新型高效乙烯吸收劑的制備及應(yīng)用研究

王家升　董海州　孫思遠(yuǎn)

摘要[目的]為果蔬的儲運保鮮及對貝殼等廢棄資源的有效利用提供更多的技術(shù)支撐與理論依據(jù)。[方法]分別以海螺、扇貝、花蛤的貝殼粉為主要載體制備新型高效乙烯吸收劑，并以果實硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、腐爛指數(shù)、失重率為指標(biāo)研究新型高效乙烯吸收劑對蜜桃的保鮮效果。[結(jié)果]制備的3種乙烯吸收劑較對照組保鮮效果顯著，均可應(yīng)用于桃等果蔬的保鮮；其中以扇貝殼粉為載體的乙烯吸收劑保鮮效果最佳。[結(jié)論]采用貝殼粉作為高錳酸鉀的載體，可降低乙烯吸收劑的成本，適合大面積推廣。

關(guān)鍵詞貝殼；乙烯吸收劑；蜜桃；保鮮；應(yīng)用

中圖分類號TS202.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）30-0080-03

Abstract[Objective]To provide more technical support and theoretical basis for the storage and transportation of fruits and vegetables， and the effective utilization of abandoned resources such as shellfish.[Method]

New type high ethylene absorbent was prepared with the conch，scallop，clam shell powder as the main carrier.The preservation effects on peach with new type high ethylene absorbent were investigated in this paper，such as the fruit firmness， soluble solids content， titratable acid， the decay rate，the weightloss ratio.[Result]It showed that the three kinds of ethylene absorbent preservation effect was significantly higher than the control group， all can be applied to the preservation of fruits and vegetables， such as peaches.And the scallop shell powder as a carrier of ethylene absorbent had the best preservation effect of them.[Conclusion] Using shell powder as carrier of potassium permanganate， which can reduce the cost of ethylene absorbent，is suitable for largescale promotion.

Key wordsShell；Ethylene absorbent；Peach；Preservation；Application

乙烯對果蔬的生命活動起著重要的調(diào)節(jié)作用[1-2]，但在果蔬采后貯運過程中，如環(huán)境中乙烯的濃度過高會加強(qiáng)果蔬的呼吸作用，加快果蔬成熟和衰老，尤其在密閉的貯藏空間內(nèi)，乙烯氣體隨著貯藏期的延長逐漸累積，果蔬因此產(chǎn)生自我催熟作用，并且持續(xù)循環(huán)，加快果蔬的衰老、軟化與腐爛，直接影響果蔬的貯藏品質(zhì)與保質(zhì)期[3-4]。采用相關(guān)技術(shù)降低果蔬貯運環(huán)境乙烯的濃度，可延長果蔬保鮮期，改善果蔬品質(zhì)[5-6]。為更好地保持果蔬的采后品質(zhì)，延長其貯藏期，人們在不斷地研發(fā)適合果蔬儲運保鮮的乙烯脫除技術(shù)[7-8]。

高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可將果蔬儲運環(huán)境中的乙烯氧化，從而降低其含量，達(dá)到果蔬保鮮的目的，高錳酸鉀型乙烯吸收劑，在潮濕環(huán)境不降低吸附能力、成本低廉，被廣泛應(yīng)用于香蕉、葡萄等果蔬的貯運保鮮。高錳酸鉀型乙烯吸收劑的吸收能力與所選擇的載體的吸附能力有著極強(qiáng)的相關(guān)性，目前被應(yīng)用較多的載體主要有活性炭、硅藻土、沸石、珍珠巖、磚石、分子篩等[9-10]。貝類是我國主要的海產(chǎn)資源，貝類加工會產(chǎn)生大量貝殼[11]，每年有上千萬噸貝殼被大量遺棄，造成資源浪費，因此貝殼資源的合理利用成為亟待解決的問題。近幾年，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)貝殼粉具有良好的吸附性，對廢水中的重金屬以及環(huán)境中的甲醛等有毒氣體具有良好的吸附效果[12-13]，但利用貝殼粉的高吸附性能制備高錳酸鉀型乙烯吸收劑的研究鮮有報道。

桃因其果形美觀、肉質(zhì)細(xì)膩、品味甘甜、營養(yǎng)豐富而深受國內(nèi)外消費者喜愛。但桃屬于呼吸躍變型水果，在常溫下不耐貯存、易腐爛，保質(zhì)期很短，在低溫下貯存又容易出現(xiàn)冷害及褐變，這在一定程度上制約了桃的儲運及銷售，影響農(nóng)民收入。桃的儲運保鮮一直倍受關(guān)注，諸城蜜桃著色誘人、風(fēng)味濃郁、品質(zhì)優(yōu)良，為桃中佳品，利用乙烯吸收劑對諸城蜜桃進(jìn)行儲運保鮮研究也鮮有報道。

筆者以海螺、扇貝、花蛤的貝殼粉為主要載體制備新型乙烯吸收劑，并研究其對諸城蜜桃果實硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、腐爛指數(shù)、失重率等指標(biāo)的影響，以期為果蔬的儲運保鮮及對貝殼等廢棄資源的有效利用提供更多的技術(shù)支撐與理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

原料：諸城蜜桃，采自諸城生態(tài)旅游區(qū)蜜桃基地，選擇大小、顏色、成熟度相近，無傷、無腐爛、無蟲害的好果進(jìn)行采摘，采摘的果實果柄必須保持完好。主要試劑：高錳酸鉀，國產(chǎn)分析純，購自南京化學(xué)試劑股份有限公司；海螺殼粉、扇貝殼粉、花蛤殼粉均為球磨顆粒粉，來自山東榮成貝殼公司。

主要儀器：PAL-1型手持折光儀，日本ATAGO公司；GY-3型果實硬度計，深圳漢普檢測儀器有限公司；臺式酸度計，德國賽多利斯股份公司。

1.2方法

1.2.1乙烯吸收劑的制備。

配制60 ℃飽和高錳酸鉀溶液1 500 mL，各500 mL分裝于3個棕色廣口瓶內(nèi)，暗處保存。

分別稱取500 g海螺殼粉、扇貝殼粉、花蛤殼粉依次倒入3個棕色廣口瓶內(nèi)，于飽和高錳酸鉀溶液內(nèi)浸泡90 min后固液分離，所得固體于70 ℃烘干3 h，制得載有飽和高錳酸鉀的海螺殼粉、扇貝殼粉、花蛤殼粉3種乙烯吸收劑。

將載有飽和高錳酸鉀的海螺殼粉、扇貝殼粉、花蛤殼粉分裝于無紡布袋內(nèi)用于保鮮試驗，每袋20 g。

1.2.2指標(biāo)測定。

1.2.2.1果實硬度。采用GY-3型果實硬度計進(jìn)行測定。在果實兩側(cè)表面各選取3個點，用刀削去1 cm2左右的皮，硬度計垂直于被測果實表面，均勻用力將壓頭壓入果實內(nèi)測量其硬度，6個結(jié)果的平均值即為果實硬度。

1.2.2.2可溶性固形物含量。將果實去皮、打漿、濾汁后用PAL-1型手持折光儀檢測，重復(fù)3次取平均值。

1.2.2.3可滴定酸含量。采用陳屏昭等[14]改進(jìn)的酸堿滴定法測定果實可滴定酸含量，重復(fù)3次取平均值。

1.2.2.4腐爛指數(shù)。根據(jù)果實的腐爛面積，計算果實腐爛指數(shù)。觀察每個果實表面腐爛面積，根據(jù)腐爛面積占總面積的比例得出腐爛指數(shù)，重復(fù)3次取平均值。

腐爛指數(shù)=腐爛面積總面積×100%

1.2.2.5失重率。處理前對每框果實稱重，之后定期對果實進(jìn)行稱重，根據(jù)果實的重量變化，計算果實失重率。

失重率=前期果實重量-后期果實重量前期果實重量×100%

1.2.3試驗設(shè)計。

挑選大小均勻、成熟度相當(dāng)，無機(jī)械損傷的蜜桃果實，每個果實用塑料網(wǎng)套套好后，果柄向上輕輕擺放到塑料筐內(nèi)，每筐放6個?？鹜馓譖E包裝袋，標(biāo)號a、b、c、CK，每一種標(biāo)號均7筐，每筐內(nèi)放置煅燒過的貝殼粉1包。

標(biāo)號a的7筐內(nèi)放置載有飽和高錳酸鉀的海螺殼粉2包，標(biāo)號b的7筐內(nèi)放置載有飽和高錳酸鉀的扇貝殼粉2包，標(biāo)號c的7筐內(nèi)放置載有飽和高錳酸鉀的花蛤殼粉2包，CK不做處理為對照組。

15 ℃保存，每2 d提取標(biāo)號a、b、c、CK的蜜桃1筐，從筐內(nèi)取樣，測定果實硬度、可溶性固形物含量、維生素C含量、腐爛指數(shù)、失重率等指標(biāo)，每組試驗重復(fù)3次，取平均值。

2結(jié)果與分析

2.13種載有飽和高錳酸鉀的貝殼粉對桃硬度的影響

桃果實采后伴隨乙烯釋放量及呼吸強(qiáng)度的增加，成熟度在不斷增加，果實的硬度也在急劇下降。在采后儲運及銷售期間，衡量桃品質(zhì)及耐貯性的一個重要指標(biāo)就是其硬度的變化趨勢，硬度變化越慢，耐貯性越好。

由圖1可以看出，隨著貯存時間的延長，對照組果實硬度下降速度很快，3個試驗組硬度變化趨勢較為相近，下降速度比較平緩，與對照組相比差異顯著，說明3種乙烯吸收劑均可有效降低桃果實軟化速度。a，c 2組在前12 d，變化趨勢幾乎一致，之后a組效果略優(yōu)于c組。綜合比較，b組對果實的硬度變化改善效果最為顯著，a、c 2組效果相當(dāng)。

2.23種載有飽和高錳酸鉀的貝殼粉對桃可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物的含量很大程度決定果實的風(fēng)味與品質(zhì)。果實采收后貯藏初期可溶性固形物含量會增加，之后又會出現(xiàn)降低的趨勢。主要是因為果實內(nèi)部不溶性大分子物質(zhì)會轉(zhuǎn)化成可溶性化合物，使可溶性固形物的積累量大于呼吸作用的消耗量，而隨著呼吸作用的加強(qiáng)及貯藏時間的延長，可溶性固形物的消耗量又會逐漸大于積累量，尤其是貯藏后期可溶性固形物含量降低更為明顯[15]。

由圖2可知，b、c、CK 3組可溶性固形物含量最大值相近，a組略低。對照組在貯藏第2天可溶性固形物含量增加幅度最大，到第4天達(dá)到最高值，之后逐漸下降；a、c 2組第8天達(dá)到最大值；b組最慢，第10天達(dá)到最大值，說明3個試驗組均明顯延長了可溶性固形物達(dá)到最大值的時間。到貯藏第14天，b組的可溶性固形物含量最高，其次分別為c、a、CK。說明3種乙烯吸收劑在貯藏后期有效縮小了可溶性固形物含量下降的幅度。綜合比較，b組對果實可溶性固形物含量的影響最佳，c組次之，a組最后。

2.33種載有飽和高錳酸鉀的貝殼粉對桃可滴定酸含量的影響

可滴定酸不僅參與果實的自身代謝過程，其含量也是影響果實風(fēng)味的重要因素，和可溶性固形物一樣是衡量果實成熟度與品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。果實采后，呼吸作用不斷加強(qiáng)，酸作為呼吸作用的底物被不斷消耗，果實酸味也隨之變淡[16]。圖3表明，桃果實采收后在貯藏過程中可滴定酸的含量波動范圍不大，總體呈下降趨勢。CK組可滴定酸含量降幅最大，試驗組降幅明顯低于對照組，有效延緩了可滴定酸的下降速度，其中b組效果最優(yōu)，前8 d a、c 2組降幅幾乎相當(dāng)，第8天后c組效果明顯優(yōu)于a組。

2.43種載有飽和高錳酸鉀的貝殼粉對桃腐爛指數(shù)的影響

桃屬于有呼吸躍變期的果實，呼吸躍變期出現(xiàn)之后，果實就很容易出現(xiàn)腐爛，腐爛到一定程度就失去了果實原有的商品價值。腐爛指數(shù)是果實腐爛程度的代表指標(biāo)，測定果實在貯藏期腐爛指數(shù)的變化，可以科學(xué)地解讀貯藏方法對果實的保鮮效果。由圖4可以看出，CK組在貯藏第4天有果實出現(xiàn)輕微腐爛現(xiàn)象，之后腐爛指數(shù)迅速加快，12 d后幾乎失去食用價值；a組第6天出現(xiàn)輕微腐爛現(xiàn)象，之后腐爛指數(shù)升高緩慢，到第14天僅為8.36%；c組在第8天有果實出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，但之后腐爛指數(shù)增長速度略高于a組；b組在第10天才出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，之后腐爛指數(shù)增長趨勢也比較平緩，到第14天，腐爛指數(shù)僅為4.93%。說明3種保鮮劑均可有效抑制果實的腐爛變質(zhì)，其中b組效果最明顯，a組次之，c組效果相對較差。a、c 2組效果差異不顯著。

2.53種載有飽和高錳酸鉀的貝殼粉對桃失重率的影響

果實采摘后，水分供給切斷，但呼吸作用、蒸騰作用等一系列新陳代謝活動仍在繼續(xù)進(jìn)行，需要不斷地消耗水分及部分有機(jī)物，這就導(dǎo)致桃果實重量隨貯存時間的延長而逐漸減輕，桃的品相與口味也越來越差，以至于快速腐爛變質(zhì)失去商品價值。因此失重率的變化趨勢是評價果蔬保鮮劑的一項重要指標(biāo)，適宜的保鮮劑可以有效降低失重率的變化幅度，延緩果實的品質(zhì)改變。由圖5可見，各處理組諸城蜜桃的失重率均呈不斷上升的趨勢，其中CK組上升幅度最為明顯，3個試驗組失重率的上升幅度與CK組相比顯著降低，而3個試驗組之間差異不大，b組略優(yōu)于c組，c組略優(yōu)于a組。

3結(jié)論與討論

高錳酸鉀型乙烯吸收劑對乙烯的吸收能力與所選擇載體的吸附能力有著極強(qiáng)的相關(guān)性。貝殼比表面積大，內(nèi)部具有大量微孔，這種優(yōu)越的孔隙結(jié)構(gòu)有利于氣體擴(kuò)散到孔隙的內(nèi)部與高錳酸鉀接觸，是環(huán)境友好型吸收劑。以海螺、扇貝、花蛤的貝殼粉為主要載體制備的3種新型高效乙烯吸收劑，對諸城蜜桃的保鮮效果均顯著優(yōu)于對照組，說明3種保鮮劑均可應(yīng)用于桃等果蔬的保鮮。我國貝殼資源豐富，價格低廉，采用貝殼粉作為高錳酸鉀的載體，可降低乙烯吸收劑的成本，適合大面積推廣，有助于提高農(nóng)民收入。

綜合比較3種保鮮劑的保鮮效果，以扇貝殼粉為主要載體的乙烯吸收劑對蜜桃的保鮮效果最優(yōu)，其次是花蛤殼粉和海螺殼粉，這可能由于扇貝殼的孔隙體積（0.46 mL/g）大于花蛤殼（0.32 mL/g）和海螺殼（0.22 mL/g）[17]，乙烯氣體向孔內(nèi)擴(kuò)散的阻力更小，可以更順暢地擴(kuò)散到孔隙的內(nèi)部與高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)。該試驗結(jié)果表明，貝殼粉的吸附能力與其孔隙體積呈正相關(guān)。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2017年

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