異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果的保鮮效果

袁 芳1,邱詩銘1,李 麗2,3,*,林 洋

(1.廣西民族師范學院生物與食品工程學院,廣西崇左 532200;2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007;3.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室,廣西南寧 530007;4.廣西益全檢測評價有限公司,廣西柳州 545004)

鮮切果蔬,又名微加工、最小或輕(淺)度加工果蔬,即經(jīng)過清洗、整理、去皮、切割、保鮮、包裝而成,因其營養(yǎng)豐富、新鮮衛(wèi)生、食用方便、100% 可食用等特點深受各國消費者青睞[1-2]。芒果(MangiferaindicaL.)是著名的亞熱帶水果,含有豐富的維生素C、β-胡蘿卜素和酚類化合物,長期食用可以降低血脂、提高血清抗氧化能力[3-4]。金煌芒在我國廣西、廣東、海南、福建、臺灣等地都有種植,具有產(chǎn)量高、果實大、味甜多汁、纖維少的特點[5-6],適合加工成鮮切產(chǎn)品。鮮切芒果因其風味獨特、營養(yǎng)豐富、食用方便的特點在零售店和餐飲業(yè)中需求很高,但鮮切產(chǎn)品因機械損傷導致的逆境脅迫使其生理生化特性改變,從而加速組織衰老、褐變、營養(yǎng)物質(zhì)流失，導致品質(zhì)下降[7]。因此,研究鮮切芒果的保鮮技術,減少營養(yǎng)物質(zhì)流失、延緩褐變和品質(zhì)下降,對提高芒果附加值具有重要的意義。

異抗壞血酸是抗壞血酸的異構體,具有更強的抗氧化性,是一種新型且安全的食品抗氧化劑、保鮮劑[8],可以有效延緩鮮切產(chǎn)品褐變。鈣鹽溶液處理可以維持細胞結構的穩(wěn)定性,有效降低細胞膜透性,從而使果實延緩衰老,保持硬度[2]。張筱[9]研究發(fā)現(xiàn),濃度為1%氯化鈣對鮮切桃的保鮮效果最好,能有效延緩軟化,減少褐變,并保持較高的SOD、CAT活性。已有報道顯示,保鮮劑復合使用對鮮切產(chǎn)品的保鮮效果比單一使用更好[10-13]。國內(nèi)外有關鮮切芒果的研究主要集中在熱處理[14]、單一果蔬保鮮劑[14-15]、結合可食性涂膜[15-16]、脈光沖[16]、品種和成熟度[17]等對品質(zhì)或抗氧化性的影響,但異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果保鮮效果的影響還未見報道。

本文以“金煌”芒果為材料,在經(jīng)過預試驗篩選最佳的異抗壞血酸與氯化鈣處理液濃度的基礎上,研究異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果保鮮效果的影響,旨在為鮮切芒果貯藏期間營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化、果實的軟化、褐變以及相關酶活性的變化研究提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金煌芒 采自廣西省龍州縣,在果實八成熟時采摘,當天運回實驗室,挑選大小均勻、成熟度一致的果實進行實驗;異抗壞血酸、氯化鈣 均為國產(chǎn)食品級;其它試劑 均為國產(chǎn)分析純。

3-18KS大型多功能冷凍離心機 德國Sigma公司;UV759CRT紫外可見分光光度計 上海佑科儀器儀表有限公司;YC-300L超低溫冰箱 中科美菱;FTC/TMS-Pilot質(zhì)構儀 美國FTC公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鮮切芒果加工工藝 芒果清洗表面泥沙→去皮去核→切成厚1 cm的果片→浸漬處理→撈出瀝干→厚度為0.01 mm聚乙烯保鮮袋包裝→4 ℃相對濕度80%條件下貯藏15 d,定期取樣測定相關指標。

1.2.2 復合保鮮劑的最佳濃度篩選 按照1.2.1的加工流程分別對濃度為0.1、0.5、0.1 g/100 mL的氯化鈣與0.5、1、2 g/100 mL的異抗壞血酸以不同組合進行預實驗,通過感官評價篩選出最佳的濃度配比,即1 g/100 mL異抗壞血酸+0.5 g/100 mL氯化鈣組合,進行正式實驗,探討該組合處理對鮮切芒果保鮮效果的影響。

1.2.4 指標測定

1.2.4.1 呼吸速率的測定 參考李輝[18]的方法,鮮切芒果的呼吸強度用紅外CO2分析儀測定,重復三次,單位為mg/(kg·h)。

1.2.4.2 細胞膜相對滲透率的測定 參照Linchun Mao等[19]的方法測定鮮切芒果細胞膜相對滲透率,結果以%表示,重復三次。

1.2.4.3 硬度的測定 參考李輝[18]的方法,采用直徑為10 mm的圓柱加載壓頭,起始力為0.38 N,測試速度為60 mm/min,回程速度為60 mm/min,測試距離為8 mm,每組樣品平行8次試驗,單位為N。

1.2.4.4 可滴定酸含量的測定 采用酸堿滴定法,重復三次,取其平均值,并做空白實驗,以檸檬酸%(w/w)計。

1.2.4.5 類胡蘿卜素含量的測定 參考朱廣廉等[20]的方法,從5片鮮切芒果中稱取1 g果肉,加入少量石英沙、CaCO3和80%丙酮,研磨成勻漿,濾紙過濾,用80%丙酮洗滌沉淀2～3次,用80%丙酮定容至25 mL,分別于663、645、440 nm處測定吸光值。以80%丙酮為對照,重復三次,單位為(mg/g FW)。

1.2.4.6 AsA含量的測定 參照Lin等[21]的方法,AsA含量以mg/100 g FW表示。

1.2.4.7 總酚含量的測定 參考曹建康等[22]方法,總酚含量直接以OD280/g FW表示。

1.2.4.8 褐變指數(shù)的測定 參照楊巍等[23]的方法測定褐變指數(shù)。

1.2.4.10 SOD、CAT、APX活性的測定 參照李輝[18]的方法略加修改。從5片鮮切芒果中取果肉5 g,加入5 mL 50 mmol/L pH7.0的磷酸緩沖液(含0.1 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉、0.3%曲拉通X-100、2%聚乙烯吡咯烷酮),冰浴研磨成勻漿,14000×g冷凍(4 ℃)離心20 min,取上清液定容至20 mL,用于SOD、CAT、APX活性測定。

SOD活性測定:通過測量SOD下抑制硝基藍四唑的光化學還原的能力測定,在560 nm下測定吸光值，以每分鐘每克果肉組織(鮮重)的反應體系對氮藍四咄光化還原的抑制為50%為一個SOD酶活性單位(U),結果以U表示。

CAT活性測定:在240 nm下測定過氧化氫分解而引起的吸光度降低來測定,CAT活性以每分鐘吸光度變化值減少0.1的酶用量為一個CAT酶活性單位(U),結果以U/g FW表示。

APX活性測定:通過催化抗壞血酸被氧化,溶液在波長為290 nm處吸光度下降來測定,以每分鐘吸光值降低0.01的酶用量為一個APX酶活性單位(U),結果以U/g FW表示。

1.2.4.11 POD、PPO活性的測定 參照趙云峰等[24]的方法略加修改。酶液提取:果肉取10 g，加入5 mL 50 mmol/L pH6.86的磷酸緩沖液,在冰浴中研磨成勻漿,在4 ℃ 14000 r/min下離心20 min,取上清液用于酶活性測定。

PPO活性:通過催化酚類物質(zhì)氧化來測定,以每分鐘OD525 nm變化0.001為1個PPO酶活性單位(U),結果以U/g FW表示。

POD活性測定:通過催化過氧化氫氧化酚類以形成深色化合物來測定,以每分鐘OD470 nm變化0.001為1個POD酶活性單位(U),結果以U/g FW表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對以上數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,使用Duncan法比較平均值之間的差異性,用Excel 2010軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果呼吸速率的影響

呼吸作用的強弱與其生理生化的快慢有關,呼吸作用越強,組織衰老越快[25-26]。由圖1可知,鮮切芒果在第1～2 d出現(xiàn)呼吸峰值,異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理和對照組鮮切芒果的呼吸峰值分別為401.90 mg/(kg·h)和683.47 mg/(kg·h),處理組比對照組降低了41.20%,處理組沒有推遲呼吸峰的出現(xiàn),但顯著降低了峰值(P<0.05)。此外,在第10 d,處理組的呼吸速率極顯著低于對照(P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以顯著降低鮮切芒果的呼吸峰值(P<0.05),從而減緩組織衰老,但并未推遲呼吸峰的出現(xiàn)。

圖1 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果呼吸速率的影響Fig.1 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on respiration rate of fresh-cut mango注:*:處理組與對照組相比差異顯著(P<0.05);**:處理組與對照組相比差異 極顯著(P<0.01);圖2～圖9同。

2.2 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果細胞相對滲透率的影響

相對滲透率反映了細胞膜的完整性,相對滲透率增高,說明膜透性增大,植物組織衰老進程加快[27-28]。由圖2可知,對照組鮮切芒果的細胞膜相對滲透率在第0～6 d時上升緩慢,之后上升較快,而處理組的在0～9 d時變化很小,之后快速上升。處理組在整個貯藏期都低于對照,且在9～15 d時與對照差異顯著(P<0.05)。以上結果表明,異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以延緩鮮切芒果細胞膜透性的增大,保持了細胞的相對完整性,從而延緩衰老。

圖2 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果細胞相對滲透率的影響Fig.2 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on cell membrane relative permeability of fresh-cut mango

2.3 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果硬度的影響

由圖3可知,對照組鮮切芒果的硬度在0～12 d時下降較快,而后保持不變,處理組在0～3 d時下降較快,在3～9 d時變化不大,在9～15 d緩慢下降。統(tǒng)計分析表明,處理組在9～15 d時顯著或極顯著高于對照(P<0.05,P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以延緩鮮切芒果貯藏期間的軟化,使鮮切芒果保持較好的品質(zhì)。

圖3 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果硬度的影響Fig.3 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on firmness of fresh-cut mango

2.4 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果可滴定酸含量的影響

由圖4可知,鮮切芒果的可滴定酸含量在0～3 d時下降較快,3～6 d時上升,之后變化不大。與對照組相比,處理組的可滴定酸含量在第3 d極顯著高于對照(P<0.01),其它期間與對照差異不顯著。說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理只在貯藏前期保持了較高的可滴定酸含量,此后影響不大。

圖4 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on titrate acid content of fresh-cut mango

2.5 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果類胡蘿卜素、AsA、總酚含量的影響

由圖5A可知,對照組鮮切芒果的類胡蘿卜素含量在0～6 d時下降快速,在6～12 d時變化不大,12～15 d時上升。處理組的類胡蘿卜素的含量在0～3 d時下降,之后上升,直到第9 d達到最高之后又開始下降,12～15 d時緩慢上升。在9～15 d時處理的類胡蘿卜素的含量顯著或極顯著高于對照(P<0.05,P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理使類胡蘿卜素含量明顯高于對照。

由圖5B可知,對照組鮮切芒果的AsA含量在0～3 d時快速下降,3～6 d時緩慢下降,之后緩慢上升至第12 d,12～15 d時又緩慢下降。處理組的AsA含量0～3 d時也快速下降,但在3～6 d時又快速上升,在6～12 d時變化不大,12～15 d時快速下降。在貯藏期的第3 d,處理組的AsA含量顯著高于對照(P<0.05),在6～15 d時極顯著高于對照(P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理使AsA含量明顯高于對照。

由圖5C可知,與對照組相比,處理組鮮切芒果的總酚含量在貯藏期間波動很小,比較穩(wěn)定,對照組的總酚含量在0～6 d時快速下降后又上升,6～9 d時變化很小,9～15 d時上升之后又下降。在第3 d時,處理組顯著高于對照(P<0.05),而在第12 d時,又顯著低于對照(P<0.05),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以維持總酚含量的相對穩(wěn)定。

圖5 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果類胡蘿卜素、AsA、總酚含量的影響Fig.5 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on carotenoids,AsA,total phenolic content of fresh-cut mango

2.6 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果褐變指數(shù)的影響

褐變是鮮切產(chǎn)品貯藏期內(nèi)品質(zhì)下降的主要原因,從圖6可知,鮮切芒果的褐變主要發(fā)生在第3 d之后,褐變指數(shù)在第3 d之后開始上升,且3～6 d時上升較快。統(tǒng)計分析表明,貯藏期的在6～15 d時處理組鮮切芒果的褐變指數(shù)顯著低于對照組(P<0.05),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以有效抑制鮮切芒果的褐變。

圖6 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果褐變指數(shù)的影響Fig.6 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on browning index of fresh-cut mango

2.7 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響

圖8 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果SOD,CAT,APX,POD的影響Fig.8 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the activity of SOD,CAT,APX and POD of fresh-cut mango

圖7 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果產(chǎn)生速率的影響Fig.7 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the rate of production of fresh-cut mango

2.8 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果SOD、CAT、APX、POD活性的影響

由圖8A可知,對照組鮮切芒果的SOD活性在0～3 d時快速上升后一直呈下降趨勢。處理組的SOD活性在6～9 d時快速上升,其余期間變化緩慢。處理組SOD活性在第6 d之后高于對照組,其中第9、12和15 d時與對照差異顯著(P<0.05),分別為對照組的1.47、1.54、1.50倍。說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理在貯藏的中后期能夠有效保持SOD的高活性。

由圖8B可知,處理組鮮切芒果的CAT活性從第3 d開始一直高于對照組。對照組的CAT活性在貯藏的前12 d變化不大,在12～15 d時上升。處理組的CAT活性在貯藏的前9 d一直呈上升趨勢,至最高活性為13.44 U/g FW,之后快速下降,在12～15 d時又快速上升。在第6、9和12 d,處理組的CAT活性分別為對照組的2.50、3.64、1.58倍,均極顯著高于對照(P<0.01),第15 d顯著高于對照(P<0.05),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理能保持更高的CAT活性。

由圖8C可知,處理組和對照組的APX活性在貯藏的前9 d變化趨勢一致,都是在0～3 d時下降,3～6 d時快速上升,之后又下降,不同的是處理組在9～12 d時上升,而對照則下降,貯藏的最后3 d兩組APX活性都變化不大,整個貯藏期間處理組的APX活性都高于對照。統(tǒng)計分析表明,處理組的APX活性在第6和12 d時都顯著高于對照組(P<0.05),在第15 d時極顯著高于對照(P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理顯著保持了較高的APX活性。

由圖8D可知,對照組鮮切芒果的POD活性在貯藏的前9 d一直呈下降趨勢,至最低值為21.66 U/g FW之后快速上升至最高值為104.43 U/g FW,之后變化不大。處理組的POD活性則在整個貯藏期都呈下降趨勢。統(tǒng)計分析表明,處理組的POD活性在0～6 d時極顯著高于對照組(P<0.01),第12 d顯著低于對照組(P<0.05),第15 d極顯著低于對照組(P<0.01),說明異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理在貯藏前期保持了較高的POD活性,而后期則抑制了POD的活性。

2.9 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理對鮮切芒果PPO活性的影響

由圖9可知,對照鮮切芒果的PPO活性在0～3 d時快速上升,在3～9 d時緩慢下降,在9～12 d時又緩慢上升之后快速下降。處理組的PPO活性在0～3 d時也快速上升,但在3～6 d時又快速下降,并且之后一直保持穩(wěn)定。統(tǒng)計分析表明,與對照相比,處理組的PPO活性在6～12 d時顯著或者極顯著低于對照(P<0.05,P<0.01)。以上結果表明,異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理可以有效抑制PPO的活性。

圖9 異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理 對鮮切芒果PPO的影響Fig.9 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the activity of PPO of fresh-cut mango

3 討論與結論

芒果采后由于代謝旺盛,果實容易后熟而變軟、營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生變化,加上鮮切產(chǎn)品因機械損傷產(chǎn)生逆境脅迫,使得呼吸旺盛、膜透性增加、衰老加快、褐變嚴重和營養(yǎng)物質(zhì)損耗,難以保鮮[7,25,29]。本研究表明,異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理鮮切芒果的呼吸峰值降低了41.20%,延緩相對滲透率的上升,保持了細胞的相對完整性,從而延緩衰老,并減少褐變的發(fā)生。類胡蘿卜素、AsA、總酚是植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì),是活性氧的有效清除劑,其中酚類物質(zhì)不僅是植物體內(nèi)重要的抗氧化劑和呼吸傳遞物質(zhì),同時又是酶促褐變的底物,總酚含量越高,與氧接觸的幾率就越大[30],然而植物組織中總酚的實際測定濃度取決于總酚合成和氧化降解之間的平衡[25-28]。本研究中發(fā)現(xiàn)異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理在貯藏的中后期保持了較高的類胡蘿卜素、AsA含量,只在第3 d保持了較高總酚含量,第12 d又低于對照,相比對照總體趨于穩(wěn)定。結合褐變指數(shù)第3 d時為0,第12 d時褐變指數(shù)上升較快來看,第3 d酚類物質(zhì)主要作為抗氧化劑,而后期可能作為酶促褐變的底物加速了褐變的發(fā)生。

綜上所述,異抗壞血酸與氯化鈣聯(lián)合處理降低了鮮切芒果的呼吸峰值,延緩了硬度的下降和相對滲透率的上升,減少褐變發(fā)生,保持了較高的類黃酮和AsA含量,對可滴定酸含量影響不大,抑制了PPO的活性,保持了較高的SOD、CAT、APX活性,前期保持了較高的POD活性,末期又抑制了POD活性,提高了貯藏期間鮮切芒果的品質(zhì)。