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抗菌性折耳根提取液对蓝莓保鲜效果的影响

2017-09-04王磊明李洋张茜冯刚

食品研究与开发 2017年17期
关键词:耳根花青素提取液

王磊明,李洋,张茜,冯刚

(东北林业大学工程技术学院,黑龙江哈尔滨150040)

抗菌性折耳根提取液对蓝莓保鲜效果的影响

王磊明,李洋*,张茜,冯刚

(东北林业大学工程技术学院,黑龙江哈尔滨150040)

为探索蓝莓先进保鲜技术和充分利用折耳根的价值,为蓝莓保鲜技术提供理论依据。将浓度分别为0.2、0.6、1.0 g/mL的折耳根提取液以及对照组(蒸馏水)对蓝莓进行涂膜处理,测定在4℃条件下各组处理蓝莓的硬度、失重率、TSS、花青素、可滴定酸、VC、MAD和PPO酶的活性随时间的变化趋势,并对其指标随时间变化的值做了相关性分析。与对照组对比发现,各浓度折耳根提取液对蓝莓都有保鲜效果,随着浓度的增加保鲜效果增强,并且蓝莓各保鲜指标之间具有一定的相关性。折耳根提取液可以用于蓝莓保鲜并为果蔬保鲜效果提供参考。

蓝莓;折耳根提取液;保鲜指标;相关性分析

蓝莓为杜鹃花科(Ericaceae),越橘属(Vacciniumspp)植物中蓝果类型的果实,小浆果,近圆形或扁圆形,并披一层白色果粉,果肉细腻,种子极小。蓝莓风味独特,营养丰富,抗氧化活性高,堪称“世界水果之王”,被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[1-2]。蓝莓果中含有丰富的花青素、黄酮类化合物等多种生理活性成分,具有抗氧化活性[3]和保健功能[4]。在保鲜技术方面,于刚等[5]在距离紫外灯15 cm处对蓝莓进行0、30、60、120、240 s不同时长的 UV-C 辐射处理,对蓝莓进行30、60、120 s短波紫外线的处理,都可以增强保鲜效果,并且60 s处理时,保鲜效果最佳。姜爱丽等[6]采用体积分数为99.9%的高CO2处理蓝莓果实48、96、144 h,使蓝莓的延长期增加到50 d左右。于悦等[7]采用涂膜与生物防治结合的方法,制成含茉莉酸甲酯的生物活性膜,得到1.5%海藻酸钠+0.3%甘油+109CFU/mL罗伦隐球酵母+100 μmol/L茉莉酸甲酯进行对蓝莓涂膜处理可以延长蓝莓的保鲜期。张平等[8]采用4种调气嘴调控的塑料气调箱进行箱内气体成分变化规律及贮藏蓝莓的保鲜效果试验,得到塑料箱式气调保鲜技术贮藏蓝莓适宜的气体浓度为:CO210%~12%,O26%~9%,应用该技术贮藏蓝莓可比现有其它贮藏方法延长保鲜期30 d~40 d。方海峰等[9]探究了牛蒡对保鲜效果的影响,得到牛蒡提取液可以用于果蔬保鲜,最佳使用浓度范围为0.6 g/mL~0.8 g/mL。吴琼[10]以壳聚糖和海藻酸钠为成膜材料制备复合保鲜膜,弥补了单一成分膜的不足,同时以食品保鲜膜的性能要求为标准,对复合膜进行改善,测定复合膜的性质,并研究了其实际应用效果。

本研究的涂膜溶液采用的是折耳根提取液,折耳根,又名鱼腥草,因鲜草有鱼腥味而得名,折耳根是一味传统中药,全草入药,味辛,性微寒,入肝、肺经,有清热解毒、利尿消肿的功效。现代药理试验表明,折耳根具有抗菌、抗病毒、提高机体免疫力、化痰、利尿、抗癌等作用[11]。折耳根提取液中抑菌物质主要为鱼腥草素,医学研究表明,鱼腥草素对卡他球菌、金黄色葡萄球菌、流感杆菌、肺炎球菌有明显的抑制作用,对伤寒杆菌、钩端螺旋体也有较强的抑制作用[12-13],鱼腥草素与TMP配伍还有协同作用,细菌效果显著增强[14]。在浏览国内外相关文献后并没发现有研究者采用抑菌性物质折耳根提取液结合果蔬的生理生化指标相结合进行研究,本文旨在探究抑菌物质折耳根提取液结合喷雾式涂膜方式对蓝莓保鲜效果的影响,为我国蓝莓产业的健康发展提供支撑。

1 试验方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

试验的样品选用的是北村蓝莓,从哈尔滨市红旗乡中沃蓝莓基地采摘,选择成熟程度相同、大小基本相同,平均单果质量为1.4 g~1.8 g。采摘之后立刻运回到实验室,放在0℃条件下预冷0.5 h之后放在4℃温度下备用。折耳根:京东商城,送到后放在4℃的冰箱内备用。

1.1.2 仪器

CT3质构仪:Brookfield公司;紫外分光仪:上海仪电分析仪器有限公司;离心机:上海安享科学仪器厂;BCD-215SEBB多层温度冰箱:青岛海尔股份有限公司;FA2004B电子天平:上海舜宇恒平科学仪器有限公司;SPX-250BⅢ生化培养箱:天津市泰斯特仪器有限公司;手压式喷雾器:瑞普园艺有限公司。

1.2 保鲜液的制备

将折耳根用刀切碎,然后加入70%的乙醇溶液,在40℃恒温水浴中提取2 h后过滤3次,滤液旋转蒸发至1 g/mL,以蒸馏水为溶剂分别配置0.2、0.6 g/mL和1.0 g/mL的折耳根提取液,对照组(HK)为蒸馏水,折耳根提取液浓度的选定参考不同浓度下折耳根提取液的抑菌率的数值变化。

1.3 测定方法

1.3.1 喷雾式涂膜方法

把浓度分别为0.2、0.6、1.0 g/mL的折耳根提取液对各种蓝莓进行涂膜处理,涂膜量为刚刚浸湿蓝莓表皮,在蓝莓表皮自然干之后放在多层温度冰箱的4℃条件下里的聚氯乙烯盒中进行保存。

1.3.2 折耳根抗菌性测定

采用圆形薄片涂膜法进行测定。把浓度分别为0.2、0.6、1.0 g/mL的折耳根提取液涂在圆形小薄片上,然后分别放在含等浓度金黄色葡萄球菌的培养基里培养1 d进行测定。抑菌率采用紫外分光光度计在600 nm吸光度值的方法测定,这种方法依据的是细菌活动情况对紫外吸收的光谱吸收值的变化[15],测定3次求平均值,计算公式为:

式中:OD1为初始吸光度值;OD为24h吸光度值。

1.3.3 其他指标

失重率测定采用称重法,失重率/%=(贮前蓝莓重量一测定时蓝莓重量)/贮前蓝莓重量×100。硬度采用质构仪进行测量,选用直径为3 mm的圆形探头,测试速度为0.5 mm/s,触发力为7 g。每次对5个蓝莓进行测量,记录数据,并对蓝莓的平均硬度进行计算。可溶固形物(SSC)采用GY-3果实硬度计测定;可滴定酸采用标准NaOH滴定法进行测定;VC采用KIO3滴定法进行测定;丙二醛(MDA)含量,采用硫代巴比妥酸比色法测定;花青素采用紫外分光光度计测定;多酚氧化酶采用邻苯二酚比色法进行测定。

1.4 数据分析

采用Excel记录数据,用Origin2015进行图形的绘制,采用SPSS19.0进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 折耳根的抗菌性分析

不同折耳根提取液浓度的抑菌率见图1。

图1 不同折耳根提取液浓度的抑菌率Fig.1 The antibacterialates of different concentration of houttuyniae extract

折耳根提取液的抗菌性采用抑菌率进行描述,折耳根提取液浓度为0.2 g/mL时抑菌率为25.1%,随着折耳根提取液浓度的升高,提取液中抗菌物质的浓度升高,抗菌性逐渐增强,当折耳根提取液浓度为1.0 g/mL时,抑菌率为100%。由于折耳根提取液对金黄色葡萄球菌有抑制作用,并且折耳根天然无毒物质,可以尝试用折耳根提取液进行果蔬保鲜。

折耳根提取液抗菌性测定结果见图2。

图2 折耳根提取液抗菌性测定Fig.2 Houttuyniae extract determination of antimicrobial properties

图1中小薄片含折耳根提取液分别为0.2、0.6、1.0 g/mL,从图中可以看出,含折耳根提取液小薄片周围金黄色葡萄球菌无法生存,并且随着折耳根溶液的浓度增加,小薄片周围的无菌环面积越大,说明折耳根的提取液具有抗菌性,并且随着折耳根浓度增加抗菌性逐渐增强。

2.2 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期硬度的影响

硬度是评价蓝莓品质的一种重要指标,它决定了蓝莓的货架期。果实的硬度可以反映其细胞壁构成物质、细胞间结合度以及相关分解酶的变化[16]。蓝莓在贮藏期间硬度随时间的变化结果见图3。

由图3可以看出蓝莓的硬度随时间先升高然后下降,在0~5 d蓝莓的硬度随时间逐渐升高,5天之后又逐渐降低。0.2 g/mL折耳根提取液处理的蓝莓和对照组差别不明显(p>0.05,0.6 g/mL和1.0 g/mL折耳根液处理的蓝莓和对照组差异极其显著(p<0.01),并且0.2、0.6、1.0 g/mL折耳根液处理的蓝莓的硬度差异仍然显著(p<0.05),说明随着折耳根提取液的浓度增加,蓝莓的硬度损耗明显降低。由于折耳根提取液对蓝莓果实表皮细菌具有明显的抑制作用,降低了细菌对蓝莓的侵害,特别是蓝莓根蒂部位的侵害。折耳根提取液对细菌的抑制减缓了蓝莓中胶层和纤维素等物质的分解,有效减缓了蓝莓采摘后硬度的降低。

图3 蓝莓在贮藏期间硬度随时间的变化Fig.3 The hardness changes of blueberry during storage

2.3 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期失重率的影响

水分是维持细胞生命活动的主要成分,蓝莓果肉内只有水分充足,蓝莓的细胞才会比较膨胀,细胞组织才能呈现坚挺脆嫩的状态,才能使蓝莓的表现一定的弹性和硬度。蓝莓的水分损失是由于细胞组织和外界的空气水势梯度和呼吸作用形成的,也就是所谓的蒸腾作用。蓝莓在贮藏期间失重率随时间的变化结果见图4。

图4 蓝莓在贮藏期间失重率随时间的变化Fig.4 The weight loss rate changes of blueberry during storage

由图4可以看出,蓝莓的失重率随着时间的增加而增加,经越高浓度的折耳根液处理的蓝莓,失重率升高的越慢,0.2、0.6、1.0g/mL折耳根液处理的蓝莓的失重率差异仍然显著(p<0.05),说明随着折耳根提取液的浓度增加,蓝莓的失重率随时间有着显著的降低。0.6 g/mL和1.0 g/mL折耳根液处理的蓝莓的失重率差异并不是很明显(p<0.05)。折耳根提取液有效降低了细菌对蓝莓表皮纤维素的破坏,减少了蓝莓细胞组织和外界空气的接触,降低了水分的散失。如果蓝莓的水分损失过多,会出现萎蔫、疲软的形态,并且表皮失去光泽,降低了品质,增加了销售的难度。

2.4 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期TSS的影响

果实中可溶性固形物是评价果实质量好坏的一项重要标准,可溶性固形物中主要成分为可溶性糖。蓝莓在贮藏期间TSS随时间的变化结果见图5。

图5 蓝莓在贮藏期间TSS随时间的变化Fig.5 The TSS changes of blueberry during storage

由图5可以看出,可溶性固形物随着时间的增加先升高后下降的趋势,对照组在0~15 d内上升趋势较为明显,15 d~20 d内上升较慢,20天以后呈下降的趋势。试验组在前10天上升较趋势明显,20天后也逐渐下降,对照组可溶性固形物的含量最高点比试验组较高。可溶性固形物随时间先上升后下降,是由于蓝莓果实内的果胶、淀粉和纤维素等成分被其所对应的果胶酶、淀粉酶和纤维素酶分解为可溶性糖[17]。在贮藏的最初阶段,形成的可溶性糖大于呼吸作用消耗的可溶性糖,而随着时间的增加,形成的可溶性糖小于呼吸作用消耗的可溶性糖,所以蓝莓果实的可溶性糖含量呈先升高而后下降的趋势。在图中可以看出折耳根液处理过蓝莓可溶性固形物最高含量稍微有点降低,可溶性糖的含量和对照组相比下降趋势有点减缓,但不是很明显(p>0.05),说明折耳根液处理蓝莓对TSS固形物的影响并不是很明显。

2.5 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期花青素的影响

花青素是纯天然的抗衰老、抗氧化的营养成分,是评价蓝莓果实质量好坏的一项重要指标,客户在购买蓝莓时大多是比较看重蓝莓含有花青素的营养成分,蓝莓的花青素成分主要位于蓝莓的表皮,花青素在酸性条件下呈红色,在碱性条件下呈蓝色。蓝莓在贮藏期间花青素随时间的变化结果见图6。

如图6所示,蓝莓的花青素含量随时间呈先升高后下降的趋势。由于北村蓝莓的试样是从蓝莓基地采摘后立即送回实验室的,并且属于晚熟的蓝莓,所以随着时间的增加蓝莓中花青素也会一段时间内处于合成阶段。0~10 d内各组蓝莓花青素含量随时间变化无差异(p>0.05),10天以后0.6 g/mL和1.0 g/mL折耳根液处理的蓝莓的花青素含量和对照组相比显著性差异(p<0.05),0.2 g/mL折耳根液处理的蓝莓的花青素含量和对照组相比无差异(p>0.05)。说明折耳根提取液浓度较低时对蓝莓的花青素含量影响不大,随着折耳根浓度增加,对花青素的降低起到了减缓的作用。花青素位于蓝莓表皮的,折耳根液可以有效地抑制细菌对蓝莓表皮的侵害,所以会减缓花青素的下降。

图6 蓝莓在贮藏期间花青素随时间的变化Fig.6 The anthocyanins changes of blueberry during storage

2.6 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期VC的影响

VC是果蔬中一种重要的营养成分,具有抗氧化性和减缓衰老的作用。蓝莓在贮藏期间VC随时间的变化结果见图7。

图7 蓝莓在贮藏期间VC随时间的变化Fig.7 The VCchanges of blueberry during storage

如图7所示,蓝莓的VC含量随时间增加而降低,折耳根液处理的蓝莓的对VC的含量的变化有着显著的影响(p<0.05),并且随着折耳根浓度的增加,可以有效减缓VC含量随时间的下降,可能是折耳根提取液对VC的氧化有一定的抑制的作用。

2.7 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期可滴定酸的影响

蓝莓中可滴定酸的含量对其口感有着很大的影响,含糖量的多少决定着它的甜度,含酸的多少决定着它的酸度,可滴定酸是蓝莓保鲜的一项重要的指标。蓝莓在贮藏期间可滴定酸随时间的变化结果见图8。

由图8可以看出蓝莓的可滴定酸的含量随时间先下降后升高,因为随着果实的成熟,有机酸被逐渐分解形成糖类,果实由原先的酸涩逐渐变甜而可口,但是由于呼吸作用和蓝莓的细胞坏死,部分糖类转化成酸类的物质,所以蓝莓的可滴定酸又有上升的趋势。由图中可以看出折耳根提取液可以有效降低蓝莓果肉中可滴定酸含量的增加,与对照组相比差异显著(p<0.05)。折耳根提取液可以有效降低细菌对蓝莓根蒂的侵害而带来的细胞坏死,可有效抑制可滴定酸含量的增加。

图8 蓝莓在贮藏期间可滴定酸随时间的变化Fig.8 The titratable acid changes of blueberry during storage

2.8 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期MAD的影响

丙二醛(MAD)是蓝莓采摘后细胞膜脂发生过氧化反应而形成的,丙二醛的含量越高,说明果实的成熟程度甚至腐烂程度越大,所以丙二醛是保鲜效果评定的一项重要的指标。蓝莓在贮藏期间MAD随时间的变化结果见图9。

图9 蓝莓在贮藏期间MAD随时间的变化Fig.9 The MAD changes of blueberry during storage

由图9可以看出,蓝莓在最初期时丙二醛的含量迅速增加,然后又缓慢的上升,刚开始是由于成熟程度的增加,后来是因为蓝莓的腐烂。图9中显示,折耳根液处理过的蓝莓对丙二醛的升高有着很强的抑制作用,并且随着折耳根浓度的增加,抑制效果越明显(p<0.05)。由于折耳根提取液中含有多炔类和酚类物质,可以提高蓝莓的过氧化性,抑制细胞膜脂的过氧化速度[18],减缓了蓝莓的过氧化损伤。

2.9 不同浓度折耳根提取液对蓝莓贮藏期PPO酶活性的影响

多酚氧化酶(PPO)是植物中广泛分布的核基因编码的质体铜金属酶,与果实的褐变度有关,当果实受到机械损伤或病菌侵染后,PPO能迅速催化酚与O2发生氧化反应形成醌[19]。蓝莓在贮藏期间PPO时间的变化结果见图10。

图10 蓝莓在贮藏期间PPO时间的变化Fig.10 The PPO changes of blueberry during storage

由图10可以看出,多酚氧化酶随时间呈先上升后下降的趋势。0~20 d内折耳根液处理过的蓝莓和对照组的蓝莓对多酚氧化酶影响不大,20天后影响显著(p<0.05),这与细菌对蓝莓表皮的损害有关,随着折耳根液浓度的上升,可以减少细菌对蓝莓表皮的损害,对多酚氧化酶的降低有减缓作用。

3 各保鲜指标的相关性分析

相关性分析是反映各物之间的相关性或者变化步调一致情况。蓝莓各指标的相关性分析见表1。

表1 蓝莓各指标的相关性分析Table 1 The index of correlation analysis of blueberries

表1中的正值为变化趋势一致,负值为变化趋势不一致。硬度和失重率(r=-0.934)、VC(r=0.878)含量极显著相关,它们的变化分别为负相关和正相关,硬度随时间的变化趋势和失重率变化相反,VC和硬度随时间变化一致,其他组与失重率这组分析相似,从表中可以得出各种保鲜指标随时间变化相互之间有一定的相关性,一个指标变化也会引起其他指标的变化。

4 结论

折耳根提取液具有抗菌性,折耳根提取液浓度为0.2 g/mL时抑菌率为25.1%,随着折耳根提取液浓度的升高,提取液中抗菌物质的浓度升高,抗菌性逐渐增强,当折耳根提取液浓度为1.0 g/mL时,抑菌率为100%。不同浓度的折耳根提取液对蓝莓有着不同程度的保鲜效果,并且随着折耳根浓度的增加,保鲜效果越明显。在变化趋势中,硬度和VC随时间整体呈下降的趋势,失重率和丙二醛的含量随时间呈升高的趋势,花青素、可溶固形物和多酚氧化酶随时间呈先上升后下降的趋势,可滴定酸随时间呈先下降后上升的趋势,并且蓝莓各保鲜指标之间有一定的相关性,一个指标变化也会引起其他指标的变化。在后续研究中可以探索折耳根提取液和壳聚糖相结合,制成抗菌性壳聚糖生物膜来提高蓝莓的保鲜效果。

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Fresh-keeping of Antibacterial Houttuynia Extract to Blueberries

WANG Lei-ming,LI Yang*,ZHANG Xi,FENG Gang
(College of Engineering and Technology,Northeast Forestry University,Harbin 150040,Heilongjiang,China)

To explore the advanced fresh-keeping technology of blueberries and fully utilize the value of houttuynia,and provide the theoretical basis for blueberry preservation technology.The blueberries were treated with 0.2,0.6,1.0 g/mL houttuynia extract and the control group(distilled water)respectively.Every group's diversification of blueberries in hardness,weight loss rate,TSS,anthocyanin,titratable acid,VC,MAD and PPO enzyme activity were measured at 4℃,and the correlation was analyzed.Compared with the control group,it was found that all the extracts had a fresh-keeping effect on the blueberries,and the fresh-keeping effect increased with the increase of the concentration,and there was certain correlation between the fresh-keeping indexes.Houttuynia extract could be used to preserve blueberries and provide reference for the fresh-keeping effect of fruits and vegetables.

blueberries;houttuynia extract;preservation index;correlation analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.044

2016-11-04

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2572017 CB05);黑龙江省教育厅人文社科研究项目(12544018)

王磊明(1992—),男(汉),在读硕士研究生,主要从事蓝莓保鲜技术研究。

*通信作者:李洋,女,副教授,博士,主要从事冷链技术研究。

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