復(fù)配保鮮劑與美極梅奇酵母處理對(duì)火龍果品質(zhì)的影響

黎曉媚,何雪梅,李靜,王艷華,陳瑜嫻,孫健,李麗

1(桂林理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院,廣西 桂林,541006)2(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)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(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 南寧,530007)4(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,廣西 南寧,530007)

火龍果又稱紅龍果、仙人掌果等,屬于仙人掌科三角柱屬植物,原產(chǎn)于美洲,是具有高營(yíng)養(yǎng)特性的新興水果,火龍果的市場(chǎng)潛力大、經(jīng)濟(jì)效益高[1]。火龍果中的維生素、甜菜苷、多酚類物質(zhì)具有清除自由基、抗氧化作用[2]。由于運(yùn)輸和貯存溫度、時(shí)間和霉菌侵染的影響,加速了火龍果腐爛,嚴(yán)重阻礙火龍果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。因此,亟需研究安全、高效的火龍果采后保鮮方法,發(fā)展火龍果產(chǎn)業(yè)。

火龍果的保鮮方法主要有低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、咪鮮胺保鮮等[4-5]保鮮方法,低溫保鮮在一定程度上維持了果蔬的感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),但過(guò)度低溫會(huì)損傷其質(zhì)地,產(chǎn)生異色。氣調(diào)保鮮是調(diào)節(jié)果蔬自身的新陳代謝,使其維持休眠狀態(tài),達(dá)到維持果蔬商業(yè)品質(zhì)的目的,但氣調(diào)保鮮適用于大型企業(yè),成本相對(duì)較高[6]。二氧化氯、咪鮮胺等化學(xué)保鮮方法使用后在果蔬表面的殘留量大、易產(chǎn)生耐藥性,對(duì)人體健康有危險(xiǎn)[7]。

生物防治是替代化學(xué)殺菌劑的方法之一,美極梅奇酵母屬于拮抗酵母,營(yíng)養(yǎng)需求低,能夠抑制病原菌生長(zhǎng),無(wú)致敏孢子生長(zhǎng)、真菌毒素產(chǎn)生以及無(wú)耐藥性等優(yōu)點(diǎn),具有一定的應(yīng)用潛力。美極梅奇酵母已經(jīng)被應(yīng)用于柑橘、芒果、蘋果、葡萄等水果采后保鮮[8-9]。

復(fù)配保鮮是近年來(lái)的熱點(diǎn)保鮮方法,常見(jiàn)納他霉素與山梨酸鉀、殼聚糖、1-甲基環(huán)丙烯和植物精油等復(fù)配[10-11],在火龍果、櫻桃[12]、雙孢菇[13]等果蔬保鮮上應(yīng)用。目前,關(guān)于復(fù)配保鮮劑以及美極梅奇酵母對(duì)火龍果的保鮮報(bào)道尚少,本研究采用復(fù)配保鮮劑和美極梅奇酵母處理火龍果,測(cè)定其生理生化指標(biāo),對(duì)比兩者對(duì)火龍果品質(zhì)的影響,旨在為火龍果貯藏保鮮提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與方法

1.1.1 材料與設(shè)備

以品種為“紅寶龍”的紅皮紅肉火龍果為實(shí)驗(yàn)材料,采摘于廣西壯族自治區(qū)隆安縣火龍果基地,2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,于(15±1)℃預(yù)冷12 h,去除田間熱。

試劑:復(fù)配保鮮劑又稱復(fù)配食品添加劑(納他霉素、乙二胺四乙酸二鈉、果膠,廠家已配制好),上海利統(tǒng)生化制品有限公司;美極梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima,菌株編號(hào):CICC32343),是前期實(shí)驗(yàn)室從柑橘葉片分離的酵母,將平板上單菌落酵母放置于酵母膏胨葡萄糖培養(yǎng)基復(fù)蘇24 h,后將種子液接種至液體培養(yǎng)基于180 r/min、28 ℃培養(yǎng)箱擴(kuò)培48 h。將發(fā)酵液在4 ℃,10 000×g,離心20 min,棄去上清液,并用無(wú)菌水重懸2次,棄去無(wú)菌水上清液,沉淀物則為酵母懸液,用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),并將濃度稀釋為108cells/mL。

1.1.2 儀器與設(shè)備

CT3質(zhì)構(gòu)儀,上海人和科學(xué)儀器有限公司;CM-3600A分光測(cè)色計(jì),柯尼卡美達(dá)(中國(guó))投資有限公司;Sigma 3-18KS高速冷凍離心機(jī),北京博勱行儀器有限公司;H1650R離心機(jī),長(zhǎng)沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)湘儀離心機(jī)儀器有限公司;UV-6100紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì),上海元析儀器有限公司;UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),上海美析儀器有限公司;YP臺(tái)式電子稱,上海佑科儀器儀表有限公司;PAL-1/2/3便攜式水果測(cè)糖儀,日本Atago愛(ài)拓;HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州普天儀器制造有限公司。

1.1.3 試驗(yàn)方法

參照張鵬等[14]研究1-MCP結(jié)合400 mg/L納他霉素處理富士蘋果品質(zhì)的方法,本試驗(yàn)將采用質(zhì)量濃度為400 mg/L的復(fù)配保鮮劑對(duì)火龍果進(jìn)行處理。試驗(yàn)挑選無(wú)機(jī)械損傷、大小均勻的火龍果,用75%(體積分?jǐn)?shù))乙醇將果皮噴灑消毒,隨機(jī)分為3組,每組33個(gè)。對(duì)照組:蒸餾水浸泡,記作CK;復(fù)配保鮮組:將火龍果浸泡于質(zhì)量濃度為400 mg/L的溶液中,記作復(fù)配保鮮劑;美極梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima)組:將火龍果浸泡于濃度為108cells/mL的溶液中,記作M.pulcherrima。每組浸泡8 min,充分晾干,裸果放置于貨架上,于(25±2)℃和(75±5)%相對(duì)濕度下貯藏,每2 d對(duì)3個(gè)處理組的火龍果進(jìn)行測(cè)試,周期為10 d,每次測(cè)定3次重復(fù),取其平均值。

1.2 測(cè)試項(xiàng)目及方法

火龍果失重率、腐爛率參照巴良杰等[15]方法測(cè)定。參考劉瑞玲等[16]方法測(cè)硬度,用CT3型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試,探頭直徑為6 mm(TA41探頭),對(duì)火龍果赤道處進(jìn)行穿刺。用分光測(cè)色計(jì)測(cè)定果皮a*值,對(duì)火龍果的無(wú)鱗片赤道處進(jìn)行掃描。將果肉打漿,用便攜式水果測(cè)糖儀測(cè)定可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量。

維生素C含量、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量參照曹建康等[17]方法測(cè)定。維生素C采用2,6-二氯酚靛酚進(jìn)行滴定。MDA含量分別于450、532、600 nm測(cè)定吸光值。相對(duì)電導(dǎo)率參考李靜等[18]方法進(jìn)行?？傸S酮含量參照玉新愛(ài)[19]的方法。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)、過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)、抗壞血酸過(guò)氧化氫酶(ascorbate peroxidase,APX),根據(jù)試劑盒說(shuō)明書(shū)及實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)定。SOD、CAT、POD和APX活性分別在波長(zhǎng)為560、240、470、410、290 nm測(cè)吸光值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)均重復(fù)3遍,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示;使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素檢驗(yàn)(Duncan法,顯著水平P<0.05);采用Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 失重率和腐爛率的變化

果實(shí)的自主代謝會(huì)引起果實(shí)質(zhì)量的損失,失重率過(guò)高會(huì)影響果實(shí)的銷售品質(zhì)[20]。由圖1-a可知,3個(gè)處理組的失重率呈上升趨勢(shì)。貯藏至10 d時(shí),CK組、復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima的失重率組分別從0增加至14.048%、12.917%和16.202%,復(fù)配保鮮劑組的失重率顯著低于CK組和M.pulcherrima組的失重率(P<0.05)。M.pulcherrima組的失重率最高,且與CK組存在明顯差異性,這可能是開(kāi)始時(shí)酵母在果皮上附著不穩(wěn)定,生長(zhǎng)繁殖的速度略慢,導(dǎo)致前幾天的重量損失較快;在8～10 d期間,M.pulcherrima組的失重增長(zhǎng)率為38.041%,低于CK組的失重增長(zhǎng)率為39.125%,這可能是酵母在貯藏后期起保鮮的作用。與CK組和M.pulcherrima組相比,復(fù)配保鮮劑能夠較好地減少果實(shí)質(zhì)量的損失。

a-失重率;b-腐爛率圖1 兩種保鮮劑對(duì)火龍果失重率和腐爛率的影響Fig.1 Effects of two preservatives on weight loss and decay rate of dragon fruit注:不同小寫字母表示組內(nèi)差異顯著(P<0.05),下同。

火龍果在貯藏、銷售中,由于自身代謝和貯藏條件中病原菌感染等原因,火龍果的腐爛速度會(huì)加速。腐爛率是評(píng)價(jià)火龍果品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖1-b可知,火龍果在前4 d內(nèi)的腐爛率均為0。在6～12 d期間,火龍果的腐爛率呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且CK組的腐爛率顯著高于2個(gè)處理組(P<0.05)。10 d時(shí),CK組的腐爛率高達(dá)77.50%,復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima組的腐爛率分別為66.43%、68.57%。綜上說(shuō)明,復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima組能較好地抑制火龍果腐爛率上升。

2.2 果皮a*值和果實(shí)硬度的變化

a*值代表果皮的紅綠度,a*值越高表示果皮越紅[18]。由圖2-a可知,a*值在貯藏期內(nèi)逐漸下降。復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的a*值分別在2、4 d出現(xiàn)峰值;從0～10 d,3個(gè)處理組的a*值降幅分別為13.557%、7.262%、8.505%,CK的a*值下降幅度較大,復(fù)配保鮮劑組的a*值下降幅度最小;在8～10 d內(nèi),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的a*值顯著高于CK組的a*值(P<0.05)?？芍?復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組在一定程度上減緩a*值的下降速度。

果實(shí)的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等生理狀態(tài)決定果蔬的質(zhì)構(gòu)品質(zhì),因此其可量化的指標(biāo)(硬度或黏性等)會(huì)因?yàn)楣麑?shí)的成熟、衰老等發(fā)生變化[21]。由圖2-b可知,火龍果硬度總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。貯藏2 d時(shí),CK組的硬度與2個(gè)處理組的硬度之間存在明顯的差異性(P<0.05);但在貯藏4 d時(shí),CK組的硬度下降幅度為12.85%,這是復(fù)配保鮮劑組硬度下降的6倍,M.pulcherrima組硬度下降的4倍。貯藏至10 d,復(fù)配保鮮劑組的硬度分別高于CK組42.012%和M.pulcherrima組67.887%(P<0.05),這可能是復(fù)配保鮮劑防御微生物侵害在貯藏后期起明顯作用。

2.3 TSS、維生素C和總黃酮含量的變化

由圖3-a可知,火龍果TSS含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。0～6 d,3個(gè)處理組的TSS含量下降幅度分別為8.44%、1.86%、3.97%,CK組的降幅較大。貯藏6～8 d,復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的TSS含量顯著高于CK組(P<0.05),貯藏10 d時(shí),火龍果的TSS含量略有上升,CK組的TSS顯著高于2個(gè)處理組的TSS含量(P<0.05)。復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima在一定程度上可以延緩TSS含量下降。

a-可溶性固形物;b-維生素C含量;c-總黃酮含量圖3 兩種保鮮劑對(duì)火龍果的TSS、維生素C和總黃酮含量的影響Fig.3 Effects of two preservatives on TSS, vitamin C, and total flavonoid content of dragon fruit

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果實(shí)自身代謝會(huì)消耗維生素C含量。由圖3-b可知,火龍果的維生素C含量均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。CK組的維生素C含量在2 d時(shí)顯著高于復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的維生素C含量,但4 d后,CK組的維生素C含量下降幅度較大。0～10 d,3個(gè)處理組的維生素C含量降幅分別為77.562%、67.009%、75.253%,在4～10 d期間,復(fù)配保鮮劑組的維生素C含量均顯著高于CK組和M.pulcherrima組的維生素C含量(P<0.05),且6～10 d期間,復(fù)配保鮮劑組的維生素C含量均維持于4.907～4.763 mg/100 g,可見(jiàn)復(fù)配保鮮劑能減緩維生素C含量的降低速度,保持火龍果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

由圖3-c可知,火龍果的總黃酮含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。貯藏0～6 d,復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的總黃酮含量顯著高于CK組(P<0.05),M.pulcherrima組的總黃酮含量分別在4 d和8 d出現(xiàn)峰值,且均高于CK組和復(fù)配保鮮劑組的總黃酮含量。在貯藏期內(nèi),復(fù)配保鮮劑組的總黃酮含量逐漸上升,在10 d時(shí)出現(xiàn)峰值,并顯著高于CK組和M.pulcherrima組,這可能是復(fù)配保鮮劑在貯藏后期產(chǎn)生一定的保鮮效果。

2.4 相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量變化

果蔬在衰老過(guò)程中,細(xì)胞質(zhì)膜功能下降,膜通透性增加,細(xì)胞內(nèi)容物外滲,引起提取液的相對(duì)電導(dǎo)率增加,相對(duì)電導(dǎo)率的變化反應(yīng)果蔬的衰老程度[22]。由圖4-a可知,復(fù)配保鮮劑組的相對(duì)電導(dǎo)率在4 d時(shí)顯著高于CK組和M.pulcherrima組(P<0.05)。6 d時(shí),3組的相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到峰值,但各組之間的差異性不大(P>0.05)。貯藏10 d,3個(gè)處理組的相對(duì)電導(dǎo)率分別為39.291%、49.636%、57.951%,復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的相對(duì)電導(dǎo)率略高于CK組,但差異不大,這可能是火龍果在衰老過(guò)程中,膜通透性變化不大,細(xì)胞內(nèi)容物外滲速度相差不大而引起的。

a-相對(duì)電電導(dǎo)率;b-MDA含量圖4 兩種保鮮劑對(duì)火龍果的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量的影響Fig.4 Effects of two preservatives on the relative conductivity and MDA content of dragon fruit

膜脂過(guò)氧化的主要產(chǎn)物是MDA,其含量變化反映著細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度。由圖4-b可知,在貯藏期間,火龍果的MDA含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。貯藏2 d時(shí),CK組和復(fù)配保鮮劑組的MDA含量顯著高于M.pulcherrima組(P<0.05);從0～10 d,3個(gè)處理組的MDA含量分別增加了35.322%、17.842%、27.623%,CK組的MDA含量增長(zhǎng)率較大,復(fù)配保鮮劑組的增長(zhǎng)率最小;在貯藏10 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的MDA含量均顯著低于CK組,且復(fù)配保鮮劑組最低,可知復(fù)配保鮮劑可以減少M(fèi)DA含量的積累。

2.5 酶活性變化

由圖5-a可知,SOD活性在貯藏期內(nèi)呈先上升后下降的趨勢(shì)。復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的SOD活性分別在2 d和4 d顯著高于CK組的SOD活性(P<0.05)。在6 d時(shí),SOD活性從低到高依次為CK<復(fù)配保鮮劑0.05)。說(shuō)明復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima在一定程度保持較高的SOD活性。

由圖5-b可知,CAT活性整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。CK組和M.pulcherrima組的CAT活性在2 d時(shí)出現(xiàn)峰值,3個(gè)處理組的CAT活性的差異性不大(P>0.05);復(fù)配保鮮劑組的CAT活性在6 d出現(xiàn)峰值,且與CK組存在顯著性差異(P<0.05)。貯藏10 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的CAT活性分別高于CK組的30.971%、22.983%。復(fù)配保鮮劑可以延遲CAT活性峰值的出現(xiàn),且在貯藏末期保持較高的CAT活性。

由圖5-c可知,火龍果的POD活性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。貯藏2 d和10 d時(shí),3組的POD活性下降幅度差異性不大(P>0.05);4～8 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的POD活性均顯著高于CK組的POD活性(P<0.05),8 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的POD活性分別高于CK組的23.181%、25.916%。說(shuō)明復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組在一定程度上可維持較高的火龍果POD活性。

由圖5-d可知,火龍果APX活性整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。貯藏0～6 d,各組的APX活性降幅分別為44.791%、41.586%、58.032%,M.pulcherrima組的APX活性顯著低于CK組和復(fù)配保鮮劑組(P<0.05)。6～8 d,CK組的APX活性降幅達(dá)到42.649%,顯著高于復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的APX活性降幅(P<0.05)。從2 d到6 d,復(fù)配保鮮劑組的APX活性均顯著高于M.pulcherrima組的APX活性;貯藏10 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組的APX活性高于M.pulcherrima組,但與CK的差異性不大(P>0.05)。可知,復(fù)配保鮮劑在一定時(shí)間內(nèi)維持較高的APX活性。

3 結(jié)果與討論

復(fù)配保鮮劑中的納他霉素是多烯類抗菌素,果膠是果實(shí)提取物[11],酵母從柑橘葉片分離的,與化學(xué)合成物相比,復(fù)配保鮮劑和酵母都是綠色安全的保鮮方法。巴良杰等[3]研究了納他霉素對(duì)火龍果品質(zhì)的影響,驗(yàn)證了納他霉素能較好保持火龍果的品質(zhì)。田亞琴等[8]研究了美極梅奇酵母對(duì)芒果的抑菌效果,驗(yàn)證了酵母對(duì)芒果炭疽菌有一定的拮抗作用。王淑培[9]研究了酵母對(duì)柑橘采后酸腐病的控制效果,表明酵母在常溫和低溫下均能抑制柑橘酸腐病的發(fā)病率。試驗(yàn)結(jié)果顯示,復(fù)配保鮮劑組的失重率、腐爛率和MDA含量分別低于CK組的8.049%、14.286%、21.277%,較好地減緩失重率、腐爛率和MDA含量的上升速度,與相關(guān)保鮮論文結(jié)論相類似。M.pulcherrima組的腐爛率顯著低于CK組的腐爛率,但其失重率高于CK組的失重率,原因可能是開(kāi)始時(shí)酵母在果皮表面附著不穩(wěn)定,生長(zhǎng)繁殖需要一定的時(shí)間,果實(shí)水分蒸發(fā)速度大于酵母生長(zhǎng)速度,導(dǎo)致火龍果質(zhì)量損失偏大。復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組能抑制果皮a*值、TSS含量的下降速度,且復(fù)配保鮮劑組延緩維生素C含量下降、保持較高的總黃酮含量,這與徐超等[23]研究馬鈴薯塊莖的類黃酮變化一致。硬度是反應(yīng)果實(shí)衰老程度的重要指標(biāo)之一,火龍果的硬度逐漸下降,且在貯藏末期,復(fù)配保鮮劑組的火龍果硬度顯著高于CK組,這與劉瑞玲等[16]研究的火龍果硬度變化一致。

SOD、CAT、POD、APX等抗氧化酶能夠清除細(xì)胞代謝產(chǎn)生的自由基,減少氧脅迫,提高果實(shí)的抗病能力[24-25]。在貯藏期間,SOD、CAT活性均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima在一定程度保持較高的SOD活性,延遲CAT活性峰值的出現(xiàn),并在末期保持較高的CAT活性。POD、APX活性均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),在8 d時(shí),復(fù)配保鮮劑組和M.pulcherrima組的POD、APX活性均顯著高于CK組,且在貯藏10 d時(shí)復(fù)配保鮮劑組的APX活性較高?；瘕埞目寡趸富钚缘淖兓c黃瓜采用熱處理技術(shù)后的SOD、CAT、POD活性變化相似[26]。復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima在一定時(shí)間上提高火龍果的SOD、CAT、POD、APX等酶的活性,延緩火龍果的衰老進(jìn)程。復(fù)配保鮮劑的保鮮效果優(yōu)于M.pulcherrima保鮮效果,這可能是M.pulcherrima酵母在火龍果表皮缺少營(yíng)養(yǎng)時(shí),生長(zhǎng)速度變慢導(dǎo)致。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)表明,復(fù)配保鮮劑和M.pulcherrima處理可以抑制火龍果腐爛率的增加,減緩a*值、硬度的下降速度,維持較高維生素C、TSS和總黃酮含量,提高抗氧化酶的活性,其中,復(fù)配保鮮劑處理比M.pulcherrima酵母處理的整體效果更好,復(fù)配保鮮劑更適宜火龍果保鮮應(yīng)用。但是,復(fù)配保鮮劑處理對(duì)火龍果的能量代謝和相關(guān)酶基因表達(dá)調(diào)控還需進(jìn)行深入研究。