压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对甜樱桃货架品质的影响

张新宪1,2,焦旋1,2*,冯志宏1,2,张立新1,2,白宇皓1,2,黄晓江3

1(山西农业大学 食品科学与工程学院,山西 太原,030031)2(山西省果蔬贮藏保鲜与加工技术创新中心,山西 晋中,030801)3(山西省运城市农业农村局,山西 运城,044000)

摘 要 为了探究压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对甜樱桃货架品质的影响,以甜樱桃为试材,在产地进行压差预冷后,采用高分子隔热保温膜进行保温处理,模拟冷链流通24 h后,置于(25±1) ℃、相对湿度80%~85%条件下货架7 d,以生产中的简易冷链(冷库预冷结合棉被保温)为对照,对樱桃货架品质及生理指标进行测定。结果表明,与简易冷链相比,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理不仅将预冷时间缩短了10 h,而且延缓了运输过程中樱桃温度快速回升,同时维持了果品较高的硬度以及更高含量的可滴定酸、可溶性糖和维生素C,抑制了呼吸速率与乙烯释放率的快速上升,且其相对电导率、丙二醛、可溶性果胶含量及纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶、果胶甲酯酶活力显著低于对照组(P<0.05)。综上所述,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理可以有效提升樱桃采后冷链水平,维持樱桃货架期品质。

关键词 甜樱桃;冷链;压差预冷;高分子隔热保温膜

甜樱桃果实皮薄多汁、酸甜可口,富含维生素C、花青素、矿物元素等,素有“生命之果”的美誉[1]。然而樱桃果实生理活动旺盛,采后仍携带大量田间热,常温条件下极易出现因果实软化而引起的变质、腐烂等问题,严重影响其商品价值[2]。冷链保鲜技术是维持樱桃采后果品品质最有效的方法,可以显著降低果品采后乙烯生成速率与呼吸速率,抑制微生物繁殖,减缓果实软化,维持果品贮期及货架品质。但樱桃上市较为集中且市场需求较为迫切,而产地冷链水平较低,严重影响了樱桃的货架品质。因此,提升樱桃采后冷链水平,减缓樱桃货架期软化进程,维持樱桃货架期品质是现阶段樱桃采后亟待解决的关键问题。

与国外相比,我国的冷链物流发展相对滞后,樱桃的中、短途冷链物流主要采用产地冷库预冷结合棉被保温的“简易冷链”方式[3],但该方式存在预冷效率低,预冷时间长、回温过快等缺点。压差预冷强迫冷风以较高的流速进入包装箱中,增加换热效率,快速将果品热量带走,具有预冷时间短、预冷均匀等优势,因而近几年被广泛应用于长枣[4]、芒果[5]、西蓝花[6]等果蔬采后的快速预冷。此外,保温材料可以较好的维持运输过程中樱桃的低温状态,更好地保持樱桃口感与风味[7],常见的保温材料主要包括棉被、喷胶棉、高分子隔热保温膜等,其中以棉被结合冷库预冷应用最为广泛,但该模式存在预冷时间长,运输回温快等劣势。高分子隔热保温膜是一种由纤维保温材料结合聚乙烯薄膜、金属反射隔热防潮膜等制成的复合保温材料,具有化学性质稳定,机械性能良好,导热率低、成本低可重复使用等优势[8]。研究表明,采用新型隔热保温膜对苹果商品化处理,冷链运输效果更佳,且货架期品质强于棉被保温处理[9]。这些研究已证实压差预冷技术及新型保温材料对提升果蔬冷链物流水平具有重要意义。然而针对樱桃采后保鲜技术研究主要集中在生物保鲜剂应用、预冷方式及贮藏品质等方面[10],樱桃预冷与流通环节系统性的研究较少。因此,本研究以运城市绛县樱桃为实验材料,旨在通过本实验室现有的压差预冷装备,研究压差预冷与高分子隔热保温膜协同处理对樱桃冷链运输过程中温度及货架期品质变化的影响,为提升樱桃等易腐果品的冷链物流技术提供一定的理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甜樱桃,2024年5月采摘于运城市绛县西灌底樱桃示范园,采收结束后立即送至园区保鲜库,挑选无病虫害、大小均匀、无机械性损伤且成熟度为八成熟的果实作为实验材料。

乙醇、二甲基亚砜、氯仿,天津博迪化工有限公司;3,5-二硝基水杨酸、2,6-二氯酚靛酚、氢氧化钠、乙酸钠,北京索莱宝科技有限公司。所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

压差预冷设备,山西省农科院保鲜所;记录仪SSN-22,宇问传感系统有限公司;F920型O2/CO2气体分析仪,Felix公司;GC-14C色谱仪,岛津国际贸易有限公司;UX620H电子天平,深圳市三利化学品有限公司;Ultrospec 2100 pro,紫外线/可见光光谱分析仪,北京盛科信德科技有限公司;TA.HD.plus质构仪,Stable Micro Systems公司;高分子隔热保温膜,香港罗瑞尔工业薄膜有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 樱桃处理方法

将樱桃分为2个处理,分别为冷库预冷结合棉被保温处理组,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组,每个处理设置3个重复,每个重复10 kg樱桃。

冷库预冷结合棉被保温处理组:预冷库温度设置为0~2 ℃,将樱桃放入聚乙烯保鲜袋,敞口置于39 cm×26 cm×16 cm的塑料框中预冷12 h,温度记录仪记录樱桃果心温度变化,预冷结束后将樱桃装车并用棉被覆盖保温。

压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组:预冷库温度设置为0~2 ℃,将樱桃放入33 cm×20 cm×10 cm的预冷纸箱中,按照焦旋等[3]的方法摆放压差预冷设备与预冷纸箱,预冷风速3.0 m/s。温度记录仪监测樱桃果心温度,当果心温度达到1~2 ℃时预冷结束,随后将樱桃装车并用高分子隔热保温膜覆盖保温。

以上2个处理的樱桃装车完毕后,模拟运输24 h到达山西农业大学太原校区,立即取出樱桃置于常温货架展示柜中[(25±1) ℃相对湿度80%~85%]。每天测定1次樱桃货架期品质及生理指标。

1.3.2 降温曲线、回温曲线绘制

将SSN-22记录仪探头插入樱桃果实内部,记录频率为5 min/次。

1.3.3 呼吸速率测定

参照冯雅蓉等[10]方法并进行适当修改。取1 kg樱桃果实置于密闭测量瓶中(V1),密闭2 h后用F920型O2/CO2气体分析仪测瓶内CO2体积分数。甜樱桃果实体积(V2),计算呼吸速率,单位为mg/(kg·h)。

1.3.4 乙烯释放率测定

参照张立新等[11]的方法,取樱桃果实1 kg置于玻璃瓶密闭4 h后,注射器抽出10 mL气体进行乙烯含量测定,单位为μL/(kg·h)。

1.3.5 品质指标测定

每个处理随机选择10个樱桃,将果肉切成小块,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法、蒽酮法、酸碱滴定法测定维生素C、可溶性糖、可滴定酸。在樱桃赤道处削去1 cm2左右果皮,用质构仪测定硬度,P/2探头,单位为N。

1.3.6 电导率及丙二醛含量测定

电导率参照LUO等[12]的方法,单位为%;丙二醛(malondialdehyde,MDA)按照MIN等[13]的方法测定,单位为mmol/kg。

1.3.7 细胞壁组分测定

细胞壁成分提取:10 g樱桃果实,加入50 mL 95%(体积分数)乙醇溶液研磨成匀浆,沸水回流30 min,将混合液4 ℃、9 000×g离心20 min,取沉淀用80%(体积分数)乙醇反复洗涤。沉淀用预冷的二甲亚砜浸泡过夜,将沉淀浸入V(氯仿)∶V(乙醇)=2∶1混合液中20 min,再用丙酮反复洗涤沉淀。最后将沉淀干燥至恒重,得到细胞壁物质。

可溶性果胶(water-soluble pectin,WSP)含量测定,取0.1 g细胞壁物质,用5 mL蒸馏水浸提3 h,随后4 ℃、10 000×g离心10 min取上清液即为WSP粗提液,随后取100 μL粗提液,采用咔唑比色法测定,单位为g/kg。

纤维素(cellulase,Cx)含量参照ZHAO等[14]的方法,取0.1 g细胞壁物质,用NaOH溶液浸提3 h,随后4 ℃、8 000×g离心20 min取沉淀即为纤维素粗提物,随后取0.1 g纤维素粗提物,干燥至恒重进行550 ℃灰化处理,冷却后计算纤维含量,单位为g/kg。

1.3.8 细胞壁降解酶活力测定

粗酶液制备:5 g樱桃果肉研磨成匀浆,10 mL乙酸钠缓冲液,0 ℃、8 000×g离心15 min,取上清液用于后续酶活力测定。

多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)活力参考REN等[15]的方法。测定540 nm处的吸光值,单位为U/g。

Cx活力参照张鹏等[16]的方法,采用3,5-二硝基水杨酸法测定,测定540 nm处的吸光值,单位为U/g。

β-葡萄糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)活力参照CHEN等[17]的方法。在400 nm处测定反应液吸光值,单位为U/g。

果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PME)活力参照BU等[18]的方法。在620 nm处测定吸光值,单位为U/g。

1.4 数据处理

采用Origin 2022绘图,实验数据均重复3次并进行显著性分析,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同预冷方式及冷链运输模式对樱桃果心温度的影响

由图1-a可知,冷库预冷12 h后才将樱桃果心温度由38.9 ℃降到10.2 ℃,而压差预冷仅需1 h就将果心温度降至10.2 ℃,预冷时间缩短了10 h,2 h时果心温度已降到1.9 ℃。由图1-b可知,随着运输时间的延长,樱桃果心温度逐渐升高,但是棉被保温处理的樱桃果心温度回升幅度较大,24 h时果心温度由10.2 ℃上升至16.8 ℃,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组果心温度仅为6.9 ℃,较对照组樱桃果心温度低了9.9 ℃。以上研究结果表明,与传统的预冷手段及冷链流通技术相比,压差预冷结合高分子隔热保温膜不仅提高了预冷效率,而且有效维持樱桃运输过程中的低温状态。

a-预冷效果;b-运输过程中温度变化

图1 不同冷链方对樱桃预冷效果及运输过程中果心温度的影响
Fig.1 The effect of different cold chain methods on cherry pre-cooling and changes in core temperature during transportation

2.2 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃货架期呼吸强度和乙烯释放速率的影响

由图2-a、2-b可知,樱桃货架期间呼吸速率与乙烯释放速率呈逐渐上升趋势,0~2 d时,冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃呼吸速率与乙烯释放速率虽然略高于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组,但两者差异不显著(P>0.05)。2~7 d时,各处理组樱桃货架期的呼吸速率与乙烯释放速率大幅增加,冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃呼吸速率与乙烯释放速率显著高于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理(P<0.05),货架7 d时,冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃乙烯释放率与呼吸速率为6.2 μL/(kg·h)、127.51 mg/(kg·h),与压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组相比分别提高了14.81%、12.93%。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理可以有效降低樱桃货架期的乙烯生成速率与呼吸速率。

a-呼吸速率;b-乙烯释放率

图2 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃呼吸速率和乙烯释放速率的影响
Fig.2 The influence of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on respiration rate and ethylene release rate of cherry

注:不同字母表示有显著性差异(P<0.05)(下同)。

2.3 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃货架期维生素C、可溶性糖、可滴定酸含量及硬度的影响

由图3-a可知,货架初始时,虽然压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组维生素C含量高于冷库预冷结合棉被保温处理组,但是差异不显著(P>0.05)。货架中后期,2个处理的樱桃维生素C含量不断下降,2~7 d时压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃维生素C含量显著高于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05),7 d时压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃维生素C含量为13.85 mg/100 g,相较于冷库预冷结合棉被保温处理组提高了34.42%。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可大幅减缓货架期维生素C含量的降低。

a-维生素C含量;b-可溶性糖含量;c-可滴定酸质量分数;d-硬度

图3 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃可溶性糖、维生素C含量、可滴定酸和硬度的影响
Fig.3 The effects of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on the vitamin C content, soluble sugar content, titratable acid mass fraction, and hardness of cherry

由图3-b可知,可溶性糖含量随着货架期的延长而不断增加,且其中0~3 d时变化较为平缓,3~5 d时快速增加,5~7 d时增幅变缓;从第3天至货架结束,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃可溶性糖含量始终高于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理可诱导樱桃货架期更高的可溶性糖含量,有利于维持货架期品质。

由图3-c可知,虽然可滴定酸质量分数随着货架期的延长不断降低,然而压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃可滴定酸质量分数下降较为平缓,由货架初始时的0.43%减少为货架结束时的0.32%,减少了25.58%;而冷库预冷结合棉被保温处理组则由初始0.43%降为货架结束时的0.28%,减少了34.88%。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理可减缓樱桃货架期可滴定酸质量分数的下降。

由图3-d可知,虽然樱桃硬度随着货架期的延长,呈不断下降趋势,但是压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃硬度始终高于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05),7 d时压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃硬度为3 N,较冷库预冷结合棉被保温处理组提高25%。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理在维持樱桃货架期硬度方面效果更佳。

2.4 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃MDA含量和相对电导率的影响

MDA是膜质过氧化产物之一,影响细胞膜的通透性与果实衰老密切相关。如图4-a所示,货架期樱桃MDA含量逐渐升高,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃MDA含量在0~2 d上升较为平缓,2 d后大幅上升,至货架7 d时MDA含量为4.25 mmol/g,而冷库预结合棉被保温处理组的樱桃MDA含量在1~7 d均大幅上升,第7天时MDA含量为5.38 mmol/g,是前者的1.26倍。如图4-b所示,随着货架时间的延长,樱桃果皮的通透性也在不断增强。压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃细胞膜通透性在整个货架期均显著低于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05),说明压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃可以减轻细胞膜的伤害。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理可以减缓樱桃MDA的积累,抑制相对电导率的快速上升,有效维持了樱桃细胞膜的完整性。

a-MDA含量;b-相对电导率

图4 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃 MDA含量和相对电导率的影响
Fig.4 Effects of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on MDA content and relative conductivity of cherry

2.5 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃细胞壁成分含量的影响

WSP与纤维素是细胞壁的重要组成部分,与果实软化进程密切相关。如图5-a所示,2个处理组的樱桃WSP含量在货架前期0~2 d变化并不明显,随着货架时间的延长,冷库预冷结合棉被保温处理组的樱桃WSP含量快速上升,显著高于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组(P<0.05),货架7 d时冷库预冷结合棉被保温处理组的樱桃WSP含量为4.17 g/kg,较同时期压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组提高了24.11%。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可有效抑制WSP含量的快速上升。

a-WSP含量;b-纤维素含量

图5 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃货架期WSP和纤维素含量的影响
Fig.5 Effects of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on the WSP and cellulose content during the shelf life of cherry

如图5-b所示,随着货架时间的延长,2个处理组的樱桃果实纤维素含量呈逐渐降低的趋势。0~2 d时2组樱桃果实纤维素含量缓慢降低,无显著差异(P>0.05)。随后冷库预冷结合棉被保温处理组的樱桃果实纤维素含量急剧下降,第3天时纤维素含量仅为货架初始时的89.64%,而此时压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组樱桃果实纤维素含量为货架初始时的96.79%,货架7 d时冷库预冷结合棉被保温处理组的樱桃果实纤维素含量为4.06 g/kg,显著低于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组果实纤维素含量4.53 g/kg(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可延缓果实纤维素含量的下降。

2.6 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃细胞壁降解酶活力的影响

如图6-a所示,2组樱桃果实PG活力货架期均呈先上升后下降的趋势,0~2 d时PG活力急速上升,并在2 d时达到最大值,此时冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃PG活力为2.49 U/g,而压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃PG活力为1.92 U/g,仅为前者的77.11%(P<0.05)。货架7 d时,冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃PG活力为1.34 U/g,比同期压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组高16.52%(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可维持PG活力处于较低水平。

a-PG活力;b-PME活力;c-β-Gal活力;d-Cx活力

图6 压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃PG、PME、β-Gal和Cx活力的影响
Fig.6 Effects of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on the activities of PG,β-Gal PME, and Cx during the shelf life of cherry

如图6-b所示,PME活力与PG活力变化趋势较为相似,但货架开始时樱桃PME活力无显著差异(P>0.05),从第2天开始酶活力大幅增加,在3 d时PME活力达到最大值,此时冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃PME活力为1.34 U/g,比同期压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组高了30.09%(P<0.05)。货架后期PME活力逐渐降低,但冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃PME活力仍显著高于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可抑制PME活力快速上升。

如图6-c所示,货架前期β-Gal活力大幅升高,在第2天时分别达到最大值2.12、1.83 U/g。随后β-Gal活力缓慢降低,第7天时冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃β-Gal活力为1.58 U/g,是同时期压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组的1.16倍,两者差异显著(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃在抑制樱桃货架期间β-Gal活力上升方面效果较好。

如图6-d所示,货架期间樱桃Cx活力呈逐渐升高趋势,且整个期间冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃Cx活力显著高于压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组(P<0.05)。货架第7天时冷库预冷结合棉被保温处理组樱桃Cx活力由初始时的0.75 U/g增加至1.84 U/g,增幅为145%,而同时期压差预冷结合高分子隔热保温膜处理组Cx活力增幅为89.33%,显著小于冷库预冷结合棉被保温处理组增幅(P<0.05)。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理樱桃可延缓桃货架期间Cx活力的大幅升高。

2.7 樱桃货架期间品质指标与软化指标的相关性分析

为了进一步明确压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对樱桃果实货架期品质的影响,对货架期各品质及果实软化指标进行相关性分析。如图7所示,樱桃货架期品质指标与软化相关指标存在正相关关系和负相关关系。硬度是衡量货架期间樱桃果实软化程度的重要依据,相关性分析表明,硬度与纤维素含量、维生素C含量呈显著正相关(P<0.05),而与乙烯释放速率、可溶性糖含量、相对电导率、MDA含量、WSP含量显著负相关(P<0.05)。以上研究结果表明,生理代谢与营养物质的消耗导致樱桃货架期果实软化;与此同时,货架期樱桃软化进程与细胞壁降解酶活力密切相关,硬度虽然与β-Gal活力、PME活力、PG活力、Cx活力均呈负相关关系,但与Cx活力显著负相关(P<0.05),而与其余3种酶活力不显著(P>0.05),表明此3种细胞壁降解酶虽然影响果实软化的因素,但Cx与果实软化的关系更加紧密(P<0.05)。

图7 樱桃货架期间品质指标与软化指标的相关性分析
Fig.7 Correlation analysis between quality indicators and softening indicators during cherry shelf life

3 讨论

果品采后预冷是商品化处理的关键节点。研究表明,适宜的预冷方式可有效抑制上海青[19]、青椒[20]、油桃[3]等果蔬营养成分的流失,延缓果蔬品质劣变进程,但有关压差预冷与运输环节的整体性研究较少。本研究结果表明,预冷方式对樱桃预冷效率存在较大差异,与冷库预冷相比,压差预冷大幅提高了樱桃采后预冷效率,仅需2 h就将果心温度降至1.9 ℃。此外,在冷链流通环节中,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃果心温度回温幅度显著小于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05),较低的果心温度更有利于货架期维持较低的呼吸速率、乙烯释放速率,减少营养物质的消耗,进而提升樱桃货架期保鲜效果。时文林等[21]在对甜玉米的贮藏研究中发现,压差预冷后的甜玉米贮藏品质强于冷库预冷效果。许青莲等[22]在紫甘蓝研究中表明,压差预冷速率显著高于冷库预冷(P<0.05),同时降低紫甘蓝贮期褐变率、呼吸速率及营养物质消耗水平, 延缓活性氧与MDA等有害物质的积累。安容慧等[23]研究发现,与普通冷库预冷相比,产地压差预冷显著地缩短了预冷时间,提高了水蜜桃货架品质。以上结论与本研究结果相似,充分说明压差预冷不仅预冷效率高,而且保鲜效果较好。

冷链运输是樱桃进入消费环节的关键一环,本研究发现采用压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃在运输阶段的温度回升幅度仅为4.9 ℃,显著低于传统棉被保温处理组(P<0.05),樱桃果心温度对后续货架期的品质也会造成一定的影响;货架期间压差预冷结合高分子隔热保温膜处理后的樱桃维生素C、可溶性糖含量、可滴定酸质量分数均显著高于冷库预冷结合棉被保温处理组(P<0.05)。此外,冷库预冷结合棉被保温处理的樱桃货架5 d时不仅营养成分消耗较大,而且硬度仅为货架初始时的58.69%,已失去商品价值。而压差预冷结合高分子隔热保温膜处理的樱桃7 d时营养物质含量保持较高水平,硬度为货架初始时的65.21%,仍然具有商品价值,将樱桃的货架期延长了3 d。这一结论与张新宪等[20]研究发现传统打冷鲜销模式下运输青椒回温太快,极易导致货架期品质劣变,而压差预冷可以有效维持青椒货架期品质的结果较为相似。以上研究结果表明,压差预冷与高分子隔热保温膜的集成应用有利于提升樱桃保鲜效果。

软化是樱桃货架期典型的衰老特征。随着货架期的延长,细胞壁主要成分纤维素、果胶在细胞壁降解酶Cx、PG、PME、β-Gal等的作用下发生一系列生理生化反应,破坏了果实的细胞壁骨架结构,导致果实货架期软化[24]。本研究发现,与冷库预冷结合棉被保温处理组相比,压差预冷结合高分子隔热保温膜处理使PME、Cx、β-Gal、PG等酶的活力显著降低,维持较高的纤维素含量,抑制WSP含量的快速上升,迟滞果实软化进程,有效保持樱桃货架期硬度。此外,相关性分析表明,樱桃软化与Cx酶活力呈显著负相关,与PME、PG和β-Gal呈负相关。FAN等[25]研究结果显示,低温可以抑制PG、PME、β-Gal和Cx活力的升高,保持较高的纤维素含量,较低的WSP含量,有利于维持细胞壁结构,进而延缓了杏果实软化,这与本研究结果相似。以上研究结果表明,压差预冷结合高分子隔热保温膜可有效延缓樱桃货架软化进程,有利于樱桃货架期保鲜。

4 结论

压差预冷结合高分子隔热保温膜处理作为樱桃采后商品化处理的新型冷链保鲜技术,可以大幅提升产地预冷效率,避免运输过程中果品温度的大幅回温,维持樱桃货架期Cx、PG、PME、β-Gal较低的酶活力水平,延缓硬度、可滴定酸、维生素C含量、纤维素含量的下降,同时抑制可溶性糖含量、乙烯释放速率、MDA含量、相对电导率、WSP含量的快速上升,有效维持了樱桃货架期品质。综上所述,与冷库预冷结合棉被保温的简易冷链模式相比,压差预冷结合高分子隔热保温膜的冷链模式具有预冷效率更高,保温效果更好,果品货架品质更佳的优势,具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] OUZAKAR S, SKALI SENHAJI N, SAIDI M Z, et al.Antibacterial and antifungal activity of zinc oxide nanoparticles produced by Phaeodactylum tricornutum culture supernatants and their potential application to extend the shelf life of sweet cherry (Prunus avium L.)[J].Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2023, 49:102666.

[2] 吉宁, 张妮, 陶秋运, 等.1-甲基环丙烯处理并冷藏后模拟运输对玛瑙红樱桃货架品质的影响[J].食品与发酵工业, 2022, 48(20):152-160.JI N, ZHANG N, TAO Q Y, et al.Effect of simulated transportation with the treatment of 1-methylcyclopropene[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(20):152-160.

[3] 焦旋, 高阳, 高振峰, 等.压差预冷对油桃贮运品质及抗氧化性的影响[J].食品与发酵工业, 2020, 46(22):173-179.JIAO X, GAO Y, GAO Z F, et al.Improving quality and antioxidant capacity of nectarine by forced-air precooling during storage and transportation[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(22):173-179.

[4] 李燕, 刘贵珊, 何建国, 等.预冷方式对长枣保鲜效果的影响[J].食品科学, 2022, 43(23):261-268.LI Y, LIU G S, HE J G, et al.Effect of precooling treatments on postharvest preservation of ‘Lingwu long’ jujube[J].Food Science, 2022, 43(23):261-268.

[5] LI J, FU Y L, YAN J Q, et al.Forced air precooling enhanced storage quality by activating the antioxidant system of mango fruits[J].Journal of Food Quality, 2019, 2019:1606058.

[6] 王佳捷, 孙颖, 刘雅慈, 等.压差预冷对西兰花贮藏品质的影响[J].食品与发酵工业, 2023, 49(23):227-235.WANG J J, SUN Y, LIU Y C, et al.Forced air pre-cooling effect on broccoli storage quality and reactive oxygen species metabolism[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(23):227-235.

[7] WANG Y, LONG L E.Respiration and quality responses of sweet cherry to different atmospheres during cold storage and shipping[J].Postharvest Biology and Technology, 2014, 92:62-69.

[8] 张立新, 焦旋, 王亮, 等.一种果蔬运输车隔热保温结构:中国, CN2019204488508.9[P].2020-04-03.ZHANG L X, JIAO X, WANG L, et al.A thermal insulation structure for fruit and vegetable transport vehicles:China, CN2019204488508.9[P].2020-04-03.

[9] 林青. 糖心苹果双蓄冷高保温简约冷链物流技术研究[D].天津:天津科技大学, 2022.LIN Q.Study on double storage high thermal insulation and simple cold chain logistics technology of sugar-cored apple[D].Tianjin:Tianjin University of Science and Technology, 2022.

[10] 冯雅蓉, 杜俊杰.预冷方式对甜樱桃采后耐贮性及新橙皮苷代谢的影响[J].食品科学, 2023, 44(15):239-250.FENG Y R, DU J J.Effects of precooling treatments on postharvest storability and neohesperidin metabolism in sweet cherries[J].Food Science, 2023, 44(15):239-250.

[11] 张立新, 陈嘉, 冯志宏, 等.樱桃保鲜纸和高效乙烯去除剂对甜樱桃低温贮藏品质和褐变控制的影响[J].食品科学, 2016, 37(6):226-230.ZHANG L X, CHEN J, FENG Z H, et al.Influence of cherry preservative paper and efficient ethylene remover on the cold storage quality and browning control of sweet cherry[J].Food Science, 2016, 37(6):226-230.

[12] LUO Z S, WU X, XIE Y, et al.Alleviation of chilling injury and browning of postharvest bamboo shoot by salicylic acid treatment[J].Food Chemistry, 2012, 131(2):456-461.

[13] MIN D D, LI F J, ZHANG X H, et al.Effect of methyl salicylate in combination with 1-methylcyclopropene on postharvest quality and decay caused by Botrytis cinerea in tomato fruit[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98(10):3815-3822.

[14] ZHAO Y T, ZHU X, HOU Y Y, et al.Effects of nitric oxide fumigation treatment on retarding cell wall degradation and delaying softening of winter jujube (Ziziphus jujuba Mill.cv.Dongzao) fruit during storage[J].Postharvest Biology and Technology, 2019, 156:110954.

[15] REN Y Y, SUN P P, WANG X X, et al.Degradation of cell wall polysaccharides and change of related enzyme activities with fruit softening in Annona squamosa during storage[J].Postharvest Biology and Technology, 2020, 166:111203.

[16] 张鹏, 朱文月, 薛友林, 等.微环境气调对蓝莓贮藏期软化的调控作用[J].中国食品学报, 2022, 22(5):249-258.ZHANG P, ZHU W Y, XUE Y L, et al.Regulation of micro-environmental modified atmosphere on the softening of bluberries during Storage[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2022, 22(5):249-258.

[17] CHEN Y H, HUNG Y C, CHEN M Y, et al.Effects of acidic electrolyzed oxidizing water on retarding cell wall degradation and delaying softening of blueberries during postharvest storage[J].LWT-Food Science and Technology, 2017, 84:650-657.

[18] BU J W, YU Y C, AISIKAER G, et al.Postharvest UV-C irradiation inhibits the production of ethylene and the activity of cell wall-degrading enzymes during softening of tomato (Lycopersicon esculentum L.) fruit[J].Postharvest Biology and Technology, 2013, 86(1):337-345.

[19] 王馨渝, 安容慧, 赵安琪, 等.真空预冷过程中喷雾补水处理对上海青低温流通及货架期品质的影响[J].食品科学, 2023, 44(7):211-219.WANG X Y, AN R H, ZHAO A Q, et al.Effect of atomized water spray during vacuum pre-cooling on the quality of pakchoi during low temperature circulation and the shelf life period[J].Food Science, 2023, 44(7):211-219.

[20] 张新宪, 焦旋, 张立新, 等.压差预冷对青椒货架期品质及相关酶活性的影响[J].食品科技, 2020, 45(11):44-50.ZHANG X X, JIAO X, ZHANG L X, et al.Effect of forced-air pre-cooling on quality and related enzyme activitise of green pepper during shelf-life[J].Food Science and Technology, 2020, 45(11):44-50.

[21] 时文林, 赵雅琦, 闫志成, 等.不同预冷方式对甜玉米储藏品质的影响[J].食品科学, 2022, 43(15):218-226.SHI W L, ZHAO Y Q, YAN Z C, et al.Effects of different precooling methods on storage quality of sweet corn[J].Food Science, 2022, 43(15):218-226.

[22] 许青莲, 王冉冉, 王丽, 等.不同预冷方式对鲜切紫甘蓝冷链贮运销品质变化的影响[J].食品与发酵工业, 2019, 45(7):135-143.XU Q L, WANG R R, WANG L, et al.Effects of different pre-cooling methods on quality changes in fresh-cut purple cabbage during cold-chain transportation[J].Food and Fermentation Industries, 2019, 45(7):135-143.

[23] 安容慧, 陈兴开, 常子安, 等.采后不同时间压差预冷对水蜜桃货架品质和香气成分的影响[J].食品工业科技, 2024, 45(9):317-324.AN R H, CHEN X K, CHANG Z A, et al.Effect of forced-air pre-cooling at different postharvest time on shelf quality and aroma components of honey peach[J].Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(9):317-324.

[24] 芦玉佳, 张昱, 宋美玉, 等.外源果糖处理对采后杏果实软化的影响[J].食品科学, 2023, 44(11):152-159.LU Y J, ZHANG Y, SONG M Y, et al.Effect of exogenous fructose treatment on postharvest softening of apricot fruits[J].Food Science, 44(11):152-159.

[25] FAN X G, JIANG W B, GONG H S, et al.Cell wall polysaccharides degradation and ultrastructure modification of apricot during storage at a near freezing temperature[J].Food Chemistry, 2019, 300:125194.

Effect of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on quality of cherry during shelf-life period

ZHANG Xinxian1,2, JIAO Xuan1,2*, FENG Zhihong1,2, ZHANG Lixin1,2, BAI Yuhao1,2, HUANG Xiaojiang3

1(College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, China)2(Shanxi Fruit and Vegetable Storage and Fresh-keeping and Processing Technology Innovation Center, Jinzhong 030801, China)3(Agricultural and Rural Bureau of Yuncheng, Yuncheng 044000, China)

ABSTRACT To explore the effect of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on the quality of cherries during the shelf-life period, sweet cherries were selected as the test subjects.Following forced-air precooling conducted in the production area, the cherries were packaged using high-molecular thermal insulation film.After simulating 24 hours of cold chain circulation, they were placed on shelves at room temperature (25±1) ℃, with a relative humidity of 80% to 85% for 7 days.The shelf quality and physiological indicators of the cherries were measured, simple cold chain cold (storage pre-cooling combined with cotton blanket insulation) in actual production serving as the control.The shelf quality and physiological indicators of the cherries were subsequently measured.Results indicated that, compared to the simple cold chain, forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment not only reduced the pre-cooling time by 10 hours but also delayed the rapid rise in cherry temperature during transportation.Additionally, it maintained the high hardness of the fruit, elevated the content of titratable acid, soluble sugar, and vitamin C, and suppressed the rapid increase in respiration rate and ethylene release rate.Furthermore, its relative conductivity, malondialdehyde, water-soluble pectin (WSP) content, cellulase (Cx), polygalacturonase (PG), β-glucosidase (β-Gal), and pectin methyl esterase (PME) activity were significantly lower than control (P<0.05).In conclusion, the combination of forced-air precooling and high-molecular thermal insulation film treatment can effectively enhance the post-harvest cold chain level of cherries and maintain shelf-life quality.

Key words sweet cherry; cold chain; forced-air precooling; high-molecular thermal insulation film

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041630

引用格式:张新宪,焦旋,冯志宏,等.压差预冷结合高分子隔热保温膜处理对甜樱桃货架品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(18):109-117.ZHANG Xinxian,JIAO Xuan,FENG Zhihong, et al.Effect of forced-air precooling combined with high-molecular thermal insulation film treatment on quality of cherry during shelf-life period[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(18):109-117.

第一作者:硕士,助理研究员(焦旋副研究员为通信作者,E-mail:jiao1767@163.com)

基金项目:中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2024C015);山西省重点研发计划项目(202102140601017);山西农业大学科技创新提升工程项目(CXGC2023036)

收稿日期:2024-11-19,改回日期:2025-01-25