氧化玉米淀粉和乙酰水楊酸復(fù)合涂膜對巴梨果實貯藏性的影響

王毅，于廣偉，畢陽*，李永才，何紹凱

1(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州，730070) 2(甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司，甘肅 定西，743022)

巴梨(PyruscommunisL. cv.‘Bartlett’)是我國西洋梨栽培面積較大的品種之一，果實風(fēng)味獨特，品質(zhì)極佳，深受消費者歡迎[1]。但巴梨采后在常溫下會迅速后熟轉(zhuǎn)黃變軟、商品價值下降，嚴(yán)重影響了流通與銷售。目前關(guān)于巴梨的貯藏保鮮技術(shù)除冷藏外，還有氣調(diào)貯藏和1-MCP保鮮等[2]。氣調(diào)貯藏雖能夠長期保持巴梨果實品質(zhì)，但因氣調(diào)冷藏庫的建造耗資大、運行能耗高，限制了其在生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外有關(guān)1-MCP在巴梨果實上的應(yīng)用研究雖已有較多報道，但因其處理效果受到果實成熟度、藥劑濃度、處理時間、溫度及處理后的貯藏溫度、氣體成分等多種因素影響[2-5]，操作不精準(zhǔn)還會導(dǎo)致果實不能正常后熟軟化，造成難以挽救的損失，所以在大規(guī)模的貯藏中很難推廣。

可食性涂膜能有效地抑制果蔬的呼吸速率，阻止果蔬中的水分損失，延長果蔬貨架期[6-9]。在眾多涂膜材料中，淀粉資源豐富、價格低廉，且對環(huán)境污染小，具有較好的應(yīng)用前景。與原淀粉相比，氧化淀粉糊化溫度低、透明度高，同時還有黏度低、成膜性好等優(yōu)良特性[10]。有研究報道氧化玉米淀粉可以有效地延長“紅燈”甜櫻桃的貨架期[11]。

水楊酸(salicylic acid，SA)是一種廣泛存在于高等植物中的簡單酚類物質(zhì)，它影響著果實的后熟衰老，在植物抗病反應(yīng)中也起到重要的作用，被認為是1種新的植物內(nèi)源激素[12]。前人研究表明，SA處理可延緩杏[13]和草莓[14-15]等果實的成熟衰老進程，并且能抑制芒果[16]和早酥梨[17]等果實貯藏期間由綠轉(zhuǎn)黃的進程。張玉等發(fā)現(xiàn)乙酰水楊酸( acetylsalicylic acid， ASA)處理能延緩獼猴桃果實的成熟衰老[18]。

氧化淀粉在果實保鮮中的應(yīng)用報道較少，并且鮮見氧化淀粉與ASA復(fù)合涂膜對果實貯藏特性影響的報道。因此，本試驗以巴梨為材料，探討采后氧化玉米淀粉和ASA單獨或復(fù)合涂膜處理對果實低溫貯藏期間呼吸速率和丙二醛等生理及果實的失重率、硬度、可溶性固形物、可滴定酸和色度等品質(zhì)指標(biāo)的影響，以期為開發(fā)高效的巴梨冷藏貯藏技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試巴梨于2017年8月26日采自甘肅省臨夏縣橋四鄉(xiāng)，平均硬度為10.27 kg/cm2，可溶性固形物為11.96%。單果套網(wǎng)袋后裝箱，當(dāng)天運抵實驗室進行處理。氧化玉米淀粉(氧化度0.3%)由甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司惠贈。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-2電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；精密增力電動攪拌器，上海梅香儀器有限公司； ER2000型均質(zhì)機，上海依肯機械設(shè)備有限公司；GXH-3051H 紅外CO2果蔬呼吸測定儀，北京均方理化科技研究所 ；WYT-32型手持折光儀，廈門中村光學(xué)儀器廠；SP60色差儀，美國愛色麗公司。

1.3 方法

1.3.1 氧化玉米淀粉涂膜液的制備

參照于廣偉等[11]方法。準(zhǔn)確稱取30 g氧化玉米淀粉于1 L燒杯中，加蒸餾水制成質(zhì)量濃度30 g/L的淀粉溶液后，置于80 ℃水浴中充分糊化，然后加入甘油等輔料，在磁力攪拌器中高速攪拌30 min，待冷卻至室溫后，均質(zhì)2次，膜液備用。

1.3.2 材料處理

挑選成熟度一致，大小均勻，無病害及機械傷的果實，分別做以下處理：(1)氧化玉米淀粉涂膜液中浸泡5 min；(2)1 mmol/L ASA浸泡5 min；(3)在含1 mmol/L ASA的氧化玉米淀粉涂膜液中浸泡5 min；(4)以蒸餾水浸泡處理5 min作對照。隨后在室溫條件下晾干，然后置于0 ℃，相對濕度為85%～90%的恒溫培養(yǎng)箱中貯藏。分別在冷藏0，7，14，21和28 d后取出，在常溫下放置 3 d，測定各項指標(biāo)。每個處理每次用果實12 個，重復(fù)3 次。

1.3.3 指標(biāo)測定

1.3.3.1 呼吸速率和丙二醛(MDA)含量的測定

參照吳小華等[19]方法。使用紅外CO2分析儀測定呼吸速率，采用氣流法，氣體流速0.8 L/min。MDA含量采用硫代巴比妥酸法測定[20]。

1.3.3.2 失重率、硬度

失重率采用直接稱量法測定，計算公式如公式(1)所示：

(1)

硬度采用GY-1型果實硬度計，在赤道部位取4個點，去皮后測定。

1.3.3.3 可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量的測定

TSS用手持折光儀測定，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示；TA采用0.01 mol/L NaOH溶液進行滴定，結(jié)果以蘋果酸(折算系數(shù)為0.067)表示。

1.3.3.4 果皮色度的測定

參照GERALDINE[21]的方法測定L*(亮度)、a*(紅/綠)、b*(黃/藍)，并計算C*(色飽和度)、h°(色調(diào)角)和△E(色差)。每果取赤道部位4個點，采用SP60色差計測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

全部試驗數(shù)據(jù)均由 Excel 2010計算平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差并制圖表，利用SPSS 19.0軟件進行Duncan’s多重差異顯著性分析，不同字母表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 涂膜對果實冷藏期間呼吸速率和MDA含量的影響

貯藏期間，對照果實的呼吸速率逐漸升高，在第14天達到高峰后緩慢下降 (圖1-A)。ASA處理組果實的呼吸速率與同期對照相比無明顯差異。氧化玉米淀粉涂膜組雖和對照組同時出現(xiàn)呼吸高峰，但明顯抑制了其峰值。而復(fù)合涂膜處理組果實的呼吸速率在整個貯藏期間始終低于對照組且未出現(xiàn)呼吸高峰。在第14天時，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果實的呼吸速率分別低于對照組22.7%和53.4%(P<0.05)。表明氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理不僅能有效地降低呼吸高峰值，且能延遲呼吸高峰的出現(xiàn)。

冷藏后果實的MDA含量逐漸升高，貯藏前期各處理組果實的MDA含量均低于對照組，其中復(fù)合涂膜處理組最低(圖1-B)。貯藏第14天時，ASA、氧化玉米淀粉及復(fù)合涂膜處理果實的MDA含量分別顯著低于對照組17.2%、20.1%和71.3%(P<0.05)。表明各處理均抑制了果實冷藏期間MDA含量的增加。

A-呼吸速率；B-MDA含量圖1 氧化玉米淀粉及ASA涂膜處理對果實冷藏期間呼吸速率和MDA含量的影響Fig.1 Effect of coating with oxidized corn starch and ASA on respiration rate and MDA content of fruit during cold storage

2.2 涂膜對果實冷藏期間失重率和硬度的影響

對照果實失重率隨冷藏時間的延長呈持續(xù)上升趨勢， ASA、氧化玉米淀粉及復(fù)合涂膜處理果實的失重率在貯藏前14 d增長較快，之后趨于平緩(圖2-A)。整個貯藏期間各處理果實的失重率均低于同期對照，在第28天時，ASA、氧化玉米淀粉及復(fù)合涂膜處理果實的失重率顯著低于對照，分別僅為對照組的53.3%、51.6%和46.3%(P<0.05)。由此表明各處理均有效延緩了果實失重率的增加。

整個冷藏期間，果實硬度呈下降趨勢。但氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理的果實硬度始終高于同期對照，ASA處理果實的硬度與對照無明顯差異(圖2-B)。在第21天時，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理果實的硬度分別顯著高于對照1.65和1.38倍(P<0.05)，第28天時，各處理組果實的硬度與對照組無明顯差異。這表明氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理有效延緩了果實硬度的下降，但不影響果實貨架期的后熟。

A-失重率;B-硬度圖2 氧化玉米淀粉及ASA涂膜處理對果實冷藏期間失重率和硬度的影響Fig.2 Effect of coating with oxidized corn starch and ASA on weight loss and firmness of fruit during cold storage

2.3 涂膜對果實冷藏期間TSS和TA含量的影響

果實TSS含量在整個貯藏期間呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，但變化幅度較小，且各處理組間無顯著差異(P>0.05)(圖3-A)。各處理組果實的TA含量均在貯藏的前14 d迅速下降，隨后趨于平緩(圖3-B)。在整個冷藏期間復(fù)合涂膜處理組果實的TA含量最高，但各處理間無顯著差異(P>0.05)。

A-TSS; B-TA圖3 氧化玉米淀粉及ASA涂膜處理對果實冷藏期間TSS和TA含量的影響Fig.3 Effect of coating with oxidized corn starch and ASA treatment on TSS and TA of fruit during cold storage

2.4 涂膜對果實冷藏期間果皮色度的影響

各處理組果皮亮度L*值變化趨勢不同。對照組和ASA處理組果實L*值在冷藏7 d后迅速升高，14 d之后較穩(wěn)定，整個貯藏期間二者無顯著差異。而氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮L*值隨貯藏時間的延長略有下降，且兩處理組的L*值始終低于同期對照和ASA處理組(圖4-A)。第28天時，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮L*值分別低于對照16.7%和20.0%(P<0.05)。

冷藏期間，對照組和ASA處理組果皮的色飽和度C*值緩慢下降，而氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮C*值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖4-B)。貯藏第28天時，ASA、氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮C*值均顯著高于對照組，分別高于對照組7.6%、13.2%和 9.3%(P<0.05)。

對照和ASA處理組果色調(diào)角h°值均隨貯藏時間的延長而下降。但在不同貯藏時期其變化幅度不同。對照組h°值在0～7 d下降迅速，而ASA處理組果皮h°值在0～7 d緩慢下降，7～14 d下降迅速，14 d后二者無明顯差異。氧化玉米淀粉涂膜組果皮h°值呈先下降后上升的趨勢。而復(fù)合涂膜處理組果皮h°值在整個貯藏期間與采收當(dāng)天無明顯差異，且始終高于其余各處理組(圖4-C)。第28天時，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮h°值分別高于對照組15.7%和13.9%(P<0.05)。

果皮的色差ΔE隨冷藏時間的延長逐漸增大，對照和ASA處理組果皮的ΔE值在貯藏前14 d上升迅速，之后趨于平緩，兩處理間無顯著差異(P>0.05)。而氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮的△E值在貯藏的前7 d與對照組變化速率相似，7 d后便趨于平緩(圖4-D)。在第28天時，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理組果皮ΔE值分別低于對照57.0%和34.7%(P<0.05)。由此表明，氧化玉米淀粉和復(fù)合涂膜處理抑制了果實表皮ΔE值的升高。

A-L*; B-C*; C-h0; D-ΔE圖4 氧化玉米淀粉及ASA涂膜處理對果實冷藏期間果皮L*、C*、h0 和ΔE 的影響Fig.4 Effect ofcoating with oxidized corn starch and ASA treatment on L* , C* , h0 and ΔE of fruit during cold storage

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，3%氧化玉米淀粉涂膜處理有效抑制了果實低溫貯藏期間的呼吸速率，延緩了果實失重率的增加和硬度的降低，且抑制了果皮的黃化，保持了果皮色澤，維持了TSS和TA等果實品質(zhì)。這是氧化玉米淀粉涂膜在巴梨果實保鮮方面的首次報道。

有研究[22-23]表明，涂膜可以適當(dāng)阻礙果蔬表面氣體交換， 減少水分蒸發(fā)， 抑制呼吸和乙烯釋放， 延緩果實成熟和衰老。本研究中氧化玉米淀粉涂膜起到了果實表面微環(huán)境氣調(diào)的作用，從而有效抑制了果實低溫貯藏期間的呼吸速率，延緩了果實失重率的增加和硬度的降低。此外，本研究發(fā)現(xiàn)氧化玉米淀粉涂膜處理可有效保持巴梨果皮色調(diào)角ho值，抑制了果皮的黃化，同時提高了色飽和度C*值，且延緩了果實表皮色差ΔE值的升高，但降低了果實表皮亮度L*值。這可能與果實不同色澤對亮度的貢獻不同有關(guān)，魏征等[24]研究表明，果皮黃色成分越多，亮度越好，這與本試驗結(jié)果一致。涂膜處理對巴梨果皮黃化的抑制可能與其抑制葉綠素的分解密切相關(guān)。一方面由于葉綠素對光有很強的敏感性，黑暗環(huán)境有利于維持綠色[25]，而本研究中涂膜降低了果實表皮的光亮度；另一方面由于葉綠素的降解速率與氧氣的濃度呈正相關(guān)[26]，涂膜液可以在果實表面形成低氧環(huán)境，從而延緩葉綠素降解過程，保持果皮綠色。

本研究同時發(fā)現(xiàn)ASA處理延緩了巴梨果實冷藏期間失重率的增加和色調(diào)角ho值的下降。這是因為ASA在生物體內(nèi)會很快轉(zhuǎn)化為SA[27]，而SA作為信號分子，可以減小氣孔開合度[28]，調(diào)節(jié)細胞壁相關(guān)酶，維持細胞壁完整性[29]，從而抑制水分蒸騰，降低果實失重率。而ASA延緩果皮轉(zhuǎn)黃可能與SA抑制葉綠素分解和類胡蘿卜的合成密切相關(guān)[17]。

丙二醛是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物之一，其累積會促進膜透性的增加，最終導(dǎo)致果實的衰老[30]。本研究中復(fù)合涂膜處理在顯著抑制貯藏期間果實呼吸速率的同時，延緩了呼吸高峰的出現(xiàn)和丙二醛含量的積累，從而有效的延緩了果實的衰老，更好地維持了果實品質(zhì)，對果實的保鮮效果優(yōu)于單獨處理。這表明氧化玉米淀粉與ASA的復(fù)合涂膜處理具有協(xié)同增效作用?？梢娧趸衩椎矸酆虯SA復(fù)合涂膜處理在巴梨采后保鮮中具有潛在的應(yīng)用前景，但還需進一步建立其采后規(guī)?；瘧?yīng)用程序。