樱桃果实富含多种营养物质,是我国重要的经济水果之一。樱桃作为一种鲜食水果,同时也是一种极难保存的水果,极大地受到产地和季节限制。目前,快递运输是一种重要的供货方式,可以做到将新鲜的甜樱桃在最短时间内送到消费者手中。但是在快递过程中也会出现腐烂、软化等品质下降问题,这些问题的出现和甜樱桃采收时的品质以及采后商品化处理方式密切相关[1-4]。裘纪莹等[5]研究显示,甜樱桃采收成熟度对快递樱桃品质有显著影响,九成熟的甜樱桃最适宜采用快递方式运输。研究还发现,由于甜樱桃上市季节气温较高,快递包装盒内由于果实的呼吸作用,形成高湿的环境,这种高温、高湿的生活环境非常有利于霉菌的繁殖[6],容易引起霉菌病害的集中爆发,严重影响快递运输方式下的甜樱桃品质。快递包装运输过程中怎样延缓甜樱桃的呼吸作用并抑制霉菌繁殖是关系到甜樱桃快递运输方式安全性和千万甜樱桃种植户经济效益的重大问题。
甜樱桃在田间自然通风预冷后采用“泡沫盒+冰袋”的方式,或者甜樱桃经冷库预冷、水预冷等采后预冷设备使果实温度降低到5 ℃左右直接以“泡沫盒”的方式进行包装,是目前甜樱桃快递运输行业的主要方式。这2种方式虽然能够在一定程度上从降温、保冷、防震的角度来延缓快递过程中甜樱桃果实的腐烂和品质下降,但是在快递时限上要求较高,甜樱桃品质下降也比较快。相变蓄冷材料一般由储能剂与添加剂构成,可以利用相变蓄冷原理在物相变化过程中吸收环境中的热量,实现对环境温度的调控[7-9],对莴笋[10]、秀珍菇[11]等农产品具有良好的保鲜效果。弱酸性电位水制备成本低廉,是一种安全、高效的杀菌剂[12]。马焱娜等[13]采用弱酸性电位水结合低温贮藏杨梅,可抑制杨梅腐烂,并保持杨梅的口感和营养价值,延长杨梅的货架寿命。凌建刚等[14]用弱酸性电位水处理茭白,贮藏期内能有效控制微生物数量,并降低茭白贮藏期的呼吸作用,减缓茭白褐变、变软、失水、木质化。可见,弱酸性电位水在果蔬防腐保鲜领域有重要的应用价值[15]。
本文以新鲜采摘的九成熟“友谊”樱桃为试材,研究了泡沫盒快递包装方式和室内模拟快递环境条件,4种采后商品化处理方式(预冷、预冷+包装内加冰袋、预冷+包装内加蓄冷剂、预冷+包装前弱酸性氧化电位水处理+包装内加蓄冷剂)在6 d内对甜樱桃果实的质量损失率、霉菌数量、烂果率、果肉硬度、色泽、可溶性固形物、VC含量等品质指标的影响,为甜樱桃在快递运输过程中的品质保持及保鲜技术研究提供依据。
供试材料为甜樱桃“友谊”,产地为济南市长清区,清晨采摘后立即运回实验室,挑选带果柄,大小、色泽基本一致、无病虫害及损伤的九成熟果实进行试验。
蓄冷剂:浙江大学生物系统工程与食品科学学院罗自生教授馈赠。
酸性电位水的制备:用酸性氧化还原电位水制备装置电解50 g/L的NaCl溶液,制备得到pH 5.5的电位水。
酸性氧化还原电位水制备装置,山东省农业科学院农产品研究所自主研发;GY-2指针式硬度计、TD-45折射计,浙江普云农科技;WSC-2B色差仪,上海仪电;PB-10 pH计,德国赛多利斯;UV-160型分光光度计,日本岛津;LRH-150恒温恒湿培养箱,韶关市泰宏;5804R离心机,德国Eppendorf公司。
将挑选好的甜樱桃放置于10 ℃降温预冷,以经预冷的果实为试材,设置4个处理组。每组约6 kg果实,平均分成3盒,每盒约2 kg,每2 d测定品质指标。具体处理方式如下:
处理1:泡沫盒内垫吸水纸,称取约2 kg经预冷的甜樱桃放入泡沫盒,盖好后用透明胶带进行密封, (26±2) ℃下放置;
处理2:泡沫盒内底部放置冰袋3袋(规格:每袋重150 g),上方垫吸水纸,称取约2 kg经预冷的甜樱桃放入泡沫盒,盖好后用透明胶带进行密封,(26±2) ℃下放置;
处理3:泡沫盒内底部放置蓄冷剂(规格:14.5 cm×19 cm×2 cm),上方垫吸水纸,称取约2 kg经预冷的甜樱桃放入泡沫盒,盖好后用透明胶带进行密封, (26±2) ℃下放置;
处理4:经预冷的甜樱桃采用新鲜制备并降温到10 ℃的电位水浸泡10 min。泡沫盒内底部放置蓄冷剂(规格:14.5 cm×19 cm×2 cm),上方垫吸水纸,称取上述甜樱桃约2 kg放入泡沫盒,盖好后用透明胶带进行密封, (26±2) ℃下放置。
1.4.1 质量损失率
以采收当日(0 d)樱桃的质量为初始质量(M1,g),分别于第2、4、6天取样,测定甜樱桃质量(M2,g),质量损失率(weight loss rate,WLR)按照公式(1)[12] 进行计算:
(1)
式中:M1,初始的质量,g;M2,放置固定时间后的质量,g。
1.4.2 霉菌总数
取甜樱桃20 g,加20 mL无菌水,用无菌研钵研磨至均匀,再梯度稀释涂平板,28 ℃培养3~5 d,记录霉菌菌落数。
1.4.3 烂果率
参考崔建潮等[16]的方法进行测定。腐烂是指果实表面至少有1处肉眼可见的腐烂斑。统计腐烂果实数占调查果实总数的百分比,烂果率(rotten fruit rate,RFR)按照公式(2)进行计算:
(2)
式中:A1,烂果个数,颗;A2,总果数,颗。
1.4.4 果肉硬度
樱桃果实去皮硬度(kg/cm2)采用硬度计测定[17]。每颗樱桃取相同位置测定对称的2个点,共测定12个点取平均值。
1.4.5 色差
参考崔建潮等[16]的方法,用色差仪对樱桃的色差L*值(L*值表示光亮度)进行测定。随机选取6颗果实进行测定,取每粒樱桃果实相同位置测定其对称的2个点,共测得12个值,取其平均值。
1.4.6 可溶性固形物含量
采用折射计进行测定,随机选取6~9颗樱桃,去核研碎,取汁进行测定,3次重复[18]。
1.4.7 VC含量
采用曹建康等[19]的方法。精确称取5 g样品,加0.2 mol/L草酸均质后定容,取滤液20 mL滴定, 3次重复。
由图1可知,2 d后各处理之间果实质量损失率的差异较大,只在包装前进行预冷(处理1)的果实质量损失率最高,增加冰袋、蓄冷剂和电位水处理都可以不同程度地降低果实质量损失率,其中,预冷+电位水处理+蓄冷剂(处理4)的效果最好。可见电位水处理和低温环境都可以降低甜樱桃果实的呼吸作用,同时具有协同增效作用。目前鲜果的快递时间一般控制在2 d以内,故采用处理4可以明显降低快递运输过程中的果实质量损失,提高新鲜度。
图1 不同处理方式对甜樱桃质量损失率的影响
Fig.1 Effects of different treatment on weight loss rate of cherry
由图2可知,2 d内所有处理组都未发现肉眼可见的烂果;4 d后,处理3、处理4的烂果率远低于处理1,其中4 d时处理4的烂果率为6.49%,仅为处理1烂果率的32.45%,6 d时为处理1的48.29%,防腐效果非常显著,而处理2和处理1相比,降腐差异不明显。可见,预冷+蓄冷剂处理(处理3)、预冷+电位水处理+蓄冷剂(处理4)在降低快递包装樱桃腐烂率方面有显著效果。
图2 不同处理方式对甜樱桃烂果率的影响
Fig.2 Effects of different treatment on rot rate of cherry
由于常规的快递运输时效在2 d以内,而2 d时不同处理组均没有发现肉眼可见的烂果,故进一步检测2 d后樱桃表面的霉菌数量来研究不同处理组的防霉效果。由图3可知,2 d后不同处理组间的霉菌数量存在显著差异,只在包装前进行预冷(处理1)的果实霉菌数量最多,增加冰袋、蓄冷剂和电位水处理都可以显著降低果实霉菌数量,其中蓄冷剂处理(处理3)和蓄冷剂结合电位水处理(处理4)的抑制霉菌效果非常显著,处理4的霉菌总数仅为处理1的8.52%,可显著提高快递过程甜樱桃的食用安全性。
图3 不同处理方式对甜樱桃霉菌数量的影响
Fig.3 Effects of different treatment on mould quantity of cherry
硬度是判断果实成熟度及其品质的重要指标之一。由图4可知,各处理樱桃果实的硬度随着时间均呈下降趋势。冰袋、蓄冷剂及电位水等处理的果实硬度均高于只进行包装前预冷的果实,但处理组之间果实硬度差异不明显。
图4 不同处理方式对甜樱桃果肉硬度的影响
Fig.4 Effects of different treatment on hardness of cherry
色差L*值代表光亮度,通过检测果实的光泽度,从侧面显示了水果的衰老和变化程度。由图5可知,不同处理的樱桃果实总体色差L*值呈现先上升后下降的趋势。前4 d所有处理组的色差L*值均出现不同程度地增加,其中处理4的果实光泽度明显高于其他3组。4 d后色差L*值均不同程度地下降,但6 d后处理3和处理4的L*值仍高于初始值。
图5 不同处理方式对甜樱桃色差L*值的影响
Fig.5 Effects of different treatment on chromatic aberration parameter L* of cherry
果实可溶性固形物含量反映了果实进一步成熟并衰老的过程,在常温贮藏过程中会呈现先上升后下降的趋势。由图6可知,2 d后4个处理组的可溶性固形物含量和采收时相比没有明显变化,4 d后与采收时相比有不同程度的下降,其中处理1下降最多,而处理4仅下降了1.33%。6 d后处理4仅下降了5.74%。可见,预冷+电位水处理+蓄冷剂(处理4)可显著延缓快递包装甜樱桃可溶性固形物含量的下降。
图6 不同处理方式对甜樱桃可溶性固形物的影响
Fig.6 Effects of different treatment on soluble solids content of cherry
VC含量是水果贮藏过程中抗衰老的重要指标之一[20]。由图7可知,快递包装下樱桃果实中的VC含量随时间推移下降较快。2 d后处理1的VC含量下降了17.13%,处理2下降了11.60%,而处理3和处理4的VC含量分别仅下降了0.73%和0.15%。可见,蓄冷剂和电位水处理对VC的营养保持效果极其显著。同时在整个6 d的试验周期内,都可以有效延缓甜樱桃果实中VC含量的下降。
图7 不同处理方式对甜樱桃VC含量的影响
Fig.7 Effects of different treatment on VC content of cherry
从甜樱桃采收到快递运输环节,到送达消费者手中,这个过程虽然时间非常短,但是甜樱桃的呼吸作用非常活跃,高温高湿的环境也非常容易引起霉菌腐烂。本文研究结果显示,和目前使用的快递包装前预冷和快递包装内加冰袋控温的方法相比,包装前预冷结合包装内加蓄冷剂控温可以明显降低果实霉菌数量和降低腐烂率,提高果实品质,包装前结合电位水杀菌处理,则防腐保鲜效果更佳。甜樱桃经过包装前预冷和电位水处理,并结合包装内蓄冷剂控温,在模拟快递过程2 d时霉菌总数仅为只经过包装前预冷的8.52%,4 d时烂果率仅为6.49%,是只经过包装前预冷果实烂果率的32.45%,防腐效果非常显著。同时在质量损失率、果肉硬度、色泽、可溶性固形物、VC含量指标方面也明显优于本实验的其他组处理。可见,采后商品化处理方式对快递条件下的甜樱桃品质影响非常巨大[21],甜樱桃通过采后及时预冷、电位水杀菌处理和快递包装内部蓄冷剂控温,可显著减少果实表面的霉菌数量,预防腐烂和提升果实品质。
[1] 王文生, 杨少桧, 闫师杰.我国果蔬冷链发展现状与节能降耗主要途径[J].保鲜与加工, 2016, 16(2):1-5.
WANG W S, YANG S H, YAN S J.Development status of fruits and vegetables cold chain and main ways of saving energy and reducing consumption in china[J].Storage and Process, 2016, 16(2):1-5.
[2] SUWIMOL C, JOHN B G, QUAN V V, et al.Sweet cherry:Composition, postharvest preservation, processing and trends for its future use[J].Trends in Food Science & Technology, 2016(55):72-83.
[3] 张潇方, 刘升, 贾丽娥, 等.樱桃冷链物流保鲜技术研究进展[J].保鲜与加工, 2016, 16(5):120-124.
ZHANG X F, LIU S, JIA L E, et al.Research progress on cold chain logistics technique of cherry[J].Storage and Process, 2016, 16(5):120-124.
[4] 代守鑫. 不同剂量电子束辐照处理对甜樱桃的保鲜效果[J].食品与发酵工业, 2019, 45(20):232-236.
DAI S X.Effects of different electron beam irradiation doses on sweet cherry preservation[J].Food and Fermentation Industries, 2019, 45(20):232-236.
[5] 裘纪莹, 徐慧, 陈蕾蕾, 等.采收成熟度在快递包装下对樱桃品质的影响[J].食品工业科技, 2018, 39(6):255-258;264.
QIU J Y, XU H, CHEN L L, et al.Effects of harvest maturity on qualities of cherry under express packaging[J].Scince and Technology of Food Industry, 2018, 39 (6):255-258;264.
[6] WANI A A, SINGH P, GUL K, et al.Sweet cherry (Prunus avium):Critical factors affecting the composition and shelf life[J].Food Packaging and Shelf Life, 2014, 1(1):86-99.
[7] FANG G Y, TANG F, CAO L.Dynamic characteristics of cool thermal energy storage systems a review[J].International Journal of Green Energy, 2016, 13(1):1-13.
[8] 刘方方, 刘欣伟, 张紫恒, 等.果蔬保鲜用相变蓄冷剂的研制及性能研究[J].河北科技大学学报, 2018, 39(6):540-545.
LIU F F, LIU X W, ZHANG Z H, et al.Preparation and properties study of phase change materials for fruits and vegetables preservation[J].Journal of Hebei University of Science and Technology, 2018, 39(6):540-545.
[9] 赵晓晓, 夏铭, 管维良, 等.蓄冷技术在生鲜果蔬贮藏和运输中的研究与应用[J].保鲜与加工, 2020, 20(1):217-225.
ZHAO X X, XIA M, GUAN W L, et al.Research and application of cool storage technology in storage and transportation of fresh fruits and vegetables[J].Storage and Process, 2020, 20(1):217-225.
[10] 折弯弯, 程曦, 张洪翠, 等.蓄冷剂控温泡沫箱对常温物流莴笋尖的保鲜机理[J].食品与发酵工业, 2018, 44(3):170-178.
SHE W W, CHENG X, ZHANG H C, et al.Mechanism of coolant controlled temperature foam box in lettuce fresh keeping under normal temperature logistics and transportation[J].Food and Fermentation Industries, 2018, 44(3):170-178.
[11] 王蕾, 俞凌峰, 李君豪, 等.基于蓄冷剂模拟贮运的秀珍菇细胞膜损伤和酶活力变化[J].食品科学, 2019, 40(1):270-277.
WANG L, YU L F, LI J H, et al.Cell membrane injury and enzyme activity of Pleurotus geesteranus during simulated storage and transportation with cool-storage agent[J].Food Science, 2019, 40(1):270-277.
[12] 纪淑娟, 齐谨宇, 魏宝东, 等.电位水对黄瓜表面杀菌及常温货架期保鲜效果的影响[J].食品与发酵工业, 2014, 40(12):190-195.
JI S J, QI J Y, WEI B D, et al.Effect of electrolyzed functional water on the surface sterilization and preservation of cucumber during shelf life at room temperature[J].Food and Fermentation Industries, 2014, 40(12):190-195.
[13] 马焱娜, 李娇, 徐沁, 等.弱酸性电位水在杨梅防腐保鲜中的应用[J].食品科学, 2016, 37(14):253-257.
MA Y N, LI J, XU Q, et al.Application of slightly acidic electrolyzed water in the preservation of Myrica rubra[J].Food Science, 2016, 37(14):253-257.
[14] 凌建刚, 李娇, 康孟利, 等.弱酸性电位水在茭白防腐保鲜中的应用[J].食品科学, 2015, 36(22):250-254.
LING J G, LI J, KANG M L, et al.Application of slightly acidic electrolyzed water (SAEW) in preservation of Zizania latifolia stems[J].Food Science, 2015, 36(22):250-254.
[15] 葛枝. 超声波、弱酸性电位水在果蔬表面除菌、保鲜中应用[D].杭州:浙江大学, 2014.
GE Z.Investigation of slightly acidic electrolyzed water and ultrasonic treatment on surface decontamination and preservation of fresh fruits and vegetables[D].Hangzhou:Zhejiang University, 2014.
[16] 崔建潮, 王文辉, 贾晓辉, 等.不同预冷方式对货架期甜樱桃果实品质的影响[J].中国果树, 2017, 29(1):17-20;29.
CUI J C, WANG W H, JIA X H, et al.Effects of different precooling modes on the quality of sweet cherry during shelf life[J].China Fruits, 2017 (1):17-20;29.
[17] 姜爱丽, 胡文忠, 李慧, 等.纳他霉素处理对采后甜樱桃生理代谢及品质的影响[J].农业工程学报, 2009, 25(12):351-356.
JIANG A L, HU W Z, LI H, et al.Effect of natamycin treatment on physiological metabolism and quality of postharvest sweet cherry[J].Transactions of the CSAE, 2009, 25(12):351-356.
[18] 焦中高, 刘杰超, 刘慧, 等.短波紫外线辐照处理对采后甜樱桃果实营养品质和抗氧化活性的影响[J].中国食品学报, 2017, 17(1):170-178.
JIAO Z G, LIU J C, LIU H, et al.Effect of postharvest UV-C irradiation on nutrition properties and antioxidant activity of sweet cherry during storage[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2017, 17(1):170-178.
[19] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社, 2013:37-39.
CAO J K, JIANG W B, ZHAO Y M.Guidance of physiological and biochemical experiment of fruit and vegetable after harvest[M].Beijing:China Light Industry Press, 2013:37-39.
[20] LEE S K, KADER A A.Preharvest and postharvest factors influencing vitamin C content of horticultural crops[J].Postharvest Biology and Technology, 2000, 20(3):207-220.
[21] MARIA S P, DONATELLA D P, FRANCESCO M, et al.Influence of postharvest chitosan treatment on enzymatic browning and antioxidant enzyme activity in sweet cherry fruit[J].Postharvest Biology and Technology, 2015, 109:45-56.