茶多酚对油梨果实保鲜效果的评价

罗立娜,韩树全,*,范建新,马蔚红,王代谷,张正学,何凤平

(1.贵州省农业科学院亚热带作物研究所,贵州兴义 562400; 2.中国热带农业科学院海口实验站,海南海口 570102)

油梨(PerseaamericanaMill.)又名鳄梨、牛油果,为樟科鳄梨属常绿乔木,果实兼具果、油、粮、工业、医药等性质,具有良好的营养价值和保健功能,富含脂肪、蛋白质和多种维生素、矿物质,其营养价值高,果肉含糖率极低,为香蕉含糖率的1/5,是糖尿病患者难得的低糖食品,被誉为“森林黄油”,现已成为一种深受大众喜爱的新兴水果[1]。油梨具有很高经济价值,有效结果期50年以上,丰产期亩产在1000 kg以上,亩产值可达到2万元以上,是一种具有发展潜力的热带果树。随着油梨产业的发展,贮藏保鲜期短是阻碍油梨市场壮大的难题[2]。

油梨是一种呼吸跃变型果实,采后生理代谢旺盛,7～9 d成熟之后迅速褐变腐烂,严重阻碍了油梨的市场供应时间。近年来,随着市场上油梨的保健和营养价值逐渐被消费者认可,油梨保鲜技术的研究引起学者们的重视,包冬红以哈斯油梨为试验材料,研究1-MCP和柑浓素复配共同作用对油梨保鲜效果的影响,筛选出4.25 mL/L柑浓素+968.31 nL/L 1-MCP组合保鲜有效,贮藏时间可达到38 d[3]。张一珠等采用聚乳酸薄膜包装哈斯油梨进行保鲜,结果证明聚乳酸薄膜包装可有效延长哈斯油梨贮藏时间[4]。黄烈健等以哈斯油梨为试验材料,研究发现50 ℃、0.1%施保功浸泡5 min对哈斯油梨的防腐效果最好,商品果率可达100%[5]。黄雪梅以桂垦3号油梨为试验材料,得出50 ℃下用0.1%施保功浸泡10 min可有效控制油梨贮藏病害,以38 ℃热空气处理24 h贮藏15 d后无冷害症状、果实能正常成熟[6]。由此可见,探寻高效、安全的油梨采后保鲜技术对油梨产业发展是必要的[7-8]。

茶多酚(Tea Polyphenols,TP)又叫茶单宁,是茶叶中多酚类物质的总称[9],具有抗氧化、抗衰老、防辐射、防腐保鲜、抑菌等功效[10-11],且对人体、环境无害,安全无毒。近年来,茶多酚在油脂、食品、医疗和农业等方面应用前景广阔,特别是在果蔬采后保鲜领域的研究中应用更多[12-14],但在油梨保鲜技术中未见报道。因此,本试验以不同浓度茶多酚处理油梨,比较其对贮藏期间硬度、失重率、腐烂率、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的变化,旨在探讨延长油梨贮藏保鲜期的药剂,为油梨保鲜技术提升发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

油梨 “桂研10号”,是广西橡胶所选育的油梨品种,取自贵州省农业科学院亚热带作物研究所,望谟科技示范园油梨果园。随机选取无病虫害、无损伤、大小均匀、成熟度为七成一致的油梨果实,采收后迅速返回实验室处理;茶多酚 食品级,有效成分99%,西安大丰收生物科技有限公司生产。

MASTER-93H刻度式手持折射仪 上海叶拓科技有限公司;T6紫外可见光分光光度计 北京普析通用仪器有限公司(中国);UPH-IV-57台上式优普UPH系列纯水器 成都超纯科技有限公司(中国);LRH-250Gb光照培养箱 韶关市泰宏医疗器械有限公司(中国);TG16W台式离心机 长沙湘智离心机仪器有限公司(中国);DK-98-11电热恒温水浴锅 天津泰斯特仪器有限公司(中国);GL-88B旋涡混合器 海门市其林贝尔仪器制造有限公司;GY-4数显果实硬度计 山东恒美电子科技有限公司;ATAGO(PAL-1)手持数显式糖度计 北京东南仪诚实验室设备有限公司。

1.2 实验方法

首先将油梨果实用清水清洗干净,自然晾干表面水分;然后浸泡在配制好的药剂溶液中,茶多酚药剂浓度分别为1.0%、2.0%、3.0%,浸泡时间为3 min,对照组为不作任何处理。处理后的果实在常温环境下贮藏;每个处理20个果,重复3次,每4 d测定果实的表观、品质和生理指标。贮藏期间以油梨果实出现腐烂为测定终点。

1.3 测定指标

1.3.1 硬度的测定 果实硬度用GY-4数显果实硬度计测定。围绕果实的赤道部位,间隔等距离的3个位置,各削去1小块薄薄的果皮(厚约1 mm),用GY-4型果实硬度计测定各个位置果肉的硬度。每个果实测定3个位置点的硬度,记录测定数据,计算平均值表示果实硬度值。

1.3.2 失重率的测定 用称重法统计重量,失重率计算公式如下:

失重率(%)=[(贮藏前果重-贮藏后果重)/贮藏前果重]×100

1.3.3 腐烂率的测定 用计数法统计腐烂个数,腐烂率计算公式如下:

腐烂率(%)=(腐烂果个数/调查总果数)×100

1.3.4 可溶性固形物的测定 可溶性固形物含量用手持数显式糖度计测定。称取5 g油梨果肉,用6层纱布包裹,挤油梨汁2～3滴置于糖度计测试口上,读取数值。

1.3.5 VC含量的测定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定VC[15];称取2.5 g油梨果肉置于研钵中,在冰浴条件下研磨成浆状,用2%草酸溶液定容至25 mL容量瓶中,吸取10 mL滤液置于三角瓶中,用已标定的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至出现微红色,且15 s不褪色为止,记下染料的用量。同时,以10 mL 2%草酸溶液作为空白按同样方法进行滴定。重复3次。

根据染料的滴定消耗量,以100 g鲜重(FW)样品中含有的抗坏血酸的毫克数表示,即mg/100 g FW。计算公式:

抗坏血酸含量(mg/100 g FW)=[V×(V1-V0)×C]/(VS×W)×100

式中:V1-样品滴定消耗的染料体积,mL;V0-空白滴定消耗的染料体积,mL;C-1 mL染料溶液相当于抗坏血酸的量,mg;VS-滴定时所取样品溶液体积,mL;V-样品提取液总体积,mL;W-样品重量,g。

1.3.6 可溶性蛋白含量的测定 采用考马斯亮蓝法测定VC[16];称取0.5 g油梨果肉,在冰浴条件下研磨成浆状,加入5 mL蒸馏水,于4 ℃、12000×g离心10 min,收集上清液即为可溶性蛋白质提取液,低温保存备用。吸取1.0 mL样品提取上清液,加入5.0 mL考马斯亮蓝G-250溶液,充分混合,放置2 min后在波长595 nm处比色,按照制作标准曲线同样的方法测定吸光度值。重复3次。

根据溶液吸光度值,在标准曲线上查出相应的蛋白质微克数,计算油梨果肉中可溶性蛋白质含量,以每克果蔬组织所含可溶性蛋白质的毫克数表示,即mg/g FW。计算公式:

式中:C-从标准曲线查得的蛋白质的量,μg;V-样品提取液总体积,mL;VS-测定时所取样品提取液体积,mL;W-样品重量,g。

1.3.7 超氧化物歧化酶含量的测定 采用氮蓝四唑法测定[17]。称取5.0 g油梨果肉置于研钵中,加入5.0 mL提取缓冲液,在冰浴条件下研磨成匀浆。将匀浆液全部转入到离心管中,于4 ℃、12000×g离心15 min,收集上清液,低温保存备用。用5支直形玻璃管进行测定,按照50 mmol/L磷酸缓冲液1.7 mL、130 mmol/L甲硫氨酸(MET)溶液0.3 mL、750 μmol/L氮蓝四唑(NBT)溶液0.3 mL、100 μmol/L乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)溶液0.3 mL、20 μmol/L核黄素溶液0.3 mL、酶液0.1 mL顺序加入各种溶液,最后加入核黄素溶液。其中3支为测定管,2支为对照管,以缓冲液代替。混匀后将1支对照管置于暗处,其它各管置于4000 LUX日光灯下反应15 min后,立即取出,置于暗处终止反应。以不照光管做空白参比,于560 nm处分别测定其它各管的吸光度值。显色反应后,分别记录样品管反应混合液的吸光度值(ODS)和照光对照管反应混合液的吸光度值(ODC)。以每分钟每克鲜重(FW)果肉的反应体系对氮蓝四唑(NBT)光化还原的抑制为50%时为一个SOD活性单位(U)表示。

式中:ODC-照光对照管反应混合液的吸光度值;ODS-样品管反应混合液的吸光度值;V-样品提取液总体积,mL;VS-测定时所取样品提取液体积,mL;t-光照反应时间,min;W-样品重量,g。

1.3.8 过氧化物酶的测定 采用愈创木酚法测定[18]。称取5.0 g油梨果肉置于研钵中,加入5.0 mL提取缓冲液,在冰浴条件下研磨成匀浆,于4 ℃、12000×g离心15 min,收集上清液即为酶提取液,低温保存备用。取一支试管,加入3.0 mL 25 mmol/L愈创木酚溶液和0.5 mL酶提取液,再加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液迅速混合启动反应,同时立即开始计时。将反应混合液倒入比色杯中,置于分光光度计样品室中。以蒸馏水为参比,在反应15 s时开始记录,以反应体系在波长470 nm处吸光度值作为初始值,然后每隔1 min记录一次,连续测定,至少获取6个点的数据,重复3次。

记录反应体系在470 nm处的吸光度值,制作OD470值随时间变化曲线,根据曲线的初始线性部分计算每分钟吸光度变化值ΔOD470。然后,以每克鲜重(FW)果肉每分钟吸光度变化值增加1时为1个过氧化物酶活性单位(U),则U=ΔOD470·min-1·g-1FW。计算公式:

式中:ΔOD470-反应混合液的吸光度变化值;Δt-酶促反应时间,min;V-样品提取液总体积,mL;VS-测定时所取样品提取液体积,mL;W-样品重量,g。

1.4 数据处理

采用Excel 2003完成数据计算。如果指标与保鲜效果成正相关:

Zi=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

如果指标与保鲜效果成负相关:

Zi=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

Zi表示某处理某指标的隶属函数值,X表示某指标测定值,Xmin和Xmax分别表示各处理中某一指标的最小值和最大值。把每个处理各指标的隶属函数值进行累加,求其平均值。平均值越大,保鲜效应就越强。

2 结果与分析

2.1 茶多酚处理对油梨硬度的影响

硬度是衡量其品质变化的重要指标之一。由图1可知,随着贮藏时间的延长,不同浓度茶多酚处理的油梨硬度均呈现逐渐下降趋势。当贮藏至12 d时,茶多酚处理的油梨硬度在5.6 kg/cm2以上,对照组果实硬度降低到2.1 kg/cm2,且出现大面积腐烂斑块。茶多酚处理在一定程度上保持了油梨硬度,并有效延缓了果实硬度的降低。贮藏至20 d时,其中2.0%茶多酚处理后油梨硬度最大,为2.9 kg/cm2,明显高于其他处理。由此可见,2.0%茶多酚可有效维持油梨果实硬度,延长果实贮藏时间。

图1 茶多酚浓度对油梨硬度的影响Fig.1 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the hardness of avocado

2.2 茶多酚处理对油梨失重率的影响

油梨在贮藏过程中失重率的变化见图2。油梨果实失重率随着贮藏期延长呈上升趋势。贮藏12 d,对照组果实重量迅速下降,失重率为13.56%。不同浓度茶多酚处理处理对油梨果实失重率均有一定的控制作用,处理20 d,其中2.0%茶多酚处理失重率上升最慢,说明茶多酚处理延缓了油梨失重率增加,其中以2.0%茶多酚处理效果最好。

图2 茶多酚浓度对油梨失重率的影响Fig.2 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the weightlessness rate of avocado

2.3 茶多酚处理对油梨腐烂率的影响

在贮藏期油梨腐烂率的变化如图3所示,贮藏前4 d对照组和处理组均无腐烂,但随着贮藏时间的延长,果实开始出现腐烂病斑,对照组在贮藏8 d后腐烂率为21.45%,之后腐烂率急速上升,贮藏12 d,对照组腐烂率达到82.26%,已失去食用价值。茶多酚处理后明显降低了腐烂率。与1.0%和3.0%茶多酚处理相比,2.0%茶多酚处理后腐烂率上升较慢,贮藏前8 d均未出现腐烂果实,贮藏20 d,腐烂率最小为24.82%。由此可见,不同浓度茶多酚均能延缓果实的腐烂,2.0%茶多酚抑制腐烂效果最好。

图3 茶多酚浓度对油梨腐烂率的影响Fig.3 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the decay rate of avocado

2.4 茶多酚处理对油梨可溶性固形物的影响

图4 茶多酚浓度对油梨可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the soluble solid content of Avocado

贮藏第1 d油梨果实的可溶性固形物含量在5.06%～5.41%,如图4所示,在整个贮藏期间,可溶性固形物含量呈缓慢上升的趋势。前4 d对照组和处理组可溶性固形物含量增加程度基本一致,之后对照组呈现快速上升趋势,在12 d时,对照组可溶性固形物含量达到峰值,为7.12%。茶多酚处理后可溶性固形物含量增加速度较缓慢,贮藏20 d时均达到峰值,其中2%茶多酚处理可溶性固形物含量最大为7.45%,保持了油梨的良好品质。

2.5 茶多酚处理对油梨VC的影响

VC是果蔬的主要营养成分之一,由图5可知,油梨果实中VC含量随贮藏时间延长而增加,其中对照处理VC增加较快,在8 d VC含量最大为39.96 mg/100 g,随之下降。处理组中VC含量呈现先增加后缓慢下降的趋势,2%茶多酚处理VC含量下降最慢,到第20 d,维生素含量仍为40.58 mg/100 g,VC含量明显高于其他处理,保鲜效果最好,这种变化可能是由于因为茶多酚的抑菌性作用,更好维持油梨果实VC含量的变化。

图5 茶多酚浓度对油梨VC含量的影响Fig.5 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the Vitamin C of Avocado

2.6 茶多酚处理对油梨可溶性蛋白的影响

通过图6可知,油梨在贮藏过程中可溶性蛋白含量的变化。对照组可溶性蛋白增加速度较快,在第8 d可溶性蛋白含量最高,为5.78 mg/g,然后开始下降。处理组在贮藏到16 d时可溶性蛋白仍维持在较高水平,其中1.0%茶多酚、3.0%茶多酚处理组随后开始缓慢下降,而2.0%茶多酚处理油梨果实可溶性蛋白仍处于缓慢上升,在贮藏20 d达到最大为6.42 mg/g。由此可知,茶多酚处理可维持油梨果实可溶性蛋白含量,避免果实的营养成分流失。

图6 茶多酚浓度对油梨可溶性蛋白含量的影响Fig.6 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the soluble protein of Avocado

2.7 茶多酚处理对油梨SOD活性的影响

由图7看出,贮藏过程中油梨果实SOD酶活性均呈先升后下降的趋势。对照处理8 d,油梨果实SOD酶活性达到高峰,随后缓慢下降。处理组的SOD酶活性明显高于对照组,在贮藏16 d,2%茶多酚处理SOD酶活性值最大。由此可见,茶多酚处理明显促进油梨果实SOD酶活性,且维持在较高的范围内,有效控制了油梨的腐烂衰老,其中以2%茶多酚效果最好。

图7 茶多酚浓度对油梨超氧化物歧化酶的影响Fig.7 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the SOD activity of avocado

2.8 茶多酚处理对油梨POD活性的影响

由图8可知,在贮藏期间,对照组POD酶活性在第8 d出现峰值,之后迅速下降。茶多酚处理后POD酶活性呈现先上升后下降的趋势,均在第16 d出现峰值,其中2.0%茶多酚处理POD酶活性值最大。由此说明,茶多酚处理能提高油梨果实保护酶过氧化物酶的活性,增强清除自由基的能力,延缓果实的成熟衰老,其中2.0%茶多酚处理能更好的提高过氧化物酶活性。

图8 茶多酚浓度对油梨过氧化酶的影响Fig.8 Effects of different concentrations of tea polyphenols on the POD activity of avocado

2.9 茶多酚处理对油梨保鲜效果的综合评价

本试验采用模糊数学中隶属函数的方法,分别求出吸芽的腐烂率、硬度、失重率、VC、可溶性蛋白、SOD活性、POD活性,然后累加求平均值,即为不同浓度茶多酚对油梨果实的保鲜效果综合测评。不同浓度茶多酚对油梨果实保鲜效果的综合评价如表1所示,2.0%茶多酚处理的综合评价分值为0.666,1.0%茶多酚处理的综合评价分值最小为0.428,综合排序结果为:2.0%茶多酚>3.0%茶多酚>1.0%茶多酚>CK。由此可见,2.0%茶多酚处理对油梨果实保鲜效果明显优于其他处理组。

表1 不同浓度茶多酚处理油梨保鲜效果的综合评价 Table 1 Comprehensive evaluation on the fresh-keeping effect of different concentrations of tea polyphenols on Avocado

3 讨论与结论

油梨是一种呼吸跃变型果实,后熟后迅速失水，表皮皱缩影响外观特性,营养物质流失,品质下降,使贮藏保鲜期缩短。本研究选取不同浓度茶多酚处理油梨果实,以研究其保鲜效果。

茶多酚是一种安全、无毒、环保的天然抗氧化剂[19],近年来,在果蔬保鲜上应用广泛,在延长保鲜期上效果显著,而且可维持良好的营养品质和风味。本研究针对茶多酚对油梨的保鲜效果开展了研究工作,结果表明,茶多酚在延缓油梨保鲜期有一定的效果,本实验选择的浓度中,2.0%茶多酚处理油梨果实保鲜效果最佳,贮藏20 d后,与对照相比,保持油果实硬度和重量,控制溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白的下降,促进超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性,降低腐烂率,同时保持了良好的营养品质,有效延长了油梨贮藏时间。再次证实了茶多酚可延长水果的贮藏保鲜期,近年来,茶多酚的贮藏保鲜作用被广泛应用,黄玉梅研究了茶多酚保鲜液对草莓的保鲜效果,表明30 mg/L茶多酚保鲜液能够有效控制草莓果实腐烂和VC含量降低,明显延长保存时间[20]。张绍珊使用茶叶提取物对采后桃果防腐保鲜效果开展研究,认为茶叶提取物可维持桃果细胞膜的完整性,调节抗病酶活性,延缓采后果实的衰老[21]。邬兆凯开展了茶多酚对鲜切苹果保鲜的影响,得出1 g/L茶多酚溶液对鲜切果的保鲜与抑菌效果最佳[22]。

本研究结果与前人研究结果一致,验证了不同浓度茶多酚处理油梨后,与处理草莓、猕猴桃、桃等保鲜效果相同,明显降低了油梨果实的腐烂率,同时抑制了油梨果实失重率的上升,延缓果实软化速度,也有效保持油梨果实的品质,延缓可溶性固形物含量、VC含量、可溶性蛋白含量的下降,提升了抗氧化酶SOD、POD活性,有效延缓了油梨果肉的腐烂。最后,经隶属函数综合评价分析,2.0%茶多酚处理油梨果实保鲜效果最佳,3.0%次之、1.0%效果最差。综上,不同浓度茶多酚处理均对油梨有一定的保鲜效果,以2.0%茶多酚处理油梨效果最佳,该研究结果为梨贮藏保鲜药剂的筛选和应用奠定基础。