2019, Vol. 33引用本文 |
| 1-MCP与ClO2复合处理对草莓贮藏品质的影响 |  [PDF全文] |
2. 山东女子学院 艺术设计学院，济南 250300;
3. 天宝食品有限公司，日照 276500
,
WU Ting-jun3,
YU You-liang3
2. Institute of Art & Design, Shandong Women's University, Jinan 250353, China;
3. Tianbao Food Company Limited, Haihui Group, Rizhao 276500, China
草莓风味极佳, 营养价值高, 且色泽鲜艳, 有“水果皇后”之称, 深受消费者喜爱。但由于高速代谢和微生物侵害, 草莓货架期很短[1], 所以通常对草莓进行保鲜处理，从而延长其贮藏时间。
1-MCP在延长果蔬保质期方面有很好的效果[2-4], 但也有比较明显的问题, 比如不能有效控制病害, 甚至在某些情况下会加速果蔬侵染性病害的发生[5]。二氧化氯(ClO2)是一种强氧化剂, 可有效杀死微生物, 是世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)推荐的A1级广谱、高效、安全的化学消毒剂[6]。研究表明, 适宜浓度的ClO2对青椒[7]、猕猴桃[8]、草莓[9]等有良好的保鲜效果。ClO2能够杀菌防腐、降低果实腐烂率。1-MCP和ClO2联合使用有可能克服单一处理的缺点, 从生理、病理两方面互相补充, 达到更好的保鲜效果。
针对草莓易染菌的问题, 本实验采用以1-MCP为主体，结合有效杀菌剂ClO2对草莓进行处理, 并将草莓放置于4 ℃条件下, 对其贮藏期间的生理生化指标进行测定分析, 以期为草莓的贮藏与物流提供技术指导。
1 材料与方法 1.1 材料与仪器实验所用草莓采自济南市长清区崮山街道草莓种植园, 所挑选草莓果形端正, 大小、颜色、成熟度一致，发育良好，无机械损伤，无软化或腐烂现象。
PE袋(厚度为0.02 mm, 规格为350 mm×250 mm), 扎有2个直径为5 mm的孔。1-MCP微囊粒剂, 由美国罗门哈斯公司生产, 有效成分含量为0.014%。
实验选用ClO2缓释片为实验室自制。制作方法：由0.1 g二氧化氯泡腾片与9.9 g β-环糊精充分混合后取出1 g压制成片, 得到成品中二氧化氯有效含量为0.1%, 完全释放后实验包装中的浓度为30 μL/L。
蒸馏水、酚酞、氢氧化钠、草酸、活性炭、2, 6-二氯靛酚、DNS试剂、乙醇、K3Fe(CN)6、三氯乙酸、FeCl3、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、H2O2、Tris-HCl、石英砂、Folin-酚试剂、碳酸钠、DPPH、SDS、盐酸、黄嘌呤氧化酶、抗坏血酸、葡萄糖、NBT, 均为分析纯。
GY-2型硬度计(浙江托普仪器有限公司); PAL-1型数字手持折光仪(日本ATAGO爱宕); TGL16台式高速冷冻离心机(长沙英泰仪器有限公司); DK-S24型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司); YP20002型电子天平(余姚市金诺天平仪器有限公司); CP114型分析天平(奥豪斯仪器上海有限公司); V-1100D型分光光度计(上海美谱达公司)。
1.2 实验方法 1.2.1 样品处理将挑选好的草莓分为三组放入保鲜盒中, 设置三个处理组。
1-MCP处理组：于保鲜盒中放入1袋用少量水浸湿的1-MCP缓释包, 使1-MCP完全释放后保鲜盒中的浓度为1 μL/L。
1-MCP+ClO2处理组：保鲜盒中放入1袋用少量水浸湿的1-MCP缓释包, 并放置1 g实验室自制有效含量为0.1%的ClO2缓释片, 两者充分释放后保鲜盒中1-MCP浓度为1 μL/L，ClO2浓度为30 μL/L。
对照组(CK)：不做任何处理。
将3个实验组均放入保鲜袋中, 并用橡皮筋简单封口于4 ℃贮藏。每4天取样观察、拍照并测定各项指标。
1.2.2 硬度的测定采用GY-2型硬度计分别对草莓果实的果顶及赤道部位的硬度进行测定。测定时将硬度计探针以一定速度匀速刺入果实内部, 至5 mm刻度处, 读出硬度计表盘示数，即为所测部位硬度。
1.2.3 可溶性固形物含量的测定参照李晓芳[10]等的测定方法, 取样后将待测部位果肉迅速挤压得到草莓汁, 并利用PAL-1型数字手持折光仪测定果汁中可溶性固形物的含量。
1.2.4 还原糖含量的测定采用DNS法[11]进行测定。
1.2.5 VC含量的测定采用2, 6-二氯靛酚法[12]进行测定。
1.2.6 可滴定酸含量的测定采用酸碱滴定法[12]进行测定。
1.2.7 多酚氧化酶(PPO)活力的测定取1.00 g草莓果肉于预冷过的研钵中, 加2 mL预冷过的0.05 mol/L pH=6.5磷酸缓冲液, 在冰浴条件下研磨成匀浆。之后用3 mL上述磷酸缓冲液将匀浆完全转移到离心管中, 并于4 ℃、3 000 r· min-1离心10 min。取上清液0.1 mL于试管中, 并向其中加入3.9 mL 0.05 mol/L pH=6.5磷酸缓冲液和1.0 mL 0.1 mol/L邻苯二酚溶液, 充分混合后于37 ℃恒温水浴10 min。水浴结束后迅速放入冰水中降温, 并向其中加入2 mL 20%三氯乙酸, 混匀以终止酶反应。空白管以0.1 mL蒸馏水代替上清液, 其余操作相同。以空白管调仪器零点, 于525 nm波长下测定样品吸光度。
以每分钟吸光度变化0.01定义为1个酶活力单位, 按下式计算：
| $ \begin{array}{l} 酶活力(0.01\Delta {A_{525}}\cdot{\rm{ }}{{\rm{g}}^{ - 1}}\cdot{\rm{mi}}{{\rm{n}}^{ - 1}}) = {A_{525}} \times \\ \frac{D}{{0.01t}}W \end{array} $ |
式中：ΔA525为反应时间内吸光度的变化量; W为样品鲜重(g)；t为反应时间(min)；D为稀释倍数。
1.2.8 总酚含量的测定采用Folin酚法[13]测定样品中总酚含量。
1.2.9 还原力的测定还原力参照Mao[14]等的方法进行测定。
1.2.10 DPPH自由基清除能力的测定参照Jagtap[15]等的方法进行测定。
1.3 数据处理与分析采用Microsoft Excel软件处理数据, 采用SPSS11.5进行显著性分析。采用ANOVA程序进行差异性分析, 数值用平均值±SD来表示。
2 结果与分析 2.1 复合处理对草莓外观品质的影响由图 1可以看出, 对照组在贮藏第16天失水明显, 果实皱缩, 果实硬度明显下降且受到微生物侵染，出现腐烂现象, 已经失去了商品价值。而1-MCP处理组和1-MCP+ClO2处理组能显著减轻草莓在低温贮藏期间的失水现象, 保持果实硬度, 维持表面色泽, 且对微生物的侵染和生长均有一定的抑制作用, 尤其是1-MCP+ClO2处理组, 其保鲜效果优于1-MCP单一处理。
 |
| 图 1 第16天果实的外观 |
2.2 复合处理对草莓内在品质的影响
硬度可以反映果实抗压能力的强弱, 直接表现了果实软化的程度, 是判断果实成熟度及贮藏品质的重要指标。由图 2可以看出, 草莓果实硬度在其低温贮藏期间呈现不断下降趋势, 前4天各实验组之间没有显著差异(P>0.05)。对照组硬度在贮藏第12天后迅速下降, 而两种处理能够显著减缓这一时期草莓果实硬度的下降(P < 0.05)。贮藏结束时对照组硬度下降为贮藏开始时的43.33%, 而1-MCP处理以及1-MCP+ClO2处理将其硬度分别维持在初始硬度的62.06%和65.97%, 说明两种处理均能够延缓草莓果实在低温贮藏期间硬度的下降。
 |
| 图 2 1-MCP单独处理与复合ClO2处理对草莓硬度(A)、可溶性固形物含量(B)、还原糖含量(C)、VC含量(D)和可滴定酸含量(E)的影响 |
草莓的可溶性固形物含量与消费者的可接受性有很大的关系。在整个贮藏过程中, 草莓果实的可溶性固形物含量呈现上升—下降—上升的趋势, 除贮藏末期外, 两种处理均提高了草莓果实的可溶性固形物含量。各实验组按可溶性固形物含量由大到小排列依次为：1-MCP>1-MCP+ClO2 >CK。其中在贮藏中期(第8天)三者的差异最显著, 分别为9.7%、8.77%、7.65%。两种处理均能提高草莓果实中可溶性固形物含量, 但复合处理作用效果不如1-MCP单独使用, 这表明ClO2可能在一定程度上能够导致果实可溶性固形物含量的下降, 作用效果与1-MCP相反。
在贮藏期间, 对照组草莓果实中还原糖含量呈持续上升趋势, 两个处理组的草莓果实的还原糖含量均呈上升—下降—上升的变化趋势。两种处理提高了贮藏前期草莓果实的还原糖含量, 并延缓了贮藏末期(第12~16天)还原糖含量的迅速升高。在整个贮藏期间, 两个处理组之间并没有显著差异(P>0.05)。即1-MCP处理对草莓还原糖含量有显著影响, 能有效保持草莓的营养价值和品质, 而ClO2对草莓中的还原糖含量没有显著影响。
草莓在低温贮藏期间其VC含量呈现先上升后下降的变化趋势, 各实验组在贮藏前期(前4天)没有显著性差异(P>0.05), 且均在第4天达到峰值。之后迅速下降, 在第8天下降到与初始VC含量相同的VC含量水平。之后继续下降至贮藏期结束。在贮藏中后期(第4至16天)处理组草莓中的VC含量均高于对照组, 且1-MCP+ClO2处理组高于1-MCP单一处理组, 说明1-MCP可以延缓草莓中VC含量的下降, 而1-MCP与ClO2复合处理更有利于草莓果实中VC含量的保持。
可滴定酸是影响草莓风味品质的重要因素, 也是评价草莓品质的重要指标之一。由图 2可见, 各实验组的草莓果实的可滴定酸含量的变化趋势一致, 呈下降—上升—再下降趋势。其中前4天下降速度最快, 之后变缓, 在第8天达到谷值, 之后迅速上升, 在第12天达到峰值。除贮藏第16天外, 在整个贮藏过程中复合处理组的可滴定酸度均在其余两个实验组值中间, 说明ClO2对可滴定酸度的影响与1-MCP对可滴定酸度的影响相反。但三个实验组的可滴定酸度在贮藏期间整体上无显著性差异(P>0.05), 说明1-MCP及ClO2对草莓果实的可滴定酸度并无显著性影响。
2.3 复合处理对草莓多酚氧化酶(PPO)活力、总酚含量及抗氧化能力的影响如图 3(A)所示, 对照组草莓果实的PPO活力在贮藏期间呈先下降后上升的变化趋势, 而两个处理组的变化趋势均为下降—上升—下降。在贮藏中期(第4~12天)两种处理均提高了草莓果实的PPO活力, 并都在第8天达到峰值, 其中1-MCP单一处理组PPO酶活力达到0.63酶活单位, 为贮藏开始时的1.8倍, 而对照组仅为1-MCP单一处理组的65%。说明在贮藏前8天, 1-MCP处理显著提高了草莓中PPO活力。而在整个贮藏期间(除第16天)复合处理组草莓中的PPO活力均与对照组处于近似水平, 说明ClO2能够在一定程度上抑制PPO活性, 其抑制作用与1-MCP的提高作用相抵。
 |
| 图 3 1-MCP单独处理与复合ClO2处理对草莓PPO(A)、总酚含量(B)、还原力(C)和DPPH清除能力(D)的影响 |
水果中含有多种酚类物质, 这些酚类物质不仅是水果味道、口感及颜色的重要来源之一, 还具有很多的保健和营养功效。如图 3(B)所示，草莓在低温贮藏过程中其总酚的变化并不明显, 变化趋势趋于平缓。但从整体上看，1-MCP+ClO2复合处理组总酚含量显著高于其他两个实验组(P < 0.05)。1-MCP与ClO2复合处理提高了草莓中的总酚含量, 1-MCP单独处理对总酚含量没有显著影响。
还原力是判断物质抗氧化能力大小的主要指标之一。如图 3(C)所示, 在低温贮藏期间草莓中还原力都呈现出上升—下降—上升的趋势, 期间在第8天达到谷值, 在整个过程中三个处理组之间均有显著性差异(P < 0.05), 由大到小依次为CK>1-MCP+ClO2 >1-MCP。说明1-MCP处理显著降低了草莓的还原力(P < 0.05), 而复合ClO2后还原力高于1-MCP单独处理，说明ClO2能够在一定程度上提高草莓的还原力。
由图 3(D)可知, 各处理组中DPPH自由基清除率在其低温贮藏期间均呈现下降—上升—下降的趋势, 在第8天达到最低值。1-MCP处理显著加快了贮藏前期DPPH自由基清除能力的下降速度, 降低了草莓果实的DPPH自由基清除能力, 而1-MCP与ClO2复合处理则能一定程度上提高果实的DPPH自由基清除能力。在第8天1-MCP处理组的DPPH自由基清除能力由贮藏开始时的79%下降至30%, 而对照组和1-MCP+ClO2复合处理组分别为44%和48%。这表明1-MCP处理降低了草莓果实中的DPPH自由基清除能力, 而ClO2则能在一定程度上提高DPPH自由基清除能力。
3 讨论与结论研究发现, 1-MCP单独使用对草莓有一定的保鲜作用, 但由于其不能够有效抑制草莓果实的染菌情况, 还可能轻微提高草莓果实由真菌侵染而导致的腐烂几率, 故对草莓货架期的延长没有显著作用[16]。1-MCP对经过二氯异氰尿酸盐溶液杀菌处理的草莓果实具有良好的保鲜作用, 在贮藏期内能显著降低PE、PG活力, 从而维持较高的可溶性果胶含量, 显著延缓了草莓果实的硬度[17]。所以在对草莓进行保鲜处理时, 1-MCP需与杀菌剂相结合, 才能达到较好的保鲜效果。作为当前最广泛应用的保鲜剂, 1-MCP与其他保鲜技术相结合的研究也已经成为热点。目前已经有研究表明1-MCP与ClO2复合处理有利于青皮核桃[18]、樱桃[19]、桃[20]等果实的保鲜, 且复合处理的保鲜效果优于单一处理。本实验使用1-MCP与ClO2联合熏蒸草莓, 结果表明, 1-MCP单独处理或者与ClO2复合处理均能够延长草莓的贮藏期, 处理组能将草莓的贮藏期延至16天以上。复合处理能够显著减轻草莓果实的失水现象, 有效保持贮藏期间草莓的外观品质及内在营养物质, 并能够很好地抑制微生物的侵染, 克服了1-MCP单一处理的缺点, 保鲜效果更好。
本实验选择1-MCP和ClO2熏蒸处理作为复合保鲜手段, 采用气体熏蒸的方法减少了果实与液体接触, 避免由于水分过大而导致的果实腐烂、裂果等现象, 而且不需要沥干环节, 减少了操作步骤, 实用性较强。
| [1] |
GOL N B, PATEL P R, RAO T V R. Improvement of quality and shelf-life of strawberries with edible coatings enriched with chitosan[J]. Postharvest Biology and Technology, 2013, 85: 185-195. DOI:10.1016/j.postharvbio.2013.06.008 |
| [2] |
ZHENG W W, CHUN I J, HONG S B, et al. Quality characteristics of fresh-cut 'Fuji' apple slices from 1-methylcyclopropene, calcium chloride, and rare earth-treated intact fruit[J]. Scientia Horticulturae, 2014, 173: 100-105. DOI:10.1016/j.scienta.2014.04.025 |
| [3] |
曹森, 马超, 吉宁, 等. 1-MCP对不同成熟度红阳猕猴桃保鲜效果及后熟品质的影响[J]. 食品科技, 2018, 43(11): 34-42. DOI:10.3969/j.issn.1000-1085.2018.11.006 |
| [4] |
OZKAYA O, ÇÖMLEKÇIOĞLU S, DEMIRCIOĞLU H. Assessment of the potential of 1-methylcyclopropene treatments to maintain fruit quality of the common fig(Ficus carica L.cv. 'Bursa Siyahi') during refrigerated storage[J]. Not. Bot. Horti. Agrobo., 2014, 42(2): 1-6. |
| [5] |
LUO Z, XU X, CAI Z, et al. Effects of ethylene and 1-methylcyclopropene(1-MCP) on lignification of postharvest bamboo shoot[J]. Food Chemistry, 2007, 105(2): 521-527. DOI:10.1016/j.foodchem.2007.04.007 |
| [6] |
HWANG E S, CASH J N, ZABIK M J. Deter mination of degradation products and pathways of mancozeb and ethylenethiourea(ETU) in solutions due to ozone and chlorine dioxide treatments[J]. J. Agric.Food.Chem., 2003, 51(5): 1341-1346. DOI:10.1021/jf020764t |
| [7] |
DU J H, FU M R, LI M M, et al. Effects of chlorine dioxide gas on postharvest physiology and storage quality of green bell pepper(Caspsicum frutecens L.var.Longrum)[J]. Agric. Sci. China, 2007, 6(2): 214-219. DOI:10.1016/S1671-2927(07)60037-6 |
| [8] |
龙明秀, 孙小岚, 谭书明. 固载ClO2保鲜剂对米良和贵长猕猴桃的保鲜效果[J]. 食品工业科技, 2015, 36(21): 327-331. |
| [9] |
余璐璐, 曹中权, 朱秋杰, 等. 二氧化氯在草莓采后保鲜中的作用[J]. 江苏农业科学, 2016(4): 343-346. |
| [10] |
李晓芳, 杨永岗, 张化生. 甜瓜叶柄可溶性固形物含量的变化[J]. 北方园艺, 2015(14): 31-34. |
| [11] |
朱海霞, 石瑛, 张庆娜, 等. 3, 5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定马铃薯还原糖含量的研究[J]. 中国马铃薯, 2005, 19(5): 266-269. DOI:10.3969/j.issn.1672-3635.2005.05.003 |
| [12] |
徐凯, 郭延平, 张上隆, 等. 不同光质膜对草莓果实品质的影响[J]. 园艺学报, 2007, 34(3): 585-590. DOI:10.3321/j.issn:0513-353x.2007.03.010 |
| [13] |
CHAVAN U B, JAGTAP N B, GAIKWAD, et al. Total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of Saptarangi (Salacia chinensis L.) fruit pulp[J]. J. Plant Biochem.Biotech., 2013, 23(4): 409-413. |
| [14] |
MAO L C, PAN X, QUE F, et al. Antioxidant properties of water and ethanol extracts from hot air-dried and freeze-dried daylily flowers[J]. Eur. Food. Res. Technol., 2006(3-4): 236-241. |
| [15] |
JAGTAP U B, PANASKAR S N, BAPAT V A. Evaluation of antioxidant capacity and phenol content in jackfruit(Artocarpus heterophyllus Lam.) fruit pulp[J]. Plant Foods Hum.Nutr., 2010, 2: 99-104. |
| [16] |
BOWER J H, BIASI W V, MITCHAM E J. Effects of ethylene and 1-MCP on the quality and storage life of strawberries[J]. Postharvest Biol.Technol., 2003, 28(3): 417-423. DOI:10.1016/S0925-5214(02)00208-9 |
| [17] |
SLIVA A, ABREU P D, MARIA C, et al. Storage of strawberries(Fragaria ananassa L.) cv. 'Oso Grande', subjected to 1-MCP[J]. Acta Sci-Technol., 2012, 34(3): 353-358. |
| [18] |
JIANG L, FENG W, LI F, et al. Effect of one-methylcyclopropene(1-MCP) and chlorine dioxide(ClO2) on preservation of green walnut fruit and kernel traits[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(1): 267. |
| [19] |
杨娟侠, 王晓芳, 孙家正, 等. 1-MCP和ClO2对甜樱桃布鲁克斯的防腐保鲜效果[J]. 南方农业学报, 2012, 43(11): 1745-1748. DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2012.11.1745 |
| [20] |
李江阔, 郭兴月, 张鹏, 等. 1-MCP结合二氧化氯对桃果实质地的影响[J]. 食品科技, 2014(1): 31-36. |