红香酥梨是由中国农业科学院郑州果树研究所以鹅梨和库尔勒香梨杂交育成的红色梨品种,平均单果质量220 g,果实成熟时果皮呈绿黄色、向阳面三分之二以上果面红色、肉质细脆、多汁、风味香甜、品质上等,深受广大消费者喜爱,是目前销售的主要商品梨之一[1-4],也是实现出口盈利最有优势的梨品种[5]。笔者连续几年对红香酥梨的跟踪调研发现[6],由于采前果园管理或采后处理不规范等一些不确定因素导致果实贮藏中后期(即春节至五一期间)果皮褪绿转黄且出现油腻化现象,有时还出现果心褐变等问题,降低了果实商品价值,在一定程度上影响了红香酥梨的市场竞争力和企业的经济效益,因此,采用合理的贮藏保鲜技术,减少采后损失是目前红香酥梨贮藏保鲜行业面临的主要问题。
乙烯作为一种植物内源性激素,果实在成熟的过程中将被释放,可以刺激果实成熟。乙烯不利于果实贮藏,它将增加果实的呼吸强度,导致果实的衰老与软化,缩短贮藏寿命。1-甲基环丙烯(1-MCP)作为乙烯受体拮抗剂,能不可逆地作用于乙烯受体,抑制乙烯释放,明显延缓果实成熟和延长货架期[7],已被广泛应用于梨[8]、苹果[9]、香蕉[10]、李子[11]等果品采后保鲜领域。乙烯吸收剂通过物理吸附和化学反应的方法去除果蔬贮藏环境中的乙烯,抑制果蔬乙烯的自我催化作用[12-13],对延缓果实衰老、延长贮藏期有一定效果。保鲜袋自发气调包装(Modified Atmosphere Packaging,MAP)作为一种投资小、使用简单的贮藏技术,广泛地被应用在果蔬贮运保鲜中[14-16],MAP技术主要是采用对二氧化碳(CO2) 和 氧气(O2)具有不同透性的薄膜密封包装来调节果蔬微环境气体条件,在包装袋内形成高湿度、低O2和高CO2的微环境,达到抑制果蔬呼吸、延缓衰老、从而延长贮藏保鲜期的目的[17-18]。
目前,有关保鲜袋自发气调结合1-MCP和乙烯吸收剂的报道较多,其中1-MCP结合乙烯吸收剂和MAP包装可显著延缓黄金梨果实衰老,降低果心褐变的发生[19],但并未见有关红香酥梨的相关研究。本试验针对红香酥梨果实贮藏期间果皮褪绿转黄、油腻、果心褐变、品质劣变等产业问题,在(0±0.5)℃低温贮藏条件下,采用PE袋结合1-MCP、乙烯吸收剂复合处理以及PVC保鲜袋包装分析了贮藏120~240 d货架7 d果实的采后生理品质变化规律,旨在为生产上安全又有效延缓红香酥梨果实果皮褪绿转黄、延长贮藏和货架期、改善或提高梨果贮藏品质提供技术支撑。
红香酥梨(Pyrus spp. Hongxiangsu pear)果实于2017年8月28日采自山西省运城市一管理水平中上等、树龄10年生的果园,选定30株有代表性的梨树,从每株树不同方位采果约25 kg,共采所需试验果实750 kg,果实采收后48 h之内运回中国农业科学院果树研究所(辽宁兴城),选大小、着色基本一致、无病虫害和磕碰伤的果实进行不同包装试验。
试验共设6种包装处理,分别为:处理Ⅰ:0.02 mm厚聚乙烯(PE)薄膜袋冕口(不扎口,记作对照,CK);处理Ⅱ:0.01 mm厚高渗出CO2保鲜袋扎口(记作高渗袋);处理Ⅲ:0.02 mm厚PE薄膜袋扎口(记作PE袋);处理Ⅳ:0.02 mm厚PE袋+1小包1-MCP保鲜剂扎口(记作PE袋+1-MCP);处理Ⅴ:0.02 mm厚PE袋+1小包乙烯吸收剂扎口(记作PE袋+乙烯吸收剂);处理Ⅵ:0.04 mm厚聚氯乙烯(PVC)薄膜袋扎口(记作PVC袋)。其中:处理Ⅰ(CK)包装袋冕口主要为了防止果实失水,未形成气调环境;处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ包装袋内均形成自发气调环境。高渗出CO2保鲜袋和乙烯吸收剂(名称:高效乙烯去除剂,由沸石浸泡高锰酸钾制成,每小包10 g)均由山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所提供,PE和PVC薄膜袋由国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)提供,1-MCP保鲜剂由山东奥维特生物有限公司提供(每小包0.2 g)。
每种包装处理12袋果实(相当于12次重复),每袋(每次重复)装果量均为10.0 kg,所以每种包装处理用果量均为120 kg,所有处理果实装袋后先敞口放入0~5 ℃冷库预冷,以防由于果实温度骤降造成袋内结露,24 h后扎口或冕口,之后将所有包装处理果实均放在(0±0.5)℃低温冷库贮藏,袋内相对湿度为85%~95%,定期从冷库取出,在常温20 ℃平衡24 h和放置7 d测定相关指标。
1.2.1 包装袋内CO2、O2和乙烯浓度 在贮藏库中,不打开包装袋,用垫贴片贴到包装袋上,用采样针头扎透垫片贴,采用Denmark PBI Dansensor公司的CheckPointⅡ O2/CO2分析仪测定袋内CO2和O2体积分数,单位均为%;同时采用Italia FCE公司的Ethlene Spy ES100乙烯测定仪测定乙烯浓度,单位为μL/L。CO2、O2和乙烯浓度均为每10(贮藏60 d前),30,60 d(贮藏60~240 d)测定1次,每种包装处理每次固定测定6袋(6次重复)。
1.2.2 呼吸强度和乙烯释放量 参考王志华等[4]方法测定,呼吸强度单位:mg/(kg·h),乙烯释放量单位:μL/(kg·h)。冷藏120,180,240 d,分别从冷库取出,在常温20 ℃放置7 d,分别于第1,3,5,7 天测定果实呼吸强度和乙烯释放量(用低温贮藏天数+1,+3,+5,+7表示),每种包装处理均取3袋(3次重复)进行测定,每袋分别取9个果实,共测定27个果实。
1.2.3 乙醇和乙醛质量分数 参考王志华等[4]方法测定,单位均为mg/kg。
1.2.4 果皮颜色 采用日本Konica Minolta公司的CR-400全自动色差仪测定果皮的L值、a值、b值和h°,其中,L值表示颜色亮度,L值大,果皮颜色偏亮,L值小,颜色偏暗;a/b值表示色泽比,a/b负值越小,表示颜色越绿,反之颜色由绿偏黄;h°为色调角,h°趋近180,颜色趋于绿色;h°趋近90,颜色趋于黄色;h°趋近0,颜色趋于紫红色[20]。
1.2.5 果实硬度和可溶性固形物含量 果实(去皮)硬度:采用南非GUSS公司的GS-15水果质地分析仪测定,单位kg/cm2;可溶性固形物含量(SSC):采用日本ATAGO公司的PR-101α折糖仪测定,单位%。
1.2.6 果心褐变调查 果心褐变分级及指数计算参照贾晓辉等[21]方法。
冷藏120,180,240 d,每种包装均从冷库取出3袋果实(相当于3次重复),在常温20 ℃条件下平衡24 h(用低温贮藏天数表示)和货架放置7 d(用低温贮藏天数+7)时测定以上指标。具体步骤:每次重复分别取20个果实进行调查和测定,每种包装3次重复共计60个果实。首先在每一个果实赤道线对称方向取2个点进行单果测定果皮色泽、果肉硬度和SSC,取平均值,之后将果实沿赤道部位横切调查果心褐变情况,最后取上述果实的果皮和果肉组织部分50 g混匀然后匀浆并过滤,每个重复取上清液5 mL测定乙醇和乙醛浓度。
1.2.7 感官评价 以果皮颜色正常或发暗、油腻发亮、果肉疏松或果肉脆、风味淡或风味佳以及有无异味等来对果实进行感官评价。每种包装每袋(每次重复)用6个果实进行货架7 d时感官鉴评,重复3次共18个果实。
所有数据均为3次重复的平均值,采用Microsoft Office Excel 2010和SPSS 16.0数据分析软件进行统计分析,Duncan新复极差法检验差异显著性。
图1为红香酥梨果实在(0±0.5)℃低温条件下冷藏240 d期间6种包装袋内CO2和O2体积分数以及乙烯浓度变化趋势。由于CK果实(处理Ⅰ)包装袋内未形成气调环境,所以袋内CO2和O2体积分数与大气基本一致,而处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ包装袋均扎口,因此均起到了一定程度的气调作用,但不同包装袋内气体成分差异较大。冷藏240 d期间,PVC袋内CO2体积分数保持最高,为2.33%~3.00%,显著高于CK、高渗出CO2保鲜袋和3种PE袋包装内的CO2体积分数;对于3种PE袋内CO2体积分数,由高到低依次为:PE袋(1.80%~2.41%)>PE袋+乙烯吸收剂(1.60%~1.92%)>PE袋+1-MCP保鲜剂(1.18%~1.39%);高渗出CO2保鲜袋内CO2体积分数为0.30%~0.50%,显著高于CK(0.05%~0.11%)。对于不同包装袋内O2体积分数来说,由高到低依次为:CK(20.87%~20.95%)>高渗出CO2保鲜袋(20.15%~20.27%)>PE袋+1-MCP保鲜剂(18.75%~19.5%)>PE袋+乙烯吸收剂(18.43%~18.74%)>PE袋(17.08%~17.35%)>PVC袋(16.23%~16.88%)。对于不同包装袋内乙烯浓度来说,贮藏90 d前,PE袋+乙烯吸收剂处理的乙烯浓度保持最低,仅为0.38~3.25 μL/L,但随着贮藏时间延长,逐渐升高,冷藏240 d试验结束时,达到16.23 μL/L,显著高于CK(5.89 μL/L),初步判断,PE袋内放置的乙烯吸收剂作用主要表现在贮藏90 d前,之后乙烯吸收剂作用减弱,导致袋内乙烯浓度升高。方差分析结果表明,冷藏期间,PVC袋内乙烯浓度最高,为48.3~67.1 μL/L,显著高于PE袋(30.5~45.3 μL/L),PE袋处理内乙烯浓度显著高于PE袋+1-MCP保鲜剂处理(16.5~28.7 μL/L),CK、高渗出CO2保鲜袋和PE袋+乙烯吸收剂处理的乙烯浓度显著低于其他3种包装处理。
图中同一贮藏时间不同小写
字母表示0.05水平差异显著。图2-3同。
Different small letters at the same storage time indicate the significant differences among various treatments at 0.05 level. The same as Fig.2-3.
图1 不同包装袋内CO2、O2体积分数和乙烯浓度变化规律
Fig.1 Changes of CO2, O2 and ethylene concentrations in different packaging bags of Hongxiangsu pears during storage
保鲜膜的透气性直接影响包装袋内CO2和O2体积分数以及乙烯浓度。从不同包装袋内CO2、O2体积分数和乙烯浓度变化规律进一步证实,高渗出CO2保鲜袋由于O2/CO2通透性较高,袋内梨果呼吸作用产生的CO2通过渗透和外界气体进行了交换;PVC袋气体渗透性相对较差,在MAP包装内外的气体动态变化过程中,包装内更容易积累较高的CO2体积分数和乙烯浓度;PE袋对气体的渗透性介于PVC袋和高渗出CO2保鲜袋之间,因此,PE袋内的CO2、O2和乙烯浓度介于PVC袋和高渗出CO2保鲜袋之间,但PE袋+1-MCP保鲜剂处理能够明显抑制果实呼吸,PE袋+乙烯吸收剂处理能够吸收包装袋内梨果释放的乙烯,因此,这2种包装袋内CO2体积分数和乙烯浓度低于单一PE袋处理。
图2结果表明,随着冷藏和货架时间的延长,各包装处理果实的呼吸强度变化规律基本一致,均表现为冷藏180 d货架7 d期间果实的呼吸强度高于冷藏120 d各自包装处理的呼吸强度,而冷藏240 d货架7 d期间又有所下降。图3结果表明,冷藏240 d货架7 d期间,各包装处理果实的乙烯释放量较冷藏120,180 d货架7 d时略有下降。方差分析结果表明,冷藏120,180,240 d对应的货架7 d期间,均表现为CK果实的呼吸强度和乙烯释放量最高,PE袋+1-MCP保鲜剂处理果实的呼吸强度和乙烯释放量最低,CK与PE袋+1-MCP保鲜剂处理之间的果实呼吸强度和乙烯释放量均达到差异显著性,其余4种包装处理的呼吸强度和乙烯释放量介于两者之间,与CK和PE袋+1-MCP保鲜剂处理之间的呼吸强度差异不明显,但乙烯释放量却明显高于PE袋+1-MCP保鲜剂处理、显著低于CK。结果表明,与CK相比,5种扎口包装均在一定程度上降低了果实呼吸强度和乙烯释放量,其中,PE袋+1-MCP保鲜剂处理能显著降低红香酥梨冷藏后货架7 d期间果实呼吸强度和乙烯释放量,从而延缓果实衰老。
积累太多的乙醇和乙醛会使果蔬采后生理代谢发生紊乱,产生异味,影响果实正常品质。表1结果表明,随着贮藏时间的延长,各包装处理果实的乙醇和乙醛质量分数总体呈增加的趋势,其中CK、高渗出CO2保鲜袋和PVC袋处理果实的乙醇和乙醛质量分数增加幅度较大。方差分析结果表明,冷藏120,180,240 d以及对应的货架7 d,CK果实的乙醇和乙醛质量分数显著高于除PVC袋处理以外的其余4种处理,冷藏180,180+7,240,240+7 d时,PVC袋处理果实的乙醇和乙醛质量分数显著高于3种PE袋处理和高渗出CO2保鲜袋处理,PE袋+1-MCP保鲜剂处理果实的乙醇和乙醛质量分数保持最低。
图2 不同包装处理对红香酥梨冷藏后货架期果实呼吸强度的影响
Fig.2 Effects of different packaging treatment on respiration intensity of Hongxiangsu pears during shelf life at 20 ℃ after cold storage
图3 不同包装处理对红香酥梨冷藏后货架期果实乙烯释放量的影响
Fig.3 Effects of different packaging treatment on ethylene release of Hongxiangsu pears during shelf life at 20 ℃ after cold storage
表1 不同包装处理对红香酥梨乙醇和乙醛质量分数的影响
Tab.1 Effects of different packaging treatment on ethanol and acetaldehyde contents of Hongxiangsu pearsmg/kg
指标Index不同包装Different packaging采收时基础值Base value at harvest(0±0.5)℃冷藏和20 ℃货架时间Cold storage at (0±0.5)℃ and shelf time at 20 ℃120 d120+7 d180 d180+7 d240 d240+7 d乙醇对照 51.2±4.88195.2±6.89a206.0±6.87a214.7±8.23a230.9±10.36a256.5±9.25a270.8±10.23aEthanol高渗出CO2保鲜袋170.1±7.69b175.2±6.46b183.7±8.00b197.7±9.69b209.2±9.36b239.1±10.11bPE袋 163.0±8.36b170.3±7.56b188.8±8.12b189.7±9.47b203.2±9.47b210.6±10.00cPE袋+1-MCP保鲜剂 123.6±7.26c129.4±7.88c140.3±8.14c152.3±8.69c152.1±8.89c173.7±9.99dPE袋+乙烯吸收剂 165.6±6.99b160.3±8.36b178.9±8.26b188.6±9.63b199.6±8.36b213.4±9.46cPVC袋 168.7±7.28b164.9±8.21b223.6±8.36a235.9±9.77a261.6±8.55a272.5±9.36a乙醛对照 112.3±7.69295.6±12.36a320.0±10.36a362.4±10.99a384.3±10.98a395.2±10.69a415.2±11.34aAcetaldehyde高渗出CO2保鲜袋242.3±10.26b245.3±10.69c272.3±11.39b263.6±11.99c320.3±10.98b342.6±11.47cPE袋 253.6±11.36b243.5±11.00c265.7±11.87b258.3±12.00c316.9±11.36b330.8±11.69cPE袋+1-MCP保鲜剂 156.9±10.26c175.9±11.23d195.1±11.36c217.7±12.47d246.0±11.36c269.9±11.88dPE袋+乙烯吸收剂245.6±11.98b254.8±11.36c276.3±11.36b261.5±12.37c312.8±12.37b335.9±11.39cPVC袋 288.0±11.55a292.5±11.35b342.9±12.60a353.5±12.36b383.7±11.98a370.7±12.36b
注:表中同一列不同小写字母表示处理间0.05水平差异显著。表2-4同。
Note:Different small letters in the same column indicate the significant difference among different treatments at 0.05 level. The same as Tab.2-4.
果皮颜色是评价果实感官品质和商品价值的重要指标,也是评判果实成熟衰老的依据之一。红香酥梨果实在成熟衰老过程中,果皮颜色由绿或绿黄色逐渐向黄或黄绿色转变,部分果实贮藏后期伴有油腻化现象。从表2可以看出,冷藏120 d以及对应的20 ℃货架7 d,6种包装处理果实的果皮L值均较采收时明显下降,但随着贮藏时间的延长,除PVC袋以外的其他5种包装处理果实的L值均表现出升高的趋势,其中CK和高渗出CO2保鲜袋处理的果皮L值升高幅度较大,冷藏240,240+7 d时,CK果皮L值最高,与3种PE袋和PVC袋包装处理的果皮L值差异显著,PVC袋处理果实的果皮L值表现为最低。随着贮藏时间的延长,6种包装处理果实的果皮h°逐渐降低,但a/b值呈现规律不一致,方差分析结果表明,冷藏120,180 d以及对应的货架7 d,CK和高渗袋处理的果皮a/b值和h°差异均不显著,但冷藏240,240+7 d时,高渗出CO2保鲜袋处理果实的果皮a/b值显著低于CK、而h°显著高于CK;冷藏120,180,240 d以及对应的货架7 d,3种PE袋和PVC袋包装处理果实的果皮a/b值均显著低于CK和高渗出CO2保鲜袋处理、而h°值均显著高于CK和高渗出CO2保鲜袋处理。
表2 不同包装处理对红香酥梨果实果皮色泽的影响
Tab.2 Effects of different packaging treatment on peel color of Hongxiangsu pears
指标Index不同包装Different packaging采收时基础值Base value at harvest(0±0.5)℃冷藏和20 ℃货架时间Cold storage at (0±0.5)℃ and shelf time at 20 ℃120 d120+7 d180 d180+7 d240 d240+7 dL值对照77.080±2.1173.770±3.56a73.990±4.12a75.340±3.47a76.380±3.26a76.790±3.12a77.670±3.68aL value高渗出CO2保鲜袋73.560±2.89a73.650±3.69a74.320±3.65ab75.110±3.78ab75.040±3.78ab76.220±3.45abPE袋 73.440±4.11a73.130±3.12a73.910±3.47ab74.320±3.66b74.650±3.58b75.210±3.47bPE袋+1-MCP保鲜剂73.380±3.58a73.460±3.45a74.060±3.47ab74.260±3.65b74.270±2.69b75.010±3.36bPE袋+乙烯吸收剂73.460±4.14a73.360±3.46a74.620±4.11ab74.190±3.47b74.520±3.12b75.140±3.16bPVC袋 73.210±3.69a73.400±3.89a73.010±3.00b73.440±3.19b72.380±3.14c72.960±3.36ca/b值对照-0.311±0.08-0.274±0.15a-0.250±0.12a-0.259±0.10a-0.235±0.12a-0.224±0.10a-0.189±0.08aa/b value高渗出CO2保鲜袋-0.280±0.16a-0.267±0.17a-0.264±0.13a-0.248±0.14a-0.245±0.12b-0.210±0.14bPE袋 -0.303±0.08b-0.286±0.09b-0.288±0.19b-0.275±0.11b-0.269±0.15c-0.240±0.19cPE袋+1-MCP保鲜剂-0.308±0.14b-0.293±0.10b-0.297±0.17b-0.277±0.15b-0.277±0.17c-0.248±0.19cPE袋+乙烯吸收剂 -0.301±0.14b-0.281±0.14b-0.284±0.15b-0.273±0.18b-0.267±0.20c-0.236±0.21cPVC袋 -0.305±0.12b-0.288±0.16b-0.293±0.17b-0.279±0.16b-0.270±0.14c-0.243±0.19ch°对照 CK107.280±5.36104.400±4.36a103.760±5.12a101.760±5.14a100.080±4.48a99.280±4.69a96.780±5.12a高渗出CO2保鲜袋104.960±4.77a104.130±5.14a103.310±5.36a102.310±4.89a101.450±4.99b100.270±5.00bPE袋 106.990±4.59b106.350±5.33b105.780±5.14b105.660±5.12b104.000±4.89c103.290±4.66cPE袋+1-MCP保鲜剂 107.030±4.69b106.160±5.46b106.050±5.00b105.520±5.11b104.720±4.89c103.750±4.99cPE袋+乙烯吸收剂106.920±4.36b105.880±5.99b105.660±5.11b104.930±5.23b103.870±5.00c102.680±5.00cPVC袋107.010±5.00b106.310±5.69b105.980±5.23b105.570±5.00b104.060±5.23c103.760±5.32c
硬度的变化直接反映果实耐贮性的强弱,因此,硬度是衡量果实贮藏品质的重要指标之一。红香酥梨作为脆肉型果实,硬度对消费者可接受程度有非常重要的影响。表3结果表明,采收时果实硬度为7.08 kg/cm2,随着贮藏时间的延长,各包装处理果实的硬度均缓慢下降,CK和高渗出CO2保鲜袋包装果实的硬度较其他4种包装下降幅度大,冷藏240+7 d时,CK和高渗出CO2保鲜袋处理果实的硬度仅为5.57,5.89 kg/cm2。方差分析结果表明,冷藏120,120+7 d时,CK与其他5种包装处理果实硬度差异不显著,但冷藏180,240 d以及对应的20 ℃货架7 d时,其他4种包装处理果实的硬度显著高于CK和高渗出CO2保鲜袋处理,红香酥梨果实在整个冷藏和货架7 d期间,除CK和高渗出CO2保鲜袋处理外的其他4种包装处理果实之间的硬度差异不显著。
表3 不同包装处理对红香酥梨果肉硬度的影响
Tab.3 Effects of different packaging treatment on pulp firmness of Hongxiangsu pears kg/cm2
不同包装Different packaging 采收时基础值Base value at harvest (0±0.5)℃冷藏和20 ℃货架时间 Cold storage at (0±0.5)℃ and shelf time at 20 ℃120 d120+7 d 180 d180+7 d 240 d240+7 d 对照 CK7.08±0.236.48±0.28a6.33±0.30a6.03±0.36b5.93±0.36b5.86±0.46b5.57±0.36b高渗出CO2保鲜袋6.60±0.36a6.45±0.37a6.21±0.42b6.15±0.39b6.02±0.48b5.89±0.38bHigh exudation CO2 bagPE袋 PE bag6.83±0.35a6.68±0.36a6.64±0.43a6.57±0.39a6.49±0.50a6.30±0.40aPE袋+1-MCP保鲜剂6.89±0.30a6.80±0.53a6.71±0.36a6.60±0.45a6.56±0.47a6.41±0.45aPE bag+1-MCP preservativePE袋+乙烯吸收剂6.75±0.37a6.67±0.47a6.65±0.48a6.58±0.40a6.47±0.45a6.30±0.50aPE bag+ethylene absorbentPVC袋 PVC bag6.80±0.40a6.70±0.35a6.66±0.40a6.60±0.36a6.51±0.39a6.39±0.36a
SSC的变化不仅反映果实的品质和衰老情况,也是果实呼吸代谢的主要底物[22]。从表4可以看出,冷藏120,120+7 d时,所有包装处理果实的SSC与采收时相比,均略有升高,但随着贮藏时间的延长,CK和高渗出CO2保鲜袋处理果实的SSC表现出下降趋势,两者之间的SSC差异不显著,其他4种包装处理延缓了贮藏180,240 d果实SSC的下降。方差分析结果表明,冷藏120~240 d以及货架7 d,5种扎口包装处理果实的SSC差异不显著,但冷藏180,240 d以及对应的货架7 d时,除高渗出CO2保鲜袋处理以外的其他4种包装处理果实的SSC显著高于CK。初步判断,贮藏前期果实的SSC上升可能是因为淀粉向可溶性固形物的转化,后期SSC下降是淀粉转化完全后由于果实自身呼吸消耗而导致SSC下降[23]。
表4 不同包装处理对红香酥梨果实SSC的影响
Tab.4 Effects of different packaging treatment on fruit soluble solids content of Hongxiangsu pears %
不同包装Different packaging 采收时基础值Base value at harvest (0±0.5)℃冷藏和20 ℃货架时间 Cold storage at (0±0.5)℃ and shelf time at 20 ℃120 d120+7 d 180 d180+7 d 240 d240+7 d 对照 CK11.30±0.56 11.51±0.66a11.58±0.47a11.10±0.69b10.92±0.70b10.93±0.68b10.82±0.63b高渗出CO2保鲜袋 11.38±0.58a11.42±0.65a11.30±0.49ab11.17±0.75ab11.19±0.76ab11.08±0.77abHigh exudation CO2 bagPE袋 PE bag11.31±0.57a11.39±0.56a11.46±0.55a11.34±0.72a11.35±0.77a11.30±0.86aPE袋+1-MCP保鲜剂11.32±0.46a11.34±0.69a11.55±0.56a11.49±0.66a11.48±0.69a11.39±0.67aPE bag+1-MCP preservativePE袋+乙烯吸收剂11.37±0.67a11.40±0.64a11.50±0.67a11.39±0.60a11.36±0.78a11.31±0.63aPE bag+ethylene absorbentPVC袋 PVC bag11.32±0.47a11.37±0.49a11.47±0.68a11.40±0.69a11.46±0.69a11.37±0.60a
调查结果表明,冷藏180 d前,所有处理均未出现内部组织褐变,但随着贮藏时间的延长,冷藏240 d和货架7 d时,仅有PVC袋处理果实出现了轻微的果心褐变,褐变指数分别为4.6,10.3,其余各包装处理直到冷藏和货架结束,果实也未发生果心褐变,褐变指数均为0。
对果实的感官鉴评结果表明,冷藏120,180 d对应的货架7 d时,与其他5种包装处理相比,CK果实除外观颜色与其他处理有差异外,口感和风味均无明显差异;但贮藏240 d+货架7 d时,各包装处理果实的外观和内在品质开始呈现出一定差异,CK果实甜味较采收时变淡、肉质酥松稍发软、果皮较其他包装处理颜色偏黄、个别果实果皮油腻发亮、品尝果实有异味;高渗出CO2保鲜袋果实肉质稍软,风味基本正常;PVC袋果实肉质疏脆、甜、果皮颜色绿,但发暗,个别果实有轻微异味;3种PE袋处理均保持了贮藏后期红香酥梨果实较好的外观颜色和正常的口感风味,其中PE袋+1-MCP保鲜剂处理感官品质最佳。
保鲜袋自发气调包装(MAP)在一定程度上可调节袋内气体成分,袋内稳定的CO2和O2浓度取决于保鲜袋透气性、厚度、表面积、果实质量、呼吸强度、贮藏环境等诸多因素[24]。Li等[25]提出MAP虽对改变袋内气体成分有巨大的优势,但袋内气体浓度不适宜会使果实组织受到严重迫害的风险,比如将氧气浓度下降到维持厌氧呼吸所需的临界限度以下,果实就会开始发酵,使果实产生异味。因此,采用MAP贮藏时,必须定期监测袋内CO2和O2浓度直至稳定,以避免由于低氧或高浓度二氧化碳造成贮藏风险发生。本研究中,与CK和高渗出CO2保鲜袋相比,PVC袋和PE袋包装均具有良好的气调能力,均能显著降低袋内O2体积分数和提高CO2体积分数,但由于2种包装袋透气性差,所以袋内乙烯浓度也相对较高,但较高浓度的乙烯并没有影响红香酥梨果实贮藏后期的保绿效果。1-MCP与乙烯吸收剂处理虽然均具有抑制果实乙烯合成的作用,但因其作用机理不同因而效果有所差异。1-MCP对乙烯的抑制有持久的作用,而乙烯吸收剂则随着乙烯脱除剂物理吸附和化学反应能力的下降,抑制乙烯合成的作用会随着时间延长逐渐减弱。本试验中,与单一的PE袋包装相比,PE袋+1-MCP保鲜剂和PE袋+乙烯吸收剂处理袋内CO2体积分数和乙烯浓度相对较低,进一步表明了1-MCP处理可降低果实的呼吸强度和乙烯释放量,而乙烯吸收剂的作用效果主要表现在贮藏90 d前,90 d后作用减弱,因此,对于乙烯释放量较高的水果[26],是否通过适当增加乙烯吸收剂的用量,达到较长贮藏期内较好的抑制果实乙烯合成,有待进一步验证。
随着贮藏时间的延长,红香酥梨果实底色逐渐由绿色或绿黄色转为黄色或黄绿色,主要原因可能是果皮中叶绿素分解和类胡萝卜素合成[27]。采用色差计测定的果皮L值、色泽比a/b值和色调角h°结合肉眼观察,贮藏240+7 d时,CK部分果实的果皮颜色相对较亮,个别果实油腻,高渗出CO2保鲜袋包装能延缓贮藏后期果皮的转黄程度、在一定程度上抑制果皮油腻返糖发亮,但效果不明显;3种PE袋和PVC袋包装均能较好抑制或延缓果皮油腻和颜色发亮,抑制果皮转黄(a/b值较低、h°较高),延缓果实衰老,与刘佰霖等[15]在玉露香梨上的研究结果基本一致。而与此不同的是,Teixeira等[28]发现不同气调条件对番石榴的L值与色度无显著影响,但随着CO2浓度增加至39.30%~43.33%时,果实的色度受到显著影响,色调角h°降低。本研究通过肉眼观察PVC袋包装处理果实的果皮颜色虽绿但偏暗,失去了原有光泽,同时测定的颜色亮度L值也显著低于其他几种包装处理。结果表明,红香酥梨在冷藏240 d和货架7 d期间,PE袋+1-MCP保鲜剂处理果实的外观颜色最佳,其次为PE袋和PE袋+乙烯吸收剂处理。
随着贮藏时间延长,果肉硬度逐渐下降,可能是由于细胞间质物质(淀粉、果胶类物质等)的分解,细胞间质增大,果实细胞渗透压减小,水分流失,导致果肉软化、风味下降[29] 。Teixeira等[28]研究验证了以上观点,此研究发现番石榴在贮藏过程中,其硬度出现了下降,尤其是以5 kPa O2+20 kPa CO2条件下进行贮藏14 d后,果实的硬度明显下降。本研究中,与CK相比,高渗出CO2保鲜袋对果实硬度和SSC的维持效果不明显,其余4种包装处理能更好地保持红香酥梨贮藏后期果实的硬度、明显延缓果实SSC的下降,4种包装处理间硬度和SSC差异均不显著。但冷藏240 d及货架7 d,PVC袋内红香酥梨果实出现果心褐变以及风味异常,可能由于PVC袋透气差,袋内长期相对高的CO2体积分数(2.33%~3.00%)使袋内CO2蓄积导致。Blanch等[30]认为可以使用初级代谢物和次级代谢物(发酵代谢物和挥发性化合物)的特征表现进而体现果实对气体浓度改变所做出的响应,这与大量研究表明袋内长期过高的CO2浓度易对果实造成伤害导致组织褐变[31-32]或影响果实正常风味[32-33]具有一致性。本试验中,CK和高渗出CO2保鲜袋内O2体积分数一直保持较高,加快了果实的衰老进程,这是采后果蔬的基本生理变化规律,PE袋内CO2和O2体积分数基本适中,所以长时间保持了果实较好的品质风味。
呼吸作用是机体进行生命活动的有效代谢过程,呼吸作用消耗了体内积累的有机养分,降低了果实贮藏品质和贮藏性能,乙烯加速果实成熟衰老。因此,在一定程度上降低果实的乙烯释放量和呼吸强度对贮藏保鲜具有重要意义。本试验中,与CK相比,5种包装处理均在一定程度上降低了红香酥梨果实的呼吸强度和乙烯释放量,其中,PE袋+1-MCP保鲜剂处理能明显抑制红香酥梨果实的呼吸强度和乙烯释放量,进而延缓果实衰老。
综上所述,选择保鲜膜包装要综合考虑外观颜色、内在品质、口感风味以及果实衰老程度等多方面因素。若贮藏期120 d左右,红香酥梨果实可以采用保鲜袋冕口(CK)贮藏;若贮藏期180 d左右,高渗出CO2保鲜袋即可达到保鲜效果;若贮藏期180~240 d甚至更长时间,则建议采用0.02 mm 厚PE袋包装,其中,PE袋+1-MCP保鲜剂处理不仅保持了冷藏和货架期红香酥梨果实较好的外观颜色和正常的口感风味,还显著降低了果实的呼吸强度和乙烯释放量以及乙醇和乙醛质量分数,其长期贮藏效果最佳,PE袋和PE袋+乙烯吸收剂包装效果次之。为了降低风险,防止CO2伤害导致内部组织褐变,红香酥梨果实不建议采用PVC袋进行贮藏。
[1] 张绍铃.梨产业实用技术[M].北京:中国农业科学技术出版社,2013.
Zhang S L. Practical technology of pear industry[M]. Beijing:China Agricultural Science and Technology Press,2013.
[2] 李秀根,阎志红,杨健.优质抗病晚熟红皮梨新品种—红香酥[J].园艺学报,1999,26(5):347.doi:10.3321/j.issn:0513-353x.1999.05.019.
Li X G,Yan Z H,Yang J. A high-quality,disease-resistant and late mature red Chinese pear variety-Hongxiangsu[J]. Acta Horticulturae Sinica,1999,26(5):347.
[3] 王志华,姜云斌,王文辉,佟伟,姜修成,贾晓辉,杜艳民.1-MCP对常温贮藏红香酥梨保鲜效果的影响[J].中国果树,2016(1):15-18. doi:10.16626/j.cnki.issn1000-8047.2016.01.004.
Wang Z H,Jiang Y B,Wang W H,Tong W,Jiang X C,Jia X H,Du Y M. Effect of 1-MCP on the fresh-keeping effect of Hongxiangsu pears stored at room temperature[J].China Fruits,2016(1):15-18.
[4] 王志华,王文辉,贾朝爽,姜云斌.CO2体积分数对气调贮藏红香酥梨果实货架期相关生理指标的影响[J].果树学报,2020,37(10):1562-1572. doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20200272.
Wang Z H,Wang W H,Jia C S,Jiang Y B. Effects of carbon dioxide concentrations on the physiological indexes of Hongxiangsu pears during shelf-life after controlled atmosphere storage[J]. Journal of Fruit Science,2020,37(10):1562-1572.
[5] 王秋萍.山西·运城市首批红香酥梨供应武汉沃尔玛超市[J].中国果业信息,2013,30(8):58-59.
Wang Q P. The first batch of Hongxiangsu pears in Yuncheng city of Shanxi province supplied to Wal Mart supermarket in Wuhan[J].Fruit News,2013,30(8):58-59.
[6] 姜云斌,王志华,杜艳民,王文辉,郭黄萍,徐凌飞,王阳.晋陕红香酥梨贮藏技术现状调研[J].包装工程,2019,40(13):46-51. doi:10.19554/j.cnki.1001-3563.2019.13.007.
Jiang Y B,Wang Z H,Du Y M,Wang W H,Guo H P,Xu L F,Wang Y. Current situation of storage technology of Hongxiangsu pear in Shanxi and Shaanxi Provinces[J].Packaging Engineering,2019,40(13):46-51.
[7] Sisler E C,Dupille E,Serek M. Effect of 1-methylcyclopropene and methylenecyclopropane on ethylene binding and ethylene action on cut carnations[J].Plant Growth Regulation,1996,18(1/2):79-86.doi:10.1007/BF00028491.
[8] Chen Y H,Sun J Z,Lin H T,Hung Y C,Zhang S,Lin Y F,Lin T. Paper-based 1-MCP treatment suppresses cell wall metabolism and delays softening of Huanghua pears during storage[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2017,97(8):2547-2552. doi:10.1002/jsfa.8072.
[9] Xu F X,Liu S Y,Xiao Z G,Fu L. Effect of ultrasonic treatment combined with 1-methylcyclopropene (1-MCP) on storage quality and ethylene receptors gene expression in harvested apple fruit[J].Journal of Food Biochemistry,2019,43(8):e12967. doi:10.1111/jfbc.12967.
[10] 李艳娇,张月江,邢江艳,赵晓玲,林奇,包媛媛.1-甲基环丙烯结合膜气调处理对河口香蕉贮藏品质的影响[J].食品与机械,2021,37(1):148-155. doi:10.13652/j.issn.1003-5788.2021.01.024.
Li Y J,Zhang Y J,Xing J Y,Zhao X L,Lin Q,Bao Y Y. Effects of 1-MCP combined with different membrane air conditioning treatments on the storage quality of estuarine bananas[J]. Food & Machinery,2021,37(1):148-155.
[11] Xiong Z F,Li H,Liu Z Y,Li X H,Gui D L. Effect of 1-MCP on postharvest quality of French prune during storage at low temperature[J].Journal of Food Processing and Preservation,2019,43(8):e14011. doi:10.1111/jfpp.14011.
[12] 林燕,张平,任朝辉,朱志强,封丽.适合果蔬流通乙烯吸收剂的研究[J].食品工业科技,2010,31(6):296-297,309. doi:10.13386/j.issn1002-0306.2010.06.031.
Lin Y,Zhang P,Ren Z H,Zhu Z Q,Feng L.Study on the ethylene absorbent that fit for fruit and vegetables circulate[J].Science and Technology of Food Industry,2010,31(6):296-297,309.
[13] 张鹏,秦骅,李江阔,田世平,颜廷才,李博强.1-MCP、乙烯吸收剂双控对富士苹果贮后货架品质的影响[J].中国食品学报,2019,19(9):179-188.doi:10.16429/j.1009-7848.2019.09.021.
Zhang P,Qin H,Li J K,Tian S P,Yan T C,Li B Q.Effect of 1-MCP combined with ethylene absorbent on the shelf quality of Fuji apple after cold storage[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2019,19(9):179-188.
[14] 孙志惠,付华,张青.气调包装对果蔬保鲜效果的影响[J].农产品加工,2018(6):20-22.doi:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2018.03.033.
Sun Z H,Fu H,Zhang Q. Effect of modified atmosphore packaging on presewation of fruits and vegetables[J].Farm Products Processing,2018(6):20-22.
[15] 刘佰霖,王文辉,马风丽,王阳,杜艳民,贾晓辉.自发气调包装和乙烯吸收剂对玉露香梨果实品质及耐贮性的影响[J].果树学报,2019,36(7):911-921. doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20190061.
Liu B L,Wang W H,Ma F L,Wang Y,Du Y M,Jia X H. Effect of modified atmosphere packaging and ethylene absorbents on postharvest fruit quality and storage performance of Yuluxiang pear[J]. Journal of Fruit Science,2019,36(7):911-921.
[16] Grierson W,Wardowski W F.Relative humidity effects on the postharvest life of fruits and vegetables[J].Hortscience,1978,13(5):570-574.
[17] 曹菲.果蔬自发气调包装薄膜透气性能的研究与应用[J].湖南工业大学学报,2009,23(4):99-101.doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2009.04.025.
Cao F.Studies and applications of MAP films permeability for fruits and vegetables[J].Journal of Hunan University of Technology,2009,23(4):99-101.
[18] Fonseca S C,Oliveira F A R,Lino I B M,Brecht J K,Chau K V. Modelling O2 and CO2 exchange for development of perforation-mediated modified atmosphere packaging[J].Journal of Food Engineering,2000,43(1):9-15. doi:10.1016/S0260-8774(99)00122-3.
[19] 刘媛,关军锋,赵宝华.1-MCP、薄膜包装和乙烯吸收剂对黄金梨冷藏品质的影响[J].保鲜与加工,2015,15(3):7-11,17.doi:10.3969/j.issn.1009-6221.2015.03.002.
Liu Y,Guan J F,Zhao B H. Effects of 1-MCP,film package and ethylene absorber on quality of cold-stored ′Whangkeumbae′ pear[J].Storage and Process,2015,15(3):7-11,17.
[20] Ekman J H,Clayton M,Biasi W V,Mitcham E J.Interactions between 1-MCP concentration,treatment interval and storage time for Bartlett pears[J]. Postharvest Biology and Technology,2004,31(2):127-136. doi:10.1016/j.postharvbio.2003.07.002.
[21] 贾晓辉,王文辉,佟伟,杜艳民,王志华,姜修成.自发气调包装对库尔勒香梨采后生理及贮藏品质的影响[J].中国农业科学,2016,49(24):4785-4796. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.24.010.
Jia X H,Wang W H,Tong W,Du Y M,Wang Z H,Jiang X C.Effect of modified atmosphere packaging on postharvest physiology and quality of Korla Xiangli pears during storage[J].Scientia Agricultura Sinica,2016,49(24):4785-4796.
[22] Burdon J,Pidakala P,Martin P,Billing D,Boldingh H. Fruit maturation and the soluble solids harvest index for ′Hayward′ kiwifruit[J].Scientia Horticulturae,2016(213):193-198. doi:10.1016/j.scienta.2016.10.027.
[23] 王志华,王文辉,姜云斌,包敖民,佟伟,王宝侠.不同采收期对苹果常温贮藏品质和衰老的影响[J].农业工程学报,2020,36(7):300-306. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.07.035.
Wang Z H,Wang W H,Jiang Y B,Bao A M,Tong W,Wang B X. Effects of different harvesting periods on the storage quality and senescence of apple at room temperature[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2020,36(7):300-306.
[24] Bower J H,Biasi W V,Mitcham E J. Effect of ethylene in the storage environment on quality of Bartlett pears[J].Postharvest Biology and Technology,2003,28(3):371-379. doi:10.1016/S0925-5214(02)00210-7.
[25] Li X H,Jiang Y Q,Li W L,Tang Y,Yun J. Effects of ascorbic acid and high oxygen modified atmosphere packaging during storage of fresh-cut eggplants [J]. Food Science and Technology International,2014,20(2):99-108. doi:10.1177/1082013212472351.
[26] 王志华,王文辉,佟伟,姜修成,贾晓辉,杜艳民.不同采收期对红香酥梨冷藏后货架期果实品质的影响[J].保鲜与加工,2015,15(6):17-22.doi:10.3969/j.issn.1009-6221.2015.06.004.
Wang Z H,Wang W H,Tong W,Jiang X C,Jia X H,Du Y M.Effects of different harvesting date on quality of Hongxiangsu pear during shelf-life after cold storage[J].Storage and Process,2015,15(6):17-22.
[27] 田风霞,惠振,王国坤,范振宇,王玮.植物体内的叶绿素降解与滞绿突变体[J].植物生理学通讯,2010,46(5):505-511. doi:10.13592/j.cnki.ppj.2010.05.002.
Tian F X,Hui Z,Wang G K,Fan Z Y,Wang W. Chlorophyll degradation and stay-green mutant in plant[J]. Plant Physiology Communications,2010,46(5):505-511.
[28] Teixeira G H A,Júnior L C C,Ferraudo A S,Durigan J F. Quality of guava(Psidium guajava L.cv.Pedro Sato) fruit stored in low O2 controlled atmospheres is negatively affected by increasing levels of CO2[J]. Postharvest Biology and Technology,2016,111:62-68. doi:10.1016/j.postharvbio.2015.07.022.
[29] 杨青珍,王锋,田晋文,杜海妮.不同品种梨果实发育过程中糖分积累的研究[J].北方园艺,2010(5):41-43.
Yang Q Z,Wang F,Tian J W,Du H N.Study on accumulation of sugar contents during fruit development of different pears[J].Northern Horticulture,2010(5):41-43.
[30] Blanch M,Rosales R,Mateos R,Perez-Gago M B,Sanchez-Ballesta M T,Escribano M I,Merodio C. Effects of high CO2 levels on fermentation,peroxidation,and cellular water stress in Fragaria vesca stored at low temperature in conditions of unlimited O2[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2015,63(3):761-768. doi:10.1021/jf505715s.
[31] 关文强,陈丽,李喜宏,胡云峰.红富士苹果自发气调保鲜技术研究[J].农业工程学报,2004,20(5):218-221.doi:10.3321/j.issn:1002-6819.2004.05.049.
Guan W Q,Chen L,Li X H,Hu Y F. Effect of modified atmosphere packaging on the quality of Fuji apple[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2004,20(5):218-221.
[32] 王志华,姜云斌,王文辉,杜艳民,杭博,姜修成,佟伟,贾晓辉.高渗CO2和PE保鲜袋对冷藏及货架期砀山酥梨果实品质的影响[J].果树学报,2015,32(1):128-135. doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20140276.
Wang Z H,Jiang Y B,Wang W H,Du Y M,Hang B,Jiang X C,Tong W,Jia X H. Effects of high carbon dioxide permeability and PE film bags on quality of ′Dangshansu pear′ after cold storage[J]. Journal of Fruit Science,2015,32(1):128-135.
[33] 王春生,赵迎丽,王华瑞,李建华,施俊凤,张晓宇.气调贮藏对玉露香梨品质的影响[J].保鲜与加工,2007,7(5):25-28.doi:10.3969/j.issn.1009-6221.2007.05.011.
Wang C S,Zhao Y L,Wang H R,Li J H,Shi J F,Zhang X Y. Effect of controlled atmosphere storage on qulity of Yuluxiang pear[J]. Storage and Process,2007,7(5):25-28.