蠟梅提取物對鮮切玉露香梨保鮮效果的影響

陳迪新,王 倩,張 洋,楊英軍,詹 栩,李宜航

(河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院,河南洛陽,471000)

玉露香梨是以庫爾勒香梨為母本,雪花梨為父本雜交而成的耐藏、綜合性狀較優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)中熟白梨品種。由于其果實酥脆,石細(xì)胞較少,肉質(zhì)細(xì)嫩,且富含多種礦物質(zhì)、多糖等營養(yǎng)而受到大眾喜愛[1-4]。但隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)者對健康、新鮮、方便和即食產(chǎn)品的需求大幅增長[5-7]。鮮切果蔬因方便、營養(yǎng)和新鮮的特點越來越受歡迎,鮮切果蔬的消費(fèi)量也逐漸增加[8],但鮮切水果在去皮的時候由于機(jī)械損傷果實表面易發(fā)生褐變,且因裸露在空氣中失水變軟并加快腐壞,導(dǎo)致果實失去原有的色澤和風(fēng)味,營養(yǎng)物質(zhì)流失,失去果實原有價值[9-10]。此外,營養(yǎng)豐富的鮮切梨易感染沙門氏菌、大腸桿菌和單核細(xì)胞增生李斯特菌等病原菌,引起疾病[11]。因此,有必要開發(fā)既能保持鮮切果實品質(zhì)又健康、環(huán)保和無污染的保鮮劑。

近年來,為了滿足消費(fèi)者健康、安全和無污染的需求,水果保鮮的技術(shù)方法已經(jīng)從對環(huán)境有污染的傳統(tǒng)化學(xué)保鮮劑轉(zhuǎn)向了天然保鮮劑。植物中存在大量的天然保鮮物質(zhì),如石榴提取物能有效抑制櫻桃果實失重率、壞果率的上升,抑制硬度、維生素C含量、可滴定酸含量的下降[12]。王巖等[13]發(fā)現(xiàn)荷葉提取物能明顯減緩草莓貯藏過程中質(zhì)量的損失,且能延長果實貨架期。此外,生姜和烏梅的提取物同樣能對草莓達(dá)到較好的保鮮效果[14-15]。魚腥草提取物處理后的葡萄的各項指標(biāo)均優(yōu)于對照組,減少了葡萄營養(yǎng)物質(zhì)的流失,延長了果實保質(zhì)期[16]。

蠟梅Chimonanthuspraecox(L.) Link為落葉灌木,其提取物具有抗氧化、抑菌等作用[17]。蠟梅提取物的生產(chǎn)和利用可以防止蠟梅花的浪費(fèi)。通過對蠟梅提取物進(jìn)行化學(xué)成分分析,發(fā)現(xiàn)其中含有槲皮素和山奈酚[18]。據(jù)王曉[19]的報道,蠟梅花中的黃酮化合物能有效清除有機(jī)自由基DPPH,對過氧離子和羥基自由基的清除率也逐漸上升。

在以往的研究中尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于蠟梅花提取物作為天然保鮮劑對鮮切產(chǎn)品保鮮的研究,也沒有對玉露香梨保鮮的研究。本試驗通過蠟梅提取物浸泡鮮切玉露香梨,對果實失重率、硬度、抗氧化能力、酶活性以及微生物菌落總數(shù)的測定,研究蠟梅提取物的保鮮效果,為今后蠟梅提取物作為果蔬鮮切保鮮劑提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為河南省洛陽市洛寧縣鑫果緣公司收獲的70個玉露香梨,成熟度一致,大小均勻,無病蟲害和機(jī)械損傷,采摘時間為2022年9月;蠟梅花為河南科技大學(xué)內(nèi)采摘的素心蠟梅,花朵完整,無病蟲害,采摘時間為2022年12月。

1.2 試驗方法

1.2.1 蠟梅提取物的制備 取3.0 g新鮮蠟梅花剪碎,按1∶20(g/mL)料液比與60%的酒精在錐形瓶中混合,浸泡過夜。將混合物在溫度為50 ℃、功率為80 W的超聲浴中超聲處理25 min,靜置約15 min,收集提取物,重復(fù)3次,然后將提取物置于50 ℃真空下的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中,以獲得原溶液的1/5。提取物在4 ℃下保存。設(shè)置4個處理,使用前,將提取物稀釋至0.3(設(shè)為T1處理)、0.5(設(shè)為T2處理)、0.7(設(shè)為T3處理)和0.9 mg/mL(設(shè)為T4處理),用蒸餾水處理(設(shè)為T處理)為對照(CK),每個處理3次重復(fù)。

1.2.2 黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法測定[20]。分別取蘆丁溶液0、2、4、6、8和10 mL 2 mg/mL和5%亞硝酸鈉1 mL 混合,振蕩反應(yīng)6 min,然后加入1 mL 10%硝酸鋁,反應(yīng)6 min后,加入10 mL 4%氫氧化鈉,定容到25 mL,反應(yīng)10 min,測其吸光度值。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程為y=0.116 6x-0.032 1,R2=0.994 6。

1.2.3 玉露香梨的準(zhǔn)備與處理 取形狀、大小、顏色相似的玉露香梨,洗凈去皮去核,平均分成8瓣,將果實浸泡在不同濃度的提取液(0.3、0.5、0.7和0.9 mg/mL)中5 min,晾干后將果實分別裝入滅菌過的聚乙烯盒,用保鮮袋(18 cm×25 cm×0.01 mm)挽緊袋口包裝,每盒3塊。放在4 ℃冰箱中保存。每隔兩天測其失重率、硬度、色差和酶活性等,所有操作在室溫(25±1)℃下進(jìn)行。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.2 硬度測定 采用GY-1型果實硬度計測定。

1.3.3 色澤測定 用色差計測定,測得L*、a*和b*值,分別代表色澤亮暗程度、紅綠程度和黃藍(lán)程度,△E值、白度值、褐變指數(shù)由下面公式計算所得。

式中:L0、a0和b0為第0 d色差計測得的值,L*、a*和b*為色差計第2、4、6、8 d測得的值,BI為褐變指數(shù),WI為白度值。

1.3.4 總酚的測定 采用Folin-Ciocalteu法[21]測定鮮切玉露香梨中酚類化合物的含量,稍作修改。取2 g果實在13.0 mL乙醇(50%,V/V)中均質(zhì)5 min后,4 ℃離心10 min,5 000 rpm。取200 μL上清液和0.8 mL碳酸鈉(Na2CO3,10%,W/V),400 μL Folin-Ciocalteau試劑和2.6 mL蒸餾水,在室溫下反應(yīng)1 h。用分光光度計在760 nm下測定混合物的吸光度。

1.3.5 多酚氧化酶(PPO)活性測定 PPO活性根據(jù)Liu[22]等的方法測定。取2 g梨果實樣本與0.1 M PBS(pH值6.4)10 mL混合,在4 ℃,8 000 rpm離心10 min。取上清液2 mL,0.1 M PBS(pH值6.5)6 mL,0.2 M鄰苯二酚2 mL,37 ℃反應(yīng)10 min,95 ℃反應(yīng)5 min,420 nm測吸光度。結(jié)果以U/g鮮質(zhì)量為單位表示,U= 0.01Δ420 nm/min。

1.3.6 DPPH自由基清除能力的測定 采用Duan[23]等的方法測定DPPH自由基清除活性。取2 g果實,加13.0 mL甲醇(50%,V/V),均質(zhì)5 min,并在4 ℃,5 000 rpm離心10 min。取上清液(0.08 mL)與0.1 mM DPPH 3 mL在甲醇中混合。將混合物置于室溫黑暗中30 min。用分光光度計測定517 nm處的吸光度。

式中:A0為對照樣品吸光值,A1為鮮切玉露香梨的吸光值。

1.3.7 微生物菌落總數(shù)的測定 根據(jù)Zheng等[24]的方法稍作修改,對鮮切玉露香梨貯藏期間果實表面的微生物菌落總數(shù)進(jìn)行了評估。取2.5 g玉露香梨,研磨后與22.5 mL無菌水混合,將樣品在無菌水中連續(xù)稀釋,吸取100 μL稀釋液于PCA培養(yǎng)基上,用涂布器涂勻,并將平板在36 ℃下放置24 h,計數(shù)微生物數(shù)量,表示為log10 CFU/g。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理 用Excel軟件整理數(shù)據(jù)。用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析,p<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對鮮切玉露香梨失重率的影響

失重率是評價果實外觀品質(zhì)最重要的指標(biāo)之一。鮮切果實在貯藏期間仍會進(jìn)行呼吸作用,會消耗大量營養(yǎng)物質(zhì)[25]。由表1可知,失重率隨著貯藏時間的增加逐漸增加。在整個貯藏期間,T1(0.3 mg/mL)、T3(0.7 mg/mL)和T4(0.9 mg/mL)處理組的鮮切梨失重率上升速率顯著低于對照組(p<0.05),T2(0.5 mg/mL)處理組的果實失重率在貯藏期間除第4 d之外都小于對照處理(p<0.05),在貯藏最后一天對照組的失重率達(dá)到了2.933%。結(jié)果表明,蠟梅提取物處理能有效抑制果實水分和營養(yǎng)物質(zhì)的流失,延長鮮切梨的貯藏時間,而0.7 mg/mL的蠟梅提取物能更好地抑制果實失重。

表1 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨的失重率 %

2.2 對鮮切玉露香梨硬度的影響

硬度是評價鮮切果蔬貨架期的重要指標(biāo)之一,處理時的機(jī)械損傷會破壞果實的細(xì)胞壁,導(dǎo)致果肉松弛。另外,微生物代謝也會影響果實的硬度[26]。鮮切梨的硬度隨貯藏時間的增加逐漸下降,在貯藏2～4 d,對照組的硬度顯著低于處理組(p<0.05);貯藏后期,T2、T3和T4處理組的果實硬度下降速率顯著低于對照組和T1處理(見表2),說明0.5、0.7和0.9 mg/mL蠟梅提取物處理可能阻斷了鮮切梨水分的流失,減緩了鮮切梨硬度的下降,保持果實原有品質(zhì)。

表2 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨的果實硬度 N

2.3 對鮮切玉露香梨色澤的影響

色澤是鑒定果實品質(zhì)最直觀的指標(biāo)之一。隨著貯藏時間的增加,L*值逐漸下降;蠟梅提取物處理后的果實L*值始終高于對照處理,在貯藏6～8 d時,提取物處理后的L*值顯著高于對照組。L*值代表明亮度,T3處理組的鮮切梨L*值下降緩慢,極大地保持了玉露香梨原有的色澤。白度值與L*值的變化趨勢相同,而ΔE隨時間增加逐漸增加,且在貯藏6～8 d時,蠟梅提取物處理后的鮮切梨白度值同樣顯著高于對照組,且ΔE顯著低于對照組(見表3)。結(jié)果表明,T3處理能更好地保持鮮切梨的色澤。

表3 蠟梅提取物對鮮切玉露香梨色澤的影響

2.4 對鮮切玉露香梨褐變的影響

褐變是反應(yīng)果實保鮮效果非常重要的指標(biāo)之一。果實鮮切之后增大果肉與空氣的接觸面積,在貯藏期間也可能會造成機(jī)械損傷,從而加重果實褐化。如表4所示,貯藏期間鮮切梨褐變呈上升趨勢,對照組和4個處理組的褐變指數(shù)依次上升了41.10%、17.54%、11.67%、19.85%、15.81%,褐變增加可能是由于貯藏過程中非酶促褐變引起的棕色化合物的形成和積累[27]。結(jié)果表明,蠟梅提取物處理能明顯抑制鮮切梨褐變,T3處理抑制褐變效果更顯著。

表4 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨的褐變指數(shù)

2.5 對鮮切玉露香梨總酚含量的影響

多酚是植物次生代謝產(chǎn)物,源于莽草酸衍生的苯丙素和聚酮途徑[28]。果實中的酚類物質(zhì)具有抗氧化能力,與酶促褐變有關(guān)。如表5所示,鮮切玉露香梨的總酚含量在前兩天呈上升趨勢,之后逐漸下降。在貯藏期間蠟梅提取物處理后的鮮切梨總酚含量始終高于對照組,在第8 d時,所有處理組的總酚含量顯著高于對照組。在貯藏前期果實由于生理活動消耗大量有機(jī)物,產(chǎn)生大量自由基活性物質(zhì),總酚具有清除自由基活性物質(zhì)的能力,所以總酚含量會快速增加,而之后蠟梅提取物可能隔絕鮮切梨與空氣的接觸,抑制鮮切梨的呼吸作用,導(dǎo)致總酚含量開始下降。結(jié)果表明,蠟梅提取物處理后能有效減緩鮮切梨總酚含量的下降速度,抑制鮮切梨褐變增加,且T3處理的總酚含量始終大于其余處理,更有效地抑制了總酚含量的下降。

表5 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨的總酚含量 mg/g

2.6 對鮮切玉露香梨PPO的影響

PPO是一種蛋白體,也是末端氧化酶的主要部分,國內(nèi)外的研究一致認(rèn)為,果實中的PPO是果實發(fā)生酶促褐變的主要酶類[29]。隨著PPO活性的增強(qiáng),鮮切梨褐變加重。如表6所示,鮮切梨的PPO活性在第4 d達(dá)到峰值,之后逐漸下降,且0.3 mg/mL蠟梅提取物處理后的酶活性顯著低于其他處理組。而在6～8 d時0.3 mg/mL蠟梅提取物處理后的PPO活性上升可能是由于切割對梨組織造成傷害所致,果實自身起到的自我保護(hù)作用。在整個貯藏期間,T1和T3處理的PPO活性在第0～6 d時均始終低于對照組,其中PPO活性升高雖然能起到防御作用,但PPO也是導(dǎo)致梨果實褐變的主要酶[30]。由此可知,蠟梅提取物對鮮切玉露香梨起到保鮮作用,同時抑制鮮切果實的褐變。

表6 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨的PPO活性 U/g

2.7 對鮮切玉露香梨DPPH自由基清除能力的影響

DPPH自由基清除能力反映果實抗氧化活性,DPPH自由基清除能力越強(qiáng),抗氧化能力也越強(qiáng)。由表7知,DPPH自由基清除能力呈先上升后下降的趨勢,在第4 d時T3處理的DPPH自由基清除能力達(dá)到最大值,之后緩慢下降;其余處理組在第2 d時達(dá)到峰值,之后逐漸下降。在貯藏4～8 d時處理組DPPH自由基清除能力均始終高于對照組。蠟梅提取物中含有黃酮類物質(zhì),而黃酮類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化能力,DPPH自由基清除能力在貯藏前期上升可能與黃酮含量有關(guān)。在貯藏后期,DPPH自由基清除能力逐漸下降,可能由于隨著試驗時間的增加,提取物形成的保護(hù)膜的保護(hù)作用逐漸降低。由此可知,蠟梅提取物能起到自由基清除能力的作用,從而延長果實的貨架期,其中T3處理的DPPH自由基清除能力效果最佳。

表7 不同蠟梅提取物處理鮮切玉露香梨DPPH自由基清除能力 %

2.8 對鮮切玉露香梨微生物菌落總數(shù)的影響

從表8可以看出,在整個貯藏時間,隨著時間的增加,微生物菌落總數(shù)呈級數(shù)增長趨勢,這可能由于鮮切處理破壞了玉露香梨的細(xì)胞結(jié)構(gòu),造成營養(yǎng)物質(zhì)的流失,為微生物的生長提供了繁殖條件[31]。在同一貯藏時間,蠟梅提取物處理后的鮮切梨微生物菌落總數(shù)均顯著低于對照處理,其中T3處理的效果最好,微生物菌落總數(shù)的增長明顯低于其余處理,說明蠟梅提取物具有良好的抑菌作用,可能在鮮切梨表面形成了一層保護(hù)膜,阻止了營養(yǎng)物質(zhì)的流失,同時達(dá)到了抑菌的目的。

表8 不同蠟梅提取物處理下鮮切玉露香梨微生物菌落總數(shù)

3 結(jié)論

鮮切水果由于機(jī)械操作(削皮、切割和切片)會損害果實,阻止完整性,同時鮮切之后果實暴露在空氣中,活性氧加速積累,加速脂膜過氧化,增加膜通透性,加速衰老,細(xì)胞膜的破壞使PPO與酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),將酚類物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì),增加果實褐變[32]。結(jié)果表明,蠟梅提取物可以抑制PPO酶活性。鮮切還會造成果實失水、營養(yǎng)物質(zhì)流失,滋生微生物,導(dǎo)致果實軟化、腐爛,縮短果實的貯藏時間。在貯藏期間,玉露香梨的失重率上升,主要是由于果實呼吸失水造成的。蠟梅中含有黃酮類化合物,具有抗氧化作用,同時也有抑菌效果。在陳建煙[33]的研究中發(fā)現(xiàn),蠟梅提取物具有良好的抗氧化活性,且DPPH自由基清除的能力最強(qiáng),在本試驗中,蠟梅提取物具有很強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。還有研究發(fā)現(xiàn),黃酮類化合物對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌具有顯著的抑制作用[34]。從本試驗結(jié)果來看,蠟梅提取物顯著抑制了微生物的生長。

本研究基于蠟梅提取物具有抗氧化能力的同時還具有抑菌作用,另外,提取物安全、無毒可食用,且具有良好的保鮮效果。蠟梅提取物能有效抑制鮮切玉露香梨的褐變,維持鮮切梨的原色;減緩果實失重率、硬度的下降,同時抑制了果實水分的流失與PPO的酶活性;降低了果實總酚含量的下降,明顯提高了DPPH自由基清除能力;抑制了果實表面微生物的生長及果實腐爛。從貯藏保鮮效果來看,0.7 mg/mL的蠟梅提取物處理后的鮮切玉露香梨的保鮮效果最好。