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(1.隴南師范高等??茖W(xué)校 農(nóng)林技術(shù)學(xué)院,甘肅 成縣 742500;2.成縣核桃科技服務(wù)中心,甘肅 成縣 742500)
核桃Juglans regia又名胡桃, 為胡桃科Juglandaceae 核桃屬Juglans落葉喬木,是重要的油料和堅果樹種[1]。其果實是世界四大干果之一[2]。核仁營養(yǎng)價值豐富,富含脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、膳食纖維及人體必需的微量元素,還含有大量人體所需的維生素,具有一定的保健、美容及藥用價值。核桃在我國分布廣泛、種植面積大。據(jù)報道,2016年我國核桃產(chǎn)量超過270 萬t,排全球第1 位,預(yù)計2020年栽培面積將達(dá)到260 萬hm2,產(chǎn)量可達(dá)到300 萬t[3]。核桃產(chǎn)量的迅速提升對核桃采后加工和貯藏提出了新的要求。我國每年因核桃采后貯藏方式不當(dāng)而造成的損失占其總產(chǎn)量的12%[4],對我國核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了極大的負(fù)面影響,尋求更好的核桃貯藏與加工技術(shù)已成為核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟需解決的問題。
目前,貯藏核桃以干核桃為主,由于核仁含有大量的油脂和不飽和脂肪酸,長期貯藏后會氧化酸敗,產(chǎn)生異味[5]。近年來,鮮食核桃因口感香甜脆嫩,富含氨基酸、維生素,且抗氧化能力強[6],深受消費者喜愛,在眾多核桃產(chǎn)品中具有較好的市場前景[7]。鮮食核桃的貯藏主要為帶青皮貯藏和去青皮濕果貯藏。帶青皮核桃在貯藏期間失水緩慢,外果皮能起到較好的保鮮作用,可以延長鮮核桃的保鮮時間,青皮核桃貯藏已成為鮮食核桃保鮮的新途徑[8]。然而,青皮核桃在采摘后迅速衰老,青皮開始褐變,易使果殼和核仁受到污染,從而縮短鮮核桃貯藏期,影響鮮食核桃的品質(zhì)和商品價值,造成經(jīng)濟損失。因此,延長青皮核桃的貯藏期,保證鮮食核桃品質(zhì),對核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
目前,關(guān)于青皮核桃貯藏的研究多集中在貯藏溫度、包裝材料、保鮮劑及氣調(diào)處理等方面。品種是影響青皮核桃耐貯性的主要內(nèi)部因素,目前有關(guān)不同品種青皮核桃貯藏特性的研究報道較為鮮見。不同種類的果實具有不同的理化性質(zhì)和代謝過程,因此其耐貯性差異較大,同一種類不同品種果實的耐貯性也不同。例如,Pasquariello 等[9]比較了2 ℃條件下6 個早熟梨品種的耐貯性,結(jié)果表明‘Precoce di Fiorano’果實的質(zhì)量下降速率及腐爛速率明顯大于其他品種;Sun 等[10]在室溫下對荔枝進行貯藏試驗,發(fā)現(xiàn)‘妃子笑’果皮褐變指數(shù)和發(fā)病率明顯高于‘黑葉’和‘香荔’,是最不耐貯藏的品種。可見,品種對果實耐貯性的影響較大。因此,本研究中以甘肅省成縣主栽的4 個核桃品種(系)為試材,在0 ℃條件下對其在貯藏期間感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的變化進行比較,以期為改善當(dāng)?shù)厍嗥ず颂乙?guī)?;A藏技術(shù)提供參考。
以甘肅省成縣主栽的4 個核桃品種(系)為試驗材料。其中,‘強特勒’為美國引進品種,‘清香’為日本引進品種,‘隴南755’為成縣當(dāng)?shù)剡x育的優(yōu)良核桃品種,B0803-5 為近幾年在成縣核桃新品種選育中獲得的優(yōu)系。所有果實均采自成縣大路溝國家核桃品種示范園。在核桃果實商品成熟期,即青皮由綠轉(zhuǎn)黃時,選擇大小一致、色澤均勻、無病蟲害、無機械損傷且具有各品種典型特征的果實,帶果柄采摘,采摘后小心剪去果柄,置于塑料筐中,運回實驗室備用。
1.2.1 果實處理
挑選健康、無斑、大小均勻的核桃青果,在冷庫(2 ~5 ℃)預(yù)冷24 h 后,用PE 40(厚度40 μm)塑料袋分裝,每袋裝青皮果5 kg,各品種分裝20 袋。將包裝好的樣品置于冷庫,在溫度(0±1)℃且相對濕度70%~80%條件下貯藏,冷藏24 h 時取樣測定,作為貯藏0 d 的樣品,以后每15 d取樣1次,觀測其感官指標(biāo)并測定品質(zhì)指標(biāo),每次各品種設(shè)3 個重復(fù)。
1.2.2 指標(biāo)評價與測定
1.2.2.1 青皮褐變指數(shù)的計算
青皮褐變指數(shù)的評定參考弓弼等[11]的方法,根據(jù)青果表面褐變面積,分為5 級。0 級,未褐變;1 級,褐變面積0 ~20%;2 級,褐變面積21%~40%;3 級,褐變面積41%~60%;4 級,褐變面積61%~80%;5 級,褐變面積大于81%。各處理統(tǒng)計30 個果實,設(shè)3 次重復(fù),計算褐變指數(shù)(I)。
I=∑GiNi×100/(NtGmax)。
式中:Gi表示褐變級別i;Ni表示褐變級別i的果實數(shù)量;Nt表示果實總數(shù)量;Gmax表示最高褐變等級數(shù)。
1.2.2.2 感官品質(zhì)的評價
感官評價參考陳柏等[12]的方法,略加修改。在各貯藏期,從每個品種中隨機取30 粒核桃,由5 人組成評分小組,對種殼色澤、種皮色澤、剝皮難度和種仁風(fēng)味等進行評價打分,取平均值。綜合評分為各感官指標(biāo)得分的平均值。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.2.2.3 核仁營養(yǎng)成分及丙二醛(MDA)含量的測定
核仁含水量的測定采用直接干燥法[13];粗脂肪含量的測定參照常君等[14]的方法;可溶性糖和MDA 含量的測定參照曹建康[15]的方法;蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法[16]。
1.2.2.4 核仁油脂酸敗指標(biāo)的測定
將核仁去種皮后用研缽研碎,置60 ~90 ℃的石油醚中浸提24 h,在80 ℃水浴中脫除提取液中的溶劑,然后放置于80 ℃烘箱中烘至恒質(zhì)量,得到核仁油脂樣品。參照文獻(xiàn)[17]中的方法測定其酸價;參照文獻(xiàn)[18]中的方法測定其過氧化值。
表1 青皮核桃感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Evaluation standard of sensory quality of turquoise walnut
所有數(shù)據(jù)使用Excel 2010 軟件進行處理,并制作圖表;使用SPSS 23.0 軟件進行方差分析,采用S-N-K 法進行多重比較。
不同品種(系)核桃貯藏期間青皮褐變指數(shù)的變化情況如圖1所示。由圖1可見,除‘強特勒’外,其他供試核桃青皮從貯藏15 d 時開始褐變,且隨著貯藏時長增加,褐變指數(shù)持續(xù)升高,但不同品種(系)核桃青皮褐變指數(shù)的升高速度不同。其中,‘強特勒’和B0803-5 褐變速度較快,在貯藏75 d 時青皮褐變指數(shù)超過50%,其值分別為52.44%和50.00%,此時核桃青皮褐化嚴(yán)重,開始軟化腐爛,容易污染核桃種殼及內(nèi)部核仁;‘清香’和‘隴南755’褐變速度較慢,在貯藏90 d 時褐變指數(shù)超過50%,分別為60.20%和61.16%,青皮出現(xiàn)軟化腐爛。
圖1 不同核桃品種(系)貯藏期間青皮褐變指數(shù)的變化Fig.1 Changes of browning index of green peel during storage of different walnut varieties (lines)
不同核桃品種(系)貯藏期間感官品質(zhì)的變化情況見表2。由表2可知,貯藏45 d 之前,核桃各感官品質(zhì)指標(biāo)較穩(wěn)定。隨著貯藏時長增加,所有品種(系)核桃感官品質(zhì)的分?jǐn)?shù)均急劇下降。其中,‘強特勒’和‘隴南755’下降幅度較大,B0803-5 和‘清香’下降幅度較小。各感官指標(biāo)中,種皮色澤和剝皮難度的分?jǐn)?shù)下降最快,其次為種殼色澤,種仁風(fēng)味的分?jǐn)?shù)下降速度最慢。除‘強特勒’從貯藏45 d 時剝皮難度增大、貯藏75 d 后核仁風(fēng)味輕微苦澀外,其他品種(系)核桃在整個貯藏期(90 d)剝皮難度均較小,且核仁風(fēng)味較好,具有較好的感官品質(zhì)。貯藏結(jié)束后,根據(jù)感官品質(zhì)綜合評分由高到低排序,各品種(系)依次為‘清香’、B0803-5、‘隴南755’、‘強特勒’。
表2 不同核桃品種(系)貯藏期間感官品質(zhì)分?jǐn)?shù)的變化Table2 Changes of sensory quality of different walnut varieties (lines) during storage
2.3.1 核仁水分含量的變化
不同核桃品種(系)貯藏期間核仁水分含量的變化情況如圖2所示。由圖2可見,貯藏0 d 時,各品種(系)核桃核仁含水量均大于25%,其中B0803-5 含水量顯著高于其他品種(P<0.05)。隨著貯藏時長增加,所有品種(系)核桃核仁水分含量均呈下降趨勢,但不同核桃品種(系)水分含量下降幅度不同。其中,‘強特勒’和‘隴南755’在貯藏期間核仁水分含量變化較小,整個貯藏期間水分含量差異不顯著(P>0.05),貯藏結(jié)束后(90 d 時),核仁水分含量分別為30.33%和22.20%;其次是B0803-5,在貯藏90 d 時核仁水分含量為33.20%,與貯藏0 d 時差異顯著(P<0.05),在其他貯藏時間段內(nèi)水分含量差異不顯著(P>0.05);‘清香’核仁水分含量變化最大,在貯藏60 d 后水分含量迅速降低,且與其他貯藏時長的水分含量差異顯著(P<0.05),貯藏90 d 時核仁水分含量為19.55%。
圖2 不同核桃品種(系)貯藏期間核仁水分含量的變化Fig.2 Changes of water content of different walnut varieties (lines) during storage
2.3.2 核仁粗脂肪含量的變化
不同核桃品種(系)貯藏期間核仁粗脂肪含量的變化情況見表3。由表3可知,隨著貯藏時長增加,各品種(系)核桃核仁的粗脂肪含量均有不同程度下降。其中,‘強特勒’在貯藏期間粗脂肪含量變化最大,從貯藏15 d 時開始迅速下降,且與貯藏0 d 時差異顯著(P<0.05),隨后下降幅度減小,在貯藏30 ~75 d 時差異不顯著(P>0.05),從貯藏90 d 時又開始迅速下降,且與其他貯藏時長間差異顯著(P<0.05);B0803-5 在貯藏期間核仁粗脂肪含量變化最小,除貯藏90 d其含量與貯藏0 d 時差異顯著(P<0.05)外,其他貯藏時長的含量差異均不顯著(P>0.05);‘隴南755’和‘清香’在貯藏期間粗脂肪含量變化居中,在貯藏45 d 之前均變化不大,從貯藏60 d 時開始大幅降低,且與貯藏0 d 時差異顯著(P<0.05)。
表3 不同核桃品種(系)貯藏期間核仁粗脂肪含量的變化?Table3 Changes of crude fat content of different walnut varieties (lines) during storage %
2.3.3 核仁蛋白質(zhì)含量的變化
不同核桃品種(系)貯藏期間核仁蛋白質(zhì)含量的變化情況見表4。由表4可知,隨著貯藏時長增加,各品種(系)核桃核仁的蛋白質(zhì)含量呈先升后降的趨勢。其中,‘強特勒’和B0803-5 在貯藏30 d 時核仁蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高值,分別為227.07 和218.45 mg/g,‘隴南755’和‘清香’在貯藏45 d 時核仁蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高值,分別為170.27 和148.45 mg/g。核仁蛋白質(zhì)含量變化幅度最大的為‘強特勒’,其次為B0803-5 和‘隴南755’,‘清香’變化幅度最小。
2.3.4 核仁可溶性糖含量的變化
不同核桃品種(系)貯藏期間核仁可溶性糖含量的變化情況見表5。由表5可知,隨著貯藏時長增加,各品種(系)核桃核仁的可溶性糖含量呈下降趨勢,在貯藏30 d 內(nèi)變化不大,從貯藏30 d時開始迅速下降。其中,‘隴南755’核仁可溶性糖含量下降幅度最大,且貯藏45 d 內(nèi)含量差異顯著(P<0.05);其次為B0803-5,貯藏前期稍微升高,隨著貯藏時長增加開始下降,但相近貯藏時長的核仁可溶性糖含量間差異不顯著(P>0.05);然后為‘強特勒’;‘清香’核仁可溶性糖含量在整個貯藏期內(nèi)變化最小,在貯藏前期稍有升高,到貯藏60 d 時開始迅速下降。
2.3.5 核仁油脂酸值、過氧化值的變化
酸值是反映油脂穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。不同核桃品種(系)貯藏期間核仁油脂酸值的變化情況如圖3所示。由圖3可見,各品種(系)核桃核仁油脂的酸值隨貯藏時長增加呈上升趨勢,表明在貯藏期間核仁中由脂肪水解產(chǎn)生的脂肪酸不斷增多。在貯藏30 d 內(nèi),各品種(系)核仁油脂酸值略有變化,但變化幅度不大;在貯藏45 d 后,B0803-5 和‘強特勒’的酸值明顯高于其他2 個品種(P<0.05)。
表4 不同核桃品種(系)貯藏期間核仁蛋白質(zhì)含量的變化Table4 Changes of protein content of different walnut varieties (lines) during storage mg/g
表5 不同核桃品種(系)貯藏期間核仁可溶性糖含量的變化Table5 Changes of soluble sugar content of different walnut varieties (lines) during storage mmol/L
油脂被氧化后生成過氧化物、醛、酮等,其氧化程度可以用過氧化值來衡量。不同核桃品種(系)貯藏期間核仁油脂過氧化值的變化情況如圖3所示。由圖3可知,不同品種(系)核桃核仁油脂過氧化值在貯藏期間逐漸上升,但總體上升趨勢緩慢。在貯藏0 d 時,4 個核桃品種(系)的過氧化值均不超過1 mmol/kg,貯藏90 d 時,過氧化值依然保持在較低水平,所有核桃品種(系)均不超過2 mmol/kg。在貯藏期間,油脂過氧化值變化最大的為B0803-5,其次為‘強特勒’和‘清香’,‘隴南755’的油脂過氧化值變化最小。
根據(jù)文獻(xiàn)[19]中植物原油的酸值小于等于4 mg/g、過氧化值小于等于9.86 mmol/kg 的標(biāo)準(zhǔn),4 個品種(系)核桃核仁油脂酸值在貯藏期間均未超過4 mg/g,過氧化值均未超過9.86 mmol/kg,表明各品種(系)核桃核仁油脂較穩(wěn)定,在整個貯藏期間均保持較好的品質(zhì)。
圖3 不同核桃品種(系)貯藏期間油脂酸值和過氧化值的變化Fig.3 Changes of the acid value and peroxide value of different walnut varieties (lines) during storage
不同核桃品種(系)貯藏期間核仁MDA 含量的變化情況見表6。由表6可知,各品種(系)青皮核桃核仁的MDA 含量隨貯藏時長增加逐漸升高,但不同品種(系)間的增幅不同,增幅最大的為‘強特勒’,其增幅為656.76%,且在整個貯藏期內(nèi)MDA 含量變化顯著(P<0.05);其次為B0803-5,其增幅為205.13%,且在整個貯藏期內(nèi)MDA 含量變化顯著(P<0.05);然后為‘清香’,其增幅為203.10%,在貯藏15 d 之前的MDA 含量差異顯著(P<0.05),貯藏30 ~60 d 內(nèi)MDA含量變化不顯著;‘隴南755’核仁MDA 含量增幅最小,其增幅為111.90%。
本研究結(jié)果表明,青皮核桃貯藏過程中,青皮可以起到較好的保鮮作用,可以有效減緩核仁中水分的散失,維持核仁油脂的穩(wěn)定性,減少油脂酸敗和過氧化,但是青皮的褐變腐爛易造成種殼和種仁的污染,成為了制約青皮核桃貯藏的重要因素。依據(jù)青皮褐變指數(shù),結(jié)合其他感官品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì),本試驗中‘清香’和‘隴南755’在貯藏過程中青皮褐變較輕,綜合品質(zhì)較好,貯藏效果最佳,均可以貯藏90 d;其次為B0803-5,可以貯藏75 d;‘強特勒’的貯藏表現(xiàn)較差。
褐變是青皮核桃貯藏過程中普遍存在的問題,嚴(yán)重的褐變不僅會造成種殼和種仁的污染,影響鮮食核桃商品的外觀品質(zhì),使得核桃營養(yǎng)價值降低,還會影響核桃產(chǎn)品的貯藏壽命和商品價值。本研究結(jié)果表明,在青皮核桃貯藏過程中,各品種(系)核桃的青皮均先后發(fā)生褐變,且隨著貯藏時長的增加,青皮褐變指數(shù)持續(xù)升高,但不同品種(系)核桃發(fā)生褐變的時間和褐變指數(shù)的升高速度不同。除‘強特勒’外,各品種(系)核桃的青皮均在貯藏15 d 時開始發(fā)生不同程度的褐變,‘強特勒’在貯藏前30 d 未發(fā)生褐變,但在30 d 后迅速褐變,褐變速度最快,這可能是由于‘強特勒’屬于晚熟品種,在貯藏前30 d 尚未完全成熟,未發(fā)生褐化,隨著貯藏時長增加開始成熟、衰老,褐變速度加快。本研究結(jié)果還表明,當(dāng)核桃青皮褐變指數(shù)超過50%時,青皮開始腐爛變軟,容易污染種殼及內(nèi)部核仁,不宜再貯藏,因此可以把青皮褐變指數(shù)達(dá)到50%作為青皮核桃貯藏中的一項指標(biāo)限值。
感官品質(zhì)作為消費者對鮮食核桃的直觀評價指標(biāo),直接影響著鮮食核桃的銷售。其中,種殼色澤和種皮色澤易受青皮褐變、腐爛等外界污染的影響,可以作為青皮核桃貯藏過程中感官品質(zhì)評價的2 項重要指標(biāo)[20]。本研究結(jié)果表明,隨著貯藏時長增加,核桃各項感官品質(zhì)均有所下降,其中,種殼色澤、種皮色澤和剝皮難度等品質(zhì)指標(biāo)的分?jǐn)?shù)下降較快,種仁風(fēng)味變化較小,這與前人[21-23]的研究結(jié)果一致。
核仁的水分含量是影響鮮食核桃口感的重要因素之一。馬艷萍[5]的研究結(jié)果表明,當(dāng)鮮核桃核仁含水量大于17%時,核桃內(nèi)種皮和核仁容易剝離,且口感好。本試驗中供試核桃在貯藏期間水分含量變化較小,所有品種(系)供試核桃在貯藏結(jié)束(90 d)時水分含量均大于17%,具有鮮水果的特征。而且,所有品種(系)核桃在貯藏結(jié)束(90 d)時核仁油脂酸值均小于4 mg/g,油脂過氧化值均小于2 mmol/kg,這說明供試核桃核仁油脂的穩(wěn)定性較高,貯藏期間品質(zhì)較好。另外,本研究結(jié)果顯示,在整個貯藏期內(nèi),按照核仁油脂酸值和過氧化值由大到小排列,各品種(系)依次為B0803-5、‘強特勒’、‘清香’、‘隴南755’,與核仁水分含量呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,表明水分不僅影響鮮食核桃的口感,還是影響核桃油脂酸敗的重要因素,這與前人[24-26]的研究結(jié)果一致。
粗脂肪含量可大致反映核仁的含油率,影響核仁風(fēng)味;蛋白質(zhì)含量是果蔬的重要生理生化指標(biāo)之一,也是果蔬品質(zhì)和營養(yǎng)的重要評價指標(biāo)之一[27]。本試驗中,‘清香’和‘隴南755’在貯藏過程中,粗脂肪含量較高,這與其核仁風(fēng)味評分較高相一致。本試驗中,隨著貯藏時長增加,核仁蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢,可能是因為冷藏初期為了抵御寒冷核桃的呼吸作用增強,出現(xiàn)了蛋白質(zhì)的積累,隨著貯藏時長的繼續(xù)增加,大量營養(yǎng)物質(zhì)被消耗,蛋白質(zhì)含量逐漸減少,這與張文濤[28]的研究結(jié)果相一致。貯藏過程中,核仁的可溶性糖含量有所下降,這與核仁品質(zhì)下降相一致。
丙二醛(MDA)含量是植物細(xì)胞膜過氧化程度的體現(xiàn),反映了細(xì)胞膜受到傷害的程度。本試驗中,隨著貯藏時長增加,各品種(系)核桃核仁的MDA 含量均有所升高,表明在冷藏過程中,核仁細(xì)胞膜均受到不同程度的傷害,其中‘強特勒’核仁MDA 含量的增幅最大,表明其受到傷害程度最大,‘隴南755’增幅最小,表明其受傷害程度最小。
本試驗中還存在一定的局限性,如僅研究了不同核桃品種(系)在貯藏過程中核桃青皮的褐變情況,未對不同核桃品種(系)的青皮厚度、種殼厚度、種殼硬度、種面結(jié)構(gòu)等形態(tài)特征的差異進行研究,也未對不同核桃品種(系)在貯藏過程中的呼吸速率和乙烯釋放量進行研究。為了準(zhǔn)確選擇適合規(guī)?;嗥べA藏的核桃品種,避免核桃鮮貯材料選擇的盲目性,今后將從分析青皮核桃形態(tài)學(xué)特征、采后生理特性和品質(zhì)特性與其耐貯性的關(guān)系等方面進行深入研究。