低功率微波处理对蓝莓采后品质变化的影响

李明霞，何雨婷，王琦，韩建群，董明，2，*（.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥230036；2.合肥市农产品加工研究院，安徽合肥230036）



低功率微波处理对蓝莓采后品质变化的影响

李明霞1，何雨婷1，王琦1，韩建群1，董明1，2，*
（1.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥230036；2.合肥市农产品加工研究院，安徽合肥230036）

用32.5W低功率微波和不同时间处理蓝莓果实，研究在（0±1）℃条件下蓝莓果实的呼吸强度、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、过氧化物酶（peroxidase，POD）活性、花色苷和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量以及总可溶性固形物（totalsolublesolids，TSS）、可滴定酸含量及腐烂率的变化规律，探索低功率微波保鲜蓝莓果实的可行性。结果表明，恰当的低功率微波处理蓝莓明显降低了果实的腐烂率、呼吸强度和丙二醛含量，提高了SOD活性和POD活性，延缓了可溶性固形物、可滴定酸和花色苷的降解，且32.5 W低功率微波处理2 min的保鲜效果最优，保持蓝莓果实采后的品质。

蓝莓；微波；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；贮藏保鲜

蓝莓（Blueberry），又名越桔、蓝浆果，为杜鹃花越橘属，为多年生落叶或常绿灌木或小灌木植物［1］，根据栽培类型3大商业特点可分为兔眼、高丛和矮丛3种。蓝莓原产于北美、苏格兰和俄罗斯，耐寒性及适应性极强，是一种天然的野生资源［2］。蓝莓果实不仅营养价值高，而且酸甜度适度、风味好，含有对人类健康有益的物质，包括抗氧化物（VA、VC、VE）、鞣酸、叶酸、抗菌成分和丰富的食用纤维等［3］。此外，蓝莓的微量元素含量也很高，鲜果中含钙、磷、镁、锌、铁、锗、铜等。除含有常见的营养物质外，蓝莓果实中含有尼克酸、黄酮等特殊成分，营养丰富，因此，常被誉为“浆果之王”［4］。蓝莓具有改善视力、抗氧化、抗癌及延缓衰老等独特功效，具有较高的抗氧化性和保健功能［5-7］。蓝莓果富含花青苷，且低糖和低脂肪，特别具有较强的抗氧化活力，使其被国际粮农组织列为人类5大健康食品之一［8］。

近年来，我国蓝莓产量呈逐年上升趋势，目前以鲜销为主，价格高达80元/kg～240元/kg［9］。但由于蓝莓果实成熟期在6月份～8月份的高温多雨季节，蓝莓果实的采收正置高温期，由于采后田间热和旺盛的呼吸作用，果实各种生理代谢加快，采摘后常温条件下其硬度很快降低、果肉变软，很容易受到灰霉病、黑霉病和炭疽病等病菌的侵害，蒂痕部容易腐烂，极大地缩短了蓝莓的销售货架期，一般在采收后20℃～30℃条件下仅可存放5 d～7 d［10］。目前国内外蓝莓贮藏技术主要有高氧处理、采前喷钙处理、气调保鲜和1-甲基环丙烯（1-MCP）、UV（短波紫外光）、辐照处理等［11-17］，但贮藏效果不理想，同时使用化学保鲜剂、涂膜及熏蒸对食品的安全性在某些方面会有负面的影响，且对果实形成商品化过程也有一定的制约。因此，开发安全、无毒、便捷的保鲜方法是今后蓝莓保鲜领域的研究重点。

微波保鲜技术是微波热效应和非热效应共同作用的结果，微波的热效应主要起快速升温杀菌作用；而非热效应则是使微生物体内的蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或死亡［18］。微波加热方式是瞬时穿透式加热，受热速度快，且内外受热均匀；同时，食品中的微生物吸收电能而使温度的升高，破坏了菌体中的蛋白质成分，起到杀死微生物的作用。另一方面，微生物在电磁场的环境下，收到电磁场的作用，细菌会对电磁场产生应答效应，正常的生理活动会受到干扰停顿，导致细胞膜破裂，这是杀死微生物的主要原因［19］。因此，微波杀菌保鲜具有时间短、速度快；保持营养成分和传统分味；节约能源；加热均匀彻底；便于控制等特点［20］。本试验以“芭尔德温”蓝莓为试材，研究不同时间低功率微波处理对蓝莓贮藏生理及品质的影响，以及为探索安全、简便、快捷、有效的蓝莓贮藏技术提供一定的理论依据和技术支撑。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

供试蓝莓品种为美国的“芭尔德温”，于2014年7月18日采自合肥牛角大圩蓝莓基地，由安徽徽王蓝莓有限公司提供。

蒽酮、乙酸乙酯、浓硫酸、氢氧化钠、邻苯三酚、乙酸钠、盐酸、氯化钾、乙醇、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、愈创木酚、过氧化氢溶液、亚油酸钠等：均为分析纯。

1.2仪器与设备

SAM-255型微波系统：美国CEM公司；PAL-1型手持折光仪：日本ATAGO公司；CXH-3010F型红外CO2分析仪：北京科瑞海科学仪器有限公司；LR20-A高速冷冻离心机：北京雷勃尔冷冻离心机有限公司；PHB-4雷磁牌数字型pH计：上海精密雷磁公司；UV-5800PC型紫外分光光度计：上海元析仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1蓝莓处理功率和时间的确定

使用美国CEM公司SAM-255型微波进行处理，总功率为650 W，以百分数来设置，为了符合微波的非热效应，温度控制在在20℃以下，以输出功率（32.5、65 W），处理时间为（1、2、3、4 min）进行测定，来确定最终的功率和时间。进行测定，温度的变化趋势如表1所示。

表1　微波不同时间和功率对蓝莓果实处理的温度变化Table 1　With different time and power of microwave processing of blueberry fruit tenperature change

1.3.2处理方法

采后2 h运回安徽农业大学农产品加工与贮藏实验室用0℃～1℃的冷库预冷到10 h左右。挑选大小、成熟度相对一致，无病虫害、无机械损伤、无果柄，表面干爽的果实。经过预冷处理的蓝莓用商用的PET蓝莓盒分装，PET蓝莓盒的规格为220 mm×135 mm× 85 mm，每盒为475 g左右。通过表一以及其其温度控制在10℃～20℃之间，确定处理所用的时间和功率，分为4个组合，对照组、其它3个为处理组，处理组采用32.5 W的低功率微波对蓝莓进行处理1、2、3 min，分别为微波1、微波2和微波3。处理后在常温下通风6 h，然后转入到温度为（0±1）℃的冷库中贮藏，后期贮藏过程中分别用D-对照、D-微波1、D-微波2和D-微波3来表示。从采后算起每7天取样一次进行各项指标的测定，共测定8次。试验设3次重复。

1.4指标测定

1.4.1呼吸强度的测定

采用GXH-3010D红外线分析器测定。开机预热30 min，从样品中随机取出180 g蓝莓，置于带塞玻璃瓶内，通入经碱石灰吸收了CO2的空气，测定样品呼出的CO2含量。

1.4.2总可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量的测定

采用PAL-1型手持折光仪测定。

1.4.3可滴定酸含量的测定

采用中和滴定法进行测定。

1.4.4SOD活性的测定

采用邻苯三酚自氧化法进行测定。1 mL反应液中每分钟抑制邻苯三酚自氧化速

度达50%时的酶量定量为一个活力单位。

1.4.5POD活性的测定

采用愈创木酚法进行测定［21］。以每克果蔬样品（鲜重）每分钟吸光度变化值增加1时为1个过氧化物酶活性单位，单位是ΔOD470/min·g。

1.4.6花色苷含量的测定

采用pH示差法进行测定［21］。

1.4.7MDA含量的测定

用硫代巴比妥酸法进行测定［21］。

1.4.8腐烂率的测定

以腐烂果占总果数百分率计算。

1.5数据分析

采用Excel软件进行数据统计，所有数据均为3次重复试验的平均值。采用SPSS软件中的LSD法进行相关指标的差异显著性分析，P＜0.05表示差异显著。

2　结果与分析

2.1低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实呼吸强度的影响

呼吸强度是果实采后新陈代谢强弱的一个重要指标，呼吸加快促进了营养物质的损失，以及加快果实的腐烂，导致食用性降低。

图1　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实呼吸强度的影响Fig.1　Effect of low-power microwave treatment respiration intensity of blueberry fruit during the period of storage

由图1可知，7 d时对照和微波处理的呼吸强度均有下降，此后呈上升趋势，对照和微波3为快速上升，而微波1和微波2呈缓慢上升，达到42d时，仅有微波2（21.373mg/Kg·h）的呼吸呈上升趋势，对照、微波1和微波3均达到最大值，分别为25.418、26.556、25.722 mg/kg·h，42 d后开始下降表现出了明显的呼吸越变，但是低功率微波处理的果实只有微波1和微波2与对照差异显著（P＜0.05），对照与微波3不存在显著差异（P＞0.05）。说明在蓝莓果实的贮存中，适当的微波处理对蓝莓果实的呼吸强度具有一定的抑制作用，从而延长了蓝莓果实的货架期。

2.2低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实TSS含量的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实TSS含量的影响见图2。

图2　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实TSS含量的影响Fig.2　Effect of low-power microwave treatment TSS content of blueberry fruit during the period of storage

由图2可知，随着贮藏时间的延长，蓝莓果实贮藏28 d之前呈现规律不明显，波动比较大，但是从28 d后，果实基本呈现下降趋势，但是可溶性固形物的含量的变化范围仍在10%～14%。贮藏42 d时，对照与各处理间存在显著差异（P＜0.05），说明微波对果实品质具有一定的保护作用。

2.3低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实可滴定酸含量的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实可滴定酸含量的影响见图3。

图3　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实可滴定酸含量的影响Fig.3　Effect of low-power microwave treatment titratable acid content of blueberry fruit during the period of storage

由图3可知，贮藏14天以后，蓝莓果实的可滴定酸呈下降的趋势，但是在14 d之前可滴定酸没有明显的变化，14天后，蓝莓果实的可滴定酸快速下降，说明果实在贮藏期间呈现了相应的代谢过程。在42 d时，果实的可滴定酸分别为0.222 4%、0.307 1%、0.347 5%和0.294 3%，对照与各处理组之间差异性相当显著（P＜0.05），说明微波对果实成熟有一定的保护效果。

2.4低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实SOD活性的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实SOD活性的影响见图4。

SOD作为蓝莓果实突出的明显特征，它是超氧阴离子自由基的清除剂，具有抗衰老的作用。由图4可知，SOD活性呈先下降后上升再下降的趋势，7 d前是由于对低温环境不适应，使活性下降，35 d达到了SOD活性的最高峰，此后，呈现下降趋势，在42 d时，与各处理间存在显著性差异，说明微波处理能够SOD酶活性，从而清除了超氧阴离子自由基，降低了对果实的损伤，因此，微波处理对蓝莓贮藏有很好的保护作用。

图4　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实SOD活性的影响Fig.4　Effect of low-power microwave treatment SOD activity of blueberry fruit during the period of storage

2.5低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实POD活性的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实POD活性的影响见图5。

图5　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实POD活性的影响Fig.5　Effect of low-power microwave treatment POD activity of blueberry fruit during the period of storage

POD酶含量的高低会影响到果实衰老程度，因此高含量的POD能对果实起到一个保护作用。由图5可知，各处理的POD均呈现出先上升后下降的一个趋势，果实在42天之前呈上升趋势，由于POD活性的增强，抑制了过氧化氢物质的产生，延长了果实的贮藏时间，42天后，酶活性达到了最高峰，此时，微波1和微波2与对照组差异性显著（P＜0.05），；且酶活性高于对照，保护了果实组织的破损，而微波3与对照组差异性不显著（P＞0.05），产生了过多的过氧化物，使果实受损，降低了其品质。说明适当的微波功率和时间的组合处理可以提高酶活性，降低过氧化物的产生，延长了果实的食用价值。

2.6低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实花色苷含量的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实花色苷含量的影响见图6。

图6　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实花色苷含量的影响Fig.6　Effect of low-power microwave treatment anthocyanin content of blueberry fruit during the period of storage

花色苷作为一种多酚类化合物，是蓝莓作为功能性果实的主要功能因子。由图6可知，在贮藏的过程中蓝莓果实的总的花色苷含量呈下降趋势，主要是因为蓝莓果实里面的糖度、酸度以及VC含量的影响，蓝莓的花色苷的含量的下降。糖度升高会抑制蓝莓里面花色苷的降解，但蓝莓里面的糖度低于20%，随着贮藏时间的增强，糖度降低，以至于花色苷含量呈下降趋势。在49 d时，微波处理的花色苷含量分别为201.99、202.38、173.45 mg/L，而对照为175.38 mg/L，且各处理间存在显著的差异，微波1和微波下降的速度低于对照和微波3，因此微波1和微波2的处理抑制了花色苷含量的下降，延缓了其果实品质的下降。

2.7低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实MDA含量的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实MDA含量的影响见图7。

图7　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实MDA含量的影响Fig.7　Effect of low-power microwave treatment MDA content of blueberry fruit during the period of storage

MDA是由于果实受到外界污染因素的影响，产生一些过氧化物，降低果实的贮存性，因此，MDA与果实的衰老及组织损伤有很大的关系。由图7可知，蓝莓果实在贮藏过程中呈现先下降后上升，再下降的趋势。贮藏42 d时，微波2与对照差异性相当显著，微波1和微波3与对照差异性显著，但是对照效果较明显，因此只有微波2处理的果实能够延缓组织的破损，延长其果实的贮藏时间。

2.8低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实腐烂率的影响

低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实腐烂率的影响见图8。

果实腐烂是评价果实贮藏效果的关键因素，由于果实自身组织衰老和外界致病菌侵染的结果，以及一些营养元素的丧失，促进例如果实的腐烂，腐烂随时间的延长而加快。

图8　低功率微波处理对贮藏期间蓝莓果实腐烂率的影响Fig.8　Effect of low-power microwave treatment rotting rate of blueberry fruit during the period of storage

由图8可知，在采后低温贮藏时，蓝莓在14天前各处理的果实都无腐烂，14 d～28 d时果实呈缓慢上升，微波处理对果实并无表现出明显的抑制作用，28天后，随着果实的腐烂率的加快，微波对其处理有了抑制作用，至采后49d时，对照果实腐烂率达到了51%，失去了商品价值，而微波处理后果实的腐烂率均低于对照，且各处理与对照之间差异性相当显著，因此微波处理对果实的腐烂率有明显的抑制作用。

3　结论

蓝莓果实的成熟期根据不同品种而有差异，而“芭尔德温”蓝莓成熟期在七月中旬，为中熟果实，由于采后田间热和呼吸热比较高，从而蓝莓主要是鲜食。但是为了延长其货架期，纪淑娟等［15］通过使用1-MCP处理来延长果实的贮存时间，并且保护了果实的营养物质。此外微波的非热效应对果实的贮藏现在越来越被关注，魏善元［22］研究了微波对金针菇杀菌保鲜作用，为保护金针菇的营养价值；戴美娟等［23］研究了微波处理对猕猴桃果实品质的影响，其可以对果实的保鲜具有一定的作用。因此本试验探讨了低功率微波对蓝莓果实贮藏时生理生化及品质变化。研究结果显示，使用适当的低功率微波处理延长了蓝莓果实的贮存期。与对照相比较，使用恰当的微波功率和时间的组合，处理后对果实的腐烂率以及呼吸强度有抑制作用，明显降低了果实的软化，降低了果实营养物质的损失；延缓了可溶性固形物含量、可滴定酸的含量和花色苷的含量降低，提高了其果实的品质和营养价值；增加了SOD活性和POD活性，降低一些超氧化物阴离子和过氧化物的产生，减少了组织的破损，增加了果实的完整性。一般情况下蓝莓果实在室温下可以保持7d，低温下保存45d左右。试验结果表明，其中使用微波32.5W/2min时对果实保鲜效果较好，延长了果实的货架期，可以使蓝莓果实达到60d的贮藏期，因此使用恰当的低功率微波处理对果实保鲜的有一定的保护作用，为果实的保鲜探索出一条方便快捷的途径。有关微波处理对果实的生理生化以及品质的影响机理有待进一步深入的研究。

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Effect of Low-power Microwave on Blueberry Postharvest Physiological and Biochemical

LI Ming-xia1，HE Yu-ting1，WANG Qi1，HAN Jian-qun1，DONG Ming1，2，*
（1.Tea and Food Technology Academy，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，Anhui，China；2.Hefei Agricultural Products Processing，Hefei 230036，Anhui，China）

To explore the feasibility of the low-power microwave of fresh blueberry fruit，the variation of the respiration intensity，superoxide dismutase（SOD）activity，peroxidase（POD）activity，anthocyanins，malondialdehyde（MDA）content，total soluble solids（TSS），titratable acid and decay rate were studied by using low-power microwave of 32.5 W and different time at（0±1）℃.Results showed that low-power microwave treatment significantly reduced decay rate，respiration intensity，malondialdehyde content and delayed the degradation of TSS，titratable acid and anthocyanins，while SOD and POD activity were increased，and the best way to keep preservation was 2-min-low-power microwave treatment.Furthermore，the postharvest quality of blueberry fruit is kept through it.

blueberry；microwave；superoxide dismutase；peroxidase；storage and preservation

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.003

地方高校国家级创新训练计划项目（201310364003）

李明霞（1988—），女（汉），研究生，研究方向：农产品加工和贮藏。

董明，副教授。

2015-05-18