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(四川農業(yè)大學食品學院,四川雅安 625014)

青椒氣調貯藏工藝研究

李素清,張艷梅,秦文*

(四川農業(yè)大學食品學院,四川雅安 625014)

為探求青椒氣調(Controlled Atmosphere,CA)貯藏工藝參數及保鮮效果,本實驗以青椒為試材,研究了氧氣濃度、二氧化碳濃度和不同的前處理方式對青椒保鮮效果的影響,并進行了保鮮實驗。結果表明：青椒適宜采用貯藏前半期6% O2+5% CO2+89% N2,后半期4% O2+2% CO2+94% N2氣體濃度的雙變氣調法,在溫度(9±1)℃,相對濕度85%～90%,結合魔芋葡甘聚糖復合涂膜處理,使用這種貯藏方式保鮮青椒,42d后青椒失重8.47%,比對照低15.7%,腐爛指數18.4%,低于對照52.1%,且較好地保持了青椒品質,保鮮效果明顯。

青椒,氣調貯藏,保鮮

青椒(CaprigumamtuumL.),屬茄科(Solanaceae)茄亞族(SolaninaDunal)辣椒屬(Capsicum)的一年生或多年生作物,原產于中、南美洲熱帶地區(qū),后在亞洲、中南美洲和歐洲等地被廣泛栽培[1]。青椒果實較大,顏色翠綠鮮艷,營養(yǎng)價值很高,深受廣大消費者喜愛。青椒在我國栽培面積較大,類型和品種較多,青椒果實貯藏過程中易出現(xiàn)失水萎蔫、衰老轉紅和腐爛等現(xiàn)象,維持高濕環(huán)境可防止果實失水、延緩衰老轉紅,卻易發(fā)生腐爛；降低貯藏溫度可延緩果實衰老轉紅、抑制微生物的活動,從而減輕腐爛,但不適宜的低溫可誘發(fā)冷害,導致貯藏期縮短。針對這些問題,多年來許多科研和教學單位對青椒貯藏條件和技術進行大量研究和多方面的探討,例如低溫貯藏[2]、熱處理[3-4]、紫外輻射處理[5]、保鮮劑處理[6-7]、涂膜保鮮[8]、剪梗處理[9]、MAP[10](Modified Atmosphere Package,自發(fā)性氣調薄膜包裝)貯藏、CA[11]。然而保鮮方法的簡便化和綠色化是當前研究的熱點,在當今各種保鮮技術中,果蔬氣調貯藏不須任何化學藥物前處理,簡單方便,不會對果蔬菜產生任何污染,是完全“綠色”的高效貯藏保鮮技術。Raffo[12]、余文華[13]分別研究了聚乙烯保鮮膜和納米保鮮膜在青椒保鮮中的應用。晁文[14]研究青辣椒小包裝氣調保鮮技術,發(fā)現(xiàn)小包裝內初始二氧化碳濃度為1%～5%,初始氧氣濃度為2%～6%時,能有效保持青辣椒VC、葉綠素含量和硬度等品質指標。除青椒外,在甜櫻桃[15]、竹筍[16]、楊梅[17]、草莓[18]、蒲菜[19]、圣女果[20]、茶薪菇[21]、榴蓮[22]等果蔬的貯藏中,氣調都具有良好的保鮮效果。但以上研究均局限于MA(Modified Atmosphere)氣調,且主要是氣調包裝即MAP研究,對于青椒的CA貯藏研究方面未見報道。青椒屬于大宗型蔬菜,采后損失嚴重,市場供應淡旺季矛盾較為突出,MA氣調繁瑣且難以滿足長期貯藏要求,為此,本實驗研究CA貯藏工藝條件,旨在為青椒商業(yè)化保鮮提供理論依據參考和可行性的技術措施。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

青椒 洛椒一號青椒,于7月采收于四川農業(yè)大學農場內的蔬菜種植基地,選擇大小均勻,無病蟲害、無機械傷的果實；PE保鮮袋 長×寬=50cm×30cm,購于四川省雅安市雨城區(qū)某超市；草酸、丙酮、抗壞血酸、95%乙醇、碳酸鈣、濃硫酸、2,6-二氯靛酚鈉、咔唑、甘油、曲酸、乙二胺四乙酸(EDTA) 分析純；魔芋精粉 食品級；石英砂。

CPYJ-1700型氣調設備 天津市森羅科技發(fā)展有限公司；BS210S型電子天平(1/10000) 塞多利斯北京天平有限公司；JD-2000電子天平(1/100) 沈陽龍騰科技有限公司；SC-80C全自動色差計 北京康光儀器有限公司；V-1200分光光度計 上海美譜達儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 原料處理 將預冷(4℃,8h)清洗好的青椒進行剪梗處理,留梗1～2cm。

1.2.2 O2濃度篩選 將清洗預冷后的青椒裝入PE保鮮袋(袋身兩側各打孔徑為2mm的通氣孔9個),袋口自然密封,然后裝入氣調箱,裝好后在青椒表面鋪上一層紙花,控制箱內溫度(9±1)℃,相對濕度85%～90%。充入CO2氣體濃度為2%,O2濃度見表1,在貯藏21d和42d時分別測定失重率和腐爛指數。每個處理分別處理60個青椒,重復三次。

表1 氧氣濃度篩選處理實驗表

1.2.3 CO2濃度篩選 充入O2氣體濃度為4%,CO2濃度見表2,貯藏方式和測定指標同1.2.2。

表2 二氧化碳濃度篩選處理實驗表

1.2.4 前處理方法篩選 將清洗預冷好的青椒按表3進行相應的前處理,撈出自然晾干后裝入PE保鮮袋(袋身兩側各打孔徑為2mm的通氣孔9個),袋口自然密封。然后裝入氣調箱,裝好后在青椒表面鋪上一層紙花,控制箱內溫度為(9±1)℃,相對濕度為85%～90%。充入氣體濃度為4%O2+2%CO2。在貯藏21d和42d時分別測定失重率和腐爛指數。具體前處理方法為：處理1(Q1)：45℃熱水浸泡4min；處理2(Q2)：放入配制好的魔芋葡甘聚糖復合膜溶液中浸泡1min；對照(CK)：不做處理。每個處理分別處理60個青椒,重復三次。

表3 前處理方法處理實驗表

注：魔芋葡甘聚糖復合膜的配制：準確稱取8g魔芋精粉放入1000mL的燒杯中,加入500mL蒸餾水,在50～60℃的水浴中加熱,使用電動攪拌器攪拌,直至其充分溶解后,定容至1000mL,即為8.0g/L的魔芋精粉溶液,再加入0.35%甘油、1.0g/L曲酸、0.2g/L EDTA和0.25g/L抗壞血酸等輔料配成復合膜溶液。

1.2.5 CA貯藏對青椒保鮮效果的影響 為了進一步驗證氣調保鮮效果,比較CA貯藏與普通冷藏對青椒采后生理的影響,將清洗預冷好的青椒經過魔芋葡甘聚糖復合膜涂膜處理后裝入PE保鮮袋(袋身兩側各打孔徑為2mm的通氣孔9個),袋口自然密封,然后裝入氣調箱,裝好后在青椒表面鋪上一層紙花,控制箱內溫度為(9±1)℃,相對濕度為85%～90%。按篩選出的最佳氣調參數(0～21d：6% O2+5% CO2+89 %N2,21～42d：4% O2+2% CO2+94% N2),進行充氣。對照組不做處理。每個處理三個重復,果實貯藏42d,處理前稱重,并測定一次初樣的a值、葉綠素、VC含量和可溶性果膠含量,以后每7d測定一次,連續(xù)測定6次,統(tǒng)計腐爛指數。兩個處理分別處理青椒140個,60個用于統(tǒng)計腐爛指數和失重率,80個用于測定a值、葉綠素、VC含量和可溶性果膠含量等指標。

1.3指標測定

失重率：稱重法。

a值：SC-80C全自動色差計測定。

維生素C含量：2,6-二氯靛酚法。

葉綠素：分光光度法。

可溶性果膠：咔唑比色法。

腐爛指數：參考張會麗[9]分級方法。腐爛級別按青椒表面萎縮程度,褐爛面積分為5級：0級,鮮嫩如初；1級,輕微萎縮,果柄、萼片或果實有褐變；2級,萎縮<1/4,果柄或萼片有褐爛；3級,1/4～1/2萎縮,果面有1～2個直徑小于l cm的病斑；4級,萎縮>1/2,果面腐爛,面積小于l/3；5級,嚴重萎縮,果面嚴重腐爛,面積大于1/3。腐爛指數(%)=[∑(腐爛級別×該級別果數)/(腐爛最高級×總果數)]×100。

1.4數據處理

用Excel軟件、SPSS18.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1氧氣濃度對青椒貯藏效果的影響

失水萎蔫和腐爛是青椒貯藏過程中品質降低的重要原因。青椒后熟進程的快慢和貯藏環(huán)境的氣體成分關系密切,但O2濃度并非降得越低越好,過低的O2使果蔬正常的有氧代謝無法進行,引起果蔬的無氧呼吸,積累乙醇、乙醛等有害有毒代謝產物,而且無氧呼吸在生理上的高消耗低產出直接危及果蔬的品質和貯藏壽命[23]。如表4所示,O2濃度越高,失重率越低,6%O2處理在21d和42d的失重率分別為3.65%和8.47%,2%與4% O2之間差別不大,但6%失重顯著低于這兩組。腐爛指數在貯藏中期和末期的表現(xiàn)不同,21d時,6% O2處理腐爛指數最低,但42d后,4% O2處理腐爛最少,效果最好,指數18.4%,而2%、6%處理指數都超過23%,4% O2組與另外兩組差異顯著。結果表明,青椒貯藏采用前期6%,后期4%的變化O2濃度,能取得更佳的保鮮效果。

2.2二氧化碳濃度對青椒貯藏效果的影響

在相同的溫度和壓力下,CO2可以以30倍O2的擴散速度滲入細胞,影響蛋白質的生化性質和膜的結構,提高膜的離子滲透能力,改變膜內外的物質平衡。CO2也能刺激ATP酶的活性,促進ATP酶的分解[24]。CO2濃度過高也會使果蔬的生命活動受到嚴重干擾,加速品質劣變。從表5可知,5% CO2處理比1%、2% CO2更利于青椒保持水分,減少失重,5% CO2組失重顯著低于2% CO2。貯藏第21d,5% CO2處理的腐爛指數最低,僅為3.6%,但貯藏末期,5% CO2處理腐爛指數高達26.4%,顯著高于另外兩組,效果最差。這表明高的CO2濃度在貯藏前期可較好地保持青椒品質,抑制好氧微生物生長,但后期反而加快果實腐爛,可能是CO2中毒所致,也可能是隨著果實衰老加劇,對CO2的敏感性提高。

表4 氧氣濃度對貯藏效果的影響

注：小寫字母表示鄧肯氏新復極差法測驗在0.05水平上的差異顯著性,表5、表6同。

表5 二氧化碳濃度對貯藏效果的影響

2.3前處理方式對青椒貯藏效果的影響

表6 前處理方式對貯藏效果的影響

目前,涂膜保鮮技術和熱處理技術已成為國內外提高果蔬品質的重要手段。如表6所示,氣調貯藏21d后,涂膜處理失重4.54%,腐爛指數4.00%,均顯著低于CK,與熱處理相差不大。42d時,熱處理青椒失重9.19%,腐爛指數26.4%,略高于涂膜處理,CK組兩個指數都顯著高于實驗組,表明適當的前處理結合氣調貯藏保鮮青椒的效果優(yōu)于單一氣調,涂膜處理略優(yōu)于熱處理。

2.4 CA貯藏對青椒保鮮效果的影響

青椒在貯藏過程中,水分蒸發(fā),葉綠素不斷分解,綠色逐漸褪去,VC含量降低,原果膠逐漸轉化成可溶性果膠,使青椒的品質降低,氣調貯藏條件下可減緩這些變化。

2.4.1 失重率的變化 如圖1所示,青椒在貯藏中不斷失重,失重率與貯藏時間呈正相關。貯藏21d時,CA處理失重3.65%,果實還比較新鮮,對照失重5.05%,萎蔫癥狀已較明顯。貯藏42d時,CA處理青椒失重8.47%,而對照高達10.59%相比,比對照低15.7%。CA貯藏顯然抑制了青椒的失重,但其本身也明顯萎蔫,這可能與頻繁的取樣有關,如果能做到商業(yè)氣調庫的整進整出,失水會有很大改善。

圖1 CA貯藏對青椒失重率的影響

2.4.2 腐爛指數的變化 由圖2可知,腐爛指數在前21d增加緩慢,21d后腐爛加快,特別是CK組,增加迅速。貯藏中期,氣調與對照腐爛指數無明顯差異,21d時腐爛指數都低于10%,但后期氣調腐爛指數明顯低于對照,差異極顯著(p<0.01),42d時腐爛指數為18.4%,比對照低52.1%,表明氣調更利于青椒的長期貯藏。但要最大限度減少腐爛,必須盡可能減少開箱次數,特別是在炎熱的夏季,庫內與外面溫差很大,溫度波動會加速果實衰老腐爛。

圖2 CA貯藏對青椒腐爛指數的影響

2.4.3 青椒a值的變化 如圖3所示,青椒果實初樣的a值達-15.13,顏色深綠,隨著貯藏時間延長綠色消褪,a值不斷增加。a值在前14d上升較快,在14～21d之間對照出現(xiàn)短暫停滯期,但隨后變化速度加快,而氣調組青椒變化相對平穩(wěn)。第42d,氣調組a值-8.90,比CK低58.7%,差異顯著(p<0.05)。這表明氣調處理能延緩青椒顏色的變化。貯藏截止時,未見果實有轉紅現(xiàn)象發(fā)生。

圖3 氣調貯藏對青椒a值的影響

2.4.4 青椒VC含量的變化 如圖4所示,青椒在貯藏過程中,VC呈不斷下降趨勢。在一個月以內,氣調處理可明顯減緩VC下降速度,保持VC含量。貯藏第7d,氣調組VC含量為43.77mg/100g,僅損失5.92mg/100g,是CK組含量的1.5倍。但30d之后氣調處理與對照VC含量差別不大,說明氣調處理只有在一定的保鮮期內,才對減少VC損失有作用,一旦超過最大限期,氣調處理對其影響微乎其微。

圖4 氣調貯藏對青椒VC含量的影響

2.4.5 青椒葉綠素含量的變化 從圖5可知,青椒葉綠素含量在貯藏中不斷降低。剛采收的青椒葉綠素含量高達0.78mg/g,貯藏的前期下降速度較快,第7d氣調處理含量為0.67mg/g,高于CK組27.2%,比初樣下降14.2%。14～21d是青椒的轉色期,葉綠素變化很小,但隨后變化又加快,與顏色紅綠值a的變化一致。氣調處理顯著減緩了葉綠素變化速度(p<0.05),有利于保持青椒良好的外觀品質。

圖5 氣調貯藏對青椒葉綠素含量的影響

2.4.6 青椒可溶性果膠含量的變化 果膠主要對組織起粘膠作用,存在于植物的初生細胞壁和細胞之間的中膠層內。在貯藏過程中,果實原有的大量原果膠,在果膠甲酯酶和多聚半乳糖醛酸酶等果膠酶作用下,分解為水溶性果膠,使細胞壁間粘膠性下降,胞間空隙加大,胞間連絲消失,從而導致果實硬度下降,衰老軟化[25]。由圖6可知,青椒初樣可溶性果膠含量僅為0.11%,但在貯藏過程中其含量不斷增加。CK組在第14d出現(xiàn)突發(fā)性上升,而氣調處理21d時才出現(xiàn),這種突發(fā)性上升持續(xù)7d后,可溶性果膠開始后續(xù)的平穩(wěn)上升。42d后,氣調組含量0.42%,CK組0.45%,氣調與對照間差異顯著(p<0.05)。氣調貯藏可抑制原果膠分解,減少可溶性果膠生成。

圖6 氣調貯藏對青椒可溶性果膠含量的影響

3 討論與結論

青椒后熟進程的快慢和貯藏環(huán)境的氣體成分關系密切,這一過程不僅受乙烯濃度高低的影響,而且與O2和CO2的分壓有關,低O2和高CO2可有效抑制果實的后熟作用。大氣中氧氣濃度約為20.9%,而適宜果蔬貯藏的氧氣最佳濃度大約為1%～6%,在這種濃度下,果蔬呼吸顯著變緩,處于“休眠”狀態(tài)。另外,低氧可以抑制好氧微生物的生長,防止腐敗的發(fā)生。但O2濃度并非降得越低越好,過低的O2使果蔬正常的有氧代謝無法進行,引起果蔬的無氧呼吸,積累乙醇、乙醛等有毒有害代謝產物,而且無氧呼吸在生理上的高消耗低產出直接危及果蔬的品質和貯藏壽命[26]。實驗中,氧氣濃度越高,青椒失重率越低,6% O2在貯藏中期的腐爛指數最低,但末期最低的是4% O2,說明隨著果實成熟和衰老進程的進行,對O2的敏感性也發(fā)生了變化,也可能與低O2抑制乙烯生成,降低組織對乙烯的敏感性有關。

CO2是呼吸的產物,對果蔬的呼吸有抑制作用,通過抑制琥珀酸脫氫酶的活性而使新鮮果蔬組織的呼吸強度降低。大氣中二氧化碳的濃度為0.03%,若濃度升高,果蔬呼吸就會變緩,達到一定濃度時,也會呈現(xiàn)“休眠”狀態(tài)。CO2能刺激ATP酶的活性,促進ATP分解,CO2濃度過高時,ATP加速分解致使正常代謝所需能量短缺,并致使果蔬脫氫酶系統(tǒng)受抑制,果蔬的生命活動受到嚴重干擾,品質迅速劣變。5%CO2有效抑制了青椒果實的失重,在貯藏初期也表現(xiàn)出良好的防腐作用,但貯藏末期其腐爛指數顯著高于1%和2%CO2處理。說明青椒并不適宜固定氣體濃度的氣調貯藏,這與頡敏華提出的青椒保鮮貯藏適宜于雙變氣調法[27]一致。但青椒應在貯藏后多少天或什么階段改變氣體濃度還有待進一步研究。

果實的前處理方式對果實貯藏效果也有很大的影響。熱處理是一種耗能少、安全性高、簡便有效的物理保鮮技術,在青椒保鮮中的應用報道較多。熱處理可抑制青椒的呼吸上升,乙烯釋放及有害物質的積累,提高果實抗冷性,增強抗性酶活性,并減少果實病害[4,28]。復合涂膜在果實表面形成一層光滑的保護層,減少果實之間的機械損傷,避免果實表皮細胞破裂室營養(yǎng)物質流出,減少果實營養(yǎng)成分的破壞、損失,同時復合膜中的抑菌成分,可抵御外源微生物浸染,從而有效減少果實腐爛。青椒表面的這層無色透明的半透膜,也能減少氧氣進入果實內部,阻礙青椒呼吸作用產生的二氧化碳向外擴散,減緩水分蒸發(fā),從而能有效抑制果實呼吸生理和失重,降低營養(yǎng)物質損耗。本實驗本著天然和安全的選料原則,選用了熱處理和魔芋精粉復合涂膜這兩種方式,進行青椒前處理,結果發(fā)現(xiàn)：兩者在失重率和腐爛指數上的差異都不顯著,但失重率和腐爛指數都顯著低于對照,說明氣調貯藏結合適當的前處理可改善貯藏效果,有利于青椒保鮮。孫海燕[29]采用熱處理和MAP技術進行青椒保鮮也得到了類似的結果。

實驗結果表明,青椒最佳氣調貯藏工藝為：溫度(9±1)℃,相對濕度85%～90%,氣體成分為貯藏前半期(0～21d)6% O2+5% CO2+89% N2、后半期(21～42d)4% O2+2% CO2+94% N2,即雙變氣調法,結合魔芋葡甘聚糖涂膜處理效果更佳,在此條件下青椒貯藏42d后,失重8.47%,比對照低15.7%,腐爛指數18.4%,低于對照52.1%。

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Study on CA storage technology of green peppers

LISu-qing,ZHANGYan-mei,QINWen*

(Food College of Sichuan Agricultural University,Ya’an 625014,China)

The objective of this study was to make preservation of fresh green pepper by controlled atmosphere(CA)storage. With fresh green pepper as the experiment material,the preservation effect of green pepper fruit storage on oxygen and carbon dioxide concentration in atmosphere-controlled and pre-treatment for storage were studied. The main results showed that gas composition in 0～21d storage was 6% O2+5% CO2+89%N2,and 4% O2+2% CO2+94%N2in 21～42d storage,could as far as possible to keep a constant temperature in the refrigerator. Composite coating before CA storage could improve the preservation effect. After 42d of storage,the weight loss of green pepper was 8.47%,aging index 18.4%,15.7% and 52.1% lower than the control respectively. The value of the green pepper fruits was improved obviously.

green peppers;CA storage;fresh-keeping

2013-05-06 *通訊聯(lián)系人

李素清(1980-),女,碩士,實驗師,研究方向：果蔬加工及貯藏工程。

TS255.3

：A

：1002-0306(2014)01-0318-05