四種保鮮處理對龍安柚的品質(zhì)和生理變化的研究

唐 成,顏 靜,熊亞波,秦 文,*

(1.四川省廣安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測中心,四川廣安 638000;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,四川雅安 625014)

四種保鮮處理對龍安柚的品質(zhì)和生理變化的研究

唐 成1,顏 靜2,熊亞波2,秦 文2,*

(1.四川省廣安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測中心,四川廣安 638000;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,四川雅安 625014)

研究四種保鮮方法對地理標志農(nóng)產(chǎn)品龍安柚貯藏品質(zhì)及生理變化的影響。選用適宜濃度的殼聚糖、乳酸鈣、丁香精油和肉桂精油對龍安柚進行保鮮處理,并置于陰涼通風(fēng)、常溫(25±1)℃的條件下貯藏,定期測定貯藏過程中的品質(zhì)和生理指標。結(jié)果表明:與對照組相比,四種處理方法均不同程度減緩了龍安柚的貯藏品質(zhì)的下降,且有效控制了生理變化速度。其中1.5%殼聚糖對保持龍安柚的貯藏品質(zhì)和控制生理變化效果最好,較其他處理組具有顯著性差異(p<0.05),1.5%乳酸鈣可有效抑制貯藏期間的軟化衰老。0.04%丁香精油和0.04%肉桂精油雖然有一定的保鮮作用,但效果不及乳酸鈣和殼聚糖的好。

龍安柚,殼聚糖,乳酸鈣,植物精油,貯藏品質(zhì),生理變化

柚子(Citrus)是蕓香科柑橘屬水果,營養(yǎng)豐富、藥用價值高,富含胡蘿卜素、B族維生素、維生素C、礦物質(zhì)、糖類、有機酸等,具有較高的研究價值。龍安柚是廣安市廣安區(qū)極具地方特色的柑桔名特產(chǎn)品,于2008年被國家批準認證為“地理標志農(nóng)產(chǎn)品”。龍安柚果皮呈黃橙色,汁胞為粉紅色,肉質(zhì)脆嫩,酸甜適度,無核或少核,其含水量極高,內(nèi)部含多種礦物質(zhì)和營養(yǎng)元素,具有地方特色風(fēng)味。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者針對柚子的貯藏保鮮的研究集中在涂膜處理[1-3]、氣調(diào)保鮮處理[4-6]、低溫冷藏處理[7-9]、熱處理[10]、涂蠟處理[11]和可降解性膜處理[12]等。

殼聚糖處理是一種重要的涂膜保鮮方法,因其具有無毒、安全、易成膜、抗菌等特性被廣泛應(yīng)用于果蔬貯藏保鮮中[13]。王良玉等[14]采用魔芋葡甘聚糖復(fù)合膜液、羧甲基殼聚糖膜液及可溶性淀粉膜液對琯溪蜜柚進行涂膜保鮮,結(jié)果發(fā)現(xiàn)可溶性淀粉膜對蜜柚的保鮮期能達到80d,羧甲基殼聚糖膜對蜜柚的保鮮期能達到90d,魔芋葡甘聚糖薄膜對蜜柚的保鮮期能達到120d。鈣處理也因其無毒無害的特點被廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮[15-16],但在柚子貯藏保鮮中還未見報道。精油憑借顯著的抑菌作用,越來越受到食品研究人員的青睞。近年來,植物精油在果蔬貯藏保鮮上的應(yīng)用成為了研究熱點[17],但將精油應(yīng)用到柚子貯藏保鮮中的研究也很少。

由于龍安柚外皮含水量高,并且具有較厚的海綿層,內(nèi)果皮的囊瓣壁厚且硬,因此其本身失水速率較慢,常溫可貯藏2～4個月[18-19]。但是在長期的貯藏過程中,由于內(nèi)部呼吸作用的影響,自身的營養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗,營養(yǎng)品質(zhì)不斷降低;同時由于其外部傷口極易染菌,導(dǎo)致柚子外皮的腐爛,降低了龍安柚的貯藏價值。且現(xiàn)在還未見殼聚糖涂膜應(yīng)用在柚子上的報道,因此本研究旨在篩選優(yōu)良的貯藏保鮮技術(shù)以保持龍安柚貯藏期的良好品質(zhì),以期對龍安柚的貯運銷售過程提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

龍安柚(Citrusgrandisvatlonganyou):采自廣安市龍安鄉(xiāng)地理標志農(nóng)產(chǎn)品龍安柚生產(chǎn)基地,于11月上旬采摘。

選擇9成熟、日照充足、大小均一、無病蟲害的柚子作為供試樣品,選擇在天氣晴朗、無雨、露水較少的早上進行采收,采摘后在盡量短的時間內(nèi)運到實驗室,立刻用清水清洗外皮上的污垢,選擇無機械損傷的龍安柚果實,避免擠壓,平鋪放置于室溫下,待用。

殼聚糖 Sigma公司;丁香精油和肉桂精油 鄭州雪麥龍食品香料有限公司;乳酸鈣(食品級) 北京嘉康源科技發(fā)展有限公司;檸檬酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉等均為國產(chǎn)分析純。

Milli-Q Reference純水儀 美國Millipore公司;TA-XT2質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司;ST16R高速冷凍離心機 美國Thermo公司;MAPADA UV-3200紫外-可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司;手持阿貝折光儀 成都光學(xué)廠;BSA-124S-CW型電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DHG-9245A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;果蔬榨汁機;SHB-III循環(huán)水式多用真空泵 上海比朗儀器有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州奧華儀器有限公司等。

1.2 實驗方法

1.2.1 處理方法 經(jīng)過預(yù)實驗,最終選定濃度為1.5%的殼聚糖涂膜處理和乳酸鈣處理、0.04%的丁香精油處理和肉桂精油處理作為最終對比實驗濃度。

1.5%殼聚糖涂膜處理:稱取1.5g殼聚糖,用1%的醋酸(v/v)水溶液溶解,玻璃棒攪拌均勻后定容至100mL,得到幾乎無色透明的1.5%殼聚糖保鮮劑溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.5%乳酸鈣處理:稱取1.5g乳酸鈣,邊加水邊攪拌均勻,定容至100mL,配制成濃度為1.5%的乳酸鈣保鮮液。

0.04%丁香(肉桂)精油處理:用移液槍分別移取40μL的丁香(肉桂)精油,用0.05%吐溫-80溶解,并定容至100mL,配制成濃度為0.04%(400ppm)的丁香(肉桂)精油保鮮液。

每個處理20個果實,將不同保鮮液噴施于龍安柚果實表面,使果實表面完全涂上一層保鮮液膜,放置于通風(fēng)處晾干,等待完全晾干后放置于室溫通風(fēng)干燥處貯藏,供實驗用。

空白對照處理:20個果實不做任何處理,放置于通風(fēng)干燥處室溫貯藏,供實驗用。

1.2.2 指標測定方法 硬度測定方法:參照孫彩鈴[20]的方法使用質(zhì)構(gòu)儀來測定。使用P/2N探頭,參數(shù)設(shè)置為:測前速3.0mm/s,測中速3.0mm/s,測后速3.0mm/s,觸發(fā)力5g。最高峰為硬度。

可溶性固形物(手持阿貝折光儀);總酸(參考 GB/T 12456-2008,食品中總酸的測定[21]);總糖(HCC轉(zhuǎn)化-銅還原-直接滴定法測定);維生素C(2,6-二氯靛酚滴定法)。

呼吸強度(靜置堿吸收法[22]);電導(dǎo)率(參考王寧[23]的方法);丙二醛(malondialdehyde,MDA)(參考姜志艷等[24]硫代巴比妥酸法)。

三種抗氧化酶:過氧化氫酶(Catalase,CAT)、過氧化物酶(Peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(Super Oxide Dismutase,SOD)的提取和活性測定參考李合生[25]的實驗方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運用Excel2007統(tǒng)計分析所有數(shù)據(jù),計算標準誤并制圖。運用SPSS19.0對數(shù)據(jù)進行方差分析,并用Duncan’s多重比較法進行差異顯著性檢驗,p<0.05為顯著差異,p<0.01為極顯著差異。每個指標平行重復(fù)3次。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同處理對果實生理變化的影響

2.1.1 不同處理對果實呼吸的影響 呼吸強度反應(yīng)了組織內(nèi)含物的消耗快慢,在采后生理研究和貯藏實驗中是最重要的生理指標之一。

由于龍安柚屬于非呼吸躍變型果實,其呼吸過程不會出現(xiàn)呼吸高峰,實驗結(jié)果表明,其呼吸強度呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢。如圖1所示,在貯藏初期,0～60d之間,龍安柚的呼吸強度均逐漸下降,且四種處理都能有效的控制呼吸強度,處理組的呼吸強度值與空白對照組存在明顯差異(p<0.05)。在60～120d之間,各處理組龍安柚呼吸強度都下降緩慢。在120～150d之間,呼吸強度下降速度加快。觀察整個龍安柚貯藏期的呼吸強度變化,我們不難看出,1.5%殼聚糖處理與其它各處理組存在顯著差異(p<0.05),說明它能夠有效的降低呼吸代謝速率,延緩果實衰老。

圖1 不同處理對果實呼吸強度的影響Fig.1 The influence of different treatments on respiration intensity of Long An Pomelo

2.1.2 不同處理對果實軟化衰老的影響 細胞膜透性一般用相對電導(dǎo)率表示,相對電導(dǎo)率大小與細胞膜透性呈正相關(guān)性關(guān)系。細胞膜透性的變化反映了細胞的衰老或細胞遭受破壞的程度[26]。

從圖2A可以看出,相對電導(dǎo)率在整個貯藏期持續(xù)上升,貯藏初期上升幅度較大,后期上升相對緩慢,各處理組與空白對照存在極顯著差異(p<0.01)。且1.5%殼聚糖、1.5%乳酸鈣、0.04%丁香精油處理在60～120d之間較穩(wěn)定,之后的上升幅度較小。當(dāng)貯藏到第150d時,空白對照的龍安柚的相對電導(dǎo)率高達48.30%,1.5%殼聚糖、1.5%乳酸鈣、0.04%丁香精油以及0.04%肉桂精油處理的龍安柚細胞膜滲透性分別是24.10%、28.2%、29.20%、39.7%,各處理組存在顯著差異(p<0.05),說明四種保鮮處理都能有效抑制細胞膜的破壞。從結(jié)果可以看出,在龍安柚貯藏過程中,1.5%殼聚糖處理能夠使細胞膜透性維持在較低水平,降低了龍安柚的衰老速度。

丙二醛是膜脂過氧化代謝的產(chǎn)物,其含量積累水平可以作為組織細胞受傷害和生理衰老的重要指標[27]。從圖2B中可以看出,在整個貯藏過程中,龍安柚 MDA 含量的變化趨勢基本一致,都是在前期上升較快,中期上升速度較緩慢,后期上升速度越來越快,說明其衰老速度加快。處理組與空白對照組相比,MDA的產(chǎn)生速率存在顯著差異(p<0.05)。貯藏150d 時,0.04%肉桂精油處理的龍安柚MDA含量最高,為63.34nmol·g-1,1.5%殼聚糖處理的龍安柚MDA含量最低,0.04%肉桂精油與 1.5%殼聚糖處理達到極顯著水平(p<0.01)。究其原因,可能是由于殼聚糖涂膜有效的抑制了呼吸速率,減少了丙二醛的積累,因此丙二醛含量最低。這說明龍安柚在1.5%殼聚糖處理下,MDA含量增加最少,能夠有效抑制MDA含量的積累,從而延緩衰老。

圖2 不同處理對龍安柚果實軟化衰老的影響Fig.2 The influence of different treatments on soften and decay of Long An Pomelo

2.1.3 不同處理對果實活性氧代謝的影響 POD、CAT和SOD是植物體內(nèi)廣泛存在的一種自由基清除劑,具有清除活性氧的能力。

如圖3A所示,在整個貯藏期間,不同處理的龍安柚POD活性值變化均呈下降的趨勢,且前期下降較快,中期下降速度較緩慢,后期下降速度較快。貯藏第 150d時,1.5%乳酸鈣處理的龍安柚的POD活性值高于其它處理,其值為51.60(ΔOD470·min-1·g-1·0.01-1)。其中,1.5%乳酸鈣與空白對照之間差異極顯著(p<0.01)。

從圖3B可以看出,在不同處理條件下的龍安柚CAT活性值均呈現(xiàn)上升趨勢。在貯藏期間,各處理的CAT變化都不是很大。但能看出空白對照與其它處理之間存在顯著差異(p<0.05)。貯藏第150d時均出現(xiàn)最大值,此時1.5%乳酸鈣、1.5%殼聚糖、0.04%肉桂精油和0.04%丁香精油處理的CAT酶活性值分別為:842(μg·min-1·g-1)、834(μg·min-1·g-1)、842(μg·min-1·g-1)、812(μg·min-1·g-1),各自的差別并不大,但與空白具有顯著差異(p<0.05)。

如圖3C所示,在貯藏過程中,SOD活性先不斷升高,在貯藏30～90d之間處于穩(wěn)定狀態(tài),在90d后呈現(xiàn)明顯的降低趨勢。在貯藏60d時,1.5%的乳酸鈣處理出現(xiàn)SOD活性高峰,其峰值為13.62(μg·min-1·g-1),1.5%殼聚糖處理的SOD值高峰出現(xiàn)在第90d,其余處理組和對照組的SOD高峰出現(xiàn)在貯藏30d,且SOD活性都小于1.5%的乳酸鈣處理。在整個貯藏過程中,1.5%乳酸鈣和1.5%殼聚糖處理的SOD活性一直保持在較高的水平,高于其余處理組和對照組。統(tǒng)計分析表明,1.5%乳酸鈣和1.5%殼聚糖處理與其余各處理組差異極顯著(p<0.01)。

圖3 不同處理對果實活性氧代謝的影響Fig.3 The influence of different treatments on reactive oxygen metabolism of Long An Pomelo

上述結(jié)果表明,龍安柚處理組活性氧代謝值保持在較高水平,貯藏保鮮效果較好。但在后期活性都有所降低,可能是由于后期自由基清除劑喪失了正常的生理功能,經(jīng)過長時間的貯藏,果實內(nèi)部代謝紊亂,沒有能力及時清理組織中的自由基而引起的。

2.2 不同處理對果實貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 不同處理對果實硬度的影響 不同保鮮劑處理對龍安柚果實硬度的影響如圖4所示?？梢?果實硬度在貯藏期間均呈下降趨勢,且在120～150d下降速度最快。

圖4 不同處理對龍安柚硬度的影響Fig.4 The influence of different treatments on hardness of Long An Pomelo

1.5%乳酸鈣處理對于保持硬度有較好的作用,0.04%丁香精油和1.5%殼聚糖的效果次之,0.04%的肉桂精油和空白對照的保脆效果最差,且各處理間存在顯著差異(p<0.05)。主要原因在于鈣處理能夠提高細胞壁中鈣的含量,使細胞壁形成牢固的鈣橋,維持細胞壁的結(jié)構(gòu)與功能,抑制果實細胞壁中果膠物質(zhì)的分解,阻止外界水解酶的進入,減少底物與酶的接觸機會,防止中膠層的解體,從而保持了果實的硬度。1.5%殼聚糖涂膜處理能夠降低果實內(nèi)的呼吸速率,減少體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的降解消耗,延長龍安柚在貯藏期的良好品質(zhì),延緩軟化進程。

圖5 不同處理對龍安柚可溶性固形物、 總糖、總酸含量的影響Fig.5 The influence of different treatments on total soluble solids,total sugar, total acid contents of Long An Pomelo

2.2.2 不同處理對果實可溶性固形物(TSS)、總糖含量、總酸含量的影響 由圖5A可知,在貯藏期間,不同處理的龍安柚其可溶性固形物均呈現(xiàn)先上升再下降,最后趨于平穩(wěn)的趨勢。在貯藏的第30d,不同處理的龍安柚TSS含量均出現(xiàn)最高峰值,峰值大小順序為0.04%丁香精油>1.5%殼聚糖>0.04%肉桂精油>1.5%乳酸鈣>空白對照。其中0.04%丁香精油和空白的峰值分別為11.97%、10.23%。在30～90d,總體呈現(xiàn)下降趨勢。90d以后TSS含量趨于平穩(wěn),其中1.5%殼聚糖和1.5%乳酸鈣又出現(xiàn)了第二個高峰,且乳酸鈣的第二個高峰大于第一個峰,其峰值為10.60%。在貯藏第150d時,1.5%殼聚糖處理的果實TSS含量最高,空白對照組的TSS含量最低。1.5%殼聚糖與空白對照差異極顯著(p<0.01)。TSS含量在貯藏期呈現(xiàn)前期上升幅度較大,后期緩慢下降的趨勢,整個貯藏期總體含量變化幅度不大,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是淀粉等多糖不斷轉(zhuǎn)化為可溶性的碳水化合物,原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠,從而使可溶性固形物含量上升[28],后期由于果實自身的呼吸作用影響,以糖酸等物質(zhì)作為呼吸底物被大量消耗而導(dǎo)致其含量下降[29]。

在整個貯藏期,各處理龍安柚的總糖含量均呈現(xiàn)下降趨勢。如圖5B所示,1.5%殼聚糖變化最慢,空白對照變化最快。貯藏到第150d時,1.5%殼聚糖的總糖含量最高為10.74%。1.5%乳酸鈣、0.04%丁香精油、0.04%肉桂精油和空白對照的含量分別為8.76%、9.50%、7.42%、6.70%。其中空白對照和1.5%殼聚糖處理存在極顯著差異(p<0.01)。結(jié)果表明1.5%殼聚糖處理效果最好。龍安柚總糖作為果蔬呼吸基質(zhì)被利用,因此總糖含量主要呈下降趨勢。但由于殼聚糖涂膜處理有效的堵塞了呼吸氣孔,阻止了內(nèi)外氣體的交換,減緩了呼吸速率,因此減緩了總糖下降趨勢。

從圖5C中可看出,1.5%乳酸鈣、1.5%殼聚糖、0.04%肉桂精油和空白對照處理在貯藏的整個過程中，均處于不斷下降趨勢。0.04%丁香精油處理在0～60d內(nèi)急劇下降，60～90d內(nèi)總酸含量保持穩(wěn)定，在90d后又開始下降。在貯藏第150d，1.5%殼聚糖處理的龍安柚有機酸含量顯著地(p<0.05)高于其他處理的果實。表明涂膜處理有效的緩解了酸的代謝,保持了龍安柚的品質(zhì),達到了較好品質(zhì)的貯藏保鮮的目的。

2.2.3 不同處理對果實維生素C含量的影響 VC含量是衡量龍安柚營養(yǎng)成分及品質(zhì)的重要指標之一。如圖6所示,在貯藏過程中,1.5%乳酸鈣、1.5%殼聚糖、0.04%肉桂精油和0.04%丁香精油處理下貯藏的龍安柚VC含量均呈下降的趨勢。由于VC極不穩(wěn)定,很容易被氧化分解,所以隨著貯藏時間的延長,VC含量會呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢?？瞻讓φ战M貯藏的龍安柚VC含量下降速度明顯(p<0.01)快于其它保鮮處理組。貯藏第 150d 時,空白對照組的龍安柚VC含量最低,由開始的 163.74mg/100g 下降到48.92mg/100g,損失了 70.12%。1.5%乳酸鈣處理的龍安柚VC含量明顯高于1.5%殼聚糖、0.04%肉桂精油和0.04%丁香精油處理組(p<0.05),但 1.5%殼聚糖、0.04%肉桂精油和0.04%丁香精油處理組與空白對照組之間差異不顯著(p>0.05)。因此可看出,乳酸鈣涂膜處理有效的緩解了VC的降低,保持了龍安柚的營養(yǎng)品質(zhì),達到了較好的貯藏保鮮目的。

圖6 不同處理對龍安柚果實維生素C含量的影響Fig.6 The influence of different treatments on VC content of Long An Pomelo

3 結(jié)論

綜上所述,四種處理方法與空白對照組比較都能有效的抑制龍安柚果實的后熟進程,改善貯藏品質(zhì)減緩生理變化速率。但四種方法的保鮮效果各不相同。對龍安柚果實貯藏保鮮效果最好的是1.5%殼聚糖處理,其次是1.5%乳酸鈣處理,精油處理效果最差。究其原因,由于精油主要是抑制微生物的滋生,起到殺菌的作用,對果實品質(zhì)和生理變化的控制效果不如殼聚糖和乳酸鈣處理。

在今后的研究中,可將殼聚糖和乳酸鈣與精油處理進行復(fù)配,結(jié)合各種保鮮技術(shù)的優(yōu)點,提高柚子的貯藏期限,以期得到更好的貯藏保鮮效果。

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[28]Meir S,Akerman M,Fuchs Y,et al. Further studies on the controlled atmosphere storage of avocados[J]. Postharvest Biology and Technology,1995,5(4):323-330.

[29]吳友根,陳金印. 殼聚糖在果蔬保鮮上的研究現(xiàn)狀及前景[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2002(12):52-56.

Research of the effect of four kinds of fresh-keeping treatments on the storage quality and physiological of Long An Pomelo

TANG Cheng1,YAN Jing2,XIONG Ya-bo2,QIN Wen2,*

(1.Guang’an City,Sichuan Province Quality and Technical Supervision and Testing Center,Guang’an 638000,China;2.Sichuan Agricultural University College of Food Science,Ya’an 625014,China)

Research of the changes of storage quality and physiological of Long An pomelo based on four kinds of fresh methods were investigated. Suitable concentrations of chitosan, calcium lactate, clove and cinnamon essential oil were chosen to store Long An Pomelo,and the Pomelo was put in the ventilated environment,at room temperature(25±1)℃,and then the storage quality and physiological indexes were investigated.Results showed that:compared with control group,four treatment methods significantly slowed the decline of Long An Pomelo’s quality at different level, and effectively control the speed of physiological change. 1.5% chitosan showed the best effect to control the storage quality of Long An Pomelo(p<0.05). And 1.5% calcium lactate can effectively inhibit soften and aging during storage. As for 0.04% clove essential oil and 0.04% cinnamon essential oils, there was only a bit storage effect, but the effect was less than that in the lactic acid calcium and chitosan.

Long An Pomelo;chitosan;calcium lactate;essential oil;storage quality;physiology

2014-07-24

唐成 (1984-)，男，碩士研究生，研究方向:食品加工與安全。

*通訊作者:秦文(1967-)，女，博士，教授，研究方向:食品加工及品質(zhì)控制。

社會公益研究專項計劃(201210075)：地理標志產(chǎn)品安溪鐵觀音與龍安柚的原產(chǎn)地溯源技術(shù)研究；四川省重要技術(shù)標準項目(ZYBZ2013-41)：四類果蔬產(chǎn)品采后處理通用技術(shù)要求。

TS255.3

A

1002-0306(2015)11-0314-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.055