冰温结合ε-聚赖氨酸对贮藏期间蓝莓生理品质的变化影响

于继男,薛 璐,*,鲁晓翔,陈绍慧

(1.天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津市食品生物技术重点实验室,天津 300134;2.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)

冰温结合ε-聚赖氨酸对贮藏期间蓝莓生理品质的变化影响

于继男1,薛 璐1,*,鲁晓翔1,陈绍慧2

(1.天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津市食品生物技术重点实验室,天津 300134;2.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)

通过研究对经ε-聚赖氨酸处理的蓝莓在冰温贮藏期间的生理品质的变化,探讨冰温结合ε-聚赖氨酸处理对蓝莓的保鲜效果。实验选取浓度为100、300、500μL/g ε-聚赖氨酸处理蓝莓,在70d贮藏期中每10d测一次相关指标。结果表明,与直接冰温贮藏蓝莓相比,冰温结合ε-聚赖氨酸的处理对延缓蓝莓的腐烂、抑制VC和花色苷的减少、保护蓝莓果霜均有明显效果,并且抑制了蓝莓的呼吸强度和乙烯生成速率,对过氧化氢酶CAT活力也有很明显的抑制效果。其中经300μL/g ε-聚赖氨酸处理的效果最优。说明冰温结合ε-聚赖氨酸处理贮藏的效果优于直接冰温贮藏。

蓝莓,冰温贮藏,ε-聚赖氨酸,生理品质变化

蓝莓(Blueberry),杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vac-ciniumL.)植物,多年生落叶或常绿灌木[1]。它的果味酸甜,深受人们的喜爱。营养价值远高于苹果、葡萄等[2]。然而蓝莓的成熟期在6～8月份,炎热潮湿的环境下导致其室温放置2～4d就开始腐烂变质[3]。蓝莓的价格相对较高,所以鲜食蓝莓的保鲜有着很高的经济价值以及广阔的市场前景。因此,研究鲜食蓝莓的保鲜技术有着很重要的意义。

冰温是继冷藏和气调贮藏之后的又一代保鲜技术[4],在鲜活农产品的贮藏方面,冰温技术比冷藏技术的贮藏时间要长并且新鲜程度较高。这项技术已经在葡萄、柿子、荔枝、红富士等果蔬贮藏方面有所研究[5-8]。ε-聚赖氨酸(ε-poLy-L-Lysine,简称ε-PL)是一种具有抑菌功效的多肽。由Shima S[9]等人在1977年发现,它是一种由链霉菌属的代谢产物,经分离提取精制而获得的发酵产品。ε-聚赖氨酸安全性高,抑菌谱广,热稳定性强,pH范围宽,水溶性强[10]。作为新型天然生物防腐剂,ε-聚赖氨酸有着天然、营养、安全的特点,已在冷鲜猪肉、南美虾、米饭、玉米汁饮料中有所应用[11-14]。

目前,关于蓝莓的冰温贮藏已有所报道,但是对于经过保鲜剂处理的蓝莓在冰温贮藏期间的品质变化的研究尚鲜有报道。本实验以新鲜的蓝莓为试材,探究经过ε-聚赖氨酸处理对釆后冰温贮藏的蓝莓的保鲜品质的影响,旨在为蓝莓的贮藏保鲜提供一种新的技术方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采用来自辽宁省大连市金州区蓝莓采摘园的蓝莓,品种为“北麓”,蓝莓釆后当天运回国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)实验室(以下简称中心实验室),进行相关处理。

三氯乙酸、无水乙醇、冰乙酸、草酸 天津江天化工技术有限公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠 天津市科威有限公司;邻苯二酚、愈创木酚、偏磷酸 天津市光复精细化工研究所;乙二胺四乙酸、双氧水 天津市光复科技发展有限公司;二硫苏糖醇DTT 天津博美科生物技术有限公司;聚乙烯吡咯烷酮PVPK-30 SbaseBio公司;钼酸铵 天津市化学试剂四厂凯达化工厂。上述所有试剂均为分析纯。

BW-120冰温保鲜库、普通冷库 国家农产品保鲜工程技术研究中心;Genesys5紫外-可见分光光度计 美国MiLton Roy公司;D-37520高速冷冻离心机 上海纳诺仪器有限公司;糖度仪PAL-1 日本爱宕公司;DDS-11A 电导率仪 上海雷磁公司;Check point便携式O2/CO2测定仪 丹麦PBI Dansensor公司;气相色谱仪2010 日本岛津公司;AUW220D电子分析天平 日本岛津公司;TDA-8002电子恒温水浴锅 天津中环实验电炉有限公司;SPX-250-C智能型恒温恒湿培养箱 上海琅玕实验设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 试材处理 挑选无病害、霉变机械损伤的蓝莓为试材,分装(每2kg放入一个泡沫箱内)后,分别进行下面的处理:

冰温结合ε-聚赖氨酸组(B+B-1组)将鲜果放置于配制好的100μg/L的ε-聚赖氨酸溶液中浸泡10min,取出将其放置于干燥通风处(设置电风扇)晾干后放于泡沫箱内置于冰温库(-0.7～-0.4℃)贮藏。

冰温结合ε-聚赖氨酸组(B+B-2组)将鲜果放置于配制好的300μg/L的ε-聚赖氨酸溶液中浸泡10min,其它步骤同上。

冰温结合ε-聚赖氨酸组(B+B-3组)将鲜果放置于配制好的500μg/L的ε-聚赖氨酸溶液中浸泡10min,其它步骤同上。

直接冰温组(B-CK组)将鲜果放于泡沫箱内置于冰温库(-0.7～-0.4℃)贮藏。

贮藏期间每10d取一次样,进行各个指标的测定,贮藏期为70d。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 腐烂率 腐烂级别:0级,无腐烂;1级,0～1/3表面积腐烂;2级,1/3～2/3表面积腐烂;3级,2/3～1表面积腐烂。

腐烂率=Σ(腐烂级别×该级别果数)/(腐烂最高级别×总果数)×100

1.2.2.2 果霜指数 果霜级别:0级,无果霜,果实较软;1级,0～1/3面积果霜覆盖;2级,1/3～2/3面积果霜覆盖;3级,2/3～全果果霜覆盖;4级,果霜覆盖全果且果霜较厚。

果霜指数=Σ(果霜级别×该级别果数)/(果霜最高级别×总果数)

1.2.2.3 VC含量测定 钼蓝比色法[15]。

1.2.2.4 花色苷的测定 由于花色苷是水溶性色素,根据比尔定律,溶液的浓度与其吸光度A成正比,因此在未有标准品时,可用紫外-可见吸收分光光度计法测定总花色苷的含量。参照霍琳琳等[16]的方法并加以修改。称取2.0g果肉组织,在冰浴条件下加入少许经预冷的1%盐酸-甲醇溶液研磨,转入25mL的具塞刻度试管中,定容至 20mL,混匀,放置于4℃的环境中避光提取20min,期间摇动数次,用棉花过滤,收集滤液待用。以1%盐酸-甲醇溶液作空白调零,取滤液在波长600nm处测定吸光度值,重复三次。以每g蓝莓组织在波长600nm处的吸光值表示花色苷含量(U)。

1.2.2.5 乙烯的测定 将蓝莓(体积约为罐的1/3)置于550mL密封罐中,静置2h后,用注射器吸取其中的气体,采用岛津2010型气相色谱仪程序升温法[17]测定。

1.2.2.6 呼吸强度的测定 将蓝莓(体积约为罐的1/3)置于550mL密封罐中,静置2h后,用Check point便携式O2/CO2测定仪测定。

1.2.2.7 过氧化氢酶(cataLase,CAT) 参照Aebi[18]、王艳颖法[19]并修改,取3g果肉,加入10mL预冷的pH7.5 0.05moL/L的磷酸缓冲液(内含5mmol/L二硫苏糖醇和2%聚乙烯吡咯烷酮)在冰浴中研磨成匀浆,12000×g 4℃下离心20min,收集上清液立即测定CAT酶活力。CAT反应体系包括粗酶液200μL和3mL 20mmol/L H2O2,在240nm处测定2min 内的样品吸光度的变化。

1.2.2.8 脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX) 参照AxeLrod[20]、陈昆松[21]等的方法略加修改。底物为10mmol/L的亚油酸钠,取果肉2.0g,冰浴研磨,加入0.05mol/L磷酸缓冲液(pH=7.0),4℃下15000g离心15min,取上清液测定酶活性。亚油酸钠25μL,pH7.0磷酸缓冲液2.775mL,30℃温育,加200μL果实处理液20s开始计时,记录234nm处测定1min内吸光度,重复3次。

1.3 数据处理

实验数据采用Excel软件处理,利用SPSS 17.0软件进行数据的差异显著性分析。

2 结果及分析

2.1 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸对蓝莓贮藏期间腐烂率、果霜指数、VC和花色苷的影响

从图1可以看出,随着贮藏时间的延长,蓝莓的腐烂率呈上升趋势。其中前40d,B-CK组与其他经过保鲜剂处理组基本持平(p>0.05),但是在50d之后,它们之间有显著性差异(p<0.05);在70d时,B+B-2组腐烂率8%极显著低于B+B-1(30.8%)和 B+B-3组(24.8%)。可以看出,冰温结合300μL/g的ε-聚赖氨酸贮藏可以更好地抑制蓝莓腐烂率的升高。

图1 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间腐烂率的影响Fig.1 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on rotting rate

从图2可以看出,随着贮藏时间的延长,蓝莓的果霜指数明显降低。在40d后,B-CK组与B+B-1组相差不大,但与B+B-2和B+B-3组差异性显著(p<0.05),在第70d时,B+B-2组的果霜指数(0.716)高于B+B-3组(0.607)。这说明,冰温结合300μL/g的ε-聚赖氨酸贮藏可以更好地保护蓝莓的果霜。

图2 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间果霜指数的影响Fig.2 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on fruit cream index

从图3可知,VC的含量随着贮藏时间的延长而下降,B-CK组与B+B-3差异性不显著(p>0.05),与B+B-1和B+B-2组有显著性差异(p<0.05),在处理组中,B+B-2组VC含量下降最缓慢。说明冰温结合300μL/g的ε-聚赖氨酸可以有效地减缓VC含量的下降。

图3 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间VC的影响Fig.3 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on VC

由图4可以看出,前10d花色苷含量有所升高,这和Liaqat Ali等[22]研究的结果基本一致,这可能是因为蓝莓在之前有一定的生物贮存,在10～70d期间,呈下降趋势。其中,B-CK组与其他处理组差异性显著(p<0.05),三个处理组中B+B-2组的花色苷下降速率显著低于其他两组,说明经300μL/g的ε-聚赖氨酸处理的冰温贮藏组可以有效地延缓花色苷的下降。

图4 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间花色苷的影响Fig.4 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on anthocyanin

2.2 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸对蓝莓贮藏期间乙烯生成速率、呼吸强度的影响

分析图5,对照组与各处理组前50d,乙烯生成速率略有下降,这可能是因为采收温度大概在27～28℃,经过冰温处理后蓝莓的生理代谢有所减缓;在60d时,所有组都急剧增加,出现了高峰值,其中B-CK组远远高于处理组。这说明冰温结合ε-聚赖氨酸贮藏可以很好地抑制乙烯的生成,减缓蓝莓果实的衰老。

图5 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间乙烯生成速率的影响Fig.5 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on Ethylene generation rate

从图6可以看出,前10d蓝莓果实的呼吸强度急速下降,这可能是因为冰温处理很好的减缓蓝莓的生理代谢,在之后的贮藏期里呈上升趋势,B-CK组在60d时急剧上升,极显著高于同期的其它处理组(p<0.05),这说明冰温结合ε-聚赖氨酸很好地抑制了无氧呼吸的产生。

图6 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间呼吸强度的影响Fig.6 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on respiratory intensity

2.3 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸对蓝莓贮藏期间CAT和LOX的影响

CAT是生物体防御体系的关键酶之一,它主要起到催化H2O2分解为H2O和O2,从而避免细胞受H2O2的危害。到如图7所示,随着贮藏时间的延长,CAT整体呈缓慢下降趋势,B-CK组显著低于其他处理组(p<0.05),在40d后,B+B-3组CAT值急速下降,这可能是因为500μL/g的ε-聚赖氨酸对于冰温贮藏的蓝莓来说浓度稍高,在处理组中B+B-2组(0.533)显著性高于B+B-1组(0.407)。该实验结果表明,冰温结合300μL/g的ε-聚赖氨酸处理过的蓝莓可以很好的保护CAT,从而增强了蓝莓果实的清除自由基的能力。

图7 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间CAT的影响Fig.7 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on CAT activity

LOX是一种以多不饱和脂肪酸为催化底物的酶,它可以产生多种自由基,促进细胞膜结构的破坏和衰老。在贮藏初期,LOX迅速上升,这可能是因为温度的降低并没有迅速的降低LOX的活力,但是10d后,LOX开始随着贮藏时间的延长呈下降趋势,而B-CK组显著高于其他组(p<0.05),其的变化一直呈上升趋势,说明ε-聚赖氨酸对抑制LOX的活力有很好的效果。在处理组中,B+B-2对LOX的抑制效果最好,说明冰温结合300μL/g的ε-聚赖氨酸处理过的蓝莓可以有效地抑制LOX的增长。

图8 冰温结合不同浓度的ε-聚赖氨酸 对蓝莓贮藏期间LOX的影响Fig.8 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on LOX activity

3 结论

根据实验结果可以看出,冰温结合ε-聚赖氨酸处理过蓝莓和单独冰温相比,对延缓蓝莓的腐烂、VC和花色苷含量的降低等有这更加显著的效果,并且可以显著的抑制呼吸强度和乙烯生成速率,减缓CAT活力的下降、降低LOX的活力。这可能是因为ε-聚赖氨酸有效的抑制了影响蓝莓品质的真菌的繁殖。在不同浓度的冰温处理组之间,300μL/g ε-聚赖氨酸对蓝莓各方面品质都有较好的保持,说明在冰温贮藏期间该浓度比其他两种适合。这是由于它对真菌的最小抑菌浓度要高一些,尤其是霉菌,这可能与霉菌的细胞壁形态有关[23],而效果好于500μL/g的浓度,这可能是因为冰温阶段果实的生理代谢较缓,高浓度的保鲜剂一定程度上影响了有益菌对果实的保护。

本研究以ε-聚赖氨酸作为蓝莓的保鲜剂结合冰温贮藏,提高了其食用价值,延长了贮藏期。有关冰温贮藏中,更加适合蓝莓的ε-聚赖氨酸的浓度与处理方式及冰温结合ε-聚赖氨酸对蓝莓保鲜的机理尚有待进一步研究。

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Effect of controlled freezing point storage combined with ε-PL on the quality and physiology of blueberry

YU Ji-nan1,XUE Lu1,*,LU Xiao-xiang1,CHEN Shao-hui2

(1.Tanjiin Key Laboratory of Food Biotechnology,College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China;2.Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products,National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin 300384,China)

The effect of freezing point storage combined with ε-PL in preserving blueberry was studied. The blueberries were dealt with 100,300,and 500μL/g ε-PL respectively. Physiochemical parameters and nutritional composition were measured every 10 days during the 70 days storage period. Results showed that compared with single controlled freezing point storage,controlled freezing point storage combined with ε-PL had obvious effective on delaying the decay of blueberries,the decrease of VCand anthocyanins,and protecting blueberries’ bloom. Moreover,controlled freezing point storage combined with ε-PL suppressed respiratory intensity and ethylene generation rate,and lowered CAT activity,which resulted in extending the storage period. Among these treatments,300μL/g ε-PL was more effective,which illustrated that freezing point combined with ε-PL processing storage’s effect was better than that of direct points.

blueberry;freezing point storage;ε-PL;physiology quality variation

2014-04-15

于继男(1989-)，女，硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏。

*通讯作者:薛璐(1976-)，女，博士，副教授，研究方向：农产品加工与贮藏。

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD38B01)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)01-0334-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.062