殼聚糖和二氧化氯聯(lián)合處理對江安大白李采后保鮮效果研究

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(1.宜賓學(xué)院 固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點實驗室,四川宜賓 644000;2.宜賓學(xué)院 川茶學(xué)院,四川宜賓 644000;3.宜賓學(xué)院 香料植物資源開發(fā)與利用四川省高校重點實驗室,四川宜賓 644000;4.宜賓學(xué)院 發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室,四川宜賓 644000)

殼聚糖和二氧化氯聯(lián)合處理對江安大白李采后保鮮效果研究

陳豫1,2,3,胡偉2,3,4,*,王宇2,梅杰2,毛敏2

(1.宜賓學(xué)院 固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點實驗室,四川宜賓 644000;2.宜賓學(xué)院 川茶學(xué)院,四川宜賓 644000;3.宜賓學(xué)院 香料植物資源開發(fā)與利用四川省高校重點實驗室,四川宜賓 644000;4.宜賓學(xué)院 發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室,四川宜賓 644000)

以江安大白李為實驗材料,研究二氧化氯和殼聚糖單獨處理以及不同先后處理順序的聯(lián)合作用對李果采后生理和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:與對照相比,經(jīng)殼聚糖或二氧化氯單獨處理的江安大白李均能有效抑制果實的呼吸強度,降低果實的失重率,維持果實的好果率，維生素C及可溶性固形物含量。殼聚糖和二氧化氯聯(lián)合處理作用能更有效降低江安大白李的失重率，提高好果率。二氧化氯浸泡之后再進行殼聚糖聯(lián)合保鮮處理能較好的保持江安大白李的貯藏品質(zhì),延長其貯藏壽命。研究結(jié)果可為江安大白李合理貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

江安大白李,殼聚糖,二氧化氯,保鮮

江安大白李又稱趕場山大白李,是江安地方傳統(tǒng)特色產(chǎn)品之一[1]。江安大白李,果肉細脆多汁而味濃,核小肉厚,多年來深受廣大消費者的注目和青睞[1]。江安大白李屬于呼吸躍變型果實,采收期通常集中在高溫高濕季節(jié),致使李果在常溫下很容易變軟、腐爛。江安大白李的采后損失問題嚴重影響了當?shù)毓r(nóng)的經(jīng)濟收入,因此探討不同保鮮處理在大白李貯藏保鮮中的應(yīng)用效果,對延長果實貨架期具有現(xiàn)實意義。近年來殼聚糖和二氧化氯(ClO2)在水果貯藏保鮮領(lǐng)域倍受關(guān)注[2-4]。殼聚糖是一種從甲殼類動物中提取的氨基多糖,具有良好的保濕、成膜和廣譜抗菌能力,無毒且易降解,與食品接觸不會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)等多種特性,很適宜用于果蔬的保鮮[5-6]。ClO2具有很強的氧化作用,可以殺滅采后果實病原菌,有效延緩果蔬的衰老和腐敗,同時不影響果實的風(fēng)味和外觀品質(zhì)[7-8]。肖宏等[9]研究發(fā)現(xiàn)濃度為1.5%的殼聚糖溶液對三華李的保鮮效果最好,能有效降低果實的失重率,延緩果實變軟。李成等[10]研究發(fā)現(xiàn)用60 mg/kg濃度的ClO2處理杏后能維持果實硬度和口味,且延緩可溶性固形物降低。韋明肯等[11]用殼聚糖和ClO2聯(lián)合處理保鮮櫻桃和番茄,可以有效地減低果實的腐爛率。目前江安大白李采后使用殼聚糖或ClO2進行保鮮研究卻鮮有報道。本研究以江安大白李為實驗材料,探索殼聚糖和ClO2單獨處理大白李以及不同先后處理順序的聯(lián)合作用保鮮對果實采后貯藏過程中的生理生化及相關(guān)營養(yǎng)和貯藏品質(zhì)的變化規(guī)律,旨在尋找一種適用于江安大白李的安全有效的保鮮方法,以提高大白李的貯藏品質(zhì),延長果實貨架期。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

江安大白李 購自當?shù)厮l(fā)市場,選擇色澤新鮮、大小均勻、色澤相近、無病蟲害和機械損傷的八成熟果實為實驗材料;殼聚糖(脫乙酰度80%～95%,粘度,100～200 mPa·s) 上海琳帝化工有限公司;食品級ClO2(固體) 山東新宇生物股份有限公司。

TDL-5-A離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;ESJ200-4電子天平 沈陽龍騰電子有限公司;PK121R高速冷凍離心機 上海泰恒科學(xué)儀器有限公司;WYF-4型手持折光儀 福建省泉州光學(xué)儀器廠;UV-2102PC紫外可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司。

1.2實驗處理

將挑選好的江安大白李進行以下5種保鮮處理,每種處理大白李重量為10 kg。殼聚糖處理:將江安大白李果完全浸入1.5%的殼聚糖溶液中,浸泡30 s,撈出晾干;ClO2處理:將江安大白李果實完全浸入60 mg/L的ClO2溶液中,浸泡10 min,撈出晾干;殼聚糖+ClO2處理:先用1.5%的殼聚糖溶液浸泡果實30 s,撈出后緊接著再浸入到60 mg/L的ClO2溶液中浸泡10 min,撈出晾干;ClO2+殼聚糖處理:將江安大白李果實完全浸入60 mg/L的ClO2溶液中浸泡10 min,撈出后再浸入到1.5%的殼聚糖溶液浸泡30 s,撈出晾干;對照(CK):不作處理。將各不同處理組和對照組的江安大白李分別隨機擺放到塑料果盤中,晾干后放置于室溫(25～30 ℃)下貯藏10 d。貯藏當日測定的所有指標作為初始指標,然后每隔2 d從各組處理中隨機取出0.5 kg果實測定各項生理生化指標,每個樣品重復(fù)測定3次。

1.3測定指標與方法

在江安大白李貯藏的不同時間內(nèi),對果實的生理生化和貯藏品質(zhì)進行分析。呼吸強度采用靜置法測定[12];采用稱重法測定失重率。

失重率(%)=(最初質(zhì)量-貯后質(zhì)量)/最初質(zhì)量×100

好果率(%)=(總果數(shù)-腐爛果數(shù))/總果數(shù)×100

可溶性固形物采用手持糖度計測定[13];維生素C含量采用2,6-二氯酚靛酚鈉滴定法測定[14],多酚氧化酶(PPO)活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[15]。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理,用DPS 6.50軟件進行方差分析,并用Duncan新復(fù)極差法進行多重比較。顯著性水平:顯著(p<0.05);極顯著(p<0.01)。

2 結(jié)果與分析

2.1不同保鮮處理對大白李果實呼吸強度的影響

呼吸強度是果蔬新陳代謝強弱的一個重要指標,呼吸強度與果實貯藏時間的長短密切相關(guān)[16]。李子采收后通過提高呼吸強度來防御逆境,呼吸強度越大,內(nèi)含物消耗越快,李子成熟和衰老速度也越快[17-18]。李子由于品種、采收時間、運輸和貯藏方式等因素的不同,呼吸強度也有明顯差異[19]。如圖1所示,在貯藏10 d內(nèi),CK組果實的呼吸強度呈現(xiàn)先增加后下降趨勢;CK果實呼吸最高值出現(xiàn)在貯藏第4 d,為38.5 mg CO2(kg·h)-1,隨后呼吸強度迅速下降,貯藏10 d后僅為13.2 mg CO2(kg·h)-1。各處理的呼吸強度最高值出現(xiàn)時間均晚于CK。ClO2處理果實在第4 d達到呼吸最高值,為31.2 mg CO2(kg·h)-1;殼聚糖、殼聚糖+ClO2和ClO2+殼聚糖處理下果實在第6 d達到呼吸最高值,分別為32.1、30.3、29.4 mg CO2(kg·h)-1。與CK果實呼吸強度高峰相比,分別下降了6.4、8.2、9.1 mg CO2(kg·h)-1。在貯藏過程中,各處理果實呼吸強度之間差異不顯著(p>0.05)?？梢?各保鮮處理均能明顯抑制果實的呼吸強度,減少果實在代謝過程中呼吸底物的消耗,從而延長了果實在常溫下的商品貨架期[20-21]。

圖1 不同保鮮處理對大白李果實呼吸強度的影響Fig.1 The effect of the different preservatives on respiratory intensity of the plum fruit

2.2不同保鮮處理對江安大白李好果率的影響

好果率是評價果實貯藏效果最直觀的方法[21]。李子采收后因自身組織衰老而對褐腐病和軟腐病等侵染性病害抵抗力下降,造成果實軟化腐爛,嚴重影響了商品價值[21-22]。不同保鮮處理后江安大白李好果率如圖2所示。

圖2 不同保鮮處理對大白李好果率的影響Fig.2 The effect of the different preservatives on good fruit rate of the plum fruit

由圖2可以看出,隨著貯藏時間的增加,江安大白李的好果率均呈現(xiàn)下降趨勢。在貯藏過程中CK組好果率始終顯著低于各處理組(p<0.05)。這可能是由于ClO2具有很強的氧化作用,ClO2與細菌及其他微生物蛋白質(zhì)中的部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),使氨基酸分解破壞,進而控制微生物蛋白質(zhì)的合成,最后導(dǎo)致細菌死亡;ClO2除對一般細菌有殺死作用外,對芽孢、病毒、藻類、真菌等均有較好的殺滅作用[23],可以顯著減少水果病原菌,從而減少果實的腐爛[24]。經(jīng)殼聚糖保鮮處理后果實表面形成的保護膜既能抑制果實的呼吸代謝強度,又能防止病原菌對果實細胞結(jié)構(gòu)的破壞[22]。由于CK未使用任何保鮮處理,CK果實的好果率從貯藏第2 d就開始急劇降低,貯藏10 d后好果率僅為29.3%。而經(jīng)不同保鮮處理的果實好果率在貯藏前期緩慢降低,第6 d后開始迅速下降,貯藏10 d時,殼聚糖、ClO2、殼聚糖+ClO2和ClO2+殼聚糖處理下好果率分別為41.1%、45.7%、53.2%和56.4%。在貯藏期間,殼聚糖處理組大白李好果率始終低于ClO2處理組,但與ClO2處理組差異不顯著(p>0.05)。這是可能由于殼聚糖處理后果實表面形成的保護膜有效的阻斷果品與外界環(huán)境的直接聯(lián)系,使果實內(nèi)部形成一個低O2和高CO2的微環(huán)境,而李子對CO2氣體很敏感,當果實內(nèi)部CO2的體積分數(shù)高于5%時,易發(fā)生病害,從而降低了好果率[25-26]。殼聚糖與ClO2聯(lián)合保鮮處理大白李的好果率一直高于殼聚糖、ClO2單獨處理組,這是由于ClO2的殺菌作用與殼聚糖的保水抑菌作用協(xié)同增效,有效抑制了果實體內(nèi)有機物的消耗和水分的流失,從而使大白李獲得更為有效的保鮮效果[27]。殼聚糖和ClO2按不同先后順序聯(lián)合處理的好果率也有很大的差異,這與韋明肯等[11]研究的結(jié)果一致。ClO2+殼聚糖處理的大白李的好果率明顯高于殼聚糖+ClO2處理?？梢?殼聚糖和ClO2聯(lián)合應(yīng)用于江安大白李保鮮時,兩種保鮮劑的不同先后處理順序?qū)Υ蟀桌畋ｕr效果有明顯影響。

2.3不同保鮮處理對江安大白李失重率的影響

失重率是評價果蔬保鮮效果的重要指標之一。果蔬失重的原因主要是呼吸作用和蒸騰失水所致[28]。李子采收后仍是一個活的有機體,但失去了外界營養(yǎng)物質(zhì)和水分的供給,只能靠消耗自身貯備的有機物和水分進行呼吸作用提供其所需能量,不僅造成果實的質(zhì)量損失,而且直接導(dǎo)致果實失去新鮮飽滿的外觀,光澤消失,表面萎縮,商品價值下降[20-21,29]。江安大白李貯藏過程中失重率的變化見圖3。

圖3 不同保鮮處理對大白李失重率的影響Fig.3 The effect of the different preservatives on weight loss of the plum fruit

由圖3可以看出,隨著貯藏時間的延長,江安大白李果實的失重率均呈遞增趨勢。江安大白李果皮相對較薄,在沒有任何保鮮處理下,果實在室溫條件下水分極易蒸發(fā)。從貯藏第2 d起,CK組果實的失重率顯著高于其他處理組(p<0.05)。由于各處理組所用保鮮劑不同,影響江安大白李果實失重率的效果也就不同。ClO2處理可以降低果實的呼吸速率,減少自身貯備的有機物的消耗,從而降低了果實失重率[28]。殼聚糖在果蔬表面所形成的膜可以阻塞果皮表面的氣孔和皮孔,從而減低水分蒸發(fā)及果蔬的失重率[9,29]。貯藏10 d后,殼聚糖、ClO2、殼聚糖+ClO2、ClO2+殼聚糖處理組大白李果實失重率的分別為14.9%、15.3%、13.6%和12.8%。在貯藏期間,殼聚糖和ClO2聯(lián)合保鮮處理的大白李失重率一直顯著低于殼聚糖、ClO2單獨處理組(p<0.05);可能是由于ClO2和殼聚糖有協(xié)同增效作用,能有效抑制了果實體內(nèi)有機物的消耗和水分的流失,從而減低了大白李的果實失重率。殼聚糖+ClO2處理與ClO2+殼聚糖處理下大白李失重率差異不顯著(p>0.05)。表明ClO2和殼聚糖的使用順序不影響大白李果實失重率。

2.4不同保鮮處理對江安大白李可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量的變化是果實貯藏物質(zhì)變化的綜合表現(xiàn),是判斷果實貯藏品質(zhì)效果的一個重要指標[30]。可溶性固形物含量的高低直接反映了大白李果實品質(zhì)及成熟度[31]。不同保鮮處理對江安大白李貯藏過程中可溶性固形物含量的變化見圖4。

圖4 不同保鮮處理對大白李可溶性固形物含量的影響Fig.4 The effect of the different preservatives on soluble solid content of the plum fruit

由圖4可見,在貯藏過程中,江安大白李的可溶性固形物含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這與王文鳳等[32]和馬李一等[20]對李子研究結(jié)果相一致。呼吸作用和蒸騰作用是引起果實可溶性固形物含量變化的主要原因[33]。貯藏初期,隨著李子果實成熟度增加,果實中大量多糖類物質(zhì)的水解與可溶性糖的積累,TSS含量有所上升;后期因呼吸作用代謝消耗使糖含量逐漸減少,TSS含量下降[34]。在貯藏的第2、6、8 d,CK組和各保鮮處理的可溶性總糖差異顯著(p<0.05),而貯藏第4、10 d可溶性總糖差異不顯著(p>0.05)。CK果實可溶性固形物含量第2 d達到最大,然后開始下降;ClO2處理果實可溶性固形物含量第4 d達到最大,然后緩慢下降;殼聚糖、殼聚糖+ClO2、ClO2+殼聚糖處理果實可溶性固形物含量貯藏前期平緩上升,第6 d達到最大值,隨之緩慢下降。貯藏10 d后,殼聚糖、ClO2、殼聚糖+ClO2、ClO2+殼聚糖果實TSS含量分別為4.9%、4.8%、5.1%和5.2%,與貯藏前相比果實TSS含量分別降低了27.9%、29.4%、25.3%和23.5%。可見,各保鮮處理均有效的抑制果實可溶性糖含量的下降速度。

2.5不同保鮮處理對江安大白李維生素C含量的影響

維生素C對果蔬起到一定的保護作用,可作為果蔬抗衰老的重要指標[35]。不同保鮮處理對江安大白李維生素C含量影響變化如圖5所示。

圖5 不同保鮮處理對大白李維生素C含量的影響Fig.5 The effect of the different preservatives on vitamin C content of the plum fruit

由圖5可見,貯藏過程中,江安大白李果實的維生素C含量均先緩慢上升后下降趨勢。在貯藏第2 d后,CK果實維生素C含量達到最大,隨后維生素C含量急劇降低;而各保鮮處理在貯藏2 d前果實維生素C含量變化不大,保持在較高水平上,第2 d到貯藏的后期大白李果實維生素C含量開始緩慢下降,且此后的維生素C含量均極顯著高于同期的CK組(p<0.01)。與各處理組大白李果實中維生素C含量相比,在貯藏期間,CK組大白李維生素C含量下降最快。由于CK組未使用保鮮劑,果實中氧氣相對充分,從而加快了果實維生素C的分解[36]。經(jīng)殼聚糖處理后果實表面形成的半透膜降低了果實組織內(nèi)部O2的濃度,減緩了維生素C的氧化[29],ClO2保鮮處理后果實表面含有的氯化物(Cl2、HOCl、ClO2)使得果實中維生素C的損失相對較小[24]。各不同保鮮處理之間的大白李果實中維生素C含量差異不顯著(p>0.05)。

2.6不同保鮮處理對江安大白李多酚氧化酶(PPO)活性的影響

多酚氧化酶(PPO)是一種含銅的氧化酶,在有氧存在的條件下,PPO能把酚類物質(zhì)氧化為醌而使果實發(fā)生褐變,嚴重影響果蔬產(chǎn)品的商品質(zhì)量和貯藏時間[37-38]。李子的果肉汁多、皮薄,采摘及運輸過程中受到機械損傷后極易發(fā)生褐變[19]。不同保鮮處理對江安大白李多酚氧化酶含量的影響如圖6所示。

圖6 不同保鮮處理對大白李多酚氧化酶的影響Fig.6 The effect of the different preservatives on PPO activity of the plum fruit

由圖6可知,江安大白李果實在貯藏初期PPO活性較低,CK組第4 d達到最高水平后開始下降;各處理組大白李果實中PPO活性隨著貯藏期的延長逐漸增強,貯藏后期(貯藏第8、10 d)后PPO活性達到最大值。除第10 d外,殼聚糖、ClO2、殼聚糖+ClO2和ClO2+殼聚糖保鮮處理大白李果實PPO的活性均顯著地低于CK組(p<0.05),且PPO活性的上升幅度較CK小。ClO2具有很強的殺菌能力,可有效殺死微生物,減緩果實酶促褐變和腐敗菌繁殖,對PPO活性產(chǎn)生抑制作用[4]。在貯藏期間,殼聚糖與ClO2聯(lián)合保鮮處理大白李的PPO活性一直低于殼聚糖、ClO2單獨處理組;殼聚糖+ClO2處理和ClO2+殼聚糖處理下大白李的PPO活性的差異不顯著(p>0.05)。表明采用ClO2和殼聚糖聯(lián)合保鮮處理大白李可以有效的抑制李子的PPO活性,從而達到延長保鮮期的目的。

3 結(jié)論

本研究以江安大白李為實驗材料,在單獨使用殼聚糖和ClO2對大白李保鮮處理的基礎(chǔ)上,探究殼聚糖與二氧化氯不同先后處理順序的聯(lián)合保鮮對李果采后貯藏過程中的生理生化及相關(guān)營養(yǎng)和貯藏品質(zhì)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,與CK相比,二氧化氯和殼聚糖單獨處理均能有效抑制江安大白李的呼吸強度,降低果實的失重率,維持果實的好果率，可溶性固形物及維生素C的含量;殼聚糖和二氧化氯聯(lián)合處理作用時更明顯降低了大白李的失重率,提高好果率，且二氧化氯浸泡之后再進行殼聚糖聯(lián)合保鮮處理更有效地減少貯藏期間大白李果實中的可溶性固形物和維生素C的含量,且有效抑制江安大白李的呼吸強度和PPO活性的積累,從而延長了其貯藏壽命。因此,選用二氧化氯浸泡之后再進行殼聚糖聯(lián)合保鮮處理效果較好,具有潛在的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。

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EffectsofcompositeapplicationofchitosanandchlorinedioxideonpreservationofJiang’AnDabaiplum

CHENYu1,2,3,HUWei2,3,4,*,WANGYu2,MEIJie2,MAOMin2

(1.Solid-state Fermentation Resource Utilization Key Laboratory of Sichuan Province,Yibin 644000,China;2.Sichuan Tea College,Yibin University Yibin,644000,China;3.Key Lab of Aromatic Plant Resources Exploitation and Utilization in Sichuan Higher Education,Yibin 644000,China;4.Key Lab of Fermentation Resource and Application of Institutes in Sichuan Higher Education,Yibin 644000,China)

Using Jiang’An Dabai plum as experimental material,the physiology and quality changes of plum were treated with chitonsan and ClO2individually treatment and together in sequence. The results showed that the chitonsan or ClO2individually treatment were able to decrease the respiration rate and weight loss of the plum,the reductions in good fruit rate,contents of vitamin C and soluble solid were effectively retarded. The combination of chitosan and ClO2could reduce the weight loss and increase the good fruit rate more availably. With treating Jiang’An Dabai plum in sequence,chitosan coating after ClO2treatment proved to be more effective in decreasing decay rates,and effectively extend the shelf-life of plum. The results could provide evidence of reasonable preservation of Jiang’An Dabai plum.

Jiang’An Dabai plum;chitosan;chlorine dioxide;preservation

2017-04-11

陳豫(1983-)，女，博士，副教授，研究方向：生態(tài)農(nóng)業(yè)，E-mail：chenyu@nwsuaf.edu.cn。

*通訊作者:胡偉(1981-)，男，在職博士，講師，研究方向：食品保鮮，E-mail：wh_1981225@163.com。

固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點實驗室開放基金項目(2015GTY003)；宜賓學(xué)院重點項目(2015YY04)；宜賓市科技局項目(白酒工業(yè)廢水小球藻養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究)；四川省教育廳項目(15ZA0305、16ZB0327)；發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室開放基金項目(2013KFJ002、2015FJY002)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201610641047)；香料植物資源開發(fā)與利用四川省高校重點實驗室開放基金項目(2015XLZ003、2015XLY003)。

TS255.1

:A

:1002-0306(2017)17-0250-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.17.048