姜雪,蔣璇靚,2*,陳洪彬,2,吳一晶,鄭宗平,2,林河通
1(泉州師范學院 海洋與食品學院,福建 泉州,362000)2(福建省海洋藻類活性物質制備與功能開發(fā)重點實驗室,福建 泉州,362000) 3(閩江學院 地理與海洋學院,福建 福州,350108)4(福建農林大學 食品科學學院,福建 福州,350002)
荔枝(LitchichinensisSonn.)是一種亞熱帶果樹,現已廣泛種植于20多個國家。中國是荔枝的原產國,也是種植大國,2019年我國荔枝年產量約為184.83萬t,位居世界首位[1]。荔枝果實擁有鮮紅誘人的果皮,香甜可口的果肉,且含豐富的有機酸,維生素C等營養(yǎng)成分,能夠健脾開胃,消腫解毒,止血止痛,補氣安神,因此深受廣大消費者喜愛。但是,荔枝果實成熟于高溫高濕季節(jié),因其特殊的果皮結構極易損失水分,加速果皮褐變,影響果實品質[2]。荔枝采后新陳代謝旺盛,呼吸速率高,在貯藏和運輸過程中極易腐爛變質,貨架期短,極大降低了其商業(yè)價值[3]。為此,常用各種化學保鮮劑處理采后荔枝果實,然而,荔枝以先鮮食為主,化學保鮮劑的不當使用不僅威脅著消費者的健康安全,也加劇了對環(huán)境的破壞。ZHANG等[4]用天然吲哚酚類褪黑素處理“紫娘溪”荔枝果實,在25 ℃下貯藏8 d,仍可保持荔枝外果皮為紅色,抑制果皮褐變和果實衰老的發(fā)生。HE等[5]研究發(fā)現,從柑橘中提取的辛弗琳鹽酸鹽能有效減輕“懷枝”荔枝果皮細胞膜過氧化的發(fā)生,可通過調控脂肪酸代謝相關基因的表達,維持細胞膜完整性,延長荔枝保鮮期。HE等[6]利用α-硫辛酸處理荔枝,有效增強荔枝果實的抗氧化能力,延緩果皮褐變的發(fā)生,提高了采后荔枝貯藏品質。研究人員不斷探尋安全,高效的荔枝采后貯藏保鮮新技術。
氧化白藜蘆醇(trans-2,3′,4,5′-tetrahydroxystilbene, oxyresveratrol, OXY),又名氧化芪三酚,是植物在受到微生物侵襲或紫外線等物理傷害時所產生的一種植物抗毒素,最早從滇波羅蜜的心材中分離得到,存在于??疲俸峡?,薔薇科,禾本科,買麻藤科和豆科等植物中,其中桑科植物中含量最高[7-8]。作為一種天然活性物質,具有抗褐變、抗氧化、抗炎、清除自由基、抗菌、抗病毒等生理活性[9-11]。因OXY突出的醫(yī)療保健作用,目前對其開展的研究主要集中在藥用保健價值開發(fā)上,將其應用于食品保鮮上的研究較少。LI等[12]研究發(fā)現0.1 g/L OXY能有效地抑制蘋果汁的褐變。陳春等[13]對OXY處理鮮切蘋果的研究表明,0.05 g/L和0.1 g/L的OXY處理表現出更強的抗氧化活性,提升了鮮切蘋果片的抗褐變效果。HE等[14]將OXY制備成微乳液處理鮮切蓮藕片,提高了OXY的穩(wěn)定性和抗褐變效果。目前OXY已實現商業(yè)化生產,因其優(yōu)異的抗褐變效果,在果蔬采后保鮮應用上具有安全性高、處理濃度低,性價比高等優(yōu)點。本試驗以福建省永春縣優(yōu)質荔枝品種“岵山晚荔”為試驗對象,研究OXY處理對采后荔枝果實品質的影響,為控制荔枝采后果皮褐變,提高采后貯藏品質,延長貨架期提供科學依據。
“岵山晚荔”荔枝果實購于福建省永春縣鑫山農林專業(yè)合作社,采摘九成熟的果實,挑選出大小、色澤一致,無機械性損傷,無病蟲害的果實。隨后將荔枝果實隨機平均分為5組,進行以下處理:4種質量濃度OXY(杭州瑞樹生化有限公司)處理,用去離子水配制質量濃度分別為0.05、0.1、0.2、0.3 g/L的OXY溶液,對荔枝果實進行浸泡5 min;對照組則用去離子水浸泡荔枝果實5 min。處理后的荔枝果實經晾干后進行包裝(20個果實/袋),而后置于設為 2 5 ℃,85%~90%相對濕度的恒溫箱中貯藏。在荔枝果實貯藏期間,每日隨機取樣,觀察、記錄各組處理效果,根據褐變指數、感病指數和商品率篩選出適宜OXY處理質量濃度。隨后再采一批荔枝果實,隨機分為2組,分別進行適宜質量濃度OXY處理和對照處理。貯藏期間,每日隨機取樣,觀察、評估處理效果與及對相關品質、耐貯性指標進行測定。
ZRX-260低溫人工氣候箱,寧波賽福實驗儀器有限公司;PAL-1數顯糖度計,日本ATAGO公司;GL-20G-II高速冷凍離心機,上海安亭科學儀器廠;M200 ProInfinite酶標儀,瑞士帝肯;F-950便攜式乙烯/氧氣/二氧化碳分析儀,北京陽光億事達科技有限公司;CR-400色彩色差計,日本KONICA MINOLTA公司。
1.3.1 適宜OXY處理質量濃度篩選
(1)果皮褐變指數測定
參照ZHANG等[15]介紹的方法,略有修改。根據荔枝果實外果皮褐變面積情況分為0~5級,其中0級果實:無褐變;1級果實:褐變面積≤5%;2級果實:5%<褐變面積≤25%;3級果實:25%<褐變面積≤50%;4級果實:50%<褐變面積≤75%;5級果實:褐變面積>75%。褐變指數計算如公式(1)所示:
(1)
(2)果實感病指數測定
參照JIANG等[16]方法隨機取20個果實,根據果皮上病斑的大小分為5級。0級:無病斑;1級:病斑面積<1/4;2級:1/4≤病斑面積<1/2;3級:1/2≤病斑面積<3/4;4級:病斑面積≤3/4。果皮感病指數計算如公式(2)所示:
(2)
(3)果實商品率測定
隨機取20個果實,貯藏期間每天觀察果實腐敗情況。參照楊雅景等[17]的方法根據果實腐爛情況進行分級。1級:果皮無褐變,無病害;2級:果皮褐變面積<1/4,無病害;其余果實為3級。商品率計算如公式(3)所示:
(3)
綜合以上3個指標的測定結果,篩選出最適宜的OXY處理質量濃度,再進一步研究適宜質量濃度OXY處理對荔枝果實品質和耐貯性的影響。
1.3.2 果實品質與耐貯性指標測定
(1)果實呼吸強度與失重率
每處理各取20個果實,放入4.5 L密封罐中,25 ℃密封20 min,用便攜式乙烯/氧氣/二氧化碳分析儀測定呼吸強度,結果以mg CO2/(h·kg)表示。以每個測量時間內果實重量占0 d初始重量的百分比(%)計算失重率。
(2)果肉中可溶性固形物(total soluble solid,TSS)與可滴定酸(titratable acid,TA)含量
TSS的測定參照ALI等[18]的方法,使用便攜式糖度計,隨機取10個荔枝果實,每處理果實測10次,以百分比表示含量。
TA的測定參照SHAFIQUE等[19]方法。隨機挑選10個果實,稱取10.0 g果肉,蒸餾水研磨并定容至100 mL后靜置過濾,為待測樣液。樣液采用NaOH溶液滴定法測定果實可滴定酸含量(以檸檬酸計,折射系數為0.064)。
(3)果肉中可溶性糖含量
可溶性糖含量參照JIANG等[16]的方法。隨機取10個荔枝果實,稱取1.0 g果肉,測定果肉中可溶性糖含量,結果以%表示。
(4)果肉中維生素C含量
參照ARAKAWA等[20]的鄰菲羅啉方法測定,隨機取10個果實中的2 g果肉,在冰浴條件下用50 g/L三氯乙酸研磨成勻漿,在15 000×g,4 ℃條件下離心20 min,取上清液定容至10 mL。在試管中分別加入3 mL上述提取液、3 mL 50 g/L三氯乙酸、3 mL無水乙醇,振蕩后再依次加入1.5 mL 4 mL/L H3PO4-乙醇、3 mL 5 g/L鄰菲羅啉-乙醇、1.5 mL 0.3 g/L FeCl3-乙醇,搖勻后在水浴30 ℃下反應90 min,在534 nm處測定OD值,結果以mg/100g表示。
(5)果皮色差
每組處理隨機取10個荔枝果實,用CR-400色彩色差計測量每個果實外果皮赤道面上相對4個部位的L*值、a*值,并取其平均值。
以上各指標的測定均重復3次,取其平均值。試驗數據經Excel 2019整理,Origin Pro 2021版本進行作圖和標準方差分析,利用 SPSS 25.0進行數據顯著性分析,P<0.05表示差異顯著,P<0.01 表示差異極顯著。
2.1.1 不同質量濃度OXY處理對荔枝果實采后果皮褐變指數的影響
荔枝果皮褐變是荔枝果實采后衰老的重要標志。褐變指數能反映褐變程度。如圖1所示,隨貯藏時間的延長,果皮褐變指數不斷增加。整個貯藏期間,對照組荔枝果實的果皮褐變指數均高于各質量濃度OXY處理組。4種不同質量濃度的OXY處理都能抑制荔枝果皮褐變,其中以0.2 g/L OXY處理組效果最好。在整個貯藏期間0.2 g/L OXY處理組的褐變指數極顯著低于對照處理組。以上結果表明,0.2 g/L OXY處理能有效延緩荔枝果實采后果皮褐變的發(fā)生。
圖1 不同質量濃度OXY處理對荔枝果實采后果皮褐變指數 的影響Fig.1 Effect of different concentrations of OXY treatments on browning index of litchi pericarp 注:**表示0.2 g/L OXY處理組數據與 對照組數據相比差異極顯著(P<0.01)(下同)
2.1.2 不同質量濃度OXY處理對荔枝果實采后果實感病指數的影響
感病指數可以表示荔枝果實在貯藏期間的病害發(fā)生的程度。如圖2所示,貯藏期間荔枝果實的感病指數呈上升趨勢。在貯藏0~1 d各處理組荔枝果實完好,無病害癥狀。對照組荔枝果實在貯藏第2天時感病指數為0.12,貯藏2~6 d內其感病指數急劇上升,且均高于4種不同質量濃度OXY處理的荔枝果實。0.2 g/L OXY處理組荔枝果實第2天感病指數為0.03,貯藏2~5 d內感病指數顯著低于對照組(P<0.05),在貯藏末期(第6天)則極顯著低于對照組荔枝果實(P<0.01)。以上結果表明,OXY處理可以有效地減少荔枝果實采后病害的發(fā)生,延緩貯藏中后期感病指數的快速增加,并且0.2 g/L的OXY處理效果最好。
圖2 不同質量濃度OXY處理對荔枝果實采后果實感病 指數的影響Fig.2 Effect of different concentrations of OXY treatment on disease index of harvested litchi fruit 注:*表示0.2 g/L OXY處理組數據與對照組數據相比差異顯著 (P<0.05)(下同)
2.1.3 不同質量濃度OXY處理對荔枝果實采后商品率的影響
如圖3所示,貯藏期間,對照組荔枝果實的商品率從第1天開始就快速下降,在第6天時,對照組荔枝果實的商品率僅剩13.33%。OXY處理果實的商品率1~6 d均高于對照組,其中0.2 g/L OXY處理組的商品率最高,其5~6 d商品率下降較為平緩,第6天的商品率仍達到33.33%,極顯著高于對照果實(P<0.01)。以上結果表明,OXY處理能保持較高的荔枝果實商品率,延緩商品率的快速下降,并且以0.2 g/L濃度的OXY處理效果最好。
圖3 不同質量濃度氧化白藜蘆醇處理對采后荔枝 果實商品率的影響Fig.3 Effect of different concentrations of OXY treatments on marketable fruit rate of harvested litchi frunit
2.1.4 OXY處理適宜質量濃度篩選
0.05、0.1、0.2、0.3 g/L OXY處理均可延緩采后荔枝果實的果皮褐變指數、感病指數的增加,同時保持較高的果實商品率,其中以0.2 g/L OXY處理的荔枝果實保鮮效果最佳。在25 ℃下貯藏6 d,果皮褐變指數為3.22,果實感病指數低至0.27,果實商品率達33.33%,能較好地保持荔枝果實外觀品質。因此選用0.2 g/L OXY處理作為荔枝果實在25 ℃下貯藏的適宜處理條件。
2.2.1 OXY處理對荔枝果實呼吸強度和失重率的影響
如圖4-a所示,貯藏期間荔枝果實的呼吸強度隨貯藏時間的延長不斷上升,對照組呼吸強度的增長速度高于OXY處理組。OXY處理的果實呼吸強度在0~3 d內略微增加,貯藏后期(3~6 d)呼吸速率加快,但在2~6 d的呼吸速率均低于對照果實。上述結果表明,OXY處理可以有效降低采后荔枝果實的呼吸速率,延緩荔枝果實的衰老。
果實水分損失嚴重影響果實風味及外觀品質。如圖4-b所示,采后荔枝果實失重率逐漸增加。1~2 d,兩處理組均呈緩慢上升趨勢;在2~6 d迅速上升。貯藏第6天對照組果實失重率高達6.02%,而OXY處理組低至5.23%。貯藏期間,OXY處理組失重率始終低于對照組果實。
a-呼吸強度;b-失重率圖4 OXY處理對采后荔枝果實呼吸強度和失重率的影響Fig.4 Effect of OXY treatment on respiration rate and weight loss rate of harvested litchi fruit
2.2.2 OXY處理對荔枝果肉TSS、TA和可溶性糖含量的影響
由圖5-a可知,在荔枝采后貯藏過程中,荔枝果肉的TSS含量呈下降趨勢。對照組荔枝果實的TSS含量在0~1 d里迅速下降,貯藏1 d TSS含量就從21.07%下降到18.80%,而OXY處理荔枝果實的TSS含量在第4天才下降至18.89%,且在整個貯藏期間始終高于對照組。統計分析表明,貯藏的第1天和第3天OXY處理組的TSS含量極顯著高于對照組果實(P<0.01)。
如圖5-b所示,荔枝果肉中的TA含量隨著采后貯藏時間的延長而下降。對照組在貯藏前期(0~3 d)下降速度較快,貯藏中后期(3~5 d)TA含量下降速度變緩,到了后期(5~6 d)快速下降。與對照組果實相比,OXY處理可以延緩TA含量的快速下降,在貯藏后期仍保持較好的品質。統計分析表明,貯藏1~3 d和6 d OXY處理果實的TA含量極顯著高于對照處理組荔枝果實(P<0.01)。
如圖5-c 所示,采后荔枝果實可溶性糖含量隨著貯藏時間的延長而不斷下降。對照組荔枝果實可溶性糖含量在1~2 d略有減少,從第3天開始迅速下降。OXY處理組的變化趨勢與對照組相似,但在貯藏期間始終高于對照組,其中在5~6 d,OXY處理組的可溶性糖含量極顯著高于對照組(P<0.01)。
綜上,經OXY處理的荔枝果實中的TSS、TA和可溶性糖含量均能維持在較高水平,有利于采后荔枝果實風味品質的保持。
2.2.3 OXY處理對荔枝果實維生素C含量的影響
如圖6所示,對照組荔枝果實在貯藏0~1 d內維生素C含量略有增加,1~5 d內緩慢下降,5~6 d內快速下降。然而,OXY處理可以減緩整個貯藏過程中果實維生素C含量的下降速度,在同一貯藏時間里,OXY處理組荔枝果實維生素C含量均高于對照組。貯藏至第6天時,OXY處理果實的維生素C含量為4.82 mg/100g,而對照果實為4.30 mg/100g。由此可見,OXY處理能夠延緩荔枝果實中維生素C含量的下降。
a-TSS含量;b-TA含量;c-可溶性糖含量圖5 OXY處理對采后荔枝果肉TSS含量、TA含量和可溶性糖含量的影響Fig.5 Effects of OXY treatment on the contents of TSS、TA and total soluble of sugar of harvested litchi fruit
圖6 OXY處理對采后荔枝果實維生素C含量的影響Fig.6 Effect of OXY treatment on content of vitamin C of harvested litchi fruit
2.2.4 OXY處理對荔枝果皮色澤的影響
果皮顏色是荔枝果實最重要的視覺屬性之一。L*代表色彩的明暗,L*值越低表示顏色越暗,則果皮褐變越嚴重。如圖7-a,對照組荔枝果實L*值隨著貯藏時間的延長不斷下降,在0~4 d內下降緩慢,在貯藏后期快速下降。而OXY處理的荔枝果實其果皮L*值呈先上升后下降的趨勢。同一貯藏時期OXY處理的果皮L*值始終高于對照果實。在貯藏的第6天,對照果皮的L*值降至30.91,而OXY的L*值為34.02。因此,OXY處理可延緩L*值下降,保持荔枝果皮較明亮的色澤。
a*值表示荔枝果皮中的紅綠變化。如圖7-b所示,對照組a*值在0~4 d緩慢下降,貯藏后期(4~6 d)快速下降,果皮褐變程度加劇。而OXY處理組的a*值下降緩慢,統計分析表明,在貯藏的3~4 d,OXY處理組的a*值顯著高于對照組(P<0.05)。以上結果表明,OXY處理可以延緩貯藏過程中L*和a*值的下降,控制荔枝果皮的快速褐變速度,使荔枝果實保持較為鮮紅的果皮色澤。
a-L*值;b-a*值圖7 OXY處理對荔枝果實采后果皮色澤的影響Fig.7 Effect of OXY treatment on the pericarp color of harvested litchi fruit
TSS、TA、可溶性糖和維生素C的含量是評估荔枝果實風味和營養(yǎng)品質的重要因素[16]。荔枝在常溫下貯藏時,仍保持較強的呼吸強度,因呼吸作用消耗了大量的糖酸物質而影響荔枝果實的風味[21]。本研究中,隨著貯藏時間的延長,對照組與OXY處理組的TSS、TA和可溶性糖含量均呈持續(xù)下降趨勢,然而,OXY處理的荔枝果實比對照果實保持了更高含量的TSS、TA和可溶性糖,這與OXY處理能維持較低的呼吸強度相關,OXY處理降低了果實呼吸強度,減少有機酸和糖等呼吸底物的消耗,從而有利于保持果實的風味品質。這與ALI等[22]研究的草酸處理“GOLA”荔枝果實可降低采后荔枝果實的呼吸強度,減少呼吸底物的消耗,延緩荔枝品質劣變的結果一致。孟祥春等[23]的研究表明,OXY處理可降低貯藏期間馬鈴薯切片多酚氧化酶活性,并使超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性保持在較高水平,增強對活性氧的清除能力,減輕膜脂過氧化的發(fā)生,更好地維持細胞內膜體系的完整性,減少修護膜系統所需能量,也使線粒體能夠正常供能,無需通過增強呼吸作用,增加能量供給。因此,OXY處理能降低荔枝果實呼吸強度,可能與其能促進活性氧清除,維持細胞膜完整性相關。
果皮褐變是制約荔枝果實品質和貨架期的主要因素。L*值和a*值可很好地反應荔枝果皮的褐變程度。在本研究中對照組荔枝果實在整個貯藏過程中L*值和a*值逐漸下降,這說明荔枝果皮顏色逐漸從紅變暗。ZHANG等[4]研究發(fā)現褪黑素處理荔枝果實可以通過維持較高L*值和a*值來延緩果皮失色,抑制果皮褐變,JIANG等[16]研究發(fā)現殼聚糖處理采后荔枝果實也有同樣的效果。本試驗結果表明0.2 g/L OXY能有效抑制荔枝果皮在常溫貯藏過程中褐變指數的增加,也使L*值和a*值均高于對照果實,有利于保持荔枝果實的外觀品質。
綜上所述,0.05、0.1、0.2、0.3 g/L 4種質量濃度的OXY處理都可延緩采后荔枝果實褐變指數和感病指數的增加,其中0.2 g/L OXY處理效果最為顯著。在(25±1)℃下貯藏6 d的過程中,0.2 g/L OXY處理能有效保持較高的TSS、TA、可溶性總糖和維生素C的含量,延緩L*值和a*值的下降,降低荔枝果實的呼吸強度和失重,延緩褐變進程與病害發(fā)生,提高商品率,較好地保持荔枝果實的采后品質。