鮮食葡萄變溫氣調(diào)保鮮技術(shù)研究

張潔，杜美軍，李?lèi)偯?，劉震遠(yuǎn)，李喜宏，*，陳曉彤

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京100193；2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457；3.長(zhǎng)融匯通（天津）食品科技研發(fā)有限公司，天津300457）

鮮食葡萄粒大汁甜、營(yíng)養(yǎng)豐富，廣受消費(fèi)者喜愛(ài)。然而由于葡萄易腐爛、難貯藏等產(chǎn)業(yè)問(wèn)題致使我國(guó)鮮食葡萄每年采后冷鏈環(huán)節(jié)，腐爛損失率高達(dá)20 %以上[1]。傳統(tǒng)葡萄保鮮方式多為低溫和使用保鮮劑，SO2熏蒸是目前使用最廣和最有效的保鮮手段，然而卻存在低溫易冷害、化學(xué)藥劑殘留大等缺陷。因此尋求安全、綠色無(wú)污染的長(zhǎng)期貯藏方式是未來(lái)葡萄保鮮研究的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外鮮食葡萄保鮮方式多為冷庫(kù)和氣調(diào)庫(kù)貯藏，同時(shí)輔以添加保鮮劑提高貯藏品質(zhì)。Mulugeta等[2]利用流體動(dòng)力學(xué)模型研究了不同包裝方式保鮮效果，發(fā)現(xiàn)非穿孔襯墊方式可有效防止水分分流。Sabir等[3]研究發(fā)現(xiàn)蜂蜜溶液浸泡結(jié)合自發(fā)氣調(diào)保鮮包裝（modified atmosphere packaging，MAP）方式可有效延長(zhǎng)葡萄保鮮期。國(guó)內(nèi)也有大批學(xué)者研究冰溫[4]、臭氧[5]、1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）[6]以及涂膜技術(shù)[7]對(duì)葡萄的保鮮效果，但是關(guān)于變溫結(jié)合氣調(diào)模式保鮮效果的研究報(bào)道相對(duì)較少。

本文以市場(chǎng)常見(jiàn)“紅地球”鮮食葡萄為試材，采用MAP 自發(fā)氣調(diào)包裝方式，以恒溫貯藏為對(duì)照，研究間歇升溫、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)及逐步降溫3 種變溫方式對(duì)鮮食葡萄的保鮮效果。確定最佳保鮮效果的變溫模式，為綠色安全的鮮食葡萄保鮮方式提供思路和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗(yàn)樣品

供試鮮食葡萄為美國(guó)進(jìn)口“紅地球”，購(gòu)自于天津金元寶濱海農(nóng)產(chǎn)品交易市場(chǎng)。挑選果粒大小均勻、顏色一致，果肉硬脆，果梗無(wú)褐變、無(wú)病蟲(chóng)害的鮮食葡萄。

1.1.2 包裝材料

25 cm×25 cm PE 保鮮袋，厚度 25 μm，國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心。

1.1.3 化學(xué)試劑

冰乙酸（分析級(jí)）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000）：天津市天泰精細(xì)化學(xué)品有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）：天津市福晨化學(xué)試劑廠；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；鄰苯二酚（分析級(jí)）：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。其他試劑均為AR 級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-3 果實(shí)硬度計(jì)：浙江托普儀器有限公司；WY060T 型手持折光儀：日本愛(ài)宕（ATAGO）株式會(huì)社；DSS-307 電導(dǎo)率儀：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；HP-200 精密色差儀：上海漢譜光電技有公司；TGL-16高速冷凍離心機(jī)：四川蜀科儀器有限公司；T6 新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1 技術(shù)路線

原料挑選→低溫預(yù)冷24 h→MAP 包裝→溫度切換→指標(biāo)測(cè)定。試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如表1 所示。

試驗(yàn)共有 4 種處理方法，CK 為對(duì)照組，TR1～3 為試驗(yàn)組。處理組6 d 為一個(gè)循環(huán)周期，故每6 d 測(cè)定一次指標(biāo)，連續(xù)測(cè)5 次，3 次重復(fù)，共貯藏30 d。

表1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)Table 1 Design of test scheme

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 可滴定酸含量測(cè)定

可滴定酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定[8]。

1.3.2.2 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性測(cè)定

多酚氧化酶（PPO）活性測(cè)定，參考曹建康等方法[9]。

1.3.2.3 膜透率測(cè)定

采用相對(duì)電導(dǎo)率[10]電導(dǎo)率儀法測(cè)定。

1.3.2.4 可溶性固形物（soluble solids content，SSC）測(cè)定

按照NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定折射儀法》的方法[11]。

1.3.2.5 色值測(cè)定

在鮮食葡萄赤道區(qū)測(cè)定L*值，a*值和b*值，然后按照式（1）計(jì)算 C 值和 h 值。C 值為彩度，h 值為色相角度[12]。

1.3.2.6 硬度測(cè)定

在鮮食葡萄赤道附近削取平面，使用GY-3 果實(shí)硬度計(jì)直接測(cè)定，取平均值。

1.3.2.7 失重率、掉粒率、腐爛率測(cè)定

失重率、掉粒率及腐爛率采用差重法計(jì)算，以貯藏前后果粒變化百分比計(jì)[13]。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel（2010）軟件處理數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，Origin 9.0 作圖分析，SPSS 24.0 顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)鮮食葡萄可滴定酸含量的影響

貯藏過(guò)程中，鮮食葡萄有機(jī)酸含量的變化影響其口味、風(fēng)味及耐貯性[14]，不同處理鮮食葡萄可滴定酸含量的變化見(jiàn)圖1。

圖1 不同處理鮮食葡萄可滴定酸含量的變化Fig.1 The change of titratable acid content of each test treatment table grapes

由圖1 可知，貯藏期間各處理鮮食葡萄可滴定酸含量不斷下降，對(duì)照組下降速度最快，與其他處理組差異性顯著（P＜0.05）。第30 天，對(duì)照組可滴定酸含量下降了0.29%，間歇升溫組下降了0.21%，0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組下降了0.26%，逐步降溫組下降了0.28%。由此可見(jiàn)，變溫氣調(diào)技術(shù)能夠較好地延緩鮮食葡萄貯藏期間可滴定酸含量的下降，其中間歇升溫模式延緩效果最佳，可能是該變溫模式有助于抑制貯藏過(guò)程中呼吸消耗作用所致[15]。

2.2 不同處理對(duì)鮮食葡萄多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性的影響

PPO 存在于鮮食葡萄果實(shí)組織中，是一種以銅為輔基的氧化酶，在有氧條件下會(huì)促進(jìn)酚類(lèi)物質(zhì)氧化[16]。目前已經(jīng)證實(shí)，PPO 活性與果實(shí)褐變呈正相關(guān)[17]。不同處理鮮食葡萄多酚氧化酶活性的變化見(jiàn)圖2。

圖2 不同處理鮮食葡萄多酚氧化酶活性的變化Fig.2 The change of PPO active of each test treatment table grapes

由圖2 可知，貯藏期間鮮食葡萄呈逐漸上升趨勢(shì)，前期下降可能是由于前處理多種因素干擾，樣品處于不利環(huán)境條件，致使鮮食葡萄PPO 活性偏高。貯藏期間對(duì)照組PPO 活性顯著高于各變溫氣調(diào)組，第6 天后差異更加明顯，可能是低溫脅迫逆境條件下細(xì)胞組織損傷，PPO 活性不可逆上升。第30 天時(shí)，各組PPO 活性比較：CK 組＞0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組＞逐步降溫組＞間歇升溫組。說(shuō)明變溫氣調(diào)模式一定程度上能夠有效規(guī)避冷害，減緩PPO 活性升高，抑制褐變。

2.3 不同處理對(duì)鮮食葡萄膜透率的影響

鮮食葡萄等果蔬由于低溫逆境而造成細(xì)胞膜損傷時(shí)，主要表現(xiàn)為膜透率上升[18]。因此在果蔬貯藏中，細(xì)胞的膜透性是冷害預(yù)測(cè)和評(píng)判品質(zhì)劣變的重要指標(biāo)[19]。不同處理鮮食葡萄相對(duì)電導(dǎo)率的變化見(jiàn)圖3。

圖3 不同處理鮮食葡萄相對(duì)電導(dǎo)率的變化Fig.3 The change of the relative conductivity of each test treatment table grapes

從圖3 可知，貯藏期間鮮食葡萄膜透率不斷上升，前期相對(duì)緩慢，后期加快，第30 天膜透性達(dá)到最大值。貯藏期末對(duì)照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組及逐步降溫組的相對(duì)電導(dǎo)率分別為42.31 %、31.83 %、38.35%和34.13%。結(jié)果表明，（0±0.5）℃（對(duì)照組）恒溫長(zhǎng)期貯藏會(huì)導(dǎo)致果實(shí)細(xì)胞膜損傷程度增大，抗性下降，膜透率升高。采取變溫氣調(diào)技術(shù)處理，有助于受損細(xì)胞膜的自我修復(fù)，維持細(xì)胞的完整性，延緩膜透率的升高。幾種變溫模式中，間歇升溫作用效果表現(xiàn)的最為明顯。

2.4 不同處理對(duì)鮮食葡萄可溶性固形物（soluble solids content，SSC）的影響

可溶性固形物指果蔬中的可溶性糖類(lèi)，是評(píng)判果蔬成熟度情況的重要指標(biāo)[20]。果蔬成熟過(guò)程中可溶性固形物含量可能會(huì)上升，衰老過(guò)程中可能會(huì)下降[21]。不同處理鮮食葡萄可溶性固形物的變化見(jiàn)圖4。

由圖4 可知，貯藏期間，各處理可溶性固形物含量先上升后趨于平緩，對(duì)照組略高于變溫氣調(diào)組，差異不顯著（P＞0.05）。第 12 天后，對(duì)照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組及逐步降溫組的可溶性固形物含量分別穩(wěn)定于21.43%、20.94%、19.78 和20.75%。結(jié)果表明，變溫氣調(diào)處理對(duì)鮮食葡萄貯藏期間可溶性固形物含量影響不大，可能是由于葡萄屬于非呼吸躍變型果實(shí)[22]，采后可溶性糖積累很少。所以為提高鮮食葡萄品質(zhì)，應(yīng)該適當(dāng)推遲其采收期，提高貯藏前果實(shí)成熟度。

圖4 不同處理鮮食葡萄可溶性固形物的變化Fig.4 The change of soluble solids content of each test treatment table grapes

2.5 不同處理對(duì)鮮食葡萄色值的影響

CIELAB 均勻色空間辯色方法與人眼觀測(cè)結(jié)果高度擬合，可以科學(xué)的辨別貯藏期間鮮食葡萄的色澤變化[23]。彩度C 表示色彩飽和度，是一種色彩感覺(jué)屬性，C值越大顏色越鮮艷；h 值為色相角，其數(shù)值由大到小表示顏色由綠變紅的過(guò)程[24]。不同處理鮮食葡萄C 值和h 值的變化見(jiàn)圖5。

圖5 不同處理鮮食葡萄C 值和h 值的變化Fig.5 The change of color values C and h of each test treatment table grapes

由圖5a 可知，貯藏期間，鮮食葡萄色澤不斷下降，對(duì)照組比變溫氣調(diào)組下降速度快，第30 天對(duì)照組C值下降35.12%，間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組及逐步降溫組C 值分別下降20.82%，24.49%和30.94%。由圖5b 可知，間歇升溫組和0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組鮮食葡萄貯藏期間顏色不斷變深，而對(duì)照組和逐步降溫組分別在第12 天和第18 天出現(xiàn)顏色變淺現(xiàn)象，可能是低溫脅迫冷害所致[25]。結(jié)果表明，變溫氣調(diào)技術(shù)一定程度上能夠維持鮮食葡萄貯藏期間較好的色澤，間歇升溫作用效果最為明顯。

2.6 不同處理對(duì)鮮食葡萄硬度的影響

硬度在一定程度上能夠反映果實(shí)的新鮮程度，是評(píng)判鮮食葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同處理鮮食葡萄硬度的變化見(jiàn)圖6。

圖6 不同處理鮮食葡萄硬度的變化Fig.6 The change of hardness of each test treatment table grapes

由圖6 可知，貯藏期間鮮食葡萄硬度不斷下降，對(duì)照組軟化程度顯著（P＜0.05）。第30 天，對(duì)照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組及逐步降溫組的硬度分別下降了44%、26%、36%和39%。結(jié)果表明，變溫氣調(diào)技術(shù)能夠有效延緩鮮食葡萄低溫貯藏過(guò)程中軟化現(xiàn)象，可能是變溫氣調(diào)有利于規(guī)避低溫冷害，從而維持組織細(xì)胞活性和細(xì)胞壁的完整性，延緩衰老。

2.7 不同處理對(duì)鮮食葡萄失重率，掉粒率，腐爛率的影響

失重、落粒及腐爛是表示鮮食葡萄貯藏保鮮效果的重要指標(biāo)。失重率常用來(lái)反映果實(shí)中水分的損失情況，掉粒率反應(yīng)果梗褐變老化程度，腐爛率反應(yīng)果實(shí)新鮮度。不同處理鮮食葡萄貯藏期間失重率、掉粒率和腐爛率變化見(jiàn)表2。

由表2 可知，貯藏30 d 各處理失重變化不顯著，可能是MAP 自發(fā)氣調(diào)包裝抑制了呼吸水分散失所致。對(duì)照組掉粒率是變溫氣調(diào)組2 倍，說(shuō)明變溫氣調(diào)有助于延緩果梗褐變老化。腐爛率變化情況：對(duì)照組＞逐步降溫組＞0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)組＞間歇升溫組，說(shuō)明變溫氣調(diào)技術(shù)有利于保持鮮食葡萄新鮮程度。綜上結(jié)果表明，變溫氣調(diào)技術(shù)保鮮效果優(yōu)于低溫恒溫長(zhǎng)期保鮮效果，其中間歇升溫保鮮效果最佳。

表2 不同處理鮮食葡萄貯藏30 d 時(shí)的失重率、掉粒率和腐爛率變化Table 2 The change of weight loss，threshing rate and decay rate of table grapes after storage 30 days

3 結(jié)論與討論

低溫恒溫貯藏一直以來(lái)是鮮食葡萄傳統(tǒng)保鮮方式，然而貯藏后期卻存在低溫脅迫遭受冷害的隱患，導(dǎo)致品質(zhì)下降，保鮮期縮短。本文首次將MAP 自發(fā)氣調(diào)包裝方式與變溫技術(shù)結(jié)合，研究恒溫貯藏與間歇升溫、0 ℃～5 ℃雙溫循環(huán)及逐步降溫3 種變溫氣調(diào)模式保鮮效果差異。結(jié)果表明，變溫氣調(diào)技術(shù)能夠顯著提高鮮食葡萄貯藏品質(zhì)，延長(zhǎng)保鮮期。其中，貯藏30d 時(shí)，間歇升溫變溫氣調(diào)模式可滴定酸含量下降0.21 %，PPO 活性升高0.392 △OD420nm/（min·g），相對(duì)電導(dǎo)率僅為31.83%，TSS 含量基本維持在20.94%，彩度C 值和色相h 值分別下降2.49 和0.08，硬度僅下降26%，失重率、掉粒率和腐爛率相對(duì)最低，保鮮效果最佳。變溫氣調(diào)技術(shù)綠色、安全、無(wú)污染，可實(shí)現(xiàn)鮮食葡萄高品質(zhì)長(zhǎng)期貯藏，同時(shí)可以推廣應(yīng)用于其他農(nóng)產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域，市場(chǎng)前景十分廣闊。