大蒜素處理對刺梨采后貯藏保鮮效果的影響

張志敏，侯發(fā)民，李曉明，章建軍

1. 銅仁學(xué)院農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院（銅仁 554300）；2. 西北農(nóng)林科技大學(xué)（楊凌 712100）；3. 貴州村華秋實現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)公司（銅仁 554300）

刺梨（Rosa roxburghii Tratt.）屬薔薇科、薔薇屬，多年生落葉灌木，主要分布在我國的西南地區(qū)，如貴州、廣西、湖南、四川和重慶等地。刺梨為藥食同源植物，營養(yǎng)豐富，抗氧化能力強(qiáng)[1-2]，含有多種生物活性物質(zhì)，包括維生素C、類黃酮、氨基酸、多糖、單寧、酚類物質(zhì)、三萜類、超氧化物歧化酶等[1-4]。同時，其具有很高的藥用價值，有防癌抗癌、延緩衰老、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等多種功能[4-7]。目前，市場上暢銷的刺梨產(chǎn)品很多，如刺梨干果、刺梨飲料、刺梨果粉、刺梨酒、刺梨蜜餞、刺梨保健品等[3,8]。刺梨除作為加工產(chǎn)品外，還可以鮮食；但是不管作為加工原材料還是作為鮮食水果，刺梨采摘后，由于采后生理代謝活動旺盛，果實容易腐爛、發(fā)病、質(zhì)變（試驗過程中發(fā)現(xiàn)），嚴(yán)重降低了刺梨的食用和商品價值。

大蒜素（Allicin）是大蒜鱗莖中重要功能成分物質(zhì)，對真菌、細(xì)菌、病毒等病原菌具有抑制或殺滅功能，被稱為“天然廣譜抗生素”[9]，另外大蒜素還具安全無毒、來源廣、價格低等特點。基于以上優(yōu)勢，大蒜素在果實采后貯藏保鮮方面具有潛在的利用價值；已有研究證明大蒜素可減少蘋果、番茄、萵苣等采后的腐爛率、抑制發(fā)病率、延長保鮮期、提高貯藏品質(zhì)[10-12]。試驗從大蒜鱗莖中提取大蒜素并測定含量，稀釋配制成不同濃度的大蒜素保鮮液，研究不同濃度大蒜素對采后刺梨果實保鮮效果的影響，解決生產(chǎn)上刺梨果實腐爛質(zhì)變的問題，延長刺梨保鮮期，為生產(chǎn)上刺梨果實的貯藏保鮮提供一定的理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料

以刺梨“貴農(nóng)5號”果實為試驗材料，于2017-2019年采自貴州省龍里縣谷腳鎮(zhèn)茶香村刺梨園（緯度26°51′52″N，經(jīng)度106°88′14″E），果園肥力中等，常規(guī)管理。選擇大小顏色基本一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的完全成熟果實采摘，采后立即放入冰盒，帶回實驗室進(jìn)行初步處理，放在4 ℃冰箱備用。

1.1.2 試劑、儀器設(shè)備

氫氧化鈉、酚酞、2, 6-二氯酚靛酚、抗壞血酸、碳酸氫鈉、氯化鋇、草酸、90%乙醇（均為分析純），丙二醛（MDA）試劑盒（上海生物）。

GR60型全自動折光儀（上海卓光儀器科技有限公司），高速組織搗碎機(jī)、H1850臺式高速離心機(jī)（北京博勱行儀器有限公司），干燥器（太倉華利達(dá)實驗室設(shè)備公司），UV-2550型紫外可見分光光度計（上海美析儀器有限公司），石英比色皿、PHS-3G型pH計、KQ-100A型超聲波清洗機(jī)、BS224S型電子分析天平、DK-8D型恒溫水浴鍋（上海之信儀器有限公司），超低溫冰箱（賽默飛世爾科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 大蒜素的提取

大蒜素的提取參照陳敏等[13]、祁高展等[14]的方法并改進(jìn)。200 g新鮮去皮大蒜，洗凈用組織搗碎機(jī)搗成蒜泥，在35 ℃，pH 6.5條件下酶解1 h，按料液比1∶6（g/mL）加入90%乙醇，在40 ℃超聲萃取45 min，將混合液于8 000 r/min下離心5 min，取上清液，殘渣按上述工藝重復(fù)3次，合并上清液，經(jīng)抽濾、減壓蒸餾后得到粗蒜油，采用硫酸鋇吸光比濁法測定大蒜素的含量[15]，過濾除菌后，用無菌水稀釋成質(zhì)量濃度分別為20，30，60和120 mg·mL-1的大蒜素保鮮液，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 刺梨果實的處理

將預(yù)處理過的刺梨果實隨機(jī)分成5組，每處理300個果實，3次重復(fù)，每重復(fù)100個果實，每組果實依次在大蒜素濃度為20，30，60和120 mg·mL-1和清水（CK）中浸泡20 min，取出，晾干，放在四面有孔的紙箱中，然后用聚乙烯塑料袋包裝，于4±1 ℃中貯藏，貯藏后0，5，10，15，20和25 d進(jìn)行各項指標(biāo)的統(tǒng)計與測定，每重復(fù)平行測定3次。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 貯藏指標(biāo)

1.3.1.1 腐爛率

以果面出現(xiàn)病原斑點、腐爛、顏色變褐為腐爛的判斷依據(jù)，統(tǒng)計每個處理全部果實的腐爛情況。計算公式：

1.3.1.2 失重率

采用稱量法測定，每處理每重復(fù)隨機(jī)選取40個果實依次標(biāo)號，貯藏前后稱取果實質(zhì)量。計算公式：

1.3.2 營養(yǎng)指標(biāo)

1.3.2.1 可溶性固形物（TSS）含量測定

使用GR60全自動折光儀在室溫下測定，結(jié)果以百分?jǐn)?shù)表示。

1.3.2.2 維生素C含量

采用2, 6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量[16]，略有改變。

1.3.3 生理指標(biāo)

（1）呼吸強(qiáng)度：采用靜置堿液吸收法[17]測定。（2）丙二醛（MDA）含量：根據(jù)試劑盒上的說明進(jìn)行操作測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用SAS軟件ANOVA過程進(jìn)行方差分析，Duncan’s新復(fù)極差法比較各處理間的差異顯著性，使用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜素處理對刺梨果實腐爛率的影響

刺梨果實貯藏第10天時對照（CK）組有少量的果實發(fā)生腐爛（0.67%），之后腐爛率呈大幅度上升趨勢，貯藏至第25天時，腐爛率達(dá)19%；與大蒜素處理組相比，差異顯著（p＜0.05）（圖1），果實腐爛率明顯高于大蒜素處理組；試驗分析表明，大蒜素處理后明顯降低刺梨果實貯藏期間的腐爛率，抑制果實發(fā)生腐爛。4個濃度的大蒜素處理之間果實腐爛率也存在明顯的差異（p＜0.05），濃度為20和30 mg·mL-1的2組處理貯藏第15天時有少量的果實發(fā)生腐爛，濃度為60和120 mg·mL-1的2組處理貯藏第20天時果實才發(fā)生腐爛現(xiàn)象，貯藏期2組處理間腐爛率無明顯差別，而且顯著低于濃度為20和30 mg·mL-1的2組處理；從不同濃度的大蒜素對果實腐爛率的影響分析可知，隨著大蒜素濃度的增加，果實的腐爛率明顯降低，且發(fā)生腐爛的時間推遲，濃度增加到一定程度時，腐爛率無明顯差異，試驗60 mg·mL-1大蒜素濃度，為維持果實貯藏期間低腐爛率的適宜處理濃度。

圖1 大蒜素對刺梨果實腐爛率的影響

2.2 大蒜素處理對刺梨果實失重率的影響

刺梨果實貯藏期，隨貯藏時間延長，果實失重率呈上升趨勢，失水明顯（圖2），貯藏期對照組（CK）果實的失重率明顯高于大蒜素處理組（p＜0.05），且對照組果實的失重率上升幅度較大，大蒜素處理組較平緩；經(jīng)試驗分析可知，大蒜素處理能明顯降低果實的失重率，使果實失重減慢，延長保鮮期。4個濃度的大蒜素處理之間果實失重率存在顯著的差別（p＜0.05），貯藏前10 d，濃度為20 mg·mL-1處理組果實失重率與其它3種濃度大蒜素處理組差別明顯，隨貯藏時間延長，濃度為20和30 mg·mL-1的2組之間無明顯差異（除20 d時）；60和120 mg·mL-1的2組處理間在貯藏期間果實的失重率無顯著差別。由不同濃度大蒜素對刺梨果實失重率影響結(jié)果可知，大蒜素濃度對果實的失重率影響顯著，隨貯藏時間延長，大蒜素濃度增加到一定程度時，果實的失重率無明顯的變化。

2.3 大蒜素處理對刺梨果實可溶性固形物含量的影響

整個貯藏期刺梨果實可溶性固形物含量均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，對照組（CK）與大蒜素處理組果實的可溶性固性物含量存在顯著差異（p＜0.05）（20 mg·mL-1大蒜素處理后貯藏第5天除外）（圖3），對照組貯藏第10天時果實可溶性固性物含量達(dá)到高點，濃度為20和30 mg·mL-1的大蒜素處理組在貯藏第15天時含量較高，2組處理間差異不顯著（p＞0.05）；而濃度為60和120 mg·mL-1的2組在貯藏20 d后含量最高，2組處理間差異不顯著（p＞0.05），且與濃度為20和30 mg·mL-1的2組處理比較差異顯著（p＜0.05）。大蒜素處理明顯減緩了刺梨果實可溶性固形物含量的變化，并推遲最高值的出現(xiàn)，延長果實保鮮期，提高品質(zhì)；隨大蒜素處理濃度的增加，各處理間果實可溶性固形物含量差異明顯，含量達(dá)到最高值的時間不同，但大蒜素濃度增加到一定程度時，果實的可溶性固性物含量及達(dá)到高值的時間無明顯差異。

圖2 大蒜素處理對刺梨果實失重率的影響

圖3 大蒜素對刺梨果實可溶性固形物含量的影響

2.4 大蒜素處理對刺梨果實維生素C含量的影響

貯藏前期果實VC含量有小幅度升高，隨后逐漸下降（圖4），整個貯藏期經(jīng)大蒜素處理的刺梨果實VC含量（60和120 mg·mL-1的大蒜素處理第10天除外），與對照差異均顯著（p＜0.05）；對照組貯藏第5天時果實VC含量達(dá)到高點，20和30 mg·mL-1大蒜素處理組在貯藏第10天時達(dá)到最高點，2組處理間差異不顯著（p＞0.05）；而濃度為60和120 mg·mL-1的2組在貯藏15 d后含量最高，2組處理間差異不顯著（p＞0.05），且與濃度為20和30 mg·mL-1的2組處理相比，差異顯著（p＜0.05）。試驗分析表明，大蒜素處理對刺梨果實VC含量有顯著的影響，并減緩果實內(nèi)VC含量的變化，推遲VC物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，保持果實的營養(yǎng)成分；隨大蒜素濃度增加，果實VC含量及變化幅度差異明顯，但濃度增加一定程度時無明顯差別。

圖4 大蒜素對刺梨果實VC含量的影響

2.5 大蒜素處理對刺梨果實呼吸強(qiáng)度的影響

貯藏期間刺梨果實的呼吸強(qiáng)度變化與可溶性固形物、VC含量的結(jié)果相似，隨貯藏時間的延長，呈先上升，隨后下降的趨勢（圖5）；整個貯藏期間，大蒜素處理果實的呼吸強(qiáng)度與對照組之間差異顯著（p＜0.05）（20和30 mg·mL-1的大蒜素處理組貯藏第15天除外），對照組貯藏第10天時達(dá)到呼吸高峰，20和30 mg·mL-1的大蒜素處理組貯藏第15天時出現(xiàn)呼吸高峰，相比對照組推遲5 d，60和120 mg·mL-1的大蒜素處理組貯藏第20天時才達(dá)到呼吸高峰，比對照組推遲了10 d，比20和30 mg·mL-1的大蒜素處理組推遲了5 d；各處理組呼吸高峰的峰值均低于照組（低10.00%～12.38%）。經(jīng)試驗分析可知，大蒜素處理能明顯推遲刺梨果實呼吸高峰的出現(xiàn)，且抑制呼吸強(qiáng)度；隨大蒜素濃度增加，呼吸高峰相應(yīng)推遲，當(dāng)濃度增加到一定程度時，處理之間無差異。

圖5 大蒜素對刺梨果實呼吸強(qiáng)度的影響

2.6 大蒜素處理對刺梨果實丙二醛（MDA）含量的影響

刺梨果實貯藏期，隨貯藏時間延長，果實丙二醛含量呈上升趨勢（圖6），貯藏期對照組（CK）果實的丙二醛含量明顯高于大蒜素處理組（p＜0.05），且對照組果實的丙二醛上升幅度較大，大蒜素處理組較平緩；經(jīng)試驗分析可知，大蒜素處理能明顯減少果實中丙二醛含量，延緩組織衰老，延長保鮮期。4個濃度的大蒜素處理之間果實丙二醛含量存在顯著的差異（p＜0.05），大蒜素濃度對果實中丙二醛含量影響顯著，但大蒜素濃度增加到一定程度時，處理之間丙二醛含量無明顯的變化。

圖6 大蒜素對刺梨果實MDA含量的影響

3 結(jié)論與討論

在4 ℃貯藏條件下，大蒜素處理顯著抑制刺梨果實呼吸強(qiáng)度，推遲呼吸高峰出現(xiàn)，減少丙二醛產(chǎn)生，延緩果實組織老化速度，減少可溶性固形物、VC含量損失，降低腐爛率和失重率，保持刺梨果實較好的營養(yǎng)品質(zhì)，延長保鮮期。

隨大蒜素濃度的增加，保鮮效果差異顯著，但濃度增加到一定程度時，處理組之間保鮮效果差異不明顯，4個大蒜素處理濃度中，60 mg·mL-1保鮮效果好，整個貯藏期間果實的呼吸強(qiáng)度較弱、丙二醛含量較低、可溶性固形物及VC含量較高，腐爛率和失重率較低，濃度為60 mg·mL-1處理組與120 mg·mL-1處理保鮮效果無顯著差異，從保鮮效果和投資成本方面考慮，60 mg·mL-1大蒜素可作為生產(chǎn)中推薦使用的最佳濃度。

大蒜素具有較強(qiáng)的殺菌能力，對植物組織的病原微生物繁殖生長具有較好的抑制殺滅作用，大幅度降低了植物組織的發(fā)病率及腐爛率[18-19]，王梅等[20]研究證明大蒜素提取液顯著抑制山藥的呼吸強(qiáng)度，降低失重率和腐爛率，提高山藥貯藏品質(zhì)，在生產(chǎn)中可以作為保鮮劑使用，這與研究的結(jié)果相似。果實成熟采收后營養(yǎng)物質(zhì)要進(jìn)行降解及轉(zhuǎn)化，大蒜素處理后刺梨果實的營養(yǎng)物質(zhì)（可溶性固形物含量、VC含量）變化幅度較平緩，保持了果實的營養(yǎng)成分，這可能與大蒜素抑菌作用有關(guān)，病原微生物減少，損傷組織相應(yīng)減少，呼吸消耗降低，從而減少營養(yǎng)物質(zhì)消耗，果實的貨架期延長[21]。大蒜素處理后，刺梨果實的生理活動指標(biāo)具有明顯的變化，如呼吸強(qiáng)度變?nèi)?、呼吸高峰推遲、丙二醛含量降低等，其中，丙二醛含量與組織的衰老和損傷程度呈顯著正相關(guān)性，丙二醛含量越高，組織衰老越快[22]，試驗中大蒜素處理后果實組織內(nèi)丙二醛含量明顯降低，衰老速度減慢，保鮮期延長。

大蒜素作為保鮮劑，與傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑相比，具有成本低、安全、綠色等特點，還可顯著提高刺梨貯藏品質(zhì)，延長保質(zhì)期，為刺梨果實保鮮加工提供新思路；另外，大蒜素具有揮發(fā)特性，隨著貯藏時間的延長，有效成分逐漸減少，抑菌作用逐漸減弱，如果貯藏時間較長，可采取包埋技術(shù)對大蒜素進(jìn)行處理以延長其作用[23]，這可作為后續(xù)的研究內(nèi)容，深入地探索大蒜素在貯藏保鮮中作用及應(yīng)用技術(shù)。