氯化鈣處理對鮮切蘋果功能成分變化的影響研究

◎ 趙臨強，李寧煒，武 瑜，程 昊，張榮星，武晉海，朱志強

（1.鈦和檢測認證集團山西中譜安信質檢技術服務有限公司，山西 臨汾 041000；2.山西師范大學 食品科學學院，山西 臨汾 041000；3.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），農業(yè)農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384）

受季節(jié)和地域的局限，大多數果蔬產品往往集中在某一地區(qū)、某一時令大量上市，且目前中國果蔬類產品的采后保鮮系統尚不完善，常常會因處理不當而導致大量果蔬采摘腐爛變質。根據聯合國糧食及農業(yè)組織數據統計，我國作為蘋果生產第一大國，2020年 蘋果年產量達到了4 300萬t，接近世界總產量的50%。晉南地區(qū)是中國蘋果的主要產區(qū)之一，采后貯藏保鮮也是該地區(qū)蘋果產業(yè)的一項重要研究課題。山西省晉南地區(qū)自然條件優(yōu)越，生產的蘋果以果大色鮮、口感脆甜、汁水飽滿、品質上乘而馳名中外。晉南地區(qū)地處西北黃土高原蘋果優(yōu)勢產業(yè)帶，境內光照強，海拔高，晝夜溫差大，土層深厚，達到國家農業(yè)農村部所頒布的《全國優(yōu)勢農產品區(qū)域布局規(guī)劃（2008—2015）》中的“蘋果生態(tài)適宜指標”。這些條件利于果實良好著色以及營養(yǎng)成分累積[1]。自20世紀90年代以來，紅富士蘋果品種因其優(yōu)異的品質和良好的貯運性，種植面積在我國北部地區(qū)迅速增長，目前已成為主要的晚熟品種，并在晉南地區(qū)廣泛種植，種植面積超過60%。

在晉南，蘋果的主要食用方式是鮮食，但因其成熟期較為集中，含糖量較高，貯藏后期易發(fā)生果肉褐變現象，進而失去食用性和商品價值。為解決這一問題，商家選擇鮮切蘋果，經過分級、整理、清洗、去皮、切分、修整和包裝等一系列的加工處理，最大化保持蘋果的新鮮狀態(tài)，為消費者食用提供了極大的便利。鮮切蘋果因其即食、方便、健康的獨特優(yōu)勢，改變了蘋果傳統的食用方式，緩解了集中上市的銷售壓力，近年來受到了廣大消費者的認可和喜愛。但在處理時，鮮切蘋果受到機械損傷，因酶促褐變、組織軟化和微生物生長等原因導致其保質期較短，制約了其規(guī)?；l(fā)展[2]。

作為品質保護劑之一，鈣鹽能夠應用于果蔬采后保鮮，研究表明，鈣鹽的有效利用可減緩果實在貯藏過程中品質的下降速率，這對于延長果實的貯藏時間有積極的作用。在鈣鹽中無毒、無臭味、味微苦的CaCl2常用作采后果實鈣處理[3]。對駿棗、獼猴桃、梨等用CaCl2保鮮的研究結果表明[4-6]，CaCl2處理能夠長時間將果實質地維持在一個良好的水平，并使果實保持較高的總酚含量、可溶性固形物（TSS）含量等，減緩腐爛和生理失調的程度，從而延緩衰老，提高果實的貯藏品質。相較于氣調處理[7]，在采后低溫貯藏條件下，用CaCl2處理鮮切蘋果，能使操作運輸成本以及困難程度大幅度下降。而與納他霉素、山梨酸鉀等[8]其他保鮮劑處理的方法相比較，CaCl2在保持處理成本低廉的同時，可以更有效地維持果實貯藏品質。因此，在本試驗中，試驗材料為采后的鮮切蘋果，研究在不同質量濃度的CaCl2處理下，對鮮切蘋果低溫貯藏過程中品質的影響，以期為蘋果的貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果購于山西省臨汾市兵站路農貿市場；CaCl2（食品級）、酚酞、0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液、蘆丁標準品、沒食子酸標準品、三氯化鋁、福林酚試劑、無水乙醇、碳酸鈉、鄰苯二酚、磷酸二氫鉀、愈創(chuàng)木酚及1 mol·L-1過氧化氫。

1.2 儀器與設備

752N型紫外可見分光光度計（揚州均瑞機械設備有限公司）；CP214電子天平（奧豪斯儀器有限公司硬度計）；SR62高精度色差儀（寧波樂迪儀器有限公司）；TDL-60B離心機（湖南湘儀試驗室儀器有限開發(fā)公司）；79-1磁力攪拌器（北京中興偉業(yè)試劑儀器有限公司）。

1.3 CaCl2處理

實驗共分為6組，分別采用濃度為1%、2%、3%、4%和5%的CaCl2溶液對蘋果果實進行浸泡5 min處理，空白組用蒸餾水浸泡處理，每組皆為1.5 cm× 1.5 cm×1.5 cm的小立方體，共（1 500±10）g。將處理過的果實在實驗臺上靜置5 min后用干凈無菌的紙巾吸干其表面水分，放于0 ℃中低溫貯藏。在貯藏期間連續(xù)6 d每天進行各項指標的測定。

1.4 指標測定方法

1.4.1 總酚含量的測定

總酚含量采用福林酚比色法測定[9]。

（1）標準曲線的繪制。準確稱取0.011 0 g沒食子酸，用50 mL蒸餾水溶解、定容至100 mL，得到質量濃度為0.11 mg·L-1的沒食子酸標準儲備液，分別準確吸取標準儲備液0 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL和1.6 mL于25 mL容量瓶中，加蒸餾水至6.0 mL，分別加入FC（福林酚）試劑 0.5 mL，混勻，在5 min時加入1.5 mL 20%的Na2CO3溶液，充分混合后定容，30 °C避光放置0.5 h，以不加標準液的6.0 mL蒸餾水為空白對照，760 nm下測定吸光值，每個樣品平行測定3次。

（2）樣品處理。稱取5 g樣品，加入10 mL 80%乙醇研磨。以5 000 r·min-1轉速離心10 min后，取上清液備用。

（3）測定與計算。取1 mL樣品液于25 mL的比色管中定容至6 mL，分別加入FC顯色劑0.5 mL及20% Na2CO31.5 mL，混勻，定容至25 mL，于30 ℃水浴反應30 min。在765 nm波長下測定吸光度。每個濃度做3個平行試驗，取平均值，繪制標準曲線，得到吸光度值A與沒食子酸標準溶液濃度之間的回歸方程，計算總酚含量。

1.4.2 總黃酮含量測定

總黃酮含量采用在堿性介質中加鋁鹽顯色的分光光度法測定[10]。

（1）標準曲線的繪制。精確稱取蘆丁標準品 50.0 mg，加乙醇溶解定容至50 mL，配成1 mg·mL-1的蘆丁標準溶液。精密吸取蘆丁標準品溶液0 mL， 0.4 mL，0.8 mL，1.2 mL，1.6 mL和2.0 mL分別置于10 mL比色管中。加乙醇至總體積為2 mL，加入5%亞硝酸鈉溶液0.5 mL，放置6 min后加入10%硝酸鋁溶液0.5 mL再放置6 min，加入4.5 mL的4%氫氧化鈉溶液，乙醇定容至10 mL，搖勻，于波長510 nm處以30%乙醇溶液為空白，測定吸光度，繪制標準曲線。

（2）試樣制備。稱取蘋果樣品5 g，切成小碎塊，在研缽中加入10 mL 80%的乙醇，研磨充分，以 5 000 r·min-1轉速離心10 min后，取上清液備用。

（3）測定。精密吸取待測試液1 mL置于10 mL比色管中，加乙醇至總體積為2 mL，加入5%亞硝酸鈉溶液0.5 mL,放置6 min后加入10%硝酸鋁溶液 0.5 mL再放置6 min，加入4.5 mL的4%氫氧化鈉溶液，最后用乙醇定容至10 mL，搖勻，以空白試液作參比，在波長510 nm處測定試液的吸光度。查標準曲線或通過回歸方程計算求出試料溶液中的黃酮類化合物含 量（mg·g-1）。

1.4.3 POD活性測定

采用愈創(chuàng)木酚法測定蘋果組織中POD活性[11]。

（1）反應混合液配制。取磷酸緩沖液（pH=6.5）25 mL于燒杯中，加入愈創(chuàng)木酚140 μL，于磁力攪拌器上攪拌至完全溶解，待溶液冷卻后加入30%過氧化氫95 μL，混合均勻，保存于冰箱中

（2）酶液制備。稱取蘋果5 g，加入20 mmo1·L-1KH2PO4溶液30 mL，于研缽中研磨成勻漿，在 5 000 r·min-1下離心10 min，上清液轉入100 mL容量瓶中，定容，混勻，貯于低溫處備用。

（3）測定與計算。取光徑1 cm比色皿，加入混勻的反應混合液3 mL，磷酸緩沖溶液1 mL作為參比液；另一個比色皿加入反應混合液3 mL，磷酸緩沖液0.5 mL，酶液0.5 mL（如酶活性過高可稀釋），立即記時并置于分光光度計中。在470 nm下測定光密度，每隔0.5 min讀數1次，測6組數據。

1.4.4 多酚氧化酶活性測定

（1）酶液制備。稱取5.0 g蘋果樣品置于研缽中，加入10.0 mL磷酸緩沖液，研磨成勻漿，在4 ℃、 5 000 r·min-1條件下離心10 min，收集上清液作為酶提取液，低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）活性測定。取試管加入2.0 mL pH=6.5的磷酸緩沖液和1.0 mL的鄰苯二酚溶液作為空白參比。試驗組為1.0 mL的酶液和1.0 mL的磷酸緩沖液，其余試劑不變，同時立即開始計時。將反應混合液倒入比色皿后置于分光光度計樣品室。反應1 min后記錄反應體系在420 nm波長處的吸光度值作為初始值。每 1 min記錄1次吸光度值，連續(xù)測量至少6個點的數據，重復3次。

1.4.5 可滴定酸的測定

（1）樣品的處理與制備。將蘋果適度粉碎，混勻，稱量5 g，用蒸餾水溶解到25 mL容量瓶中，80 ℃水浴加熱0.5 h，冷卻、定容，紗布過濾，棄去初液，收集濾液備用。

（2）樣品滴定。準確吸取制備的濾液25 mL，加入酚酞指示劑2～3滴，用0.1 mol·L-1標準堿液滴定至微紅色，30 s不褪色，記錄用量，同時做空白實驗。

1.4.6 可溶性固形物含量、失重率、色差值、硬度的測定

可溶性固形物采用阿貝折光儀TSS測定[12]。果實質量損失率[13]采用稱質量法測定。硬度則用手持硬度計進行測定。色差值采用色差儀測量，按式（1）計算：

式（1）中：a-紅綠值（+表示偏紅，-表示偏綠）；a0-空白對照的紅綠值；b-黃藍值（+表示偏黃，-表示偏藍）；b0-空白對照的黃藍值；L-亮暗值（+表示偏亮，-表示偏暗）；L0-空白對照的亮暗值。

1.5 數據分析

每個指標重復測定3次，數據分析采用Excel 2017，差異分析采用SPSS軟件，繪圖采用Excel 2017軟件。

2 結果與分析

2.1 對蘋果果實總酚含量的影響

由圖1可知，蘋果果實中的總酚含量隨著貯藏時間的延長而下降。CaCl2處理能減緩總酚的下降速度，在貯藏前期下降速率較快，后期下降較慢。其中以3%濃度的CaCl2處理對總酚含量下降抑制效果最明顯，第5 d時，3%CaCl2浸泡的果實總酚含量比對照組高66.67%。具有顯著性差異（P＜0.05）。因此3%CaCl2處理可有效延緩果實中總酚含量的降低。

圖1 CaCl2處理對蘋果果實總酚含量的影響圖

2.2 對蘋果果實總黃酮含量的影響

由圖2所示，CaCl2處理均可減緩總黃酮下降的速率。在整個貯藏期內3%CaCl2浸泡的黃酮由0.32 mg·g-1降至0.24 mg·g-1，保留率高達75%。表明3%CaCl2處理有利于總黃酮的保留。

圖2 CaCl2對采后蘋果總黃酮含量的影響圖

2.3 對采后蘋果POD活性的影響

由圖3可知，過氧化物酶活性在整個貯藏期內逐漸降低，CaCl2處理的POD活性顯著高于空白組 （P＜0.05），3%CaCl2處理的POD活性一直保持在較高水平，貯藏前期POD活性較高，可能是由于機械傷導致的膜系統破壞，POD游離較多。

圖3 CaCl2對采后蘋果POD活性的影響圖

2.4 對采后蘋果多酚氧化酶活性的影響

在果實后熟衰老、采后貯藏和受到機械損傷過程中，PPO與底物接觸，含量迅速增加，使果肉組織發(fā)生褐變[14]。從圖4中可以看出，各處理蘋果果實的PPO活性均呈先升高后降低的趨勢。在整個貯藏期間，3%CaCl2處理的果實PPO活性顯著低于空白組 （P＜0.05），貯藏第2 d各濃度處理的果實PPO活性達到高峰，其中3%CaCl2處理的果實PPO活性低于空白組?？梢?，3%濃度的CaCl2浸泡處理能夠抑制果實PPO活性的升高。

圖4 CaCl2對采后蘋果多酚氧化酶酶活性的影響圖

2.5 對采后蘋果可滴定酸含量的影響

可滴定酸含量是影響蘋果口感的重要因素。圖5顯示，在貯藏第5 d時，3%CaCl2處理鮮切蘋果的可滴定酸含量為0.32%，比1%CaCl2、5%CaCl2處理的可滴定酸含量高出17.86%、22.22%。

圖5 CaCl2對采后可滴定酸含量的影響圖

2.6 對采后蘋果可溶性固形物含量、失重率、色差值、硬度的影響

可溶性固形物（TSS）含量可直接反映果實的成熟度及貯藏品質[15]。從圖6中可以看出，各組TSS含量均呈現下降趨勢。第5 d時，3%CaCl2浸泡處理的果實的TSS含量比空白組高4.55%，兩組果實有顯著性差異（P＜0.05）?？梢姡m宜濃度的CaCl2處理減緩了TSS含量的下降速率，其中以3%CaCl2處理效果最佳。

圖6 CaCl2對采后蘋果TSS含量的影響圖

貯藏過程中的水分蒸騰和呼吸消耗使蘋果果實的質量損失率呈上升趨勢，見圖7，3%CaCl2處理組質量損失率均低于其他5組，且3%CaCl2處理后的鮮切蘋果質量損失的速率變慢。CaCl2處理可保持貯藏期間鮮切蘋果的含水量，抑制鮮切蘋果水分的流失。這可能是由于鈣離子能夠結合細胞膜上的磷脂分子，使細胞液滲透壓增加，一定程度上減緩了鮮切蘋果的蒸騰速率，降低了水分的流失。

圖7 CaCl2對采后蘋果失重率的影響圖

果皮的顏色不僅影響果實感官品質，也進一步體現了果實的生理狀態(tài)[16]。由圖8可知，各組別果實ΔE值呈現不斷上升的趨勢，表明貯藏過程中鮮切蘋果褐變度不斷增加。相較于其他組的貯藏，3%CaCl2貯藏能明顯地減緩蘋果色差值的增大，表明3%CaCl2對褐變反應有抑制作用。

圖8 CaCl2對采后蘋果色差值的影響圖

如圖9所示，低溫貯藏過程中，蘋果硬度下降速率先快后慢。處理組和空白組相比，硬度間無顯著性差異（P>0.05）。表明在短期常溫貯藏過程中，CaCl2處理對硬度并無顯著影響。

圖9 CaCl2對采后蘋果硬度的影響圖

3 結論

本研究中3%CaCl2處理后的蘋果果實具有較好的貯藏品質。綜合各項生理指標來看，在實際應用中，推薦采用3%CaCl2處理對蘋果果實進行低溫貯藏或運輸。本研究發(fā)現適宜濃度的鈣處理能有效延緩果實軟化，提高抗氧化活性，延緩果實成熟衰老進程，抑制過氧化物酶活性，延緩多酚氧化酶活性下降，但其生理機理及分子機制尚不清楚，還需深入研究。另外，還可進一步研究CaCl2復合其他保鮮劑或物理處理對蘋果果實貯藏保鮮的影響，以期找到蘋果果實的最佳保鮮方法。