桂枝及其復合涂膜對‘新余蜜橘’常溫貯藏效果的研究

陳玉環(huán),彭　旋,陳楚英,高　陽,萬春鵬,陳金印

(江西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,江西省果蔬保鮮與無損檢測重點實驗室,江西南昌 330045)

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桂枝及其復合涂膜對‘新余蜜橘’常溫貯藏效果的研究

陳玉環(huán),彭旋,陳楚英,高陽,萬春鵬,陳金印*

(江西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,江西省果蔬保鮮與無損檢測重點實驗室,江西南昌 330045)

為延長‘新余蜜橘’常溫貯藏時間,維持其較好的果實品質(zhì),以桂枝提取液及其復合涂膜保鮮劑對‘新余蜜橘’進行涂膜處理,研究其常溫貯藏條件下的果實生理及保鮮效果。結果表明,與對照相比,各處理均能有效地降低果實的失重率和腐爛率,延緩果實可溶性固形物(TSS)、總糖及維生素C(VC)含量峰值的到達及其含量的下降,降低可滴定酸(TA)的降解速率;各處理均能抑制丙二醛(MDA)的積累,維持果實后期較高的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)活性,延緩苯丙氨酸解氨酶(PAL)及多酚氧化酶(PPO)活性峰值的到達且均與對照差異顯著。因此,桂枝提取液及復合涂膜處理對‘新余蜜橘’果實保持了較好的貯藏品質(zhì),延緩了果實的衰老進程,且以桂枝提取液復合膜處理(處理1)效果最優(yōu),桂枝復合膜在‘新余蜜橘’貯藏保鮮應用有較好的前景。

桂枝提取液,復合涂膜,新余蜜橘,常溫貯藏,保鮮效果

‘新余蜜橘’是江西新余科技工作者于1977年從‘黃巖本地早’群體中選育出來的優(yōu)良品種,具有良好的遺傳穩(wěn)定性,結果早、品質(zhì)優(yōu)、抗寒且適應性強等優(yōu)良特性[1],深受消費者和業(yè)界人士的一致好評,是本省繼贛南臍橙、南豐蜜橘之后的第三大柑橘品牌,種植面積和總產(chǎn)量不斷擴增,總產(chǎn)值頗豐,已成為廣大果農(nóng)發(fā)家致富的產(chǎn)業(yè)之一[2]。但由于皮薄、松脆、易碰傷等特點致其不耐貯藏,貯藏過程中易發(fā)生青霉病、綠霉病、蒂腐病及酸腐病等柑橘采后病害,嚴重影響果實的商品價值,造成很大的資源浪費和經(jīng)濟損失,極大地制約其相關產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此,新型貯藏保鮮技術的研究對‘新余蜜橘’產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義。

桂枝(Ramuluscinnamomi),原名牡桂,性溫味辛,毛茛目(Ranunculales)樟科(Cinnamonum)常綠喬木植物肉桂(CinnamomumcassiaPresl.)的干燥嫩枝,具有較好的抑菌[3-5]、抗病毒[6]、抗氧化[7]及抗炎、抗過敏[8-9]等藥理作用;其提取物在植物病蟲害的防治上也有效果,對常見的植物病原菌有一定的抑制作用[4]。目前,國內(nèi)外對其組成及藥理作用有很多的研究[7,9],但在柑橘保鮮運用上鮮有報道。本文根據(jù)課題組前期桂枝抑菌活性、活體損傷接種防效實驗的篩選結果,以‘新余蜜橘’為試材,研究桂枝提取液及其復合涂膜處理對其果實貯藏特性的影響,對比了單一膜和復合膜處理對‘新余蜜橘’果實采后品質(zhì)及生理生化變化的差異,擬選出優(yōu)良的保鮮方法,為今后‘新余蜜橘’在商業(yè)貯藏中的應用提供必要的理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

‘新余蜜橘’2013年10月26日采于江西省新余市羅坊鎮(zhèn)蜜橘示范園,人工采果,采摘后立即裝箱,并于當天運至江西省果蔬保鮮與無損檢測重點實驗室,發(fā)汗預貯 2 d。選擇八至九成熟、果型大小一致、色澤均勻且無病蟲害和機械損傷的果實作為實驗用果,經(jīng)清水洗果后置于陰涼通風處晾干。

桂枝提取液:100 mg/mL(活體防效研究結果),參考課題組前期提取方法[10]:桂枝50～60 ℃烘干后粉碎,過40目篩,稱取粉末,并加入95%乙醇溶液超聲波輔助浸提,經(jīng)旋轉蒸發(fā)儀濃縮后制得1 g藥材/mL的粗提液,4 ℃保存?zhèn)溆?海藻酸鈉:1.5%,檸檬酸:700 mg/L,均參照課題組前期的篩選結果。

JY202電子天平上海浦春計量儀器有限公司;YB-1000A型高速多功能粉碎機上海力箭機械有限公司;KQ-500B超聲波清洗機昆山超聲儀器有限公司;R-3旋轉蒸發(fā)儀瑞士BUCHI;LX-300冷卻水循環(huán)機北京長流科學儀器公司;AUY220電子分析天平日本島津公司;723B可見分光光度計天津市普瑞斯儀器有限公司;HH-6恒溫數(shù)顯水浴鍋國華電器有限公司,RA-250WE數(shù)顯折光儀日本Kyoto電子有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1實驗設計本實驗設計了四個處理(表1),每個處理500個果:其中300個果用于統(tǒng)計腐爛率,分3組,每組100個果;20個果依次編號用于統(tǒng)計失重率,其余果用于取樣測定指標。處理3將果實浸沒于桂枝提取液中,3 min后撈起,處理1和處理2用柔軟的海綿刷蘸膜劑對果實進行涂膜處理,清水洗果為對照組,自然晾干后用聚乙烯薄膜袋(d=0.04 mm)對其進行單果套袋,按測定項目統(tǒng)計數(shù)量將果裝于白框中,處理后的果實均置于常溫(20±1)℃,相對濕度80%～90%的條件下貯藏。每10 d統(tǒng)計腐爛率并記錄編號果重量,另取樣測定各指標,每個處理每次取果15～20個進行測定。

表1　膜配方參數(shù)

1.2.2測定項目和方法失重率:隨機選取20個果依次標號稱重統(tǒng)計;失重率(%)=(貯前稱重-貯后稱重)/貯前稱重×100

腐爛率:300個果分3組,每組100個果用于統(tǒng)計;腐爛率(%)=爛果數(shù)/總果數(shù)×100

總糖:蒽酮比色法[11];可滴定酸(TA):酸堿滴定法[11],結果以檸檬酸的量換算;VC含量:2,6-二氯靛酚滴定法[11];MDA含量:硫代巴比妥酸法[12];SOD活性:NBT還原法[12];CAT活性:過氧化氫法[12];PPO活性:鄰苯二酚氧化法[12];POD活性:愈創(chuàng)木酚氧化法[12];PAL活性:主要參考M.J.Stadnik的方法[13],并加以修改;可溶性固形物(TSS):用RA-250WE數(shù)顯折光儀測定。每個指標測定重復3次。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理及作圖,并用SPSS 17.0軟件進行Duncan式差異顯著性分析。

2　結果與分析

2.1涂膜處理對果實貯藏效果的影響

果蔬中的水分主要用于維持其新鮮度、脆度以及口感,采后貯藏過程中果實水分容易散失。由圖1A可以看出,隨著貯藏時間的延長,四個處理組果實的失重率都呈上升趨勢,貯藏60 d,對照組失重率為7.38%,處理1、2、3分別為4.36%、4.71%和4.75%,各處理失重率均明顯低于對照組,與對照組差異顯著(p<0.05),說明經(jīng)涂膜處理可以有效抑制水分的散失,以桂枝復合膜(處理1)處理的效果最優(yōu),且處理1與處理2、3差異明顯,處理2和處理3無顯著差異。

由圖1B可看出,涂膜處理的果實腐爛率明顯低于對照組,常溫貯藏60 d,對照組腐爛率高達20.67%,而處理1、處理2和處理3的腐爛率分別為12.67%、15.67%和14.33%,各處理組與對照組均呈顯著性差異(p<0.05),且桂枝復合膜(處理1)與對照組差異達極顯著水平(p<0.01),說明涂膜處理能明顯降低果實腐爛情況,其中桂枝復合膜劑能更好抑制爛果的發(fā)生,有效提高貯藏效果。

圖1　桂枝及其復合膜處理對‘新余蜜橘’失重率(A)和腐爛率(B)的影響Fig.1　Effects of Ramulus cinnamomiand combined coating on weight loss(A)and decay rate(B)of‘Xinyu tangerine’

2.2涂膜處理對果實主要品質(zhì)成分的影響

如圖2A所示,貯藏期間,各處理果實的TSS變化趨勢都是先升高后下降。貯藏前期,TSS含量較低,為10.98%,隨著貯藏時間延長,TSS的含量緩慢上升,對照組在貯藏的第20 d達到峰值,而其它組在30 d達到峰值,之后含量均逐漸下降,各處理組與對照組都存在顯著差異(p<0.05)。

圖2　桂枝及其復合膜對‘新余蜜橘’可溶性固形物(A)、總糖(B)、可滴定酸(C)和VC(D)含量的影響Fig.2　Effects of Ramulus cinnamomi extractsand combined coating on TSS(A),total sugar(B),titratable acidity(C)and Vitamin C(D)content of‘Xinyu tangerine’

常溫貯藏期間果實總糖含量變化如圖2B所示,變化趨勢與TSS含量基本一致,亦先逐漸上升后緩慢下降。處理1、處理2和處理3均在貯藏30 d達到最大值,而對照組則在貯藏20 d達到峰值,峰值分別為11.43%、11.24%、11.25%和 11.16%。貯藏后期,各處理組的總糖含量均高于對照組,處理1與對照組達極顯著差異水平(p<0.01),說明復合桂枝提取液涂膜能更有效地推遲‘新余蜜橘’果實總糖含量峰值的達到且在后期維持較高的糖含量。

從圖2C可以看出,隨著貯藏時間的延長,各處理組果實的可滴定酸含量逐漸下降,在果實整個貯藏期間,涂膜處理組的TA含量高于對照組,說明各處理對‘新余蜜橘’果實可滴定酸的降解有一定的抑制作用,而該抑制作用以桂枝提取液的復合膜處理表現(xiàn)較明顯。

維生素C會隨果蔬的成熟衰老而逐漸被氧化分解。由圖2D可知,貯藏期間果實VC含量是先上升后下降,各處理在貯藏30 d達到最高值,而對照組在20 d達到峰值。貯藏60 d,處理1、處理2和處理3的VC含量均高于對照組,每100 g果肉中含VC量分別為17.85、17.26、17.38和16.98,處理1與對照組和處理2差異極顯著(p<0.01),與處理3差異顯著(p<0.05),說明桂枝提取液復合涂膜處理能更好延緩‘新余蜜橘’果實中VC的氧化分解。

2.3涂膜處理對果實MDA含量和抗氧化酶活性的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化過程中的終產(chǎn)物,其含量的高低可以反映出植物遭受逆境傷害的程度,MDA含量越高,則反映果實傷害程度越大。由圖3A可以看出,整個貯藏過程期間,果實MDA含量逐步上升,各處理組的含量都低于對照組,且處理1一直維持較低水平,至貯藏后期,處理1與對照組差異顯著(p<0.05),說明桂枝提取液復合涂膜能有效抑制果實膜脂過氧化程度,減少組織傷害。

圖3　桂枝及其復合膜對‘新余蜜橘’MDA含量(A)、SOD(B)、CAT(C)和POD(D)活性的影響Fig.3　Effects of Ramulus cinnamomiand combined coating on MDA content(A),SOD(B)、CAT(C)and POD(D)activity of‘Xinyu tangerine’

超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)普遍存在的一種參與氧代謝的金屬酶,該酶與植物的衰老及抗逆性密切相關,是一種重要的保護酶。從圖3B可知,SOD活性先緩慢上升后緩慢下降,對照組在貯藏30 d達峰值,為27.75 U·g-1·min-1,而處理2和處理3在貯藏40 d達最大,分別為29.46 U·g-1·min-1和28.63 U·g-1·min-1,處理1在貯藏50 d達峰值,為30.26 U·g-1·min-1。貯藏60 d,處理1的SOD活性明顯高于其它各組,并呈極顯著差異(p<0.01)。

如圖3C所示,貯藏期間,CAT活性的變化趨勢為先升后降。對照組在貯藏20 d達最大值,而各處理組較對照組晚10 d達到峰值;貯藏后期,各處理組CAT活性均高于對照組,且達顯著水平(p<0.05),處理1與對照呈極顯著差異(p<0.01),說明桂枝提取液復合涂膜處理能有效維持較高的CAT活性,減少組織的氧化程度。

過氧化物酶(POD)是植物體內(nèi)一種重要的氧化還原酶,與果蔬的成熟衰老過程、抗病、抗逆境等過程有密切關系。由圖3D可以看出,貯藏過程中,四個處理組樣品的POD活性均為先上升后下降的趨勢,在30 d都達到峰值;貯藏60 d,處理1的活性值明顯高于其它各組,且與對照組差異極顯著(p<0.01),處理2與處理3差異不顯著。

2.4涂膜處理對果實抗病性酶活性的影響

苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)與植物抗病性的關系已被廣泛研究,二者在植物次生代謝產(chǎn)物的形成過程中以及抗病代謝中發(fā)揮重要的作用,其活性高低控制著植物體內(nèi)多種抗菌物質(zhì)的合成,主要包括酚類代謝系統(tǒng)中的苯丙素、木質(zhì)素、香豆素及醌類等抗菌次生代謝產(chǎn)物的形成而發(fā)揮植物抗病作用。由圖4A可知,PAL活性變化在貯藏過程中是先增加后降低,對照組比處理組先達到活性峰值,各處理組在貯藏50 d達最大,貯藏后期,各處理組與對照組均呈極顯著差異(p<0.01),說明涂膜處理能有效地延緩PAL活性峰值的到達及貯藏后期酶活性的下降速率。

圖4　桂枝及其復合膜對‘新余蜜橘’PAL(A)和PPO(B)活性的影響Fig.4　Effects of Ramulus cinnamomiand combined coating on PAL(A)and PPO(B)activity of‘Xinyu tangerine’

各組果實的PPO活性變化如圖4B所示,貯藏期間酶活性值先上升到峰值后再緩慢下降,對照組在20 d達峰值,而各處理組均在貯藏30 d達峰值,貯藏后期,各處理組的PPO活性值均高于對照組,且與對照組差異顯著(p<0.05),處理1與對照組差異極顯著(p<0.01),處理2與處理3無顯著性差異。

3　討論與結論

涂膜和浸果處理是果蔬貯藏輔助技術中涂膜保鮮手段,涂膜保鮮主要根據(jù)微氣調(diào)理論,果蔬涂抹上膜劑,風干后形成半透膜可覆蓋表面的孔隙,從而抑制果蔬的呼吸和蒸騰作用,降低貯藏期間果蔬的失重率,延長果蔬的貨架期[14]。中藥桂枝除了在醫(yī)學上有良好的藥理及臨床作用,其醇提取液在植物病害上也有較好的抑菌效果,能有效阻止微生物的入侵和滋生,減少爛果現(xiàn)象發(fā)生,從而可以有效延長果蔬的貯存時間[4];而海藻酸鈉是一種具有抑菌和保濕性能的多糖類成膜劑,可在果蔬表面形成一個半透性薄膜,阻礙果蔬的蒸騰作用,減少果蔬水分的流失,對貯藏間的果蔬亦有保鮮效果[15-16];檸檬酸是抗氧化劑,能延緩果蔬的衰老以及品質(zhì)的惡化[17]。實驗結果中,各涂膜處理的失重率和腐爛率皆低于對照組,且以復合桂枝提取液的效果更佳,這與陳楚英、丘苑新等[18-19]涂膜研究結果相一致;結果還顯示,與對照組相比,桂枝提取液復合涂膜處理果實能維持著較高的糖、酸、VC及TSS值。

植物在逆境條件下遭受的傷害或衰老,與活性氧積累誘發(fā)的膜脂過氧化作用密切相關,MDA是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一,其含量的高低反應出傷害程度。貯藏期間,物理傷害(惡劣的環(huán)境如過高或過低的溫度,機械損傷)、生理作用(自身呼吸作用等生理衰敗)都能造成果蔬采后損失,但果蔬腐爛最主要還是受致病微生物的侵染(自帶病原微生物以及外來病原微生物的侵染)。本研究發(fā)現(xiàn),對照組在整個過程中都保持著高含量的MDA,涂膜處理能有效降低MDA的積累,維持低水平的MDA含量以減緩各種因素對植物組織造成的傷害。

SOD 作為果蔬體內(nèi)一種保護酶,在過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)的協(xié)同下,可以清除細胞自由基,減少自由基對膜的損傷,從而延緩細胞衰老。實驗中,三者的變化趨勢都是先上升后下降,在后期,各處理組的活性高于對照組,說明涂膜處理能延緩各酶活性下降,維持貯藏后期較高的活性值。

PAL是參與植物體內(nèi)苯丙烷代謝途徑的關鍵酶,控制多種次生酚類化合物、類黃酮植保素及木質(zhì)素等物質(zhì)合成;PPO能與酚類物質(zhì)氧化從而形成對病菌毒性較高的醌類化合物,并參與木質(zhì)素的合成。采后貯藏期間,各處理組都維持較高的PAL活性,延緩PPO活性峰值的增加并保持后期較高水平,以桂枝提取液復合涂膜的效果更為顯著,說明中草藥植物提取液復合涂膜能有效增強植物組織的抗病能力,抵御病菌入侵。

綜合各項結果表明,常溫貯藏條件下,涂膜及復合桂枝提取液涂膜處理均能顯著降低‘新余蜜橘’果實的失重率和腐爛率,延緩TSS、總糖、TA及VC含量的降解,維持各抗性酶較高的活性水平,抑制MDA含量的積累,從而延緩果實貯藏過程中衰老和腐爛等現(xiàn)象的發(fā)生,復合其它抗性成分如抗氧化劑、植物源抗菌劑等的處理效果更佳,實驗以處理1即桂枝提取液復合膜效果最好,因此桂枝提取液復合涂膜對柑橘特別是‘新余蜜橘’保鮮具有良好的推廣價值。

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Research of effects ofRamuluscinnamomiand combined coating on ‘Xinyu tangerine’ during ambient temperature storage

CHEN Yu-huan,PENG Xuan,CHEN Chu-ying,GAO Yang,WAN Chun-peng,CHEN Jin-yin*

(Jiangxi Agricultural University,College of Agronomy. Jiangxi Key Laboratory for Postharvest Technology and Non-destructive Testing of Fruits & Vegetables,Nanchang 330045,China)

To keep a better quality and prolong the storage time of ‘Xinyu tangerine’. The preservation effects of ‘Xinyu tangerine’ during ambient temperature storage were conducted withRamuluscinnamomiextracts and combined coating. In comparision with the control group,during the storage period,treatments withRamuluscinnamomior combined coating could decrease the weight loss and decay rate of fruit effectively,substantially delayed the reduction of total soluble solids(TSS),Vitamin C(VC)and total sugar content,and reduce the degradation rate of titratable acidity(TA);those treatments also can obviously restrain the increasement of MDA content,keep higher activities of SOD,CAT and POD at the later storage period,delay the arrival of PAL and PPO top activity and present a significant difference with the control group. It suggested that treatments with plant extracts and coating had effects on the storage quality,delay senescence process and prolong the shelf life of ‘Xinyu tangerine’,andRamuluscinnamomiextracts combined coating(treatment 1)present the best effect,which provided feasibility for the use ofRamuluscinnamomiextracts combined coating in the storage of ‘Xinyu tangerine’ as a kind of biological antistaling agent.

Ramuluscinnamomiextracts;combined coating;Xinyu tangerine;ambient temperature;preservation effects

2015-11-19

陳玉環(huán)(1990-)，女，在讀碩士生，主要從事果蔬采后生理與貯藏技術，E-mail:chenyh5207@126.com。

陳金印(1962-),男，博士，教授，主要從事果蔬采后生理與貯藏技術，E-mail:jinyinchen@126.com。

國家自然科學基金項目(31460533)；江西省教育廳科技落地計劃項目(111)；江西省教育廳科技項目(GJJ-14287)；江西省博士后科研擇優(yōu)資助項目(2013KY31)；留學人員科技活動項目(人社廳函[2013]277號)；中國博士后科學基金第54批面上項目(2013M541870)資助。

TS255.3

A

1002-0306(2016)11-0323-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.11.058