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水杨酸结合微孔保鲜袋对‘京沧1号’枣贮藏品质的影响

2023-01-03赵晓梅谭玉鹏鲍立威谢能斌孟伊娜

食品工业科技 2023年1期
关键词:保鲜袋纵径水杨酸

耿 阳,赵晓梅 ,谭玉鹏,鲍立威,谢能斌,张 婷,孟伊娜

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆农业科学院生物质能源研究所,新疆乌鲁木齐 830091;3.新疆农业职业技术学院园林科技分院,新疆昌吉 831100;4.新疆果业集团有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;5.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,新疆乌鲁木齐 830091)

新疆红枣栽培面积和产量均居全国首位[1]。目前新疆红枣主要以灰枣、骏枣等制干销售为主,随着干枣产量的不断提高和价格严重下滑,干枣市场趋于饱和的状态下,引进鲜食枣品种能有效丰富红枣产品种类供给市场,对于调整干枣、鲜枣品种布局,促进新疆枣产业稳定健康发展具有重要意义[2-4]。‘京沧1号’(Z. jujube‘Jingcang1’)枣是由北京林业大学庞晓明教授团队与沧县枣树国家良种基地合作历时20多年选育出的优良鲜食枣新品种,因其外形酷似蟠桃也称蟠枣。

蟠枣果形扁圆,外观诱人,口感酸甜,适宜鲜食,丰产性好。与冬枣等品种相似,其果皮薄、含水量高,采摘及运输过程中易造成机械损伤,常温贮藏过程中易失水软化、表皮皱缩、硬度下降并伴随有酒化问题的发生,从而失去商品价值,这些问题严重制约着蟠枣的市场供应[5]。近年来,熏蒸[6]、涂膜[7]、气调[8]等保鲜技术在果蔬贮藏保鲜中不断被开发应用。熏蒸[6,9]可以在减少保鲜剂用量的同时使保鲜剂均匀附着在果实表面,能够对枣果起到良好的保鲜效果,但熏蒸保鲜成本和对设备的要求较高,其稳定性、安全性研究有待进一步探索;保鲜涂膜[9-10]与食品直接接触,对原料的使用、制作、涂膜设备和卫生条件要求较高,所需成本也相对较高,有待进一步探索研究以降低成本,拓展适用范围;气调保鲜[10-11]可以抑制鲜枣呼吸作用和后熟,保持鲜枣良好的风味和贮藏品质,但其对密封性要求严格,同时气体比例控制难度大;低温保鲜[10]对技术和设备要求相对较低,使用方便,操作简单,适合于工厂、超市等大部分场景下的鲜枣保鲜使用,其一般需要与其他保鲜方法结合使用。

水杨酸(SA)是一种植物内源激素,参与植物生长发育、成熟、衰老等多方面的生理调控[12]。目前,SA作为保鲜剂被广泛应用于仔姜[13]、樱桃[14]、杏[15]、桃[16]等果蔬的贮藏保鲜,其在延缓果蔬的衰老,提高果实品质,延长果蔬贮藏期等方面都取得了良好的效果,前人研究发现SA处理能够对冬枣起到良好的保鲜效果[17]。微孔保鲜袋可以通过调控袋内外气体的交换,营造一种相对高CO2、低O2的微环境,保持袋内湿度,降低蒸腾作用从而减缓果实失水蔫软的速度,其对多种易腐果实具有降低腐烂率、延长贮藏期的作用,在鲜食枣贮藏保鲜方面也有一定应用[18-20]。本试验以蟠枣为研究对象,通过采用不同浓度SA处理对蟠枣感官、营养品质及多酚提取物的抗氧化活性进行研究,以期为蟠枣的贮藏保鲜提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蟠枣果实样品(半红期) 于2021年9月25日采自新疆喀什麦盖提县,挑选无机械损伤、无病虫害、大小均匀一致的果实用于后续试验;微孔保鲜袋

透氧率:248000 cm3/(m2·24 h·atm)、CO2透过率:256000 cm3/(m2·24 h·atm)、透湿率:13.4 g/(m2·24 h),由国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)提供;氢氧化钠、草酸、2,6-二氯靛酚、无水乙醇、氯化铝、醋酸钾、磷酸、抗坏血酸(含量不少于99.7%) 分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;Trolox、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS) 上海源叶生物科技有限公司;水杨酸 河北科隆多生物科技有限公司。

GENESYS180赛默飞紫外可见光分光光度计

美国赛默飞世尔科技;3-18KS高速冷冻离心机德国Sigma实验室离心机有限公司;GY-4硬度计山东莱恩德智能科技有限公司;CR-10便携式色差仪

日本柯尼卡美能达控股公司;IS-25制冰机 常熟市雪科电器有限公司;PAL-1手持糖度计 日本Atago公司;Biotek SynergyH1全功能酶标仪 美国伯腾仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料处理 将蟠枣随机分组,每组300个,48 h内将蟠枣果实运回新疆农业科学院园艺所。分别用10、30、50 mmol/L的水杨酸(SA)溶液浸渍后立即取出,对照组用清水浸渍处理,自然晾干后于4 ℃条件下预冷24 h并微孔保鲜袋,设置对照组1(CK1,微孔保鲜袋)和对照2(CK2不套微孔保鲜袋),在低温(0±1 ℃)条件下贮藏处理,每隔1周随机取每箱上层样品检测相关指标,部分样品用于测定其硬度、可溶性固形物含量,其余样品经液氮速冻后置-80 ℃冰箱保存用于相关理化指标的测定。

1.2.2 果实硬度的测定 随机取10个果实,削去赤道部位果皮,用GY-4型果实硬度计测定其果实硬度,每个处理重复3次,结果取平均值。

1.2.3 果实失重率、横纵径减失率的测定 取20个果实进行编号,分别在取样日期采用直接测定法测量固定果质量及固定位置横径、纵径变化,失重率、横纵径减失率分别以贮藏期间果实质量、横纵径减失量与贮藏第0 d的果实质量、横纵径的比值表示。

1.2.4 果实色差参数的测定 取10个果实进行编号并在赤道部位固定点进行标记,参考Huang等[21]的方法使用色差仪测固定点的L*、a*、b*值重复测定3次,结果取平均值。

1.2.5 可溶性固形物(TSS)含量的测定 将枣果切碎后滤出汁液使用手持式数显折光仪测定TSS含量,每个处理重复5次,结果取平均值。

1.2.6 可滴定酸(TA)含量的测定 参照曹建康等[22]的方法并做适当修改。用氢氧化钠滴定法测定,以蒸馏水做对照,折算系数以苹果酸计,可滴定酸含量用质量分数(%)表示,重复3次。

1.2.7 可溶性糖(SS)含量的测定 参照曹建康等[22]的方法并做适当修改。准确称取0.5 g样品,加入2 mL蒸馏水置研磨机研磨1 min,加水至7 mL沸水浴提取30 min,待样品冷却后于4 ℃,8000×g离心10 min,吸取上清液采用蒽酮比色法测定蟠枣果实SS含量,重复3次。

1.2.8 维生素C(AsA)含量的测定 参照曹建康等[22]的方法采用2,6-二氯靛酚滴定法测定AsA含量,每个处理重复3次,结果取平均值。

1.2.9 可溶性蛋白(SP)含量的测定 参照曹建康等[22]的方法并做适当修改。准确称取0.1 g样品,加入1 mL蒸馏水置研磨机研磨1 min,于4 ℃,12000×g离心10 min,取上清液加采用考马斯亮蓝溶液染色,于595 nm测定其吸光度值并计算SP含量,重复3次。

1.2.10 总酚含量的测定 参照卜彦花等[23]的方法并做适当修改。准确称取0.1 g样品,加入经预冷的70%乙醇溶液10 mL于4 ℃条件下避光提取2 h,于4 ℃,8000×g离心5 min,取上清液于274 nm测定其吸光度值并计算总酚含量,重复3次。

1.2.11 类黄酮含量的测定 参照董日月等[24]的方法并做适当修改。准确称取1.0 g样品,加入60%乙醇溶液80 ℃水浴提取2 h,于4 ℃,8000×g离心5 min,取上清液2 mL加入0.1 mol/L氯化铝、1 mol/L醋酸钾溶液各3 mL,显色30 min后,于420 nm测定其吸光度值并计算类黄酮含量,重复3次。

1.2.12 自由基清除率的测定 参照张砚垒等[25]的方法并做适当修改。准确称取0.1 g样品,加入60%乙醇溶液1 mL于60 ℃条件下20 min,于4 ℃,8000×g离心5 min,上清液即为‘京沧1号’枣多酚提取液,以上述提取液50倍稀释液为底物,测定其对DPPH、ABTS自由基的清除率,以Trolox为标品制作标准曲线,结果以各样品提取液50倍稀释液中所含Trolox相对含量所对应的清除率表示。

1.3 数据处理

采用Excel 2016进行数据处理和作图,采用SPSS 19.0软件进行数据分析,采用单因素方差分析进行显著性差异分析和主成分分析。

图 1 水杨酸处理对蟠枣贮藏期间果实硬度(a)、失重率(b)、横径减失率(c)、纵径减失率(d)的影响Fig.1 Effects of SA treatment on firmness (a), weight loss rate(b), transverse (c) and longitudinal (d) diameter loss rate of Pan Jujube during storage

2 结果与分析

2.1 水杨酸处理对蟠枣硬度、失重率、横纵径减失率的影响

如图1-a所示,随着贮藏时间的延长,蟠枣贮藏前28 d果实硬度迅速下降,后期缓慢下降。在贮藏7 d后CK2蟠枣果实硬度显著下降(P<0.05),其与SA处理组蟠枣果实硬度存在显著性差异(P<0.05),贮藏35 d后CK1与SA处理组蟠枣果实硬度存在显著性差异(P<0.05)。SA处理对延缓贮藏后期蟠枣果实硬度下降有良好的效果,但不同浓度SA处理组蟠枣果实硬度差异不显著(P>0.05),其中30 mmol/L SA处理组的蟠枣果实硬度一直最高。至贮藏期末,不同处理组蟠枣果实硬度大小顺序为30 mmol/L SA>10 mmol/L SA>50 mmol/L SA>CK1>CK2,因此,微孔保鲜袋结合30 mmol/L SA处理能较好保持蟠枣果实硬度。

由图1-b、1-c、1-d可以看出,贮藏期间不同处理组蟠枣果实失重率、横、纵径减失率均呈上升趋势并表现出极显著差异(P<0.01)。其中不套微孔保鲜袋对照组(CK2)蟠枣果实失重率、横、纵径减失率贮藏期间升高极显著(P<0.01),在贮藏14 d后即出现明显失水、皱缩失去商品性。至贮藏期末,在套微孔保鲜袋处理的各组中,10 mmol/L SA处理组蟠枣果实失重率、横、纵径减失率均最高,50 mmol/L SA处理组失重率最低,30 mmol/L SA处理组横、纵径减失率最低。表明适宜浓度的水杨酸处理能够减缓蟠枣果皮失水皱缩。

2.2 水杨酸处理对蟠枣果皮颜色参数的影响

果皮颜色可以用于直观判断果实的成熟度,其色度参数的变化也反映了果实的新鲜程度,枣果皮转红并伴随有皱缩现象发生时将无法作为商品销售。图2为不同处理组蟠枣贮藏期间果实外观的变化。不同处理蟠枣色度L*、a*和b*值颜色参数如表1所示。随着贮藏时间的延长果皮亮度下降,果皮颜色朝着红色和蓝色度方向转变,果实颜色参数(L*、a*、b*值)均受到不同处理条件和冷藏时间的影响。贮藏前14 d,各处理组蟠枣果实L*、a*、b*值均无明显变化,但未使用微孔保鲜袋处理的蟠枣出现表皮皱缩现象,商品品质下降严重;贮藏第14~28 d期间,蟠枣果实L*值迅速下降,a*值显著升高(P<0.05),b*值呈下降趋势;贮藏第28 d至贮藏期末,各处理组蟠枣果实L*值出现平台期,CK1、CK2处理组蟠枣果实L*值缓慢下降,其它处理组蟠枣果实L*值上下降浮动,以上各处理组L*值在此期间变化幅度均较小。a*值缓慢升高,各水杨酸处理组b*值缓慢上升,CK1、CK2处理组b*值呈现先升高后下降的趋势。贮藏第56 d,CK1、CK2、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组蟠枣果实L*值分别下降36.44%、40.64%、35.89%、35.57%、36.70%,a*值分别升高931.19%、686.75%、413.11%、417.14%、549.15%,b*值分别下降了1.40%、2.08%、8.77%、13.26%、14.10%。SA处理能够在一定程度上延缓果皮亮度下降和转红,整体来看,30 mmol/L SA处理效果最好。

图 2 水杨酸处理蟠枣贮藏期间果实外观比较Fig.2 Comparison of fruit appearance during storage treated with SA

2.3 水杨酸处理对蟠枣TSS、TA和SS含量的影响

TSS、TA和SS含量是影响蟠枣果实风味口感的重要指标,由表2可以看出,蟠枣果实中TSS、TA和SS含量受到不同处理条件和贮藏时间的显著影响。不同处理组蟠枣果实的TSS含量在贮藏期内波动变化,其中,CK1、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组TSS含量均在贮藏7 d时达到峰值,随后下降,贮藏第7 d 10 mmol/L SA处理组TSS含量最高,30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组次之,CK1最低;CK2处理组果实中TSS含量最高值出现在贮藏期末,这可能与其贮藏期间大量失水有关;贮藏期末,除CK2外,30 mmol/L SA处理组TSS含量最高,CK1、10 mmol/L SA处理组次之,50 mmol/L SA处理组最低(P<0.05)。结果表明,微孔保鲜袋结合30 mmol/L SA处理对抑制贮藏过程中蟠枣果实TSS含量下降有积极影响,这与张晓萍等[17]的研究结果一致,但10 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组蟠枣果实TSS含量低于CK1处理组,这可能与实验样品之间个体差异有关。

表 1 水杨酸处理对蟠枣贮藏期间果皮颜色参数的影响Table 1 Effects of SA treatment on fruit chromatic value of Pan Jujube during storage

表 2 水杨酸处理对蟠枣贮藏期间TSS、TA和SS含量的影响Table 2 Effects of SA treatment on TSS, TA and SS content of Pan Jujube during storage

由表2可知,不同处理组蟠枣果实中TA含量均表现为先迅速下降,之后有一段平台期,随后又呈上升趋势的变化规律,这与是否使用微孔保鲜袋和SA处理等因素无关。其前期下降主要是由于营养物质的消耗有关,贮藏后期TA含量的升高可能与贮藏后期果实无氧呼吸产生乳酸及其它酸性代谢产物积累有关[26]。CK1、CK2、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组分别在贮藏第14、7、28、35、35 d记录到最低值,30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组蟠枣果实较CK1 处理组推迟了21 d,贮藏35 d至56 d期间,50 mmol/L SA处理组蟠枣果实中TA含量升高速率高于30 mmol/L SA处理组,因此,选择30 mmol/L SA对蟠枣进行处理更利于保持其品质。

如表2所示,蟠枣果实中SS含量在贮藏期间呈波动上升的趋势,不同处理组之间表现出显著性差异(P<0.05),蟠枣果实中SS含量的波动变化可能与其贮藏过程中呼吸消耗及果实中淀粉等营养物质的消耗有关[27]。至贮藏期末,CK1、CK2、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组蟠枣果实中SS含量分别较初始值升高了8.65%、28.64%、16.02%、34.70%、11.54%,其中,30 mmol/L SA处理组蟠枣果实的SS含量最高为38.44%。这表明微孔保鲜袋结合SA处理可以降低蟠枣果实中贮藏过程中生理代谢对SS的消耗,提高枣果实的贮藏品质,其中以30 mmol/L SA处理效果最佳。

2.4 水杨酸处理对蟠枣AsA、SP、总酚和类黄酮含量的影响

AsA作为一种温和的抗氧化剂和自由基清除剂,对果蔬起保护作用[27]。由图3-a可以看出,蟠枣果实中AsA含量随着贮藏时间的延长不断下降,未套微孔保鲜袋处理的对照组下降速度最快,且一直极显著低于各微孔保鲜袋处理组(P<0.01)。贮藏28~49 d期间,CK1与10 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组之间AsA含量存在显著性差异(P<0.05),贮藏第28、35、49 d时CK1与30 mmol/L SA处理组间差异不显著(P>0.05);至贮藏期末,各处理组蟠枣果实中AsA含量与果实硬度表现一致:30 mmol/L SA>10 mmol/L SA>50 mmol/L SA>CK1>CK2,并存在极显著差异(P<0.01)。结果表明,SA处理能够显著抑制蟠枣贮藏过程中AsA含量的下降,从而延缓蟠枣果实氧化衰老,保持果实品质[25,28]。

由图3-b可以看出,在贮藏过程中,蟠枣果实中SP含量整体呈先下降后升高的趋势。CK2处理组SP含量下降速度最快,至第42 d时达到最低值,随后出现升高趋势,其他处理组也表现出类似的下降趋势;至贮藏期末,CK1、CK2、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组SP含量分别为1.11、0.84、1.21、1.22、1.15 mg/g,其中30 mmol/L SA处理组最高,10 mmol/L SA、50 mmol/L SA、CK1处理组次之,CK2处理组最低,除30 mmol/L SA处理组与10 mmol/L SA处理组外,其它出处理组间均存在显著性差异(P<0.05),水杨酸处理显著抑制了蟠枣贮藏过程中SP含量的下降。

由图3-c可以看出,蟠枣总酚与AsA有相似的变化趋势,在贮藏期内均不断下降。CK2总酚含量在贮藏7 d后即出现显著下降趋势(P<0.05),CK1在在贮藏35 d后开始显著下降(P<0.05),SA处理组在贮藏42 d后出现显著下降趋势(P<0.05)。至贮藏期末,各处理组蟠枣果实总分含量30 mmol/L SA>10 mmol/L SA>50 mmol/L SA>CK1>CK2,且30 mmol/L SA、10 mmol/L SA处理组均与对照组表现出显著性差异(P<0.05)。结果表明,水杨酸处理能够在延缓贮藏蟠枣果实中总酚含量下降的同时维持相对较高的总酚含量,30 mmol/L SA处理效果最好。

图 3 水杨酸处理对蟠枣贮藏期间AsA(a)、SP(b)、多酚(c)、类黄酮(d)含量的影响Fig.3 Effect of SA treatment on AsA (a), SP (b), polyphenol(c) and flavonoid (d) content of Pan Jujube during storage

由图3-d可以看出,与上述其他指标不同,蟠枣果实中类黄酮含量在贮藏期间波动变化,其整体呈现上升趋势,贮藏期间,各处理组蟠枣类黄酮含量均在0.4~0.6 mg/g之间浮动变化,贮藏期末,CK1、CK2、10 mmol/L SA、30 mmol/L SA、50 mmol/L SA处理组类黄酮含量分别为0.45、0.50、0.45、0.43、0.44 mg/g,其中,CK2与其他处理组存在显著性差异(P<0.05),其他各处理组间差异不显著(P>0.05)。结果表明,水杨酸处理对蟠枣贮藏过程中类黄酮含量变化的影响较小。

2.5 水杨酸处理对蟠枣抗氧化活性的影响

如图4所示,随着贮藏时间的延长,各处理组蟠枣乙醇提取物对DPPH(图4-a)和ABTS(图4-b)自由基的清除率呈下降趋势,与AsA、总酚等指标变化趋势相似,其中,对照组下降速度最快。贮藏期间,各SA处理组蟠枣乙醇提取物对DPPH和ABTS自由基的清除率一直高于对照组。贮藏期末,30 mmol/L SA处理组对DPPH和ABTS自由基的清除率均最高,其对DPPH和ABTS自由基的清除率分别是CK1、CK2处理组的1.42倍、3.46倍和1.40倍、1.81倍,且表现出显著性差异(P<0.05)。结果表明,SA处理能够延缓贮藏过程中抗氧化物质含量的下降,维持其相对较高的抗氧化活性,这对蟠枣果实品质的保持至关重要。

图 4 水杨酸处理对蟠枣贮藏期间抗氧化能力的影响Fig.4 Effect of SA treatment on antioxidant capacity of Pan Jujube during storage

2.6 主成分分析(PCA)法综合评价水杨酸处理对蟠枣保鲜效果

利用主成分分析对不同处理组蟠枣贮藏期间的16项品质指标进行多元统计综合分析。结果表明,16项指标PCA自动拟合出3个主成分,KMO检验(Kaiser-Meyer-Olkin-Measure of Sampling Adequacy)检验计算所得的KMO值为0.843>0.7可以进行因子分析,由表3可以看出,3个主成分累计方差贡献率达到81.84%,表明3个主成分可以反映果实品质的大部分信息。以各因子得分FAC1、FAC2、FAC3所对应的特征值为权数,与该因子得分相乘可得主成分得分,根据主成分得分计算相关性综合得分F,可以计算出不同2个CK组和3个处理组贮藏期间与蟠枣品质指标综合相关性的相对程度。根据F值大小进行排名,F值越大,其排名越高,代表其果实品质或保鲜效果越好[29-30]。由图5可知,蟠枣品质与F值呈正相关,随着贮藏时间的延长,其品质不断下降;不同处理组蟠枣保鲜效果总体呈现30 mmol/L SA>10 mmol/L SA>50 mmol/L SA>CK1>CK2,结果表明30 mmol/L SA处理对蟠枣保鲜效果最好。

表 3 冷藏期间主成分的特征值及贡献率Table 3 Principal component eigenvalue and contribution rate during refrigeration

图 5 不同处理蟠枣贮藏期间品质综合得分Fig.5 The quality comprehensive scores of Pan Jujube during storage under different treatments

3 结论

试验结果表明,通过水杨酸结合微孔保鲜袋处理的蟠枣果实均能在贮藏期间有效延迟蟠枣贮藏过程中硬度下降、果实皱缩和营养物质含量的下降,保持蟠枣果实亮度和水分,通过延缓蟠枣果实中AsA、总酚等营养物质含量的下降,从而延迟果实贮藏过程中的氧化衰老,保持其良好的商品性,进而达到保鲜的目的。不使用微孔保鲜袋处理的蟠枣果实短期内即大量失水失去商品品质和食用价值,单独使用微孔保鲜袋的处理方式不及水杨酸结合微孔保鲜袋处理方式的保鲜效果。使用微孔保鲜袋和水杨酸处理可使蟠枣贮藏期延长40 d左右,蟠枣贮后56 d仍保持良好的品质。通过蟠枣各项指标的主成分分析结果发现,水杨酸结合微孔袋处理能够贮藏期间,各处理组综合得分排名:30 mmol/L SA>10 mmol/L SA>50 mmol/L SA>CK1>CK2,30 mmol/L SA处理对蟠枣的保鲜效果最好,该结果可作为一种有效的贮藏保鲜技术应用于蟠枣贮运保鲜过程中。

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