龍明秀 吳鳳玉 田竹希 劉 敏 何揚(yáng)波 李詠富,* 石 彬 梁 倩
(1 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所,貴州 貴陽 550006;2 北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京 100048;3 貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025)
藍(lán)莓(VacciniumuliginosumL.),學(xué)名越橘,深藍(lán)色漿果,近球形,被白霜,皮薄籽小,富含維生素、花青素等營養(yǎng)成分,具有抗癌、抗氧化、延緩衰老等保健功效[1],被譽(yù)為“漿果之王”。藍(lán)莓果實(shí)的采收約在6-8月的高溫多雨期,采后果實(shí)受到田間熱及呼吸作用的影響,生理代謝加快,導(dǎo)致果實(shí)在常溫條件下放置5~7 d即開始變軟、腐爛[2],藍(lán)莓品質(zhì)及營養(yǎng)價(jià)值大幅降低,果實(shí)的不耐貯性已成為限制藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙。因此,藍(lán)莓采后貯藏保鮮技術(shù)研究是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題之一。
有關(guān)藍(lán)莓采后貯藏技術(shù)的研究多集中在物理或化學(xué)方法,如氣調(diào)[3]、冷藏[2]、輻照處理[4]及包裝材料[5]等。其中,60Co-γ輻照是一種操作簡便的冷殺菌技術(shù)。Co放射源產(chǎn)生高穿透力的γ射線作用于農(nóng)產(chǎn)品時(shí),產(chǎn)生化學(xué)或生物學(xué)效應(yīng),從而抑制農(nóng)產(chǎn)品表面微生物活動(dòng),延緩果實(shí)呼吸作用和新陳代謝,改善品質(zhì),延長果實(shí)的貯存期[6]。陳夢玉等[7]研究60Co-γ輻照處理對(duì)藍(lán)莓貯藏效果的影響發(fā)現(xiàn),1.5 kGy劑量輻照處理可將藍(lán)莓的冷藏期延長30~40 d;Wang等[4]發(fā)現(xiàn)0.5 kGy輻照處理對(duì)藍(lán)莓的保鮮效果不明顯,3.0 kGy輻照處理加速了藍(lán)莓果實(shí)在貯藏期間的衰老,而1.0、2.5 kGy輻照處理可降低果實(shí)腐爛率,保持果實(shí)硬度、色澤和減少營養(yǎng)物質(zhì)流失。目前,有關(guān)藍(lán)莓貯藏保鮮技術(shù)研究大多采用單一的技術(shù)手段,本試驗(yàn)采用輻照處理與專利包裝材料復(fù)合處理,旨在研究不同劑量60Co-γ 輻照處理和新型包裝材料對(duì)貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)微觀結(jié)構(gòu)、生理生化指標(biāo)、主要營養(yǎng)成分的影響,以期為延長藍(lán)莓采后貯藏期,解決藍(lán)莓采后品質(zhì)劣變問題提供一定的科學(xué)依據(jù)。
供試藍(lán)莓于2017年8月采于貴州省麻江縣藍(lán)莓種植基地。選擇無病斑、無畸變、大小均勻、顏色鮮亮一致的8~9成熟度藍(lán)莓作為供試材料,采后用保鮮膜包裝并立即運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室。
市售保鮮盒(品牌:樊林福祥):PET材質(zhì),規(guī)格為105 mm×105 mm×40 mm,盒蓋、盒底分別有12個(gè)1.0 cm×0.5 cm透氣孔(功能:透氣);專利保鮮盒(貴州三福生物科技有限公司):PET材質(zhì),規(guī)格為105 mm×105 mm×40 mm,盒底有4個(gè)1.0 cm×0.5 cm透氣孔(功能:減少失水及細(xì)菌侵染)。專利授權(quán)號(hào)(CN 204896318U)。
主要化學(xué)試劑:磷酸、氯化鉀、戊二醛、乙醇、濃鹽酸、冰乙酸均為分析純,濟(jì)寧宏明化學(xué)試劑有限公司。
60Co-γ靜態(tài)輻照源,貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院輻照中心;TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀,美國FTC公司;NH310色差儀,深圳市三恩時(shí)科技有限公司;MB35鹵素水分測定儀,奧豪斯國際貿(mào)易有限公司;722型紫外可見分光光度計(jì),尤尼柯科學(xué)儀器有限公司;S-3400掃描電子顯微鏡,日本日立公司;PAL-1B1便攜式手持式折光儀,日本Atago公司;H1850R離心機(jī),湘儀離心機(jī)儀器有限公司;PEN3型電子鼻,德國AIRSENSE公司。
1.3.1 輻照試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)置兩組,一組使用市售保鮮盒包裝,無輻照處理;另一組使用專利保鮮盒包裝,輻照劑量分別為0、1.0、2.0 kGy。每盒藍(lán)莓的質(zhì)量為125 g,送至貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院輻照中心進(jìn)行60Co-γ靜態(tài)輻照源輻照處理。樣品輻照前后均貯藏于溫度4±0.5℃、濕度80%~90%的冰箱中。每10 d取樣測定相關(guān)指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)至少重復(fù)測定3次。
1.3.2 藍(lán)莓果實(shí)菌落總數(shù)的測定 參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2-2016[8]的測定方法。
1.3.3 藍(lán)莓好果率的測定 以果實(shí)完好、飽滿、光澤好和無腐敗、霉變、軟爛作為好果的判定標(biāo)準(zhǔn),隨機(jī)抽取一定數(shù)量的藍(lán)莓果實(shí),記錄藍(lán)莓總果數(shù)和好果數(shù),并按照公式計(jì)算好果率:
好果率=(好果數(shù)/總果數(shù))×100%
(1)。
1.3.4 藍(lán)莓果實(shí)超微結(jié)構(gòu)分析 分別于處理后的第20(前期)、第45(中期)、第70天(末期)取樣,進(jìn)行藍(lán)莓果皮超微結(jié)構(gòu)形態(tài)觀察。每次取樣部位保持一致,用解剖刀切取長約4 mm、寬約3 mm的果皮數(shù)塊,放入由0.2 mol·L-1磷酸緩沖溶液配制的2.0%戊二醛溶液(pH值6.8)中,冷藏固定24 h后,用磷酸緩沖液清洗3次,然后用乙醇(濃度分別為55%、65%、75%、85%、95%、100%)分5次梯度脫水,再放入冷凍干燥機(jī)中干燥6 h。將干燥后的果皮(外表面朝上)用導(dǎo)電膠黏貼在樣品臺(tái)上,放入金屬離子濺射儀鍍鉑膜,最后置于掃描電子顯微鏡下觀察,并選取有代表性視野進(jìn)行拍照。
1.3.5 藍(lán)莓果實(shí)硬度的測定 采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。測試條件:選取水果刺穿模式,選擇直徑為2 mm的不銹鋼探頭,起始力為0.038 N,形變量58%,測試前速度為50 mm·s-1,測試速度為30 mm·s-1,回程距離為15 mm。每個(gè)處理分別隨機(jī)選取7粒整果帶皮測定,結(jié)果取平均值。
1.3.6 藍(lán)莓果實(shí)色差值的測定 采用色差儀測定藍(lán)莓果實(shí)的赤道面。色差儀在使用前用黑板和白板進(jìn)行校準(zhǔn),每個(gè)樣品平行測定10次。L*值、a*值、b*值和c*值分別代表明暗度、紅度、黃度和色彩飽和度。按照公式計(jì)算色彩飽和度c*值:
(2)。
1.3.7 藍(lán)莓營養(yǎng)成分的測定
1.3.7.1 含水量的測定 采用MB35鹵素水分測定儀測定藍(lán)莓果實(shí)的水分含量。
1.3.7.2 可溶性固形物含量的測定 將一定質(zhì)量的藍(lán)莓打漿后,使用4層紗布過濾漿液,吸取0.3 mL濾液,采用手持式折光儀測定可溶性固形物含量,每個(gè)處理重復(fù)測定3次,結(jié)果取平均值。
1.3.7.3 花青素、總酚含量的測定 藍(lán)莓提取液的制備:準(zhǔn)確稱取5 g藍(lán)莓加入5 mL乙醇∶蒸餾水∶鹽酸混合溶液(7∶3∶1, v/v/v)均質(zhì),然后在4℃下2 500 r·min-1離心10 min,取上清液備用。
花青素含量的測定:將藍(lán)莓提取液分別用pH值1.0的HCl-KCl緩沖液和pH值4.5的醋酸-醋酸鈉緩沖液稀釋100倍后,按照pH差示法[9]進(jìn)行測定。
總酚含量的測定:將藍(lán)莓提取液稀釋5倍后采用Folin-Ciocaileu比色法[10]進(jìn)行測定。
1.3.8 藍(lán)莓抗氧化能力的測定 稱取4 g藍(lán)莓組織,加入一定量生理鹽水,冰水浴條件下制備成5%的勻漿液,4℃下2 500 r·min-1離心10 min,取上清液備用。
1)維生素C(Vc)含量的測定:將濃度為5%的組織勻漿稀釋100倍,取0.4 mL按試劑盒(南京建成生物工程研究所)說明書進(jìn)行測定。
2)丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)含量的測定:將濃度為5%的組織勻漿稀釋10倍,取0.1 mL稀釋液按試劑盒說明書進(jìn)行測定。
3)抗超氧陰離子自由基(anti-superoxideanion activity,A-SOA)的測定:取50 μL濃度為5%的組織勻漿按試劑盒說明書進(jìn)行測定。
4)總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)測定:將濃度為5%的組織勻漿稀釋2倍,取100 μL稀釋液按試劑盒說明書進(jìn)行測定。
1.3.9 藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的分析鑒定 準(zhǔn)確稱取3 g破碎后的藍(lán)莓果實(shí)于50 mL頂空瓶中,4℃下靜置10 min使揮發(fā)性物質(zhì)充分平衡,然后采用電子鼻頂空吸氣進(jìn)行檢測,試驗(yàn)開始前先對(duì)電子鼻的測定參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。測試條件為:流速300 mL·min-1,樣品檢測時(shí)間 50 s,測定結(jié)束后清洗時(shí)間300 s,每個(gè)樣品平行測定3次。
采用Microsoft Excel 2003軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。用 SPSS 17.0進(jìn)行顯著性分析并應(yīng)用Origin 8.0軟件繪制圖。
藍(lán)莓含水量和含糖量高,為微生物繁殖提供了良好的條件,因此,要延長藍(lán)莓貯藏時(shí)間、保持新鮮品質(zhì),必須控制微生物的生長繁殖。由表1可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,對(duì)照組(control,CK)藍(lán)莓的初始菌落總數(shù)較高(多不可計(jì)),貯藏前期有所降低,但從貯藏第40天起,藍(lán)莓果實(shí)中菌落總數(shù)均為多不可計(jì);貯藏前期(0~20 d)0 kGy輻照處理組的藍(lán)莓果實(shí)菌落總數(shù)不斷下降,貯藏30~50 d時(shí)藍(lán)莓果實(shí)菌落總數(shù)呈先上升后下降趨勢,從貯藏第60 天開始多不可計(jì),表明專利保鮮盒只能在短期內(nèi)抑制微生物活動(dòng)。與初始菌落總數(shù)相比,貯藏第70 天時(shí),1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)的菌落總數(shù)降幅最大;經(jīng)輻照處理后,2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)的菌落總數(shù)始終高于1.0 kGy輻照組,這可能是因?yàn)楦邉┝康妮椪债a(chǎn)生大量自由基,對(duì)果實(shí)細(xì)胞造成了一定程度的損傷,為微生物繁殖提供了良好條件,故造成貯藏后期藍(lán)莓果實(shí)中菌落總數(shù)增加[11]。綜上,輻照處理在一定時(shí)間內(nèi)能夠起到抑菌、保鮮的效果,且1.0 kGy輻照劑量的處理效果最佳。
表1 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)菌落總數(shù)的影響Table 1 Effect of irradiation treatment on the aerobic bacterial count of blueberries /(cfu·g-1)
注:“-”表示多不可計(jì)。
Note: ‘-’ indicates uncountable.
好果率是直觀反映果實(shí)整體感官品質(zhì)的指標(biāo)之一,該指標(biāo)在一定程度上反映了果實(shí)的衰老程度,是判斷果實(shí)耐貯性和衡量果實(shí)商品價(jià)值的重要指標(biāo)之一[12]。藍(lán)莓貯藏過程中,隨著果實(shí)成熟度的增加,衰老加速,果肉發(fā)生軟化、霉變直至腐爛[13]。由圖1可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,藍(lán)莓好果率逐漸降低。CK藍(lán)莓的好果率下降速度最快,貯藏第40天時(shí)好果率僅為57.48%,隨后藍(lán)莓好果率均低于50%(好果率低于50%后不再統(tǒng)計(jì)),基本失去商品價(jià)值,表明與普通市售保鮮盒相比,專利保鮮盒對(duì)藍(lán)莓的保鮮具有明顯效果。貯藏前期,各輻照處理組間藍(lán)莓的好果率無顯著性差異(P>0.05);貯藏后期,1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的好果率顯著高于其他輻照處理組,但0 kGy輻照處理組和2.0 kGy輻照處理組間差異不顯著(P>0.05),說明高劑量輻照不利于藍(lán)莓的貯藏,表現(xiàn)在藍(lán)莓品質(zhì)劣變,好果率降低。
圖1 輻照處理對(duì)藍(lán)莓好果率的影響Fig.1 Effect of irradiation treatment on the fresh fruit rate of blueberries
由圖2可知,各處理組藍(lán)莓果皮均隨著貯藏時(shí)間延長出現(xiàn)明顯的波浪型褶皺,且厚度不均勻。郜海燕等[14]研究也觀察到相似的結(jié)構(gòu)變化,其中,CK果皮皺縮深度最大,其次為0 kGy輻照處理組,說明在貯藏末期藍(lán)莓果皮皺縮嚴(yán)重,可能是果實(shí)成熟衰老或果粉消失導(dǎo)致失水皺縮。1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果皮的形態(tài)變化較小,而2.0 kGy輻照組藍(lán)莓果皮在貯藏初期已經(jīng)出現(xiàn)了大量的波浪型褶皺,隨著貯藏時(shí)間的延長,其褶皺減少,結(jié)構(gòu)瓦解坍塌,說明高劑量輻照處理加速了果實(shí)衰老[15]。綜上可知,低劑量輻照處理對(duì)保持藍(lán)莓果實(shí)的新鮮度,減少失水皺縮,延緩果實(shí)衰老具有顯著作用。
表2 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)硬度的影響Table 2 Effect of irradiation treatment on the hardness of blueberries /g
注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。
Note: Different lowercase letters in same column indicate significant difference at 0. 05 level. The same as following.
注:CK-1~3、A-1~3、B-1~3、C-1~3分別表示對(duì)照組、0 kGy、1.0 kGy、2.0 kGy輻照處理組在貯藏第20、第45、第70天時(shí)藍(lán)莓的結(jié)構(gòu)形態(tài)。Note: CK-1~3, A-1~3, B-1~3 and C-1~3 indicate the microstructure of blueberries of control and the irradiation dose of 0 kGy, 1.0 kGy, 2.0 kGy on 20, 45, 70 days, respectively.圖2 輻照處理對(duì)藍(lán)莓微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of irradiation treatment on the microstructure of blueberries
硬度是衡量果實(shí)成熟度和果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著貯藏時(shí)間的延長,填充在藍(lán)莓果皮細(xì)胞壁中的原果膠類物質(zhì)在果膠酶等一系列酶的作用下發(fā)生降解,導(dǎo)致細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)物質(zhì)減少,壁層變薄,果實(shí)軟化、硬度下降[16],商品價(jià)值隨之下降。由表2可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,各處理組藍(lán)莓果實(shí)的硬度均呈現(xiàn)不斷下降趨勢, CK藍(lán)莓的硬度始終低于其他處理組,且硬度下降速率最快,品質(zhì)劣變最為嚴(yán)重,這可能是因?yàn)槭惺郾ur盒包裝的藍(lán)莓在貯藏期間發(fā)生失水皺縮,加之后熟衰老作用使藍(lán)莓果實(shí)硬度快速下降,品質(zhì)迅速劣變。整個(gè)貯藏期間,1.0 kGy輻照處理組的藍(lán)莓硬度一直保持最大。0 kGy輻照處理組的藍(lán)莓硬度稍低于1.0 kGy輻照處理組,而2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的硬度顯著低于其他輻照處理組,原因可能是高劑量輻照處理導(dǎo)致產(chǎn)生大量自由基,對(duì)藍(lán)莓果實(shí)細(xì)胞造成損傷,增加了果實(shí)受到物理傷害或病菌侵染的風(fēng)險(xiǎn)[17]。因此,低劑量輻照處理能夠有效延緩藍(lán)莓后熟衰老進(jìn)程,對(duì)延長藍(lán)莓貯藏期具有十分重要的生理作用。
水果表面顏色和光澤度是消費(fèi)者評(píng)判品質(zhì)好壞的直接感官指標(biāo),在一定程度上也反映了果實(shí)衰老和花青素降解進(jìn)程[18]。由表3可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,各處理組藍(lán)莓的L*值呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢,a*值均呈上升趨勢。貯藏期間,1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的L*值顯著高于其他處理組,2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的L*值最低,CK藍(lán)莓果實(shí)顏色變紅的速度最快,其他處理組間無顯著性差異,說明輻照處理抑制了藍(lán)莓轉(zhuǎn)紅。貯藏前期,各處理組藍(lán)莓的b*值緩慢上升,貯藏后期(40 d),藍(lán)莓b*值上升速率增加,說明藍(lán)莓果實(shí)顏色隨著貯藏時(shí)間的延長急劇變差,其中輻照處理組的b*值始終低于CK,但不同劑量輻照處理組間的差異不顯著。c*值表示顏色的飽和度,c*值越大表示果實(shí)顏色越佳。各處理組藍(lán)莓的c*值均隨著貯藏時(shí)間的延長而不同程度的下降, 其中CK藍(lán)莓果實(shí)的c*值下降速度最快, 1.0 kGy輻照處理組的c*值一直維持在較高水平,其次為0、2.0 kGy輻照處理組,CK最差。綜上說明,輻照處理可在一定程度上較好地保持藍(lán)莓果皮原有色澤和鮮艷度,間接證明了適宜劑量輻照處理可延緩藍(lán)莓果實(shí)的衰老進(jìn)程。王秋芳等[19]發(fā)現(xiàn)電子束輻照對(duì)葡萄花色苷含量有一定的降解作用,但過量的輻照處理會(huì)降低果實(shí)表面的光澤度。低劑量的輻照處理可延緩果實(shí)顏色變暗的進(jìn)程,使藍(lán)莓較好地保持原有光澤,但其具體原因尚有待進(jìn)一步深入研究。
表3 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)表面色澤的影響Table 3 Effect of irradiation treatment on the color and lustre of blueberries
2.6.1 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)含水量的影響 藍(lán)莓含水量的變化主要是由水分散失及果實(shí)呼吸作用導(dǎo)致的,含水量降低說明果實(shí)發(fā)生失水,表現(xiàn)為果皮皺縮、商品價(jià)值降低[20]。由圖4可知, CK和各處理組的藍(lán)莓含水量均隨著貯藏時(shí)間延長呈下降趨勢,但不同劑量的輻照處理極大降低了果實(shí)的失水率,且與普通保鮮盒相比,專利保鮮盒能有效緩解果實(shí)的失水。貯藏第70天時(shí),1.0 kGy輻照處理組的藍(lán)莓含水量最大(80.48%),高于0 kGy輻照處理組和2.0 kGy輻照處理組,使用普通市售保鮮盒且未經(jīng)輻照處理的藍(lán)莓含水量已減少至72.72%。說明低劑量的輻照處理和專利保鮮盒均可減弱貯藏過程藍(lán)莓果實(shí)水分的散失,且二者復(fù)合效果更好。
圖3 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)含水量的影響Fig.3 Effect of irradiation treatment on the water content of blueberries
2.6.2 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)可溶性固形物含量的影響 由表4可知,CK和各處理組藍(lán)莓的可溶性固形物含量呈先緩慢下降再升高后下降的趨勢??扇苄怨绦挝锖孔兓饕梢韵略?qū)е拢嘿A藏前期,藍(lán)莓的呼吸速率較高,可溶性固形物作為底物在呼吸作用過程中被消耗,含量下降[21];貯藏中期,藍(lán)莓的生理代謝使原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠,淀粉等多糖類大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性碳水化合物,以補(bǔ)充呼吸作用所消耗的能量[22],故含量不斷增加;貯藏后期,可溶性固形物不斷被消耗,不足以保證果實(shí)呼吸代謝作用的進(jìn)行,故含量有所下降。各處理組藍(lán)莓果實(shí)的初始可溶性固形物含量無明顯差異(14.03%~14.80%),隨著貯藏時(shí)間的延長, CK的可溶性固形物含量下降趨勢最明顯,其次為2.0 kGy輻照處理和0 kGy輻照處理組,1.0 kGy輻照處理組的藍(lán)莓中可溶性固形物含量變化最小。貯藏50 d后,0 kGy輻照處理組和1.0 kGy輻照處理組的可溶性固形物含量顯著大于CK和2.0 kGy輻照處理組,說明低劑量輻照有利于保持藍(lán)莓的可溶性固形物含量。
表4 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)可溶性固形物含量的影響Table 4 Effect of irradiation treatment on the total soluble solids content of blueberries /%
2.6.3 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)花青素、總酚含量的影響 花青素含量是評(píng)價(jià)藍(lán)莓營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)[23]。由圖4可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,各處理組藍(lán)莓果實(shí)花青素含量均有所下降,其中,1.0 kGy、0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)的花青素含量下降緩慢,并逐漸趨于穩(wěn)定;CK和2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)花青素含量急劇下降,且2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)花青素含量低于CK。貯藏末期,1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)的花青素含量依然保持最高(28.04 mg·L-1),2.0 kGy處理組最低(23.49 mg·L-1)。說明高劑量(2.0 kGy)60Co-γ輻照處理會(huì)顯著降低藍(lán)莓果實(shí)的花色苷含量,加速花青素的降解,而適量的輻照處理能夠緩解果實(shí)中花青素的降解速率,減少營養(yǎng)物質(zhì)的流失。研究表明,適當(dāng)?shù)妮椪仗幚砟軌虼碳す麑?shí)花青素合成酶的活性,使花青素被降解的同時(shí)有新的花青素合成[16]。
圖4 輻照處理對(duì)貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)花青素含量的影響Fig.4 Effect of irradiation treatment on the anthocyanin content of blueberries during storage
酚類化合物是一種廣泛存在于水果中、具有多種生物活性的植物次生代謝物,是藍(lán)莓中重要的活性物質(zhì)[24]。由圖5可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,藍(lán)莓逐漸進(jìn)入后熟階段,總酚含量不斷下降。1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的總酚含量下降幅度最小(降解率為39.69%),CK和2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的總酚降解率較大(51.44%、61.43%)。酚類物質(zhì)極不穩(wěn)定,高劑量輻照處理會(huì)加速酚類物質(zhì)的降解,且普通保鮮盒由于隔氧性差使藍(lán)莓被氧化成醌類,造成總酚含量下降;低劑量輻照處理可在一定程度上延緩酚類化合物的降解,使藍(lán)莓果實(shí)保持相對(duì)較高的生物活性。
圖5 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)總酚含量的影響Fig.5 Effect of irradiation treatment on the total phenolic content of blueberries
2.7.1 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)Vc含量的影響 維生素C(Vc)是衡量水果營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一,但Vc穩(wěn)定性差,極易受溫度和氧化作用而被降解,造成果實(shí)營養(yǎng)成分的大量流失。由圖6可知,貯藏期間,各處理組藍(lán)莓果實(shí)的Vc含量均呈下降趨勢,1.0 kGy輻照處理組下降較為平緩,2.0 kGy輻照處理組和CK下降速度最快。貯藏初期,各處理組藍(lán)莓中Vc含量的初始值無顯著性差異(5 000~5 010 μg·mL-1)(P>0.05);隨著貯藏時(shí)間的延長,1.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的Vc含量始終保持最高,貯藏至70 d時(shí),CK及0、1.0、2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓的Vc含量分別為1 211、1 315、1 800、1 009 μg·mL-1,說明低劑量(1.0 kGy)的輻照處理可延緩Vc的降解,高劑量的輻照處理會(huì)加速Vc降解。對(duì)比普通保鮮盒與專利保鮮盒未輻照藍(lán)莓的Vc含量變化,發(fā)現(xiàn)專利保鮮盒能有效減弱Vc降解,這可能是由于專利保鮮盒隔氧性較好,藍(lán)莓接觸到的氧氣含量較低,減弱了氧氣誘導(dǎo)Vc氧化作用的發(fā)生,故其藍(lán)莓Vc降解率低于普通保鮮盒。
圖6 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)Vc含量的影響Fig.6 Effect of irradiation treatment on the vitamin C content of blueberries
2.7.2 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)MDA含量的影響 MDA是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一,其對(duì)細(xì)胞具有毒害作用且會(huì)加劇膜的損傷,加速果實(shí)衰老[25],因此, MDA含量可評(píng)估細(xì)胞膜損傷程度和果實(shí)保鮮效果。由圖7可知,貯藏初期,各處理組藍(lán)莓果實(shí)的MDA含量無顯著性差異(P>0.05),隨著貯藏時(shí)間的延長,藍(lán)莓果實(shí)中MDA含量呈先上升后下降趨勢,到達(dá)中期后又緩慢上升,至末期緩慢下降。貯藏第10天時(shí),2.0 kGy輻照處理組的MDA含量顯著高于其他處理組(P<0.05),這可能是因?yàn)楦邉┝康妮椪仗幚懋a(chǎn)生大量自由基導(dǎo)致膜脂發(fā)生過氧化,進(jìn)而使得MDA含量增加。貯藏第30 天時(shí)各處理組藍(lán)莓果實(shí)MDA含量出現(xiàn)波谷,然后緩慢上升,這可能是由于果實(shí)細(xì)胞的防御系統(tǒng)啟動(dòng),使脂質(zhì)過氧化反應(yīng)逆向進(jìn)行,蓄積的MDA被消耗導(dǎo)致其含量降低,但隨著這種自我保護(hù)作用的減弱,MDA的合成又逐步恢復(fù)主導(dǎo)地位[16],故其含量又增加。貯藏后期,藍(lán)莓果實(shí)失水衰老,脂質(zhì)過氧化反應(yīng)強(qiáng)度逐漸減弱,MDA含量隨之緩慢降低;貯藏末期(70 d),CK及0、1.0、2.0 kGy輻照處理的藍(lán)莓果實(shí)MDA含量分別為8.33、8.23、8.15、8.90 μmol·g-1。綜上,高劑量輻照處理會(huì)加劇藍(lán)莓果實(shí)MDA的合成和蓄積,低劑量(1.0 kGy)輻照處理可有效抑制貯藏過程中藍(lán)莓膜脂過氧化進(jìn)程,延遲果實(shí)衰老。
圖7 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)MDA含量的影響Fig.7 Effect of irradiation treatment on the MDA content of blueberries
圖8 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)抗超氧陰離子自由基活性的影響Fig.8 Effect of irradiation treatment on the anti-superoxideanion activity of blueberries
2.7.4 輻照處理對(duì)藍(lán)莓總抗氧化能力的影響 由圖9可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,總抗氧化能力不斷下降,1.0 kGy輻照處理組的總抗氧化能力始終保持最高,其次為0.0 kGy輻照處理組, CK和2.0 kGy輻照處理組最差。貯藏第70天時(shí), CK及0、1.0、2.0 kGy輻照處理組藍(lán)莓果實(shí)的總抗氧化能力分別下降了42.49%、40.93%、31.55%、49.09%。綜合來看,將具有氣調(diào)功能的包裝材料與低劑量的輻照處理(1.0 kGy)結(jié)合使用對(duì)保持藍(lán)莓的總抗氧化能力效果最佳。
藍(lán)莓的抗氧化能力使其具備獨(dú)特的保健功效,其抗氧化能力與其總酚、花色苷含量具有一定的關(guān)系。劉小莉等[26]對(duì)藍(lán)莓果酒的研究也得出了一致結(jié)論,藍(lán)莓果酒的抗超氧陰離子自由基活性與花色苷、總酚含量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.794 3和 0.941 4,因此,可通過藍(lán)莓果實(shí)的總酚含量來預(yù)測其抗氧化能力。
圖9 輻照處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)總抗氧化能力的影響Fig.9 Effect of irradiation treatment on the T-AOC activity of blueberries
利用皮爾森相關(guān)性分析方法對(duì)貯藏30 d的藍(lán)莓各品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。由表5可知,藍(lán)莓果實(shí)可溶性固形物含量與含水量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.971,藍(lán)莓果實(shí)含水量越高其可溶性固形物含量越高,但其好果率與硬度、含水量、可溶性固形物含量之間,硬度與含水量、可溶性固形物含量之間的相關(guān)性不顯著。藍(lán)莓抗超氧陰離子自由基活性與硬度、花青素及Vc含量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.983、0.966、0.971 ;總抗氧化能力與總酚含量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.959,說明總酚含量與總抗氧化能力的變化趨勢相同。
根據(jù)電子鼻得到的藍(lán)莓果實(shí)氣味信息,建立藍(lán)莓果實(shí)的主成分分析(principal component analysis, PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis, LDA)。藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的貢獻(xiàn)率分別為88.52%和8.05%,總貢獻(xiàn)率達(dá)到96.57%,說明提取信息能較全面的代表樣品原有的全部信息(圖10)。各處理組藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)互不交叉重疊,電子鼻基本能根據(jù)藍(lán)莓果實(shí)香氣將同一貯藏期、不同處理的藍(lán)莓區(qū)分開。貯藏20 d時(shí)各處理組的響應(yīng)值沿PC1軸移動(dòng)幅度較小,說明各處理組的果實(shí)在20 d貯藏期內(nèi)的氣味變化較小,能與其他樣品明顯區(qū)分。各處理組果實(shí)的傳感器響應(yīng)值沿PC1軸向右移動(dòng)幅度均較大,說明其氣味變化較大[27]。
通過LDA分析,部分處理組有交叉,LD1和LD2的貢獻(xiàn)率分別為77.41%和12.82%,總貢獻(xiàn)率為90.23%,區(qū)分度稍差于PCA分析(圖11)。LDA圖可以對(duì)樣本進(jìn)行較好的分類,揭示各處理組間差異的遠(yuǎn)近程度,20 d時(shí)各處理組聚集在一起,45 d和70 d時(shí)各處理組聚集在一起,說明貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)氣味發(fā)生一定變化,但貯藏中后期變化較小[28]。
好果率、含水量、菌落總數(shù)等是衡量果蔬采后貯藏保鮮品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),可溶性固形物、花青素、總酚和Vc等含量是評(píng)價(jià)藍(lán)莓營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)的主要指標(biāo),也是確定最佳貯藏保鮮技術(shù)的理論依據(jù)[11]。本試驗(yàn)研究4種不同處理對(duì)貯藏期間藍(lán)莓的保鮮效果,探討了不同劑量的輻照處理和包裝材料對(duì)果實(shí)貯藏品質(zhì)指標(biāo)及揮發(fā)性氣味成分判別之間的差異。
表5 藍(lán)莓貯藏品質(zhì)之間的相關(guān)性分析Table 5 Pearson correlation analysis among storage qualities of blueberries
注:*、**分別表示在 0.01 和0.05 水平上顯著相關(guān);“-” 表示負(fù)相關(guān)。
Note:*and**indicate significant difference at 0.05 and 0.01 Level, respectively. “-”indicates negative correlation.
注:CK:對(duì)照;g1:0 kGy輻照處理組;g2:1.0 kGy輻照處理組; g3:2.0 kGy輻照處理組。下同。Note: CK: Control. g1: 0 kGy. g2: 1.0 kGy. g3: 2.0 kGy. The same as following.圖10 電子鼻對(duì)藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的PCA分析Fig.10 PCA analysis of volatile matter of blueberries by electronic nose
圖11 電子鼻對(duì)藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的LDA分析Fig.11 LDA analysis of volatile matter of blueberries electronic nose
本研究中,專利保鮮盒由于具有微氣調(diào)作用,其保鮮效果優(yōu)于普通市售保鮮盒。1.0 kGy輻照處理可有效減少微生物生長繁殖,較好地保持藍(lán)莓果實(shí)的原有色澤、結(jié)構(gòu)、硬度、抗氧化性及Vc、花青素等營養(yǎng)成分,有效延長藍(lán)莓的貨架期。貯藏至70 d時(shí)好果率仍大于75%,說明低劑量輻照可殺滅果實(shí)表面微生物、降低果實(shí)后熟及呼吸作用、延緩果實(shí)失水皺縮,與Golding等[29]的結(jié)論一致。但高劑量(2.0 kGy)輻照處理的效果最差,原因可能是高劑量輻照產(chǎn)生大量自由基對(duì)果實(shí)組織結(jié)構(gòu)造成一定損傷而加速了果實(shí)的衰老和品質(zhì)劣變,這與周慧娟等[30]的研究結(jié)果一致。王琛[16]發(fā)現(xiàn)0.5 kGy輻照處理對(duì)貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)腐爛率沒有影響,3.0 kGy輻照處理加速了藍(lán)莓的腐爛變質(zhì),而適當(dāng)劑量的輻照處理(1.0~2.5 kGy)能夠有效降低藍(lán)莓腐爛率,并有效延緩果實(shí)硬度和色澤的下降。藍(lán)莓品質(zhì)間相關(guān)性分析結(jié)果顯示,可溶性固形物含量與含水量間呈顯著正相關(guān),抗超氧陰離子自由基活性與硬度、花青素及Vc含量呈顯著正相關(guān)。藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的PCA分析結(jié)果表明,貯藏前期各處理組間氣味變化較大,能夠明顯區(qū)分不同處理;而LDA分析所得結(jié)果表明各組間區(qū)分度稍差,與PCA分析略有差異。綜上所述,選擇適宜低劑量(1.0 kGy)的輻照處理結(jié)合具有氣調(diào)功能的保鮮盒既能夠延長藍(lán)莓果實(shí)的貯藏期,又能夠較好地保持其營養(yǎng)成分及食用品質(zhì),為藍(lán)莓果實(shí)的保鮮探索出了一條新的途徑。
本課題仍有待進(jìn)一步深入研究,增加對(duì)比試驗(yàn),探究輻照處理分別對(duì)市售保鮮盒與專利保鮮盒包裝的藍(lán)莓品質(zhì)的影響及其機(jī)理探索,明晰輻照處理與包裝材料對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)變化的貢獻(xiàn),以期為延長藍(lán)莓貨架期提供新思路。
輻照處理是延長藍(lán)莓貯藏期、保持果實(shí)品質(zhì)及營養(yǎng)成分的一種可靠、安全的方法。1.0 kGy輻照劑量可有效延長藍(lán)莓的貨架期,對(duì)采后藍(lán)莓的保鮮具有明顯作用。2.0 kGy輻照處理加速果實(shí)的衰老和品質(zhì)劣變,原因可能是高劑量輻照產(chǎn)生的自由基對(duì)果實(shí)組織造成了一定損傷。專利保鮮盒由于具有微氣調(diào)作用,其保鮮效果優(yōu)于普通市售保鮮盒。因此,將專利保鮮盒與低劑量輻照處理結(jié)合可有效延長藍(lán)莓貯藏期并達(dá)到保持果實(shí)品質(zhì)的目的。