青梅也称梅果、梅子,蔷薇科杏属植物梅（Armeniaca mume Sieb.）的果实。青梅性味甘平,可作为水果直接食用,但更多的是盐渍或干制成果脯,或熏制成乌梅入药[1],或发酵制成青梅汁[2]或青梅酒[3-4]。青梅收获期短,首批在4～5月份成熟,第二批在6～8月份上市,其中福建诏安的“诏安青梅”和云南大理的“青梅”最为出名。青梅中含有丰富的有机酸[5]、糖类、氨基酸及人体所需的多种微量元素等营养成分,以及黄酮类、花青素、酚酸等生物活性物质[6-8],具有抗氧化、促消化等生理功能[9],具有很高的营养保健和药用价值[10-13]。近年来,对青梅的应用研究逐渐深入,开发具有营养功能的休闲食品,具有广阔的应用前景。青梅常用的保鲜方式为常温保鲜或低温保鲜,常温保鲜的青梅贮藏时间短,且营养物质流失严重[14],低温保鲜可有效延长青梅的贮藏时间,但随着贮藏时间的延长,易出现皱皮、发霉等情况,导致青梅的经济效益大幅度降低。
低压静电场是一类新型保鲜技术,其作用原理是电场装置会形成负离子环境,会对生物体内的带电粒子产生影响,从而控制生物体内部分化学反应,达到较好的保鲜效果[15-21]。周英杰等[22]将低压静电场应用于水蜜桃保鲜,结果表明低压静电场技术可显著减缓水蜜桃的可溶性糖和维C含量的下降,保持其良好的感官性状。何定芬等[23]研究发现低压静电处理可有效减少爱媛橙贮藏期间营养物质的损耗,降低腐烂率的同时也减少青绿霉、砂皮病等的发生。
本试验探究电磁保鲜技术对4 ℃贮藏云南青梅的保鲜效果,与对照组的云南青梅作比较,以pH值、总酸含量、可溶性固形物含量等作为评价指标,观察云南青梅在贮藏过程中的品质变化,以期为延长青梅的保鲜时间提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
青梅：采自云南大理洱源县,采收标准统一。选取七成熟、颜色青绿、表皮完整且无明显黑斑和虫洞,无物理损伤的果实作为样品。
三氯乙酸、硫代巴比妥酸（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；过氧化物酶酶活试剂盒：南京建成生物工程研究所。
1.2 仪器与设备
CS-210手持式色差仪：杭州彩谱科技有限公司；DZF-6090AB真空干燥箱：湖南力辰仪器科技有限公司；BC1300恒温恒湿箱：上海一恒科学仪器有限公司；PH-100笔式酸度计：上海力辰邦西仪器科技有限公司；JJ-2组织捣碎机：常州金坛良友仪器有限公司；BSA2202S电子天平：德国赛多利斯公司；BX-2000鲜霸商用型空间电场发生器、放电板：浙江驰力科技有限公司；RA-250WE手持式糖度计：日本京都电子工业株式会社；Universal TA物性分析仪：上海腾拔仪器科技有限公司；MJ-LZ4X2-100C榨汁机：美的集团股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 试验分组
将大小一致、单颗质量23～27 g的新鲜青梅随机分成两组,记为电场组和对照组,两组试验样品分别置于4 ℃的恒温恒湿箱中,电场组在恒温恒湿箱中添加电场装置和放电板,工作电压为2.5 kV,对照组未添加电场装置和电板。
1.3.2 指标测定
1.3.2.1 pH值
随机取3 个青梅果实去核,用组织捣碎机捣碎。称取25.00 g果肉,加入与果肉同质量的蒸馏水,过滤,取滤液使用pH计测定pH值。
1.3.2.2 总酸含量
总酸含量采用酸碱中和滴定法测定。取10.00 g果肉制成的滤液,使用蒸馏水定容至100 mL,用0.1 mol/L氢氧化钠溶液滴定,直至酚酞溶液变色,可滴定酸以柠檬酸计算。
1.3.2.3 可溶性固形物含量
可溶性固形物含量采用手持式糖度计测定。取3 个去核云南青梅果肉榨汁过滤,取滤液测定,记录手持式糖度仪读数。
1.3.2.4 维生素C含量
参照周英杰等[22]的方法,采用2,6-二氯酚靛酚钠滴定法测定维生素C含量。
1.3.2.5 色差
测量部分的选择参考王阳光[24]的方法：随机取1 个青梅果实,沿果核的边缘纵切,找到最大直径处,选择离表皮约0.3 cm处的果肉,随后使用手持式色差仪测定色差。
1.3.2.6 硬度
采用物性分析仪测定硬度,P/2探头穿刺,初力0.50 N,量程50 N,速度300 mm/min,穿刺距离5.00 mm。每次随机取样6 个整果。
1.3.2.7 还原糖和总糖
还原糖含量参照GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》中斐林试剂直接滴定法测定。总糖含量采用蒽酮比色法测定,将青梅去皮榨汁后过滤,用移液管准确吸取滤液5 mL至50 mL容量瓶,在水浴锅中煮沸15～20 min后进行冷却过滤,滤液收集在容量瓶中,定容至50 mL容量瓶中,吸取已稀释的提取液1 mL于100 mL容量瓶中,加入4.0 mL的蒽酮试剂溶液,平行测定3份；在波长620 nm处测吸光度（A）,并计算总糖含量。
1.3.2.8 丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量
采用赵心语等[25]的方法测定MDA含量：称取1.00 g样品,加入5.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液,研磨匀浆后,于4 ℃、10 000×g离心20 min,取2.0 mL上清液（对照组中加入2.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液代替提取液）,加入2.0 mL0.67%硫代巴比妥酸,混合后在沸水浴中煮沸20 min,取出冷却后在相同条件下离心。分别测定上清液在450、532、600 nm波长处的吸光度,重复3 次。
1.3.2.9 过氧化物酶（peroxidase,POD）酶活
采用POD酶活试剂盒测定酶活。
1.3.2.10 水分含量和失重率
准确称取一定质量的已切碎青梅果实组织,置于105 ℃的真空干燥箱中,干燥至恒重,称取干燥后的青梅果实组织的质量。
每组随机选取10 个大小相同、质量接近的果实,记录初始质量。每隔5 d测定果实的总质量,计算其失重率（X,%）,公式如下。
X=（m1-m2）/ m1×100
式中：m1为果实初始质量,g；m2为果实保鲜后质量,g。
1.3.2.11 T2谱
随机选取贮藏25 d的青梅作为测试对象,保证果实表面干燥,称重后用保鲜膜包好,置于玻璃试管中,随后将样品管置于核磁探头中,开始进行核磁共振测定。
横向弛豫时间T2谱测试参数：采用Carr-purcellmeiboom-gillsequence（CPMG）序列。固有参数：射频信号频率主值（SF）=12 MHz,射频信号频率偏移量（O1）=559 002.34 Hz,射频90度脉冲宽度（P1）=5.8 μs,射频180度脉冲宽度（P2）=9.44 μs。调整参数：SW=125 kHz,重复采样间隔时间（TW）=3 000 ms,射频延时（RFD）=0.002 ms,模拟增益（RG1）=20,数字增益（DRG1）=3,累加采样次数（NS）=8,DR=1,前置放大增益（PRG）=3,回波个数（NECH）=6 000,回波时间（TE）=0.2 ms。
1.3.2.12 MRI成像
青梅前处理参照1.3.2.11。MRI成像分析参数：采用CPMG序列。固有参数：SF=21 MHz,O1=232 030.3 Hz,P1=5.52 μs,P2=11.04 μs。调整参数：SW=200 kHz,TW=6 000 ms,RFD=0.008 ms,RG1=20 db,DRG1=3,NS=4,DR=2,PRG=1,NECH=18 000,TE=0.3 ms。
1.4 数据处理
利用Origin 2018和Excel软件进行数据的处理和绘图。
2 结果与分析
2.1 pH值变化
贮藏期间青梅pH值的变化见图1。
图1 贮藏期间青梅pH值的变化
Fig.1 Changes of pH value of green plums during the storage period
由图1可知,整体pH值的变化趋势为先升高后降低,是因为采摘时青梅为五六成熟的状态,在贮藏过程中果实逐渐成熟并累积酸类物质,后期pH值下降可能是因为果实在进行生理活动时消耗了酸类物质。电场组青梅果实汁液的pH值在第20 天时达到最大值（2.85）,而对照组的pH值在第10 天时达到最大值（2.81）,两组的数值相差较大,表明外加电场处理对青梅果实汁液的pH值影响较小。
2.2 总酸含量变化
贮藏期间青梅总酸含量的变化见图2。
图2 贮藏期间青梅总酸含量的变化
Fig.2 Changes in total acid content of green plums during the storage period
由图2可知,两组青梅整体果实的总酸含量呈现下降趋势。经过25 d的贮藏,电场组青梅果实的总酸含量由33.09 g/kg降低至29.42 g/kg,对照组则由33.09 g/kg降低至25.47 g/kg。在贮藏过程中,电场组青梅的总酸含量整体高于对照组,且下降速度也较对照组慢。这可能是因为外加电场和低温共同处理青梅时,抑制了作用于酸类物质的酶的活性,从而减缓了总酸含量的下降。
2.3 可溶性固形物含量变化
贮藏期间青梅可溶性固形物含量的变化见图3。
图3 贮藏期间青梅可溶性固形物含量的变化
Fig.3 Changes in soluble solid content of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
可溶性固形物主要是指可溶性糖类,可用于衡量水果的成熟程度,其含量也会影响后续加工产品的口感。由图3可知,贮藏前期两组青梅的可溶性固形物含量均增加,这是因为贮藏前期果实逐渐成熟,果实在该过程中储存营养物质,因而可溶性固形物含量上升。贮藏后期两组变化趋势不同,电场组的含量持续增加,第25 天时可溶性固形物的含量为4.40%,而对照组的可溶性固形物含量则在第20 天达到最大值4.40%,第25 天下降至4.00%,可能的原因是低温结合电磁保鲜技术延缓了青梅果实的成熟。
2.4 维生素C含量变化
贮藏期间青梅维生素C含量的变化见图4。
图4 贮藏期间青梅维生素C含量的变化
Fig.4 Changes in vitamin C content of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
维生素C是果蔬类食品中重要的营养物质。由图4可知,贮藏前期两组果实的VC含量逐渐增加,这是因为青梅被采摘时未成熟,而处于成熟期的果实会积累营养物质。电场组果实的VC含量在贮藏后期持续增加,第25 天时含量达到0.35 mg/g,对照组青梅在第15 天时含量达到最大值0.28 mg/g,随后含量开始下降,在第25 天时VC含量降低至0.26 mg/g。两组果实在贮藏后期VC含量的变化趋势不同的原因可能是因为电磁保鲜技术延缓了青梅成熟的进度,从而减缓了VC含量的流失。
2.5 色差变化
贮藏过程中青梅L*值、a*值、b*值的变化见图5～图7。
图5 贮藏过程中青梅L*值的变化
Fig.5 Changes in L* value of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
青梅采摘时的颜色常为青绿色或者青绿带点黄色,在贮藏运输过程,青梅会逐渐成熟,颜色也会逐渐变为黄绿色或黄色。本文采用L*值、a*值、b*值来衡量青梅在贮藏期间的颜色变化,其中L*值表示物体的光泽度,a*值表示物体的红绿色,a*值为负时表示绿色,b*值表示物体的黄蓝色,b*值为正时表示黄色。由图5可知,电场组青梅果实的L*值整体数值基本高于对照组,表明电场组果实的色泽亮度较好,后期L*值的降低可能是因为果实发生褐变反应。由图6可知,电场组青梅果实的a*值在贮藏时间内变化不大,数值在-14左右浮动,而对照组青梅果实的a*值一直呈增长的趋势。由图7可知,电场组青梅果实的b*值则在32左右浮动,对照组的则一直呈上升趋势。
图6 贮藏过程中青梅a*值的变化
Fig.6 Changes in a* value of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
图7 贮藏过程中青梅b*值的变化
Fig.7 Changes in b* value of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
可见,经过25 d的贮藏,电场组青梅的果肉依旧保持青绿色,而对照组的青梅果实则开始成熟,果肉逐渐转变为黄绿色。表明低温和低压静电场的复合保鲜处理降低了褐变相关的酶活性,抑制了褐变反应,因而对云南青梅的颜色变化起到了一定的抑制作用,保持果实鲜亮的色泽。相关研究在灵武长枣、红梅杏中也得到类似的效果[18-19]。
2.6 硬度变化
贮藏过程中青梅硬度的变化见图8。
图8 贮藏过程中青梅硬度的变化
Fig.8 Changes in hardness of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
果实硬度可作为评价果实成熟和衰老程度的重要指标。由图8可知,青梅果实的硬度随贮藏时间的延长逐渐下降,电场组相比于对照组果实硬度下降缓慢,至贮藏第25 天仅下降了17.8%,而低温对照组下降了31.0%。在10～25 d,电场组均高于对照组硬度,差异显著（P<0.05）。说明在电场的作用下,能够显著抑制果实的软化。
2.7 还原糖和总糖含量的变化
贮藏过程中青梅还原糖和总糖含量的变化见图9～图10。
图9 贮藏过程中青梅还原糖含量的变化
Fig.9 Changes in reducing sugars concentration of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
图10 贮藏过程中青梅总糖含量的变化
Fig.10 Changes in total sugars concentration of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
由图9和图10可知,青梅采后贮藏期间总糖和还原糖含量均逐渐下降,可能与细胞呼吸等生理代谢有关,在电场作用下,抑制果实生理代谢作用减少糖类的消耗,电场组中后期的总糖和还原糖含量高于对照组。对照组的总糖和还原糖含量下降率分别是37.1%、32.9%,电场组下降率分别是32.7%、28.5%,因此施加静态电场有利于青梅的贮藏。
2.8 MDA含量
贮藏过程中青梅MDA含量的变化见图11。
图11 贮藏过程中青梅MDA含量的变化
Fig.11 Changes in MDA content of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
MDA含量可用于评估果实的衰老程度,也常被用来判断细胞膜系统的损伤程度[9]。由图11可知,两组青梅果实的MDA含量在贮藏初期呈现下降的趋势,这可能是因为低温的贮藏环境抑制了果实的呼吸代谢作用,减缓了果实的成熟,从而导致了MDA含量的下降。从第15 天开始,电场组青梅果实的MDA含量开始上升,由0.017 μmol/g增加到0.041 μmol/g,增加了0.024 μmol/g,而对照组青梅果实的MDA含量从第10 天开始增加,由0.021 μmol/g增加到0.152 μmol/g,增加了0.131 μmol/g。与对照组相比,电场组青梅果实的MDA含量上升速度较慢,且增加速度较慢。由此可见电场的添加可抑制青梅果实中MDA含量的上升,降低膜脂过氧化程度,减缓青梅果实衰老的进程。
2.9 POD酶活变化
贮藏过程中青梅POD酶活的变化见图12。
图12 贮藏过程中青梅POD酶活的变化
Fig.12 Changes in POD enzyme activity of green plums during the storage period
同一贮藏时间不同小写字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
POD是果蔬类食品中重要的氧化还原酶,并与果蔬的生理作用和代谢过程有密切的联系。POD会催化过氧化氢氧化酚类物质产生醌类化合物,进一步缩合成其他颜色较深的化合物,影响到果蔬的外观色泽。由图12可知,对照组青梅的POD酶活在第10 天时达到最大值（20.47 U/g鲜重）,表示果实基本成熟,随后POD酶活先下降再升高,在第25 天时达到19.75 U/g鲜重,若是延长贮藏时间,POD应会形成第二次高峰,表示果实开始衰老。而电场组在第15 天时达到第一次高峰21.56 U/g鲜重,随后POD酶活逐渐降低,在第25 天时降低至18.42 U/g鲜重。电场组果实的POD酶活的第一次高峰迟于对照组,表明电磁保鲜技术的添加推迟了青梅成熟的时间。
2.10 水分含量变化
贮藏过程中青梅水分含量的变化见图13。
图13 贮藏过程中青梅水分含量的变化
Fig.13 Changes in moisture content of green plums during the storage period
在果蔬采后运输、贮藏的过程中,水分流失是果实失鲜的主要原因。由图13可知,贮藏期间的青梅水分含量一直呈现下降的趋势。在前15 d内,两组的水分含量变化范围均较小,对照组水分含量由91.68%降低至89.60%,电场组由91.08%降低至89.15%。从第15 天开始,两组水分含量流失速度变快,符合青梅是呼吸跃变型果实的特征,呼吸强度的快速变化导致了水分含量流失速度的加快。经过25 d的贮藏,电场组青梅水分含量降低至88.34%,失去了2.74%的水分,而对照组则降低至82.67%,失去了9.01%的水分。由此可见,低温和低压静电场的复合作用减少了青梅果实水分的流失,原因可能是其抑制了果实的呼吸作用。
2.11 失重率变化
贮藏过程中青梅失重率的变化见图14。
图14 贮藏过程中青梅失重率的变化
Fig.14 Change in weight loss rate of green plums during the storage period
失重率的高低可衡量青梅在贮藏过程中失水程度。由图14可知,两组失重率变化趋势相似,均呈现上升的趋势。前5 d内,两组青梅的失重率均在1.00%内,表明青梅经过5 d的贮藏后,果实失水程度较小。从第5 天开始,两组失重率的差距逐渐增大,且电场组的失重率一直低于对照组,表明低压静电场的添加可降低青梅的失水程度,与水分含量得出的结论相同。低温低压静电场应用于其他水果也能得出类似的效果,如Li等[20]研究发现低温低压静电场条件下枣果实的失重率仅3.43%,因此低温低压静电场可以明显降低失重率,从而保持灵武长枣品质。
2.12 T2谱
横向弛豫时间T2反演图中弛豫时间越短,代表水与其他物质的结合能力越强,越偏向于结合态；弛豫时间越长,代表水与其他物质结合的能力越弱,越偏向于自由态。弛豫时间所对应的峰面积可以直接表示水分含量,峰面积越大,对应的水分含量越多。图15为贮藏25 d时两组青梅的T2横向弛豫时间反演谱图。
图15 贮藏末期青梅果实的横向弛豫时间T2反演图
Fig.15 Transverse relaxation time T2 inversion diagram of green plum fruits at the end of storage period
图15中先后出现的3 个峰记为T21、T22、T23,分别代表结合水、不易流动水和自由水。与对照组相比,电场组的弛豫时间相对较短,表明电场组青梅果实的水分自由度较低。整体来看,两组青梅果实的水分状态大部分以自由态的状态存在,电场组T23的峰面积为8 398.35,对照组T23的峰面积为6 866.99,峰占比分别为88.949%和73.416%,表明电场组果实中自由水的含量高于对照组。可见低压静电场保鲜技术可有效减少青梅果实中水分的流失。
2.13 MRI成像
MRI图像是采用核磁共振成像技术,将最后获得信号用不同的灰度等级表示,信号大的亮度大；信号小的像素亮度小,而伪彩图是采用颜色的不同来表示信号的大小。根据核磁共振原理可知,MRI成像图可定性显现青梅果实各部位的水分含量。贮藏末期青梅果实的MRI成像图见图16。
图16 贮藏末期青梅果实的MRI成像图
Fig.16 MRI of green plum fruits at the end of storage period
a、b分别为电场组和对照组灰度图；c、d分别为电场组和对照组伪彩图。
由图16a、图16b可知,电场组和对照组青梅的果肉部位均存在白色的圆环,但电场组的圆环面积明显大于对照组,且圆环的亮度也高于对照组,表明电场组青梅果肉部分水分含量高于对照组。同样的结论也可在图16c、图16d中得到验证,电场组青梅的果肉部位以红色为主,带有少量绿色,而对照组青梅的果肉部位则只有最外圈为红色,其他部分则主要呈现黄绿色,且内圈的蓝色部分表明该部分无法检测到氢质子,表明该部位未检测到水的存在。同时,电场组青梅的果核部位也存在较大面积的红色,而对照组的果核则红色面积较小,以黄绿色为主,表明电场组青梅的果核部位的水分含量也高于对照组。整体来看,电场组的青梅果实水分含量高于对照组,可能的原因是低压静电场辅助低温保鲜有效降低了果实呼吸作用,从而减少了水分流失。
3 结论
以常用的低温保鲜技术作为对照组,采用电磁保鲜技术辅助低温保鲜云南青梅,观察贮藏期间云南青梅的各项品质指标变化,得到以下结论：经过25 d的贮藏,处于电磁保鲜技术的云南青梅果实汁液的pH值变化范围较小,总酸含量维持在相对稳定的水平,维持可溶性固形物含量、维生素C含量、还原糖和总糖含量,色差指标表明果实依旧处于鲜绿色的状态,硬度较好,MDA含量较低,POD酶活的第一次高峰在第15 天,而对照组果实汁液的pH值增加,总酸含量下降较快,可溶性固形物含量和维生素C含量减少,色差指标表明果实开始转变为黄色,MDA含量较高,POD酶活的第一次高峰在第10 天,早于电场组。与对照组相比,电场组云南青梅水分含量降低了4.03%,失重率为1.90%,能保持较高的水分含量。通过低场核磁共振技术探究云南青梅的水分变化规律,采用低场核磁共振技术,由横向弛豫时间T2反演图中可知电场组洱源梅子的弛豫时间早于对照组,表明电场组云南青梅中的水分更偏向于结合态,而对照组则偏向于自由态,而MRI成像图表明电场组云南青梅整体的水分含量明显高于对照组。综合上述品质指标的变化,可见电磁保鲜技术有利于抑制青梅果实的颜色变化,延缓青梅成熟衰老的进程,减少水分流失,能够较好地保持品质指标,为后续电磁保鲜技术的应用提供基础理论支撑。
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