冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸對(duì)貯藏期間藍(lán)莓生理品質(zhì)的變化影響

于繼男,薛 璐,*,魯曉翔,陳紹慧

(1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134;2.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384)

冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸對(duì)貯藏期間藍(lán)莓生理品質(zhì)的變化影響

于繼男1,薛 璐1,*,魯曉翔1,陳紹慧2

(1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134;2.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384)

通過研究對(duì)經(jīng)ε-聚賴氨酸處理的藍(lán)莓在冰溫貯藏期間的生理品質(zhì)的變化,探討冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸處理對(duì)藍(lán)莓的保鮮效果。實(shí)驗(yàn)選取濃度為100、300、500μL/g ε-聚賴氨酸處理藍(lán)莓,在70d貯藏期中每10d測(cè)一次相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果表明,與直接冰溫貯藏藍(lán)莓相比,冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸的處理對(duì)延緩藍(lán)莓的腐爛、抑制VC和花色苷的減少、保護(hù)藍(lán)莓果霜均有明顯效果,并且抑制了藍(lán)莓的呼吸強(qiáng)度和乙烯生成速率,對(duì)過氧化氫酶CAT活力也有很明顯的抑制效果。其中經(jīng)300μL/g ε-聚賴氨酸處理的效果最優(yōu)。說明冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸處理貯藏的效果優(yōu)于直接冰溫貯藏。

藍(lán)莓,冰溫貯藏,ε-聚賴氨酸,生理品質(zhì)變化

藍(lán)莓(Blueberry),杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vac-ciniumL.)植物,多年生落葉或常綠灌木[1]。它的果味酸甜,深受人們的喜愛。營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于蘋果、葡萄等[2]。然而藍(lán)莓的成熟期在6～8月份,炎熱潮濕的環(huán)境下導(dǎo)致其室溫放置2～4d就開始腐爛變質(zhì)[3]。藍(lán)莓的價(jià)格相對(duì)較高,所以鮮食藍(lán)莓的保鮮有著很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及廣闊的市場(chǎng)前景。因此,研究鮮食藍(lán)莓的保鮮技術(shù)有著很重要的意義。

冰溫是繼冷藏和氣調(diào)貯藏之后的又一代保鮮技術(shù)[4],在鮮活農(nóng)產(chǎn)品的貯藏方面,冰溫技術(shù)比冷藏技術(shù)的貯藏時(shí)間要長并且新鮮程度較高。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在葡萄、柿子、荔枝、紅富士等果蔬貯藏方面有所研究[5-8]。ε-聚賴氨酸(ε-poLy-L-Lysine,簡(jiǎn)稱ε-PL)是一種具有抑菌功效的多肽。由Shima S[9]等人在1977年發(fā)現(xiàn),它是一種由鏈霉菌屬的代謝產(chǎn)物,經(jīng)分離提取精制而獲得的發(fā)酵產(chǎn)品。ε-聚賴氨酸安全性高,抑菌譜廣,熱穩(wěn)定性強(qiáng),pH范圍寬,水溶性強(qiáng)[10]。作為新型天然生物防腐劑,ε-聚賴氨酸有著天然、營養(yǎng)、安全的特點(diǎn),已在冷鮮豬肉、南美蝦、米飯、玉米汁飲料中有所應(yīng)用[11-14]。

目前,關(guān)于藍(lán)莓的冰溫貯藏已有所報(bào)道,但是對(duì)于經(jīng)過保鮮劑處理的藍(lán)莓在冰溫貯藏期間的品質(zhì)變化的研究尚鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以新鮮的藍(lán)莓為試材,探究經(jīng)過ε-聚賴氨酸處理對(duì)釆后冰溫貯藏的藍(lán)莓的保鮮品質(zhì)的影響,旨在為藍(lán)莓的貯藏保鮮提供一種新的技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采用來自遼寧省大連市金州區(qū)藍(lán)莓采摘園的藍(lán)莓,品種為“北麓”,藍(lán)莓釆后當(dāng)天運(yùn)回國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱中心實(shí)驗(yàn)室),進(jìn)行相關(guān)處理。

三氯乙酸、無水乙醇、冰乙酸、草酸 天津江天化工技術(shù)有限公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 天津市科威有限公司;鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、偏磷酸 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;乙二胺四乙酸、雙氧水 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;二硫蘇糖醇DTT 天津博美科生物技術(shù)有限公司;聚乙烯吡咯烷酮PVPK-30 SbaseBio公司;鉬酸銨 天津市化學(xué)試劑四廠凱達(dá)化工廠。上述所有試劑均為分析純。

BW-120冰溫保鮮庫、普通冷庫 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心;Genesys5紫外-可見分光光度計(jì) 美國MiLton Roy公司;D-37520高速冷凍離心機(jī) 上海納諾儀器有限公司;糖度儀PAL-1 日本愛宕公司;DDS-11A 電導(dǎo)率儀 上海雷磁公司;Check point便攜式O2/CO2測(cè)定儀 丹麥PBI Dansensor公司;氣相色譜儀2010 日本島津公司;AUW220D電子分析天平 日本島津公司;TDA-8002電子恒溫水浴鍋 天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司;SPX-250-C智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試材處理 挑選無病害、霉變機(jī)械損傷的藍(lán)莓為試材,分裝(每2kg放入一個(gè)泡沫箱內(nèi))后,分別進(jìn)行下面的處理:

冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸組(B+B-1組)將鮮果放置于配制好的100μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,取出將其放置于干燥通風(fēng)處(設(shè)置電風(fēng)扇)晾干后放于泡沫箱內(nèi)置于冰溫庫(-0.7～-0.4℃)貯藏。

冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸組(B+B-2組)將鮮果放置于配制好的300μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,其它步驟同上。

冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸組(B+B-3組)將鮮果放置于配制好的500μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,其它步驟同上。

直接冰溫組(B-CK組)將鮮果放于泡沫箱內(nèi)置于冰溫庫(-0.7～-0.4℃)貯藏。

貯藏期間每10d取一次樣,進(jìn)行各個(gè)指標(biāo)的測(cè)定,貯藏期為70d。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.2.1 腐爛率 腐爛級(jí)別:0級(jí),無腐爛;1級(jí),0～1/3表面積腐爛;2級(jí),1/3～2/3表面積腐爛;3級(jí),2/3～1表面積腐爛。

腐爛率=Σ(腐爛級(jí)別×該級(jí)別果數(shù))/(腐爛最高級(jí)別×總果數(shù))×100

1.2.2.2 果霜指數(shù) 果霜級(jí)別:0級(jí),無果霜,果實(shí)較軟;1級(jí),0～1/3面積果霜覆蓋;2級(jí),1/3～2/3面積果霜覆蓋;3級(jí),2/3～全果果霜覆蓋;4級(jí),果霜覆蓋全果且果霜較厚。

果霜指數(shù)=Σ(果霜級(jí)別×該級(jí)別果數(shù))/(果霜最高級(jí)別×總果數(shù))

1.2.2.3 VC含量測(cè)定 鉬藍(lán)比色法[15]。

1.2.2.4 花色苷的測(cè)定 由于花色苷是水溶性色素,根據(jù)比爾定律,溶液的濃度與其吸光度A成正比,因此在未有標(biāo)準(zhǔn)品時(shí),可用紫外-可見吸收分光光度計(jì)法測(cè)定總花色苷的含量。參照霍琳琳等[16]的方法并加以修改。稱取2.0g果肉組織,在冰浴條件下加入少許經(jīng)預(yù)冷的1%鹽酸-甲醇溶液研磨,轉(zhuǎn)入25mL的具塞刻度試管中,定容至 20mL,混勻,放置于4℃的環(huán)境中避光提取20min,期間搖動(dòng)數(shù)次,用棉花過濾,收集濾液待用。以1%鹽酸-甲醇溶液作空白調(diào)零,取濾液在波長600nm處測(cè)定吸光度值,重復(fù)三次。以每g藍(lán)莓組織在波長600nm處的吸光值表示花色苷含量(U)。

1.2.2.5 乙烯的測(cè)定 將藍(lán)莓(體積約為罐的1/3)置于550mL密封罐中,靜置2h后,用注射器吸取其中的氣體,采用島津2010型氣相色譜儀程序升溫法[17]測(cè)定。

1.2.2.6 呼吸強(qiáng)度的測(cè)定 將藍(lán)莓(體積約為罐的1/3)置于550mL密封罐中,靜置2h后,用Check point便攜式O2/CO2測(cè)定儀測(cè)定。

1.2.2.7 過氧化氫酶(cataLase,CAT) 參照Aebi[18]、王艷穎法[19]并修改,取3g果肉,加入10mL預(yù)冷的pH7.5 0.05moL/L的磷酸緩沖液(內(nèi)含5mmol/L二硫蘇糖醇和2%聚乙烯吡咯烷酮)在冰浴中研磨成勻漿,12000×g 4℃下離心20min,收集上清液立即測(cè)定CAT酶活力。CAT反應(yīng)體系包括粗酶液200μL和3mL 20mmol/L H2O2,在240nm處測(cè)定2min 內(nèi)的樣品吸光度的變化。

1.2.2.8 脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX) 參照AxeLrod[20]、陳昆松[21]等的方法略加修改。底物為10mmol/L的亞油酸鈉,取果肉2.0g,冰浴研磨,加入0.05mol/L磷酸緩沖液(pH=7.0),4℃下15000g離心15min,取上清液測(cè)定酶活性。亞油酸鈉25μL,pH7.0磷酸緩沖液2.775mL,30℃溫育,加200μL果實(shí)處理液20s開始計(jì)時(shí),記錄234nm處測(cè)定1min內(nèi)吸光度,重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理,利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異顯著性分析。

2 結(jié)果及分析

2.1 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸對(duì)藍(lán)莓貯藏期間腐爛率、果霜指數(shù)、VC和花色苷的影響

從圖1可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長,藍(lán)莓的腐爛率呈上升趨勢(shì)。其中前40d,B-CK組與其他經(jīng)過保鮮劑處理組基本持平(p>0.05),但是在50d之后,它們之間有顯著性差異(p<0.05);在70d時(shí),B+B-2組腐爛率8%極顯著低于B+B-1(30.8%)和 B+B-3組(24.8%)。可以看出,冰溫結(jié)合300μL/g的ε-聚賴氨酸貯藏可以更好地抑制藍(lán)莓腐爛率的升高。

圖1 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間腐爛率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on rotting rate

從圖2可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長,藍(lán)莓的果霜指數(shù)明顯降低。在40d后,B-CK組與B+B-1組相差不大,但與B+B-2和B+B-3組差異性顯著(p<0.05),在第70d時(shí),B+B-2組的果霜指數(shù)(0.716)高于B+B-3組(0.607)。這說明,冰溫結(jié)合300μL/g的ε-聚賴氨酸貯藏可以更好地保護(hù)藍(lán)莓的果霜。

圖2 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間果霜指數(shù)的影響Fig.2 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on fruit cream index

從圖3可知,VC的含量隨著貯藏時(shí)間的延長而下降,B-CK組與B+B-3差異性不顯著(p>0.05),與B+B-1和B+B-2組有顯著性差異(p<0.05),在處理組中,B+B-2組VC含量下降最緩慢。說明冰溫結(jié)合300μL/g的ε-聚賴氨酸可以有效地減緩VC含量的下降。

圖3 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間VC的影響Fig.3 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on VC

由圖4可以看出,前10d花色苷含量有所升高,這和Liaqat Ali等[22]研究的結(jié)果基本一致,這可能是因?yàn)樗{(lán)莓在之前有一定的生物貯存,在10～70d期間,呈下降趨勢(shì)。其中,B-CK組與其他處理組差異性顯著(p<0.05),三個(gè)處理組中B+B-2組的花色苷下降速率顯著低于其他兩組,說明經(jīng)300μL/g的ε-聚賴氨酸處理的冰溫貯藏組可以有效地延緩花色苷的下降。

圖4 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間花色苷的影響Fig.4 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on anthocyanin

2.2 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸對(duì)藍(lán)莓貯藏期間乙烯生成速率、呼吸強(qiáng)度的影響

分析圖5,對(duì)照組與各處理組前50d,乙烯生成速率略有下降,這可能是因?yàn)椴墒諟囟却蟾旁?7～28℃,經(jīng)過冰溫處理后藍(lán)莓的生理代謝有所減緩;在60d時(shí),所有組都急劇增加,出現(xiàn)了高峰值,其中B-CK組遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于處理組。這說明冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸貯藏可以很好地抑制乙烯的生成,減緩藍(lán)莓果實(shí)的衰老。

圖5 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間乙烯生成速率的影響Fig.5 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on Ethylene generation rate

從圖6可以看出,前10d藍(lán)莓果實(shí)的呼吸強(qiáng)度急速下降,這可能是因?yàn)楸鶞靥幚砗芎玫臏p緩藍(lán)莓的生理代謝,在之后的貯藏期里呈上升趨勢(shì),B-CK組在60d時(shí)急劇上升,極顯著高于同期的其它處理組(p<0.05),這說明冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸很好地抑制了無氧呼吸的產(chǎn)生。

圖6 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間呼吸強(qiáng)度的影響Fig.6 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on respiratory intensity

2.3 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸對(duì)藍(lán)莓貯藏期間CAT和LOX的影響

CAT是生物體防御體系的關(guān)鍵酶之一,它主要起到催化H2O2分解為H2O和O2,從而避免細(xì)胞受H2O2的危害。到如圖7所示,隨著貯藏時(shí)間的延長,CAT整體呈緩慢下降趨勢(shì),B-CK組顯著低于其他處理組(p<0.05),在40d后,B+B-3組CAT值急速下降,這可能是因?yàn)?00μL/g的ε-聚賴氨酸對(duì)于冰溫貯藏的藍(lán)莓來說濃度稍高,在處理組中B+B-2組(0.533)顯著性高于B+B-1組(0.407)。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,冰溫結(jié)合300μL/g的ε-聚賴氨酸處理過的藍(lán)莓可以很好的保護(hù)CAT,從而增強(qiáng)了藍(lán)莓果實(shí)的清除自由基的能力。

圖7 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間CAT的影響Fig.7 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on CAT activity

LOX是一種以多不飽和脂肪酸為催化底物的酶,它可以產(chǎn)生多種自由基,促進(jìn)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞和衰老。在貯藏初期,LOX迅速上升,這可能是因?yàn)闇囟鹊慕档筒]有迅速的降低LOX的活力,但是10d后,LOX開始隨著貯藏時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì),而B-CK組顯著高于其他組(p<0.05),其的變化一直呈上升趨勢(shì),說明ε-聚賴氨酸對(duì)抑制LOX的活力有很好的效果。在處理組中,B+B-2對(duì)LOX的抑制效果最好,說明冰溫結(jié)合300μL/g的ε-聚賴氨酸處理過的藍(lán)莓可以有效地抑制LOX的增長。

圖8 冰溫結(jié)合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對(duì)藍(lán)莓貯藏期間LOX的影響Fig.8 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on LOX activity

3 結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸處理過藍(lán)莓和單獨(dú)冰溫相比,對(duì)延緩藍(lán)莓的腐爛、VC和花色苷含量的降低等有這更加顯著的效果,并且可以顯著的抑制呼吸強(qiáng)度和乙烯生成速率,減緩CAT活力的下降、降低LOX的活力。這可能是因?yàn)棣?聚賴氨酸有效的抑制了影響藍(lán)莓品質(zhì)的真菌的繁殖。在不同濃度的冰溫處理組之間,300μL/g ε-聚賴氨酸對(duì)藍(lán)莓各方面品質(zhì)都有較好的保持,說明在冰溫貯藏期間該濃度比其他兩種適合。這是由于它對(duì)真菌的最小抑菌濃度要高一些,尤其是霉菌,這可能與霉菌的細(xì)胞壁形態(tài)有關(guān)[23],而效果好于500μL/g的濃度,這可能是因?yàn)楸鶞仉A段果實(shí)的生理代謝較緩,高濃度的保鮮劑一定程度上影響了有益菌對(duì)果實(shí)的保護(hù)。

本研究以ε-聚賴氨酸作為藍(lán)莓的保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏,提高了其食用價(jià)值,延長了貯藏期。有關(guān)冰溫貯藏中,更加適合藍(lán)莓的ε-聚賴氨酸的濃度與處理方式及冰溫結(jié)合ε-聚賴氨酸對(duì)藍(lán)莓保鮮的機(jī)理尚有待進(jìn)一步研究。

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Effect of controlled freezing point storage combined with ε-PL on the quality and physiology of blueberry

YU Ji-nan1,XUE Lu1,*,LU Xiao-xiang1,CHEN Shao-hui2

(1.Tanjiin Key Laboratory of Food Biotechnology,College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China;2.Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products,National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin 300384,China)

The effect of freezing point storage combined with ε-PL in preserving blueberry was studied. The blueberries were dealt with 100,300,and 500μL/g ε-PL respectively. Physiochemical parameters and nutritional composition were measured every 10 days during the 70 days storage period. Results showed that compared with single controlled freezing point storage,controlled freezing point storage combined with ε-PL had obvious effective on delaying the decay of blueberries,the decrease of VCand anthocyanins,and protecting blueberries’ bloom. Moreover,controlled freezing point storage combined with ε-PL suppressed respiratory intensity and ethylene generation rate,and lowered CAT activity,which resulted in extending the storage period. Among these treatments,300μL/g ε-PL was more effective,which illustrated that freezing point combined with ε-PL processing storage’s effect was better than that of direct points.

blueberry;freezing point storage;ε-PL;physiology quality variation

2014-04-15

于繼男(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

*通訊作者:薛璐(1976-)，女，博士，副教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD38B01)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)01-0334-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.062