可以有效抑制果實(shí)的衰老、褐變及腐爛。

2.2 呼吸強(qiáng)度

低溫貯藏過程中不同處理組對石榴呼吸強(qiáng)度的影響見圖2。

圖2 低溫貯藏過程中不同處理組對石榴呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effects of different treatments on respiration intensity of pomegranate during storage period

石榴呼吸強(qiáng)度隨貯藏時間延長先升高后下降。貯藏至第10天時，石榴的呼吸強(qiáng)度達(dá)到最高值，且呼吸強(qiáng)度兩兩之間差異顯著（P＜0.05）；貯藏時間繼續(xù)延長，石榴的呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢，且兩兩之間差異顯著（P＜0.05），呼吸強(qiáng)度表現(xiàn)為處理組Ⅱ＜處理組Ⅰ＜對照組。有研究顯示[17]，靜電場產(chǎn)生的離子能干擾水和酶的結(jié)合，從而干擾呼吸作用進(jìn)程，同時，靜電產(chǎn)生的臭氧會降低糖代謝，進(jìn)而減緩呼吸強(qiáng)度。此外，自發(fā)氣調(diào)是通過改變環(huán)境中氣體成分從而降低石榴呼吸強(qiáng)度，石榴中呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律驗(yàn)證了之前提到的貯藏期間氣體成分變化。因此，自發(fā)氣調(diào)結(jié)合高壓靜電可以減緩石榴的呼吸強(qiáng)度，從而達(dá)到延長石榴保鮮的目的。

2.3 pH值

pH值可以反映石榴果汁中酸含量，是影響石榴在貯藏期口感品質(zhì)的重要指標(biāo)。低溫貯藏過程中不同處理組對石榴pH值的影響見圖3。

圖3 低溫貯藏過程中不同處理組對石榴pH值的影響Fig.3 Effects of different treatments on pH value of pomegranate during storage period

隨貯藏時間的延長，3個試驗(yàn)組中石榴汁的pH值均先急劇上升后趨于平緩，這可能是由于在貯藏前期，石榴代謝較快、呼吸強(qiáng)度較大，消耗有機(jī)酸類，導(dǎo)致pH值升高較快[18]。此外，整個貯藏期間，處理組I和處理組Ⅱ的pH值均顯著低于對照組（P＜0.05），且貯藏25 d～85 d時處理組Ⅱ中pH值低于處理組Ⅰ，這說明了自發(fā)氣調(diào)和高壓靜電均可以有效延緩pH值升高，且兩者結(jié)合使用效果更好。

2.4 可溶性固形物含量

含糖量與石榴貯藏期間衰老有著密切的聯(lián)系，低溫貯藏過程中不同處理組對石榴可溶性固形物含量的影響見圖4。

圖4 低溫貯藏過程中不同處理組對石榴可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on soluble solids content of pomegranate during storage period

在整個貯藏期間，石榴可溶性固形物含量整體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，這可能是因?yàn)楣麑?shí)在采后呼吸較強(qiáng)，失水較快，使得糖含量升高；隨后由于呼吸作用和其它生理活動消耗石榴中大量糖類物質(zhì)，使其固形物含量降低[19]。貯藏至第10天時，3個試驗(yàn)組中可溶性固形物含量差異不顯著（P＞0.05），但貯藏10 d后，可溶性固形物含量差異明顯（P＜0.05），處理組Ⅱ＞處理組Ⅰ＞對照組。這說明了自發(fā)氣調(diào)和高壓靜電均可以延緩石榴的衰老進(jìn)程，且兩者結(jié)合使用效果更好。

2.5 總酚含量

低溫貯藏過程中不同處理組對石榴總酚含量的影響見圖5。

圖5 低溫貯藏過程中不同處理組對石榴總酚含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on total phenolic content of pomegranate during storage period

貯藏期間所有試驗(yàn)組中石榴總酚含量均呈現(xiàn)倒“N”字型變化，0～10 d時，3組處理的總酚含量均呈下降的趨勢且對照組明顯低于處理組Ⅰ和處理組Ⅱ（P＜0.05），處理組Ⅰ和處理組Ⅱ無顯著差異（P＞0.05），總酚含量下降的原因可能是前期多酚氧化酶比較活躍，氧氣體積分?jǐn)?shù)較高，容易分解酚類化合物底物。10 d～25 d時，總酚含量逐漸上升，這可能是因?yàn)橐恍┓宇愇镔|(zhì)易與其它物質(zhì)結(jié)合形成酯類物質(zhì)，在貯藏過程中這些酯類發(fā)生水解，使得總酚含量有所上升。也有可能是貯藏期間有機(jī)酸、蔗糖等轉(zhuǎn)化合成酚類物質(zhì)底物，使其總酚含量增加[20]。貯藏至25 d后，3組總酚含量均呈下降趨勢，且兩兩之間差異顯著（P＜0.05），這主要是由于貯藏后期，微生物繁殖生長、果實(shí)衰老，使酚類物質(zhì)含量迅速下降?？傮w而言，自發(fā)氣調(diào)結(jié)合高壓靜電處理對延緩總酚的降解和損失效果最好。

2.6 果皮水分含量

果皮水分含量可以直觀反映出果實(shí)保鮮好壞情況，低溫貯藏過程中不同處理組對石榴果皮水分的影響見圖6。

圖6 低溫貯藏過程中不同處理組對石榴果皮水分含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on peel moisture content of pomegranate during storage period

石榴果皮水分含量隨貯藏時間延長而下降，貯藏至第10天時，處理組Ⅰ和處理組Ⅱ差異不顯著（P＞0.05），但與對照組差異顯著（P＜0.05）。但隨著貯藏時間延長，3個試驗(yàn)組中石榴果皮水分含量有顯著性差異（P＜0.05），且處理組Ⅱ在整個貯藏期均保持最高的果皮水分含量，這可能是高壓靜電能降低酶的活性，使其抑制呼吸代謝，從而有效地減緩果皮水分散失，而自發(fā)氣調(diào)使用的聚乙烯塑料大帳有一定氣調(diào)作用，降低呼吸作用的同時增加環(huán)境中濕度，從而減少水分的蒸騰作用，延緩石榴表皮水分含量減少[21-22]。這說明了自發(fā)氣調(diào)和高壓靜電均能減緩石榴表皮的水分散失和蒸騰作用，且兩者結(jié)合對于保持石榴果皮水分含量效果更明顯。

2.7 石榴保鮮效果的對比

石榴外觀可以直觀反映其商品價值和消費(fèi)者接受度。貯藏中后期不同處理組石榴保鮮效果對比見圖7。

圖7 貯藏中后期不同處理組石榴保鮮效果對比Fig.7 Comparison of preservation effects of pomegranate in different treatments in middle and late stage of storage period

貯藏至45 d時，對照組表面出現(xiàn)較大的褐色斑塊，處理組Ⅰ褐色斑塊顏色較對照組石榴表皮淺而少，處理組Ⅱ效果明顯優(yōu)于其他兩組，只有零星的斑點(diǎn)且石榴皮底色粉白與新鮮石榴差異不大。貯藏至65 d時，對照組表面褐色斑塊加大且石榴表皮整體發(fā)黃、發(fā)干現(xiàn)象明顯，處理組Ⅰ表面斑塊也逐漸增多，表皮光澤度下降明顯，處理組Ⅱ表面斑點(diǎn)增多，表皮有一定光澤度。貯藏至85 d時，所有處理組的石榴均出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，主要以褐變失水為主。其中，對照組表面褐色斑塊明顯，質(zhì)量明顯減輕，處理組Ⅰ褐變現(xiàn)象較為嚴(yán)重，整體較對照組好，處理組Ⅱ果皮表面逐漸由斑點(diǎn)轉(zhuǎn)為斑塊，逐漸散失水分和光澤度。從外觀上而言，石榴保鮮效果為處理組Ⅱ＞處理組Ⅰ＞對照組，與測定的指標(biāo)相一致。

3 結(jié)論

蒙自“綠籽”石榴作為蒙自農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)識和重點(diǎn)扶貧產(chǎn)業(yè)，其優(yōu)良的品質(zhì)在全國優(yōu)質(zhì)石榴獎項(xiàng)中屢獲金獎。蒙自石榴較其它地區(qū)石榴而言，品質(zhì)好，但皮薄粒大，容易出現(xiàn)果皮褐變和失水皺縮現(xiàn)象，商用冷庫的溫度波動更加劇了這種劣變。為了解決這一問題，本試驗(yàn)采取高壓靜電場結(jié)合自發(fā)氣調(diào)對低溫貯藏下蒙自“綠籽”石榴進(jìn)行保鮮，結(jié)果表明，貯藏能較好地抑制石榴腐爛，但失水褐變嚴(yán)重，結(jié)合塑料大帳后，可以一定程度上改善這一現(xiàn)象，進(jìn)一步結(jié)合高壓靜電后，能更明顯抑制貯藏中石榴表皮的褐變及失水皺縮現(xiàn)象。綜上所述，高壓靜電場結(jié)合自發(fā)氣調(diào)對低溫貯藏下蒙自石榴的保鮮效果較好，能維持較好的感官品質(zhì)，延緩采后衰老，達(dá)到長期保鮮的效果。