響應(yīng)面法優(yōu)化GA3、6-BA及果蠟最佳濃度配比保鮮檳榔

張微微，潘永貴，鹿常勝，張智毅，朱 萍

(海南大學(xué)食品學(xué)院，海南海口570228)

響應(yīng)面法優(yōu)化GA3、6-BA及果蠟最佳濃度配比保鮮檳榔

張微微，潘永貴*，鹿常勝，張智毅，朱 萍

(海南大學(xué)食品學(xué)院，海南?？?70228)

以海南本地種新鮮檳榔為研究對(duì)象，采用不同濃度的GA3、6-BA以及果蠟處理，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化組合濃度，通過(guò)對(duì)處理后檳榔的失水率、變色指數(shù)、葉綠素及其他的品質(zhì)測(cè)定，確定3種保鮮劑對(duì)檳榔果實(shí)的最佳配比，結(jié)果如下:100mg/L GA3+100mg/L 6-BA+50%的果蠟對(duì)檳榔果實(shí)保鮮效果最佳，貯藏15d后，其失水率為9.56%，葉綠素含量為1.28mg/g，彈性為1.37mm，第一硬度為1395g，咀嚼性為9.3mJ。

檳榔，GA3，6-BA，果蠟

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選擇海南本地種成熟期新鮮檳榔 采摘于海南省萬(wàn)寧市和樂(lè)鎮(zhèn)檳榔園;果蠟 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所;赤霉素(GA3，純度≥99%)、6-BA(GA3，純度≥99%) 上海博奧生物科技有限公司;95%乙醇、丙酮 廣州化學(xué)試劑廠，以上試劑均為分析純。

XO-5200DTD型超聲波清洗機(jī) 南京先毆儀器制造有限公司;MIR-253型智能生化培養(yǎng)箱 日本三洋公司;PL303型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;722型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海欣茂儀器有限公司;Texture Pro CT V1.2 Build 9 Brookfield Engineering Labs，Inc.

表2 檳榔保鮮品質(zhì)綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The comprehensive quality assessment standards of areca preservation

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 處理方法 挑選大小均一無(wú)明顯機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的檳榔全果，清洗，置于300mg/L施寶功溶液中進(jìn)行殺菌處理30min，晾干，將殺菌過(guò)的檳榔果實(shí)分批置于不同濃度梯度的GA3及6-BA水溶液中同樣做浸泡處理30min，另有一定批次的檳榔果實(shí)采用不同水與果臘配比的果蠟?zāi)ぶ苿┩磕ぬ幚恚陨咸幚砭栏珊蠓峙糜谒芰贤斜P(pán)(20.5cm×13cm× 3cm)內(nèi)，每盤(pán)六個(gè)，并使用聚乙烯薄膜封裝，于(25±1)℃條件下貯藏，貯藏期為15d，貯藏期間每隔3d測(cè)定各項(xiàng)生理和品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)材料分組 單因素實(shí)驗(yàn)中GA3及6-BA分別以10、50、100、200、400mg/L四種濃度梯度對(duì)檳榔果實(shí)進(jìn)行分組，分裝貯藏;果蠟同水配比的不同分組含量為25%、33%、50%、67%、75%、100%，并進(jìn)行分裝貯藏;同時(shí)采用對(duì)照組。

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析因素與水平見(jiàn)表1，并經(jīng)過(guò)Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到表3的分組。

表1 響應(yīng)面分析因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface methodology

1.2.3 品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

1.2.3.1 失重率測(cè)定 采用失重法，失水率(%)=［(采收時(shí)鮮重-貯藏期每次測(cè)定重量)/采收時(shí)鮮重］×100

1.2.3.2 變色指數(shù)的測(cè)定 采用指數(shù)法，檳榔表皮顏色由綠轉(zhuǎn)黃，變色指數(shù)可劃分為五級(jí):0級(jí)，無(wú)變色;1級(jí)，變色面積＜10%;2級(jí)，變色面積10%～30%;3級(jí)，變色面積30%～50%;4級(jí)，變色面積＞50%。變色指數(shù)(%)=［∑(變色級(jí)數(shù)×各級(jí)別變色果實(shí)數(shù))/(總果數(shù)×最高級(jí)數(shù))］×100

1.2.3.3 葉綠素含量的測(cè)定 參照Arnon［21］法并作修改，采用溶劑為95%乙醇∶丙酮為提取劑(1∶1，V∶V)，料液比為1∶40(M∶V)，3h，提取液用722型分光光度計(jì)分別測(cè)定其在645、663nm下的吸光度。

1.2.3.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定 采用TA44型探頭的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，測(cè)試速度1.5mm/s，返回速度1.5mm/s，循環(huán)次數(shù)2次。

1.2.4 品質(zhì)綜合評(píng)價(jià) 通過(guò)對(duì)以上三種不同保鮮劑的處理，經(jīng)失重率、變色指標(biāo)、葉綠素含量的綜合評(píng)判，嚴(yán)格按照綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，見(jiàn)表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)檳榔果實(shí)保鮮效果的單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 GA3浸泡處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響 使用較低濃度的GA3處理檳榔果實(shí)時(shí)，隨著GA3濃度的增加，綜合評(píng)分的分值增加，表明對(duì)檳榔果實(shí)的保鮮效果越好，但是在100mg/L以后，隨著GA3濃度的增大，產(chǎn)品品質(zhì)逐漸下降(圖1)。這可能由于較低濃度的外源GA3的添加使內(nèi)源GA3保持了一定的水平，延緩果實(shí)老化，降低了失水率及黃化速率。而繼續(xù)提高外源GA3的濃度反而使這種化學(xué)平衡受到破壞，因而產(chǎn)品品質(zhì)下降。故采用100mg/L GA3水溶液對(duì)檳榔果實(shí)保鮮效果較好。

圖1 不同濃度GA3處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響Fig.1 The effect of different concentration GA3treatment on fresh areca

2.1.2 6-BA浸泡處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響 由圖2所示，6-BA處在較低水平時(shí)，隨著濃度的增大，綜合評(píng)分分值顯著增大，而達(dá)到100mg/L以后，隨著濃度的增大，其分值較之前開(kāi)始趨于平緩，變化不顯著。外源6-BA通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)分解的抑制作用來(lái)延緩檳榔果實(shí)的衰老、黃化，降低水分喪失［17］，當(dāng)達(dá)到100mg/L之后，認(rèn)為6-BA對(duì)蛋白質(zhì)分解的抑制作用幾乎接近了峰值，故而，增大其濃度對(duì)減緩失水及黃化的作用不再明顯，所以100mg/L的6-BA使用對(duì)檳榔果實(shí)的保鮮處理較為合理。

2.1.3 果蠟涂抹處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響 不同濃度果蠟的涂膜實(shí)驗(yàn)中，在含量較低時(shí)，果蠟含量與綜合評(píng)分的關(guān)系同GA3、6-BA類(lèi)似，即果蠟含量越高對(duì)檳榔的保鮮效果越好，但是，在達(dá)到50%以后，分值呈波動(dòng)狀，且均低于50%含量時(shí)(圖3)。這可能是因?yàn)楣炌ㄟ^(guò)自身失水代替果實(shí)的蒸騰作用和膜層抑制果實(shí)的蒸騰作用而降低檳榔失水延緩果實(shí)老化，而達(dá)到含量50%以后，由于果蠟含水量變低，自身失水代替果實(shí)的蒸騰作用對(duì)降低檳榔失水率的作用減弱，保鮮作用減弱，分值開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中75%分值高于67%且均稍高于100%，可能是檳榔果實(shí)的個(gè)體差異性造成的，但不影響整體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表5 回歸方程的方差分析Table 5 The variance analysis of regression

圖2 不同濃度6-BA處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響Fig.2 The effect of different concentration 6-BA treatment on fresh areca

圖3 不同濃度果蠟處理對(duì)檳榔保鮮效果的影響Fig.3 The effect of different concentration fruit wax treatment on fresh areca

2.2 檳榔果實(shí)保鮮效果的優(yōu)化

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用濃度分別為100mg/L GA3水溶液、100mg/L 6-BA水溶液、以及含量為50%的果臘為中心組合，設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

利用SAS軟件對(duì)表5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，獲得自變量的二次多項(xiàng)回歸方程為:

表3 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Box-Behnken experimental design and results

表4 二次多項(xiàng)模型方差分析表Table 4 The variance analysis table of model

在此方程中X3的系數(shù)較X1及X2大，表明果蠟含量對(duì)檳榔果實(shí)保鮮綜合評(píng)分的判斷有顯著意義。

通過(guò)表4可以看出，本實(shí)驗(yàn)所選用的二次多項(xiàng)模型具有極顯著性(p=0.000471)，表明此模型擬合度良好。

通過(guò)表5可以判斷出，實(shí)驗(yàn)因素X2及X3對(duì)檳榔果實(shí)保鮮綜合評(píng)分的線性效應(yīng)和曲面效應(yīng)極顯著，即6-BA的水溶液濃度和果蠟的含量對(duì)檳榔果實(shí)保鮮綜合評(píng)分的影響極顯著;X1與X3的交互作用達(dá)到極顯著，說(shuō)明GA3濃度和果蠟含量的交互作用對(duì)檳榔果實(shí)保鮮綜合評(píng)分達(dá)到了極顯著的影響。X1X2、X2X3的 p值分別為0.157012和0.192549，均大于0.05，說(shuō)明GA3濃度同6-BA濃度的交互作用以及GA3濃度同果蠟含量的交互作用均對(duì)檳榔果實(shí)保鮮綜合評(píng)分影響不顯著。而由回歸方程可得到GA3、6-BA以及果蠟復(fù)配保鮮檳榔的最優(yōu)組合為:100mg/L GA3水溶液、100mg/L 6-BA水溶液、果蠟含量為50%。圖4～圖6為響應(yīng)曲面圖。

圖4 GA3濃度及6-BA濃度之間的響應(yīng)面分析圖Fig.4 Response surface analysis between concentration of GA3and 6-BA

圖5 GA3濃度及果蠟含量之間的響應(yīng)面分析圖Fig.5 Response surface analysis between concentration of GA3and fruit wax

圖6 6-BA濃度及果蠟含量之間的響應(yīng)面分析圖Fig.6 Response surface analysis between concentration of 6-BA and fruit wax

2.3 模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)Box-Behnken實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，為了檢測(cè)該模型預(yù)測(cè)值的可靠性，研究中采用此最佳組合100mg/L GA3水溶液、100mg/L 6-BA水溶液、果蠟含量為50%進(jìn)行了3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到的真實(shí)綜合評(píng)分為76.4，由此計(jì)算的預(yù)測(cè)值同實(shí)驗(yàn)值的最大偏差為1.21%，并進(jìn)行了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，從而證明采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化得到的實(shí)驗(yàn)參數(shù)是可靠的。

表6中的數(shù)據(jù)顯示，復(fù)配使用GA3、6-BA以及果蠟組合其果實(shí)貯藏15d后失水率明顯低于空白對(duì)照組，而處理組的葉綠素含量高于空白對(duì)照組，質(zhì)構(gòu)分析得到的處理組的第一硬度、彈性、咀嚼性等均優(yōu)于空白組，證明該處理組合對(duì)檳榔果實(shí)保鮮效果好。

3 結(jié)果與討論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)考察不同濃度的GA3、6-BA以及果蠟對(duì)檳榔果實(shí)保鮮的影響，并通過(guò)響應(yīng)面法分析確定了復(fù)配保鮮檳榔果實(shí)的最適組合為100mg/LGA3+100mg/L 6-BA+50%的果蠟對(duì)檳榔果實(shí)保鮮效果最佳，貯藏了15d后，其失水率為9.56%，葉綠素含量為1.28mg/g，彈性為1.37mm，第一硬度為1395g，咀嚼性為9.3mJ。延長(zhǎng)了檳榔果實(shí)的貯藏期，維持了較好的果實(shí)品質(zhì)。

表6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)照表Table 6 Validation test table

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The response surface methodology to optimize GA3，6-BA and fruit wax optimal concentration ratio for betel-nut preservation

ZHANG Wei-wei，PAN Yong-gui*，LU Chang-sheng，ZHANG Zhi-yi，ZHU Ping
(College of Food Science of Technology of Hainan University，Haikou 570228，China)

Fresh betel nut of native species in Hainan for the study，using different concentrations of GA3，6-BA and fruit wax treatment，through response surface methodology to optimize the combination of the concentration，measuring the water loss rate，color index，chlorophyll and other quality of the treated nut to determine the three kinds of preservatives on the best ratio of betel nut fruit，the results were as follows:100mg/L GA3+100mg/L 6-BA +50%fruit wax was best for betel nut.After storage of 15d，the water loss rate was 9.56%，chlorophyll content was 1.28mg/g，elasticity was 1.37mm，the first hardness was 1395g，and chewiness was 9.3mJ.

betel nuts;GA3;6-BA;fruit wax

TS255.3

A

1002-0306(2012)15-0345-05

檳榔(Areca catechu)為我國(guó)南方一種特有的藥食兩用果實(shí)，在常溫條件下貯藏，約一周就會(huì)呈現(xiàn)果皮皺縮以至于干枯，果肉纖維化，果仁褐變等現(xiàn)象，甚至流汁，味變劣，失去嚼食價(jià)值。而目前有關(guān)采后檳榔果實(shí)保鮮方法的報(bào)道十分鮮見(jiàn)，因此選用一種對(duì)檳榔安全，高效的保鮮方法十分必要［1］。赤霉素(GA3)是一種常見(jiàn)的植物激素，在高等植物的各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段都具有重要的調(diào)控作用，外源赤霉素在作物上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛:在采前噴施或涂膜GA3能夠提高果實(shí)的產(chǎn)量［2-6］，改善果實(shí)的外觀形態(tài)［7-8］，延長(zhǎng)果實(shí)的成熟期［9］;在采后使用GA3處理能夠起到抑制冷藏枇杷、竹筍等木質(zhì)化敗壞以及延緩青花菜花球的黃化等作用［10-12］。芐胺基腺嘌呤(BA)是植物的一種抗衰老劑，具有較高的細(xì)胞分裂素活性，可使細(xì)胞水分虧缺度降低、膜透性減小。在研究中有提到外源6-BA的噴施可以提高水稻、油菜、溝葉結(jié)縷草等的抗逆性［13-15］，提高梅果果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)［16］，并且能中和ABA等對(duì)葉綠素合成的抑制作用，延緩西蘭花黃化速率［17］，在采后蘆筍、柿子、豇豆的保鮮中也多有應(yīng)用［18-20］。果蠟是一種常用于蘋(píng)果、梨、柑橘等水果中用于保鮮貯藏的保鮮劑，本研究所用果蠟為新型納米果蠟，具有增加果品亮度、色澤，抑制呼吸，延緩衰老的效果。目前均未有發(fā)現(xiàn) GA3、6-BA、果蠟復(fù)配保鮮檳榔果實(shí)的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用GA3、6-BA及果蠟組合對(duì)檳榔果實(shí)進(jìn)行保鮮處理，通過(guò)對(duì)其失水率、表皮葉綠素含量、果實(shí)變色指數(shù)的測(cè)定，采用響應(yīng)面法分析優(yōu)化獲得最佳的處理組合，以期得到一種安全、簡(jiǎn)易、高效的采后檳榔保鮮貯藏方法。

2011-11-23 *通訊聯(lián)系人

張微微(1986-)，女，碩士，在讀研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品貯藏及加工。