不同成熟期壶瓶枣贮藏期间主要活性成分含量的变化

2022-05-13冯志宏冯云芳高振峰王如福

西华大学学报（自然科学版） 2022年3期

冯志宏，冯云芳，高振峰，王如福

（山西农业大学食品科学与工程学院,山西太原 030031）

枣（Zizyphus jujuba Mill.）作为我国一种特有的高品质功能型果品，富含蛋白质、脂肪、糖类、酚类、维生素和环磷酸腺苷等营养成分[1−3]，具有抗癌、抗氧化、抗炎、护肝、免疫刺激、护肠、抗焦虑、防止肥胖和抑菌等生物活性[4]。山西太谷“壶瓶枣”是中国十大名枣之一，以其丰富的营养价值、独特的功能特性，作为一种药食两用的同源食品而广受关注。然而，壶瓶枣产业面临的裂果、产能过剩等主要问题一直未能得以解决。据统计，一般年份枣裂果损失在35 %左右，多雨年份损失可达85 %以上。另外，枣果的开发利用多以全红果为主，其他成熟期认识不足。枣果采收利用期仍局限于红果期，多在雨季，易裂果。因此，加强对不同成熟期枣果实的开发利用，一定程度上可以避免裂果和减轻产能过剩压力。

食品短缺已成为过去，未来只有高品质农产品才能拥有市场，这对农产品提质增效，特别是功能型果品供应提出了更高要求。因此如何保持不同成熟期枣果的活性成分是采后的一个主要问题。迄今为止，已有较多研究表明，在采后贮藏加工中果品[5−9]、果饮[10−11]、蔬菜[12−15]、食用菌[16]、中药材[17]等的活性成分含量均有不同程度的损失。毕平等[18]比较了自然干制和人工干制对VC含量的影响，结果表明：人工干制较自然干制能够更有效地保持板枣和金丝小枣中的VC含量。董福等[19]研究认为：低温有利于减缓凌枣贮藏期间各类抗氧化成分含量及DPPH 自由基清除能力的下降。王欢等[20]研究发现：充氮包装处理，能够减少活性成分环磷酸腺苷(cAMP) 的损失，较好地维持了骏枣干枣的品质。

尽管近年来国内外学者对枣果的化学成分及生物活性进行了相关研究，但仍存在一些问题：目前有关壶瓶枣生长成熟和贮藏过程中活性成分变化规律还较为模糊，不仅使人们很难把握高品质枣采收时间，而且导致许多活性成分难以保持和高效合理利用，在一定程度上限制高品位功能产品的开发，因此，系统研究枣果采后活性成分的保持对于后期深入了解枣果功能特性、进行功能食品开发及提高加工制品保健作用具有重要意义。

壶瓶枣作为山西的一种特色功能食品，富含多种活性成分，掌握不同成熟期壶瓶枣果实贮藏过程中的多糖、黄酮、多酚、三萜、核苷等活性成分含量和抗氧化活性变化规律，寻求适宜的贮藏保护方式，对合理开发利用这些活性成分具有重要意义。在前人研究基础上，本研究拟以壶瓶枣为研究对象，通过采用二氧化氯（公认的绿色防腐保鲜剂）和鲜枣保鲜剂（自主研发）处理，以腐烂率不高于10 %为贮藏时间极限评价阈值，来确定壶瓶枣不同成熟期枣果的最佳贮藏方式和贮藏时间极限，明确壶瓶枣不同成熟期果实中5 类活性成分化合物（多糖类、多酚类、黄酮类、三萜类和核苷类）的高含量时期，对高含量成熟期果实中的变化规律进行分析，旨在为枣果贮藏过程中功能品质的控制提供理论参考和为不同成熟期果实活性成分的高效利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验以绿果（S1）、白果（S2）、圈红果（S3）、半红果（S4）、全红果（S5）五个阶段的山西太谷壶瓶枣为试材，采自山西农业大学（山西省农业科学院）果树研究所国家枣资源圃，具有相同树龄（15 a）和田间管理的三株壶瓶枣树，采收时间分别在2019 年8 月至9 月盛花期后43、63、72、82和89 d，采后立即运回实验室。剔除机械伤、病虫害果后进行贮藏试验。

苯酚、硫酸、葡萄糖、乙醇、没食子酸、NaNO2、AlNO3、NaOH、芦丁、齐墩果酸、腺苷、Trolox、Vc，阿拉丁；二氧化氯，山西亚森实业股份有限公司。鲜枣保鲜剂（主要成分：赤霉素、柠檬酸、抗坏血酸）和保鲜袋（0.015 mm 厚度的PE 膜）均为自主研发。

1.2 仪器与设备

二氧化氯气化机YS-1，山西亚森实业股份有限公司；UX620H 电子天平，日本岛津有限公司；SP-2500 型双光束紫外可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司；DSA50 超声仪，福州德森精工有限公司；Biofuge stratos 高速冷冻离心机，美国热电公司。

1.3 贮藏方法

1）对照（CK）：即商业贮藏，不做保鲜剂处理，将挑选的不同成熟期的枣果转入内衬有打孔薄膜袋的塑料周转箱中，挽口，贮藏于（0±1）℃下。

2）二氧化氯（ClO2）：将挑选的不同成熟期的枣果转入内衬有打孔薄膜袋的塑料周转箱中，保鲜袋敞口，之后移入密闭室（室温 20℃），进行二氧化氯（20 mg/L）气体熏蒸处理30 min。然后将枣果转入冷库降温，待果实中心温度降至2 ℃时，挽口后，贮藏于（−1±0.2）℃下。

3）鲜枣保鲜剂（Jujube Preservative，JP）：将挑选的不同成熟期的枣果进行鲜枣保鲜剂浸泡处理1 min，沥水后将枣果转入冷库降温、吹干，待果实中心温度降至2 ℃时，将枣果转入内衬有打孔薄膜袋的塑料周转箱中，挽口后，贮藏于（−1±0.2）℃下。

每处理3 个重复，每重复5 kg。

1.4 指标测定

1.4.1 多糖、总三萜和核苷含量的测定

样品液的制备：精确称取鲜枣果肉10 g（精确至0.001 g），放入250 mL 蓝盖瓶中，加入200 mL去离子水，于50 ℃、40 W、40 Hz 条件下超声提取30 min，然后用滤纸过滤，并用去离子水定容至250 mL，摇匀备用。

多糖的测定：准确量取样品液1 mL，参照杨军等[21]描述的苯酚-硫酸法进行标准曲线绘制和样品多糖含量测定。所得不同浓度葡萄糖标液和吸光度线性回归方程为：y=0.6755x+0.0298（R2=0.9994）。

总三萜的测定：准确量取样品液1 mL，参照Guo 等[22]的方法进行齐墩果酸标准曲线绘制和样品总三萜含量测定。所得不同浓度齐墩果酸标准曲线方程为：y=0.0128x−0.0379（R2=0.9999）。

核苷的测定：准确量取样品液1 mL，参照马艳等[23]的方法进行腺苷标准曲线绘制和样品核苷含量测定。所得不同浓度腺苷与吸光度标准曲线回归方程为：y=0.0009x−0.0009（R2=0.9993）。

1.4.2 多酚和总黄酮含量的测定

样品液的制备：称取鲜枣果肉10 g，放置于锥形瓶中，用200 mL 无水乙醇溶解，于50 ℃、40 W、40 Hz 条件下超声提取30 min，滤纸过滤，并用无水乙醇定容于200 mL。

多酚的测定：准确量取样品液1 mL，参照袁晓春[24]中的描述的Folin-ciocalteu 法进行标准曲线绘制和样品多酚测定。所得不同浓度没食子酸标准曲线回归方程为：y=0.0982x−0.0103（R2=0.9991）。

总黄酮的测定：准确量取样品溶液1 mL，参照刘玉明等[25]的NaNO2-AlNO3-NaOH 比色法，进行标准曲线绘制和样品总黄酮含量测定。所得标准曲线回归方程为：y=1.1229x−0.0107（R2=0.9990）。

1.4.3 腐烂率

腐烂率=腐烂枣果个数÷总枣果个数×100%。

1.5 数据分析

采用Excel 2010进行数据整理，Sigmaplot 10.0 制作柱形图。使用SPSS 17.0 软件中的Duncan法进行多组样本间差异显著性分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 壶瓶枣果实成熟期活性成分含量变化情况

图1 所示，不同成熟期壶瓶枣果实中多糖、多酚、总黄酮、总三萜和核苷含量测定结果表明：多糖、多酚、总黄酮、总三萜和核苷分别以全红果S5、白果S2、绿果S1、全红果S5 和白果S2 含量较高，而圈红S3 和半红果S4 中的含量则相对较低，说明壶瓶枣成熟初期或后期有利于上述活性成分积累。

图1 不同成熟期壶瓶枣多糖（a）、多酚（b）、总黄酮（c）、总三萜（d）、核苷（e）含量的变化情况

2.2 不同成熟期壶瓶枣果实的腐烂率分析

枣果耐贮性差，采后腐烂是影响枣果后期加工的主要因素。从生产损耗成本讲，本文以腐烂率低于10 %为贮藏时间评价阈值，对不同成熟期枣果进行贮藏时间试验后发现：在商业贮藏（CK）条件下，5 种不同成熟期枣果中以绿果和白果较耐贮藏，在贮藏60 d 时腐烂率仍低于10 %；其次为圈红果可有效贮藏45 d，而以半红和全红果贮藏效果较差，仅可有效贮藏15 d（见表1）。

表1 不同处理对不同成熟期壶瓶枣果实腐烂率的影响

壶瓶枣经ClO2和JP 处理后发现，在贮藏60 d期间，不同保鲜剂对不同成熟期壶瓶枣的保鲜效果不同。贮藏前期（0～30 d），5 个不同成熟期的枣果，仅全红果S5 在商业贮藏（CK）条件下，出现了2.3 %的腐烂果，其他不同成熟期、不同贮藏时间的壶瓶枣并未发现腐烂症状；贮藏至45 d 时，仅对照组和ClO2处理组壶瓶枣均部分出现腐烂率，且与对照相比，ClO2处理显著抑制了壶瓶枣的腐烂，而鲜枣保鲜剂（JP）处理组并未出现腐烂。一方面说明成熟期越高，越易发生腐烂，贮藏时间越短；另一方面说明ClO2和JP 处理可有效延缓不同成熟期枣果贮藏期间的腐烂发生；贮藏至60 d 时，不同成熟期、不同处理条件下的枣果均表现出腐烂症状。其中商业贮藏（CK）最为严重，由S1 到S5 的腐烂率分别是6.7 %、8.1 %、17.9 %、25.4 %和45.8 %，可以看出，成熟度越高，腐烂率越高、贮藏性越差。ClO2和JP 处理不同程度地抑制了壶瓶枣枣果的腐烂。以全红果S5 为例，贮藏60 d 时，CK、ClO2和JP 处理的枣果腐烂率分别为45.8%、24.6%和7.2%，可以看出，其中鲜枣保鲜剂（JP）保鲜效果最好，ClO2次之（见表1）。

另外，根据贮藏情况和经济效益，枣果腐烂率大于10%，即可终止贮藏，尽快进入加工处理环节，以免造成更大的经济损失。因此得出，商业贮藏（CK）条件下，S1 到S5 的最大贮藏期分别为60 d、60 d、45 d、30 d、30 d；ClO2处理条件下，S1 到S5 的最大贮藏期分别为60 d、60 d、45 d、45 d、45 d；鲜枣保鲜剂（JP）条件下，S1 到S5 的最大贮藏期均为60 d。

2.3 不同保鲜处理对贮藏期间壶瓶枣果实中主要活性成分含量的影响

2.3.1 ClO2和JP 对壶瓶枣（S5）多糖含量变化的影响

多糖是枣果中具有重要生物功能的有效成分，营养保健价值很高。它不仅可以消除体内的氧自由基，还具有抗衰老、抗补体活性和促进淋巴细胞增殖等功能[26−27]。如图2 所示，贮藏初期，壶瓶枣中的多糖含量保持平稳，随着贮藏时间的延长，壶瓶枣中的多糖含量逐渐下降。贮藏至45 d 时，商业贮藏（CK）因枣果腐烂率超过10 %，不做进一步测定。与前者相比，ClO2和JP 处理仍能够较好地控制枣果腐烂率，且还能延缓枣中多糖含量的减损。贮藏至60 d 时，仅有JP 能够更好地保持枣果多糖的利用价值。

图2 不同处理对壶瓶枣多糖含量变化的影响

2.3.2 ClO2和JP 对壶瓶枣（S2）多酚含量变化的影响

多酚是一种在植物性食物中发现的、具有潜在促进健康作用的化合物。多酚的抗氧化功能可以对一些慢性病（如心血管病，癌症和衰老）起到预防作用[28−29]。在枣果采后贮藏保鲜期间，低温能够延缓多酚类化合物含量的下降，保鲜剂ClO2和JP 加以辅助，对于枣果中多酚的保持，起着积极的作用。如图3 所示，ClO2和JP 处理的枣果，其多酚含量高于同时期的单纯低温贮藏。ClO2和JP 两者相比，JP 对枣果的多酚含量的保持效果更好。

图3 不同处理对壶瓶枣多酚含量变化的影响

2.3.3 ClO2和JP 对壶瓶枣（S1）总黄酮含量变化的影响

黄酮类化合物（flavonoids）广泛存在于自然界的植物中，属植物次生代谢产物，是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物，在植物的生长、成熟、开花、结果以及采后抗菌防病等方面起着重要的作用[30]。如图4 所示，从整个贮藏期间总黄酮含量变化来看，所有处理均呈现出先上升后下降的变化趋势，而且处理之间并无明显差异。

图4 不同处理对壶瓶枣总黄酮含量变化的影响

2.3.4 ClO2和JP 对壶瓶枣（S5）总三萜含量变化的影响

三萜类化合物是枣果的主要活性成分之一，具有抑菌、护肝、提升白细胞、抑制癌细胞以及增强肌体免疫力等重要生理功能[31−32]。由ClO2和JP 对S5 壶瓶枣果实总三萜含量变化的影响（图5）可以得知，枣果中总三萜贮藏期间，随着贮藏时间的延长，总三萜含量逐渐下降，其中对照下降最快，ClO2和JP 次之。ClO2和JP 相比，JP 处理不仅较好地延长了壶瓶枣的保鲜期，而且总三萜含量的整体水平高于ClO2。

图5 不同处理对壶瓶枣总三萜含量变化的影响

2.3.5 ClO2和JP 对壶瓶枣（S2）核苷含量变化的影响

核苷是具有广泛生理活性的一类水溶性成分，包括核苷酸、核苷及其衍生物，在抗肿瘤、抗病毒方面具有独特的作用[33−34]。由图6 可知，壶瓶枣采后贮藏期间，各处理的核苷含量均表现出整体逐渐下降的趋势，下降幅度由大到小为CK>ClO2>JP。相比CK，ClO2和JP 较好地保持了核苷含量，差异显著。ClO2和JP 相比，后者对于壶瓶枣核苷含量的维持，明显优于前者，存在显著差异。

图6 不同处理对壶瓶枣核苷含量变化的影响

3 讨论

本研究在明确壶瓶枣活性成分高含量成熟期的基础上，以活性成分高含量时期枣果为试验材料，重点对其贮藏期间的活性成分含量变化进行了较为系统的研究，旨在明确壶瓶枣各活性成分采后贮藏期间的较优开发利用时间点，促进该资源的高效开发和提升功能产品品质。

以腐烂率不高于10 %为贮藏极限，对壶瓶枣不同成熟期果实在不同贮藏方式下的贮藏时间进行分析后发现：绿果S1 和白果S2 在3 种贮藏方式下的极限均为60 d；圈红果S3、半红果S4 和全红果S5 在JP 处理方式下均可有效贮藏60 d，而在对照和ClO2处理下则分别均可有效贮藏30 d 和45 d。研究结果同张顺和等[35]（−1 ℃条件下ClO2处理的初红冬枣贮藏60 d 时腐烂率达10 %）、金童等[36]（4 ℃条件下ClO2处理的全青冬枣贮藏10 d 时腐烂率高达14 %）的研究结果存在一定差异，说明不同处理方式、不同品种、不同成熟度之间的贮藏特性存在明显差异。

对活性成分含量进行分析后发现：5 种活性成分含量均随着贮藏时间的延长呈现逐渐下降趋势；3 种贮藏方式中以JP（主要成分：赤霉素、柠檬酸、抗坏血酸）处理方式对5 种活性成分的保持效果最好。研究结果同刘慧等[37−38]的研究结果基本一致。

虽然本研究对壶瓶枣不同成熟时期枣果的贮藏极限、5 种活性成分的含量变化规律以及贮藏方式进行了较为系统分析，但5 种活性成分的生物活性、同其他品种之间的差异、贮藏方式的中试、生产推广应用效果等还需进一步深入研究。