外源海藻糖對(duì)草莓保鮮效果的影響

郝乾坤，王智民，童開林

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

草莓(Fragariaananasa)是薔薇科草莓屬多年生草本植物，果實(shí)心形，鮮紅嬌嫩，汁多味美，富含礦物質(zhì)、維生素、花青素、類黃酮、糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，其所含的鈣、磷、鐵比蘋果和葡萄多2～4倍，Vc含量比蘋果高10倍以上[1]，素有“水果皇后”的美譽(yù)。然而，由于草莓果皮薄，極易在采收、貯運(yùn)、銷售中受損和微生物浸染而變質(zhì)，草莓在常溫下1～2 d就會(huì)變色、變味、腐爛[2]，因此制約了草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。針對(duì)此問題科技工作者展開廣泛的研究，目前草莓常用的儲(chǔ)藏保鮮技術(shù)有氣調(diào)技術(shù)、熱處理技術(shù)、輻射技術(shù)、生物膜技術(shù)、化學(xué)防腐劑、化學(xué)保鮮劑等方法[3]，有關(guān)各種化學(xué)保鮮劑對(duì)草莓保鮮的效果研究已有較多的報(bào)道[4～9]，但未見海藻糖對(duì)草莓保鮮效果的研究報(bào)道。

海藻糖是由兩個(gè)葡萄糖分子通過α-1，1-糖苷鍵連接而成的非還原性雙糖，在pH值為3.5～10時(shí)穩(wěn)定，強(qiáng)酸性下水解為葡萄糖，在沸水中不與蛋白質(zhì)和氨基酸發(fā)生褐變反應(yīng)，常溫下不分解、不褐變[10]。海藻糖廣泛分布于植物、動(dòng)物體內(nèi)，尤其在酵母、霉菌和蘑菇等真菌含量可達(dá)干重的15%以上[11]。具有保護(hù)細(xì)胞膜和生物活性物質(zhì)在脫水、高溫、寒冷等環(huán)境下免于破壞的功能，用海藻糖溶液處理水果、蔬菜和肉類，能防止組織軟化，保持良好的外觀品質(zhì)，延長產(chǎn)品的壽命[12]。通過對(duì)大白鼠長期毒性試驗(yàn)研究，表面海藻糖對(duì)人體無潛在危害，是一種安全的天然糖類[16]，具有抗齲齒、抗疲勞、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)、增強(qiáng)免疫力等功效[17～18]。本試驗(yàn)研究了外源海藻糖對(duì)草莓保鮮效果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料 供試草莓品種是江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的寧玉品種，于2021年2月22日早晨10點(diǎn)采自陜西楊凌鴻豐果蔬合作社402號(hào)大棚溫室，選擇大小一致、無損傷、8～9成熟的新鮮果實(shí)，帶回室內(nèi)暫存待用。

1.1.2 試劑 海藻糖購于化學(xué)試劑店，源葉生物商標(biāo)，規(guī)格25 g/瓶，含量98%，分子量342.3。配制溶液用水為自來水。

1.1.3 儀器 JY4001電子天平，數(shù)字折射計(jì)，數(shù)顯水果硬度計(jì)等。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方法 在當(dāng)天下午4點(diǎn)配制海藻糖溶液，設(shè)置處理為清水對(duì)照、5mM、10 mM、20 mM、30 mM、50 mM，每個(gè)處理挑選12個(gè)新鮮草莓果浸泡3 min，撈出瀝干，放于室內(nèi)，觀察并測定相關(guān)指標(biāo)，室內(nèi)溫度23℃左右，相對(duì)濕度40%左右。每個(gè)處理重復(fù)三次。

1.2.2 測定項(xiàng)目與方法 主要有:

(1)形態(tài)指標(biāo) 主要根據(jù)草莓的顏色、飽滿度、光澤評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下[13]： 100分—鮮紅色、飽滿、光亮(一般指剛采摘時(shí)的形態(tài))；90分—深紅色、較滿、較亮；80分—暗紅色、稍滿，稍亮；70分—暗紅色、稍干縮、稍暗；60分—黑紅色、較干縮、較暗；50分—黑紅色、干縮、無光。

(4)硬度 每個(gè)處理分別在第1 d、3 d、5 d、8 d各取兩個(gè)草莓，將其尖端切去，用GY-4型數(shù)顯水果硬度計(jì)測定硬度，計(jì)算平均值。

(5)可溶性固形物 每個(gè)處理分別在第1天、3天、5天、8天各取兩個(gè)草莓，將其尖端切去，用TD-45型數(shù)字折射計(jì)測定草莓可溶性固形物含量，取其平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析方法 采用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差，利用LSR95%水平測驗(yàn)方法進(jìn)行顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻糖對(duì)草莓形態(tài)的影響

各試驗(yàn)組草莓第0～5 d形態(tài)平分結(jié)果見表1，各試驗(yàn)組草莓第0、1、3 d的外觀形態(tài)如圖1，其中上排是0 d形態(tài)，中排是第1天形態(tài)，下排式第3天形態(tài)；每排從左到右是對(duì)照、5 mM、10 mM、20 mM、30 mM、50mM海藻糖不同濃度處理結(jié)果。

表1 草莓外觀形態(tài)評(píng)分及差異分析

圖1 不同濃度海藻糖對(duì)草莓形態(tài)的影響

由表1和圖1可知，不同處理的草莓都隨時(shí)間的延長出現(xiàn)了變色、萎縮現(xiàn)象，但是清水對(duì)照在第3天基本上成了黑紅色，暗淡無光，商品性極差，5～20 mM濃度的海藻糖處理的草莓接近對(duì)照處理的草莓形態(tài)，而30、50 mM濃度的海藻糖處理的草莓外觀形態(tài)在第3天以后明顯優(yōu)于其它處理的草莓，尤其30 mM濃度的海藻糖保鮮效果相對(duì)較好。

2.2 海藻糖對(duì)草莓鮮重的影響

鮮草莓在常溫和自然濕度下，常常失水皺縮，影響草莓外觀、口感和商品價(jià)值。本試驗(yàn)不同處理對(duì)草莓鮮重的影響見圖2。

由圖2可以清楚地看出，30 mM濃度的海藻糖處理的草莓失重率低于清水對(duì)照，但差異不明顯(p>0.05)，可以減少水分的散失，具有一定的保水性能，但是其他濃度的海藻糖處理的草莓失重率都顯著(p<0.05)高于清水對(duì)照，而且具有隨著海藻糖濃度增加失重率變大的趨勢，說明海藻糖濃度大小是草莓保水性能的關(guān)鍵條件。

圖2 不同濃度海藻糖對(duì)草莓失重率的影響

2.3 海藻糖對(duì)草莓爛果率的影響

不同濃度的海藻糖對(duì)草莓爛果率的影響如圖3所示，由圖3可知，清水對(duì)照貯存第5天腐爛率達(dá)到33%，不同濃度海藻糖處理的草莓爛果率都顯著低于對(duì)照(p<0.05)，說明海藻糖在防止草莓腐爛方面具有明顯的效果，但不同濃度間差異不明顯(p>0.05)，5 mM、10 mM、50mM三種濃度防止腐爛效果相近，三條線粘合在一起，防腐效果較差，20 mM濃度海藻糖防止腐爛效果優(yōu)于前面三個(gè)濃度，貯存到第6天出現(xiàn)了腐爛現(xiàn)象，而防腐效果最好的海藻糖濃度是30 mM，貯存到第8天才出現(xiàn)了腐爛現(xiàn)象。

圖3 不同濃度海藻糖對(duì)草莓腐爛率的影響

2.4 海藻糖對(duì)草莓硬度的影響

不同濃度海藻糖對(duì)草莓硬度的影響如圖4所示。

從圖4中可以看出，無論是對(duì)照還是不同濃度的海藻糖對(duì)草莓的硬度影響呈現(xiàn)一致規(guī)律，即都是隨著時(shí)間的延長草莓硬度逐漸變小，這與其他保鮮劑的試驗(yàn)結(jié)果類似[4]，但是整體上看，不同濃度的海藻糖可以維持或延緩草莓的硬度，并且好于清水對(duì)照，但是不同濃度的海藻糖之間對(duì)草莓的硬度影響不同，雖然50mM濃度海藻糖對(duì)草莓硬度的保持在前5 d最好，但是第8天草莓硬度急劇下降，5 mM、10 mM、20 mM三個(gè)海藻糖濃度處理的草莓硬度在貯藏期間忽高忽低，前后不穩(wěn)定，只有30 mM的海藻糖處理的草莓在貯存期間始終保持原有硬度基本穩(wěn)定，且隨著時(shí)間的延長其保持硬度的效果越明顯，在第7天時(shí)，顯著高于其他處理(p<0.05)。

圖4 不同濃度海藻糖對(duì)草莓硬度的影響

2.5 海藻糖對(duì)草莓可溶性固形物的影響

不同濃度的海藻糖對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響如圖5所示。

圖5 海藻糖對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響

從圖5可以看出，草莓可溶性固形物含量主要分布在8%～12%之間，對(duì)照、5mM、10 mM、30 mM處理可溶性固形物含量先升后降，20 mM、50 mM處理呈現(xiàn)相反結(jié)果，尤其在貯存5 d以后可溶性固形物含量顯著高于其他處理(p<0.05)，30 mM處理對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響隨著時(shí)間延伸始終處于最低位置，說明30 mM處理具有較為明顯的延緩草莓成熟的作用(p<0.05)。

3 討論與結(jié)論

膜表面結(jié)合水的存在對(duì)膜的穩(wěn)定性和完整性有著重要的作用，正常情況下，膜表面都存在大量的結(jié)合水，而一旦失去結(jié)合水，膜結(jié)構(gòu)將遭到破壞，通透性會(huì)大大提高，海藻糖性質(zhì)穩(wěn)定，具有多個(gè)羥基，能與膜分子以氫鍵結(jié)合，具有使脫水的生物膜穩(wěn)定的功能[15]，也具有保濕功能[14]，馬少敏等研究認(rèn)為海藻糖對(duì)月季切花的抗衰保鮮作用是通過穩(wěn)定細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的[13]。在本試驗(yàn)中，不同濃度的海藻糖對(duì)草莓失重率產(chǎn)生的影響不同，只有30 mM的處理失重率最低，其他濃度的海藻糖處理失重率反而更高，其原因可能是海藻糖濃度太低時(shí)不能很好保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，透水性增強(qiáng)，失水較多，濃度太高時(shí)將更多的結(jié)合水置換出來，造成水分過度散失，這進(jìn)一步驗(yàn)證了海藻糖具有穩(wěn)定細(xì)胞膜功能的科學(xué)結(jié)論。在膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，草莓組織結(jié)構(gòu)是完整的，草莓的其他品質(zhì)指標(biāo)才能得到保證，試驗(yàn)結(jié)果也證明這樣的結(jié)論，30 mM的海藻糖處理草莓，其各項(xiàng)測定指標(biāo)相對(duì)較好，但是50 mM處理在草莓硬度、可溶性固形物含量方面也表現(xiàn)出較好的保鮮效果，甚至某些時(shí)間段好于30 mM處理的保鮮效果，因此海藻糖的最適保鮮濃度還需進(jìn)一步細(xì)化研究。

試驗(yàn)將草莓在不同濃度的海藻糖溶液中浸泡3 min，通過觀察或測定形態(tài)特征、失重率、爛果率、硬度、可溶性固形物五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究海藻糖對(duì)草莓的保鮮效果，結(jié)果表明，30 mM的海藻糖溶液處理草莓，在室溫貯藏期間，草莓的外觀較好、硬度穩(wěn)定、腐爛率和失重率較低、可溶性固形物含量較低，具有較好保鮮作用，但未做與現(xiàn)有的草莓保鮮劑的對(duì)比試驗(yàn)，如果結(jié)合防腐、成膜等技術(shù)保鮮效果可能更好，這有待進(jìn)一步研究。