三種保鮮處理對伏令夏橙常溫貯藏部分品質及生理特性的影響

林　上,孫　涵,蘭維杰,王俏君,李心丹,孔維亨,秦　文,*

(1.四川農業大學食品學院,四川雅安 625014;2.阿壩州中小企業服務中心，四川阿壩州 623000)

?

三種保鮮處理對伏令夏橙常溫貯藏部分品質及生理特性的影響

林上1,孫涵2,蘭維杰1,王俏君1,李心丹1,孔維亨1,秦文1,*

(1.四川農業大學食品學院,四川雅安 625014;2.阿壩州中小企業服務中心，四川阿壩州 623000)

為研究不同保鮮處理對伏令夏橙常溫貯藏下的保鮮效果,分別用2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%的姜黃素對伏令夏橙進行處理,于常溫(25±1) ℃(相對濕度均為90%)貯藏75 d,從部分品質和生理的角度探討三種不同處理對夏橙果實的常溫保鮮效果。結果表明:與對照組相比,三種保鮮處理均可明顯降低夏橙果實的腐爛率和失重率,其中,姜黃素組對果實腐爛的抑制效果最佳;殼聚糖和姜黃素處理組均可明顯降低果實的呼吸強度,維持果實內部較高的可滴定酸(TA)和VC含量,抑制可溶性固形物(SSC)含量變化;三種處理組中過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)等指標均優于對照組,有效地抑制了丙二醛(MDA)的積累。其中,姜黃素和殼聚糖處理效果均較好,但二者間差異性不顯著。

伏令夏橙,殼聚糖,丁香精油,姜黃素,貯藏

伏令夏橙(CitrusSinensisOsbeck)是成熟期最晚的柑橘品種之一,為世界柑橘栽培面積最大的品種。其產量高,品質好,成熟期在每年4月底～5月中旬[1],此時柑橘市場的優質品種多,夏橙優勢不明顯。7～9月是柑橘市場的空檔期,若能將夏橙貯藏保鮮至此時,伏令夏橙將為柑橘鮮果市場帶來較大利益。但是剛成熟的夏橙存在果汁少,偏酸,不化渣等缺點,且采后易發生真菌性病害,這些都嚴重影響了其品質。有研究表明夏橙采后貯藏1～2月后可有效改善其品質,增強其適口性[2-3]。因此,選擇一種科學合理、經濟有效的保鮮方法對減少伏令夏橙的貯運損耗和延長其貯藏期都具有現實意義。

殼聚糖(Chitosan)是一種天然堿性多糖,具有良好的成膜性、保濕性、易于降解、安全無毒、生物相容性等特點,并且成本較低。近年來,在果蔬涂膜保鮮領域應用越來越廣泛[4];植物精油是植物體內部的次生代謝物質,因其明顯的抑菌作用而具有很高的研究價值[5]。丁香精油(Clove essential oil)是丁香花的提取物,其主要活性成分是丁香酚,具有很好的抗菌作用,有研究表明丁香精油能夠較好的抑制植物病原真菌[6-7];姜黃素是從姜黃中提取的植物多酚,不溶于水,具有極強的抗氧化性和防腐作用。目前在醫藥和食品添加劑的應用最多[8-9],但運用其抑菌性來進行果蔬保鮮的報道很少,其對不同水果的保鮮效果還有待探究。

經預實驗得到以上三種最佳的處理濃度分別為2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%姜黃素。本研究在此基礎上,探討殼聚糖、丁香精油及姜黃素處理對常溫下夏橙果實的部分品質和生理的影響,為伏令夏橙的貯藏、運輸和銷售提供可靠的技術保障。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

伏令夏橙鮮果于2015年5月底采購于四川蒲江縣農貿市場,果實七、八成熟,大小均一,無損傷,新鮮無腐爛,單果重150.0 g左右,采后立即運回四川農業大學果蔬采后生理實驗室,將果實預冷至室溫,以備使用。

將其放入鋪有軟紙的泡沫箱(340 mm×220 mm×180 mm)中,分裝4箱,每箱100個。

殼聚糖美國Sigma公司;姜黃素蘇州寶澤堂醫藥科技有限公司;丁香精油鄭州雪麥龍食品香料有限公司;氫氧化鈉、乙醇、濃硫酸、抗壞血酸等分析純,成都市科龍化工試劑廠。

掃描型紫外/可見分光光度計UV-2102PCS,上海尤尼柯儀器有限公司;電子天平BS210S型,精確到0.0001g,北京塞多利斯有限公司;電導儀DDS-11A型,上海儀電科技有限公司;冷凍離心機Heraeus Multifuge X3R型,美國Thermo科技有限公司;恒溫電熱水浴鍋HWS24型,上海一恒科技技術有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1保鮮劑配制方法殼聚糖溶液:稱取一定量殼聚糖,加水(含1%的冰乙酸和0.1%的吐溫-80)配制成濃度為2.0%的殼聚糖溶液,充分攪拌,過濾去雜質備用。

丁香精油溶液:在一定體積丁香精油中加入0.05%的吐溫-80(水為溶劑),配成濃度為0.04%的溶液備用。

姜黃素溶液:稱取0.5 g姜黃素粉末與0.6 g黃原膠混合,溶解于1 L蒸餾水,加熱至80 ℃,充分攪拌,配制成濃度為0.05%的溶液,冷卻后備用。

1.2.2處理方法以空白處理作為對照組。將果實分別浸入濃度為2.0%的殼聚糖、0.04%的丁香精油和0.05%的姜黃素的保鮮劑1 min[10],對照組用清水浸潤,撈出后自然通風晾干,置于常溫(25±1) ℃(相對濕度均為90%)下貯藏75 d。貯藏期間每15 d取樣測各項指標,重復3次,取平均值。

1.2.3指標測定腐爛率,失重率:采用任艷芳等[11]的方法;VC含量:采用陸茜等[12]的方法;SSC:采用折光儀測定;TA含量:采用中和法[11];呼吸強度:采用靜置法[13];MDA含量:采用硫代巴比妥酸(TBA)法[14];相對電導率:采用電導儀測定[15];CAT活性:采用紫外吸收法[16];SOD:采用NBT光還原法[17]。

1.3數據統計分析

實驗數據采用SPSS20.0統計軟件處理,利用ANOVA進行鄧肯式多重比較對差異顯著性分析;實驗結果采用Origin8.1軟件進行圖像處理。

2　結果與分析

2.1三種不同處理對伏令夏橙果實腐爛率和失重率的影響

夏橙果實在貯藏過程中,腐爛率可直接反應各保鮮處理的抑菌效果。由圖1A看出,三種處理下的腐爛率在整個貯藏過程中都呈上升趨勢。未經處理的果實腐爛速度最快,到60 d時腐爛率已經達到84%,同時果實失水嚴重,無法剝皮并有明顯霉變現象,已完全失去商品價值。而經保鮮處理的果實在60 d時腐爛率均低于30%,至75 d時,2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%的姜黃素處理的果實腐爛率分別為23%、42%和20%。統計結果表明:殼聚糖、姜黃素處理組的腐爛率和對照組之間有極顯著差異(p<0.01),其中姜黃素組對抑制夏橙果實的腐爛效果最佳,但與殼聚糖處理間差異不顯著(p>0.05)。

圖1　不同涂膜劑處理對伏令夏橙腐爛率(A) 和失重率(B)的影響Fig.1　Effect of different coating treatments on Citrus Sinensis Osbeck rotting rate and weight loss rate

由圖1B可見,在貯藏期間,各組果實失重率隨著時間延長而逐漸增加。到75 d時,對照組失重率達到39.7%,而2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%的姜黃素組失重率僅為11.7%、25.6%和14.2%,其中丁香精油組和對照組差異顯著(p<0.05),而殼聚糖和姜黃素處理組與對照組呈極顯著差異(p<0.01)。三個處理組中殼聚糖組的失重率最低,表明殼聚糖處理能更好抑制其呼吸和蒸騰作用,從而減少水分的散失,這種效果類似于聚乙烯柑橘保鮮袋的作用[11]。這個結果和夏杏洲[18]等人對紅江橙的殼聚糖處理研究一致。

2.2三種不同處理對伏令夏橙果實VC含量的影響

VC是評價水果保鮮效果的一個重要指標,在貯藏過程中,果實中的VC容易受到自身呼吸作用、內部相關酶活性變化及外界環境因素的影響,使VC大量損失[19]。由圖2可知,在貯藏期間,各組果實VC含量均呈下降趨勢,但處理組果實的VC含量始終高于對照組。至60 d時,對照組VC含量僅為5.8 μg/g,2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%姜黃素組分別為10.9、9.6、11.2 μg/g,3種處理組與對照組相比均達到極顯著差異水平(p<0.01),說明三種保鮮處理都有效減緩了VC分解但三者間差異不顯著(p>0.05)。

圖2　不同涂膜劑處理對伏令夏橙VC含量的影響Fig.2　The influences of different treatments on VC of Citrus Sinensis Osbeck

2.3三種不同處理對伏令夏橙果實SSC含量的影響

SSC含量是夏橙果實甜度的主要來源,其含量的多少直接關系到果實的品質。圖3中,所有果實的可溶性固形物含量在貯藏期間均呈下降趨勢,相比之下,殼聚糖和姜黃素組SSC含量整體高于對照組和丁香精油組,這兩組和對照組間呈顯著差異(p<0.05),丁香精油組與對照差異不顯著(p>0.05)。說明這兩組顯著地抑制了果實內部營養物質的消耗速度,其中,2.0%的殼聚糖處理組對SSC含量的保持最好。

圖3　不同涂膜劑處理對伏令夏橙可溶性固形物含量的影響Fig.3　The influences of different treatments on SSC of Citrus Sinensis Osbeck

2.4三種不同處理對伏令夏橙果實可滴定酸(TA)含量的影響

TA是果實呼吸的重要基質。由圖4可知,貯藏期間各組果實的TA含量呈持續下降趨勢。在第75 d時,對照組的TA含量相比于貯藏初期下降了53.52%,而2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%姜黃素組則分別降低29.58%、42.25%和32.39%。由此表明3種處理中,殼聚糖能夠最大程度延緩果實TA含量的下降。統計分析顯示,丁香精油組與對照組差異不顯著(p>0.05),殼聚糖組和姜黃素組與對照組差異顯著(p<0.05),且兩組間無顯著差異(p>0.05)。

圖4　不同涂膜劑處理對伏令夏橙可滴定酸含量的影響Fig.4　The influences of different treatments on TA of Citrus Sinensis Osbeck

2.5三種不同處理對伏令夏橙果實呼吸強度的影響

果實呼吸是植物重要的生理代謝過程,它能維持有機體生命過程物質和能量的代謝,直接影響保鮮期限。由圖5可知,在貯藏期間夏橙果實的呼吸強度整體呈上升的趨勢。夏橙果實在貯藏初期呼吸強度為55.82 mg CO2/(kg·h),3個處理組在第15 d時呼吸強度均有所下降,表明3種處理在貯藏前期均有效抑制了果實的呼吸作用。隨貯藏時間的延長,果實出現失水、褐變、衰老腐爛,果實內部線粒體功能失調引起能量缺乏,為了補充能量,必然使糖酵解和乙醇發酵速率加快,從而釋放更多的CO2[20]。貯藏到第75 d時,2.0%殼聚糖和0.05%姜黃素處理組呼吸強度緩慢上升,相比對照組分別降低了16.72%和14.47%,兩組與對照組之間差異顯著(p<0.05),丁香精油組降低了6.76%,其與對照組無明顯差異(p>0.05)。這說明果實經殼聚糖和姜黃素處理有助于抑制其呼吸作用,減少果實消耗,這與殼聚糖處理對紐荷爾臍橙和紅江橙果實中的呼吸強度影響結論一致[18,21]。

圖5　不同處理對伏令夏橙呼吸強度的影響Fig.5　The influences of different treatments on respiration rate of Citrus Sinensis Osbeck

2.6三種不同處理對伏令夏橙果實MDA含量和細胞膜滲透率的影響

MDA是超氧自由基作用于植物體后引起膜系統脂質過氧化的產物,它能與蛋白質氨基酸殘基或核酸反應生成希夫堿,降低膜的穩定性,促進膜的滲漏,MDA會降低SOD和ACT的活性,加劇膜脂過氧化作用[22]。由圖6A可知,在果實貯藏期間,各處理組果實MDA含量均呈上升趨勢,但各處理組的上升幅度有明顯差異。在貯藏第30 d后,各組果實MDA含量開始迅速上升,在第75 d時,2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%姜黃素組組果實MDA含量分別達到6.849、7.974、6.723 μmol/kg,均低于對照組的8.851 μmol/kg。其中,2.0%殼聚糖和0.05%姜黃素組與對照組差異極顯著(p<0.01),而丁香精油組與對照組間無明顯差異(p>0.05)。通過實驗結果可知,各處理組均可抑制果實MDA積累,提高果實的耐貯性,其中姜黃素組和殼聚糖組處理效果較好,兩組間無顯著差異(p>0.05)。

細胞膜控制著細胞內外物質的交換,隨著貯藏時間的延長,果實中細胞膜透性會逐漸增加,從而導致內容物外滲,相對電導率提高[23]。由圖6B可知,對照組和處理組在整個貯藏期間相對電導率都呈上升趨勢,但三個處理組的相對電導率上升幅度均小于對照組。至75 d時,2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%姜黃素組的電導率分別為63.28%、71.37%、65.81%,分別為對照組的80.12%、90.36%、83.32%,說明三種處理都可有效維持果實組織細胞膜完整性,抑制膜脂過氧化加劇,其中姜黃素和殼聚糖組與對照組之間有極顯著差異(p<0.01),但兩處理組間差異不顯著(p>0.05)。

圖6　不同涂膜劑處理對伏令夏橙MDA含量(A) 和相對電導率(B)的影響Fig.6　The influences of different coating treatments on Citrus Sinensis Osbeck MDA and electric conductivity

2.7三種不同處理對伏令夏橙果實CAT活性和SOD活性的影響

圖7　不同涂膜劑處理對伏令夏橙CAT活性(A) 和SOD(B)活性的影響Fig.7　The influences of different coating treatments on Citrus Sinensis Osbeck CAT and SOD

CAT是植物體內的一種重要的活性氧代謝酶,它能將植物體內積累的H2O2分解為水和分子氧,從而減少對果蔬組織造成的傷害[24]。由圖7A可知,夏橙果實的CAT活性呈現先上升后下降的趨勢。其中,對照組和精油處理組在貯藏至30 d時CAT值達到高峰,之后活性迅速下降。與這兩組相比,殼聚糖和姜黃素處理組在45 d才達到高峰,且姜黃素處理組峰值高于其他處理,在45 d之后,各處理組CAT活性都呈下降趨勢。貯藏至75 d時,對照組中CAT值僅為姜黃素組和殼聚糖組的41.18%和30.43%,處理后有極顯著效果(p<0.01),說明姜黃素和殼聚糖處理能顯著提高夏橙果實貯藏后期CAT酶活性,其中姜黃素處理組的效果最佳。

3　結論

本實驗采用2.0%殼聚糖、0.04%丁香精油和0.05%的姜黃素對伏令夏橙果實處理后,將其常溫(25±1) ℃(相對濕度均為90%)貯藏75 d。實驗結果表明:與對照組相比,夏橙果實經三種保鮮處理后果實的腐爛率和失重率均明顯下降。由于殼聚糖[26]、姜黃素[27]和丁香精油的抑菌作用,以及涂膜處理的機械保護和控制氣體進出的作用,從而抑制果實內部水分散失能有效保持其感官品質[28-29]。其中,0.05%的姜黃素處理組效果最佳。

在整個貯藏期間,果實經2.0%殼聚糖和0.05%的姜黃素處理的呼吸速率、可滴定酸和VC含量優于0.04%丁香精油處理組,但兩組間差異不顯著,由此表明殼聚糖和姜黃素處理對果實均具有良好的保鮮效果。但基于經濟性考慮,殼聚糖更加廉價,有應用優勢。

實驗可得三種涂膜處理均可保持果實較高的SOD和CAT活性,有效阻止活性氧的積累及MDA的大量產生,延緩果實衰老。其中,姜黃素處理組對MDA的抑制效果最佳,但與殼聚糖處理組相比,差異性不顯著(p>0.05)。

[1]劉孝仲.夏橙[M].北京:農業出版社,1993.4-10.

[2]趙慕唐.貯藏改善夏橙果實品質實驗[J].中國南方果樹,1997,26(2):16-17.

[3]四川農業廳.四川晚熟柑橘走勢強勁促農增收效果顯著[J].四川農業科技,2014,(4):62-62.

[4]Chanthaphon S,Chanthachum S,Honggpattarakere T. Antimicrobial activities of essential oils and crude extracts from Tropical citrus Citrus spp. against food-related microorganisms[J]. Songklanakarin Journal of Science and Technology,2008,30(1):125-131.

[5]吳傳茂,吳周和.丁香提取液的抑菌作用研究[J].湖北工學院學報,2000,15(1):43-45.

[6]顧仁勇,汪果利.丁香精油抑菌及抗氧化作用研究[J].食品工業科技,2007,28(6):81-84

[7]關文強,李淑芬.丁香精油對果蔬采后病原菌抑制效應研究[J].食品科學,2005,26(12):227-231.

[8]袁鵬,陳瑩,肖發.姜黃素的生物活性及在食品中的應用[J].食品工業科技,2012,33(14):371-374.

[9]司徒滿泉,康溢軒,劉葉駿南.姜黃素對采后馬水桔保鮮效果的研究[J].食品安全質量檢測學報,2013,4(6):1726-1731.

[10]劉峰,陳明,陳金印.殼聚糖處理時間對臍橙的保鮮效果[J].食品與發酵工業,2010,36(7):183-187.

[11]任艷芳,劉暢,何俊瑜，等.黃連殼聚糖復合涂膜保鮮劑對夏橙保鮮效果的研究[J].食品科學,2012,33(16):291-296.

[12]陸茜,陳鳳群,萬昆.紫外分光光度法測定維生素C含量[J].江漢大學學報：自然科學版,2005,33(2):68-69.

[13]薛應龍.植物生理實驗手冊[M].上海：上海科學技術出版社1985.129

[14]李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京:高等教育出版社,2000,134-137,260-261.

[15]李玉,秦文，李杰，等.氣調、臭氧及 1-MCP 處理對佛手瓜貯藏品質的影響[J].食品與機械,2015,31(4):138-143.

[16]韓雅珊 主編.食品化學實驗指導[M].北京:中國農業出版社,1996:79-81.

[17]馮雙慶,趙玉梅 主編.果蔬保鮮技術及常規測試方法[M].北京:化學工業出版社,2010.

[18]夏杏洲,吳雪彪,梁振全,等.殼聚糖涂膜處理對常溫貯藏紅江橙保鮮效果的影響[J].食品工業科技,2009,30(7):279-282.

[19]何靖柳,劉繼,秦文,等.貯藏處理后紅陽獼猴桃的品質變化[J].食品工業科技,2014,35(8):318-322.

[20]Tadege M,Dupuis I,Kuhlemeier C. Ethanolic fermentation:New functions for an old pathway[J]. Trends in Plant Science,1999,4(8):320-325.

[21]李江波,陳明,陳金印.殼聚糖處理對紐荷爾臍橙果實采后生理及貯藏效果的影響[J].食品與發酵工業,2011,37(9):226-229.

[22]黎繼烈,彭湘蓮,鐘海雁,等.臭氧保鮮處理對金橘采后生理的影響[J].中國食品學報,2007,7(3):112-115.

[23]吳友根,陳金印.殼聚糖在果蔬保鮮上的研究現狀及前景[J].食品與發酵工業,2002,28(12):52-56.

[24]Boonkorn P,Gemma H,Sugaya S,et al. Impact of high-dose,short periods of ozone exposure on green mold and antioxidant enzyme activity of tangerine fruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2012(67):25-28.

[25]孟宇竹,雷昌貴,王霞,等.SOD抗氧化作用及其在食品工業中的應用[J].中國食品添加劑,2009(1):134-137.

[26]Zhu Xuan,Wang Qiuming,Cao Jiankang,et al. Effects of chitosan coating on postharvest quality of mango(Mangifera indica L. cv. Tainong)fruits[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2008,32(5):770-784.

[27]張倍寧,王迎,劉建南，等.姜黃素對臍橙保鮮作用的研究[J].食品工程,2012,18(35):144-145

[28]Aday M S,Caner C. Understanding the effects of various edible coatings on the storability of fresh cherry[J]. Package Technology Science,2010,23(8):441-456.

[29]胡曉艷,喬勇進,陳召亮.殼聚糖涂膜對滬產冬棗貯藏期品質的影響[J].食品機械,2011,27(1):109-112.

Effects of three coating treatments on storage quality and physiology ofCitrusSinensisOsbeckat room temperature

LIN Shang1,SUN Han2,LAN Wei-jie1,WANG Qiao-jun1,LI Xin-dan1,KONG Wei-heng1,QIN Wen1,*

(1.College of Food Science,Sichuan Agricultural University,Ya’an 625014,China;2.Small and Medium Enterprise Service Center of Aba,Aba 623000,China)

In order to explore the preservation effect of different treatments onCitrusSinensisOsbeckfruit at room temperature,2.0% chitosan,0.04% clove essential oil and 0.05% curcumin were used for coating.CitrusSinensisOsbeckwas stored at(25±1) ℃ to investigate the changes of storage quality during 75 d. The results showed that the three treatments could significantly decrease disease index and weight loss rate,the curcumin treatment had the best effect. Meanwhile,chitosan and curcumin treatments could also decrease respiration intensity,maintain higher contents of titratable acids and vitamin C and stabilize the content of soluble solids. Moreover,compared with the black treatment,three treated groups could maintain higher activities of CAT and SOD inCitrus;consequently inhibiting the accumulation of malondialdehyde(MDA). Among them,the curcumin and chitosan treatments both had the good inhibition of CAT and MDA,but the difference was not significant between chitosan and curcumin treatment group.The chitosan was cheaper and easier to get,and had more advantages.

CitrusSinensisOsbeck;chitosan;clove essential oil;curcumin;storage

2016-03-03

林上(1995-)，男，本科生，研究方向：食品質量與安全(檢測方向)，E-mail：linshangchuannong@163.com。

秦文(1967-)，女，博士，教授，研究方向：農產品儲藏、食品物性學，E-mail：420942276@qq.com。

TS255.1

A

1002-0306(2016)15-0344-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.059