檸檬汁對豬腰棗低溫貯藏效果的影響

周文穎 劉亞敏 劉玉民 郭 妮 閆洋洋

(西南大學資源環境學院，重慶 400715)

武隆豬腰棗(ZiziphusjujubaMill.Cv.WulongzhuyaoZao)是一種適于南方栽培的鮮食棗優良地方品種，又名羊角豬腰棗，主產自重慶市武隆縣羊角鎮和土坎鎮。其果肉呈綠白色，肉質細密脆甜，汁液多，皮薄核小，可食率高達94%以上，其口感極佳且產量高，為鮮食棗之上品[1-2]。但由于新鮮棗果在采后會通過呼吸、蒸騰等作用代謝消耗自身的養分與能量，以及表皮上的病原菌微生物侵入，使得常溫下的棗果幾天內就會失水萎蔫無法保持鮮脆，繼而短期內逐漸變質、腐敗失去經濟價值[3-4]。豬腰棗因其皮薄水分含量高的特點，使得其在采后相比其他棗類更不易貯存，這在很大程度上也限制了武隆豬腰棗產業的對外發展。

1-甲基環丙烯(1-Methylcyclopropene, 1-MCP)是一種新型的乙烯受體抑制劑，能阻斷果蔬采后乙烯誘導的一系列生理反應，延緩果實的后熟衰老，被廣泛應用于果蔬保鮮領域[5-7]。已有研究發現1-MCP對鄂北冬棗[8]、梨棗[9]、臺灣青棗[10]、脆棗[11]等多數棗果都有良好的保鮮效果。但1-MCP最有效的使用方法是密閉熏蒸，存在處理條件嚴格、操作復雜、工作量大等問題，1-MCP作為一種化學合成物質，也存在一定的食品安全隱患。而生物保鮮劑因其更綠色環保、無化學殘留、貯藏條件易控制等特點越來越受市場的青睞[12]。檸檬具有很高的營養和藥用價值，檸檬汁中含有的檸檬酸、抗壞血酸、黃酮類化合物等具有很強的抗氧化活性，能夠有效抑制微生物的活性，清除DPPH自由基[13]，減輕果實褐變程度，具有很好的殺菌作用[14-16]。已有研究表明檸檬汁能夠有效緩解甘蔗汁[17]、梨汁[18]的變質變味，可作為潛在的生物源保鮮劑進行研究開發。但是目前還沒有關于檸檬汁或檸檬提取物直接對果實保鮮效果的研究。

本試驗擬以處理后的檸檬汁為保鮮材料，以1-MCP處理作為陽性對照，以不做處理為空白對照，通過測定貯藏期間武隆豬腰棗果實各品質和生理指標的變化，研究檸檬汁處理對武隆豬腰棗果實的防腐保鮮作用及機理，并運用主成分分析法對武隆豬腰棗果實貯藏效果進行綜合評價，旨在為進一步研制高效環保的武隆豬腰棗生物保鮮劑提供基礎數據和理論依據，同時為檸檬資源的綜合開發利用探索新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬腰棗：于2016年9月底采摘于重慶市武隆縣羊角鎮鵝嶺村種植區，低溫保存運回實驗室后選取大小均勻、成熟度一致、無機械損傷、無病蟲害的脆熟期(果皮反白，初顯紅點)果實，用清水清洗干凈后在室溫(25 ℃)下吹干備用；

檸檬汁：挑選新鮮無腐爛的重慶萬州產黃檸檬洗凈，去皮去核，切塊后放入榨汁機榨汁，先用4層紗布過濾一次后，再用8層紗布過濾，根據前期預試驗結果取過濾后的濾液用超純水稀釋成10%濃度備用；

1-MCP粉劑：有效濃度0.14%，西秦生物科技有限公司；

KOH、草酸、EDTA-Na2、Met、NBT、核黃素：分析純，成都科龍化工試劑廠；

鉬酸銨：分析純，金堆城鉬業股份有限公司；

偏磷酸：分析純，天津市光復精細化工研究所。

1.2 儀器與設備

果實硬度計：GY-1型，樂清市艾德寶儀器有限公司；

手持糖度計：PAL-1型，日本愛宕有限公司；

紫外分光光度計：T6型新世紀，北京普析通用儀器有限責任公司；

榨汁機：MJ-JE25C1型，飛利浦股份有限公司；

高速離心機：TGL-16G型恰菲爾，上海恰菲爾分析儀器有限公司；

臺式冷凍離心機：TGL-16M型，湖南湘儀試驗儀器開發有限公司；

恒溫水浴鍋：HH·S11-2S型，上海躍進醫療器械有限公司；

電導率儀：DDSL-318型，上海儀電科學儀器股份有限公司；

人工氣候箱：RDN型，寧波東南儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 保鮮試驗設計 將豬腰棗分為3組，每組3個重復，每組共201個棗。第1組放入稀釋好的檸檬汁(濃度10%)中，浸泡10 min后取出室溫下(25 ℃)自然吹干，第2組置于0.4 m3的密封保鮮盒中，盒內放入盛有1 mol/L KOH溶液的燒杯吸收CO2[19]，用PE保鮮膜封口后將1.0 μL/L的1-MCP 溶液注射入保鮮盒中，注射后立即封住注射孔，20 ℃下密封24 h，作為陽性對照組；第3組不做任何保鮮處理作為空白對照組。將上述處理好的果實均放入PE保鮮袋中貼上標簽，并在保鮮袋上打孔以利于保濕和氣體進出，置于4 ℃ 條件下濕度95%的氣候箱中貯藏，每5 d對下述各項指標進行測定。

1.3.2 質量損失率的測定 采用稱質量法，每項處理18個果實，每5 d測定一次。

1.3.3 腐爛指數的測定 參照曹建康等[19]的方法，每項處理取30個果實進行觀察，每組10個，共3組。按式(1) 計算腐爛指數。

(1)

式中：

c——腐爛指數，%；

n——腐爛級別；

m——該級別果實數；

N——腐爛最高級別；

M——觀察總果實數。

腐爛級別分為4級：0級，果實無褐變腐爛；1級，低于25% 的果面積褐變腐爛；2級，25%～50%的果面積褐變腐爛；3級，25%～75% 的果面積褐變腐爛；4級，超過75% 的果面積褐變腐爛。

1.3.4 硬度和可溶性固形物(TSS)的測定 使用果實硬度計測定果實硬度，用刮片刀切除果實最大橫徑處果皮后測定，每組5個果實，每個果實重復測定3次；TSS含量取果肉部分直接采用手持折光儀測定。

1.3.5 可滴定酸(TA)的測定 采用酸堿滴定法[20]。

1.3.6 VC含量的測定 采用鉬藍比色法[21]。

1.3.7 過氧化物酶(POD)活性的測定 采用愈創木酚法[22]。

1.3.8 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定 采用氮藍四唑(NBT)光化還原法[23]。

1.3.9 相對電導率的測定 參照鄭炳松[24]的方法，取棗中部約1 cm3的果肉進行測定，每個處理重復3次。

1.3.10 丙二醛(MDA)的測定 采用硫代巴比妥酸比色法[25]。

1.4 評價方法

采用主成分分析法對豬腰棗的低溫貯藏效果進行品質評價，由于各指標間存在量綱不同的問題，在進行分析前需要對數據進行標準化轉換成為新的矩陣，再對轉換來的無量綱新指標矩陣進行統計分析，計算主成分特征根、方差貢獻率和各指標相關系數矩陣，根據分析結果以特征根>1，累積方差貢獻率>85%為提取標準，確定主成分數量。取各主成分的方差貢獻率作為權數對分析出的各因子得分系數矩陣進行加權求并構建主成分的綜合評價模型[26-28]。

各指標的標準化處理公式為：

(2)

式中：

綜合評價模型的構建方法：用各主成分的特征向量乘以標準化后的數據得到各主成分表達式，用各主成分函數值乘以相應權重(權重為各主成分的貢獻率除以主成分的累計貢獻率所得值)得到綜合表達式，具體如下：

Fi=∑AijXj，

(3)

式中：

Fi——第i個主成分的得分；

Xj——第j個指標經過標準化后的數據；

Aij——提取的第i個主成分在第j個指標上所對應的特征向量值,j=1，2，……，10。

以提取的i個主成分方差貢獻率為權數與上述求得的主成分得分F進行加權求和，得到綜合評價得分函數Y：

Y=B1F1+B2F2+…… +BiFi，

(4)

式中：

Bi——第i個主成分對應的方差貢獻率值。

1.5 數據處理

試驗數據用Excel進行整理，并應用SPSS 19.0軟件進行單因素分析(ANOVA)、LSD檢驗和主成分分析，以此判斷不同處理間的顯著性(P<0.05)差異和構建保鮮品質評價模型，應用OriginPro 8.5軟件對分析數據進行圖形轉換，圖中豎線代表平均值的標準偏差。

2 結果與分析

2.1 對豬腰棗果實腐爛指數的影響

在豬腰棗貯藏期間，不同處理果實腐爛指數都隨時間的延長呈逐漸上升趨勢，且空白對照組果實腐爛程度明顯高于1-MCP和檸檬汁處理的，在貯藏15 d后腐爛率開始呈指數上升(見圖1)。在貯藏30 d時檸檬汁、1-MCP和空白對照組果實的腐爛程度分別為3.45%，8.62%，16.67%，整個貯藏期內檸檬汁處理的腐爛程度僅占對照的39.53%，僅為陽性對照1-MCP處理的58.49%，說明檸檬汁處理能保持棗果更低的腐爛率，以更好延緩果實的采后衰老。

2.2 對豬腰棗果實質量損失率的影響

質量損失率的變化反映的是果實水分和營養成分的流失情況，損失率越高果實的商品價值就越低，即貯藏效果越差。在貯藏期間，經過保鮮處理的豬腰棗果實質量損失率均得到不同程度的緩解，但經檸檬汁處理果實的質量損失率要高于陽性對照1-MCP處理組的。在貯藏第25天時，檸檬汁和1-MCP處理組質量損失率分別為0.70%，0.54%，且差異顯著(P<0.05)；但檸檬汁組在25 d后質量損失率變化緩慢，與1-MCP組沒有顯著性差異(見圖2)，說明保鮮處理均能顯著緩解棗果體內水分和養分的流失，而檸檬汁處理相對于陽性對照組質量損失情況較高。

不同大寫字母表示同一處理不同時間之間的差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一時間不同處理之間的差異顯著(P<0.05)

圖1 豬腰棗貯藏期間腐爛指數的變化

Figure 1 Changes of decay index during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

不同大寫字母表示同一處理不同時間之間的差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一時間不同處理之間的差異顯著(P<0.05)

圖2 豬腰棗貯藏期間質量損失率的變化

Figure 2 Changes of weight loss during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

2.3 對豬腰棗果實硬度的影響

從圖3可以看出，在貯藏15 d后，經保鮮處理棗的硬度開始降低，且檸檬汁組變化率始終低于1-MCP處理組的，分別為20.22%和38.89%。貯藏結束時檸檬汁處理組的硬度是1-MCP處理組的1.31倍，且在整個貯藏過程中檸檬汁處理組的果實硬度始終高于1-MCP處理組的，說明檸檬汁處理緩解豬腰棗硬度變化的效果更佳，可能是檸檬汁內含的活性多肽類物質的抗菌、抗病毒等作用，有效殺除和抑制了果皮上的微生物活動，從而保持了棗果的品質。

2.4 對豬腰棗果實TSS含量的影響

果實成熟過程中TSS含量的變化過程呈現出先上升再下降的趨勢(見圖 4)，這是由于在貯藏初期果實尚未完全成熟，果實體內的不溶性大分子物質(如淀粉)緩慢降解為可溶性糖類，從而使得TSS含量上升，在果實成熟后，由于果實降解總量減小，且低于呼吸作用代謝消耗的可溶性糖含量，使得TSS含量在貯藏過程中出現先上升后下降的變化趨勢[29-30]。在貯藏20 d時，空白對照組的TSS達到了最大值(22.6%)，25 d時陽性對照1-MCP處理組達到最大值(23.7%)，在貯藏30 d時，檸檬汁處理組的TSS才達到最大值(24.67%)，此后隨貯藏時間的延長各組的TSS含量逐漸下降，且貯藏后期果實中TSS的含量變化順序是檸檬汁組>1-MCP組>空白對照，且差異顯著(P<0.05)。說明檸檬汁處理比1-MCP處理更能有效地緩解果實中大分子物質的降解，同時減緩TSS的代謝消耗，使得后期TSS含量維持更高水平。

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圖3 豬腰棗貯藏期間硬度的變化

Figure 3 Changes of the firmness during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

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圖4 豬腰棗貯藏期間TSS含量的變化

Figure 4 Changes of TSS content during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

2.5 對豬腰棗果實TA含量的影響

酸度是衡量果實采后風味程度的重要指標，酸度變化越小，則果實風味保持越好。在貯藏期內棗果的TA含量整體呈不斷下降的趨勢(見圖5)，檸檬汁組的下降幅度最小(39.34%)。1-MCP在保鮮30 d后下降幅度顯著(P<0.05)變大(34.62%)，是檸檬汁的1.53倍，說明1-MCP處理的棗果在后期有機酸被大量消耗。而整個貯藏期內檸檬汁組的TA含量變化最小且明顯優于陽性對照1-MCP的，說明檸檬汁處理能通過緩解棗果TA含量的變化，以保持果實更好的風味品質。

不同大寫字母表示同一處理不同時間之間的差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一時間不同處理之間的差異顯著(P<0.05)

圖5 豬腰棗貯藏期間TA含量的變化

Figure 5 Changes of TA content during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

2.6 對豬腰棗果實VC含量的影響

在貯藏初期各組棗果的VC含量出現上升的趨勢，可能是由果實的后熟作用引起的。在貯藏中后期保鮮處理相對于空白對照均能有效延緩VC含量的下降，且檸檬汁處理效果顯著(P<0.05)優于1-MCP的，貯藏結束后1-MCP和檸檬汁處理的VC含量分別為19.91，23.34 mg/100 g(見圖6)，說明檸檬汁處理顯著抑制了棗果內VC的變化。

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圖6 豬腰棗貯藏期間VC含量的變化

Figure 6 Changes of VCcontent during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

2.7 對豬腰棗果實POD活性的影響

在貯藏期間果實POD活性出現先上升再下降的趨勢，1-MCP處理的棗果POD活性值前期上升趨勢快，中后期下降幅度較小，能保持一個較高的活性氧清除水平，在貯藏第30天達到最大值(287.6 U/g)后維持在較高濃度(190 U/g)范圍，檸檬汁處理能抑制前期POD活性的增加，中期變化趨勢變大，后期也能保持較高的酶活性，在第30天時出現最大值(227.5 U/g)(見圖7)。因此，檸檬汁和1-MCP處理均能通過提高棗果POD的活性，進而促進對H2O2類物質的清除能力。

2.8 對豬腰棗果實SOD活性的影響

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圖7 豬腰棗貯藏期間POD活性的變化

Figure 7 Changes of POD activity during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

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圖8 豬腰棗貯藏期間SOD活性的變化

Figure 8 Changes of SOD activity during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

2.9 對豬腰棗果實細胞膜透性的影響

相對電導率是反映果實細胞膜受到傷害程度的重要指標。武隆豬腰棗貯藏前期，各試驗組電導率上升緩慢，且沒有顯著性(P>0.05)差異(見圖9)。在貯藏后期，經檸檬汁處理的果實電導率值變化最小，維持在41%左右；經1-MCP處理的棗果電導率值變化相對較大，在50%范圍內；空白對照的棗果電導率值變化最大。貯藏結束時1-MCP處理組相對電導率是檸檬汁處理組的1.27倍。表明檸檬汁比1-MCP能更好地緩解電解質外滲，降低細胞膜透性上升的速度。

2.10 對豬腰棗果實MDA含量的影響

隨著貯藏時間的延長，豬腰棗果實中MDA含量均呈上升的趨勢，但2處理組MDA含量上升的速度均低于空白對照(見圖10)。經檸檬汁處理的果實中MDA含量變化最小。貯藏第20天與第1天相比，檸檬汁處理上升了3.79倍，而1-MCP 處理上升了4.76倍，兩組處理間有顯著性(P<0.05)差異。貯藏結束時，檸檬汁處理的MDA含量為1-MCP處理的86.63%。說明保鮮處理后的果實體內活性氧(H2O2)的積累被緩解，降低了果實膜脂過氧化程度，使MDA含量處于相對較低的水平，檸檬汁處理的降低效果更顯著。

不同大寫字母表示同一處理不同時間之間的差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一時間不同處理之間的差異顯著(P<0.05)

圖9 豬腰棗貯藏期間細胞膜透性的變化

Figure 9 Changesof membrane permeability during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

不同大寫字母表示同一處理不同時間之間的差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一時間不同處理之間的差異顯著(P<0.05)

圖10 豬腰棗貯藏期間MDA活性的變化

Figure 10 Changesof MDA activity during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

檸檬汁處理的棗果相對于陽性對照1-MCP處理其自身的防御酶活性變化不大，但MDA含量和膜透性變化卻相對較低，可能是由于檸檬汁內含有的類黃酮等多羥基酚類化合物能提供質子結合自由基離子，使得棗果內的活性氧物質在貯藏前期被大量清除，加強了果實的抗氧化能力，從而在自我保護酶含量較低的狀況下，更好地維持了果實的生理變化，延緩了果實的成熟衰老[31-32]。

2.11 豬腰棗保鮮品質主成分分析及綜合評價

主成分分析法屬于多元統計分析中的一種處理降維的方法，能實現以少數的主成分代替大量原復雜多樣的變量信息，從而建立一個簡單的數據模型。為了更全面地反映豬腰棗保鮮品質的優劣，試驗采用主成分分析法對各項豬腰棗品質變化指標進行主成分分析并建立綜合評價模型。根據表1的分析結果可以看出，前2個主成分累計方差貢獻率已達93.457%>85%，即包含了10個指標中93.457%的信息量，具有很好的代表性，因此選取前2個主成分進行評價。第1主成分的特征根為7.494，方差貢獻率為74.937%；第2主成分的特征根為1.787，方差貢獻率為17.866%。

表1 主成分方差分析

TA、MDA、VC、硬度、質量損失率、腐爛指數、相對電導率在第1主成分上在正坐標處載荷較高，SOD在負坐標有較高載荷，說明第1主成分主要反映這8個成分指標的信息，比較其主成分貢獻率大小順序為MDA>VC>TA>質量損失率>硬度>相對電導率>腐爛指數>SOD；TSS在第2主成分正坐標處有較高載荷，是第2主成分反映的主要信息(表2)。

通過計算不同保鮮處理對武隆豬腰棗貯藏期間的綜合得分顯示，隨著貯藏時間的延長，各不同處理的豬腰棗果實綜合得分均逐漸下降，前10 d得分與對照相差不大，10～22 d 時檸檬汁處理的棗果得分低于1-MCP，但此后檸檬汁處理組的保鮮效果更為持久，1-MCP處理組在第27天以后出現負值，而檸檬汁處理組持續到第33天左右才出現負值，比1-MCP 延長了6 d(見圖11)。說明檸檬汁在保鮮過程中的綜合得分情況優于1-MCP處理，能更好地延長果實的品質與貯藏期，這與上文中檸檬汁處理組在抑制VC、TA、TSS含量和硬度的降低，保持更高的SOD活性，同時在緩解腐爛率、MDA含量的增長上優于陽性對照1-MCP處理組的結果一致。

表2 成分載荷矩陣

圖11 豬腰棗貯藏期間采后綜合得分的變化

Figure 11 Changes of comprehensive score during storage of Wulongzhuyao jujube fruits

3 結論

本試驗以鮮檸檬汁為保鮮材料，1-MCP為陽性對照，在4 ℃條件下(相對濕度95%)將豬腰棗低溫貯藏40 d，通過觀測棗果連續時間內各品質和生理指標的變化。結果表明，經檸檬汁保鮮處理比1-MCP處理的豬腰棗能保持更低腐爛率，并且果實硬度、TSS、VC、TA等品質指標都維持在較高范圍。通過綜合評價結果發現，檸檬汁處理的棗果較1-MCP保鮮時間更為持久，能更好地延長豬腰棗的品質與貯藏期。

檸檬汁作為一種潛在生物源保鮮劑被廣泛用于果汁和食品的加工工藝中，但目前還沒有直接用于果品保鮮的研究。根據本試驗結果可以認為檸檬汁對延緩采后棗果的衰老，保持棗果品質較常用保鮮劑(1-MCP)有更好的保鮮效果，今后可通過試驗進一步探討檸檬汁在不同果品保鮮上的作用，為檸檬資源在果品保鮮應用上提供理論依據。

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