杨梅是我国重要的亚热带水果品种,其酸甜适中、营养丰富,同时富含酚类等多种天然活性成分,这些活性成分具有抗癌、抗氧化、减肥和神经保护特性,具有很高的营养价值和食疗作用。杨梅成熟期约在每年的6、7月,恰逢梅雨季节,因其组织含水率高且无坚实外果皮保护,导致杨梅在常温下仅可保存1~2 d。 为解决目前采后保鲜技术的问题,微孔气调包装(P-MAP)被用于果蔬的保鲜。 臭氧是延长食品保质期的绿色冷保鲜技术,可以通过刺激细胞内的ROS代谢系统来提高植物的抗逆性,从而促进抗氧化酶的合成。

江南大学 机械工程学院的 雷婷婷、殷诚、钱静*等探讨臭氧预处理协同P-MAP对杨梅的保鲜效果,筛选杨梅保鲜的最佳臭氧浓度和气体比例,并采用能够预测包装系统内气体浓度的数学模型来推导实现包装内气体组成平衡的微孔参数,最后探讨臭氧预处理结合P-MAP对杨梅品质和抗氧化性能的影响,为开发和完善杨梅保鲜技术提供参考。

1 不同处理方式对4 ℃下贮藏5 d杨梅品质指标的影响

选择挑选后的杨梅随机分成6 组,3 组进行MAP处理,MAP的处理条件分别为:1)5% O2+15% CO2+80% N2(MAP 1);2)10% O2+10% CO2+80% N2(MAP 2);3)5% O2+10% CO2+85% N2(MAP 3);3 组进行气态臭氧(OG)处理,处理时间为30 min,处理浓度分别为18.3、36.7、54.9 mg/m3。以未进行臭氧处理、初始气体为空气的普通包装作为对照组(CK)。

在贮藏的第5天,MAP处理组中杨梅的腐烂指数均在11%以下,其中MAP 2组仅为2.08%,而对照组高达18.8%(表2)。MDA是膜脂氧化的中间产物,其含量是反映衰老的重要指标。气调处理均能减少MDA的积累,其中MAP 2组和MAP 3组包装内杨梅的MDA含量显著低于MAP 1组和对照组(P<0.05)。这说明适宜比例的气调可以抑制腐烂的发生和膜脂氧化,延缓杨梅衰老和变质。

由表2可知,MAP 2组杨梅总酚、花青素和黄酮类化合物的含量显著高于其他处理组和对照组,保持了较高的抗氧化活性。

OG处理组中非酶类抗氧化物质均维持在较高水平,且MDA含量均高于对照组(表3)。OG处理的杨梅有较低的腐烂指数,其中18.3 mg/m 3 的臭氧处理显著降低了杨梅的腐烂指数。

综上可知,MAP 2(10% O 2 +10% C O 2 +80% N 2 )和18.3 mg/m 3 分别是维持杨梅品质的最佳气体比例和臭氧浓度,因此以这两个参数结合微孔膜处理杨梅,以验证臭氧预处理协同P-MAP对杨梅在4 ℃下的保鲜效果。

2 不同微孔参数对包装内气体体积分数的影响

如图1所示,初始O2和CO2的体积分数均为10%。整个贮藏期间,MAP P0的O2体积分数不断下降,CO2体积分数不断上升,贮藏末期CO2体积分数已接近水果贮藏的发酵阈值20%。而MAP P4中更多的穿孔增强了通过膜的气体交换,导致包装内O2体积分数不断上升,CO2体积分数不断下降。MAP P2中CO2和O2在整个贮藏期间均处于9%~12%的体积分数区间,接近杨梅贮藏的最佳气体比例。综上可知,孔数为2、孔径为100 μm的微孔膜可以使杨梅包装内气体组成处于动态平衡,且与数学模型推导的孔参数(表1)趋于一致。

3 OG+MAP P2处理对杨梅腐烂指数的影响

与对照组相比,MAP P2和OG+MAP P2处理对杨梅有一定的保鲜效果,所有实验组在第1天均未腐烂,对照组和MAP P2组杨梅分别在第4天和第6天开始腐烂,并且随着时间的延长,腐烂现象不断加剧(图2)。OG+MAP P2处理组在第7天出现轻微腐烂,但在可接受的腐烂范围内。在整个贮藏期间,OG+MAP P2处理组杨梅的腐烂指数显著低于MAP P2处理组和对照组,杨梅的无霉保质期被延长至8 d。

4 OG+MAP P2处理对杨梅硬度及TSS、TA、ASA含量的影响

硬度是判断杨梅新鲜度的重要依据。在贮藏期间杨梅的硬度不断下降(图3A)。如图3A所示,两处理组均能延缓杨梅硬度的下降,在贮藏前期,OG+MAP P2处理组的杨梅硬度显著高于MAP P2组和对照组,这与水果暴露在臭氧后细胞壁多糖的降解减缓有关。

L -抗坏血酸(ASA )是水果营养价值的重要组成部分。杨梅ASA含量在整个贮藏期间呈持续下降的趋势(图3B)。对照组杨梅的ASA含量显著低于各处理组,其中OG+MAP P2处理组杨梅的ASA含量最高。

随着贮藏时间的延长,所有包装内杨梅的总可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)质量分数都呈现相同的下降趋势(图3C、D)。处理组杨梅维持较高的糖酸度,其中OG+MAP P2处理组和MA P P2组的TSS和TA质量分数显著高于对照组,贮藏末期OG+MAP P2处理组具有最高的TSS和TA质量分数。说明气调和臭氧处理均可抑制杨梅的呼吸,且两者协同处理抑制效果更显著,这可能是因为呼吸下降减少了TSS和TA的消耗。

5 OG+MAP P2处理对杨梅总酚、花青素和黄酮类化合物含量的影响

在贮藏期间,所有实验组杨梅的黄酮类化合物和总酚含量都显示出不同程度的下降趋势(图4A、C),两个处理组其含量的下降速率均减缓。OG+MAP P2处理组杨梅总酚和黄酮类化合物含量显著高于MAP P2组和对照组。说明臭氧协同MAP P2处理增强了对杨梅非酶类抗氧化物质的保护。

花青素是水果保持鲜艳、红色的主要成分。收获后,杨梅的色素继续合成,花青素含量在贮藏期间先上升后降低,且不同实验组的达峰时间不同。OG+MAP P2和MAP P2处理组中杨梅花青素含量不断上升,分别在第6天和第7天出现峰值后下降(图4B)。对照组杨梅花青素含量先略微上升,第4天后开始下降,在之后的整个贮藏期内均显著低于两处理组。

6 OG+MAP P2处理对杨梅H2O2、O2-·含量和POD、SOD活力的影响

H2O2和O2-·是组织内ROS代谢失调的主要产物,其积累会导致果蔬的氧化损伤在成熟和老化过程中不断增强。整个贮藏期间,杨梅的H2O2和O2-·含量整体均呈上升的趋势,OG+MAP P2处理组的H2O2含量在贮藏前5 d出现明显的下降趋势。各处理组杨梅的H2O2和O2-·含量均显著低于同时间的对照组,其中OG+MAP P2处理组表现出更显著的ROS累积抑制,在贮藏的第8天,对照组杨梅的H2O2和O2-·含量比OG+MAP P2处理组分别高13%和22%。

各处理组杨梅 的过氧化物酶(POD)活力 在贮藏期间均先略微上升后下降,对照组POD活力的下降速度由快转慢(图5C)。POD活力越高,越容易从组织中清除H2O2。各处理组的杨梅POD活力在整个贮藏期间均显著高于对照组。贮藏8 d后,OG+MAP P2处理组的POD活力分别是MAP P2组和对照组的1.26 倍和1.42 倍。

超氧化物歧化酶(SOD)活力在 贮藏期间整体呈下降趋势,OG+MAP P2处理组在第4~6天略微上升(图5D)。各处理组中杨梅的SOD活力均高于对照组,其中OG+MAP P2处理组中SOD活力最高,第8天时是对照组的1.9 倍,提高了组织对O2-·的清除能力。综上可知,OG+MAP P2处理提高了POD和SOD活力,进而减少了H2O2和O2-·在组织内的积累(图5A、B),减轻了ROS对机体的损伤。

结 论

采后保质期短是制约杨梅产业发展的瓶颈,本研究结果显示,微孔MAP和臭氧处理均能显著抑制杨梅采后腐烂的发生,并能维持其较高的抗氧化性能,且二者协同处理对杨梅表现出了更好的保鲜效果。这主要体现在OG+MAP P2处理减缓了杨梅硬度的下降,减少了TSS、TA和ASA的损失,维持了较高的总酚、花青素和黄酮类化合物等非酶类抗氧化物质的含量;此外,OG+MAP P2处理的杨梅的POD和SOD活力在第8天时分别是对照组的1.42 倍与1.9 倍,酶活力的提高增强了杨梅对ROS的清除能力,从而减少了H2O2和O2-·的积累。OG+MAP P2处理将杨梅无霉保质期延长到8 d。因此,OG+MAP P2处理可以作为一种有效的复合保鲜技术应用于杨梅的采后贮藏,以防止杨梅的品质退化,延长其货架期。

作者简介

通信作者

钱 静 教授

江南大学机械工程学院系 主任

博士研究生导师,无锡市力学学会副理事长,于美国 University of Memphis 获得博士学位,研究方向为包装机械、运输包装、智能包装及物流工程等。入选江苏省“六大人才高峰”计划,担任《 Packaging Technology & Science 》、《 Journal of Comprehensive Engineering 》、《 Journal of Applied Packaging Research 》等多本国际权威杂志审稿人。

第一作者

雷婷婷 硕士

江南大学机械工程学院包装工程专业 20 级研究生,以第一作者发表 SCI 论文1 篇,卓越 EI 论文1 篇。曾担任班级心理委员和研会办公室部长等职,荣获江南大学学业优秀奖学金一等奖、国家奖学金等,被评为“江南大学优秀学生”、“研会优秀干部”和“江南大学优秀研究生干部”。

本文《气态臭氧结合微孔气调包装对杨梅品质和抗氧化性能的影》来源于《食品科学》2023年44卷13期112-119页。作者:雷婷婷,殷诚,孙陟岩,钱静。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220712-128. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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