中药黄连和艾叶复合涂膜结合低温对番荔枝采后耐藏性的影响

2017-03-10郭守军杨永利郑晓婷沈继伟陈松发

广东农业科学 2017年11期

郭守军，杨永利，郑晓婷，沈继伟，苏浩，陈松发

（韩山师范学院食品工程与生物科技学院，广东潮州 521041）

番荔枝（Annona squamosaL.）俗称林檎［1］，原产热带美洲，广泛分布于热带和亚热带地区。果肉清香甜美，肉质细腻，具有很高的经济价值，被誉为“南国珍果”［2］。番荔枝果实采后易软化、褐变、裂果甚至腐烂变质，加之番荔枝又易受病原菌的侵染，极不耐储藏，绝大多数鲜果仅限于产地自销，制约了番荔枝的流通和销售［3-4］。可食性涂膜保鲜技术是近些年发展起来的绿色环保、易于操作、成本较低的果蔬保鲜技术［5-6］。可食性涂膜保鲜剂涂于果蔬表面，具有一定的阻气性和阻湿性，在果蔬表面形成一个微气调环境，可有效抑制果蔬的呼吸代谢、减少营养消耗，起到延缓衰老的作用［7-8］，还可减少储运中的机械损伤及微生物污染引起的腐烂［8-9］。可食性涂膜保鲜剂复合中草药提取液可以显著降低腐败菌的侵染，减少果蔬的腐败变质［10-11］。作为涂膜基质的半乳甘露聚糖型植物胶-长角豆胶具有良好的吸水保水能力［12］，与其他多糖分子如黄原胶可相互作用形成复合多糖，具有良好的成膜性，还可提高Vc的稳定性，可作为涂膜剂用于果蔬保鲜［13-14］。

任何单一保鲜方法都存在其自身弱点，不能解决果蔬贮藏期间所有问题［5-6］。低温贮藏已在水果保鲜中广泛应用，涂膜保鲜技术结合低温、气调等贮藏方法，可得到更好的保鲜效果［6］。虽然番荔枝不耐低温，但适当的低温对于保鲜也有积极作用，8℃是番荔枝最低的临界温度，贮藏12 d不会受到冻害［3］。中药黄连和艾叶的浸提液对番荔枝果实易感染的灰葡萄球菌、扩展青霉菌、黑根霉菌等病原菌有较好的抑制作用，贮藏前进行中草药药物浸果可以有效地控制这些病害，同时不会伤害到果皮［15-16］。

本试验以长角豆胶、黄原胶复合多糖为成膜基质，添加具有抑菌作用的黄连和艾叶提取物配制成涂膜保鲜剂对番荔枝进行涂膜处理，结合适当低温（8、12℃）贮藏，通过测定番荔枝贮藏期间各项生理生化指标和感官品质变化，研究涂膜结合低温对番荔枝的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

番荔枝购自澄海樟林，挑选大小较均匀、无机械损伤、无病虫害的果实；中草药黄连、艾叶购自中药店；半乳甘露聚糖选用进口长角豆胶、黄原胶购自食品添加剂公司，所用化学试剂均为分析纯。

主要仪器设备：HWF-1型红外二氧化碳分析仪，金坛市现代仪器厂；WYA型阿贝折光仪，上海精密科学仪器有限公司物理光学仪器厂；T6型紫外可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；PB-21型酸度计，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；3-18K型高速冷冻离心机，博励行仪器有限公司；GY-1型型果实硬度计，乐清市宝特思仪器有限公司；LG4-338D型施乐华低温储藏柜，广州施乐华电器有限公司；DL-5000B型低速大容量冷冻离心机，上海安享科学仪器厂；N-1100V-W型旋转蒸发仪，东京理化上海爱明仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 中草药浸提液的制备中草药黄连和艾叶浸提液的制备参照潘显辉等的方法［17-19］。

1.2.2 涂膜保鲜剂的配制中药复合涂膜保鲜剂配方：0.55%长角豆胶和黄原胶复配胶+（0.5 g/mL）中草药提取液（黄连和艾叶），按配方配制复合涂膜保鲜剂备用。

1.2.3 涂膜方法将新鲜番荔枝分组，在保鲜剂中浸1～2 min后取出，自然风干，放入标记好的筛篮中，分别置于8、12℃、相对湿度55%～75%冷藏柜中储藏；以未涂膜在8℃、12℃和常温贮藏的番荔枝为对照。前17 d在低温条件下贮藏，每隔48 h随机取样，进行感官指标和生理生化指标测定。贮藏18 d后从冷藏柜中取出改为常温条件贮藏，每隔24 h随机取样，进行各项指标的测定，并观察是否会发生冷害。室温储藏温度25～30℃，湿度69%～79%。

1.2.4 感官品质指标测定果实硬度采用GY-1型果实硬度计测定；裂果率、霉果率测定参照潘显辉等［17-19］的方法；果皮褐变指数测定参照李江阔等［20-21］的方法。

指数分级标准：0：果实无褐变，1：果皮褐斑面积＜1/4，2：果皮褐斑面积占1/3～2/3，3：果皮褐斑面积＞2/3。

1.2.5 生理生化指标测定呼吸强度用红外CO2分析仪测定［22-23］，多酚氧化酶（PPO）活性测定采用可见光分光光度计，淀粉酶活性用比色法测定［24］；可溶性固形物含量测定采用阿贝折光仪，淀粉含量测定采用比色法［25-26］。

试验数据采用SPSS19.0及Excel软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 中草药复合涂膜保鲜剂结合低温对番荔枝采后感观指标影响

2.1.1 硬度后熟以番荔枝果实变软为重要标志，能否推迟果实软化进程是衡量保鲜技术有效与否的重要指标。而果实硬度可作为衡量果实软化程度的重要标志。果实采后贮藏期间，由于呼吸作用和自身代谢作用，体内的果胶物质含量发生变化，导致可溶性果胶含量增加，不溶性果胶含量减少，细胞壁完整性破坏，果实硬度下降［25］。所以，果实硬度即软化程度与果实品质息息相关。

从图1可以看出，无论涂膜处理还是低温对照，8、12℃的低温均可有效抑制果实的软化，硬度都保持在一个较高水平。8℃低温贮藏的番荔枝果实贮藏15 d硬度开始下降，12℃低温贮藏的果实贮藏7 d硬度开始下降，低温对照下降的幅度均大于处理组，说明涂膜处理的果实在低温仍可起到延缓果实软化、减缓衰老的作用。贮藏18 d后将8、12℃低温下贮存的果实取出，置于常温。低温取出的两组果实硬度迅速下降，其中对照下降的幅度明显大于涂膜处理。由此说明，果实被移至常温可迅速软化成熟，8、12℃下贮藏的番荔枝没有发生冷害，其中经涂膜保鲜处理的果实移至常温后软化的速度慢于对照，说明即使是从低温移至常温条件下，涂膜仍能起到延缓果实软化的作用。8℃贮藏经涂膜处理的果实，其软化速率低于12℃贮藏的番荔枝，而常温贮藏经涂膜处理的果实贮藏7 d已完全软化成熟。可见，低温处理可有效延缓番荔枝果实的软化进程，其中涂膜处理结合低温保藏效果优于低温保藏，涂膜结合8℃的保鲜方案在保持硬度方面效果优于12℃。

图1 番荔枝在8、12℃贮藏期间硬度的变化

2.1.2 裂果率成熟前后的番荔枝极易发生裂果，果实鳞沟处的果皮最薄，是裂果多发生的部位。裂果还有两个易发生部位：一处是在果柄的基部，严重时可以深达果轴；另一处是在果实顶部［26］。裂果部位易受污染，导致果实品质受到影响。随着贮藏天数增加，裂果率逐渐增大。

由图2可知，低温可有效延缓果实的裂果率。8℃条件下对照贮藏15 d出现裂果，12℃条件下对照贮藏9 d出现裂果，而涂膜处理过的果实，在8、12℃条件下贮藏17 d均未出现裂果，贮藏18 d后移至常温下才出现裂果。说明涂膜结合低温处理起到有效抑制裂果的作用，即使是贮藏后期移至常温下，涂膜处理的裂果率仍低于对照，说明涂膜处理的果实从低温移至常温，所形成的膜仍能在一定程度上起到抑制果实开裂的作用。而移至常温后，前期经8℃条件贮藏的涂膜处理裂果率又低于12℃条件贮藏的涂膜处理可能与低温对酶活性的抑制有关。

图2 番荔枝在8、12℃贮藏期间裂果率的变化

2.1.3 霉果率果蔬采后腐烂变质主要是由病原微生物的侵染造成，低温能降低果实的呼吸强度、延缓果蔬采后贮藏期间的生理变化过程、抑制腐败微生物的繁殖。但番荔枝属冷敏感果实，不适宜的温度环境易使番荔枝发生冷害［27］，所以研究番荔枝的最适贮藏温度十分必要。从图3可以看出，无论是涂膜处理还是对照，在番荔枝采后放置8、12℃下贮藏17 d均未出现霉果，而常温对照贮藏7 d霉果率快速上升，说明低温对抑制病原菌的繁殖起到了良好作用。果实贮藏18～20 d（即移至常温后1～3 d）出现霉果，其中涂膜处理的霉果率低于对照，说明黄连、艾叶复合涂膜剂在果实表面形成保护层，一定程度上可起到抑制霉菌等微生物引起的腐烂发霉。贮藏18～20 d，8℃涂膜霉果率低于12℃涂膜处理，说明涂膜结合8℃低温处理组移至常温贮藏条件后保鲜效果稍优于12℃涂膜处理。

2.1.4 褐变指数褐变指数是反映果实褐变程度的指标。番荔枝在采后贮藏过程中，果皮褐变指数逐渐增加，这可能与多酚氧化酶（PPO）活性及多酚浓度有关［10］。从图4可以看出，随着贮藏天数增加，各处理番荔枝果皮褐变指数均逐渐增加，但增加幅度较常温对照缓慢，说明低温可有效抑制果皮褐变程度；其原因可能是低温可以较好地抑制多酚氧化酶的活性，而常温下的褐变多是由PPO的氧化引起。涂膜处理褐变指数增加的速度均低于对照，说明在低温下涂膜对抑制褐变有一定的效果。这可能是因为复合涂膜在一定程度上阻挡了空气的进入，进而抑制了果实褐变。12℃贮藏条件下涂膜处理的番荔枝褐变指数较8℃低，可能是因为8℃条件下果实叶绿素更不稳定而引起。因此，在抑制果实褐变方面，12℃结合涂膜的贮藏方案效果较优。

图3 番荔枝在8、12℃贮藏期间霉果率的变化

图4 番荔枝在8、12℃贮藏期间褐变指数的变化

2.2 中草药复合涂膜保鲜剂结合低温对番荔枝采后生理生化指标的影响

2.2.1 PPO活性 PPO是果蔬产生酶促褐变的主要酶类之一，在PPO与氧存在的条件下，酚类化合物氧化形成醌，最终产生黑色或褐色物质，导致果蔬褐变。从图5可以看出，涂膜处理和对照的PPO变化趋势接近，都随着贮藏天数的增加酶活性逐渐升高，达到一个最高峰后逐渐下降。但两个涂膜处理的酶活性始终低于对照，说明涂膜处理可在一定程度上抑制PPO的活性，起到延缓果实褐变的作用，此结论与图4的结论相符。常温对照贮藏5 d PPO活性值达到高峰，8℃条件下番荔枝贮藏11 d达到高峰，而12℃条件下番荔枝贮藏5 d PPO活性值达到一个小高峰，之后逐渐下降，贮藏13 d后又逐渐升高，贮藏15 d达到高峰，贮藏18 d后逐渐下降，低温条件下的PPO活性均低于常温条件。说明低温能较好的抑制PPO活性，而8℃贮藏条件优于12℃。

2.2.2 淀粉含量肉质果实成熟时所发生的生理变化主要集中在物质转化上，其中，淀粉在淀粉酶的作用下转化为可溶性糖。故淀粉含量的高低可看出番荔枝果实的成熟度。从图6可以看出，无论是涂膜处理还是对照，随着贮藏天数的增加，淀粉含量都呈逐渐下降的趋势，其中8、12℃涂膜处理下降的幅度较8、12℃对照缓慢，说明涂膜在一定程度上可以减缓淀粉转化，原因可能是复合膜减少了进入果实空气的量，从而对淀粉酶活性有一定的抑制作用。经涂膜处理的番荔枝在不同温度下淀粉转化速率明显不同，其中常温下转化速率明显高于低温，而12℃条件下贮藏的番荔枝淀粉转化速率又高于8℃，说明淀粉转化速率与温度高低有一定相关性。贮藏18 d后转为常温时，淀粉转化速率显著提高，含量迅速降低，说明涂膜处理结合8℃和12℃低温贮藏条件下番荔枝不会发生冷害，均可后熟。且8℃低温条件下贮藏的番荔枝移至常温后淀粉转化速率高于12℃，原因有待进一步探讨。

图6 番荔枝在8、12℃贮藏期间淀粉含量的变化

2.2.3 淀粉酶活性番荔枝采后，由于乙烯的影响，淀粉水解酶活性上升，从而加速淀粉水解转化为可溶性糖，进而被代谢，引起细胞胀力下降，导致果实软化［28］，因此，淀粉酶活性也是检验番荔枝保鲜效果的一项重要指标。从图7可以看出，低温条件下，随着贮藏天数增加，淀粉酶活性逐渐增加，其中，涂膜处理增加的幅度整体趋势小于对照，处理后9 d在8℃和12℃低温贮藏时，涂膜处理可以显著抑制淀粉酶活性，且不同温度条件其活性有较大差异，其中常温条件下淀粉酶活性明显高于低温，说明低温能显著抑制淀粉酶活性；8℃条件下的淀粉酶活性整体低于12℃，差异显著，说明涂膜处理结合8℃抑制淀粉酶的效果显著优于12℃。转入室温贮藏后，两个涂膜处理的淀粉酶活性均会增加。处理后19 d（低温转入常温贮藏2 d）进行显著性差异分析发现，从低温移至常温条件下，两组的淀粉酶活性没有明显差异，可见涂膜可以适当保存淀粉酶活性，保证在此温度下番荔枝不会发生冷害而成为“死果”。

图7 番荔枝在8、12℃贮藏期间淀粉酶活性的变化

2.2.4 可溶性固形物（SSC）含量可溶性固形物是反映果实成熟度的一个重要指标。尤其在果蔬采后贮藏过程中，其含量变化很大程度上可直观反映果实的贮藏品质［29-30］。果蔬成熟过程中可溶性固形物含量变化一方面是由于部分不可溶物质如淀粉等转化为可溶性固形物，另一方面是由于呼吸作用的存在，可溶性固形物作为底物被氧化消耗，使其含量可能下降，因此，其总含量变化是由两者共同作用引起的［31］。从图8可以看出，在8、12℃贮藏时，涂膜处理和对照的可溶性固形物含量都逐渐上升，总体上升趋势表现为涂膜处理低于对照，说明低温条件下涂膜处理一定程度上可以延缓淀粉转化为可溶性固形物。转移至室温后，涂膜处理和对照均有上升迹象，但涂膜处理总体低于对照，说明即使是从低温转入常温条件贮藏，该复合膜对于抑制可溶性固形物的转化仍有显著作用，差异显著。

图8 番荔枝在8、12℃贮藏期间可溶性固形物含量的变化

2.2.5 呼吸强度呼吸作用是果蔬采收后仍然进行的重要生理活动［3］。番荔枝是一种呼吸跃变型果实，采后随着呼吸高峰的出现，果实迅速成熟，之后很快衰老、腐烂［27］。从图9可以看出，8℃与12℃的低温均可有效抑制呼吸高峰出现，在番荔枝转移入常温之前，呼吸强度均保持在较低水平，涂膜处理与对照的呼吸强度相近，稍低于对照，涂膜处理与对照差异不显著。当转移到室温后，原本被抑制的呼吸高峰出现，呼吸强度骤然升高，而涂膜处理的呼吸强度总体低于对照，说明从低温移至常温后，复合膜仍可对呼吸作用起到一定抑制作用。贮藏3 d涂膜常温处理出现一个小的呼吸高峰，而低温的两个涂膜处理贮藏7 d出现呼吸强度略微上升，8℃处理的呼吸强度总体上低于12℃，且差异显著，说明8℃低温抑制呼吸作用的效果显著优于12℃。而在转移入室温后期，呼吸强度快速升高，说明这两组低温条件只是暂时抑制了果实的呼吸作用，果实移至常温下，仍可进行正常的生理代谢，而8℃与12℃两个涂膜处理的呼吸强度无明显差异。

图9 番荔枝在8℃贮藏期间呼吸强度的变化

3 结论与讨论

本试验结果表明，在低温条件下，中草药黄连、艾叶提取物与长角豆胶、黄原胶复合涂膜保鲜剂处理对番荔枝采后贮藏保鲜可起到一定的促进作用，能有效抑制机体内淀粉酶、PPO等活性，同时对保持番荔枝的硬度、抑制裂果、霉果、果实褐变、呼吸强度等起到一定效果，可减缓果实营养成分的转化和流失，进而达到防止果实腐烂、延缓果实衰老和保持果实品质的效果。主要原因是中药多糖复合涂膜能在果实表面形成一层致密、较为均匀的可食性膜，一定程度上堵塞了果皮上的裂纹和皮孔，抑制了果实内、外O2和CO2交换，使果实内部形成一种低O2分压、高CO2分压的小环境，对果蔬起到与外界环境的阻隔性和一定程度的气调性［10］，抑制了淀粉酶、PPO等活性，降低了营养物质的转化速率及果实软化和褐变的速率；该膜基质中添加具有杀菌作用的中草药黄连和艾叶提取物，可有效抑制果实的腐烂变质。综上，8℃加复合涂膜的保鲜方案优于12℃，且在贮藏期间番荔枝的果色较好，食用品质与正常后熟接近。

涂膜保鲜是果蔬贮藏的主要辅助技术，中草药复合涂膜结合低温贮藏番荔枝，可起到较好的延缓组织衰老、延长货架期的目的。但还需要在实践中进一步检验和完善。

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