CN111990456B - 苹果糖心抗消解保鲜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种苹果糖心抗消解保鲜方法，克服现有技术的不足之处，在采摘期之前使用IAA、GA3分子共激发促进糖心形成，提高糖心苹果的产出，采摘后采用NO进行处理，之后注射L‑半胱氨酸微胶囊糖心保持剂，复合作用降低山梨醇脱氢酶的活性，延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，之后将苹果在冰温条件下进行气调贮藏，延长糖心自然消失所需的时间。在应用中采用本方法的果实从采收到入库贮藏120天水心病褐变的风险为0.35％，有效延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，延长了糖心苹果的销售期，具有较大的经济效益。

Description

苹果糖心抗消解保鲜方法
技术领域
本发明属于果蔬保鲜加工领域，涉及糖心苹果采后贮藏保鲜技术，尤其是一种苹果糖心抗消解保鲜方法。
背景技术
糖心苹果主要生产于新疆阿克苏等地区，果肉细腻、果核透明，与普通苹果相比果香浓郁、甘甜味厚，营养价值更为丰富，果实每年成熟后运输至全国各地市场。糖心苹果的形成是由于阿克苏高海拔区域昼夜温差大、光照充足、土壤肥沃，使苹果含糖量高，糖度在18度左右口味特别甜，另外，阿克苏苹果都采用冰川雪水浇灌、沙性土壤栽培等特性，使苹果的果核部分糖分堆积成透明状，形成了美味的"糖心"红富士苹果。
糖心苹果采后存在如下技术问题：苹果糖心品质差别较大，且糖心不易保存，容易消失，同时，糖心苹果贮藏一段时间之后糖心会发生褐变。
导致该上述技术问题的主要原因如下：
糖心苹果的糖心与其山梨糖醇载体(SOT)参与的质外体主动跨膜运输有关，当糖心苹果中山梨醇含量达到9-11mg/g时，糖心开始大量形成，但是在储藏过程中果实内部山梨糖醇脱氢酶(SDH)会将其转化成果糖，糖心会逐渐消失。
现有技术中解决上述技术问题通常是在糖心苹果的种植方面采取措施取得较好品质的糖心，如大多现有技术是在糖心苹果的最佳采收期进行采摘，在糖心形成初期与采摘后储藏期间采取的糖心保护措施较少。本发明的方法尤其适应于扩大糖心苹果的产量和提高糖心苹果的糖心品质，也有利于糖心苹果在贮藏期间糖心品质的保持。
通过对现有公开专利文献的检索，有如下一篇相关公开专利文献：
一种促进苹果糖心形成的方法(公开号：CN104886230A)采用将苹果在低温储存和高温储存下交替处理2-4轮；其中，每一轮处理包括先进行低温储存后再进行高温储存；其中，所述低温储存的条件为：将苹果在温度-1℃至3℃、氧气浓度4％-6％、二氧化碳浓度1％-3％的条件下储存22-26h；所述高温储存的条件为：将苹果在温度18-22℃、氧气浓度4％-6％、二氧化碳浓度1％-3％的条件下储存10-14h。
上述方法处理较为繁琐，将采摘后的没有糖心的苹果进行处理可以产生糖心，适用于早期采摘，抢占市场，但效果不可估计，产生的溏心品质也不能保证，高低温交替的储藏方式也会影响苹果的基本口感品质，还可能出现糖心败坏的现象。另外，此方法只是提出了产生糖心的方法，对于糖心长期保存的方法没有提及。
另外，针对上述糖心苹果糖心不易保存的问题，未检索到相关公开专利文献，故关于糖心苹果采后贮藏保鲜技术记载较少。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种苹果糖心抗消解保鲜方法，该方法在采摘期之前使用IAA、GA3分子共激发促进糖心形成，提高糖心苹果的产出，采摘后采用NO进行处理，之后注射L-半胱氨酸微胶囊糖心保持剂，复合作用降低山梨醇脱氢酶的活性，延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，之后将苹果在冰温条件下进行气调(氧气2.5％，二氧化碳低于1.5％，湿度90％-95％)贮藏，延长糖心自然消失所需的时间，延长了糖心苹果的销售期，具有较大的经济效益。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种苹果糖心抗消解保鲜方法，方法步骤包括：采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成→NO处理降低山梨醇脱氢酶活性→注射L-半胱氨酸糖心保持剂→冰温气调贮藏。
而且，采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成具体为利用激发剂在采前果实着色期对果实表面进行喷洒，激发剂由20mg/LGA3，50mg/LIAA和水组成，按质量百分比计：
GA3 5-9％；
IAA 1-5％；
余量为水。
而且，NO处理降低山梨醇脱氢酶活性具体为采后用20-30μmol/L的NO对无病虫害、无机械损伤的苹果进行熏蒸处理，处理时间为3-6h。
而且，注射L-半胱氨酸糖心保持剂，控制糖心品质，具体为在NO熏蒸处理后，注射0.1-0.3mL的L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂降低山梨醇脱氢酶的活性。
而且，L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂制备工艺如下：
①制备柠檬酸-苹果酸复合钾盐营溶液：
配制柠檬酸、苹果酸水溶液，在混合水溶液中加入碳酸钾，在28-42℃反应，制成柠檬酸-苹果酸复合钾盐营溶液；
②制备L-半胱氨酸微胶囊：
壁材：以质量分数计，取3-5％海藻酸钠、5-8％明胶、15％L-半胱氨酸加入到PH6.5的无菌磷酸缓冲液中溶解，65℃水浴加热，搅拌至溶解脱泡的凝胶状液体，在此条件下，使用高速剪切预乳化机进行乳化，时间为3-5min，直至形成均匀的乳状液，在50℃条件下，恒温搅拌10min，利用醋酸调节pH值为4.5-5.5，促使胶体凝聚；
芯材：以质量分数计，取10-20％的L-半胱氨酸加入到去离子水中，用醋酸调整PH为4-4.8，持续搅拌20min，得芯材溶液；
冻干制得微胶囊：取等体积的芯材溶液和壁材溶液，混合均匀，混合溶液喷射到5％CaCl2溶液中，用磁力搅拌器搅拌，形成胶囊，过滤，并用蒸馏水将胶囊冲洗3次，即得湿胶囊，将湿胶囊冷冻干燥36h，制得冻干微胶囊；
③制备L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂
按比例将10-30％L-半胱氨酸微胶囊加入到柠檬酸-苹果酸复合钾盐溶液中，搅拌均匀后按需求调节成pH值为4-6的糖心保持剂。
而且，步骤①中钾(K)∶柠檬酸(CA)∶苹果酸(MA)摩尔比为8～10∶4～6∶5～7。
而且，冰温气调贮藏条件为：
氧气 2.0-3.0％，
二氧化碳低于1.5％，
湿度 90％-95％，
温度 －2～0℃。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明方法在采前果实发育阶段多次喷施糖心激发剂，激发剂包括吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA3)，通过IAA和GA3对山梨醇代谢的影响来调节果实中山梨醇的含量，促进糖心的形成，保证糖心的品质。
2、本发明方法在苹果采后先使用NO对糖心苹果进行熏蒸处理，山梨醇脱氢酶催化域中的半胱氨酸残基通过巯基与NO分子结合发生亚硝基化作用，导致本来具有氧化还原能力的Zn2+失去氧化功能，不能脱去山梨醇中的氢，功能蛋白SDH失活，之后注射L-半胱氨酸糖心保持剂，通过降低糖心部位的pH值和L-半胱氨酸对山梨醇脱氢酶的抑制作用，降低山梨醇脱氢酶的活性，达到保存糖心品质的目的。
3、本发明方法在采后先使用NO对糖心苹果进行处理，使功能蛋白SDH失活，从而降低山梨醇脱氢酶的活性，达到保存糖心品质的目的，之后将苹果在在冰温条件下进行气调(氧气2.0～3.0％，二氧化碳低于1.5％，湿度90％-95％，－2～0℃)贮藏，以延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险。
4、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种苹果糖心抗消解保鲜方法，该方法在采摘期之前使用IAA、GA3分子共激发促进糖心形成，提高糖心苹果的产出，采摘后采用NO进行处理，之后注射L-半胱氨酸微胶囊糖心保持剂，复合作用降低山梨醇脱氢酶的活性，延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，之后将苹果在冰温条件下进行气调贮藏，延长糖心自然消失所需的时间。在应用中采用本方法的果实从采收到入库贮藏120天水心病褐变的风险为0.35％，有效延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，延长了糖心苹果的销售期，具有较大的经济效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明提供一种苹果糖心抗消解保鲜方法，在果实着色期喷洒激发剂，使SDH代谢阻逆，在果心附近积聚山梨醇，形成高品质糖心；采摘后先用20μmol/LNO进行5h的熏蒸处理，之后在果柄处注射L-半胱氨酸糖心保持剂0.1ml，降低山梨醇脱氢酶活性，防止糖心部位的糖分被山梨醇脱氢酶转化为果糖，使糖心消失；最后将苹果在冰温条件下进行气调(氧气2.5％，二氧化碳低于1.5％，湿度90％-95％)贮藏，以延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险。
具体的：
采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成→NO处理降低山梨醇脱氢酶活性→注射L-半胱氨酸糖心保持剂→冰温气调贮藏：
1、采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成
外源IAA能够提高发育前期果实中山梨醇脱氢酶SDH活性，促进苹果原生质对山梨醇的主动吸收，GA3是通过影响山梨醇的转载对其代谢底物的量进行控制，进一步影响山梨醇代谢的速率和进程。两者协同作用可以使SDH代谢阻逆，进而在果新鲜附近积聚山梨醇，形成糖心。
激发剂由20mg/LGA3，50mg/LIAA和水组成，按质量百分比计：20mg/LGA3占5-9％，50mg/LIAA占1-5％，余量为水。在果实着色期喷洒激发剂。
糖心分级标准如下：(6级)
一级(极轻微)：糖心部分仅仅在果实维管束周围,直径不超过1毫米。
二级(轻微)：糖心部分在果实维管束周围,直径不超过2.5毫米。
三级(中度)：糖心部分在果核周围呈放射状分布,糖心部分细长状(宽度不超过5毫米，长度不超过20毫米)，分散不连片。
四级(较严重)：糖心部分在果核周围呈放射状分布,糖心部分呈细长状(宽度超过5毫米)，分散、少量连片，糖心部分未延伸到果皮。
五级(严重)：糖心部分在果核周围呈不规则片状分布,部分糖心症状延伸到果皮。
六级(极严重)：糖心部分大面积连片分布，多数糖心部分延伸到果皮。
以阿克苏红旗坡果园为试验对象，开花后150天喷施，同时采摘，结果如下表1
表1喷施浓度对糖心形成的影响
2、NO处理降低山梨醇脱氢酶活性
针对糖心苹果糖心化程度降低或者消失的问题，首先采用20μmol/L的NO对无病虫害、无机械损伤的苹果进行熏蒸处理5h，因为NO抑制山梨醇脱氢酶活性的分子机理，山梨醇脱氢酶催化域中的半胱氨酸残基通过巯基与NO分子结合发生亚硝基化作用，导致本来具有氧化还原能力的Zn2+失去氧化功能，不能脱去山梨醇中的氢，功能蛋白SDH失活，从而降低山梨醇脱氢酶的活性，达到保存糖心品质的目的。
具体的，采后用20-30μmol/L的NO对无病虫害、无机械损伤的苹果进行熏蒸处理，处理时间为3-6h。
NO熏蒸后0℃贮藏30天后测定SDH酶活、山梨醇含量及果糖含量，结果见下表2。
表2NO熏蒸对苹果山梨醇脱氢酶活性及山梨醇含量的影响
3、注射L-半胱氨酸糖心保持剂，控制糖心品质
L-半胱氨酸中含有巯基，可以抑制苹果组织中NAD+-SDH山梨醇脱氢酶的活性，而且PH值：4.5～5.5。NAD+-SDH山梨醇脱氢酶催化山梨醇氧化为果糖pH要求在7.5-10.5之间，最适pH为9.6；催化果糖还原成山梨醇的反应pH要求低于7.5(5.0-7.5)，最适pH为6.0。
故在NO熏蒸处理后，注射(0.1-0.3mL)L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂降低山梨醇脱氢酶的活性，达到了保存糖心品质的目的，L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂制备工艺如下：
①制备柠檬酸-苹果酸复合钾盐营溶液：
配制柠檬酸、苹果酸水溶液，在混合水溶液中加入碳酸钾，在28-42℃反应，使得钾(K)∶柠檬酸(CA)∶苹果酸(MA)摩尔比达到10∶5∶7，制成柠檬酸-苹果酸复合钾盐营溶液；
②制备L-半胱氨酸微胶囊：
壁材：以质量分数计，取3-5％海藻酸钠、5-8％明胶、15％L-半胱氨酸加入到PH6.5的无菌磷酸缓冲液中溶解，65℃水浴加热，搅拌至溶解脱泡的凝胶状液体，在此条件下，使用高速剪切预乳化机进行乳化，时间为3-5min，直至形成均匀的乳状液，在50℃条件下，恒温搅拌10min，利用醋酸调节pH值为4.5-5.5，促使胶体凝聚。
芯材：以质量分数计，取L-半胱氨酸10-20％加入到去离子水中，用醋酸调整PH为4-4.8，持续搅拌20min，得芯材溶液。
冻干制得微胶囊：取芯材溶液，加入等体积的壁材溶液，混合均匀，混合溶液喷射到5％CaCl2溶液中，用磁力搅拌器搅拌一定时间，形成胶囊，过滤，并用蒸馏水将胶囊冲洗3次，即得湿胶囊，将湿胶囊置于冷冻干燥36h，制得冻干微胶囊。此方法包埋率最高可达64.63％。
③制备L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂
按比例将10-30％L-半胱氨酸微胶囊加入到柠檬酸-苹果酸复合钾盐溶液中，搅拌均匀后按需求调节成pH值为4-6的糖心保持剂。
注射后0℃贮藏120天后测定糖心保持率/％和糖心褐变率/％，比较结果见表3。
表3注射糖心保持剂对糖心苹果的影响
处理 糖心保持率/％ 糖心褐变率/％
空白 18.5 9.4
0.1％ 49.8 3.3
0.3％ 76.2 1.7
4、冰温气调贮藏，降低糖心褐变风险
将苹果贮藏在气调状态(氧气2.5％，二氧化碳低于1.5％，湿度90％-95％，温度－1.5℃)下，以延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险。
贮藏120天后测定硬度/kg·cm3、固酸比糖心保持率/％及糖心褐变率/％，结果见下表4。
表4本发明处理后气调贮存与未处理0℃贮存糖心苹果品质对比
未处理0℃贮存 本发明处理后气调贮存
硬度/kg·cm3 6.9 7.4
固酸比 49.78 53.39
糖心保持率/％ 20.18 89.47
糖心褐变率/％ 5.2 0.35
在应用中采用本方法的果实从采收到入库贮藏120天水心病褐变的风险为0.35％，有效延长糖心自然消失所需的时间，降低糖心褐变风险，延长了糖心苹果的销售期，具有较大的经济效益。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (4)

1.一种苹果糖心抗消解保鲜方法，其特征在于：方法步骤包括：采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成、NO处理降低山梨醇脱氢酶活性、注射L-半胱氨酸糖心保持剂、冰温气调贮藏，采前IAA、GA3分子共激发促进糖心形成，具体为利用激发剂在采前果实着色期对果实表面进行喷洒，激发剂由20mg/L GA3，50mg/L IAA和水组成，按质量百分比计：
GA3 5-9％；
IAA 1-5％；
余量为水，
NO处理降低山梨醇脱氢酶活性，具体为采后用20-30μmol/L的NO对无病虫害、无机械损伤的苹果进行熏蒸处理，处理时间为3-6h，
注射L-半胱氨酸糖心保持剂，控制糖心品质，具体为在NO熏蒸处理后，注射0.1-0.3mL的L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂降低山梨醇脱氢酶的活性。
2.根据权利要求1所述的一种苹果糖心抗消解保鲜方法，其特征在于：L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂制备工艺如下：
①制备柠檬酸-苹果酸复合钾盐溶液：
配制柠檬酸、苹果酸水溶液，在混合水溶液中加入碳酸钾，在28-42℃反应，制成柠檬酸-苹果酸复合钾盐溶液；
②制备L-半胱氨酸微胶囊：
壁材：以质量分数计，取3-5％海藻酸钠、5-8％明胶、15％L-半胱氨酸加入到PH6.5的无菌磷酸缓冲液中溶解，65℃水浴加热，搅拌至溶解脱泡的凝胶状液体，在此条件下，使用高速剪切预乳化机进行乳化，时间为3-5min，直至形成均匀的乳状液，在50℃条件下，恒温搅拌10min，利用醋酸调节pH值为4.5-5.5，促使胶体凝聚；
芯材：以质量分数计，取10-20％的L-半胱氨酸加入到去离子水中，用醋酸调整PH为4-4.8，持续搅拌20min，得芯材溶液；
冻干制得微胶囊：取等体积的芯材溶液和壁材溶液，混合均匀，混合溶液喷射到5％CaCl2溶液中，用磁力搅拌器搅拌，形成胶囊，过滤，并用蒸馏水将胶囊冲洗3次，即得湿胶囊，将湿胶囊冷冻干燥36h，制得冻干微胶囊；
③制备L－半胱氨酸微胶囊糖心保持剂
按比例将10-30％L-半胱氨酸微胶囊加入到柠檬酸-苹果酸复合钾盐溶液中，搅拌均匀后按需求调节成pH值为4-6的糖心保持剂。
3.根据权利要求2所述的一种苹果糖心抗消解保鲜方法，其特征在于：步骤①中钾(K)∶柠檬酸(CA)∶苹果酸(MA)摩尔比为8～10∶4～6∶5～7。
4.根据权利要求1所述的一种苹果糖心抗消解保鲜方法，其特征在于：冰温气调贮藏条件为：
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