氧化白藜芦醇处理对黄皮果实贮藏特性和采后品质的影响
2024-06-09林育钊冯梦棐陈洪彬蒋璇靓郑金水吴锦雯
林育钊 冯梦棐 陈洪彬 蒋璇靓 郑金水 吴锦雯
关键词:黄皮果实;氧化白藜芦醇;贮藏特性;采后品质
中图分类号:TS255.3 文献标志码:A
黄皮[Clausena lansium (Lour.) Skeels]属于芸香科黄皮属的常绿果树,原产于我国的华南地区[1-4]。黄皮具有果大、果皮薄、果肉厚、果汁多、口感酸甜、风味独特、富含生物活性物质等特点[1-2],还具有降血糖、消痰化气、抗氧化、润肺止咳等功效[3-5],因而深受消费者的喜爱。然而,黄皮果实由于果皮较薄、果肉质地较软,易受到机械损伤或发生腐烂,进而加速果实采后发生果皮褐变、品质劣变与贮藏特性丧失等症状,一般采后2~3 d 便失去其商品价值[1, 3-4]。这些限制因素不利于黄皮果实采后品质保持和远距离运销,也不利于黄皮产业的健康可持续发展。有研究报道,采用程序降温[4]、低温[5]或施保功化学杀菌剂[6]等措施,能稳定黄皮果实的采后品质。然而,这些采后处理方法存在运用成本较高或存在化学残留而危害人体健康、危害环境等问题,因而不适于在黄皮果实采后保鲜的实际运用中进行广泛推广使用。因此,寻找一种安全、环境友好的采后保鲜技术,将有利于增强黄皮果实采后品质及其贮藏特性,延长果实保鲜期。
氧化白藜芦醇(OXY)作为反式二苯乙烯类的天然产物白藜芦醇的2'-羟基化衍生物,是一种重要的天然活性产物[7-8]。在自然界中,OXY 广泛存在于多种植物中,并且在桑科植物中最为普遍,也存在于一些百合科、蔷薇科、禾本科、买麻藤科及豆科等植物中[9]。另外,OXY 具有抗褐变、抗氧化、抗菌、抗炎、抗病毒等功效[7, 9-10]。由于这些良好的医疗保健功效,OXY 在药用保健领域的研究及应用较多,然而在食品保鲜的研究与应用较少[10]。如外源OXY 处理能减缓鲜切马铃薯片[7]、鲜切苹果[8]等褐变的发生,提高其品质水平。然而,目前未见关于外源OXY 处理提高黄皮果实贮藏特性与采后品质的研究报道。因此,本研究以福建省特色的鸡心黄皮果实作为试材,研究外源OXY 处理对黄皮果皮细胞膜透性、褐变指数和褐变度、果实失重率与商品率,果皮过氧化物酶(POD)及多酚氧化酶(PPO)等酚酶活性、总酚含量、色调角h 值和色差L*值,果肉维生素C、可溶性固形物(TSS)、可溶性总糖、可滴定酸(TA)与蔗糖含量等的变化,进而阐明外源OXY 处理对黄皮果实采后贮藏特性、果皮外观品质与果肉营养品质等的影响,旨在为提高黄皮果实的采后贮藏品质及延长果实的贮藏期提供理论依据与指导。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料:鸡心黄皮[Clausena lansium (Lour.)Skeels cv. Jixin]果实采自福建省永春县岵山镇果园,果实成熟度约九成熟。黄皮在采收之后,于当天运至实验室(泉州),挑选色泽一致、大小均一、无损伤、健康的果实。
试剂:氧化白藜芦醇(OXY),购自杭州瑞树生化有限公司;本研究涉及测定果实贮藏特性和采后品质指标的常用化学试剂(化学纯)均购自国药集团化学试剂有限公司。
仪器与设备:CR400 色差仪,日本柯尼卡公司;PRX-450A 型智能人工气候箱,浙江宁波赛福实验仪器有限公司;S230 电导率仪、ME204电子天平、ET18 自动电位滴定仪,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;PAL-1 型手持糖度计,日本株式会社爱宕公司;M200 Pro Infinite 酶标仪,瑞士帝肯公司;GL-20G-Ⅱ型高速冷冻离心机,上海安亭科学仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 果实采后处理预试验:将黄皮果实平均分为5 组(每组设置3 个重复),分别浸泡在浓度为0(CK)、0.1、0.2、0.3 g/L OXY 溶液中30 min,随后取出晾干并装袋,每袋装果50 个,在(25±1)℃和相对湿度为85%下进行贮藏,每2 d 取样测定果皮褐变指数和褐变度。结果发现,在贮藏10 d时,0(CK)、0.1、0.2、0.3 g/L OXY 不同处理组的果皮褐变指数分别为0.957、0.921、0.831、0.884,褐变度分别为0.921、0.913、0.811、0.854。由此可知,0.2 g/L OXY 能保持采后黄皮果实最低的果皮褐变指数与褐变度,进而保持较好的果实采后品质。因此,采用浓度为0.2 g/L OXY 溶液进行后续研究。
在获得最佳的OXY 处理浓度的基础上,将黄皮果实分为2 组(每组3 个重复):(1)对照(CK),在蒸馏水中浸泡30 min;(2)OXY 处理,在0.2 g/LOXY 溶液中浸泡30 min。然后取出晾干、装袋(50个/袋),置于(25±1)℃和相对湿度为85%条件下贮藏,每2 d 取样观察,并测定相关指标。
1.2.2 相关指标测定(1)果皮细胞膜透性。取10 个黄皮果实,用打孔器(直径为5 mm)取出赤道面果皮圆片20 个,参照LIN 等[11]和JIANG等[12]的方法测定果皮的细胞膜透性(%)。
(2)果皮褐變指数和褐变度。取1 袋黄皮果实(50 个),参照JIANG 等[12]和LIN 等[13]的方法评价果皮褐变指数。从10 个黄皮果实中取出2 g果皮,参照LIN 等[13]和孔祥佳等[14]的方法测定果实褐变度,结果以450 nm 波长的吸光值(OD450)表示。
(3)果实商品率和失重率。取出1 袋黄皮果实(50 个),参照LIN 等[11]和郭欣等[15]的方法测定商品率(%)。参照LIN 等[11]的方法测定失重率(%)。
(4)果皮色差L*值和色调角h 值。挑选10个黄皮果实,参照曾玲珍等[16]和王慧等[17]的方法,使用CR400 色差仪对果皮赤道面上的相对4个部位测定L*值及h 值(°)。
(5)果皮总酚含量。从10 个黄皮果实中取出0.5 g 果皮,参照LIN 等[18]的方法测定果皮总酚含量,结果以没食子酸(GA)当量表示(g/kg)。
(6)果皮过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性。从10 个黄皮果实中取出2 g 果皮,参照郭欣等[19]的方法测定果皮POD 活性(U/mg);参照郭欣等[19]和CHEN 等[20]的方法测定果皮PPO 活性(U/mg)。
(7)果皮蛋白质含量。参照BRADFORD[21]的方法进行测定,用牛血清白蛋白作标准曲线。
(8)果肉品质特性。取10 个黄皮果肉,参照LIN 等[11]的方法,用PAL-1 型手持糖度计测定果肉可溶性固形物(TSS)含量(%)。从10 个黄皮果实中取5 g 果肉,参照LIN 等[11]和JIANG 等[12]的方法进行预处理,之后采用ET18 型自动电位滴定仪测定可滴定酸(TA)含量(%)。从10 个黄皮果实中取果肉1 g,参照LIN 等[11]和JIANG等[12]的方法测定果肉维生素C 含量(g/kg)。挑选10 个黄皮果实,取出果肉2 g,参照LIN 等[11]的方法测定果肉可溶性总糖(g/kg)和蔗糖含量(g/kg)。
1.3 数据处理
在本研究中,除测定TSS 含量設置10 次重复外,其余指标均设置3 次重复。使用MicrosoftExcel 2016 软件制图;利用SPSS 22.0 软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 果皮细胞膜透性的变化
细胞膜透性主要用于评价果实细胞膜的损伤水平,也是衡量果实耐贮性的一个重要指标[11-12]。由图1 可知,CK 和OXY 处理组的黄皮果实果皮细胞膜透性均呈快速上升趋势。进一步比较发现,与CK 相比,OXY 处理组具有较低水平的果皮细胞膜透性, 并在贮藏4~10 d 达到显著水平(P<0.05)。在贮藏第10 天时,OXY 处理组的果皮细胞膜透性仅为CK 的75.46%。因此,OXY 处理能减缓黄皮果实采后果皮细胞膜透性的升高,维持较好细胞膜的完整性。
2.2 果皮褐变指数和褐变度的变化
褐变指数和褐变度是评价果实褐变程度的重要指标[13]。如图2A 所示,在贮藏0~10 d,CK 和OXY 处理组的果皮褐变指数迅速上升,并且OXY处理组的果皮褐变指数均低于CK,在贮藏4~10 d极显著(P<0.01)低于CK,在贮藏第10 天时,OXY 处理组的果皮褐变指数为CK 的85.79%。
由图 2B 可知,在贮藏0~10 d,CK 和OXY处理组的黄皮果实果皮褐变度均快速上升。进一步分析可知,与CK 对比,OXY 处理组的果皮褐变度在贮藏期均具有较低水平,并在贮藏第2、8天极显著低于CK(P<0.01),在贮藏第6、10 天显著低于CK(P<0.05)。在贮藏第10 天时,OXY处理组的果皮褐变度是CK 的88.38%。
因此,OXY 处理可减缓黄皮果实采后果皮褐变指数和褐变度的升高,进而延缓果皮褐变的发生。
2.3 果实商品率和失重率的变化
果实商品率是反映健康果实商业可接受程度的重要指标[15]。如图3A 所示,CK 与OXY 处理组的黄皮果实商品率在贮藏0~4 d 均为100%,但从贮藏第4 天开始,却表现出不同的变化趋势。其中,CK 的商品率在贮藏4~10 d 急剧下降,在贮藏第10 天时,其商品率仅为5.33%;而OXY处理组的商品率在贮藏4~6 d 呈缓慢下降,随后快速下降。通过比较发现,OXY 处理的果实商品率在贮藏6~10 d 均高于CK,并在贮藏第8 天显著高于CK(P<0.05),在贮藏第10 天呈极显著水平(P<0.01)。
果实在贮藏期间常因蒸腾作用失去水分,导致果实重量减轻而降低了果实的商品价值[11, 15]。如图3B 所示,CK 与OXY 处理组的果实失重率在贮藏0~10 d 均快速上升。进一步分析可知,在贮藏0~10 d,OXY 处理组的失重率均低于CK,并且在贮藏第6、10 天呈显著水平(P<0.05),在贮藏第8 天呈极显著水平(P<0.01)。在贮藏第10天时,OXY 处理组的失重率仅为CK 的85.42%。
因此,OXY 处理可以减缓采后黄皮果实商品率的下降与失重率的上升。
2.4 果皮色差 L*值和色调角h 值的变化
色泽是评价果实外观品质的重要指标,常用L*值表示色泽的明亮程度(数值越大表示越鲜亮),色调角h 值表示不同的颜色[15-16]。采后黄皮果实果皮的颜色由淡黄色逐渐变成棕黄色,之后向黄褐色、褐色转变。在贮藏0~10 d,CK 与OXY处理组的黄皮果皮L*值(图4A)与h 值(图4B)均快速下降,并且OXY 处理组均保持在较高水平。进一步比较发现,在贮藏4~8 d,OXY 处理组的果皮L*值均极显著高于CK(P<0.01);在贮藏第8 天OXY 处理组的果皮h 值极显著高于CK(P<0.01),在贮藏第10 天显著高于CK(P<0.05)。在贮藏第10 天时,OXY 处理组的果皮L*值和h值分别是CK 的1.05 倍和1.07 倍。综上,OXY处理能有效延缓采后黄皮果实果皮L*值和h 值的降低,进而保持较好的果皮外观色泽。
2.5 果皮总酚含量的变化
总酚是一种酚类物质,其含量的变化与褐变有关,而保持较高的总酚含量,可以延缓果皮发生褐变[11, 20]。如图5 所示,在贮藏0~10 d,CK与OXY 处理组的黄皮果实果皮总酚含量均快速下降。进一步对比可知,OXY 处理组的总酚含量在贮藏期均高于CK,并在贮藏8~10 d 显著高于CK(P<0.05),并且在贮藏第10 天时,OXY 处理组的果皮总酚含量是CK 的1.11 倍。因此,OXY处理可以延缓采后黄皮果实果皮总酚含量的降低,从而维持较好的果皮外观品质。
2.6 果皮 POD 和PPO 活性的变化
果皮褐变的发生常涉及酚酶(POD 或PPO)所诱导的酶促褐变反应,较低的PPO 和POD 活性可以减少果皮褐变的发生[13, 22]。由图6A 可知,CK 和OXY 处理组果实果皮的POD 活性在贮藏0~2 d 均急剧上升,CK 的POD 活性在2~8 d 逐渐下降,8~10 d 快速上升;而OXY 处理组的果皮POD 活性在2~6 d 快速下降,6~8 d 略有降低,随后快速上升。与CK 相比,OXY 处理组果实具有较低水平的果皮POD 活性,并在贮藏4~10 d 显著高于CK(P<0.05)。
由图 6B 可得,CK 的果皮PPO 活性在贮藏0~8 d 急剧上升,8~10 d 快速下降。OXY 处理组的果皮PPO 活性在贮藏0~2 d 快速上升,2~4 d缓慢下降,4~8 d 急剧提升,而8~10 d 快速下降。通过比较可知,在贮藏4~10 d,OXY 处理组的果皮PPO 活性均低于CK,且在贮藏6~10 d 显著高于CK(P<0.05)。
因此,OXY 处理能有效维持采后黄皮果实较低水平的果皮POD 和PPO 活性。
2.7 果肉 TSS、TA 和维生素C 含量的变化
TSS、TA 和维生素C 是果实重要的营养成分和风味物质,常用来评价果实的品质[10]。由图7A可知,在贮藏0~10 d,CK 果實的果肉TSS 含量呈逐渐下降的趋势。而OXY 处理组的果肉TSS含量在贮藏0~2 d 快速提高,2~10 d 逐渐下降。进一步对比可知,在贮藏期,OXY 处理组的果肉TSS 含量均高于CK,并且在贮藏第2~6 天和第10 天极显著高于CK(P<0.01)。在贮藏第10天时,OXY 处理果实的果肉TSS 含量是CK 的1.26 倍。
由图 7B 可知,CK 的果肉TA 含量在贮藏0~2 d 快速下降,随后呈缓慢下降趋势。而OXY 处理组的果肉TA 含量在贮藏0~2 d 略有上升,随后持续下降。通过对比分析可知,OXY 处理组的果肉TA 含量在贮藏期均高于CK,并且在贮藏第2、10 天极显著高于CK(P<0.01),在贮藏4~6 d 显著高于CK(P<0.05)。在贮藏第10 天,OXY 处理组的果肉TA 含量是CK 的1.40 倍。
由图 7C 可知,在贮藏0~10 d,CK 和OXY处理组的黄皮果肉维生素C 含量均急剧下降。OXY 处理的果肉维生素C 含量均高于CK,且在贮藏6~8 d 极显著高于CK(P<0.01)。在贮藏第10 天,OXY 处理组与CK 的果肉维生素C 含量分别比0 d 下降了36.53%和40.91%。
因此,OXY 处理能维持采后黄皮果实较高水平的果肉TSS、TA 和维生素C 含量,从而保持较好的果肉营养品质。
2.8 果肉可溶性总糖和蔗糖含量的变化
糖(如蔗糖或可溶性总糖)含量的高低与果实的风味、品质等密切相关[10, 15]。由图8A 可知,在贮藏期间,CK 和OXY 处理组的黄皮果实果肉可溶性总糖含量均快速下降,而OXY 处理组维持在较高水平。通过分析可得,在贮藏6~8 d,OXY处理组显著高于CK(P<0.05),在贮藏第10 天极显著高于CK(P<0.01)。在贮藏第10 天,OXY处理组的果肉可溶性总糖含量是CK 的1.89 倍。
由图 8B 可知,在贮藏0~10 d,CK 和OXY处理组的黄皮果肉蔗糖含量均呈快速下降趋势,与CK 相比,OXY 处理组的果肉蔗糖含量均保持较高水平。进一步分析可知,在贮藏期8~10 d,OXY 处理组的果肉蔗糖含量显著高于CK(P<0.05)。在贮藏第10 天时,OXY 处理组的果肉蔗糖含量是CK 的3.20 倍。
因此,OXY 处理能维持采后黄皮果实果肉较高的可溶性总糖和蔗糖含量,进而提高果肉营养品质。
3 讨论与结论
果皮褐变和失水是黄皮果实采后品质劣变最常见的症状[4]。而果实组织细胞膜结构完整性的缺失是导致其发生褐变和失水的重要因素,这在龙眼[11]、荔枝[12]等果实上已经得到了证实。本研究发现,OXY 处理能维持采后黄皮果实较低的果皮细胞膜透性,维持黄皮果实较好的细胞膜结构的完整性,保持较低的褐变指数和褐变度、较高的果实商品率和较低的失重率,进而保持果实较好的贮藏特性,这与姜雪等[10]采用外源OXY 处理荔枝果实上的研究结果一致。
为了避免发生酶促褐变,通常果实组织液泡中的酚类物质(如总酚)与位于细胞膜、细胞质、叶绿体等质体中的酚酶是分离的,但是果皮细胞受损或细胞区室化结构被破坏,将促进酚酶和酚类底物之间的接触,进而诱发酶促褐变[13]。本研究发现,与CK 相比,OXY 处理组在贮藏期具有较高的果皮总酚含量、L*值和h 值,较低的POD活性、褐变指数和褐变度;在贮藏4~10 d 具有较低的PPO 活性。因此认为,OXY 处理可通过降低黄皮果皮PPO 和POD 活性,减缓总酚氧化降解,从而减缓果皮褐变而保持其外观品质。这与陈春等[8]在鲜切苹果上的研究结果一致。王锋等[22]在甜樱桃的研究结果表明,外源褪黑素处理可以延缓POD 和PPO 活性的上升,保持较高的多酚含量,抑制甜樱桃果实褐变的发生;杨菊等[23]研究发现,外源抗坏血酸可以延缓采后香蕉果皮褐变的发生;LIN 等[24]在龙眼果实上的研究表明,采用外源没食子酸丙酯处理可以延缓采后龙眼果实褐变并增强其耐贮性,以上研究结果与本研究结果相似。
此外,姜雪等[10]在荔枝上的研究结果表明,OXY 处理可以提高采后荔枝果实的营养物质如TSS、TA、维生素C 和可溶性糖的含量,这与本研究结果一致。蒋璇靓等[25]在余甘子上的研究表明,褪黑素处理可以维持采后余甘子果肉较高的TSS、维生素C、TA 含量从而保持其果肉营养品质,这与本研究结果类似。
综上所述,0.2 g/L OXY 处理能维持采后黄皮果实较低的果皮细胞膜透性、褐变指数和褐变度,维持较高的果实商品率和较低的失重率,进而保持果实较好的贮藏特性;OXY 处理还能维持采后黄皮果实较高的果皮L*值、h 值和总酚含量,而维持较低的果皮POD 与PPO 活性,从而保持较好的果皮外观色泽与品质;另外,OXY 处理也能保持采后黄皮果实较高的果肉TSS、TA、维生素C、可溶性总糖和蔗糖含量,进而稳定较好的果肉营养品质。因此,外源OXY 能作为一种安全的采后保鲜方法以提升黄皮果实的贮藏特性和采后品质,进而延长果实采后贮藏期。