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发布时间:2020-06-30 09:23:51

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作者:李庆鹏、郭芹、李述刚 等 编著

出版社:化学工业出版社

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石榴贮藏保鲜加工与综合利用

石榴贮藏保鲜加工与综合利用试读:

前言

石榴(Punica granatum L.)原名安石榴,又名金罂、金庞、钟石榴等,为石榴科(Punicaceae)石榴属(Punica L.)植物。原产于西域,汉代时传入我国。我国的石榴栽培历史悠久,除极寒地区外,在我国亚热带及温带地区的二十多个省、市、自治区均有栽培,我国石榴栽植总面积共210万余亩,年产量约200万吨。然而,鲜食石榴的贮藏保鲜技术一直是困扰石榴产业健康发展的瓶颈。如何有效减少石榴采后损失、提高石榴附加值已成为我国鲜食石榴产业亟待解决的重大问题,加强石榴采后成熟衰老的生物学基础研究、提高采后石榴贮运保鲜和精深加工水平,增加石榴产品品质及市场竞争力,对保证石榴产业持续健康发展具有重要意义。

近年,本团队承担了农业部公益性行业科研专项“园艺作物产品加工副产物综合利用”(项目编号201503142)、“湖北省荆楚卓越农林人才协同育人计划”等项目和课题。在石榴贮藏保鲜及加工领域进行了多年深入研究,攻克了一批关键技术难关,取得了一批科研成果,培养了一批技术人才。特在此基础上编写了《石榴贮藏保鲜加工与综合利用》一书。本书共分7章:第1章为石榴贮藏保鲜加工与综合利用的概述,介绍我国石榴贮藏保鲜和加工技术现状、存在的问题以及贮藏保鲜加工的发展方向。第2章为石榴贮藏加工特性,介绍了影响石榴贮藏的因素、适宜贮藏加工的主要石榴品种及石榴的贮藏和加工特性。第3章为石榴化学组成及品质变化,介绍了石榴贮藏过程中的化学成分变化、蒸腾作用及成熟衰老相关的代谢。第4章为石榴生理病害及其防治方法,介绍了石榴侵染性和非侵染性病害、石榴果实的虫害及防治方法。第5章为石榴贮运保鲜技术,介绍了石榴采收前的农业生产管理、采收方法和入贮前管理、采后分级及包装技术、贮藏保鲜方法。第6章为石榴深加工技术,介绍了石榴汁、石榴酒、石榴果醋的加工技术及石榴皮渣的综合利用技术。第7章为石榴加工产业相关技术标准,介绍了石榴农药残留标准及石榴汁、石榴果酒和石榴果醋加工技术标准。本书汇集了本团队及本领域的最新成果,在内容上更加突出系统性、新颖性和创新性,旨在为石榴贮藏保鲜加工与综合利用提供有益的参考和指导,进而为我国石榴加工行业的科技创新提供技术支撑。

本书第1章由湖北工业大学李述刚副教授和塔里木大学王萍副教授编写,第2章和第7章由贵州省现代农业发展研究所李咏富副研究员编写,第3章由中国农业科学院农产品加工研究所郭芹副研究员编写,第4章由新疆农业科学院农产品保鲜与加工研究所吴斌研究员编写,第5章由中国农业科学院农产品加工研究所李庆鹏副研究员编写,第6章由中国农业科学院农产品加工研究所顾丰颖博士编写。郭芹和李庆鹏负责完成了全书的统稿和修订工作。段玉权、车凤斌、王锋、田竹希、徐宇、陈燕、魏佳、陈爽、郑佳丽、彭佳、杨妍、郭楠也参与了本书的部分统筹与审稿工作。在编写过程中参考了国内外有关专家学者的论著,在此表示最衷心的感谢。本书得到国家重点研发计划项目NQI专项“粮油、果蔬等农产品废弃物资源化技术及其标准研究”(课题编号2018YFF0213505)的子课题“石榴皮渣膳食纤维制备及苹果酵素加工技术规范研究与标准制定”(子课题编号2018YFF0213505-02)的资助。

鉴于作者水平所限以及石榴贮藏保鲜加工与综合利用研究领域的发展迅猛,书中内容难免有偏颇或疏漏之处,恳请各位读者批评指正。编著者2018年5月第1章 概述

石榴(Punica granatum L.)原名安石榴,又名金罂、金庞、钟石榴等,为石榴科(Punicaceae)石榴属(Punica L.)植物;原产于西域,汉代时传入我国,在我国的栽培历史悠久。石榴树种具有抗旱耐瘠薄、抗盐碱性强等特点,适宜栽植范围较广,在土壤pH为4.5~8.2时,除极寒地区以外各地均有分布,地理上主要分布于北纬23°至北纬40°的地区。石榴成熟于中秋、国庆两大节日期间,是馈赠亲友的喜庆吉祥佳品。成熟的石榴果皮颜色通常呈鲜红或粉红色,果皮极易开裂,露出晶莹如宝石般的籽粒,酸甜多汁,回味无穷。石榴也常因其果皮色彩鲜艳、果肉子多饱满,而被广泛用作喜庆水果,象征多子多福、子孙满堂。

石榴归属浆果类,目前我国已有100多个栽培品种(包括食用、观赏品种及其变种等)。根据古籍文献记载的针对石榴果实颜色和风味等方面的差异,《本草纲目》将石榴分为酸和淡两种,《广群芳谱》中将石榴分为甜、酸、苦三种等。目前主要的分类标准多以石榴植株在栽培目的、果实成熟早晚、果皮颜色、果实风味和籽粒形状等方面的差异来区分,即按栽培目的可将石榴分为食用品种和观赏品种;按成熟果皮色泽分为红皮类、青皮类、白皮类及紫皮类;按成熟时果实的大小分为大果型类、中果型类和小果型类;按成熟后籽粒风味分为甜石榴类和酸石榴类;按成熟后籽粒口感分有硬籽石榴类和软籽石榴类等。1.1 我国石榴产业现状

我国石榴资源丰富,除极寒地区外,在我国亚热带及温带地区的20多个省市自治区均有栽培,全国石榴栽植总面积为210万余亩,年产量约200万吨,目前已超过伊朗石榴栽植面积,位居世界第一位。我国石榴大多以产果为主,其主要产区有:陕西的临潼、乾县、三原;安徽的怀远、濉溪、巢湖;河南的荥阳、开封、封丘、巩义、洛阳;江苏的苏州、南京、徐州;云南的蒙自、巧家、建水、呈贡;四川会理和新疆的喀什、阿克苏及和田等地。新疆石榴尤其是和田皮山县和喀什叶城县的石榴因其果大质优而闻名于世;四川会理盛产青皮、红皮软籽石榴,会理石榴唐朝时期即为皇帝御定贡品,每年由南诏王送入宫中,举世闻名。1.1.1 石榴贮藏保鲜技术现状

石榴原产波斯(今伊朗)一带,是在公元前二世纪时传入我国的,因其营养丰富、药用价值高、保健功能强,越来越受到人们的重视,其消费群体也在不断增加,产业得到迅猛发展。然而,鲜食石榴的贮藏保鲜技术一直是困扰石榴产业健康发展的瓶颈。传统的石榴贮藏保鲜方法有堆藏、挂藏、袋藏、罐藏、沟藏和井窑贮藏等,此类方法简便易行,但其总体贮藏保鲜效果有限。近年来,国内外不少学者对采后石榴果实的褐变、腐烂、病害和冷害等的发生机制进行了一系列研究,探索了SO熏蒸、茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯处理石榴等保鲜2技术手段,在此基础上研究开发了气调贮藏、涂膜保鲜和物理化学复合保鲜技术等,这些方法在一定程度上显著提高了石榴鲜果贮藏保鲜的效果,但由于我国果蔬产业发展的不均衡性,在鲜食石榴采后贮藏保鲜生物学基础研究以及长时间、远距离物流运输和低能耗贮藏保鲜技术等方面的发展还相对滞后,当前石榴贮运保鲜所面临的主要问题是对与石榴品质相关的成熟、衰老的关键基础理论缺乏深层次的认识,对于石榴采后营养品质和生物活性物质变化及其对衰老的调控仍缺乏系统和深层次的认识,这极大限制了石榴保鲜和减损的关键新技术研发,尚未从根本上解决采后石榴的贮藏保鲜和贮运问题。因此,如何有效减少石榴采后损失已成为我国鲜食石榴产业亟待解决的重大问题之一,加强石榴采后成熟衰老的生物学基础研究、生鲜石榴品质劣变和腐烂发生的机理及对外源因子的生理应答机制的研究,在真正意义上为石榴贮藏保鲜技术的研发和革新提供理论指导,对保证石榴产业持续健康发展具有重要意义。1.1.2 石榴加工技术现状

石榴以其独特的风味和营养以及观赏价值高而跻身于我国重要的特色经济林树种之一,目前我国石榴生产已从零星分散向大规模商品化生产基地发展,鲜食、加工与观赏相结合的生产格局已初步形成。根据对石榴加工程度不同可以将其划分为三个层次:一是产地初加工,即利用石榴某一器官或部位为原料做初步的简单加工,如石榴汁、石榴茶的加工等,其中代表性的有山东枣庄石榴茶、陕西红牌石榴果汁饮料等;二是产地深加工,是对初加工的产品或副产物做进一步的加工处理,如石榴酒、石榴醋、石榴籽油等,代表产品有新疆和田石榴酒和陕西丹若尔石榴醋等;三是高附加值精深加工,对石榴的原料进行精深加工,如从石榴果实、皮渣或石榴籽中提取纯化高活性的功能性成分或中间体用以制成化妆品、药品和保健食品等,进而可显著提高其产品附加值。

石榴的综合利用和深度开发将会大力推动我国石榴产业的规模化发展,所以我们应当因地制宜地加大石榴高附加值产品的研制与开发力度。从目前发展情况来看,我国对石榴资源的开发利用还远远不够,为充分发挥我国石榴资源优势,对其进行有效的利用和开发,实现果农增收、企业增效和产业升级,从而有效推动我国石榴产业发展,使之成为富民工程和品牌农业,为此,我们应该重点做好以下几方面工作:产前,开展石榴种质资源、新品种培育工作,大幅度提高优质品种生产比例;产中,集成、示范、推广优质石榴高效省力栽培技术,不断提高石榴生产产量与质量;产后,突破鲜食石榴采后贮运和精深加工关键技术,大力研发相关新技术及新设备,优化生产工艺,提高石榴采后保鲜和加工技术水平,提高其产品附加值和市场竞争力,满足人们日益增长的物质需求。总之,只有通过不断自主创新,不断增加和提高石榴加工高新产品数量和质量,不断提高采后石榴贮运保鲜和精深加工水平,不断提高其产品品质及市场竞争力,才能促进该产业健康快速发展。1.2 石榴的价值1.2.1 石榴的营养价值

石榴的营养丰富,其果实各组成部分均含有多种人体所需的营养成分,每百克石榴中所含营养成分见表1-1。石榴汁中含有丰富的有机酸、糖类、蛋白质、脂肪、维生素C和B族维生素以及钙、磷、钾等矿物质,其中维生素C的含量比苹果高1~2倍,对人体非常有益,特别是植物雌激素对女性更年期综合征、骨质疏松症等疾病的功效备受关注;石榴汁中含有17种游离氨基酸和17种水解氨基酸。矿质元素K、Na、Ca、Mg、Cu等含量较高,这些元素被人体吸收后,在生长发育中起到了很大的作用。石榴籽中含有丰富的脂肪酸,主要有棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、油酸、亚油酸和二十碳烯酸等。石榴籽脂肪酸中,饱和脂肪酸占4.43%,其余95.57%均为不饱和脂肪酸。新鲜石榴果皮中主要含鞣质类成分,占10.4%~21.3%,还含有蜡、树脂、甘露醇、糖、树胶、菊粉、果胶、草酸钙、异槲皮苷和石榴皮碱等;石榴果实除含有上述常见的营养素外,随着近几年人们对石榴功能成分和药理的深入研究,发现石榴还含有一些其他水果没有或含量很少,但具有很高生理活性的特殊的生物活性成分。表1-1 石榴的营养成分(每100g中含量)注:引自杨月欣《中国食物成分表2017》。1.2.2 石榴的药用价值

石榴具有极高的药用价值,石榴皮、根、花皆可入药,是集药、食、补三大功能为一体的食品,其主要功能性活性成分见表1-2。一直以来,石榴被广大营养学家誉为“天下奇果,九州名果”等美称。石榴皮中含有丰富的苹果酸、鞣质、生物碱等成分,有关实验表明,石榴皮具有明显的抑菌和收敛功能,能使肠黏膜收敛,使肠黏膜的分泌物减少,可用于治疗“久泻、久痢、便血、脱肛、崩漏、带下和虫积腹痛等”,对痢疾杆菌、大肠杆菌有较好的抑制作用;石榴花则有止血功能,用石榴花泡水洗眼,还有明目的效果;石榴根含异石榴皮碱、伪石榴皮碱、甲基异石榴皮碱等生物碱,有驱虫、抗菌、抗病毒等作用;石榴籽用于传统医药中,具有“主治胃寒症及一切胃病”的功效,石榴籽中含有大量的油脂,主要以不饱和脂肪酸为主,其含量高达90%以上,研究发现石榴籽油可引起乳腺癌细胞凋亡;石榴汁几乎含有各种天然抗氧化成分,如酚类物质、类黄酮、花青素、类胡萝卜素、植物雌激素等,因此,石榴汁有助消化、抗胃溃疡、软化血管、降血脂、降血糖、降低胆固醇等多种功能,可防止冠心病、高血压,可达到健胃提神、增强食欲、益寿延年之功效,对饮酒过量者,还有解酒奇效。此外,无论是鲜榨取的石榴果汁还是发酵后的石榴酒,其类黄酮的含量均超过红葡萄酒,近年来,类黄酮作为可中和人体内诱发疾病与衰老的氧自由基,特别是植物雌激素,对女性更年期综合征、骨质疏松症等疾病的功效备受关注。表1-2 石榴主要功能性活性成分一览表1.3 我国石榴生产流通及采后贮运保鲜中存在的问题

石榴果形奇特,色泽艳丽,营养丰富,鲜食味美可口,具有多种保健功能,深受广大消费者青睐。但采后鲜食石榴果实的品质是决定其商业价值的重要因素,石榴鲜果因其收获的季节性强,易造成积压滞销,需要进行长期的贮藏保鲜或远距离运输,加之,由于石榴采后果实萼筒对呼吸强度和蒸腾作用影响较大,贮运期间极易出现果皮褐变、失水皱缩、籽粒花青素降解以及果实腐烂等问题,导致石榴的商品价值严重降低。因此,石榴的采后贮藏保鲜技术对于提高其贮运保鲜能力,延长消费半径,满足人民生活需求具有重要的意义。

引起采后石榴鲜果腐败变质的因素有很多,首先是受石榴果实本身特性的影响较大,由于石榴鲜果果皮脆薄、极易损伤,加上其本身含水量极高且含有丰富的糖类等营养物质,在采后极易发生腐烂变质。其次,贮藏期间的环境条件对石榴贮运保鲜影响显著,由于石榴在我国的成熟时期多为夏秋高温季节,温度、湿度、气体浓度等环境因素对其贮藏保鲜影响显著。其中温度是影响石榴贮藏的关键因素,它对石榴的品质控制主要表现在对其呼吸作用的影响上,目前,我国各个石榴主产区都有不同的贮藏温度,石榴的最佳贮藏温度是将石榴的生理活动降到最低,而又不导致其活性的失调;贮藏湿度是影响石榴贮藏效果的另一重要因素,生产中多通过改变蒸气压的高低来控制石榴组织的水分从而保持石榴的新鲜程度;气体浓度亦是影响石榴贮运保鲜的重要因素,生产上多以低O和高CO等来抑制乙烯的产生,22从而延缓石榴成熟和衰老的过程,达到延长贮藏寿命的目的。1.3.1 贮藏保鲜技术匮乏

随着农产品生产、保鲜、贮运物流和深加工等技术的迅猛发展,人们对高品质农产品的追求越来越高。但是新鲜的石榴大多集中在每年的9~10月份上市,从目前的保鲜现状来看,还难以实现周年供应,这足以说明石榴的保鲜技术还有很大的发展空间。传统的贮藏技术不仅贮藏时间短,而且果实的品质也难以得到保障。在一些偏远、经济相对落后地区现行的石榴贮藏保鲜技术还比较粗放,这给石榴的品质保障和效益提升埋下了不少隐患。此外,针对鲜食石榴的采后生物学特性以及在贮藏保鲜过程中引起石榴腐败变质的微生物菌相等的基础研究薄弱,加上如何将当下成熟完善的农产品贮运保鲜技术快速推广到各个石榴产区还面临着不少技术难题。因此,无论从石榴贮运保鲜基础研究方面,还是市场供应技术集成和应用示范方面,要使我国石榴贮运保鲜产业走上现代绿色、高效发展之路还有很长的路要走。1.3.2 物流配送体系不完善

从目前的石榴分布来看,我国石榴主产地多集中在偏远地区,以新疆为例,从新疆将新鲜石榴运输到人口相对集中的中部或东部经济较发达地区,其直线运输距离均在3000km以上,且由于石榴采后季节和气候等因素,运输中温度等外界条件的变化会直接影响石榴的内在品质。而我国低温物流产业起步较晚,现行的物流配送技术体系远不能满足特色石榴产业发展需求,目前大部分石榴在长途运输中仍处于常温状态,在运输途中由于振动造成的机械损伤和高温密闭环境引起的果实生理伤害等会严重影响石榴的贮藏效果。此外,由于缺乏针对鲜食石榴在采后物流配送的标准规程和资金、技术等保障,鲜食石榴采后物流配送体系还不完善。因此,全程的冷链物流、规范的贮运规程以及充足的资金保障和稳固的政策支持将是石榴贮运亟待解决的瓶颈问题。1.4 石榴贮运保鲜与加工的发展方向

就石榴的产业现状来看,我国在石榴采后保鲜和加工领域有着巨大的市场潜力,提高贮运保鲜与加工技术水平不仅可以给石榴产业带来高额的附加值,而且可为社会带来可观的经济效益和社会效益。1.4.1 科技创新是实现我国石榴贮藏保鲜和加工产业技术升级的有力保障

近年来,我国虽然在农产品贮藏保鲜和精深加工等方面取得了长足进步,然而,我国特色果蔬产业长期以来大多更重视采前栽培和病虫害防治管理等工作,而相对忽视了采后贮运保鲜和精深加工等技术的研发,再加上在石榴主产地生产和加工标准与规范相对缺乏,所以导致我国石榴产业整体出现鲜果腐烂率高、精品率差和高附加值石榴产品的市场占有率低等现状。对石榴等特色果蔬采后处理过程中尚未完全解决产地分选、分级、贮藏保鲜及冷藏运输等整套技术问题,致使石榴在采后流通过程中损失严重。因此,科技创新不但能减少石榴资源损失,提升产品附加值,并可从根本上解决石榴资源的高效、综合利用问题,进而实现我国石榴贮藏保鲜和加工技术升级。(1)突破鲜食石榴贮藏保鲜关键技术 相对落后的石榴贮藏保鲜技术已明显制约了石榴产业的发展,只有加快技术研发,快速突破一大批制约鲜食石榴贮藏保鲜的关键技术方可带动产业高效健康发展。因此,在石榴贮藏保鲜方面,可针对我国石榴种质资源现状,对其采后生物学基础进行研究,借此探明石榴采后贮藏保鲜相关机制;与此同时,在产地分级等方面可以通过集成目前在农产品贮运和加工中得到广泛应用的计算机视觉处理技术、光学检验或数字图像处理技术等,解决石榴产地高效、精准分级问题;在高效贮藏保鲜等方面可以通过整合物理(低温、气调、真空包装、无菌包装、单果塑膜密封)贮藏、化学保鲜(激素类处理、复合涂膜处理等)和生物保鲜(拮抗菌、菌相控制等)等复合保鲜处理技术,使之协同作用,快速突破这些关键技术,进而带动石榴产业稳步发展。(2)搭建现代化石榴冷链物流配送体系 农产品物流的现代化、信息化、智能化与低碳化技术,全产业链品质质量过程控制开发是提升现代农产品采后减损和价值提升的关键,利用快速预冷和节能冷藏已经成为生鲜农产品物流配送的主流。因此,在鲜食石榴物流配送方面,冷藏车、冷藏集装箱、冷藏货架等完善的冷链系统已经成为未来石榴贮运的方向。相比传统的运输系统,这些高新技术可最大限度地减少石榴采后运输的机械损伤、尽可能大地抑制其呼吸作用,进而有效解决石榴远距离运输出现的腐败变质问题。石榴冷链物流配送体系的构建不仅可延长石榴的货架期,而且可显著保持采后石榴的品质。因此,搭建现代化的石榴冷链物流配送体系是实现鲜食石榴远距离运输和长时间贮藏的根本途径。(3)提升我国石榴现代加工与绿色制造技术 一直以来,我国石榴加工业由于起步较晚、规模较小、加工工艺较落后及装备水平较差等问题,严重制约了行业的整体快速发展。例如在石榴汁的加工过程中易发生褐变、清汁过滤后易产生后混浊现象、在加工过程中存在过度加工造成营养损耗、浓缩过程中存在芳香物质易逸散等问题,这些一直是困扰大多数生产企业的技术难题。

基于此,研究石榴加工高新技术,促进产业升级发展迫在眉睫。即在新产品开发方面,可借助现代食品加工新技术和新手段,大力发展方便休闲制品,如将石榴制成日常生活食品如蛋糕、沙拉或用作炒菜的佐料;综合利用石榴的叶、汁、籽、皮资源,开发新型石榴混合营养饮料,如茶、果汁、果酒、果醋等,不断丰富石榴制品市场;在精深加工方面,大力开发石榴资源中功能成分提取及分离技术,集成石榴汁高效绿色浓缩、减损存储以及石榴多酚、石榴精油的冷榨提取和分离技术,将其制成保健食品、护肤美容化妆品和药品等,即通过新产品创制和关键技术的升级换代,不断提高相关生产企业的经济效益和产品市场竞争力。总之,只有加快现代石榴加工与绿色制造技术发展,加速技术创新步伐,促使我国石榴产业快速步入更好更快的高速发展轨道。1.4.2 标准化、规范化是石榴产业健康可持续发展的根本之路

规范化、标准化是农业产业化经营和农产品进入现代化经营的关键,是食品工业产业化生产的客观需要,也是现代农产品质量安全的基本保证,更是我国农产品进入国际市场的通行证。即需要在石榴主产区和加工企业确定一些通用的生产操作规程,通过各种形式的标准化宣传、培训,不断普及和推广石榴的无公害、绿色、有机生产等标准化技术,以适应当前快速发展的石榴市场需要,满足人们日益增长的消费需求。

总之,只有通过突破现代食品生鲜物流和绿色制造关键技术,集成石榴复合保鲜及精深加工核心技术,通过延长特色石榴产业链,不断提升高端石榴加工产品的市场竞争力,进而实现石榴产业综合效益的全面提高,快速推进我国特色石榴产业健康高效发展。参考文献

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在我国,石榴品种的分类尚缺乏统一的标准,分类主要是通过以下两种方式:一是以地名作为石榴的名称;二是根据石榴的形态特征、果实风味、成熟期及用途等进行分类。石榴果实的种间差异主要表现在果皮厚度、果皮颜色、果实大小、果粒颜色及风味等方面的不同。

果皮厚度是影响石榴贮藏特性的重要因素,同时,果皮厚度也是石榴的重要果实特征指标之一。果皮的厚度及厚度差对果实的采摘、包装、运输、销售和食用有重要的影响。薄皮品种,由于果皮的厚度小,因碰撞、挤压等外力作用影响,在采摘、搬运过程中容易造成果粒破碎,造成果实内部损伤,引起石榴在贮藏期间的果肉褐变及腐烂变质。对于果皮较厚的品种,外力作用对果实内部结构影响较小,不易伤及果实的内部结构。此外,果皮厚的品种,也有利于石榴果粒水分的保持。

一般来说,石榴果实的两端最厚,而中间(距顶端1/2处)最薄,距顶端四分之一处较薄。厚度差绝对值是指距离果实顶端1/4和1/2处的果皮厚度平均值之间差值的绝对值,厚度差绝对值可以较好地反映石榴果皮的厚度情况及厚度变化,为石榴采摘和采后处理提供科学依据。

反映果实外在品质的重要指标有单果重、果皮厚度和新鲜籽粒百粒重等。传统上,常常以果实纵、横径来比较果实的大小,而在自动化分级技术中,平均单果重量是衡量果实大小的重要指标。根据石榴成熟后的平均单果重,将其分为以下几种:单果重大于400g的为特大果型;300~400g的为大果型;150~300g的为中果型;单果重小于150g的为小果型。

水果内在品质的指标有可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸的含量以及糖酸比等,它们决定了果实的风味,同时也影响着水果的经济价值和消费量。不同品种的石榴,不仅形态特征各异,它们的营养成分及风味也有很大的不同。即使是同一品种的石榴,其果实品质也有较大的差异。石榴中可溶性糖、总酸、维生素C及总酚含量随品种的不同均有较大的差异,并且这些物质的含量也会影响到石榴的贮藏与加工。石榴果实的可溶性糖含量随着贮藏时间的增加会逐渐减少,因此,长期贮藏的石榴应选择可溶性糖含量高、糖酸比高的品种。2.1.1.2 气候、地理和环境条件(1)气候 石榴冬季休眠期能耐-16℃的低温,当温度降至-17℃时开始出现冻害,部分枝条会死亡,而在-20℃时大部分已冻死。耐寒性是制约石榴生产发展的关键因素之一。(2)地理条件对石榴品质的影响 不同的地理条件下,石榴果实的品质也呈现较大的差异,这主要取决于种植地区的日照时间、降水量及昼夜温差等。(3)环境条件对石榴裂果的影响分析 石榴裂果是影响其采后贮藏的最主要因素,石榴裂果也是影响石榴品质、产量的主要问题之一。石榴裂果与多种气象因子相关,如降水、温度、相对湿度及光照等。

①石榴裂果与降水的关系 裂果率与降水量多少无相关性,但裂果率同降水天数成正相关。随着连续降水天数的增加裂果率明显增大,特别是大于10天以上。这可能是由于连续阴雨天气条件下,空气的湿度过大,光照差,影响石榴外果皮发育,与此同时,果粒会过度吸水膨胀,容易出现裂果。

②石榴裂果与温度的关系 温度对裂果的影响与果实所处发育期及降水相关。果实膨大期和成熟期是石榴发生裂果最为严重的时期。高温和阳光直射会破坏、损伤石榴果皮组织,且在果实膨大后期及成熟期,果皮组织细胞自然衰老、分生能力变弱,果皮组织延展性降低,当果皮承受能力达到极限时导致果皮开裂。夏季高温天气集中,相对湿度较低,此期正处于石榴果实籽粒迅速膨大时期,如突遇强降雨,会加重石榴裂果。昼夜温差较大,也容易引起石榴裂果。

③石榴裂果与相对湿度的关系 单从石榴裂果与相对湿度来看,当环境相对湿度大于80%,且持续时间较长时,裂果率明显增加。且相对湿度越高,石榴裂果率越大。

④石榴裂果与光照的关系 日照时数长,裂果率大。特别是由于春剪和夏剪的过度修剪,果实因缺少遮挡而部分遭受暴晒或雨淋,更容易造成石榴果实裂果。裂口往往是阳光直接照射部位。

有效控制并降低石榴裂果发生的具体措施包括:①调节温、湿条件。通常采用树盘地膜覆盖、园地覆草、增施肥料等方法,满足石榴生长发育所需要的环境条件,降低裂果率。②套袋处理。套袋可为果实提供可调控的微环境,对温度、湿度有一定的缓冲作用,使果实局部微环境保持相对稳定,减少骤冷骤热及降雨造成果实的生理变化,从而起到保护果实、防止裂果的作用。套袋不仅能有效防止裂果,还能改善果实商品性能,使果面光洁细腻、色泽好,且可防止病虫侵入,减少农药与果实的接触,生产绿色无污染果。袋子在采摘前25天去除,以利于石榴果皮着色。③适时分批采收。成熟的石榴应尽早采摘,原则是“早坐果的早采,晚坐果的晚采”。降水是造成石榴裂果的主要气象因子之一,如采摘期遇到降雨,等果实表面水分散失后要及时采收。

气象因子对石榴裂果率的影响显著。在相同气象条件下,不同品种裂果率有较大差异,但裂果发生的时期相近,各气象因子对裂果率的影响也大致相同。生长发育期的石榴裂果主要发生在长时间阴雨天气下,果实因过度吸水而发生裂果;石榴裂果主要在果实膨大期和成熟期,特别是在气象条件(温度、湿度、日照、降水等)剧烈变化时,会加重石榴果实裂果。在持续高温干旱天气条件下,如突遇强降雨,或阴雨连绵突遇晴热天气等情况,则裂果现象更加严重。

因此,重视石榴生产栽培技术,通过采用合理施肥、树盘覆草或覆膜、果实套袋及合理修剪等综合配套措施,使石榴裂果损失降到最低程度,提高石榴质量。结合天气预报,采取必要手段,避免裂果的大面积发生。2.1.2 影响石榴贮运保鲜效果的采后因素

石榴属非呼吸跃变型果实,采后无呼吸高峰,自身乙烯产生量极少,对外源乙烯反应也不明显。果实采后没有后熟,但果实仍进行正常的呼吸作用。温度、相对湿度、气体成分、机械损伤及微生物作用是影响贮藏寿命的主要的环境因素,控制这些因素可降低果实呼吸强度、减少腐烂病害。通过对石榴采后贮藏温度、相对湿度、气体成分、环境净度进行适当控制,在避免机械损伤的条件下,可有效地延长石榴贮藏期,保持果实良好品质。2.1.2.1 温度(1)温度对石榴采后呼吸率的影响 温度是石榴采后质量控制的最关键因素,主要影响其呼吸作用。石榴的最佳贮藏温度应该是能使其最低限度地维持正常生理活动而又不会导致其生理失调的温度。温度过高,呼吸作用较强,水分、养分损耗加快;降低温度有利于降低果实呼吸速率,当温度从15℃降低到5℃时,呼吸速率可下降68%左右。(2)温度与贮藏期 降低贮藏温度,可以明显提高石榴的贮藏期。22℃下,石榴可贮藏4周左右,但腐烂率极高。当贮藏温度降至10℃时,贮藏期可增加到12周左右;当温度在5~8℃时,贮藏期可达到16周以上。具体贮藏时间因石榴品种而异,对于耐贮石榴品种,5~8℃下,其贮藏期甚至可以达到5个月(20周以上)。

随着贮藏期的延长,不适的低温会对果实造成生理损伤,冷害的发生程度与贮藏温度及贮藏时间密切相关。大多数石榴品种不能承受过低的温度,温度降低到4℃以下,大部分石榴品种的果实出现冷害现象,如外表皮凹陷褐变、软化腐烂。冷害指数(chilling injury index)是评价石榴在低温条件下耐受的能力,冷害指数越高说明该石榴品种对此低温越敏感。冷害指数的计算依据以下公式:  (2-1)

式中,CII表示冷害指数;N表示受冷害的果实数;L表示受冷害ii的级别;N表示果实总数;L表示受冷害的最高级别。冷害级别0max根据果面上冷害斑的程度确定,正常为0级,1/4以下冷害面积为1级,1/4~1/2冷害面积为2级,1/2以上冷害面积为3级。

石榴贮藏保鲜的最佳温度在5~8℃,在此温度范围内,石榴果实在整个贮藏期发生冷害的概率较低。0~4℃下果实开始显示出低温不耐性,开始出现冷害现象;果实贮藏8周后,果实内部隔膜开始出现褐变,且果粒色泽下降,甚至开始褐变;12周时果皮开始发生褐变,且后期褐变速度加快。0℃下果实冷害较严重,在贮藏4周后果实表面因冷害及失水出现轻微凹陷斑,并随贮藏时间的延长而逐渐加重;果实贮藏8周后,表面凹陷连成大面积褐色斑块,白色隔膜也出现褐变。当石榴在冰点及以下温度贮藏时,石榴果实会发生冻害,果粒结构会被组织内及细胞间隙形成的冰晶体所破坏,导致组织液流出,对组织细胞造成不可逆性破坏。一般来说,寒温带9月份以前成熟的石榴贮藏温度在5~8℃,9月份以后采收的石榴贮藏温度略有降低,通常控制在3.5~4.5℃。(3)温度对石榴品质的影响 合适的贮藏温度可以降低采后石榴果实的生理代谢水平。不同贮藏温度下,果实采后的可滴定酸及可溶性固形物含量的变化不大。但贮藏初期,温度降低,石榴中可滴定酸的含量及可溶性固形物的含量均有一定程度提升。在不产生冷害现象的前提下,贮藏温度对石榴籽粒色泽的影响还不确定。有研究指出,贮藏温度对籽粒的颜色品质有较大的影响,而有的研究则表明温度对籽粒颜色无显著影响,这可能与石榴的品种差异有关,对于籽粒颜色较深的品种,温度的影响可能并不明显,对于籽粒颜色较浅的品种,温度对其花色苷含量的影响较为突出。贮藏温度对石榴果实中的总酚含量无显著影响。(4)温度与褐变 褐变是石榴果实采后保鲜面临的主要问题之一,也是影响石榴品质的重要因素。贮藏时间越长石榴果实的褐变现象越严重。果实的自然衰老和采后失水、低温冷害、热伤害、机械损伤及气体伤害(高CO、低O)等逆境胁迫都会引起石榴褐变。由上22述因子引起石榴果皮褐变的症状很难区分,褐变一旦发生,其诱发因素就很难确定。冷害首先表现为石榴果实隔膜褐变、籽粒褪色,最后才是果皮的褐变,果实隔膜褐变是冷害现象特有的特征之一。因此,冷害的发生比较隐蔽,且冷害往往是不可逆的。

褐变指数是评价果实褐变情况及保鲜条件有效性的重要指标。褐变指数由式(2-2)计算。根据石榴果实表面积的大小,对石榴褐变程度进行分级:0级(无褐变,褐变面积为0)、1级(轻微褐变,0<褐变面积<5%)、2级(轻度褐变,5%<褐变面积<10%)、3级(中度褐变,10%<褐变面积<30%)、4级(重度褐变,30%<褐变面积<60%)、5级(极度褐变,褐变面积>60%)。  (2-2)

式中,BI表示褐变指数(browning index);N表示褐变果实数;iL表示褐变等级;N表示总果实数;L表示最大褐变等级。i0max

冷害是导致石榴低温贮藏期间褐变的主要原因之一。贮藏温度在5~8℃时,果皮褐变程度最轻。贮藏温度在0~4℃时,贮藏前期石榴果皮褐变情况较轻,但随着贮藏时间的延长果皮褐变指数急剧上升,这与石榴果实的冷害程度加重有关。石榴果皮褐变出现的时间、褐变程度与贮藏温度密切相关,5~8℃下,果皮褐变出现较晚,症状较轻。冷害现象还表现在细胞膜透性破坏、膜脂过氧化产物丙二醛含量升高及酚类物质的氧化降解等生理变化方面,这些生理变化也与贮藏温度相关。0~4℃下,上述生理变化发生在贮藏前期,5~8℃下,上述生理变化发生在贮藏后期。因此,上述生理变化可以作为预测石榴果实在低温胁迫下发生冷害的判断指标;结合果实内部、外观症状可以区分褐变诱因。

不同温度对石榴果实褐变发生的影响存在着两种不同的情况,5~8℃下石榴果皮的褐变是因衰老而引起的,0~4℃下石榴果皮的褐变是低温冷害引起的。2.1.2.2 相对湿度

相对湿度是影响石榴贮藏保鲜的另一重要因素,提高贮藏条件下的相对湿度有利于降低石榴的失重,保持石榴新鲜度。石榴在采后贮藏过程中非常容易失水。采收后石榴果实无法进行水分补充,如果失水过多容易萎缩,故只能通过保持一定的环境湿度,减少果实内外的蒸汽压差,降低组织水分散失。石榴贮藏适宜的相对湿度为90%~95%,湿度过低,果皮失水干缩、褐变,严重影响商品价值;当环境湿度大于95%时,病原菌、腐败菌的繁殖速度加快,石榴的腐烂率也随之增大。在适当的环境湿度条件下,配合低温贮藏(5~6℃),石榴的贮藏期可以达到3~5个月。

相对湿度对石榴贮藏期间的水分损失有重要影响。贮藏期间石榴水分的损失情况通过失重率[式(2-3)]来考察。  (2-3)

式中,W为样品初始质量;W为贮藏一定时间后的样品质量。0S2.1.2.3 气体成分

气体成分是影响石榴贮藏保鲜的一个重要环境条件,气调保鲜是石榴贮藏保鲜常用的技术手段之一。调节石榴贮藏环境的气体成分能有效抑制果实的呼吸作用。增加CO浓度、降低O水平能降低呼吸速22率,抑制乙烯的生成,延缓果实的自然衰老,减少病害的发生,延长贮藏期限和货架期。通常情况下,氧气浓度降到5%以下,石榴的呼吸强度才会明显降低。但氧气浓度过低会诱发无氧呼吸,呼吸底物消耗增加,同时积累乙醇、乙醛等物质,导致低氧伤害。所以,石榴贮藏时比较合适的氧气浓度为2%~4%、二氧化碳浓度为1%~3%。此外,短时间(5~15h)的高二氧化碳处理也对石榴贮藏保鲜有利。控制气体组分可抑制病原菌生长和传播,气调贮藏或自发气调贮藏与其他处理方法相结合时也可有效抑制石榴发生霉菌腐烂。合理的温度控制和气体组分调节还可降低石榴因果皮褐变、冷害及水分流失所造成的品质劣变。2.1.2.4 机械伤

机械伤是造成石榴采后品质下降的原因之一。外力容易破坏石榴籽粒结构,造成多酚氧化酶类与空气接触,使得石榴籽粒发生酶促褐变,造成品质的下降。同时组织液的流出,容易使石榴籽粒感染致腐微生物(酵母、霉菌),导致石榴的腐烂变质。2.1.2.5 微生物作用与净度

石榴贮藏后期容易发生腐烂,腐烂多发生在靠近果实萼筒的部位。引起腐烂的病原菌在石榴栽培过程中已经寄生于这个部位,随着贮藏时间的延长,果实自身抵抗能力下降,病状开始显现。发病初期石榴果实出现水浸状斑块,发病后期果实表面密生黑褐色、细沙大小的颗粒状物,发病后症状主要表现为软腐和干腐。石榴容易感染的真菌包括黑曲霉、产紫青霉、石榴鲜壳孢、石榴小赤壳孢和石榴外壳孢5种,其中石榴鲜壳孢是引起石榴干腐病的主要致病真菌,而导致石榴软腐的主要病原真菌是葡萄座腔菌;导致石榴贮藏期间腐烂变质的病原菌为紫变青霉菌。

为防止石榴发生腐烂,贮藏之前需进行预防处理,如使用一些抑菌物质,如氟菌腈、山梨酸钾处理石榴后可以抑制由葡萄孢属引起的石榴灰霉病。此外,包装材料也对石榴的贮藏起到重要作用,如用25μm的无孔聚丙烯薄膜包装石榴,然后在低温下贮藏,腐败率较低。

净度也是影响石榴贮藏保鲜的基本要素之一,可分为贮藏环境净度和贮藏本体的净度。无菌、卫生、整洁的贮藏环境对防止真菌孢子扩散,减轻贮藏病害的发生极为重要,因此,石榴贮藏过程中首先一定要保持环境的干净卫生,以达到良好的净度;其次,在进行贮藏保鲜前及贮藏过程中,要及时剔除有病害个体,防止致病微生物侵染。2.2 适宜贮藏加工的主要石榴品种2.2.1 适合贮藏的石榴品种

适合贮藏的石榴品种应当满足以下几个基本条件:①果实的果皮厚,有利于保持石榴果粒的水分;②果实成熟时,裂果率低;③成熟期晚,有利于减少贮藏成本。2.2.1.1 泰山红

泰山红是发现于泰山南麓庭院的一种石榴。其果实大,近圆球形,平均单果重400g,最大果重750g;果面光洁,鲜红色;籽粒大,鲜红色,平均百粒重54g;汁多味甜;含可溶性固形物16%~17%;核软可食,耐贮藏。9月下旬至10月上旬成熟。采收时遇阴雨裂果轻。2.2.1.2 天红蛋

天红蛋石榴树势强健,植株高大,耐干旱,耐瘠薄,抗风耐寒,丰产稳产;枝条细而密,茎刺多而硬;萌芽力、成枝力均较强;多年生枝灰褐色,大枝上老翘皮常呈片状或小块状脱落,干上多生瘤状突起;叶小,叶片呈长椭圆形;花鲜红色;果实大,果均重300g,最大单果重670g;果个头整齐,籽粒较大,汁多味甜,可溶性固形物15%~16%,品质上等;裂果轻,耐贮藏;成花容易,结果早,稳产高产。2.2.1.3 峄城软籽

峄城软籽是山东省枣庄市峄城区的特有品种。其果实近球形,平均单果重360g,最大果重650g;果面光洁,底色黄绿,阳面粉红色,果粒晶莹透亮,汁液较多,可溶性固形物10%~13%,百粒重40~60g,品质优,9月中下旬成熟。2.2.1.4 净皮甜

净皮甜又叫净皮石榴、粉红石榴,产地陕西临潼。其树冠半圆,树势强健,抗旱耐瘠,多年生枝灰褐色;叶较大,长椭圆形或披针形;果实较大,圆形,平均单果重240g,最大可达690g,果实美观艳丽,阳面果色鲜红,背阴果面粉红鲜嫩。果皮底色为淡黄白色,光洁无锈,果皮较薄,成熟时遇雨易裂果;籽粒大,粉红色,味甜多汁,可溶性固形物13%~16%,品质上等。2.2.1.5 喀什噶尔石榴

皮亚曼1号:果实近圆形,呈棱状。一级果平均单果重697g,最大单果重875g;籽粒红色,果皮较厚,果型较大,百粒重50.2g;出汁率37.71%,味甜,果汁玫瑰红色,色素含量高。

皮亚曼2号:果实近圆形,一级果平均单果重726g,最大单果重1050g;果皮厚0.5cm,淡黄白色,籽粒重占果实重的45.7%;可溶性固形物含量18.9%,品质上等;汁多,出汁率34.44%,味甜,果汁玫瑰红色,色素含量高。

大籽甜石榴:分布在叶城、喀什市。果实硕大,圆球形,皮底色淡黄披粉红彩;浆果粒大透亮,汁多味甜,品质极上;平均单果重500g,最大单果重750g。9月下旬成熟,可溶性固形物16.2%。

酸石榴:分布在叶城、喀什、库车、吐鲁番,果型大,扁圆形,皮色黄绿、披红霞;浆果粒中,鲜红色,汁多味酸;单果重500g左右,9月下旬成熟,可溶性固形物16%,较耐贮藏。2.2.1.6 其他品种

其他耐贮藏的品种包括:临选2号、临选8号、临选14号、豫石榴1号、豫石榴3号等。2.2.2 适合加工的石榴品种

石榴主要是作为鲜食水果,其加工品多为鲜榨果汁。近年来,随着石榴产量的逐渐增加,越来越多的石榴被用于加工生产果汁。果汁加工需要果粒着色良好(紫红色)的品种。用于果汁生产的石榴品种应满足以下几点要求:拥有较高的可食率与出汁率;适度的酸甜风味(糖酸比),以及较低的单宁含量(≤0.25%)。适合榨汁的石榴品种,其出汁率应高于40%,固形物含量介于17.0%~18.5%,酸度(以柠檬酸计)0.81%~1.23%。用于果醋、果酒加工的石榴品种也应该选择固形物含量高、出汁率高的石榴品种。2.2.2.1 河阴软籽石榴

产地:河南省郑州市荥阳。河阴石榴可食部分比例高,约占果实的61.8%,出汁率高达90%以上。河阴石榴在未成熟时含蔗糖较多,在成熟期蔗糖含量逐渐减少,而转化糖逐渐增多,固形物含量17%~18%,总糖含量达14.0%~17.8%。石榴果实中含有苹果酸和枸橼酸,含量因成熟度而异,一般为0.4%~1.0%,所以石榴果实酸甜适口。石榴果实富含维生素C,每百克含11mg。该品种不仅可作为生食鲜果,亦可加工成饮料,还可以酿酒和制醋。2.2.2.2 大红甜

大红甜又名大红袍、大叶天红蛋,是临潼产区主栽品种。该品种不耐贮藏,其果实大,圆球形,单果重300~400g,最大单果重1200g;果皮较薄,果面光洁,底色黄白,彩色浓红,外形极美观;籽粒大,百粒重37.3g,果粒鲜红或浓红色,汁液多,风味浓甜而香,近核处放射状“针芒”极多;可溶性固形物含量高,品质优。9月上中旬成熟,采收时遇连阴雨时裂果较轻。2.2.2.3 开封铁皮石榴

该品种果皮呈铁青色,个大皮薄,粒大鲜艳,味甜多汁,籽小渣软,出汁率高,其可食部分中可溶性固形物含量高,其中糖类占17%,脂肪、蛋白质各占0.5%,维生素C高出苹果2倍。2.2.2.4 世纪红

该品种是以地方良种早红甜石榴为母本、新疆大红袍石榴为父本进行人工定向杂交选育而成。其树势中庸,早果丰产,抗寒耐热,抗旱抗病,耐瘠薄能力强;果实大,近圆形,单果重400~1278g,果皮光洁,呈鲜红或浓红色,果实外观佳,汁液多,风味浓甜而香,可溶性固形物含量17%,品质上等。8月下旬成熟,为目前国内综合性状最好的石榴换代品种之一。2.2.2.5 巨籽蜜

产地:山东省枣庄市。单果重500~700g,果实近圆形,果面鲜红、平滑、有光泽;果皮黄白色,厚度0.4cm左右;籽粒特大,平均百粒重69g,为国内石榴所罕见;籽粒深红色,软仁,味浓甜,多汁,含可溶性固形物22.6%,品质上等。9月上旬成熟。其适应性强,抗旱、耐瘠薄,比大马牙、青皮甜、红皮甜抗冻害能力强。2.2.2.6 大红一号

大红一号石榴果为圆形,单果重500~800g,最大果重1400g,皮色鲜红,光洁艳丽;果皮厚0.5cm,籽粒红色,百粒重55g,营养丰富,含糖量17%,可溶性固形物含量19%以上,富含钙、磷、铁等微量元素,味甜微酸,口感好,含果汁69%,品质极佳。2.2.2.7 其他品种

巴基斯坦的“Khandhar”,以色列的“Wonderful”,埃及的“Mangulati”,伊拉克的“Ahmar”“Aswad”和“Halwa”,以及美国的“Parepshell”和“AspanishRuby”等都是优良的用于生产果汁的石榴品种。国内的品种包括:豫石榴2号、淮北软籽系列品种(软籽1号、软籽2号、软籽3号)等。

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