采后涂膜處理對山竹果殼細(xì)胞代謝物和果肉品質(zhì)的影響*

于立梅，劉朝霞，吳杰

1(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州，510225)2(廣東檢驗檢疫技術(shù)中心，廣東廣州，510623)3(吉林中糧生化科技有限公司，吉林長春，130118)

山竹(Garcinia mangostana L)，又稱倒捻子、鳳果或莽吉柿，為藤黃科藤黃屬的一種間雜交的異源多倍體果樹，原產(chǎn)于印度尼西亞和馬來西亞，是一種典型的熱帶水果，主要分布于泰國、越南、馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓等東南亞國家。其香幽氣爽，滑潤而不膩滯，與榴蓮齊名，號稱“果中皇后”［1－2］。山竹果重55～75 g，果肉白色透明，果實可食部分占29% ～45%，果皮表皮紫褐色，厚度為0.8～1.1 cm，占單果鮮重的52% ～68%［1］。研究表明，山竹果殼提取物具有抗氧化、抗衰老、抗癌、抗菌、降血壓和預(yù)防心腦血管疾病等活性［3］。

由于山竹采后極易出現(xiàn)果皮木質(zhì)化和褐變，影響山竹果肉營養(yǎng)價值和果皮生物活性。采后果實木質(zhì)化是一個非常復(fù)雜的過程，包括質(zhì)地變化相關(guān)的物質(zhì)如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等的變化情況和與此有關(guān)的生理生化反應(yīng)。木質(zhì)素以酚類物質(zhì)為前體，在體內(nèi)經(jīng)過一系列酶的催化聚合成木質(zhì)素。細(xì)胞壁中多糖含量的變化可直接反應(yīng)纖維素、半纖維素的沉積，丙二醛和活性氧的積累是衰老的重要標(biāo)志［4］，它們的變化都在一定程度上影響木質(zhì)化進程，進而影響山竹果肉的品質(zhì)。對于山竹果皮木質(zhì)化對果肉的影響研究未見報道，因此本研究以山竹果實為材料，主要探討涂膜常溫貯藏處理方式(1%殼聚糖和1%海藻酸鈉)對山竹果殼細(xì)胞代謝物及果肉品質(zhì)的影響，為進一步闡述山竹果木質(zhì)化形成機理和果肉保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山竹，購自海南山竹種植園，羥胺鹽酸、對氨基苯磺酸、α-萘胺、丙酮、TiCl4、鹽酸、氨水、TCA(三氯乙酸)、TBA(硫代巴比妥酸)、蒽酮、乙酸乙酯、硫酸、沒食子酸(Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO)、福林試劑(Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO)、NaNO2、Na2CO3、H2O2、殼聚糖、海藻酸鈉。

1.2 實驗方法

1.2.1 原材料處理

選取無機械損傷、無病蟲害、大小均勻、果形端正一致、著色面積相近、成熟度一致的優(yōu)質(zhì)山竹果實。挑選結(jié)束后，立即將山竹運回實驗室。在室溫下用風(fēng)扇吹干果殼表面的水滴，隨機分成3組，用不同的保鮮劑及方法(表1)進行處理后，用厚度為0.02 mm的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜保鮮袋包裝，每袋35個，重復(fù)5次。把包裝好的山竹裝入塑料筐中，避光貯藏，每3天每組隨機取樣，將果肉和果皮分離，果皮粉碎后進行相關(guān)指標(biāo)的測定。

表1 試驗材料的預(yù)處理Table 1 The pretreatment of the test material

參照王愛國［5］的方法。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:取7支試管，分別加入100 nmol/mL NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液 0，0.1，0.2，0.3，0.4 ，0.5，0.6 mL，再加入0.05 mol/L pH 7.8磷酸鈉緩沖液0.9 mL和10 mmol/L羥胺鹽酸溶液0.1 mL，最后用蒸餾水定容到2 mL，搖勻，在25℃下保溫反應(yīng)20 min。取出后分別加入1.0 mL 17 mmol/L的對氨基苯磺酸和1.0 mL 7 mmol/L的α-萘胺溶液，混勻后再于25℃下保溫20 min進行顯色反應(yīng)，在波長530 nm處吸光度值。以吸光度值為縱坐標(biāo)、超氧陰離子的物質(zhì)的量(nmol)為橫坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

樣品的測定:稱取2.0 g山竹果殼，加10 mL 0.05 mol/L的磷酸鈉緩沖液(pH7.8)，在冰浴條件下研磨勻漿，于5 000 r/min、4℃離心20 min。收集上清液按照標(biāo)準(zhǔn)曲線方法進行測定。以每分鐘每克山竹果殼(鮮重)產(chǎn)生的超氧陰離子的物質(zhì)的量作為超氧陰離子的產(chǎn)生速率。

1.2.3 H2O2含量的測定

參照林植芳［6］的方法。取1.0 g山竹果殼，按樣品與提取劑1∶1(g∶mL)的比例加入冷丙酮和少許石英砂，研磨成勻漿后，以離心10 min，棄殘渣，上清液為樣品提取液。取l mL提取液，加入0.1 mL 20%TiCl4的濃HCl和0.2 mL濃氨水。生成的過氧化物-Ti復(fù)合物用5 000 r/min離心10 min，沉淀再用丙酮懸浮洗滌5次以減少色素干擾。最后將沉淀溶于3 mL 2 mol/L H2SO4中，于波長410 nm處測定吸光值。以丙酮做空白參比，重復(fù)3次。按同樣的方法制作H2O2標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 丙二醛含量的測定

參考Heath等［7］的方法。稱取3.000 g山竹果殼，加入30 mL 10%的三氯乙酸研磨至勻漿。勻漿在4 000 r/min離心10 min，上清液為樣品提取液。吸取離心的上清液2 mL(對照加2 mL蒸餾水)加入2 mL 0.6%的硫代巴比妥酸溶液，混合物于沸水浴上反應(yīng)20 min，迅速冷卻后再以4 000 r/min離心10 min。取上清液測定450，532和600 nm波長下的吸光度值。重復(fù)3次。

1.2.5 可溶性糖含量的測定

采用蒽酮-比色法［9］。

1.2.6 總酚(TPC)的測定

參照福林-肖卡法［8］。

1.2.7 VC含量的測定

采用2，6-二氯酚靛酚滴定法。

1.2.8 腐爛指數(shù)的測定

參考芮懷瑾等［10］的方法。將果實按腐爛面積大小分為4級。0級，無腐爛;1級，腐爛面積小于果實面積的10%;2級，腐爛面積占果實面積的10% －30%;3級，腐爛面積大于果實面積30%。按下式計算腐爛指數(shù):

1.2.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

每個試驗均重復(fù)3次。結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。應(yīng)用SPSS11.5軟件(SPSS Inc.，Chicago，IL，USA)進行方差和差異顯著性分析，P＜0.05表示顯著，P＜0.01表示極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 采后涂膜處理對山竹果殼超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響

圖1 采后涂膜處理對山竹果殼超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響Fig.1 The effect of postharvest coating treatments onproduction rate of pericarp of Mangostana

果蔬組織在采后貯藏過程中會產(chǎn)生超氧陰離子，超氧陰離子在相關(guān)酶的催化作用下形成H2O和O2，一起參與木質(zhì)素前體的交聯(lián)和聚合作用，提高植物組織木質(zhì)化程度［11］。不同采后處理山竹果殼超氧陰離子產(chǎn)生速率如圖1所示。不同處理方式·產(chǎn)生速率大小，3種處理下果殼超氧陰離子產(chǎn)生速率隨著貯藏期的延長均呈上升趨勢。貯藏前山竹果殼·產(chǎn)生速率為3.19 nmol/g(g鮮重·min)，第15天時，常溫、殼聚糖涂膜和海藻酸鈉涂膜3個處理的·產(chǎn)生速率分別為15.87、12.22、9.43 nmol/(g鮮重·min)。經(jīng)差異顯著性分析，9～15 d時，3個處理兩兩之間都具有差異顯著性(P＜0.05)。上述表明，2種涂膜常溫處理與對照常溫比較，均能在一定程度上減少超氧陰離子的產(chǎn)生，降低其在組織中的積累，其中以1%海藻酸鈉涂膜處理的效果最為明顯。

2.2 采后涂膜處理對山竹果殼H2O2積累的影響

果蔬體內(nèi)積累的H2O2可以直接或間接地導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化損害，加速細(xì)胞的衰老和解體。如圖2所示，貯藏前山竹果殼H2O2含量為3.19 mmol/g鮮重，不同處理方式下，山竹果殼H2O2含量隨著貯藏期的延長均呈上升趨勢。第15天時，常溫、殼聚糖、海藻酸鈉3個處理的H2O2含量分別為1.43、1.34和 1.29 mmol/g鮮重，分別是初始含量的162.5%、152.3%和146.6%。經(jīng)差異顯著性分析，第3天時，常溫處理與海藻酸鈉處理之間差異性不顯著，第3～9天，殼聚糖處理與海藻酸鈉處理之間差異性顯著，涂膜處理與海藻酸鈉處理之間差異性顯著(P＜0.05)。上述結(jié)果表明，涂膜處理可以明顯減少H2O2的含量，降低其在組織中的積累。

圖2 采后涂膜處理對山竹果殼H2O2積累的影響Fig.2 The effect of postharvest coating treatments on H2O2content of pericarp of Mangostana

2.3 采后涂膜處理對山竹果殼丙二醛含量的影響

丙二醛(malondialdehyde，MDA)是植物衰老過程中膜脂過氧化作用最重要的產(chǎn)物之一，它的產(chǎn)生能加劇細(xì)胞膜的損傷，MDA的積累對果蔬細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器會造成一定的傷害。

圖3 采后涂膜處理對山竹果殼丙二醛含量的影響Fig.3 The effect of postharvest coating treatments on malondialdehyde content of pericarp of Mangostana

如圖3所示，采后貯藏過程中，經(jīng)過涂膜處理的山竹果殼的丙二醛含量在第3天時有少許下降，此后丙二醛的含量呈上升趨勢變化。貯藏15 d時，常溫對照處理的丙二醛含量比初期增加了94.4%，1%殼聚糖處理增加了67.0%，1%海藻酸鈉處理增加了38.9%。經(jīng)差異顯著性分析，常溫對照、1%殼聚糖和1%海藻酸鈉3個處理兩兩之間都具有差異顯著性(P＜0.05)。上述結(jié)果表明，涂膜貯藏能夠減輕細(xì)胞膜脂過氧化與逆境傷害的程度，有效地延緩組織的衰老，降低山竹果殼丙二醛的含量。佟海龍［12］在進行海紅果采后生理及保鮮技術(shù)研究時發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時間的延長，海紅果果實中 MDA含量逐漸增加，且溫度越高，增加幅度越大。而低溫可有效抑制海紅果果實中MDA含量的積累，從而延緩衰老的進程。

2.4 采后涂膜處理對酚類物質(zhì)含量的影響

采后貯藏過程中山竹果殼總酚含量的變化如圖4所示?？偡雍渴紫瘸试黾于厔荩⒃谫A藏6d時達(dá)最大值，常溫處理的總酚含量由19.973 mgGAE/g鮮重提高至33.033 mgGAE/g鮮重，1%殼聚糖處理的含量提高至29.455 mgGAE/g鮮重，1%海藻酸鈉處理的含量提高至28.294 mgGAE/g鮮重。6d后，3種貯藏方式總酚含量隨后呈急劇下降趨勢，因為酚類物質(zhì)既是果實貯藏期間組織褐變的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時又是合成木質(zhì)素的前體物質(zhì)，隨著貯藏時間的延長逐漸被消耗。從總體上看，3種處理的總酚含量趨勢均呈先上升后下降。這與楊穎［14］等對香椿貯藏期間多酚類物質(zhì)含量的研究結(jié)果相符合。

圖4 采后涂膜處理對山竹果殼總酚含量的影響Fig.4 The effect of postharvest coating treatments on total phenol content of pericarp of Mangostana

2.5 采后涂膜處理對山竹果肉腐爛指數(shù)的變化

果蔬采后腐爛是一個全球性的問題，在世界范圍內(nèi)約有25%的果蔬產(chǎn)品因腐爛變質(zhì)而不能利用，由圖5可以看出，不同處理的山竹果腐爛指數(shù)均隨著貯藏時間的延長而逐漸增大，但涂膜處理的腐爛指數(shù)低于常溫處理，其中常溫處理的腐爛率增加了78.89%，殼聚糖涂膜處理的腐爛率增加了42.22%，海藻酸鈉涂膜處理的腐爛率增加了48.89%，可能是涂膜處理延緩果殼木質(zhì)化，減少丙二醛含量的積累，延緩果實內(nèi)Vc含量的降解，保持較低的呼吸強度，從而可以抑制腐爛。

圖5 采后涂膜處理對山竹果肉腐爛指數(shù)的影響Fig.5 The effect of postharvest coating treatments on decay index of Mangostana fruit pulp

2.6 采后涂膜處理對山竹果肉Vc含量的影響

Vc作為一種還原性物質(zhì)，對果蔬具有保護作用，當(dāng)其含量降低到不能代謝掉正常代謝所產(chǎn)生的自由基程度時，自由基將會逐漸在機體內(nèi)積累，以至于達(dá)到對細(xì)胞組織產(chǎn)生損害，加速衰老速度。山竹貯藏期果肉VC含量的變化如圖6所示。隨著貯藏時間的延長，山竹果肉VC含量呈下降趨勢。常溫貯藏15d時，果肉Vc含量由采后貯藏時的1.76 mg/100g，降為1.10 mg/100g，下降了37.5%，而1%殼聚糖處理和1%海藻酸鈉處理的Vc含量下降相對緩慢一點，分別比初始時間下降了24.4%和31.3%。經(jīng)差異顯著性檢驗分析，常溫處理與涂膜處理之間差異性顯著(P＜0.05)。常溫VC下降最多，可能是因為常溫貯藏過程中，山竹果皮褐變和木質(zhì)化變化較快，造成其透氣性差，山竹果肉無氧呼吸導(dǎo)致乙醇積累所致。

2.7 采后涂膜處理對山竹果肉可溶性糖含量的變化

可溶性糖是果實風(fēng)味品質(zhì)的主要成分，其組分含量特征與果實的風(fēng)味品質(zhì)有密切聯(lián)系。由圖7可知，在貯藏第3天時，3個處理的果肉可溶性總糖含量均增加了，原因可能是山竹貯藏初期，淀粉和纖維素等多糖在水解酶的作用下大量水解，使可溶性糖和還原糖含量增加，導(dǎo)致了糖含量的增加。貯藏3d后，可溶性總糖含量急劇下降，常溫＜1%海藻酸鈉涂膜＜1%殼聚糖涂膜。可能原因是隨著時間的延長，淀粉逐漸消耗殆盡，可溶性糖和還原糖成為呼吸消耗底物，導(dǎo)致含量也隨之降低。當(dāng)貯藏15d后，殼聚糖和海藻酸鈉的可溶性總糖含量分別為17.34%和15.26%，分別比常溫處理高23.2%、8.46%和28.0%。經(jīng)差異顯著性檢驗分析，常溫處理3d后，隨著時間的延長具有差異顯著性，并且3個處理兩兩之間局差異性顯著(P＜0.05)。上述結(jié)果表明，1%殼聚糖涂膜處理能夠顯著延緩糖含量的下降，減慢營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，抑制果實的衰老，有利于山竹果實的保鮮貯藏。王連臻［13］等研究也發(fā)現(xiàn)，殼聚糖涂膜能有效降低辣椒的可溶性總糖的損失。

圖6 采后涂膜處理對山竹果肉Vc含量的影響Fig.6 The effect of postharvest coating treatments on vitamine C content of Mangostana fruit pulp

圖7 采后涂膜處理對山竹果肉可溶性糖含量的變化Fig.7 The effect of postharvest coating treatments on soluble sugar content of Mangostana fruit pulp

3 結(jié)論

本文研究表明，1%殼聚糖處理可減緩木質(zhì)素的沉積速度，改善活性氧代謝平衡，顯著減少山竹果實貯藏過程中O－2·和H2O2的積累，延緩細(xì)胞膜脂過氧化物產(chǎn)物MDA含量的增加，減輕膜脂過氧化的程度，有效減緩多酚類物質(zhì)合成木質(zhì)素。涂膜處理常溫貯藏對果肉變化表明:1%殼聚糖處理能夠顯著延緩果肉VC和總糖含量的下降，減慢營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，抑制果實的衰老，有利于山竹果實的保鮮貯藏。因此采用有效的保鮮手段降低果實的木質(zhì)化敗壞的發(fā)生率，就可延緩山竹果肉品質(zhì)劣變進程。

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