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第 28 卷第 19 期农 业 工 程 学 报Vol.28No.192012 年10 月Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringOct.20122871-MCP 处理和气调包装对枸杞鲜果低温贮藏品质的影响王瑞庆,冯建华,魏雯雯,徐新明,郁网庆(中华全国供销合作总社济南果品研究院,济南 250014)摘要:为比较 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)处理和 2 种气调包装对枸杞鲜果保鲜的效果,研究了 1.0 L/L 的 1-MCP 处理、聚乙烯膜气调包装(polyethylene film modified atmosphere packaging,PEF-MAP)和硅窗膜气调包装(silicon gum film MAP,SGF-MAP)对枸杞鲜果(2 1)下贮藏品质和生理特性的影响。结果表明,1-MCP 处理可减轻枸杞果实贮藏末期感官酸腐味,但对可滴定酸和果皮颜色等没有显著影响(P0.05)。聚乙烯膜气调包装和硅窗膜气调包装可保持果实可溶性固形物质量分数,提高固/酸比及表皮状况、香气、质地等感官品质,但加快了可滴定酸的下降,对颜色、感官液汁变化影响不明显(P0.05)。在贮藏末期(第 35 天),3 个处理分别可将枸杞果实腐烂率由 46.7%降低至 31.1%、8.9%和 26.7%。气调包装对枸杞的贮藏效果好于 1-MCP 处理,其中,聚乙烯膜气调包装效果较佳,可将枸杞果实贮藏期延长 14 d。试验结果可为鲜食枸杞商业化贮藏提供参考。关键词:包装,贮藏,薄膜,枸杞,1-甲基环丙烯doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2012.19.038中图分类号:S609文献标志码:A文章编号:1002-6819(2012)-19-0287-06王瑞庆,冯建华,魏雯雯,等.1-MCP 处理和气调包装对枸杞鲜果低温贮藏品质的影响J.农业工程学报,2012,28(19):287292.Wang Ruiqing,Feng Jianhua,Wei Wenwen,et al.Effect of 1-methylcyclopropene and modified atmosphere packaging onquality retention during cold-temperature storage of Lycium barbarum fruitJ.Transactions of the Chinese Society ofAgricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2012,28(19):287292.(in Chinese with English abstract)0引言枸杞(Lycium barbarum L.)果实富含枸杞多糖、类胡萝卜素、甜菜碱等功能性成分,具有促进代谢、清除自由基、降血糖和血脂、抗癌等功能1-3,临床上可改善多项人体机能4。鉴于其保健功能和无副作用特性,北美、欧盟等地批准枸杞作为食品和膳食补充在市场销售3。由于枸杞鲜果极易损伤、腐烂,目前主要通过干制、榨汁、酿酒等加工产品进行商业化流通。而加工过程会造成功能性成分如类胡萝卜素、氨基酸、原蛋白、脂肪酸等损失5。随着人们认识和消费观念的转变,更加注重对天然、新鲜果品的追求。解决枸杞鲜果贮藏保鲜,特别是腐烂率高这一难题,将会为枸杞的利用开辟一条新的途径。国外对枸杞的研究集中在干果和果汁功能收稿日期:2011-11-21修订日期:2012-08-09基金项目:十二五科技支撑计划项目(2012BAD38B02);农业科技成果转化资金项目(2011GB24420002)作者简介:王瑞庆(1978),男,山东汶上人,博士,研究方向为果蔬采后生理。济南中华全国供销合作总社济南果品研究院,250014。Email:w_通信作者:冯建华(1960),女,山东昌邑人,研究员,主要从事果蔬冷链物流贮藏保鲜研究。济南中华全国供销合作总社济南果品研究院,250014。Email:性成分和功效研究,未见保鲜报道;而国内枸杞保鲜研究处于起步阶段,多为品质、生理特性研究6-8,而对于保鲜的技术仅有少量研究报道9-12。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种安全、高效的乙烯受体抑制剂,对多种园艺产品具有抑制乙烯产生、保持品质的作用。许多国家和 机 构 包 括 美 国 环 保 署(U.S environmentalprotection agency,EPA)、美国食品药物管理局(foodand drug administration,FDA)已批准在多种农产品中使用。但目前未见 1-MCP 对枸杞保鲜效果的报道。气调包装(modified atmosphere packaging,MAP)通过包装袋内外气体交换和袋内产品的呼吸作用,在包装内形成一种相对高 CO2、低 O2的微环境,调节产品的代谢以达到提高贮藏效果的目的。MAP 对多种易腐果实具有降低腐烂率、延长贮藏期的作用13-14。李颖超等10的研究认为用塑料薄膜覆盖包裹枸杞,提高了果实腐烂率,但试验未交待包裹是否密封,未明确包装内是否形成气调环境。葛玉萍等12测试了 3 个厚度薄膜气调包装对枸杞果实品质的影响,而试验未设置非气调包装对照处理,因此,目前 MAP 对枸杞的保鲜效果尚不十分清楚。本研究以新鲜枸杞为对象,通过 1-MCP和 2 种气调包装处理的试验和比较,期望确定一种农业工程学报2012 年288较好的保鲜方法,提高其鲜果冷藏品质,延长保鲜期,为商业化贮藏提供参考。1材料与方法1.1材料与处理“宁杞 1 号”枸杞采于青海柴达木盆地怀头他拉农场,为当年第 3 季果。挑选无损伤、无病虫害、八、九成熟果实带柄采摘,于当地冷库 2下预冷、暂存。第 2 天低温空运至济南果品研究院,进行如下处理,CK:将果实分装于 40 m 厚的聚乙烯袋(polyethylene film,PEF)中(防止果实过度失水),每袋约 0.5 kg,(2 1)下半掩口贮藏,相对湿度(RH)为 85%90%,包装内未行成气调环境;1-MCP 处理:在预备试验筛选的基础上,选取体积分数为 1 L/L 的 1-MCP 2下处理 20 h 后,照 CK做相同处理,每袋 0.5 kg,(2 1)下半掩口贮藏,相对湿度 85%90%;聚乙烯膜气调(PEF-MAP):照 CK 将果实分装至 40 m 厚聚乙烯袋后,用热合机封口,使内部形成自发气调环境,相对湿度90%;硅窗膜气调(SGF-MAP):照 CK 将果实分装于硅窗袋中,用热合机封口,使内部形成自发气调环境,相对湿度90%,硅窗袋为 40 m 厚聚乙烯 PE 袋,镶有 1 个 8 cm2的硅窗。每个处理分 3组(3 个重复),每组 7 袋果实。处理后置于冷库,(2 1)下贮藏。贮藏期间定期取样观察贮藏保鲜效果并测定有关指标。1.2测定项目与方法1.2.1呼吸速率称取 50 g 果实,置于 420 mL 三角瓶中,密封3 h 后,用 Check POINT O2/CO2气体分析仪(丹麦PBI-Dansensor 公司生产)测定 CO2浓度,并计算呼吸速率,以单位时间单位质量果实释放 CO2的量计,单位 g/(kg h)。1.2.2品质指标可溶性固形物质量分数用 WYT 型手持折光仪(上海物理光学仪器厂)测定,测定 10 个果实,取平均值。用酸碱滴定法测定可滴定酸的量,各处理重复测定 3 次,以苹果酸量计算15。固/酸比用可溶性固形物质量分数与可滴定酸的比值表示,设采收时果实固/酸比为 1,其他时期固/酸比值与采收时固/酸比的比值作为相对固/酸比。果实色泽用 HP-200精密色差仪(上海汉谱光电公司生产)测定,每处理 10 个果实,颜色采用 CIELAB 法表示:L*表示亮度(lightness);H 为色调,计算公式为 H=(180/)cos-1(a*/C),式中,C=(a*2+b*2)1/2,a*为红、绿程度,b*为黄、蓝程度,C 为饱和度。H 为 0 时,表示红色;45 时表示橙红色;90 时为黄色。腐烂率的测定,随机选取 30 个果实,分别对腐烂果实(包括真菌、细菌感染而破损或长菌斑、异味的果实)和完好果实计数,用腐烂果实占果实总数百分比表示16,每处理重复 3 次。1.2.3感官分析采用 9 分制,按表 1 中的评分标准对不同贮藏时期的枸杞果实感官品质进行评测,各感官品质得分之和(总分)作为综合感官品质。评测小组 6 人,均由经过训练的果品工作人员担任。表 1感官分析评分标准Table 1Standard for sensory quality evaluation得分颜色果皮香味液汁质地9鲜红/光亮饱满 无破损浓重品种香味 很多硬饱满7红/较光亮较饱满 无破损中等浓重较多较饱满5中等红稍微皱缩香气轻无异味中中等饱满3暗红明显皱缩 有破损轻微异味少软1黑红严重皱缩 多破损酸腐味很少很软1.3数据处理与分析用 SPSS 软件进行数据处理与分析。不同处理间差异显著性用 Duncan s 多重比较进行 ANOVA检验。2结果与分析2.1不同处理对呼吸速率影响由图 1 可知,对照(CK)果实贮藏前期呼吸速率下降,7 d 后迅速升高。1-MCP 和 MAP 处理果实贮藏期间呼吸速率变化规律一致,前期下降,7 d后升高,21 d 后变化不明显(P0.05)。贮藏 7 d和 21 d 时,各处理果实呼吸速率均大于对照;而35 d 时,对照果实呼吸速率明显高于其他处理(P0.05)。1-MCP 处理和气调包装通常会抑制一些呼吸跃变型果蔬的呼吸速率,但随着处理材料的种类、成熟度、处理时间等的差异有所不同,也会出现处理果蔬呼吸速率升高的现象17-19。本研究中,处理果实呼吸速率没有受到抑制,主要由于枸杞的图 1不同处理枸杞果实冷藏期间呼吸速率变化Fig.1Respiration rate variation of different treatments Lyciumbarbarum fruit during storage第 19 期王瑞庆等:1-MCP 处理和气调包装对枸杞鲜果低温贮藏品质的影响289非呼吸跃变类型所致,另外,果实呼吸速率升高也可能是对外界处理导致的环境胁迫的应答表现20。贮藏后期,对照果实呼吸速率迅速升高,是由于果实腐烂率迅速升高(见图 6),微生物活动引起的。2.2不同处理对可溶性固形物质量分数(solublesolids content,SSC)影响由图 2 可知,对照(CK)果实在贮藏期间,SSC 呈下降趋势,1-MCP 处理果实 SSC 呈先降后升趋势,35 d 后,二者由起始的 21.6%均下降至19.8%,下降幅度为 8.5%;PEF-MAP 和 SGF-MAP处理果实 SSC 变化不明显(P0.05)。与对照相比,2 种气调包装对枸杞果实 SSC 均有较好的保持效果。1-MCP 处理果实贮藏 21d 时,SSC 明显低于CK(P0.01),可能由于此时 1-MCP 处理呼吸速率明显高于 CK(见图 1),使更多的可溶性糖等分解为 CO2和 H2O 所致21,其余贮藏时期 1-MCP 处理与 CK 没有显著差异(P0.05)。图 2不同处理枸杞果实冷藏期间可溶性固形物变化Fig.2SSC variation of different treatments Lycium barbarumfruit during storage2.3不同处理对可滴定酸(titrable acidity,TA)影响由图 3 可知,随贮藏时间延长,各处理枸杞果实 TA 均显著下降(P0.01),下降幅度在 38.4%57.5%之间,且贮藏前期下降速度大于后期。与其他处理相比,对照(CK)果实贮藏过程 TA 下降速度相对较慢,在前 21 d,对照果实 TA 高于其他处理。贮藏末期第 35 天,1-MCP 处理果实 TA 含量与对照相当(P0.05),而 2 种 MAP 处理果实 TA含量均明显低于对照(P0.05)。2.4不同处理对相对固/酸比影响相对固/酸比为可溶性固形物质量分数(SSC)与可滴定酸(TA)比值的相对值,其数值高低可反映果实的口味。通常情况数值高,果实口感偏甜,数值低,口感偏酸。由图 4 可知,不同处理枸杞果实在贮藏过程中,相对固/酸比均明显升高(P0.01)。其中,PEF-MAP 和 SGF-MAP 果实相对固/酸比在整个贮藏过程均明显高于对照(P0.01),至贮藏末期,分别高于对照 32.2%和 26.7%。1-MCP处理果实在贮藏期前 14 d,相对固/酸比明显高于对照(P0.01),而在贮藏末期(35d),相对固/酸比低于对照 6.9%,主要由于贮藏末期,其 TA 相对较高所致,但差异不显著(P0.05)。图 3不同处理枸杞果实冷藏期间可滴定酸变化Fig.3TAvariation of Lycium barbarum fruit during storage图 4不同处理枸杞果实冷藏期间相对固/酸比变化Fig.4Ralative SSC/TAratio variation of different treatmentsLycium barbarum fruit during storage2.5 不同处理对果皮色泽影响由图5 可知,贮藏末期35 d 时,不同处理枸杞果实亮度值L*在 28.1528.68 之间,差异不显著(P0.05),与感官分析结果一致(见表 2)。不同处理间果实色调H 值在24.7 26.8 之间,1-MCP 处理果实H值略低于对照(CK),但差异不显著(P0.05),PEF-MAP 和 SGF-MAP 果实 H 值与对照相当,不同处理间H 值差异也未达到显著水平(P0.05)。图 5贮藏末期(35d)不同处理枸杞果实色度Fig.5Hue,L*values of different treatments Lycium barbarumafter 35 d storage农业工程学报2012 年2902.6不同处理对腐烂率影响由图 6 可知,7 d 时枸杞果实腐烂率相对较低,各处理间差异不显著(P0.05)。随贮藏期延长,各处理果实腐烂率均升高。对照(CK)腐烂率升高最快,第 21 天已达到 27%,第 35 天为 47.6%,失去商品价值。不同处理均可明显降低枸杞果实腐烂率,贮藏 21 d 时,1-MCP、PEF-MAP 和 SGF-MAP处理果实腐烂率分别低于对照41.7%、83.4%和83.4%。贮藏35 d 时,各处理果实腐烂率均显著(P0.01)低于对照,其中 PEF-MAP 腐烂率(8.9%)最低,明显低于其他处理(P0.01),与 7 d 时差异不显著(P0.05);1-MCP 处理的腐烂率高于 SGF-MAP处理,但差异不显著(P0.05)。图 6不同处理枸杞果实冷藏期间腐烂率Fig.6Decay incidence of different treatments Lyciumbarbarum fruit at different storage stages2.7不同处理对感官评价指标影响由表 2 可知,随着贮藏时间延长,不同处理枸杞果实各感官质量指标均明显下降(P0.01)。果实颜色逐渐由亮红转为暗红,果皮逐渐皱缩,果实特有香气变淡、消失、甚至出现异味,果肉汁液变少,果实变软。其中,果实香味和质地随着时间变化最大,而颜色随时间变化相对较小。不同处理对各感官指标的影响有差异。与 CK 相比,1-MCP 处理对 21 d 时果皮状态和 35 d 时的香味有明显(P0.01)的改善,但对其他感官指标影响不明显。35d时,PEF-MAP 和 SGF-MAP 可以明显提高枸杞果实贮藏期间果皮、香味和质地等感官质量,效果明显(P0.01)好于 CK 和 1-MCP 处理。贮藏末期,CK 和 1-MCP 处理果实果皮皱缩、破损严重,香味丧失甚至有酸腐味,而 PEF-MAP 和 SGF-MAP 对果实表皮和香味的保持有明显作用,其中PEF-MAP效果最好,综合感官品质(见表2)与CK果实21 d时相当。不同处理对枸杞果实颜色和液汁影响均不显著(P0.05)。表 2不同贮藏时期枸杞果实感官评分Table 2Sensory quality evaluation of Lycium barbarum fruitat different storage stages测试项目贮藏时间/d处理颜色果皮香味液汁质地总分0CK8.5 a8.5 a8.0 a8.0 a7.8 a40.8 aCK7.7 a8.0 a6.9 b7.3 b5.9 c35.9 ab1-MCP8.3 a8.0 a6.9 b7.3 b5.9 c36.5 abPEF-MAP7.7 a6.8 b5.7 c6.8 b6.7 b33.7 b7SGF-MAP7.7 a7.8 a5.7 c6.8 b6.7 b34.6 bCK5.3 b4.5 d4.8 d5.3 c4.3 e24.1 cd1-MCP5.5 b5.7 c4.9 cd5.3 c4.3 e25.6 cdPEF-MAP5.4 b5.7 c4.8 d5.1 c5.8 cd 26.7 c21SGF-MAP5.1 b5.6 c4.8 d5.1 c5.3 cd 25.8 cCK4.5 b2.8 e1.1 f3.7d2.5 f14.6 f1-MCP5.1 b2.8 e2.1 e3.7 d2.8 f16.4 efPEF-MAP5.5 b5.0 cd4.6 d3.2 d5.2 d23.4 cd35SGF-MAP4.5 b4.5 d4.4 d3.2 d4.3 e20.9 de时间*处理NS*NS*注:同一列带有相同字母的数值表示经 Duncan s 检验差异不显著。NS表示差异不显著;*表示差异极显著,P0.01。3讨论本研究中枸杞贮藏过程未出现呼吸高峰,支持枸杞是非呼吸跃变型果实的观点。对于枸杞的呼吸类型有不同的报道,葛玉萍等7,12认为枸杞是呼吸跃变型果实,而魏天军等8和冯美等6的研究表明枸杞是非呼吸跃变型果实。明确果实的呼吸类型及变化规律,有助于贮藏保鲜技术的应用,但对枸杞果实呼吸特性还需结合其乙烯释放特点及不同成熟度果实呼吸速率变化情况进行进一步的深入研究。1-MCP 处理可延长枸杞鲜果的保鲜期。枸杞鲜果在贮运过程中,受到挤压损伤、微生物侵染等均会导致果实腐烂。腐烂是影响枸杞贮藏运输和商品质量的限定性因素,是贮藏保鲜的首要任务。本文研究了 1-MCP 对枸杞的保鲜效果。1-MCP 处理对枸杞 SSC、TA 和外观整体上没有明显影响,但可以显著降低果实贮藏后期腐烂率(P0.01),因此延长了枸杞鲜果的贮藏期。1-MCP 通过与乙烯受体不可逆结合,抑制了乙烯作用,进而对果实软化相关蛋白22和细胞壁降酶基因23表达有抑制作用,较好的保持了细胞和整个果实的完整性,减少了病菌侵染,间接降低了果实腐烂率。2 种气调包装均可提高枸杞鲜果贮藏品质、显著降低腐烂率(P0.01),延长贮藏期,效果优于第 19 期王瑞庆等:1-MCP 处理和气调包装对枸杞鲜果低温贮藏品质的影响2911-MCP 处理。短期(21 d)内,PEF-MAP 和 SGF-MAP效果相当,长时间贮藏(35 d),PEF-MAP 包装效果最好,腐烂率最低。由于第 21 天 CK 果实腐烂率已达到 27%,尚可进行分选食用与销售,但已失去继续商业化贮藏的价值,而PEF-MAP果实贮藏35 d时,综合感官品质与 CK 果实 21 d 时相当,且腐烂率明显低于 21 d 时的 CK 果实,可见,2下PEF-MAP 可以延长枸杞果实贮藏期 14 d。葛玉萍等12用 30、50、70 m 3 种厚度的保鲜膜密封包装新鲜枸杞,在 4下进行保鲜试验,结果表明,50 m保鲜膜保鲜效果最好,但试验未设置对照,因此,气调包装作用效果并不明确。目前也有薄膜包装,增加枸杞腐烂率的报道。李颖超等10用塑料薄膜单层覆盖包裹枸杞,分别在 25和 0下进行贮藏,常温和低温下,薄膜包装果实的腐烂率均明显高于对照,可能由于包装未处于密封状态,包装内未形成气调环境,而包装内部湿度相对较高,果实表面的病原物更易萌发、生长和繁殖所致。通常气调包装下,内部形成的低 O2、高 CO2环境,对一些主要的致腐微生物生长有抑制作用24。一些果实对CO2比较敏感,应用 PEF-MAP 气调包装时,可能会产生 CO2伤害。而 SGF-MAP 对气体有一定的透性和选择性,与 PEF-MAP 相比包装内形成相对低的 CO2环境,既可形成气调环境,又不会形成 CO2伤害,因此这类果实利用 SGF-MAP 可达到较好贮藏效果。本研究中 PEF-MAP 保鲜效果好于SGF-MAP,表明枸杞果实具有相对高的 CO2耐受力。本研究利用气调包装明显延长了枸杞鲜果贮藏品质和贮藏期(P0.01),对枸杞鲜果商业化贮运提供参考。李晓莹等9和陈松江等11分别用不同浓度的壳聚糖溶液对枸杞鲜果涂膜处理,可降低果实失重率和腐烂率,延缓维生素 C 含量的下降。与壳聚糖涂膜技术相比,气调包装技术更符合有机和纯天然理念,且容易在商业化贮运中推广实施。将气调包装技术与壳聚糖涂膜技术结合有待进一步研究。4结论1)1-MCP 处理对果实可溶性固形物、可滴定酸、色泽等相对于对照没有显著影响(P0.05),但可显著降低果实腐烂率(P0.01)。2)气调包装对枸杞贮藏效果好于 1-MCP 处理,可明显抑制果实腐烂率(P0.01),因而显著延长果实的贮藏期,同时可延缓可溶性固形物质量分数下降,并提高果实固/酸比及外观、香味、质地等感官品质。聚乙烯膜气调包装对枸杞果实贮藏效果最好,可将鲜枸杞冷藏保鲜期从 21 d 延长到 35 d。参考文献1Reeve V E,Allanson M,Arun S J,et al.Mice drinkinggoji berry juice(Lycium barbarum)are protected fromUVradiation-inducedskindamageviaantioxidantpathways J.Photochemical&Photobiological Sciences,2010,9(4):601607.2LuoQ,LiZ,YanJ,etal.Lyciumbarbarumpolysaccharides induce apoptosis in human prostatecancer cells and inhibits prostate cancer growth in axenograft mouse model of human prostate cancerJ.Journalof Medicinal Food,2009,12(4):695703.3Amagase H,Farnsworth N R.A review of botanicalcharacteristics,phytochemistry,clinicalrelevanceinefficacy and safety of Lycium barbarum fruit(Goji)J.Food Research International,2011,44(7):17021717.4Amagase H,Sun B,Borek C.Lycium barbarum(goji)juice improves in vivo 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end ofstorage(35 d),while the titratable acidity(TA)and skin color were not significantly influenced(P0.05).PEF-MAP and SGF-MAP improved SSC/TA ratio and fruit sensory attributes including skin conditio
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