生物質(zhì)熱解液采前處理對(duì)蘋果梨貯藏品質(zhì)的影響

李金娜，付長雪，鄭慧明，張 先，李范洙

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133000)

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生物質(zhì)熱解液采前處理對(duì)蘋果梨貯藏品質(zhì)的影響

李金娜，付長雪，鄭慧明，張 先，李范洙*

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133000)

為研究生物質(zhì)熱解液的保鮮效果，以蘋果梨為材料，在采前以不同濃度的`生物質(zhì)熱解液對(duì)蘋果梨果實(shí)進(jìn)行噴灑處理。結(jié)果表明：生物質(zhì)熱解液采前處理能減緩蘋果梨在貯藏過程中的水分含量、硬度及可溶性固形物下降速率；抑制蘋果梨的腐敗變質(zhì)及組織老化，其中，以100倍的生物質(zhì)熱解液的保鮮效果最佳，且隨著貯存時(shí)間的延長保鮮效果越明顯。

生物質(zhì)熱解液；蘋果梨；貯藏；品質(zhì)

生物質(zhì)能是以化學(xué)能形式儲(chǔ)存的太陽能，具有分布廣泛、可再生和無污染等特點(diǎn)，它的高效轉(zhuǎn)換和清潔利用受到廣泛重視[1]。但是從自然界直接獲得的生物質(zhì)能量密度低,直接利用存在很多缺點(diǎn),如燃燒效率低等,需要尋求更為有效的方式加以利用。通過研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)熱解技術(shù)是生物質(zhì)資源利用的重要途徑[2-3]。

生物質(zhì)熱解技術(shù)是生物質(zhì)在一定的氣化介質(zhì)條件下,產(chǎn)生液體(生物油)、氣體(可燃?xì)?、固體(焦炭)3種產(chǎn)物的生物質(zhì)熱解降解過程[4]。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)食品安全的要求越來越高，使得生物質(zhì)資源成為研究熱門。隨著生物質(zhì)熱解技術(shù)的發(fā)展和成熟，利用農(nóng)林廢棄物如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻殼、雜木等大量生產(chǎn)生物油燃料己成為現(xiàn)實(shí)，是一種生物質(zhì)利用的高效途徑[5]。生物質(zhì)熱解液(bio-liquid)，是生物油精制過程中分離得到的水溶性提取物，其化學(xué)組成主要包括有機(jī)酸、醇、酚、醛、酮、酯、烯烴、烷類等[6]，類似于醋液。

近幾年，已有大量研究證明木醋液具有促進(jìn)植物生長、防治農(nóng)作物病蟲害及保鮮的作用[7-9]，相較于其他農(nóng)藥殘留難祛除[10]的問題，木醋液毒性小、無殘留，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。為探討生物質(zhì)熱解液對(duì)果蔬的保鮮效果，以蘋果梨為試材對(duì)其進(jìn)行保鮮試驗(yàn)，以期為生物油的綜合利用及生物質(zhì)熱解液在綠色食品生產(chǎn)與保鮮方面的應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1) 生物質(zhì)熱解液：2012年廣州迪森集團(tuán)提供的中溫快速熱解法制造的生物油，以1∶1與水混合，在0.1 MPa下減壓蒸餾，收集98～102 ℃時(shí)的蒸餾液，將蒸餾液在0.1 MPa下進(jìn)行2次蒸餾，收集52～67 ℃的蒸餾液供試驗(yàn)用[6]。

2) 木醋液：龍井市綠田農(nóng)特產(chǎn)品開發(fā)有限公司提供。

3) 蘋果梨：來自延邊華龍集團(tuán)果樹農(nóng)場30～35年生梨樹，于2015年9月30日采摘。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘋果梨采前1周用不同濃度生物質(zhì)熱解液做噴灑處理。熱解液稀釋倍數(shù)分別為100、200、300倍，并以稀釋倍數(shù)為200倍的木醋液和噴清水做對(duì)照，每棵蘋果梨樹噴灑20 L。蘋果梨采后套網(wǎng)袋經(jīng)預(yù)冷后，紙箱包裝，儲(chǔ)存于通風(fēng)庫中，每隔1個(gè)月對(duì)蘋果梨的品質(zhì)及生理指標(biāo)進(jìn)行測定。

1.3 方法

1) 腐爛率的測定 用計(jì)數(shù)法進(jìn)行測定。在貯存期間，當(dāng)蘋果梨表面部分或全部出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象即視為腐爛果。

腐爛率/%=腐爛果數(shù)/總果數(shù)×100

2) 水分含量的測定 用干燥法進(jìn)行。

3) 色度的測定 用臺(tái)式分光測色儀(CM-5型，木可尼卡美能達(dá)投資有限公司)進(jìn)行測定。使用小孔底盤，白板校準(zhǔn)，在蘋果梨表皮選取10個(gè)點(diǎn)對(duì)其色度進(jìn)行測定。

4) 果實(shí)品質(zhì) 硬度用質(zhì)構(gòu)儀(TMS-PRO，F(xiàn)ood Technology Corporation)進(jìn)行測定；可溶性固形物用手持折光儀進(jìn)行測定；總酸含量用指示劑滴定法進(jìn)行測定。

5) 呼吸強(qiáng)度的測定 用靜置法進(jìn)行。

6) 丙二醛含量的測定 TCA 1 mL和蘋果梨0.5 g的混合物，均質(zhì)，并加入TCA 4 mL，繼續(xù)均質(zhì)，然后在4 000 r/min下離心10 min，取2 mL的上清液，與0.6 % 硫代巴分解比妥酸2 mL混合均質(zhì)，用沸水加熱15 min；得到的上清液在3個(gè)不同的波長下測吸光值。按公式計(jì)算丙二醛(MDA)的濃度及含量[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨腐爛率的影響

果蔬采后易受到真菌侵染而發(fā)生腐敗。由圖1可知，蘋果梨的腐爛率隨貯藏時(shí)間的延長呈上升趨勢，且貯藏時(shí)間越長，上升速度越快。在貯藏前4個(gè)月，腐爛率增加緩慢，之后2個(gè)月腐爛率增加迅速，貯藏第5,6個(gè)月，各處理組腐爛率顯著低于空白對(duì)照組(P<0.05)，且稀釋倍數(shù)為100倍的生物質(zhì)熱解液處理組腐爛率最低。在貯藏6個(gè)月后，100倍生物質(zhì)熱解液處理組的腐爛率為31.42%，低于同一時(shí)期空白對(duì)照組腐爛率51.02%；且低于空白對(duì)照組貯藏5個(gè)月的腐爛率，與木醋液處理組貯藏5個(gè)月的腐爛率相接近。結(jié)果表明，一定稀釋倍數(shù)的生物質(zhì)熱解液可抑制蘋果梨腐爛，且貯藏時(shí)間越長，抑制果實(shí)腐爛的效果越明顯。

圖1 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨腐爛率的影響

2.2 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨水分含量的影響

生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨水分含量的影響見圖2。

圖2 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨水分含量的影響

由圖2可知，隨貯藏時(shí)間的延長蘋果梨水分含量總體呈下降趨勢。這由于在貯藏過程中，蘋果梨失去了母體和土壤供給的水分補(bǔ)充，而蒸騰作用仍持續(xù)進(jìn)行[12]。貯藏前4個(gè)月，水分含量下降較慢，且各處理組水分含量之間差異不大；貯藏4個(gè)月后，

各組蘋果梨水分含量下降較快，且對(duì)照組水分含量下降最快。貯藏6個(gè)月后，各組蘋果梨水分含量均下降了5個(gè)百分點(diǎn)左右，蘋果梨表面開始出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，木醋液處理組水分含量最高，為84.67%；稀釋倍數(shù)為100倍的生物質(zhì)熱解液處理組的水分含量次之，為84.00%，稀釋倍數(shù)為200、300倍的生物質(zhì)熱解液處理組水分含量也均顯著高于對(duì)照組。說明一定濃度的生物質(zhì)熱解液處理能抑制蘋果梨采后水分的蒸發(fā)。

2.3 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨色度的影響

色澤是人們?cè)u(píng)價(jià)果實(shí)質(zhì)量的一個(gè)重要因素，也是檢驗(yàn)其成熟衰老的依據(jù)之一[13]。由表1可知,L*值隨貯藏時(shí)間的延長呈下降趨勢，但下降幅度不大；a*值隨貯藏時(shí)間的延長呈上升趨勢；b*值基本穩(wěn)定，即黃色度基本保持不變，說明蘋果梨在貯藏過程中顏色的變化主要是由綠色和紅色的變化而引起的。在貯藏期間可能是由于葉綠素降解而花色苷含量增加，從而使果實(shí)呈紅色[14]。貯藏6個(gè)月后，稀釋倍數(shù)為200倍的生物質(zhì)熱解液處理組a*值最小，L*值最大，且與其它處理組差異顯著(P<0.05),說明此濃度的生物質(zhì)熱解液處理可一定程度上抑制貯藏期間蘋果梨葉綠素的分解。

表1 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨色度的影響

注:同一列中不同字母代表差異顯著(P<0.05)。

2.4 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨品質(zhì)指標(biāo)的影響

2.4.1 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨硬度的影響

硬度是反映果蔬采后品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，影響蘋果梨的質(zhì)地及感官品質(zhì)。由圖3可知，蘋果梨的硬度隨貯藏時(shí)間的延長總體呈下降趨勢,這與王軍節(jié)等[15]對(duì)早酥梨硬度的研究中變化趨勢一致。貯藏前4個(gè)月，蘋果梨硬度呈波動(dòng)下降的趨勢，各處理組間無明顯差異；4個(gè)月后，空白對(duì)照組硬度低于其它處理組。稀釋倍數(shù)為100倍的生物質(zhì)熱解液處理組硬度值在4個(gè)月后顯著高于其它處理組，且在整個(gè)貯藏期間下降最為緩慢，從68.24 N下降到60.72 N，下降幅度為11%；空白對(duì)照組硬度從65.85 N下降到55.40 N，下降幅度為16%；木醋液處理組硬度由64.27 N下降到59.65 N，下降幅度為8%。100倍生物質(zhì)熱解液處理組在貯藏6個(gè)月后的硬度值相當(dāng)于空白對(duì)照組貯藏3個(gè)月的硬度和木醋液處理組貯藏4個(gè)月的硬度，說明一定濃度的生物質(zhì)熱解液處理能延緩果實(shí)的軟化。

圖3 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨硬度的影響

2.4.2 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響

生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響見圖4。

圖4 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響

由圖4可知，蘋果梨可溶性固形物含量隨貯藏時(shí)間的延長呈波動(dòng)下降的趨勢。貯藏前期，蘋果梨的呼吸作用較強(qiáng)，大量消耗糖類物質(zhì)，使得可溶性固形物含量下降；之后由于果實(shí)的蒸騰作用導(dǎo)致水分流失，提高了果實(shí)的汁液濃度，使得可溶性固形物相對(duì)增加；同時(shí)果實(shí)中的淀粉等轉(zhuǎn)化為糖，使可溶性固形物含量增加；后期因呼吸消耗使可溶性固形物含量呈下降趨勢。這與Ommol Banin Sogvar[16],曹萬萬等[17]對(duì)梨的研究中可溶性固形物含量的變化趨勢一致。貯藏3～4月期間，各組蘋果梨可溶性固形物含量下降較快，均下降了1%左右，且空白對(duì)照組可溶性固形物含量下降最快。貯藏4個(gè)月之后，熱解液處理組可溶性固形物含量顯著高于空白對(duì)照組(P<0.05)，說明處理組貯藏后期可抑制果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)消耗降低,使得可溶性固形物含量維持在一個(gè)平穩(wěn)的水平上。

2.4.3 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨總酸含量的影響

果蔬中的酸是影響蘋果梨風(fēng)味的重要指標(biāo)之一。由圖5可知，蘋果梨的總酸含量隨貯藏時(shí)間的延長呈下降趨勢，這與王琳[18]張雪[11]對(duì)梨的研究中總酸含量的變化趨勢基本一致。從貯藏第2個(gè)月到第4個(gè)月，各處理組總酸含量均顯著高于對(duì)照組。貯藏6個(gè)月后，蘋果梨總酸含量由0.3%左右下降到0.2%左右，下降了0.1個(gè)百分點(diǎn)，且各處理組蘋果梨總酸含量與對(duì)照組無顯著差異。

圖5 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨總酸含量的影響

2.5 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸作用是果蔬采后的重要生理活動(dòng)。呼吸強(qiáng)度是用來衡量呼吸作用強(qiáng)弱的1個(gè)指標(biāo)。由圖6可知,隨貯藏時(shí)間的延長，蘋果梨的呼吸強(qiáng)度逐漸減弱，在貯藏4個(gè)月后，呼吸強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，各組蘋果梨的呼吸強(qiáng)度均在5 CO2mg/kg·h左右。蘋果梨的低呼吸強(qiáng)度很可能是其耐儲(chǔ)性強(qiáng)的原因之一[19]。貯藏前4個(gè)月，蘋果梨呼吸強(qiáng)度下降迅速，之后呼吸強(qiáng)度基本趨于穩(wěn)定。貯藏4個(gè)月后，稀釋倍數(shù)為300倍的生物質(zhì)熱解液處理組呼吸強(qiáng)顯著高于其它組(P<0.05)；稀釋倍數(shù)為200倍的生物質(zhì)熱解液處理組和木醋液處理組與空白對(duì)照組無顯著差異；稀釋倍數(shù)為100倍的生物質(zhì)熱解液處理組呼吸強(qiáng)度最低，且與其他組差異顯著(P<0.05)，說明在此濃度下，生物質(zhì)熱解液對(duì)蘋果梨呼吸強(qiáng)度抑制作用最明顯。

圖6 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨呼吸強(qiáng)度的影響

2.6 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響

生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響見圖7。

圖7 生物質(zhì)熱解液處理對(duì)貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響

丙二醛含量是反映蘋果梨老化程度的一項(xiàng)指標(biāo)，能反應(yīng)細(xì)胞的損傷和脂質(zhì)氧化的情況[20]。由圖7可知，在整個(gè)貯藏期間，各處理組丙二醛含量總體上呈上升趨勢。說明蘋果梨在貯藏期間老化程度逐漸加劇。貯藏前5個(gè)月，各組蘋果梨丙二醛含量增加較慢，由初始值1 μmol/g左右增加到4 μmol/g左右，增加了近3 μmol/g；之后1個(gè)月丙二醛含量增加較快，由4 μmol/g增加到6.5 μmol/g，與前5個(gè)月的總增加量相近，說明在貯藏后期蘋果梨老化現(xiàn)象嚴(yán)重。貯藏前5個(gè)月，100倍生物質(zhì)熱解液處理組丙二醛含量始終低于其它處理組，且從第2個(gè)月開始與其他處理組差異顯著(P<0.05)，說明100倍生物質(zhì)熱解液可一定程度上抑制蘋果梨的老化。貯藏6個(gè)月后，除木醋液處理組外，其它處理組與空白對(duì)照組丙二醛含量無顯著差異。

3 結(jié)論

1) 生物質(zhì)熱解液采前處理能延緩蘋果梨品質(zhì)的下降，稀釋100倍的熱解液為最佳處理濃度，且其對(duì)蘋果梨的保鮮效果優(yōu)于稀釋200倍的木醋液。

2) 一定濃度的生物質(zhì)熱解液采前處理能抑制蘋果梨貯藏過程中水分含量、硬度及可溶性固形物的下降。

3) 一定濃度的生物質(zhì)熱解液采前處理能抑制蘋果梨貯藏過程中呼吸作用及果實(shí)的腐爛。

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Effect of pre-harvest treatments with biomass pyrolysis liquid on storage quality of Pingguoli with pre-harvest treatment

LI Jinna, FU Changxue, ZHENG Huiming, ZHANG Xian, LI Fanzhu*

(AgriculturalCollegeofYanbianUniversity,YanjiJilin133002,China)

In order to explore fresh keeping effects of biomass pyrolysis liquid, 1 week before harvest, Pingguoli was sprayed biomass pyrolysis liquid with different concentrations. The results showed that spraying biomass pyrolysis liquid before harvest slowed down the decrease of moisture content, hardness and soluble solids content of Pingguoli during the storage, and prohibited spoilage and tissue aging of Pingguoli. The fresh-keeping effect was more obvious with the elongation of storage time, and the optimum fresh-keeping was obtained with biomass pyrolysis liquied diluted 100 times.

biomass pyrolysis liquid; Pingguoli; storage; quality

2016-06-20 基金項(xiàng)目：吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20130204045NY)；延邊大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(ydbksky2016334)

李金娜(1993-),女,甘肅白銀人,在讀學(xué)士,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。李范洙為通信作者,

E-mail:fzli@ybu.edu.cn

1004-7999(2016)03-0214-06

10.13478/j.cnki.jasyu.2016.03.006

S661.2

A