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3种不同处理方法对冬枣贮藏品质的影响*

2011-11-28曹明明关文强冯叙桥

食品与发酵工业 2011年12期
关键词:透性冬枣细胞膜

曹明明,关文强,冯叙桥

1(沈阳农业大学食品营养,质量与安全研究所,辽宁沈阳,110866)2(沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳,110866)3(国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津,300384)

3种不同处理方法对冬枣贮藏品质的影响*

曹明明1,2,关文强3,冯叙桥1,2

1(沈阳农业大学食品营养,质量与安全研究所,辽宁沈阳,110866)2(沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳,110866)3(国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津,300384)

以冬枣(Zizylphus vulgaris)为试材,研究了45℃热水浸果6 min、45℃ 2%CaCl2溶液浸果6 min、45℃2%CaCl2溶液浸果6 min后再经过2 kJ/m2短波紫外线照射3种预处理方式对冬枣在0℃贮藏期间,其抗氧化活性和PAL、MDA、细胞膜透性、硬度、转红指数和腐烂指数等与衰老相关生理生化指标的影响。结果表明:在0℃贮藏条件下,热水结合2%CaCl2的处理与CK和其他处理相比能更好地抑制MDA含量和细胞膜透性的增加,并延缓果实硬度的下降,有效抑制腐烂的发生。贮藏至75d,热水结合2%CaCl2处理的MDA含量和细胞膜透性与CK相比分别降低了30.2%和12.4%,且硬度比CK提高了32%。所有处理均可提高PAL的活性,但热水结合2%CaCl2处理后再经过2 kJ/m2紫外照射的冬枣,处理效果最好,在75 d时PAL的活性比CK提高了24.4%。热处理能够有效的减少冬枣的腐烂,以45℃ 2%CaCl2溶液处理最好,但热处理的冬枣果实转红指数明显高于CK。

冬枣,抗氧化活性,衰老,生理生化

冬枣(Zizylphus vulgaris),又称鲁北冬枣、苹果枣、雁来红,是我国近年来选育推广的晚熟鲜食枣果品种。冬枣果形类似苹果,色泽鲜红,果面光滑,肉脆味美,酸甜适度,具有很高的营养价值,深受消费者的欢迎[1]。然而,冬枣采后在自然状态下极易失水皱缩或发霉,果肉很易软化变褐,失去鲜脆状态[2]。

果蔬采后热处理技术是一种物理保藏方法,能有效控制果蔬采后病虫害,调节果蔬的生理生化代谢,具有无污染和无化学残留的特点[3]。现已在发达国家商业性或半商业性地应用于柑橘、鳄梨、和番木瓜等[4-6]。钙在果实成熟衰老中具有重要作用,可提高果实品质、防止生理病害、延长贮藏期等。在国内,浸钙处理已用于苹果[7]、猕猴桃[8]等水果贮藏中。短波紫外处理是一种无化学污染的物理处理方法,通过照射诱导果蔬自身抗病性提高,可减少化学保鲜剂的应用,减轻采后腐烂损失,是一条绿色环保的贮藏保鲜途径[9]。本试验以冬枣为试材,分别进行热处理、热水和钙的复合处理以及热水、钙和紫外的复合处理,旨在寻求合适的处理方式,以延长冬枣的贮藏期。

1 材料与方法

1.1 材料及处理方法

试验用的冬枣采自天津市静海区,采后立即运往国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)。选择大小接近、无病虫害、无机械损伤、成熟度一致的冬枣分别进行热处理(将果实放在45℃的水浴锅里处理6 min)、热水和钙的复合处理(将果实放在45℃的2%CaCl2水浴锅里处理6 min)以及热水、钙和紫外的复合处理(将果实放在45℃的2%CaCl2溶液水浴锅里处理6 min,沥干后把果实铺平进行2 kJ/m2紫外照射),以不做任何处理的冬枣作为对照(CK)。每个处理重复3次,每次重复用果200 g,处理时用100目的尼龙网袋包装。热水处理后摊开晾至室温,每次重复的果实分别装入厚0.03 mm的PE(180 mm×130 mm)袋中,不扎口放置于(0±0.5)℃库中预冷,24 h后扎口在同样温度下贮藏。果实在冷藏期间,每隔15 d测定1次各项指标,测定时从每个重复袋中随机取样,用于测定相应的指标。

1.2 仪器与试剂

超声波清洗器(KS-150D型,宁波海曙科生超声设备有限公司,中国);冷冻离心机(D-37520型,Heraeus Biofuge公司,德国);紫外可见分光光度计(GENSYSTM5型,Thermo Spectronic公司,美国);恒温水浴锅(HHS型,天津市华北实验仪器有限公司,

中国);电导仪(DDS-307A型,上海精密科学仪器有限公司,中国);物性测定仪(TA.XTPlus型,Stable Micro Systems公司,英国)。

DPPH·(美国Sigma公司),乙醇,硼酸缓冲液,苯丙氨酸溶液,聚乙烯吡咯烷酮(PVP),石英砂,三氯乙酸,硫代巴比妥酸。

1.3 测定指标方法

1.3.1 抗氧化活性测定

DPPH·(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl,二苯代苦味酰自由基)标准曲线的制作[10]:准确称取DPPH·0.004g用无水乙醇溶解并定容至100 mL,则浓度为10×10-5mol/L,依次稀释成 1 ×10-5mol/L、2 ×10-5mol/L、3 ×10-5mol/L、4 ×10-5mol/L、5 ×10-5mol/L、6 ×10-5mol/L,在517 nm(自由基强吸收峰)分别测定吸光度值,以浓度和相应的吸光度作标准曲线(图1)。

图1 DPPH·标准曲线

冬枣提取物对DPPH·残留的测定方法。参照胡喜兰等的方法[11-12]并略有改进,称取3 g液氮冷冻果肉置于研钵中研磨,然后转移到100 mL磨口锥形瓶中,加入25 mL体积分数为50%乙醇溶液,混匀,在超声波清洗器中超声破碎1 h,过滤后移入25 mL容量瓶中定容备用。按表1向试管中加反应液

表1 加DPPH·方法

测定其吸光度值后,根据标准曲线以换算成DPPH·的浓度,从而计算出DPPH·的清除率。

DPPH·清除率计算公式如下:

DPPH·清除率/%=(1-cDPPH/c0)×100

其中:cDPPH·为自由基清除过程中某一时刻DPPH·的浓度,c0为DPPH·的原始浓度。

1.3.2 苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine aminolyase,PAL)活性

参照薛应龙等[13]人的方法进行,略有改进。取用打孔器去胡后的果肉5 g,加入10 mL含5 mmol/L巯基乙醇的0.05 mol/L硼酸缓冲液(pH 8.8),0.5 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和少量石英砂用研钵进行冰浴研磨,在0~4℃的条件下用尼龙袋过滤,滤液用冷冻离心机在4℃和10 000 r/min的条件下冷冻离心15 min,取上清液备用。取上清液1 mL,0.02 mol/L苯丙氨酸溶液1 mL和蒸馏水2 mL,混匀后立即用紫外可见分光光度计测定OD290初始值,之后在30℃的恒温水浴锅内保温0.5 h,水浴后用0.5 mol/L的HCl 0.25 mL终止反应,测定OD290终止值。以每小时在290 nm处吸光值变化0.01所需酶量为一个单位(相当于每毫升反应混合物形成1 μg肉桂酸)。

1.3.3 丙二醛(MDA)含量

采用硫代巴比妥酸法[14]测定。称取打孔器去胡后的果肉1 g,加10 mL质量分数为10%三氯乙酸溶液,用研钵研磨至匀浆,冷冻离心机在10 000 r/min的条件下离心10 min,取上清液3 mL(对照加3 mL三氯乙酸溶液),加入3 mL质量分数为0.6%硫代巴比妥酸(现用现配)溶液,混匀后在恒温水浴锅的沸水浴中反应15 min,迅速冷却后离心。取上清液用紫外可见分光光度计测定450、532、600 nm波长下的吸光度。并按公式:c/(μmol·L-1)=6.45(A532- A600)-0.56A450计算MDA浓度,再计算出单位组织中MDA含量(μmol/g)。

1.3.4 细胞膜透性

参照孔秋莲[15]的方法进行,略有改进。用打孔器将果肉打成直径为0.6 mm的小圆片,每个样品准确称取4 g于小烧杯中,蒸馏水冲洗3次,用滤纸沾干样品表面水分,再加入50 mL去离子水,静置30 min后,用电导仪测定其电导率;沸水浴煮沸30 min,冷却后再用电导仪测定其电导率。用前后电导率之比代表细胞膜透性。

其中:C0表示煮沸前测定的电导率,C1表示煮沸后测定的电导率。

1.3.5 硬度

采用物性测定仪测定,探头直径为2 mm,每次取6个果在胴部去皮测定,单果重复4次,取每次测量的最大值,最后取平均值。

1.3.6 转红指数

转红指数采用感官评定法,根据果实转红面积情况分为5级:0级为未转红;1级转红面积小于整个果实的1/10;2级转红面积小于整个果实的1/4大于整个果实的1/10;3级转红面积小于整个果实的1/2大于整个果实的1/4;4级转红面积小于整个果实的3/4大于整个果实的1/2;5级转红面积大于整个果实的3/4。根据下列公式计算转红指数:

市公安局副局长曾宪威应询:“消防安全关系千家万户。今年,全市接报警火灾起数和直接经济损失分别同比下降9.9%、42%,消防安全问题依然对我们公安机关触动很大。”公安消防部门今年组织开展了住宅小区火灾隐患专项治理工作,下一步还将继续提请政府牵头,深入开展住宅小区消防安全火灾隐患综合治理,对住宅小区开展精细化消防安全隐患排查。与此同时,公安机关将会同其他部门加强协调配合,共同参与整治,加大处罚力度,坚持顶格处罚,实现以罚促改、以罚促管的效果。

1.3.7 腐烂指数

腐烂指数采用感官评定法,根据果实腐烂面积分为4级:0级为未腐烂;1级腐烂面积小于整个果实的1/4;2级腐烂面积小于整个果实的1/2大于整个果实的1/4;3级腐烂面积小于整个果实的3/4大于整个果实的1/2;4级为腐烂面积大于整个果实的3/4。根据下列公式计算腐烂指数:

1.4 数据处理

采用SPSS软件进行数据统计分析,用Duncan’s检验法进行各组间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对冬枣抗氧化活性的影响

如图2所示,在整个贮藏期间冬枣对DPPH·清除率处于下降的趋势。

图2 不同处理对冬枣抗氧化活性的影响

贮藏至15 d冬枣的DPPH·清除率降低明显,大小顺序为45℃ +2%CaCl2+2kJ/m2>45℃ >CK>45℃ +2%CaCl2,清除率降低的原因可能是在贮藏早期冬枣受到低温逆境的影响,而45℃2%CaCl2溶液处理更是极显著的低于CK(P<0.01),此结果与李玲玲等对苹果皮抗氧化活性的测定结果相一致[16],这可能是短时间内该处理被破坏了抗氧化体系。15 d后DPPH·清除率迅速上升,在30d时达到最大值,这可能是由于其正常生理代谢活动的增加进而导致了抗氧化活性升高。在贮藏后期,各处理的抗氧化活性与CK间差异则不显著,各处理间的抗氧化活性也无显著性差异。

2.2 不同处理对冬枣PAL活性的影响

PAL是植物次生物质代谢系统中的一种关键酶,植物自身的抗病性与苯丙氨酸代谢途径有密切关系,植物受病原菌侵染后,抗病品种的PAL活性比感病品种PAL活性提高的幅度大,并能迅速合成与抗病有关的生化物质如生物碱、木质素等,有效地阻止了病原菌的扩展,因此,PAL活性可作为植物抗病性的生化指标[17]。

图3 不同处理对冬枣PAL活性的影响

2.3 不同处理对冬枣MDA的影响

如图4所示,在整个贮藏期间,冬枣的MDA含量呈上升的趋势。

前45 d各处理和CK无显著性差异。45 d后CK显著高于各处理(P<0.05),说明热水处理可有效抑制膜脂的过氧化,有利于保持细胞膜系统的稳定。其中,45℃ 2%CaCl2溶液处理以及45℃ +2%CaCl2+2 kJ/m2处理均可有效抑制MDA含量的上升。贮藏至75 d,45℃2%CaCl2溶液处理的 MDA含量与CK相比下降了30.2%。

2.4

图4 不同处理对冬枣MDA的影响

细胞膜在植物组织新陈代谢过程中具有重要作用。细胞膜透性的高低可以代表细胞膜的完整程度和稳定性,一定程度上反应了细胞受伤害的情况。相对电导率是反应组织细胞膜透性的重要指标,组织相对电导率高,说明细胞膜透性越大,膜受损的程度也越大[18]。

如图5所示,CK和各处理的相对电导率在贮藏期间均呈现上升的趋势。在前45 d各处理与CK无显著性差异,从45 d到60 d,45℃处理和45℃2%CaCl2溶液处理的相对电导率略有下降,60 d后各处理的相对电导率则迅速上升,但均始终低于CK;其中45℃2%CaCl2溶液处理的相对电导率最低,75d时的细胞膜透性与CK相比降低了12.4%。结果说明各处理对降低冬枣的细胞膜透性有一定作用。

图5 不同处理对冬枣相对电导率的影响

2.5 不同处理对冬枣硬度的影响

随着贮藏时间的延长,果实的硬度逐渐降低,这与果实成熟衰老过程中的果胶物质的转化、果实细胞壁纤维素降解有关[19]。硬度的下降会影响到冬枣的口感及商品质量,因此,可把冬枣硬度的变化作为判断贮藏效果的重要感官依据。

如图6所示,不同处理与CK枣果硬度在贮藏过程中均呈下降趋势,但CK果实的硬度下降迅速。当贮藏至75 d时,CK的硬度为0.8 kg/cm2,且已经皱缩变软,失去了商品价值;各处理的冬枣硬度下降速度相对较缓慢,75 d时分别为1.06、1.17、0.92 kg/cm2,均高于CK,其中45℃2%CaCl2溶液处理的硬度保持效果最佳,比CK高了32%。

图6 不同处理对冬枣硬度的影响

2.6 不同处理对冬枣果实转红指数的影响

如图7所示,随着贮藏时间的延长,转红指数逐渐升高,且经过处理的冬枣的转红指数均高于CK。贮藏到75 d时,45℃处理、45℃2%CaCl2溶液处理和45℃+2%CaCl2+2 kJ/m2处理的转红指数分别为66.3%、63.1%、69.4%,而 CK为50.0%,说明各处理对冬枣的转红有很大的促进作用。

图7 不同处理对冬枣转红指数的影响

2.7 不同处理对冬枣腐烂指数的影响

如图8所示,贮藏到75d时,CK的腐烂指数42.5%,而其他经热处理的冬枣腐烂指数均显著低于CK(P<0.05),其中经45℃ 2%CaCl2溶液处理的冬枣腐烂指数最低,说明热处理结合2%CaCl2能更有效地抑制腐烂。

3 结论与讨论

水果、蔬菜不仅能给人类提供维生素、矿物质等一些重要的营养成分,同时还具有抗氧化的作用。水果、蔬菜的抗氧化活性对于预防癌症、心血管疾病以及抗衰老等具有重要的生理功能[20],为此,近几年来研究果蔬的抗氧化活性已成为热门课题。本试验对热处理及其与其他处理复合后的冬枣进行了抗氧化活性的测定,结果表明热处理、热钙复合后进行紫外处理均有助于提高冬枣果实的抗氧化活性,但热水和钙的复合处理在贮藏初期可能会破坏抗氧化活性并导致对DPPH·的清除率最低(图2)。

热处理控制或抑制果蔬采后病害发病的作用机理有2个:一是热处理可直接作用于病原菌,从而抑制其生长繁殖或将其直接杀死;二是热处理能间接调节果蔬自身的生理代谢反应,从而提高果蔬的抗病能力[21]。在整个贮藏期间,热处理、热水结合2%CaCl2处理和热水结合2%CaCl2处理后进行紫外处理均有利于降低腐烂指数(图8),同时还能够提高PAL的活性(图3),酶活性的提高说明抗病性得到增强。这在一定程度上说明以热水为基础的处理对冬枣的短期贮藏起到了抑菌作用。此外,试验结果还表明热水结合2%CaCl2处理能更好的抑制MDA含量的积累(图4)和细胞膜透性的增加(图5),在一定程度上,抑制了细胞内部平衡失调和功能的丧失[22],推迟了衰老,同时还延缓了硬度的下降(图6)。

冬枣转红的问题由来已久,常世敏等[23]在不同因素对采后冬枣转红指数的影响研究中指出:不同激素、温度、光照和水分处理对采后冬枣转红指数都存在着一定的影响,本研究也证明热水处理容易促进冬枣果皮转红(图7),这主要与水温度刺激有关。此外,不适的贮藏温度和湿度、冬枣自身酶活的作用、紫外刺激等也可能加速转红。

从本研究的结果看,尽管不同处理对冬枣的贮藏品质都有较大的提高,但经试验比较来看,热水结合2%CaCl2处理的贮藏效果优于其他处理和CK。

图8 不同处理对冬枣腐烂指数的影响

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Effects of Three Different Treatments on Storage Quality of Jujube Fruit

Cao Ming-ming1,2,Guan Wen-qiang3,Feng Xu-qiao1,2
1(Institute of Food Nutrition,Quality and Safety,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China)2(College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China)3(Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Produces,National Engineering and Storage Technology Research Center for Agriculture Produces,Tianjin 300384,China)

The antioxidant activity,PAL,MDA,membrane permeability,fruit firmness,red color index and rotting index of Jujube(Zizylphus vulgaris fruit were studied.The fruit was stored at 0℃ after 3 different treatment:6 min 45℃ hot water,6 min 45℃ 2%CaCl2solution,6 min 45℃ 2%CaCl2solution dipping then 2kJ/m2UV-C irradiation.The results indicated that treatment with 45℃ 2%CaCl2solution for 6 min can better inhibit MDA and cell membrane permeability,slowed down the decline of firmness,thus inhibited the fruit decay.MDA content and membrane permeability in fruit treated with 45℃ 2%CaCl2solution after 75d storage were lower by 30.2%and 12.4%compared with other method,while fruit firmness was 32%higher.All of the treatments increased the activity of PAL.However,treatment with 2kJ/m2UV-C irradiation after 45℃ 2%CaCl2solution dipping for 6 min showed the best effect with an activity level of PAL 24.4%higher.In general,hot treatment can effectively reduce the decay of jujube,especially 45℃ 2%CaCl2solution.While the red color index was significantly higher.

jujube,antioxidant activity,senescence,physiological and biochemical changes

硕士研究生(冯叙桥教授、关文强研究员为通讯作者,E-mail:fengxq@hotmail.com)。

*沈阳农业大学2009年高端引进人才基金的支持;天津市应用基础及前沿技术研究计划(10JCYBJC26900)

2011-08-05,改回日期:2011-10-25

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