巨峰葡萄氣調冷藏主要品質變化研究.pdf

1、本課題以上海葡萄研究所棚栽巨峰葡萄(Vitis vinifera L.X V.labruscaL．)為試材，圍繞葡萄市場供應中迫切需要解決的腐爛、落粒、失水和果實軟化等重要問題，對葡萄進行CK(空氣)、CA-1(4％O<,2>+9％CO<,2>)、CA-2(4％O<,2>+30％CO<,2>)、CA-3(40％O<,2>+30％CO<,2>)和CA-4(80％O<,2>)氣調冷藏，調查了不同濃度氣體組分對葡萄采后品質變化的影響，以探索高

2、氧對葡萄保鮮的作用，為高氧氣調冷藏技術在葡萄保鮮中的應用提供理論依據；同時，建立采后葡萄落粒、質量損失和漿果硬度損失的預測模型，有助于完善葡萄在冷鏈流通中的品質控制和預測。本文展開了以下幾個主要內容的研究： (1)研究了氣調冷藏對葡萄生理生化指標、果實品質和感官等級的影響以及單獨高O<,2>或與高CO<,2>結合氣體抑制果實軟化的機理。 在60d0℃冷藏過程中，與空氣冷藏相比,4％O<,2>+9％CO<,2>、40％O

3、<,2>+30％CO<,2>和80％O<,2>冷藏減緩了葡萄可溶性固形物、可滴定酸和Vc含量的下降，改善了葡萄的硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性和外觀，延緩了乙醇含量的上升和異味的產生，抑制了PPO活性和相對電導率上升以及果梗和果肉的褐變，減少了水分損失和腐爛。與40％O<,2>+30％CO<,2>氣調相比，除彈性、凝聚性、水分損失、PPO活性、相對電導率和外觀無顯著差異外，80％O<,2>處理葡萄的保鮮效果更好。與其它冷藏相比，4％O<,2

4、>+30％CO<,2>更有效的抑制了葡萄PPO活性上升和腐敗的發(fā)生，但是促進了葡萄果梗和果粒相對電導率上升以及葡萄汁亮度的下降，且到45d時產生了濃烈的酒味，果柄和副穗軸均出現嚴重褐變。 進入20℃下5d的貨價期內，與冷藏期相比，果實品質、生理生化指標和感官分數繼續(xù)迅速變化，尤其水分含量和褐變。在各種冷藏環(huán)境下葡萄水分損失為1.03％～2.71％，在貨架期內失水達到4.05％～5.87％，當空氣處理的葡萄水分損失達到5.87％時

5、，果柄和副穗軸都出現褐變，三種氣調處理的葡萄冷藏60d后都無明顯的果梗褐變，而貨架期內三種氣調處理的葡萄僅出現輕微褐變。經過40％O<,2>+30％CO<,2>和80％O<,2>處理的葡萄在貨架期內可溶性固形物、可滴定酸、Vc和水分損失以及褐變和腐爛的發(fā)生仍明顯受到抑制，表明單獨高氧或與高CO<,2>結合處理對葡萄保鮮還具有后續(xù)效應。 與空氣冷藏相比，40％O<,2>+30％CO<,2>和80％O<,2>冷藏的葡萄保持了較高的硬

6、度，漿果細胞組分中含有較少的水溶性果膠，較多的碳酸鈉結合型果膠和半纖維素，但CDTA結合型果膠和纖維素含量沒有顯著變化；這兩種氣調冷藏對PG和6-GAL活性的抑制最為顯著，而對PE和Cx酶的影響較小?？傊瑔为毟?2或與高C02結合氣體降低了PG’、B-GAL、PE和Cx活性，在這些水解酶的協同作用下減少了細胞壁多糖的解聚和降解，進而抑制了果實的軟化。 (2)從離區(qū)解剖結構和離區(qū)降解酶活性的變化揭示了巨峰葡萄采后落粒的機理以及氣

7、調冷藏對落粒影響。 巨峰葡萄的落?；旧蠈儆诟陕?。解剖結構觀察顯示葡萄果柄和漿果結合部離區(qū)的形成是一個自然過程，即從結合部韌皮部外側逐漸向整個韌皮部和髓部擴展進而形成連續(xù)的離區(qū)帶，離區(qū)細胞染色較深、細胞較小、排列緊密且呈扁圓形，離區(qū)Cx、PG、POD和PE酶活性升高引起離區(qū)細胞“扭曲”和“溶脹”，直至溶解，最終形成“空腔”導致果實從結合部脫落。離區(qū)Cx和PG酶的活性與葡萄落粒程度之間呈顯著正相關。相對空氣冷藏而言，氣調冷藏顯著抑

8、制了Cx和PG酶活性，PE變化幅度較小，盡管80％O<,2>促進了POD酶活性的上升，這些酶共同作用延遲了離區(qū)細胞纖維素和中膠層的溶解和分離，保持了較高的水果耐拉力和較低的落粒率。 (3)以葡萄離區(qū)的生理生化反應和組織細胞水平的力學特性為基礎建立了預測葡萄落粒的耐拉力模型。 水果自然落果率隨著水果耐拉力減小而呈復雜的指數函數形式增加。葡萄水果耐拉力由離區(qū)的拉伸強度和果刷與果肉的聯結力兩部分組成。葡萄離區(qū)組織被簡化為由共質

9、體和質外體兩個系統(tǒng)構成。以離區(qū)細胞的_呼吸作用、質外體系統(tǒng)的纖維素和中膠層降解以及兩系統(tǒng)間的水分傳遞為基礎建立了一系列的動力學模型，與組織細胞水平的力學特性結合建立了葡萄水果耐拉力模型。模型的微分方程通過龍格-庫塔-芬爾格(Run~e-Kutta-Fehlberg)法進行數值求解，參數的優(yōu)化采用阻尼最小二乘法與遺傳算法結合的混合遺傳算法。分析比較顯示耐拉力變化的數值模擬值與和實驗測量值之間相差較小，空氣和4％O<,2>+9％CO<,2>

10、氣調環(huán)境中葡萄耐拉力模型的平均相對百分誤差E分別為4.291％和2.241％，均低于10％，決定系數R2分別為0.9592和0.9649，剩余標準差RMSE分別為O.1552和O.126，表明模擬的耐拉力的變化趨勢是合理可靠的。 (4)以冷藏時間、溫度、相對濕度和水蒸汽壓差為變量建立了葡萄在冷藏期和貨架期內的硬度和質量損失模型。 果實的軟化與貯藏時間、環(huán)境溫度、相對濕度和水蒸汽壓差密切相關。實驗結果顯示漿果硬度損失可以表

11、示為酶的自動催化過程和由水蒸汽壓差引起的硬度以指數衰減過程的綜合。用冷藏在O℃相對濕度為95％下60d和20℃相對濕度為60[％]下5d貨架期的實驗數據進行驗證。結果顯示模型模擬值與實驗測量值間吻合較好，其平均相對百分誤差和決定系數分別為4.72％和0.93601。 以果蔬品質衰減的經典模型為基礎建立了葡萄質量損失模型，對模擬值和實驗結果進行對比分析，葡萄質量損失在冷藏過程中的實驗結果與模型預測擬合的很好(E=3.4％)，而在貨