采收成熟度對青皮核桃鮮貯效果的影響

布媽熱婭木·艾山,潘 儼,徐 斌,孟新濤,張 婷,*

(1.新疆農業大學食品科學與藥學學院,新疆烏魯木齊 830052;2.新疆農科院農產品貯藏加工研究所,新疆烏魯木齊 830091;3.新疆主要農副產品精深加工工程技術研究中心,新疆烏魯木齊 830091)

核桃(JuglansregiaL.)為核桃科核桃屬植物,因其核仁具有很高的食用價值和保健價值而受到消費者的喜愛[1-3]。新疆作為我國核桃的主產區,其種植面積和產量居全國第二位,已成為阿克蘇、喀什及和田等南疆地區城鄉經濟發展的主力軍和農民增收的新亮點[4]。隨著核桃加工產業的多元化發展,鮮核桃的市場和營養價值越來越受到人們關注。研究表明,鮮食核桃中氨基酸、VE等營養物質含量顯著高于干制核桃,可見鮮食核桃有著巨大的市場潛力[5-6]。然而,鮮食核桃不耐貯藏,采后衰老快,即使是在低溫或者冷藏條件下果仁的呼吸速率也大于干制核桃,褐變、腐爛及裂果等現象難以控制,從而導致其品質下降和市場供應不足等問題[7-8]。因此進行青皮核桃采后貯藏保鮮技術研究對核桃產業發展具有重要意義。

成熟度是影響果蔬貯藏壽命的主要因素之一,不同時期采收的果蔬成熟度不同,容易受到溫度、濕度等環境因素的影響而具有不同的生理代謝活性和抗衰老能力[9]。研究和生產調研發現,過早、過晚采收造成鮮食核桃風味不佳、不耐貯藏、貯后品質嚴重下降等問題[10],可見適宜采收成熟度的確定作為鮮食核桃貯藏保鮮的第一步顯得尤為重要。據報道,我國各核桃產地主要栽植早實核桃,從8月上旬至8月下旬連續采收上市、沒有嚴格采收標準可依,使得貯藏選材具有一定的盲目性[9-11]。目前,關于青皮核桃采收成熟度的研究僅見于‘中林5號’[9]、‘遼寧4號’[9]、‘西扶1號’[11]、‘西扶2號’[10]等品種,然而,不同品種青皮核桃采后生理特性不同,適宜采收成熟度不同?！疁?85’、‘新新2’、‘扎343’、‘新豐’等作為新疆核桃的主栽品種,有關其保鮮方面的研究主要見于采摘期、溫度、包裝等對干制核桃或新鮮核仁貯藏品質的影響[12-14],鮮見核桃青果保鮮方面的報道。因此,本研究以‘溫185’青皮核桃為試材,通過研究3個不同采收成熟度對青皮核桃鮮貯效果的影響,以期為新疆核桃鮮貯實踐提供原料采摘期的選擇依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試核桃鮮果 品種為溫185,分別于2019年8月22日(成熟度Ⅰ,花后125 d)、2019年8月27日(成熟度Ⅱ,花后130 d)、2019年9月1日(成熟度Ⅲ,花后135 d)采自阿克蘇地區烏什縣阿克托海10大隊核桃示范園基地,挑選青皮完好、無病蟲害、損傷或病斑、大小均勻的青果采摘,剪去果柄,裝入套襯核桃葉及無紡布的塑料周轉筐中,當天運回新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所冷庫(路途約16 h);氫氧化鉀、無水乙醇、乙醚、異丙醇、酚酞 天津市福晨化學試劑廠。

MA30-000V3型紅外水分測定儀 德國賽多利斯;TD10KA型電子計重秤、WSC-2型色差計 北京光學;TMS-Pro型質構儀 美國FTC。

1.2 實驗方法

1.2.1 預處理 不同采收成熟度的青皮核桃于0 ℃冷庫中預冷72 h后,挑選健康果裝入厚度為0.04 mm、大小為15 cm×20 cm的聚乙烯薄膜袋(PE)中,每個采收成熟度青皮核桃果實各裝20袋(其中14袋用于定期取樣,另6袋用于裂果率和核仁保鮮率統計),每組3個重復,每袋20個果實,頂部留約1/10的空袋體積密封。將包裝后的青皮核桃放在塑料周轉筐,每筐放4袋,置于溫度為(-1±1) ℃,相對濕度為75%～85%的冷庫貯藏。貯藏期間,不同采收成熟度青皮核桃每隔7 d取樣用于各指標的測定。每次從不同采收成熟度袋內隨機取10個果實用于統計果實的褐變指數和腐爛指數,另10個果實用于測定青皮和核仁的含水量、青皮的硬度和色澤等指標,完成后剝取核仁,經液氮冷凍后存放于-80 ℃冰箱,用于酸價等品質指標的測定。此外,各采收成熟度各重復的另6袋果實,分別用于統計貯至42、70和91 d時的青皮裂果率及核仁保鮮率。

1.2.2 測定指標與方法

1.2.2.1 青皮褐變指數和腐爛指數 青皮核桃果實采后褐變指數和腐爛指數的評定和計算參考弓弼等[10,15]的方法,褐變指數分級標準:將果實根據褐變面積分為5 級,0級:果實完好無損;1級:果實表面褐斑面積0%～20%;2級:果實表面褐斑面積20%～40%;3級:果實表面褐斑面積40%～60%;4級:果實表面褐斑面積60%～80%;5級:果實表面褐斑面積80%～100%。

褐變指數(%)=(∑(褐變級別×本級核桃數)/(總核桃數×最高級別數))×100

腐爛指數分級標準:將果實根據表面腐爛面積分為5級,0級:果實完好無損;1級:病斑面積0%～20%;2級:病斑面積20%～40%;3級:病斑面積40%～60%;4級:病斑面積60%～80%;5級:病斑面積80%～100%。

褐變指數(%)=(∑(腐爛級別×本級核桃數)/(總核桃數×最高級別數))×100

1.2.2.2 青皮裂果率 青皮裂果率參考張艷麗等[16]方法統計。

1.2.2.3 青皮含水量 青皮含水量測定采用便攜式紅外水分測定儀測定。

1.2.2.4 青皮硬度測定 參照Muskovics等[17]的質構儀法,略有改進。測定條件為:采用Φ6 mm的圓柱形檢測探頭;測前速度 60 mm·min-1;測試速度 60 mm·min-1;測后上行速度60 mm·min-1;兩次壓縮中間停頓5 s;觸發力值0.98 N;觸發類型為自動。每個果沿赤道均勻測定4個點,每個處理測10個果。

1.2.2.5 青皮色澤測定 參照Mosetti等[18]方法測定。采用WSC-2型色差計測定核桃青皮色差。采用國際色差標準CIE色差系統:L*表示亮度,a*表示紅度和綠度,b*表示黃度和藍度。選取青皮核桃果實赤道面上的點進行測定,每組測定10個,3次重復。

ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2

1.2.2.6 核仁保鮮率 核仁保鮮率參考馮文煜等[19]方法統計。

1.2.2.7 核仁含水量 核仁含水量測定采用便攜式紅外水分測定儀測定。

1.2.2.8 核仁酸價 參照Mexis等[20]的方法提取核仁油脂,根據GB/T 5009.229-2016測定酸價[21]。

1.3 數據處理

采用Excel 2003軟件進行分析,Sigmaplot 12.0作圖,并用SPSS 20.0軟件進行顯著性和相關性統計分析。

2 結果與分析

2.1 采收成熟度對青皮核桃貯期褐變指數和腐爛指數的影響

由圖1可以看出,隨著貯藏時間的延長,不同采收成熟度青皮核桃果實均發生了褐變和腐爛,但不同成熟度的果實褐變和腐爛程度不同。3個采收成熟度青皮核桃果實均在貯藏35 d時出現褐變,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的果實褐變指數依次為6.00%、3.33%、5.67%,隨著貯藏時間的延長,不同采收成熟度青皮核桃果實在貯藏63 d后褐變程度加重,褐變加快,整個貯藏過程中,成熟度Ⅱ果實的褐變指數顯著低于其它兩個成熟度(P<0.05)。

圖1 采收成熟度對青皮核桃貯藏過程中褐變指數的影響

由圖2可以看出,3個采收成熟度青皮核桃果實均在貯藏42 d時出現不同程度腐爛,腐爛程度最低的為成熟度Ⅱ,貯至70 d時,腐爛指數僅為15.63%,整個貯期,成熟度Ⅱ的果實腐爛指數顯著低于其它兩個成熟度(P<0.05)。貯藏49～70 d時,成熟度Ⅲ果實的褐變指數和腐爛指數大于采收期Ⅰ,但差異不顯著(P>0.05),貯藏70～91 d,結果相反,其原因可能與不同采收成熟度青皮核桃貯藏期間乙烯峰出現的時間有關,采收越晚,成熟度越高,乙烯峰出現的越早,啟動抗病機制越強,果實腐爛率增加減緩,尤其是貯藏后期青皮核桃抗腐爛能力增強,這與弓弼等[10]研究較為一致?？梢?‘溫185’青皮核桃貯藏期間的褐變指數和腐爛指數受采收成熟度的影響,8月27日(成熟度Ⅱ)采收的青皮核桃較耐貯。

圖2 采收成熟度對青皮核桃貯藏過程中腐爛指數的影響

2.2 采收成熟度對青皮核桃貯期青皮裂果率的影響

青皮開裂也是青皮核桃保鮮中常見的問題,要延長青皮核桃的保存時間,首先要保證青皮的完整性。青皮開裂比例越低,青皮核桃保存的時間越長[16]。從表1可以看出,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ的青皮核桃果實貯藏42 d時,部分青皮出現開裂,裂果率分別達到10.71%和23.52%,成熟度Ⅱ的果實貯藏42 d時青皮未開裂;貯藏至70 d時,3個采收成熟度青皮核桃果實裂果逐漸增多,裂果率依次為:成熟度Ⅱ<成熟度Ⅰ<成熟度Ⅲ,其中成熟度Ⅱ果實裂果率最低,僅為18.50%;貯藏至91 d時,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ的果實裂果率分別達到62.50%和57.00%,顯著高于成熟度Ⅱ(P<0.05)?？梢?適宜的采收成熟度有利于延緩‘溫185’核桃青皮開裂,使其青皮裂果率在貯期保持較低水平。

表1 不同采收成熟度青皮核桃果實在貯藏過程中的裂果率

2.3 采收成熟度對青皮核桃貯期青皮含水量的影響

由圖3可知,不同采收成熟度核桃貯期青皮含水量表現出逐漸下降的趨勢。貯藏0～28 d,不同采收期青皮含水量下降較快,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別下降了7.51%、7.13%、7.47%,不同采收成熟度青皮含水量顯著差異(P<0.05),貯藏35～91 d,3個成熟度青皮含水量下降趨于平緩,均維持在77.0%～83.0%,這可能由于貯藏期間受到核仁水分補充的緣故;貯藏35～42 d和77～91 d,成熟度Ⅰ的青皮含水量顯著高于其它兩個成熟度(P<0.05)。表明,采收時間越早,貯藏期間青皮含水量越大。

圖3 采收期對青皮核桃貯期青皮含水量的影響

2.4 采收成熟度對青皮核桃貯期硬度的影響

青皮核桃貯藏期間也存在青皮細胞壁降解的現象,硬度下降是其顯著標志,與青皮抗病性有關,青皮硬度下降緩慢其腐爛延緩[11]。由圖4可以看出,隨著貯藏時間的延長,不同采收成熟度青皮核桃果實硬度逐漸下降。貯藏0～28 d,青皮核桃未出現褐變、開裂及腐爛等現象時,不同采收成熟度青皮核桃果實硬度變化幅度較小,基本維持在9～10 N,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ的果實硬度大于成熟度Ⅲ;貯藏35～56 d,隨著褐變、開裂及輕微腐爛現象的發生,不同采收成熟度青皮核桃果實硬度分別下降了21.49%、19.83%和22.86%,成熟度Ⅱ的果實硬度顯著大于其它兩個成熟度(P<0.05),這一規律基本維持至貯藏結束?？梢钥闯?‘溫185’青皮核桃貯藏過程中青皮硬度下降分3個時期,即緩慢下降期(0～28 d)、下降期(貯藏35～56 d)及快速下降期(63～91 d),不同成熟度青皮核桃果實發生褐變、開裂及腐爛的時間較為一致,相關性分析結果顯示,青皮核桃果實硬度與其褐變指數(r0.05=-0.752)、裂果率(r0.05=-0.608)及腐爛指數(r0.05=-0.748)等存在負相關關系。

圖4 采收成熟度對青皮核桃果實貯期硬度的影響

2.5 采收成熟度對青皮核桃貯期色澤的影響

色澤是影響果實外觀品質的重要指標之一,能直接反映果實成熟度和新鮮度的變化。通常用L*、a*、b*來表示,青皮亮度L值越小說明其亮度越低,紅綠值度a越小說明綠度越高,黃藍度b越小說明黃度越大。由圖5可以看出,不同采收成熟度青皮核桃貯期L*值逐漸降低,貯藏0～28 d,各采收成熟度青皮的L*值變化較小,其值基本維持在32～36;貯藏35～91 d,成熟度Ⅱ的L*值顯著大于成熟度Ⅰ和成熟度度Ⅲ(P<0.05),表明成熟度Ⅱ采收有利于維持青皮核桃貯藏過程中的亮度L*值。

圖5 采收成熟度對青皮核桃果實貯期色澤L*值的影響

由圖6可以看出,整個貯期,青皮核桃a*值呈逐漸上升趨勢,貯藏0～28 d,不同采收成熟度a*值差異變化不明顯,貯藏35～91 d,隨著3個采收成熟度青皮核桃褐變和腐爛不同程度的發生,成熟度Ⅱ的a*值顯著低于其它兩個成熟度(P<0.05),但后兩者間差異不明顯(P>0.05)。表明成熟度Ⅱ采收可使青皮核桃貯藏過程中的a*值保持較低的水平。

圖6 采收成熟度對青皮核桃果實貯期色澤a*值的影響

圖7反映了不同采收期青皮核桃貯期b*值的變化?？梢钥闯?入貯時,3個采收成熟度青皮核桃的b*值較為接近,分別為28.54、28.41、28.30,隨著貯藏時間的延長,不同采收期青皮核桃b*值不斷減小,貯至28 d,3個成熟度青皮核桃的b*值分別下降了16.96%、15.33%和19.64%,降幅較小;貯藏35～91 d,3個成熟度b*值快速下降,至貯藏結束時,降幅分別為44.13%、31.95%和38.27%,下降速度約為前期的2倍,成熟度Ⅱ的b*值顯著低于其它兩個成熟度(P<0.05),表明成熟度Ⅱ青皮核桃在貯藏期間轉黃較少。

圖7 采收成熟度對青皮核桃果實貯期色澤b*值的影響

ΔE值為L*、a*、b*值與收獲值之間的差值。由圖8可以看出,整個貯期,不同采收成熟度青皮核桃ΔE值呈上升趨勢,貯藏0～35 d,3個采收成熟度青皮核桃的ΔE值0.8～2.7浮動,三者ΔE值無顯著差異(P>0.05);貯藏42～91 d,成熟度Ⅱ的ΔE值維持較低的水平,顯著低于成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ(P<0.05)。表明,成熟度Ⅱ青皮核桃貯藏期間的色澤與收獲時較為接近,成熟度Ⅱ有利于維持青皮核桃貯期的色澤。

圖8 采收成熟度對青皮核桃果實貯期色澤ΔE值的影響

2.6 采收成熟度對青皮核桃貯期核仁保鮮率的影響

表2顯示,不同采收成熟度青皮核桃果實貯藏42 d時,核仁保鮮率均達到100%,隨著貯藏時間的延長,核仁保鮮率因采收成熟度不同而表現出較大差異,貯至70 d時,成熟度Ⅲ的核仁保鮮率為86.67%,成熟度Ⅰ的核仁保鮮率為93.33%,成熟度Ⅱ的核仁保鮮率為100%,顯著高于其它兩個成熟度(P<0.05);貯至91 d時,成熟度Ⅱ的核仁保鮮率為83%,仍顯著高于其它兩個成熟度(P<0.05)?？梢钥闯?成熟度Ⅱ采收的青皮核桃可使其貯期的核仁保鮮率維持在較高的水平。

表2 不同采收期青皮核桃果實在貯藏過程中的核仁保鮮率

2.7 采收成熟度對核仁含水量的影響

水分含量是反映青皮核桃新鮮度的重要指標之一,核仁含水量越高,口感更加脆嫩,更適于鮮食。由圖9可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ青皮核桃入貯時,核仁含水量分別為34.50%、29.34%和22.97%,貯藏49 d前,不同采收成熟度核仁含水量差異顯著(P<0.05),成熟度Ⅰ核仁含水量最高,其次為成熟度Ⅱ,成熟度Ⅲ核仁含水量最低;貯藏56～63 d,采收期Ⅱ核仁含水量顯著高于其它兩個采收期(P<0.05)。表明,適宜采收成熟度的核仁含水量有利于青皮核桃保鮮,這一結果已被虎云青[22]等研究證實,是否將成熟度Ⅱ的核仁含水量指標作為‘溫185’核桃適宜采收期判斷的一項指標,仍有待于進一步驗證。

圖9 采收成熟度對青皮核桃貯期核仁含水量的影響

2.8 采收成熟度對青皮核桃貯期酸價的影響

酸價是評價青皮核桃核仁新鮮度的可靠指標,酸價上升是核仁衰老和品質劣變的標志[11]。研究表明,核桃含仁有豐富的不飽和脂肪酸,在貯藏過程中極易發生酸敗,導致低分子脂肪酸氧化產生有機酸,進而使酸價升高,核桃品質下降[23-24]。圖10為不同采收成熟度青皮核桃核仁的酸價變化?？梢钥闯?酸價表現出整體升高的趨勢。采收后,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的酸價分別為1.13、1.69、1.87 mg/g,貯藏0～28 d,成熟度Ⅰ核仁酸價顯著低于成熟度Ⅱ和成熟度Ⅲ(P<0.05),貯至49 d后,不同采收成熟度青皮核桃核仁酸價快速升高,貯至70 d時,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的酸價分別達到4.28、3.04、4.37 mg/g,成熟度Ⅱ的核仁酸價顯著低于其它兩個成熟度(P<0.05),與GB 2716-2018《食品安全國家標準 植物油》規定食用植物油酸價不得大于4 mg/g對比,采收期Ⅱ核仁酸價達到食用油標準,這一結果與馮文煜等[19]研究結果一致。表明,成熟度Ⅱ可顯著抑制青皮核桃貯藏后期核仁的氧化酸敗,使其在貯藏末期一直維持安全水平。

圖10 采收成熟度對青皮核桃貯期酸價的影響

3 結論

一般情況下,成熟度關系到果實的品質和貯藏性能[25]。對于鮮食核桃而言,早采導致收獲果實的核仁發育不全,澀味濃、含水量高,品質不足,易于腐爛;晚采導致收獲果實的核仁發育老化,提前進入衰老,抗病性下降,不耐貯藏[10,26],因此,選擇青皮核桃適宜的采收成熟度至關重要。本研究通過對3個成熟度的‘溫185’青皮核桃的鮮貯效果進行比較分析,結果發現,成熟度對其采后耐貯性有一定的影響,成熟度Ⅰ(8月22日)采收的青皮核桃貯藏期間青皮褐變、腐爛嚴重,含水量高,硬度下降快,對青皮色澤影響較大,且核仁保鮮率低;熟度Ⅲ(9月1日)采收的貯藏期間青皮褐變、裂果嚴重,鮮貯效果較差;成熟度Ⅱ(8月27日)采收的青皮核桃顯著降低了青皮貯期褐變、腐爛及裂果等現象的發生,使其貯至70 d時,核仁保鮮率仍為100%。因此,生產上建議以8月27日(花后130 d)作為‘溫185’青皮核桃鮮貯實踐原料采收的時間。

本研究僅對3個采收成熟度青皮核桃的鮮貯效果及相關品質指標進行了分析,對青皮的研究分析較多,對核仁指標的篩選較少,并未對其過氧化值、碘價、游離脂肪酸、可溶性蛋白、維生素VE等指標進行詳細研究,‘溫185’青皮核桃鮮貯適宜采收成熟度量化指標的篩選和確定是今后工作研究的重點。