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桃果實貯藏保鮮技術研究進展

2023-03-20 19:44程玉豆
河北農業科學 2023年6期
關鍵詞:貯藏期軟化果肉

程玉豆

(河北省農林科學院生物技術與食品科學研究所,河北 石家莊 050051)

桃(Prunus persicaL.Batsch)屬薔薇科(Rosaceae)李屬(Prunus)植物,是我國北方四大栽培果樹之一,擁有幾千年的栽培歷史,現已成為促進農業經濟發展和鄉村振興的重要產業。桃果實富含酚類物質、果膠和多種微量元素,具有抗氧化、促進腸道蠕動、預防缺鐵性貧血和心血管疾病等功能[1],加之其色澤鮮亮、甘甜多汁、風味濃郁,因此深受消費者的喜愛。

桃屬于呼吸躍變型果實,多在盛夏高溫時節成熟,采后代謝旺盛,常溫下迅速出現呼吸高峰和乙烯釋放高峰,如不及時進行保鮮處理,果實品質會很快劣變,商業價值嚴重下降。由于桃果實生理生化的特殊性,因此其采后保鮮技術一直難以得到快速發展。對桃采后生理、影響桃貯藏的因素、桃保鮮技術研究進展等進行介紹,旨為今后桃采后貯運保鮮技術深入研究和高效應用提供一定的參考。

1 桃果實采后生理研究

1.1 呼吸作用

桃屬于典型的呼吸躍變型水果,常溫貯藏條件下呼吸強度較高,且存在雙呼吸高峰。研究發現,桃果實采后第1 次呼吸高峰過后,硬度開始下降,完全軟化之前出現第2 次呼吸高峰,隨后風味下降、果實腐爛[2,3]。因此,呼吸高峰出現早晚直接影響著采后桃果實的貯藏期限,即呼吸高峰出現得越早,果實貯藏時間越短;反之,亦然[4]。

1.2 乙烯合成

植物激素乙烯在調控果實成熟衰老過程中發揮著重要作用[5]。早期研究表明,貯藏期桃果實乙烯釋放量在呼吸躍變出現前大幅提升,隨后水解酶活性升高,果肉軟化[6];進一步研究證實,外源乙烯處理可通過提升油桃秦光品種貯藏前期淀粉酶、多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶的活性,促使果實中的淀粉、纖維素和果膠等物質含量下降,從而誘導果實軟化[7]。此外,不同品種桃果實的乙烯釋放速率也存在顯著差異,具體表現為晚熟品種較早熟品種乙烯釋放速率慢且釋放量低,因此晚熟品種相對耐貯藏[8]??梢钥闯?,調控乙烯合成及后續乙烯信號轉導可有效延緩桃果實采后衰老。

1.3 質地變化

細胞壁結構及組分含量是決定果實硬度的關鍵,桃果實富含果膠,對細胞粘連起重要作用。研究發現,桃果實在采收初期細胞壁較厚、結構緊密、硬度較大,隨著貯藏時間的延長,果膠酶、纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶、茁-半乳糖苷酶和琢-L-阿拉伯呋哺糖苷酶等細胞壁水解酶活性升高,細胞壁物質逐漸被降解,細胞壁胞間層結構疏松,細胞壁膨脹,之后果實軟化[9,10]。

1.4 果肉褐變

桃采后果肉褐變常見于貯藏期衰老、生物和非生物脅迫,如酶促褐變、病原菌侵染、機械損傷和低溫脅迫等,其中酶促褐變是主要因素。桃果實在貯藏過程中,伴隨著呼吸作用會產生大量的活性氧物質,而這些活性氧物質如果不能被保護酶如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶等及時清除,就會造成細胞質膜系統損傷,進而使果實中酚類物質與多酚氧化酶空間隔離被打破,最終引起組織褐變[11]。

2 影響桃果實貯藏的主要因素

2.1 品種

不同品種的桃,果實貯藏性差異很大。一般而言,從肉質類型看,軟溶質品種不耐貯藏,硬溶質、不溶質和SH 型品種較耐貯藏;從成熟時期看,早熟品種如早花露、慶豐等大多不耐貯藏,而晚熟品種如綠化九、冬桃等較耐貯藏[4]。

2.2 采收成熟度

桃果實的采收成熟度與其耐藏性密切相關,用于貯藏的桃果實一般在硬熟期采收。如采收過早,果實將達不到應有的品質和風味,商品性不佳;而采收過晚,果實硬度低,也不耐貯運。趙曉芳等[12]通過分析3個不同采收成熟度對八月脆桃果實貯藏期品質的影響發現,成熟度域(綠色明顯減退,陽面少量著色,果面豐滿,果肉稍硬)桃果貯藏性強、商品果率高,為最適宜的采收成熟度。因此,適宜的采收成熟度是維持果實商品性和延長貨架壽命的重要保證。

2.3 采后包裝

包裝是桃果實商品化處理不可缺少的重要環節。采后包裝不僅能減少果品在裝卸、運輸和貯藏過程中因摩擦、碰撞、擠壓等造成的機械損傷,還能緩沖因外界溫度驟變而引起的產品損耗,延緩病蟲害蔓延和水分蒸發,降低果品受到灰塵和微生物等污染的風險,從而有利于桃果實的貯運保鮮[13]。

2.4 貯藏溫度

環境溫度對采后桃果實的呼吸強度影響較大,溫度越低,桃果實的呼吸強度越弱;此外,低溫還可以抑制桃果實乙烯的釋放[14],因此,低溫貯藏是果實保鮮的有效途徑之一。需要注意的是,低溫貯藏方式不當會導致桃果實發生冷害,具體表現為果肉褐變、果實不能正常軟化、果實風味變淡等。因此,在實際生產中對于桃果的貯藏溫度選擇需慎重考量。

3 桃果實保鮮技術研究

3.1 物理保鮮

3.1.1 低溫貯藏 低溫貯藏是目前最常見的果蔬貯藏方法,能夠降低果實呼吸作用和乙烯釋放,減緩果實生理生化反應進程,從而延緩衰老。此外,適當的低溫還可抑制微生物生長,有利于減少貯藏期果實的腐爛。對于多數桃品種的果實,適宜的貯藏溫度為0 ℃左右[15]。但桃果實對低溫較為敏感,不當的貯藏低溫和貯藏時長均會導致桃果實發生冷害。因此,桃果實采后保鮮中,需根據品種特性選擇合適的貯藏溫度。

3.1.2 熱處理 熱處理又稱熱激處理,可以有效抑制病原菌生長和部分衰老相關酶的活性,從而有效維持果實品質。用于果實采后熱處理的方法主要有熱水浸泡、熱蒸汽、干熱空氣等。陸振中等[16]研究發現,48 ℃熱空氣處理既可有效延緩中華壽桃果實硬度下降,較好地保持果實風味,又可減緩多酚氧化酶活性升高,抑制果肉褐變。申江等[17]研究證實,40 ℃熱水處理可顯著提高平谷24 號桃果實的抗冷性,能夠促使長期冷藏桃果實正常后熟。周濤等[18]以湖景桃為材料,分析了熱空氣處理后果實的貯藏效果,結果表明,40 ℃熱空氣處理24 h 可顯著抑制其乙烯釋放,延緩果實的衰老進程。

3.1.3 氣調貯藏 氣調貯藏是通過調節貯藏環境中CO2和O2等氣體組分的濃度,抑制果實呼吸作用,延緩新陳代謝,進而實現延長果蔬貯藏期的一種保鮮技術。氣調貯藏分為自發氣調(modified atmosphere,MA)和人工氣調(controlled atmosphere,CA)2 種。研究表明,大久保桃果實經CA(O2體積分數5%+CO2體積分數10%)貯藏后,腐爛和褐變顯著減少,果實冷敏感性降低,貯藏后品質明顯提高[19];玉露蟠桃在O2體積分數3%~5%+CO2體積分數3%~5%和O2體積分數6%~8%+CO2體積分數3%~5%的貯藏條件下,可較好地保持果實風味和外觀色澤,顯著減少果肉褐變[20];秦光2 號油桃采用MA 貯藏后,果實的呼吸高峰和乙烯的釋放高峰均推遲,多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶的活性受到抑制,果實軟化進程減緩[21];經1-MCP結合不同保鮮膜處理后,貯藏期品質下降慢,腐爛率低,貯藏期可延長至60 d[22]。

3.1.4 減壓貯藏 減壓貯藏可通過降低貯藏環境的氣體壓力,減少環境中的O2含量,從而抑制果實呼吸強度,延緩果實衰老。研究發現,50 kPa 大氣壓下貯藏的川中島水蜜桃果實硬度較高,且失重率和腐爛率較低[23];10~20 kPa 貯藏條件可增強桃果實的抗氧化能力,減少膜損傷,有利于延長貯藏期[24]。

3.1.5 電子保鮮 近年來,電子保鮮技術開始被人們所關注,其包括高壓靜電場和輻照保鮮技術等。韓金宏[25]采用場強為100 kV/m 和-100 kV/m 的高壓靜電場對華光油桃進行處理,結果發現,二者均能顯著抑制油桃果實在低溫貯藏過程中冷害的發生,并降低腐爛率,達到了較好的保鮮效果。桃果實經過1.0~2.0 kGy 輻照劑量的酌射線處理后,抗氧化活性顯著提高,失重率和腐爛率均大幅度降低,貯藏時間明顯延長[26,27]。

3.2 化學保鮮

3.2.1 含鈣制劑 Ca2+是植物的重要營養元素之一,具有維持細胞壁功能和結構,以及細胞膜完整性和果實硬度的功能。因此,提高果實中的鈣含量有利于保持果實采后品質,延長貯藏期。研究表明,增加Ca2+濃度可維持白鳳桃果實活性氧代謝平衡,促進脯氨酸積累,減少冷藏期間冷害的發生[28];用CaCl2溶液處理中華壽桃果實后,可顯著降低果實的呼吸強度和乙烯釋放速率,延緩果實硬度和可溶性固形物含量的下降,較好地保持果實貯藏期品質[29];CaCl2處理以及CaCl2與熱空氣結合處理均可顯著降低艷紅水蜜桃果實貨架期的乙烯釋放量、呼吸強度、電導率和失重率,減少果肉褐變和絮敗[30];CaCl2、檸檬酸和抗壞血酸復合保鮮劑處理可顯著抑制雪桃貯藏期間腐爛和褐變的發生[31]。

3.2.2 二氧化氯(ClO2)ClO2是世界衛生組織(WHO)和世界糧農組織(FAO)推薦的A1 級廣譜、高效、安全的消毒劑,被廣泛應用于果蔬保鮮領域。研究表明,ClO2處理可維持紅蜜桃果實較好的外觀色澤,延緩果實質量損失和相對電導率升高[32];ClO2結合1-MCP 處理能夠有效保持桃果實在貯藏期間果皮強度和脆性,抑制果實腐爛,減緩果實可溶性固形物、可滴定酸和維生素C 含量的下降,維持果實貯藏期品質效果明顯[33,34]。

3.2.3 1-甲基環丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)1-MCP 具有安全、操作簡便、無污染等特點,能夠高效抑制果實成熟衰老、延緩軟化、維持果實品質。劉淑英等[35]研究認為,1-MCP 濃度大于1.0 μL/L 時,對于降低桃果實呼吸強度和延緩軟化均具有顯著效果。目前,1-MCP 已在水蜜桃[36]、深州蜜桃[37]、中華壽桃[38]、雪桃[39]、蟠桃[40]、肥城桃[41]、油桃[42]等品種保鮮中得到了廣泛應用,并被證實可以有效延緩桃果實采后衰老,延長貯藏時間。

3.2.4 一氧化氮(nitric oxide,NO)NO 在調控果實品質方面發揮著積極作用[42,43]。Han 等[44]研究發現,NO 處理可有效抑制霞暉6 號桃果實貯藏期間乙烯生成速率,延緩果實硬度下降,保持較高的蔗糖含量以及較低的葡萄糖和果糖含量。宋叢叢等[45]使用10 μL/L的NO 處理映霜紅桃后,可顯著降低果實呼吸速率,同時,NO 處理通過提高葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶和交替氧化酶的活性,增強桃果實的抗冷性。在肥城桃上的研究表明,NO 能夠顯著降低果實中內切葡聚糖酶和果膠甲酯酶的活性,延緩貯藏過程中細胞壁纖維素和半纖維素的降解,抑制離子型果膠含量下降和可溶性果膠含量增加,進而維持桃果肉細胞的完整性[46,47]。

3.3 生物保鮮

近年來,安全、綠色、環保的保鮮技術逐漸受到重視,殼聚糖涂膜、天然提取物保鮮、微生物制劑保鮮等技術得到了研究和應用。張洪等[48]采用殼聚糖/納米SiOx復合膜處理艷紅桃果實后發現,復合膜處理的果實失水率和腐爛率降低,還原糖和總酸含量顯著提高,表明該復合膜具有良好的保鮮效果。高海艷等[49]研究表明,用12.5 mg/mL 的柚皮提取物負壓滲透處理桃果實,可延緩果實硬度和可滴定酸含量的下降,保持果實較高的可溶性固形物和抗壞血酸含量,還可明顯減少貯藏期果實的腐爛率和果肉褐變。在白鳳桃上使用微生物菌劑處理后,可有效降低果實乙醇和丙二醛的累積速率,顯著抑制貯藏期果實的腐爛[50]。

4 展望

適宜的貯藏保鮮技術,對于延長桃果實貯藏時間、維持商品價值、提升產品市場競爭力均具有重要意義。目前應用的桃果實貯藏保鮮技術雖然在一定程度上延長了果實的貯藏時間,但仍存在著諸多問題和不足,如,低溫貯藏下的果實果肉褐變、風味變淡以及出庫后不能正常軟化,氣調貯藏技術因成本過高而不能大規模使用,1-MCP 保鮮劑使用時間和劑量把握不精準。因此,今后一段時間內,需要在現有技術的基礎上,通過充分挖掘各單項技術的優勢,開發系列效果更好、效率更高、操作簡便、成本投入少的綜合處理技術,用以解決和彌補當前桃采后貯藏保鮮技術存在的問題和不足。此外,隨著生活水平的不斷提高,人們對健康越來越重視,研發安全、綠色、環保的天然保鮮劑以及電子保鮮技術將是今后的發展趨勢。

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