新型茶树油提升沃柑果实低温贮藏效果
2021-05-20温中军宋宏林徐新慧
温中军,宋宏林,钟 愧,徐新慧,杨 俊,,5,6
(1.兴业县葵阳镇农业服务中心,广西 玉林537800;2.新乡医学院 药学院,河南 新乡453003;3.新乡市高新医药研究院,河南新乡453003;4.河南班廷生物科技有限公司,河南 焦作454003;5.山西中条山生物工程研究院,山西太原030012;6.山西现代农产品加工技术研发中心,山西太原030012)
沃柑(Orah Mandarin)源自以色列的研发,是“坦普尔”橘橙与“丹西”红橘的杂交品种。沃柑喜温,在有效积温较高的地方,沃柑可溶性固体物含量高达22%~26%;而在有效积温较低的地方,沃柑可溶性固体物含量只有14%~16%,且果实偏小,果肉的酸度增加。因此,在我国地域偏南的广西栽培的沃柑果实果径大、外观好、口感佳,明显优于云南、湖南、四川和重庆等地栽培的沃柑[1]。广西壮族自治区水果生产技术指导总站统计数据显示,2017年广西柑橘栽培面积为44.13万hm2,总产量为687万t,产值达213.47亿元,其中沃柑产业发展最快。
沃柑采摘期是1月—5月,近年来种植面积增大,春季天气不稳定,沃柑早春销售压力较大;3月气温回升,树体进入春梢抽生期和开花期,营养消耗,果实返青,糖度下降,也影响销售[2-3]。实行错峰销售,是解决沃柑产业发展的关键,这对沃柑的贮藏保鲜提出了更高要求。目前,柑橘多使用化学保鲜杀菌方法降低贮藏腐烂率,包括保鲜剂2,4-二氯苯氧乙酸、杀菌剂咪鲜胺、甲基托布津、抑霉唑、百菌清和敌克松。但是,化学保鲜杀菌方法均有安全隐患[4-6]。为了解决上述安全隐患,一些植物保鲜杀菌方法被开发出来,如大蒜保存法和松枝纸箱保存法。但是,这些方法的运行成本较高,不利于沃柑的规模化贮藏[7]。
互叶白千层(Melaleuca alternifolia)是桃金娘科白千层属灌木,原产于澳大利亚[8],其新鲜枝叶用水蒸馏提取,得到互叶白千层精油,又称茶树油(Tea tree oil)。茶树油能有效地抑制致病菌和霉菌的功效,具有抑菌、抗炎、驱虫、杀螨的功能,且渗透性强、安全性高、无污染、无腐蚀性[9]。
茶树油主要成分1,8-桉叶素和松油醇-4,依据国际标准化组织标准(ISO 4730—1996)、澳大利亚标准(2782—1985)、美国标准(EOA)和中国标准(GB/T 26514—2011)的规定,茶树油中松油醇-4含量高于30%,而1,8-桉叶素含量低于8%。试验前期研究表明,茶树油中1,8-桉叶素产生药草香,不仅有解热、消炎、抗菌、防腐作用,而且有强促渗作用,增加其他成分进入果皮内层。可以说,茶树油中1,8-桉叶素具备了沃柑保鲜杀菌的条件。
团队采用基因组定点编辑强互叶白千层合成1,8-桉叶素,培育出新型互叶白千层,获得了新型茶树油(New tea tree oil),其粗品中1,8-桉叶素含量超过75%,松油醇-4含量低于8%[10]。基于新型茶树油的特性,采用其配制保鲜杀菌剂,研究新型茶树油对低温贮藏的沃柑的保鲜时间和果实品质的影响。
1 材料与方法
1.1 试验材料
在广西兴业县沃柑果园选取外观成熟、富有弹性、品相相近、无腐烂、无病虫害的沃柑500 kg,沃柑平均质量132.4±8.7 g。沃柑被随机分成5组(空白对照组,0.1%新型茶树油组,0.5%新型茶树油组,苏打水处理组,大蒜水处理组),每组质量100 kg。
将每个沃柑进行标记、称质量,并观察外观,剔除不符合标准的沃柑。
1.2 新型茶树油保鲜杀菌剂制备
用去离子水配制无任何添加剂(空白对照组),0.1%新型茶树油(0.1%新型茶树油组)、0.5%新型茶树油(0.5%新型茶树油组)的保鲜杀菌剂;另外,配制对照组,即将食用小苏打和去离子水按1∶100的比例溶解,配制保鲜杀菌剂(苏打水处理组);将新鲜大蒜去皮捣碎,加入去离子水,熬成大蒜汁,冷却,配制保鲜杀菌剂(大蒜水处理组)。
1.3 沃柑预处理和低温贮藏
沃柑放入保鲜杀菌剂中浸泡清洗10 min,然后取出自然风干,置冷库中贮藏。冷库温度保持2~6℃,湿度保持85%~90%。
1.4 试验方法
1.4.1 沃柑测定时间
沃柑冷库贮藏1,2,4,6,8,10,12个月后取出,并进行外观分析和内在品质测定。每组每次样品取出10 kg。
1.4.2 外观指标
沃柑外观指标包含果实气味、腐烂率、失重率、冷害。鼻嗅法分析果实气味,即以新型茶树油气味为10分,去离子水气味为0分作为评判标准,让健康受试者嗅沃柑气味,给出相应气味分数;采用电子天平测量单果质量,计算失重率;肉眼观察腐烂和冷害(褐斑病和水肿病),计算腐烂率和冷害率。
1.4.3 内在品质
沃柑内在品质含果实口感、可溶性固形物、可滴定酸含量、固酸比、总糖和维C含量。品尝法判定果实口感,即以蔗糖甜度为10分,去离子水甜度为0分作为评判标准,让健康受试者品尝沃柑,给出相应口感分数;用手持折光仪测定果实可溶性固形物含量,酸碱滴定法测定果汁可滴定酸含量,计算固酸比;斐林试剂标定法测定总糖含量,用2,6-二氯靛酚法测定果实维C含量。
1.4.4 健康自愿者征集
试验征集了30名健康自愿者,其中男性17人,女性13人,年龄25~55岁,平均年龄35.6±9.3岁,去嗅沃柑气味和品尝沃柑口感。
1.5 统计分析
除部分外观指标(如腐烂、冷害)不能重复测定外,每个样品重复测定3次,以均值±标准偏差表示,利用SPSS 19.0软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 沃柑低温贮藏后外观指标的变化
2.1.1 沃柑气味
与空白对照组沃柑相比,低温贮藏12个月,新型茶树油处理的沃柑气味显著增强(p<0.05或0.01)。其中,沃柑气味最好时期为低温贮藏后第2个月(p<0.01);但是,低温贮藏12个月,苏打水或大蒜水处理的沃柑气味无显著改变。
沃柑冷库贮藏后果实气味的变化见表1。
2.1.2 腐烂率
空白对照组沃柑,低温贮藏后第4个月出现腐烂现象;新型茶树油处理的沃柑,低温贮藏后第6个月(0.1%新型茶树油处理组)或第8个月(0.5%新型茶树油处理组)才出现腐败现象,其腐败率远低于空白对照组、苏打水处理组和大蒜水处理组(p<0.05或0.01)。
沃柑冷库贮藏后腐烂率见表2。
表1 沃柑冷库贮藏后果实气味的变化/分
表2 沃柑冷库贮藏后腐烂率 /%
2.1.3 冷害率
空白对照组沃柑,低温贮藏后第4个月出现褐斑病、水肿病等冷害现象;新型茶树油处理的沃柑,低温贮藏后第6个月(0.1%新型茶树油处理组)或第8个月(0.5%新型茶树油处理组)才出现冷害现象,其冷害率远低于空白对照组、苏打水处理组和大蒜水处理组(p<0.05或0.01)。
沃柑冷库贮藏后冷害率见表3。
表3 沃柑冷库贮藏后冷害率/%
2.1.4 失重率
低温贮藏12个月,沃柑的失重率逐渐增高,但是各组间(空白对照组、0.1%新型茶树油处理组、0.5%新型茶树油处理组、苏打水处理组和大蒜水处理组)的失重率无明显差异(p>0.05)。
2.2 沃柑低温贮藏后内在品质的变化
2.2.1 沃柑口感
与空白对照组相比,低温贮藏12个月,新型茶树油处理的沃柑口感显著提升(p<0.05或0.01)。其中,沃柑口感最好时期为低温贮藏后第4个月(p<0.01)。同样,与空白对照组相比,低温贮藏12个月,苏打水或大蒜水处理的沃柑口感也显著提升,但是口感增强幅度远不如新型茶树油处理组(p<0.05或0.01)。
沃柑冷库贮藏后口感的变化见表4。
表4 沃柑冷库贮藏后口感的变化/分
2.2.2 总糖含量
低温贮藏12个月,各组的沃柑总糖含量均升高。沃柑总糖含量升高幅度由强到弱的排序是0.5%新型茶树油处理组、0.1%新型茶树油处理组、大蒜水处理组、苏打水处理组、空白对照组,各组间沃柑总糖含量变化相差显著(p<0.05或0.01)。
沃柑冷库贮藏后总糖含量变化见表5。
2.2.3 维C含量
低温贮藏12个月,各组的沃柑维C含量均升高。沃柑维C含量升高幅度由强到弱的排序是0.5%新型茶树油处理组、0.1%新型茶树油处理组、大蒜水处理组或苏打水处理组、空白对照组,各组间沃柑维C含量变化相差显著(p均<0.05或0.01)。
表5 沃柑冷库贮藏后总糖含量变化 /g
沃柑冷库贮藏后维C含量变化见表6。
表6 沃柑冷库贮藏后维C含量变化/g
2.2.4 可溶性固形物、可滴定酸含量和固酸比
低温贮藏12个月,各组间(空白对照组、0.1%新型茶树油处理组、0.5%新型茶树油处理组、苏打水处理组和大蒜水处理组)的可溶性固形物、可滴定酸含量和固酸比无明显差别(p>0.05)。
3 讨论
互叶白千层(Melaleuca alternefolia)是澳大利亚土著人抗炎镇痛、促进伤口愈合的植物药[5],其新鲜枝叶经水蒸馏后得到茶树油(Tea tree oil),香味独特,具有杀菌抑菌、抗炎镇痛、抗敏止痒、促进伤口愈合的效果,且安全无毒。团队发明“基因组定点编辑植物天然产物合成”技术,培育出新型互叶白千层,其新鲜枝叶经水蒸馏后得到新型茶树油(1,8-桉叶素含量>75%)。研究发现,茶树油中1,8-桉叶素不仅有解热、消炎、抗菌、防腐作用,而且有强促渗作用,增加其他成分进入果皮内层[8]。采用新型茶树油配制喷洒剂,不仅预防沃柑病虫害,还提升沃柑果实的外观指标(气味、单果质量和果皮厚度)和内在品质(口感、可溶性固形物、可滴定酸、总糖和维C含量和固酸比)[9]。新型茶树油是一种无污染、安全、可配制喷洒剂,不仅防治病虫害,还能提升沃柑果实品质。然而,新型茶树油是否对采摘后沃柑果实贮藏影响,尚未见报道。
试验研究沃柑外观指标显示,新型茶树油不仅提升低温贮藏的沃柑气味,还降低低温贮藏沃柑的腐烂率和冷害率,说明新型茶树油可延长沃柑的低温贮藏期。另外,试验研究沃柑内在品质也显示,新型茶树油不仅提升低温贮藏沃柑口感,还提高低温贮藏沃柑的总糖含量和维C含量,说明新型茶树油可提高低温贮藏沃柑的内在品质。
试验研究结果表明,新型茶树油对低温贮藏沃柑的失重率(外观指标)、可溶性固形物、可滴定酸含量和固酸比(内在品质)影响与苏打水处理组、大蒜水处理组和空白对照组无显著差别,说明新型茶树油对低温贮藏沃柑的常规变化(如失重、可溶性固形物和酸性物质)无影响,这可能与新型茶树油的水溶特性,且配比容量(0.1%和0.5%)过低有关。
新型茶树油(1,8-桉叶素含量>75%)是如何保护沃柑低温贮藏质量,延长沃柑贮藏期,提升沃柑果实品质的,尚需进一步研究。预测可能是通过1,8-桉叶素果皮渗透性,调节沃柑果实生理过程来完成。
4 结论
新型茶树油不仅能提升低温贮藏的沃柑气味,降低低温贮藏沃柑的腐烂率和冷害率、延长沃柑的低温贮藏期,还能提升低温贮藏沃柑口感,提高总糖含量和维C含量,提升了低温贮藏沃柑的内在品质。新型茶树油是一种无污染、安全、可配制的保鲜杀菌剂的原料。