ε-聚賴氨酸對贛南臍橙保鮮效果的研究

陳秋映，楊美艷*，高向陽*，許麗華，溫沖，REZA Sarhangpour

1. 華南農(nóng)業(yè)大學食品學院廣東省功能食品活性物重點實驗室（廣州 510642）；2. 嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術(shù)廣東省實驗室（廣州 510642）；3. 華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院（廣州 510642）；4. 廣州二十四度橙園生態(tài)產(chǎn)業(yè)投資有限公司（廣州510100）；5. Ebne-sina Food Laboratories（Esfahan 999067）

臍橙[Citrus sinensis（L.）Osbeck]屬蕓香科柑橘屬，是世界上種植最廣泛的柑橘品種之一[1]。除鮮食外，臍橙大多加工為橙汁飲料，占全球果汁銷量中的46%，其獨特的風味和多元化的營養(yǎng)深受消費者喜愛[2]。但由于臍橙果實采后加工比例小，產(chǎn)地保鮮貯藏能力有限、化學防腐劑威脅食品安全等原因，導致果實大量腐爛，造成巨大經(jīng)濟損失[3]。目前市場上常用的化學防腐劑咪鮮胺，雖然是一種低毒農(nóng)藥，但在一定條件下會代謝成2, 4, 6-三氯苯酚，且被疑為強致癌物[4]。為了延長臍橙的貯藏期，給消費者提供健康安全的臍橙，研究生物源綠色防腐保鮮劑具有較好的應(yīng)用前景。

ε-聚賴氨酸（ε-polylysine，ε-PL）產(chǎn)生于白色鏈霉菌（Streptomyces albulus）的發(fā)酵過程，是一種天然生物防腐劑，具有抑菌譜廣、水溶性好、安全性高、熱穩(wěn)定性好等特點，且在人體內(nèi)無殘留，無致畸、致突變性，能進行生物降解[5]。ε-聚賴氨酸也是當前食品安全綠色保鮮劑的研究熱點，具有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景，已被美國食品藥品管理局（FDA）批準為安全食品保鮮劑[6]。ε-聚賴氨酸自2014年正式批準作為我國食品添加劑新品種后[7]，在少數(shù)幾種熱帶水果中的相關(guān)研究證明了其在果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用潛能。荔枝保鮮中單一處理的保鮮效果可與化學保鮮劑0.1%施保克相當[8]；龍眼保鮮中ε-聚賴氨酸與聚乙烯醇聯(lián)用可顯著降低壞果率[9]；葉青青等[10]將ε-聚賴氨酸與殼聚糖復合膜處理廣西蜜橘，有效減緩了果實品質(zhì)和風味的下降，這一研究也說明了ε-聚賴氨酸在柑橘類水果保鮮中應(yīng)用的可行性。目前尚未有關(guān)于ε-聚賴氨酸單獨應(yīng)用于贛南臍橙貯藏效果的相關(guān)報道。因此，試驗主要研究保障食品安全為前提的生物防腐劑ε-聚賴氨酸對贛南臍橙的保鮮效果，選用抑菌廣譜的咪鮮胺為陽性對照，以期為采后保鮮研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

贛南臍橙，由廣州二十四度橙園生態(tài)產(chǎn)業(yè)投資有限公司提供；ε-聚賴氨酸，購自北京德瑞諾普生物科技有限公司；咪鮮胺，購自蘇州富美實植物保護劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

D51榨汁機（九陽股份有限公司）；PR-101α手持糖度儀（上海珂淮儀器有限公司）；AL104電子天平（梅特勒托利多儀器有限公司）；DL-5-B低速離心機（上海安亭科學儀器廠）；WZ-100恒溫水浴鍋（上海申生科技有限公司）；HZQ-C搖床（常州澳華儀器廠）。

1.3 材料處理

選果：挑選無明顯病蟲害和機械傷且直徑大小為7～8 cm的果實用于試驗。試驗設(shè)置3個處理：對照組，用清水浸果；聚賴氨酸處理組，用1 000 mg/L聚賴氨酸溶液浸果；咪鮮胺處理組，用1 000 mg/L咪鮮胺溶液浸果。所有果實均處理1 min，取出后晾干，晾干后套袋裝筐于4 ℃冷庫冷藏。每個處理3次重復，每次重復21個果實。

1.4 試驗方法

1.4.1 壞果率

貯藏期每30 d觀察臍橙是否出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，計算腐爛果實個數(shù)。壞果率=（壞果數(shù)量÷臍橙原始個數(shù)）×100%。

1.4.2 失重率

每個處理隨機抽取10個果編號并稱其單果質(zhì)量，分別在每30 d稱取果實質(zhì)量，若有腐爛果不記錄該果數(shù)據(jù)，按式（1）計算。

式中：A為失重率，%；M0為臍橙原始質(zhì)量，g；M1為臍橙第n次質(zhì)量，g。

1.4.3 出汁率

每個處理隨機抽取3個果實置于自動售賣機中榨汁，分別稱果實質(zhì)量和橙汁質(zhì)量，計算出汁率。出汁率=（橙汁重÷果重）×100%。

1.4.4 可溶性固形物

打開手持折光儀兩面棱鏡，清洗校正后取1.4.3小節(jié)所榨的橙汁用于測定，滴1～2滴橙汁于下棱鏡面中央，閉合兩棱鏡，即可從讀數(shù)鏡筒中讀取可溶性固形物質(zhì)量濃度，每組平行取3個樣品，每個樣品重復3次。

1.4.5 可滴定酸

稱取8 g 1.4.3小節(jié)所榨的橙汁于燒杯中，再加50 mL煮沸并冷卻的蒸餾水，將其放入70 ℃水浴鍋中加熱15 min后，流水冷卻，定容于100 mL容量瓶，以4 000 r/min離心5 min。吸取20 mL濾液于三角瓶中，加2滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH標準溶液滴定至粉紅色，持續(xù)30 s不褪色為終點，記錄氫氧化鈉溶液消耗量[11]?？傻味ㄋ岷堪词剑?）計算。

式中：S為可滴定酸含量，g/100 g；c為標準NaOH溶液的濃度，mol/L；V為滴定消耗標準NaOH溶液體積；K為換算為主要酸系數(shù)，以檸檬酸計，K=0.064；V0為樣品稀釋液總體積，mL；M為樣品質(zhì)量，g；V1為滴定時吸取樣液體積，mL。

1.4.6 維生素C

稱取5 g 1.4.3小節(jié)所榨的橙汁，用2%偏磷酸定容于50 mL容量瓶中，搖床中浸提10 min，以4 000 r/min離心5 min，吸取10 mL上清液，用已知滴定度的2, 6-二氯靛酚滴定，直至溶液呈淺粉紅色15 s不褪色為止，記錄所用染料體積[12]。維生素C含量按式（3）計算。

式中：XVC為維生素C含量，mg/100 g；V為滴定樣品所需要的體積，mL；T為每毫升2, 6-二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的質(zhì)量；m為滴定時所需要的樣品稀釋液中含樣品的質(zhì)量，mg。

1.4.7 感官評定方法

感官評定：感官評定小組由10人組成，每30 d對臍橙的果實色澤、組織形態(tài)及風味等指標進行打分。感官評定標準見表1，感官評分總分100分，70分以上認為保鮮有效。

表1 臍橙感官評分標準

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

采用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS 19軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用Origin 2018繪圖，平行組誤差用誤差線表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 壞果率變化和貯藏期典型病害

臍橙在貯藏期間由于受到病原微生物的侵染或者自身代謝的原因會發(fā)生腐爛，使得其失去商品價值[13]。由圖1可知：所有處理組壞果率隨時間延長呈上升趨勢，其中ε-聚賴氨酸處理組貯藏至60 d才開始出現(xiàn)壞果，壞果率為5.56%，180 d后升高為38.89%，且均低于空白對照組和咪鮮胺處理組達到差異顯著水平（p＜0.05），結(jié)果表明ε-聚賴氨酸防腐效果佳。咪鮮胺處理組保鮮效果次之，貯藏60 d后壞果率快速上升，180 d后達到45.24%。這與葉青青等[10]的研究結(jié)果相似，7%的ε-聚賴氨酸與殼聚糖復合溶液可降低廣西蜜橘的壞果率，貯藏90 d時壞果率約為13%，相比對照降低21%。臍橙在試驗期的典型病害如圖2所示。青綠霉發(fā)病初期果面出現(xiàn)水漬狀，后期開始長菌絲體，病果產(chǎn)生的大量孢子導致健康果實感染，酸腐病腐爛部位流汁會造成果實感染且會分解成黏糊的漿狀[14]，這與柑橘采后的主要病害表現(xiàn)一致[15]。因此，壞果率統(tǒng)計結(jié)果表明，ε-聚賴氨酸有明顯的抑菌效果，能顯著降低臍橙壞果率。

圖1 臍橙貯藏期間壞果率變化

圖2 臍橙貯藏120 d試驗圖

2.2 出汁率和失重率變化

水分是影響水果鮮度和可食化程度的重要指標，采后水果出汁率的下降和失重率的上升主要是由水分含量的流失引起的[16]。臍橙貯藏期間出汁率和失重率變化情況如圖3所示。所有處理組出汁率整體呈下降趨勢，咪鮮胺和ε-聚賴氨酸處理組180 d后出汁率無顯著性差異，但與對照組呈極顯著性差異（p＜0.01）。由圖3（B）可知：各處理組失重率隨時間延長均呈上升趨勢。貯藏30 d時，處理組間無顯著性差異，180 d后咪鮮胺失重率為對照的56.8%，差異極顯著（p＜0.01）。ε-聚賴氨酸處理組和對照無顯著差異，與咪鮮胺處理組呈極顯著差異（p＜0.01）。結(jié)果表明，ε-聚賴氨酸保水效果雖不如咪鮮胺處理組，但優(yōu)于對照組。

圖3 臍橙貯藏期出汁率和失重率變化

2.3 可溶性固形物、可滴定酸和風味變化

可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）含量會影響果實風味品質(zhì)和果實成熟度，是衡量水果品質(zhì)的重要指標[17]。由圖4（A）可知：TSS在貯藏期間先小幅上升后下降，貯藏30 d時最高，180 d后ε-聚賴氨酸、咪鮮胺處理組TSS含量分別約是對照組的1.1和1.02倍，可能是果實在貯藏前期，果實內(nèi)多糖的水解速度大于果實呼吸消耗，使單糖含量增加，所以TSS含量小幅增加，隨著貯藏時間的延長，可溶性固形物逐漸轉(zhuǎn)化為其他的物質(zhì)而被大量消耗[18]。

由圖4（B）可知：TA含量隨時間的延長而下降，貯藏60 d時，保鮮劑處理組之間無顯著性差異（p＞0.05），但與對照組差異顯著（p＜0.05）；180 d后，ε-聚賴氨酸處理組TA含量為0.17 mg/100 g，為空白對照組的1.7倍，無顯著性差異（p＞0.05）。樊敏等[19]認為ε-聚賴氨酸與殼聚糖復合膜能抑制櫻桃TSS和TA含量的下降，且高于對照組，與此次試驗結(jié)果相似。

圖4 臍橙貯藏期可溶性固形物和可滴定酸含量變化

由表2可知，聚賴氨酸處理組120 d時臍橙表面光澤下降，組織較好，果實味道變淡，無異味，180 d后臍橙組織失水較為嚴重，果實有輕微橙香且無異味。咪鮮胺處理組180 d后臍橙表面無光澤，有病斑，商品價值較差，果實有微弱酒精味。

表2 臍橙感官評分

綜合以上結(jié)果，ε-聚賴氨酸對臍橙的保鮮效果良好，可有效降低果實TSS和TA代謝速率，保持較好的臍橙風味。

2.4 維生素C含量變化

維生素C（VC）是人體必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，臍橙中VC的含量非常高，這也是臍橙廣受喜愛的原因之一[20]。由圖5可知：臍橙VC含量整體呈下降趨勢，且各保鮮劑處理組的效果均優(yōu)于對照組。貯藏180 d后，ε-聚賴氨酸處理組相比對照高4.71 mg/100 g，差異極顯著（p＜0.01），咪鮮胺處理組效果較差，下降26.96 mg/100 g。因此ε-聚賴氨酸處理組保鮮效果最好，可以有效減少臍橙VC的損失。劉璐等[21]使用ε-聚賴氨酸處理櫻桃在冰溫貯藏條件下也有較好的保鮮效果。

圖5 臍橙貯藏期維生素C含量變化

3 結(jié)論

此次試驗研究安全無毒的綠色保鮮劑ε-聚賴氨酸對臍橙的保鮮效果。研究表明，ε-聚賴氨酸處理組防腐效果最好，180 d后臍橙壞果率僅為38.89%，與王文軍等[22]用咪鮮胺+2, 4-D處理臍橙，貯藏120 d后的壞果率相當。Chen等[23]發(fā)現(xiàn)無花果提取物可顯著降低臍橙壞果率，但尚未研究臍橙貯藏至180 d的保鮮效果。此外，ε-聚賴氨酸處理能較好地保持果實風味，延緩出汁率、失重率、可溶性固形物、可滴定酸、VC含量的下降，保鮮效果優(yōu)于空白對照組，但保水性低于咪鮮胺處理組。Li等[24]研究也發(fā)現(xiàn)ε-聚賴氨酸與海藻酸鈉涂膜處理能延緩鮮切獼猴桃可溶性固形物、可滴定酸、VC的損失，且保鮮效果好于未涂膜組。所以ε-聚賴氨酸可用于臍橙保鮮，具備替代化學保鮮劑的潛質(zhì)，但其對果實的保水性較差，接下來的研究可與保水性好的材料復配使用，比如棕櫚蠟，復配應(yīng)用于果蔬保鮮領(lǐng)域，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>