不同貯藏條件下杏果實(shí)品質(zhì)特性的變化分析

陳亮，蔡冬，王妍，尚宏麗，朱艷杰，王思錦*

1. 錦州醫(yī)科大學(xué)（錦州 121001）；2. 華熙生物科技有限公司（濟(jì)南 250101）

嶗山紅杏原產(chǎn)于我國(guó)山東省青島市，其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、肉質(zhì)細(xì)膩、纖維很少、耐寒、抗逆性強(qiáng)、坐果率高，適合鮮食或生產(chǎn)加工，其果肉可加工成杏子罐頭、杏脯等；杏仁可制成杏露、杏仁油等食品[1-3]。

嶗山紅杏果實(shí)成熟期，相對(duì)集中，其貯藏時(shí)間極短，常溫條件下的貨架壽命期僅在7 d左右，在0 ℃冷藏條件下也僅為21 d左右，特別容易軟化腐爛，嚴(yán)重影響貯藏和流通，限制了嶗山紅杏的經(jīng)濟(jì)效益。鮮杏果實(shí)多為冷藏保鮮，也有氣調(diào)和涂膜保藏。李自芹等[4]研究新疆鮮杏保鮮技術(shù)利用1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）處理和殼聚糖涂膜保鮮技術(shù)能有效降低杏果實(shí)的腐爛率，減緩杏果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的散失，延長(zhǎng)杏果實(shí)的貨架期。

電子鼻是一種通過(guò)模仿人類和動(dòng)物的嗅覺(jué)能力[5]、能夠分析檢測(cè)對(duì)象品質(zhì)的智能仿生檢測(cè)儀器[6]，可用于分析樣品、檢測(cè)和識(shí)別氣體成分類型[7]，具有快速、無(wú)損、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于監(jiān)測(cè)果蔬的新鮮度、成熟度等品質(zhì)變化[8]。利用電子鼻檢測(cè)不同貯藏條件（常溫、冰溫、1-MCP保鮮劑、殼聚糖涂膜保鮮）下的嶗山紅杏果實(shí)氣味變化，快速呈現(xiàn)出圖像，再對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行比較分析處理，同時(shí)研究不同貯藏時(shí)間嶗山紅杏果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的變化，探究嶗山杏果實(shí)的最佳貯藏條件。為嶗山紅杏的貯藏提供理論依據(jù)，提升其經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

嶗山紅杏果實(shí)（2020年6月采摘），果實(shí)大小均勻，八成熟，無(wú)任何機(jī)械損傷，保鮮袋冷藏當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，于3～4 ℃冰箱去除田間熱，進(jìn)行品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定。

1-MCP粉劑（天津國(guó)家果蔬保鮮工程研究中心）；3, 5-二硝基水楊酸（DNS）試劑、羧甲基纖維素鈉（CMC）、殼聚糖、多聚半乳糖醛酸、碳酸鈉、碘、碘化鉀、硫酸、硫代硫酸鈉、乙醇、氯化鈉、乙酸（均為國(guó)藥鼎國(guó)藥品有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

BCD-206TS冰箱（青島海爾股份有限公司）；LB100打漿機(jī)（中山市綠航電器有限公司）；HM-330氣調(diào)儀器（丹麥PBI-Dansensor公司）；PEN3型便攜式電子鼻（德國(guó)Airsense公司）；WYT型0～80%手持糖度計(jì)（天津市科輝儀表廠）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果實(shí)處理

將嶗山紅杏果實(shí)隨機(jī)分成4組，每組約30個(gè)，每5 d進(jìn)行表1的試驗(yàn)處理，記錄數(shù)據(jù)。其中，殼聚糖涂膜保鮮參照騰維等[10]方法。

表1 試驗(yàn)處理

1.3.2 嶗山紅杏果實(shí)冰點(diǎn)測(cè)定

冰溫是指0 ℃到果蔬冰點(diǎn)之間的溫度區(qū)域[11]，冰溫保鮮貯藏是指在0 ℃至果蔬冰點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)貯藏果蔬。選取成熟度一致新鮮的杏果實(shí)打漿后，用2層紗布過(guò)濾后，得到濾液150 mL，插入溫度記錄儀探頭（測(cè)定范圍-18～30 ℃，準(zhǔn)確±1 ℃），不斷攪拌濾液，每隔5 min記1次溫度變化。

1.3.3 可溶性固形物

采用WYT型0～80%手持糖度計(jì)，每隔5 d測(cè)量1次，每組做3個(gè)平行。

1.3.4 可滴定酸

參照GB 12456—2021《食品中總酸的測(cè)定》。

1.3.5 維生素C含量變化

采用2, 6-二氯靛酚滴定法。氧化劑2, 6-二氯酚靛酚在堿性溶液中會(huì)呈現(xiàn)出藍(lán)色，而在酸性介質(zhì)中則呈現(xiàn)出紅色。用藍(lán)色的氧化劑2, 6-二氯酚靛酚染料滴定酸性維生素C溶液，兩者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而維生素發(fā)生脫氫氧化，而2, 6-二氯酚靛酚被還原呈現(xiàn)無(wú)色，當(dāng)?shù)味ㄈ芤撼尸F(xiàn)紅色則認(rèn)為達(dá)到滴定的終點(diǎn)，從而檢測(cè)出維生素C含量[12]。

1.3.6 感官評(píng)定

對(duì)不同貯藏條件不同貯藏時(shí)間的杏果實(shí)進(jìn)行形狀、硬度、顏色、滋味等進(jìn)行評(píng)定，每隔5 d測(cè)量1次，每組3個(gè)平行。

1.3.7 電子鼻檢測(cè)

研究采用德國(guó)Airsense公司所研發(fā)的PEN3型便攜式電子鼻，該套系統(tǒng)設(shè)備共有10個(gè)金屬傳感器，其傳感器陣列與性能見(jiàn)表2。

表2 PEN3型便攜式電子鼻標(biāo)準(zhǔn)傳感器陣列與性能

選取等量不同貯藏條件、不同貯藏時(shí)間的杏果實(shí)，分別放入250 mL燒杯中，用0.05 mm保鮮膜封口，采用頂空吸氣的方法，每隔5 d進(jìn)行1次電子鼻檢測(cè)，應(yīng)用電子鼻對(duì)處于不同貯藏條件下的杏果實(shí)所揮發(fā)出的氣味進(jìn)行無(wú)損、快速的仿生檢測(cè)，利用分析軟件對(duì)電子鼻設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行主成分分析（PCA）、負(fù)荷加載分析（LA）和線性判別式分析（LDA），觀察記錄杏果實(shí)氣味的變化。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）與鄧肯多重比較（Duncan test），當(dāng)P＜ 0.05差異性顯著，試驗(yàn)結(jié)果以Excel 2007和Origin 8.5軟件進(jìn)行圖表的繪制和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，電子鼻試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用主成分分析法（PCA）方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏果實(shí)的冰點(diǎn)

由圖1可知，杏汁溫度會(huì)隨著時(shí)間變化而下降，溫度下降到接近冰點(diǎn)時(shí)，溫度繼續(xù)下降，這是因?yàn)楣叩囊环N物理現(xiàn)象——結(jié)冰放熱，此時(shí)的果蔬汁液呈液態(tài)并不會(huì)結(jié)冰，汁液處于過(guò)冷狀態(tài)。隨后溫度又轉(zhuǎn)而上升，回升到某一相對(duì)恒定的溫度持續(xù)一段時(shí)間，這個(gè)環(huán)境溫度可以持續(xù)幾分鐘。穩(wěn)定一段時(shí)間后，果汁的溫度發(fā)生變化，溫度開始緩慢下降，直到大部分果汁被冷凍。從曲線變化趨勢(shì)可得，杏果實(shí)的冰點(diǎn)為-1 ℃，冰溫區(qū)域是在-1～0 ℃。因此試驗(yàn)選擇-1±0.5 ℃作為其中一個(gè)貯藏溫度條件。

圖1 冰點(diǎn)測(cè)試結(jié)果

2.2 可溶性固形物含量

由圖2可知，在常溫貯藏條件下嶗山紅杏杏果實(shí)的可溶性固形物含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，在20 d左右達(dá)到峰值17.6%，冰溫、保鮮劑、涂膜保鮮條件下的變化較為平緩。這種變化是因?yàn)樵诔叵聧魃郊t杏的代謝相對(duì)比較旺盛，貯藏過(guò)程中的淀粉等物質(zhì)會(huì)分解成糖等物質(zhì)，使其可溶性固形物含量上升，但隨著生理代謝的進(jìn)行，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被不斷消耗，這時(shí)可溶性固形物含量就會(huì)呈現(xiàn)峰值變化，而冰溫、保鮮劑和殼聚糖涂膜保鮮等處理抑制杏果實(shí)的生理代謝，使各種營(yíng)養(yǎng)成分的變化趨于均勻，由此可以說(shuō)明冰溫、保鮮劑、涂膜保鮮處理相對(duì)常溫能更有效保持嶗山紅杏果實(shí)品質(zhì)。

圖2 可溶性固形物含量變化

2.3 可滴定酸含量

由圖3所示，在常溫貯藏條件下嶗山紅杏果實(shí)的可滴定酸含量也表現(xiàn)為先上升后下降，在20 d左右達(dá)到峰值，而冰溫、保鮮劑、涂膜保鮮條件下變化較為平緩，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明冰溫、保鮮劑、涂膜保鮮處理能有效延長(zhǎng)嶗山紅杏果實(shí)保鮮期。

圖3 可滴定酸含量變化

2.4 維生素C含量

由圖4可知，杏果實(shí)在貯藏期間的維生素C含量呈下降趨勢(shì)，常溫貯藏條件下杏果實(shí)維生素C含量變化較其他貯藏條件明顯，貯藏15 d后其含量明顯低于其他3種貯藏條件，可能是由于常溫下杏果實(shí)生理代謝較快，其合成速率遠(yuǎn)小于其消耗速率，在冰溫和保鮮劑貯藏條件下杏果實(shí)維生素C含量相對(duì)穩(wěn)定，能較好地保持杏果實(shí)的品質(zhì)。

圖4 維生素C含量的變化

2.5 感官分析

由表3可知，在冰溫、保鮮劑、涂膜保鮮貯藏條件下能更好地保護(hù)杏果實(shí)的感官特征，果實(shí)外部條件變化情況相對(duì)常溫下緩慢，可能是因?yàn)樾庸麑?shí)屬于呼吸躍變型水果，冰溫和保鮮劑條件下影響其后熟過(guò)程，抑制嶗山紅杏的生理代謝，導(dǎo)致其杏果實(shí)感官特征變化較慢，香氣相對(duì)偏淡。殼聚糖涂膜保鮮貯藏條件下杏果實(shí)變化也相對(duì)常溫較好，但較冰溫和保鮮劑相比較差，可能受到其他環(huán)境因素的影響。

表3 不同貯藏條件下杏果實(shí)感官特性變化

2.6 電子鼻檢測(cè)

2.6.1 主成分分析（PCA）不同貯藏條件下的杏果實(shí)

PEN3電子鼻系統(tǒng)的PCA分析采用正交變換的方法達(dá)到降低維數(shù)目，該方法可將多個(gè)變量轉(zhuǎn)化成較少的變量，從而可以通過(guò)幾個(gè)較少的變量反映原始變量的完整信息，使分析變得簡(jiǎn)單[13]。

圖5表示在常溫氣調(diào)貯藏溫度條件下第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為92.90%、第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為6.22%，貢獻(xiàn)率之和為99.12%，高于90%，圖像無(wú)重疊，即運(yùn)用PCA分析可有效區(qū)分出常溫氣調(diào)條件下不同貯藏時(shí)間杏果實(shí)樣品的氣味變化。圖6表示在冰溫貯藏條件下第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為99.97%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為0.02%，貢獻(xiàn)率之和為99.99%，大部分圖像重疊，可能是由于揮發(fā)性氣體成分變化不明顯所致，說(shuō)明冰溫貯藏的杏果可以最大程度地保持原有杏果品質(zhì)，可相對(duì)延長(zhǎng)杏果貨架期。圖7表示在1-MCP保鮮劑貯藏條件下第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為99.08%、第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為0.86%，貢獻(xiàn)率之和為99.94%，圖像部分重疊，可能是杏果實(shí)揮發(fā)性氣體成分相似造成的，說(shuō)明用1-MCP保鮮劑貯藏的杏果可以較大程度保持原有杏果品質(zhì)，相對(duì)延長(zhǎng)杏果的貨架期。圖8是運(yùn)用電子鼻技術(shù)對(duì)殼聚糖涂膜保鮮條件下的杏果實(shí)的PCA分析示意圖，在殼聚糖涂膜保鮮條件下第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為92.61%、第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為4.75%，貢獻(xiàn)率之和為97.36%，高于90%，可以說(shuō)明這2個(gè)主成分就可以基本上代表杏在殼聚糖涂膜保鮮條件下的主要特征信息，且圖像無(wú)重疊，即運(yùn)用PCA分析可以較好區(qū)分出殼聚糖涂膜保鮮條件下不同貯藏時(shí)間杏果實(shí)樣品的氣味變化。

圖5 常溫氣調(diào)杏果實(shí)氣味變化的PCA分析

圖6 冰溫杏果實(shí)氣味變化的PCA分析

圖7 1-MCP保鮮劑處理杏果實(shí)氣味變化的PCA分析

圖8 殼聚糖涂膜保鮮處理杏果實(shí)氣味變化的PCA分析

2.6.2 線性判別式分析（LDA）不同貯藏條件下的杏果實(shí)

LDA是通過(guò)縮小組內(nèi)的差距，擴(kuò)大各組之間的差距，從而將各組之間的差距顯著地表現(xiàn)出來(lái)的一種分析方法[14]。數(shù)據(jù)所示是不同貯藏條件下杏果實(shí)氣味發(fā)生變化的LDA分析的二維散點(diǎn)圖。橢圓分別顯示杏果實(shí)在不同貯藏時(shí)間的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。不同貯藏時(shí)間的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明識(shí)別杏果實(shí)氣味的效果越好。主成分的差異貢獻(xiàn)率越大，說(shuō)明主成分能夠反映更多的原始?xì)馕缎畔ⅰ?/p>

圖9表示在常溫氣調(diào)貯藏溫度條件下第一和第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率分別為70.00%和29.27%，其貢獻(xiàn)率之和是99.27%，與PCA分析結(jié)果相符。圖10表示在冰溫貯藏溫度條件下第一和第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率分別為95.18%和4.42%，其貢獻(xiàn)率之和是99.60%，圖像區(qū)分明顯，因此可以說(shuō)明LDA分析進(jìn)一步優(yōu)化PCA的區(qū)分效果，更能反映氣味的變化趨勢(shì)。圖11顯示在常溫+保鮮劑貯藏條件下第一和第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率分別為85.28%和14.47%，其貢獻(xiàn)率之和是99.75%，相比于PCA分析，LDA分析區(qū)分效果較好，更能明顯反映不同貯藏時(shí)間的氣味區(qū)別。圖12顯示在殼聚糖涂膜保鮮貯藏條件下第一和第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率分別為81.86%和18.09%，其貢獻(xiàn)率之和是99.95%。因?yàn)閳D像中不同貯藏時(shí)間分區(qū)存在有明顯不同，可以通過(guò)LDA分析表明不同貯藏時(shí)間的杏果實(shí)氣味區(qū)分效果較好，這與PCA分析數(shù)據(jù)結(jié)果相符。

圖9 常溫氣調(diào)杏果實(shí)氣味變化的LDA分析

圖10 冰溫杏果實(shí)氣味變化的LDA分析

圖11 1-MCP保鮮劑處理杏果實(shí)氣味變化的LDA分析

圖12 殼聚糖涂膜保鮮處理杏果實(shí)氣味變化的LDA分析

2.6.3 負(fù)荷加載分析（LA）不同貯藏條件下的杏果實(shí)

LA分析方法可以清楚直觀地看出各傳感器的氣味貢獻(xiàn)率的大小，傳感器響應(yīng)值越近零，說(shuō)明此種香味類型貢獻(xiàn)率越低，發(fā)揮作用越??；離零越遠(yuǎn)，該香型的貢獻(xiàn)率越高，作用越大，是被測(cè)樣品的特征香型。圖13～圖16為不同貯藏條件下杏果氣味變化的LA分析結(jié)果圖。

由圖13可知，常溫氣調(diào)貯藏溫度條件下總貢獻(xiàn)率為99.12%，對(duì)其第一、二主成分貢獻(xiàn)率最大的分別是傳感器W1W、W2S，表明杏果實(shí)在貯藏過(guò)程中硫化物、醇類和部分芳香型化合物成分發(fā)揮作用最大。由圖14可知，冰溫貯藏溫度條件下總貢獻(xiàn)率為99.99%，對(duì)其第一、二主成分貢獻(xiàn)率最大的分別是傳感器W3C、W5C，表明杏果實(shí)在貯藏過(guò)程中氨類、烷烴（丙烷等）和芳香化合物成分發(fā)揮作用最大。由圖15可知，保鮮劑貯藏條件下總貢獻(xiàn)率為99.91%，對(duì)其第一、二主成分貢獻(xiàn)率最大的分別是傳感器W3C、W5C，表明杏果實(shí)在貯藏過(guò)程中氨類、烷烴（丙烷等）和芳香化合物成分發(fā)揮作用最大。由圖16可知，殼聚糖涂膜保鮮貯藏條件下總貢獻(xiàn)率為97.49%，對(duì)其第一、二主成分貢獻(xiàn)率最大的分別是傳感器W1W、W1S，表明杏果實(shí)在貯藏過(guò)程中硫化物和烷烴成分發(fā)揮作用最大。

圖13 常溫氣調(diào)杏果實(shí)氣味變化的LA分析

圖14 冰溫杏果實(shí)氣味變化的LA分析

圖15 1-MCP保鮮劑處理杏果實(shí)氣味變化的LA分析

圖16 殼聚糖涂膜保鮮處理杏果實(shí)氣味變化的LA分析

3 結(jié)論

研究常溫（20 ℃）、冰溫（-1±0.5 ℃）、1- MCP保鮮劑、殼聚糖涂膜保鮮4種方法對(duì)嶗山紅杏果實(shí)進(jìn)行處理，結(jié)果表明：常溫下嶗山紅杏5～8 d時(shí)果實(shí)品質(zhì)最好，冰溫、保鮮劑下以及殼聚糖涂膜保鮮條件下均為15～20 d果實(shí)品質(zhì)最佳。通過(guò)對(duì)不同貯藏條件下嶗山紅杏PEN3電子鼻傳感器響應(yīng)值變化分析及電子鼻主成分分析，得到冰溫條件下嶗山紅杏風(fēng)味成分明顯區(qū)分其他條件下風(fēng)味成分，氣體成分比較穩(wěn)定，屬于貨架期的主要?dú)馕短卣?，?yōu)于保鮮劑、殼聚糖涂膜保鮮和常溫貯藏條件。