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四种保鲜处理对蛋黄果贮藏品质的影响

2021-09-08李文砚周彩霞卢美瑛黄丽君卓福昌

保鲜与加工 2021年8期
关键词:总酚涂膜蛋黄

李文砚,周彩霞,卢美瑛,黄丽君,韦 优,卓福昌,周 婧

(广西农业科学院广西南亚热带农业科学研究所,广西 崇左 532415)

蛋黄果(Lucuma nervosa A.DC.)属山榄科蛋黄果属多年生常绿果树,因其果肉含水量较少、呈粉质状,酷似煮熟的鸡蛋黄,故得名蛋黄果[1]。蛋黄果原产于古巴和南美洲热带地区,在世界各热带地区均有栽培,在我国海南、广东、广西、云南、福建等地有种植。蛋黄果树姿优美,果形美观,果皮正黄色,果肉营养丰富,富含植物多糖、淀粉、粗蛋白、VC 以及多种人体必需的氨基酸和微量元素等[2],具有帮助消化、降脂减压、美容养颜等功效,备受消费者喜爱。除鲜食外,蛋黄果还可被加工成果酱、奶油、饮料和果酒等[3],是极具开发潜力的热带亚热带水果。

蛋黄果属后熟型热带亚热带水果,室温(≥25 ℃)条件下只能存放5 d 左右,温度越高,果实所需后熟时间越短,进而加速果实变软、腐败,致使蛋黄果的生产和发展受到限制。因此,延长蛋黄果果实采后后熟时间,保持良好的生理品质是蛋黄果生产和开发中亟需解决的问题。目前国内外尚未见关于蛋黄果果实保鲜技术的研究报道,但已对多种水果(如草莓[4-5]、杨梅[6]、油桃[7]、香蕉[8])及蔬菜(如番茄[9-10]、黄瓜[11-12]、蘑菇[13-14])开展相关保鲜研究,方法主要有物理保鲜(气调保鲜、低温冷藏、辐射保鲜等)、化学保鲜(防腐剂保鲜、可食性涂膜保鲜等)和生物保鲜(生物拮抗保鲜、基因工程保鲜等)[15]。气调技术虽有贮藏保鲜的效果,但不同水果气调技术所需条件有较大差异,需进行大量试验,较耗时耗工;低温保鲜技术虽简单易操作,可达到蛋黄果保鲜效果,但不当的低温条件会导致蛋黄果实后续不发生后熟,进而不能食用;辐照保鲜虽高效、无污染,但仪器设备的花费较高;防腐剂存在对人体产生毒副作用隐患的可能;生物拮抗贮藏及基因工程保鲜具有操作复杂、花费较高的特点;可食性涂膜剂保鲜是通过阻隔外界环境,抑制水果呼吸和细菌生长等,进而延长水果保鲜期,具有安全、无毒、操作简单、成本低廉的特点。因此,鉴于上述原因,本文选择保鲜效果较佳的水杨酸(SA)、茶多酚(TP)、壳聚糖(CS)以及羧甲基纤维素钠(CMC)开展蛋黄果的保鲜研究,筛选保鲜效果最佳的可食性涂膜类型,以期为蛋黄果产业的进一步生产和发展奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

试验于2019 年1 月及2020 年1 月各开展1 次,以确保试验结果的可重复性。试验用果为蛋黄果“仙桃1 号”[16](广西南亚热带农业科学研究所蛋黄果生产区,22°20′13″N,106°47′3″E),选择成熟度一致(颜色一致)、大小适中(直径63~67 mm)、无病虫和机械损伤的新鲜果实,从树上剪下后立刻送至实验室,将果实表面灰尘擦拭干净后备用。本试验中所用试剂有:SA,河南郑州格贝斯食品添加剂有限公司;TP、CS、CMC 均购自浙江一诺生物科技有限公司;植物总酚ELISA 试剂盒,上海江莱生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

YP-B 型电子天平,蒲春计量仪器有限公司;GY-4型手持式数显果实硬度计,艾德堡仪器有限公司;CT-3031 型数字电导率仪,深圳市柯迪达电子有限公司;TG-16E 型高速离心机,博科集团;722N 型可见分光光度计,上海仪电控股公司;HH-6 型数显恒温水浴锅,鸿泽实验科技有限公司;BLO-50 型制冰机,中山永沃机械有限公司;DZF-6090 型真空干燥箱,晓晓仪器设备有限公司;LRH150B 型恒温振荡培养箱,聚创环保集团;LDZX-75L 型高压灭菌锅,申安医疗器械厂。

1.2 方法

1.2.1 最佳保鲜处理及浓度的筛选

通过查阅国内外文献,分别配制SA、TP 和两种可食性涂膜CS 和CMC 不同浓度梯度水溶液浸泡处理蛋黄果果实,SA 水溶液浓度梯度为0.05、0.10、0.20 g·L-1;TP 水溶液浓度梯度为1.0、1.5、2.0 g·L-1;CS 水溶液浓度梯度为5.0、10.0、15.0 g·L-1;CMC 水溶液浓度梯度为5.0、10.0、15.0 g·L-1。以清水为对照(CK),将上述处理分别浸泡蛋黄果果实20 min,捞出晾干后于室温(≥25 ℃)存放20 d,每个处理重复5 次,每天拍照观察不同处理的保鲜效果,以筛选最佳保鲜处理及浓度。

1.2.2 筛选出的保鲜处理最佳浸泡时间的选择

将筛选出的最优保鲜处理及浓度设置3 种不同的浸泡时间,分别为10、20、30 min,每组处理重复5 次。捞出晾干后,置于室温条件(≥25 ℃)贮藏20 d,以清水为对照,观察不同浸泡时间的保鲜效果。

1.2.3 测定项目与方法

以清水浸泡处理为对照,将筛选出的最佳保鲜处理、最佳浓度及最佳浸泡时间处理蛋黄果果实,重复5 次。捞出晾干后,置于室温条件(≥25 ℃)贮藏20 d,每4 d 检测果实失水率(%)、果肉硬度(N·cm-2)、电解质渗透率(%)、丙二醛(MDA)(nmol·g-1FW)、超氧化物歧化酶(SOD)(U·g-1FW)、多酚氧化酶(PPO)(U·g-1FW)及总酚(mg·g-1DW)的含量变化。

1.2.3.1 果实失水率和硬度

每天定时称量每组蛋黄果的质量,并记录;果实硬度采用GY-4 型手持式硬度计进行检测,挑取每个试验组中的蛋黄果各5 个,由果尖部位向下插入测量硬度并记录数据,单位为N·cm-2。

1.2.3.2 相对电导率

参照曾雯等[17]的方法测定:称取0.2 g 果肉,切碎后装入具塞试管中,加入10 mL 去离子水,充分振荡后于室温下浸提4 h,使用CT-3031 型数字电导率仪测电导率C1,再沸水浴20 min,冷却后测得电导率C2,相对电导率(%)按公式(1)进行计算。

1.2.3.3 MDA 含量

参照Liu 等[14]方法测定并改进:称取果肉0.1 g 加入1 mL TCA(5%)提取液冰浴匀浆,8 000×g,4 ℃离心10 min,取上清液,置冰上待测。测定步骤:①吸取0.3 mL 含0.67% TBA 的TCA(10%)混合于1.5 mL离心管中,再加入0.1 mL 样本,混匀;②95 ℃水浴中保温30 min(盖紧),置于冰浴中冷却,10 000×g、25 ℃离心10 min;③吸取200 μL 上清液于微量石英比色皿,分别测定532 nm 和600 nm 处的吸光值,记为A532和A600,ΔA=A532-A600。MDA 含量(nmol·g-1FW)按公式(2)进行计算。

MDA 含量(nmol·g-1FW)=[ΔA×V反总/(ε×d)×109]/(W×V样/V样总)=25.8×ΔA/W (2)其中:V反总为反应体系总体积,mL;ε 为丙二醛摩尔消光系数,其值为155×103L·mol-1·cm-1;d 为比色皿光径(1 cm);V样为加入样本体积,mL;V样总为加入提取液体积,mL;W为样本质量,g。

1.2.3.4 SOD 活性

参照Liu 等[14]方法测定:首先,将0.1 mL 酶提取物与2.4 mL 50 mmol·L-1磷酸盐缓冲液(pH 7.8)、0.2 mL 130 mmol·L-1蛋氨酸、0.2 mL 750 mol·L-1NBT、0.2 mL 100 mol·L-1EDTA 和0.1 mL 20 mmol·L-1核黄素混合。将反应混合物置于4 000 lx 辐照度下,25 ℃持续60 min。在560 nm 处测定反应混合物的吸光度。SOD的一个单位(U)定义为抑制NBT 光还原初始速率50%所需要的酶量。

1.2.3.5 PPO 活性

参照Liu 等[14]方法测定:首先,将0.1 mL 酶提取物与4 mL 0.1 mol·L-1磷酸盐缓冲液(pH 7.0)和1 mL 50 mmol·L-1儿茶酚混合。记录420 nm 处反应混合物的吸光度,3 min 内每间隔30 s 记录1 次,以每分钟增加0.01 OD 值定义为一个酶活单位(U)。

1.2.3.6 总酚含量

使用植物总酚ELISA 试剂盒提取,具体操作步骤如下:将样本烘干至恒重,粉碎,过40 目筛后,称取0.1g,加入2.5 mL 提取液,60 ℃振荡提取2 h。以10 000 × g、25 ℃下离心10min 后取上清液,用提取液定容至2.5mL,待测。分光光度计预热30 min,调节波长至760 nm,蒸馏水调零。按照试剂盒说明书进行操作。分别将对照管和测定管混匀,25 ℃静置10 min,于微量石英比色皿测定760 nm 处吸光值,ΔA=A测定-A对照。

标准曲线:y=5.615x+0.001 2,R2=0.999 4,总酚含量按照公式(3)进行计算。

其中:V样总为加入提取液体积,mL;V反总为反应总体积,mL;V样为反应中样品体积,mL;W为样品质量,g。

1.2.4 数据处理

所有数据均重复测定5 次,采用SPSS17.0 软件计算标准偏差(Standard Deviation,SD)并作图分析。

2 结果与分析

2.1 最佳保鲜处理及浓度的筛选

经过20 d 的对比观察发现,SA、TP 水溶液及两种可食性涂膜剂CS 和CMC 的保鲜效果均较清水对照好,其中经CMC 涂膜处理的蛋黄果果实光泽度增加,室温存放20 d 后仍保持完好状态,保鲜效果最佳;CS 处理的保鲜效果次之,能维持较完好状态,但第20 天开始果实出现腐败斑点;SA 和TP 处理的保鲜效果相对较差,分别于第16 天和第12 天开始出现霉斑。最终筛选出保鲜效果最佳的可食性涂膜剂为CMC,浓度为10.0 g·L-1,具体保鲜效果见图1。

图1 不同处理对蛋黄果采后保鲜效果的影响Fig.1 Effects of different treatments on preservation of postharvest Lucuma nervosa fruits

2.2 CMC 处理的最佳浸泡时间

为进一步明确蛋黄果浸泡最佳时间,本试验用10.0 g·L-1CMC 分别处理蛋黄果10、20、30 min,观察蛋黄果的外观变化。从图2 可以看出,贮藏20 d 时,10.0 g·L-1CMC 处理20 min 和30 min 的蛋黄果保鲜效果均较好,而处理10 min 的果实保鲜效果稍差。考虑时间成本,CMC 处理的最佳浸泡时间为20 min。

图2 CMC 不同处理时间对蛋黄果采后保鲜效果的影响Fig.2 Effects of different CMC treatments times on preservation of postharvest Lucuma nervosa fruits

2.3 10.0 g·L-1 CMC 处理对蛋黄果果实采后品质的影响

从图3A 可以看出,贮藏16 d 内,10.0 g·L-1CMC浸泡20 min 处理组蛋黄果的果实失水率上升速度虽低于对照组,但差异并不显著,直至贮藏第20 天,两者之间差异显著(P<0.05);从图3B 可以看出,10.0 g·L-1CMC 处理组的果实硬度始终高于对照组,贮藏第8 天即达到差异显著水平(P<0.05);比较对照组和处理组蛋黄果果实电解质渗透率结果(图3C)发现,10.0 g·L-1CMC 处理组蛋黄果的电解质渗透率始终低于对照组,贮藏第8 天及之后两者之间达到差异显著水平(P<0.05);比较对照组和处理组蛋黄果果实的MDA 含量(图3D)发现,贮藏期间MDA均呈逐渐上升的趋势,且10.0 g·L-1CMC 处理组蛋黄果果实MDA 含量上升速度始终低于对照组。上述结果均表明,10.0 g·L-1CMC 溶液可有效抑制蛋黄果后熟衰老进程。

图3 10.0 g·L-1 CMC 浸泡处理蛋黄果后生理指标的变化Fig.3 Changes in physiological indicators in 10.0 g·L-1 CMC-treated Lucuma nervosa fruits

2.4 10.0 g·L-1 CMC 处理后蛋黄果酶类活性及酚类物质的变化

如图4A 所示,10.0 g·L-1CMC 处理的蛋黄果果实SOD 活性前8 天缓慢上升,之后呈下降趋势,对照组SOD 活性前4 天缓慢上升,之后呈迅速下降的趋势,贮藏4 d 后,处理组和对照组之间差异达显著水平(P<0.05);如图4B 所示,对照组和10.0 g·L-1CMC处理的蛋黄果果实PPO 活性均呈现上升趋势,且贮藏期间处理组的PPO 活性始终低于对照组,在第12天达到差异显著水平(P<0.05);如图4C 所示,对照组和处理组蛋黄果果实的总酚含量均呈现先上升后逐渐下降的趋势,峰值均出现在第8 天,且贮藏期间10.0 g·L-1CMC 处理组蛋黄果果实的总酚含量始终高于对照组,第4 天达到差异显著水平(P<0.05)。上述结果表明,与对照组相比,10.0 g·L-1CMC 处理可有效稳定抗氧化酶类的活性,提高酚类物质的含量,降低氧化酶类的活性,进而延缓蛋黄果的衰老进程,达到延长保鲜期的目的。

图4 10.0 g·L-1 CMC 处理蛋黄果后酶活性及总酚含量的变化Fig.4 Changes in enzymes activities and total phenols contents in 10.0 g·L-1 CMC-treated Lucuma nervosa fruits

3 讨论

蛋黄果是近年来新兴的热带亚热带水果,其特殊的口味和口感逐渐受到消费者喜爱[3]。但蛋黄果属后熟型水果,极易受温度影响,当贮藏温度高于25 ℃时会加速蛋黄果后熟进程,进而造成果实腐烂、霉变,使蛋黄果的长距离运输成为难题。近几年,本课题组一直致力于蛋黄果的采后保鲜研究,根据前人研究结果并经综合考虑,最终选择安全无污染、耗能低、花费低、易操作的SA[5,18]、TP[19]、CS[14,20]、CMC[21]4 种效果较佳的保鲜处理开展蛋黄果的保鲜研究,比较了不同浓度SA、TP、CS、CMC 处理对蛋黄果采后贮藏品质的差异。

本研究结果中,由于蛋黄果果实水分含量低,贮藏前16 天,10.0 g·L-1CMC 处理的果实失水率虽然始终低于对照组,但两者之间差异并不显著。由于贮藏期间果实细胞膨压和细胞壁多糖的结构和组成发生了生化变化,导致果实硬度显著下降,硬度的下降通常被认为是果实品质下降或微生物腐败的标志[4]。本研究结果中,贮藏期间,CMC 涂膜的蛋黄果果实硬度缓慢下降,对照组果实硬度在第8 天后呈急剧下降的趋势,这种整体呈现下降的趋势与前人对草莓[5]和蘑菇[14]的研究结果类似。膜透性通常由电解质渗透率来反映[22]。本研究中,对照组和CMC 处理组蛋黄果果实电解质渗透率随贮藏时间的延长而增加,表明细胞膜透性逐渐降低,但CMC 涂膜处理的蛋黄果果实电解质渗透率于第8 天后显著低于对照组(P<0.05),这可能与CMC 的抗氧化活性有关。脂质过氧化是细胞膜中多不饱和脂肪酸氧化的结果,会产生许多降解产物,MDA 是其中一种产物,被广泛认为是脂质过氧化的生物标志[22]。本研究结果中,随着贮藏时间的延长,对照组和CMC 处理组蛋黄果果实MDA 含量均逐渐增加,于第8 天后,对照组和处理组之间MDA 含量差异显著(P<0.05),表明CMC 涂膜处理可有效降低果实的氧化损伤,保护细胞膜免受自由基伤害,延缓衰老。

抗氧化酶类如SOD 在果实成熟过程中起着重要的抗氧化作用。本研究结果中,CMC 涂膜处理的蛋黄果果实SOD 活性在贮藏4~8 d 缓慢增加,之后剧烈下降,但CMC 涂膜处理的果实SOD 活性下降速度显著低于对照组(P<0.05),这与他人研究结果相似[5,14]。PPO 是酶促褐变的关键酶之一。本研究结果中,CMC涂膜处理的蛋黄果果实PPO 活性在贮藏第12 天后与对照组达到显著差异水平(P<0.05),说明CMC 涂膜可有效抑制蛋黄果的PPO 活性,从而降低酶促褐变。果实中积累的酚类物质具有较强的抗氧化能力,可以通过抑制氧化链反应的启动来延缓脂质过氧化[14]。本研究结果中,对照组和处理组蛋黄果果实总酚含量均呈现先缓慢上升后逐渐下降的趋势,但贮藏期间CMC 涂膜处理的蛋黄果果实总酚含量始终显著高于对照组(P<0.05),说明CMC 涂膜极大刺激了酚类物质的积累,积累的酚类表现出抗氧化活性,进而维持膜的完整性,减缓果实褐变。

综上,可食性涂膜具有安全无污染,使用方便,成本低,用量少的优势,符合无公害农业发展要求,也成为近年来在果蔬保鲜研究中的主要方向。越来越多的研究结果表明,CMC 涂膜在果蔬保鲜研究中具有显著效果,如张秀玲等[23]研究了CMC 复合涂膜对油豆角保鲜效果较好;张方艳等[24]得出二氧化氯(ClO2)复合CMC 处理的猕猴桃比单独应用ClO2的保鲜效果更好;刁小琴等[25]研究得出,pH 为5 的CMC 涂膜处理的马铃薯可有效减缓其衰老进程,延长货架期。

4 结论

本研究结果得出,在应用的SA、TP、CS 及CMC 4种保鲜处理中,蛋黄果保鲜效果最佳的是可食性涂膜CMC,筛选到的最佳浓度为10.0 g·L-1,浸泡处理时间为20 min,捞出晾干后可在室温(≥25 ℃)下存放20 d,仍保持较好的光泽度和完整性,各项生理指标均优于对照,进一步证明CMC 在蛋黄果保鲜中的作用,该研究结果也可为其他果蔬的保鲜研究提供参考。

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