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榴莲相温气调贮藏保鲜的研究

2022-09-16李喜宏阎一鸣李学进

包装与食品机械 2022年4期
关键词:气调熏蒸菌落

李 卢 ,刘 岳 ,李喜宏 ,阎一鸣 ,李学进 ,林 青 ,陈 兰

(1.天津科技大学 食品科学与工程学院,天津 300457;2.天津科技大学 省部共建食品营养与安全国家重点实验室,天津 300457;3.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司,天津 300300)

0 引言

榴莲(Durio zibethinus Murr),木棉科榴莲属,呼吸跃变型果实,原产于泰国、马来西亚,有热带水果之王的美称。榴莲一般七成熟时采摘,贮藏期很短,不到一周便出现口裂、软化现象[1];贮藏在高湿环境极易感染病原微生物,据统计由病菌引起的榴莲腐败损失高达40%~45%[2];而且热带水果采后呼吸旺盛、新陈代谢急促、后熟衰老明显[3]。因此需要新技术延长其贮藏寿命,提升其商品价值。

相温库又称质温分控库(Quality and temperature sub-control storehouse,MTSCS),由子库和母库构成,具有控制果蔬生理病害、温度、湿度、气体成分和防腐5大联控特性,其中温度、湿度、气调和防腐效率分别占70%,10%,10%和10%[4]。由于榴莲整果体积大、呼吸速率强、后熟快,且微生物滋生快,导致目前国内对榴莲整果贮藏保鲜研究缺乏;国外研究也主要集中于榴莲果肉冷冻保鲜[5]。已有研究发现[6],榴莲果皮及空囊具有很高的营养价值,因此对榴莲整果保鲜具有极高的研究意义。

本文采用自主研发的果蔬防霉保鲜设备[7],首先利用气体脉冲熏蒸处理杀死榴莲表面致病菌;其次利用低 O2(3%~5%)和低 CO2(3%~5%)协同的气调环境降低呼吸作用和乙烯释放速率,延缓果实成熟;最后通过 4,8,10,14 ℃ 4 个温阶进行不同温度贮藏保鲜,得到最佳保鲜温度。目的在于保证品质,延长贮藏期,探究一套适用于榴莲的相温贮藏保鲜技术,弥补行业空白,为榴莲保鲜提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“金枕头”鲜榴莲由泰国采收后立即运往保鲜冷藏室,挑选无机械损伤、无自然病害侵染、大小均一、色泽相近、七成熟的果实作为试验材料。

SO2速测盒(郑州华洲科技股份有限公司)。

1.2 仪器与设备

JK40型手持SO2检测器(深圳市吉达安科技有限公司);相温气调箱和果蔬脉冲式防霉保鲜设备(SO2控制精度为0.000 1%,天津捷盛东辉保鲜科技有限公司);TGL-16型高速冷冻离心机(四川蜀科仪器有限公司);WR型色差仪(深圳市威福光电科技有限公司);PAL-1型艾拓手持数显糖度计(上海安仪科学仪器有限公司)。

1.3 试验方法

榴莲放入库内分别预冷至 4,8,10,14 ℃,通过果蔬防霉保鲜设备SO2脉冲熏蒸30 min,排空6 h,SO2浓度(以体积分数计)分别为0%,0.5%,1%,2%,3%;然后放入相温气调箱内贮藏保鲜(O2浓度2%~3%,CO2浓度 2%~3%),每隔 6天随机取样测定相关指标变化。

1.4 测定指标

1.4.1 果皮SO2残留量

SO2残留量是热带水果及干果安全性检测指标之一,采用SO2速测盒测定其残留量。首先将榴莲表皮磨碎,准确称取1.0 g,加入10 mL蒸馏水,静置10~15 min配平,8 000 rad/min离心作用15 min,取1 mL上清液置于离心管中,依次加入检测液A、B、C各2滴混匀,静置5 min与比色卡比对。

1.4.2 菌落总数

菌落总数是衡量果蔬贮藏品质的关键指标,是评定果蔬货架期的重要依据。参考食品安全国家标准 GB 4789.2—2016《菌落总数测定》[8],称取25 g样品至225 mL 0.85%无菌NaCl溶液,采用10倍梯度稀释法,吸取1 mL样品匀液于无菌平皿内,每个稀释度做2个对照,倾注平板计数琼脂培养基,于36 ℃倒置培养48 h。

1.4.3 失重率

失重率反映果蔬贮藏保鲜过程中水分变化情况,与新陈代谢及酶活性有很大关系。失重率采用称重法进行测定,将榴莲从相温库中取出,立即放到电子天平上称重,防止空气中的水蒸气凝结而影响榴莲质量。

式中W1——贮藏开始时榴莲果实的重量,g;

W2——贮藏期间每次取样时榴莲果实的重量,g。

1.4.4 糖度

糖度(TSS)与果蔬中葡萄糖、果糖和蔗糖等有关,代表果实营养品质状况。参考JIRUTTHITIKAN等[9]方法,采用手持糖度计,称重5 g榴莲果肉,加入15 mL蒸馏水后,对材料进行研磨。匀浆在4 ℃下12 000 rad/min离心作用25 min。

1.4.5 腐烂率

腐烂率是判断榴莲果实品质最直观的指标,腐烂率计算如下式:

1.4.6 色度

色度可反映果实后熟情况,采用色差计测定色度。取榴莲果肉适量,放于平板中央,待色差仪用黑白板校正后进行样品检测,记录L、a、b值[10]。色差仪参数设置:D65光源,8°视角,8 mm孔径,LED蓝光激发,仪器误差值<0.4。其中L代表明暗度(黑白),a代表红绿色,b代表黄蓝色。

1.4.7 感官评定

感官评定与消费市场联系紧密,具有很强的参考及实用性。选择20名食品专业学生,培训并进行感官评定,在无干扰的情况下进行评分,期间互不讨论,评分标准见表 1[11]。

表1 感官评定表Tab.1 Sensory evaluation table

2 结果与分析

2.1 防霉处理

行标NY 1440—2007《热带水果中二氧化硫残留限量》中规定,热带水果中SO2残留量须低于30 mg/kg[12-13]。由图1可以看出3%浓度熏蒸30 min,排空6 h处理后,其SO2残留量严重超标,高达75 mg/kg;当熏蒸浓度低于2%时,SO2残留量均符合标准要求。由差异性分析可以得出2%和其他试验组差异性均显著(p<0.05)。用SO2气体熏蒸处理可以抑制氧化酶活性,抑制微生物的生长,防止榴莲的霉变,增加果实的耐贮性[14]。因此,在规定允许情况下,采用最大浓度2%进行SO2熏蒸防霉处理。

图1 SO2残留量图Fig.1 Chart of residual sulfur dioxide

2.2 菌落总数

不同浓度SO2脉冲熏蒸处理贮藏后,榴莲表面菌落总数变化情况如图2所示。

图2 不同浓度SO2熏蒸后菌落总数Fig.2 Total bacterial colonies after fumigation at different concentrations of sulfur dioxide

可以看出,SO2对红色致病菌群抑制效果非常明显,随着浓度的增加,红色致病菌逐渐减少。当SO2的浓度超过2%时,平板菌落又增加,可能因为过量的SO2会抑制细胞内的抗体酶活性,导致细胞膜急性损伤[15],改变细胞内的酸性程度,细胞内产生絮状或颗粒状物质,发生质壁分离,细胞膜和细胞壁的破坏导致细胞内物质的外渗,为微生物增殖代谢提供良好的反应底物和避难场所,以至于致病微生物在高浓度SO2环境中能够大量存活。按GB 4789.2—2016公式计算得出图2(a)-(e)菌落总数依次为3.760×108,1.500×106,2.515×105,10.000,1.505×103CFU。SO2熏蒸浓度2%适用于榴莲整果防霉灭菌。

2.3 不同保鲜温度对失重率的影响

果蔬贮藏期间,呼吸作用及新陈代谢等引起水分子迁移,导致失重率逐渐升高[16]。如图3所示,当温度为14 ℃,贮藏24天时,失重率高达17.78%,此时榴莲内部各种理化反应加速,不适于长期贮藏;4 ℃贮藏环境中,失重率基本保持不变,可能榴莲果实发生冷害,细胞液外渗,组织细胞破裂,呼吸受阻,以及各种酶活性降低;8 ℃和10 ℃试验组,失重率随贮藏时间延长缓慢增大,由差异性分析得出2者无显著性差异(p<0.05,24天内)。综合考虑各种贮藏成本损耗得出,10 ℃适用于榴莲相温气调贮藏。

图3 不同保鲜温度对失重率的影响Fig.3 Effect of different preservation temperature on weight loss rate

2.4 不同保鲜温度对糖度的影响

不同温度贮藏期间TSS呈现先降后升再降的趋势(见图4)。6~18天时,10 ℃和14 ℃,TSS含量升高可能因为榴莲果肉失水,降低组织细胞内水分含量,导致果肉糖度增大,这与图3失重率数据显示结果一致;4 ℃和8 ℃,TSS含量变化不大,可能此时持续低温状态,榴莲发生冷害,果实表面形成一层水露,降低果肉表面的水分蒸发,或者由于组织液外渗,果肉内部呈现水渍状,因此其TSS含量变化不大。由显著性差异分析得出,4 ℃和8 ℃差异性不显著(p>0.05),10 ℃和 14 ℃差异性显著(p<0.05)。贮藏第24天时,14 ℃试验组曲线斜率较10 ℃试验组大,说明其贮藏效果差,因此10 ℃适合榴莲相温气调贮藏。

图4 不同保鲜温度对糖度的影响Fig.4 Effect of different preservation temperature on sugar content

2.5 不同保鲜温度对腐烂率的影响

随着贮藏时间的增加,腐烂率急剧增加。当贮藏24天时,14 ℃试验组腐烂率高达65.58%,是其他试验组的2倍(如图5所示),低温有助于抑制腐烂率。18天以后10 ℃贮藏试验组曲线斜率变化较其他试验组缓,可以得出此贮藏温度适用于榴莲长期贮藏。差异性分析得出,贮藏24天时,8 ℃和10 ℃果实腐烂率差异性不显著(p>0.05),但榴莲贮藏于10 ℃环境下有利于节省能耗,降低成本。

图5 不同保鲜温度对腐烂率的影响Fig.5 Effect of different preservation temperature on decay rate

2.6 不同保鲜温度对果肉色度的影响

由不同保鲜温度对果肉色度的影响(如图6)可知,随着贮藏时间延长,榴莲果实成熟度逐渐增加,亮度增加,榴莲表面先呈黄绿再逐渐变为金黄;贮藏温度升高,榴莲果面颜色变亮且金黄,但裂口率增加,影响榴莲贮藏保鲜。14 ℃榴莲a、b值波动幅度较大,即果肉内部酶活性加速,色素之间互相转化频繁,生命体征异常活跃,容易出现过熟、裂口等现象,因此不耐贮藏;8 ℃和10 ℃贮藏温度下较其他试验组波动缓慢,且L、a、b值较大。贮藏期内比较b值可得出,10 ℃比8 ℃表面稍黄,视觉效果较好,更能引起消费者购买欲望。

图6 不同保鲜温度对果肉色度的影响Fig.6 Effect of different preservation temperatures on color of fruit flesh

2.7 感官评分

由图7可看出贮藏温度为10 ℃和14 ℃时,贮藏12~18天感官评分最高,分别为4.9分和4.8分,即此时为最佳食用期,与图4所得结果一致。当贮藏时间超过18天时,榴莲的感官品质快速下降,腐烂率急速上升,食用率下降,14 ℃环境下榴莲果皮开裂、果肉坍塌、后熟严重,不利于搬动运输;4 ℃和8 ℃贮藏期间,果皮颜色变化不明显,果肉气味变淡,可能因为低温抑制榴莲果实的呼吸速率,延缓其组织代谢,尤其4 ℃贮藏环境下,榴莲不能正常后熟,可能持续冷伤害刺激果实的正常生理变化,以至于贮藏后期TSS含量很低,气味不浓郁。综合以上可以得出,10 ℃适用于榴莲相温气调贮藏保鲜。

图7 不同保鲜温度感官评分情况Fig.7 Sensory scores of different preservation temperatures

3 结语

综上所述,榴莲七成熟采收,经脉冲防霉熏蒸30 min,排空6 h,SO2熏蒸浓度为2%,可有效降低榴莲表面菌落总数;低O2(2%~3%)低CO2(2%~3%)环境,并结合10 ℃相温贮藏保鲜可使榴莲贮藏时间超过20天,较冷藏榴莲品质好,且贮藏时长是冷藏榴莲的2~3倍,从而延长贮运距离,扩大榴莲市场。

目前,国内关于榴莲保鲜技术研究尚属空白,本文对榴莲相温气调贮藏保鲜研究初探,并在菌落总数测定过程中发现了红色致病菌,有报道称榴莲致病菌主要为棕榈疫霉,有待进一步分离纯化、分子生物学鉴定及活体抑菌等相关试验。

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