3 種生物保鮮劑對冬棗保鮮效果的影響

何 宇

（渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000）

冬棗（Zizyphus jujubaMill.cv.Dongzao），盛產(chǎn)于陜西大荔，口感清脆甘甜，且富含多種維生素和礦物質(zhì)，尤其是Vc 含量，是蘋果和梨幾十倍甚至上百倍[1]，但冬棗不易儲存，貯藏時會失水皺縮，酒軟甚至出現(xiàn)黑斑病、軟腐病等侵染性病害[2]，這極大限制了冬棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前關(guān)于冬棗的保鮮，方法諸多但各有利弊，在人們更加關(guān)注食品安全的今天，生物保鮮劑的研發(fā)更受研究者青睞。

石榴皮和柿子皮均富含黃酮類、萜類、鞣質(zhì)等生物代謝物，其高效的抑菌活性[3]和強(qiáng)抗氧化活性[4]可作為醫(yī)學(xué)抑菌藥材和食品添加劑等的天然材料，同時也為應(yīng)用于果蔬保鮮提供了新思路。有學(xué)者使用石榴皮提取液用于香蕉和草莓的保鮮，取得了很好的保鮮效果[5-6]，目前關(guān)于石榴皮提取液在果蔬保鮮的應(yīng)用研究報道仍然不多；將柿子皮提取液作為天然保鮮劑用于水果保鮮更是甚少，渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院冬棗貯藏課題組前期用臭氧水漂洗輔助柿子皮提取液處理冬棗表明，柿子皮提取液可以對冬棗的采后保鮮起到很好的效果。而花椒因含有豐富的抑菌成分，如揮發(fā)油、生物堿、酰胺類、香豆素，也用于果蔬保鮮研究。有研究發(fā)現(xiàn)，花椒提取液對擴(kuò)展青霉、灰葡萄孢、鏈格孢抑菌效果突出，可降低櫻桃番茄的發(fā)病率[7]，且在鯽魚的保鮮中效果也很好[8]，也不會影響其口感。殼聚糖作為傳統(tǒng)的保鮮劑，具有生物相溶性好、可生物降解、抑制病菌和可良好成膜等優(yōu)點。

本研究分別將石榴皮提取液、柿子皮提取液和花椒提取液與殼聚糖溶液復(fù)合處理冬棗，檢測其生理生化和營養(yǎng)指標(biāo)并進(jìn)行比較分析，為3 種天然生物保鮮劑的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)，以提高冬棗的貯藏品質(zhì)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

2022 年9 月末10 月初在陜西大荔張下種植園，手工采摘七成熟且單果質(zhì)量為15 g 左右的冬棗，采后冷庫中0 ℃預(yù)冷24 h。鮮石榴采摘于陜西臨潼石榴種植園，在4 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆?。鮮花椒采摘于韓城種植園于常溫保存。鮮柿子采摘于富平縣農(nóng)戶家。殼多糖購于山東衛(wèi)康生物醫(yī)藥科技有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

752 型紫外可見分光光度計、GY-1 水果硬度計、BS224s 型電子天平、AnkeTDL-5 離心機(jī)、pHS.3C 型pH 計。

1.3 3 種提取液的制備

1.3.1 石榴皮提取液 新鮮石榴果實剝?nèi)∑ず娓伞⒎鬯楹筮^0.42 mm 篩，以水為溶劑，按1∶4（g/mL）料液比投料，在80 ℃水浴、150 r/min 條件下攪拌提取9 h，浸提液先后經(jīng)3 層紗布和濾紙過濾，40 ℃減壓濃縮后得原液，其濃度定為100%，于無菌瓶中4 ℃以下保存?zhèn)溆?。?jīng)前期預(yù)試驗后，選取最佳濃度為1.5%的石榴皮提取液用于本試驗。

1.3.2 柿子皮提取物 新鮮柿子削皮陰干搗碎。取柿子皮粉末100 g，以70%乙醇溶液為提取試劑，料液比1∶10（m/V），分裝在5 個圓底燒瓶中，80 ℃回流提取2 h 后于50 ℃減壓濃縮過濾，得粗提物36.2 g，取7.2 g 粗提物制成40 mL 水溶液，上載于含DA-201 型大孔吸附樹脂的玻璃色譜柱（5 cm×80 cm）上，以2.5 mL/min 的流速用3 倍床體積的水洗脫除雜后，用3 倍床體積的50%乙醇溶液洗脫，收集洗脫液于50 ℃減壓濃縮，濃縮液放培養(yǎng)皿中50 ℃烘干即為所得提取物，配制成一定濃度的溶液待用[9]。經(jīng)前期預(yù)試驗后，選取最佳濃度為3%的柿子皮提取液用于本試驗。

1.3.3 花椒提取液 新鮮花椒烘干后粉碎過0.177 mm 篩，稱取粉末100 g，按料液比 1∶6（m/V），用75%酒精浸泡24 h 后，60 ℃超聲提取2 h，減壓抽濾。濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后用50%乙醇定容至100 mL，制成1 g/mL 提取液，置于4 ℃冰箱中備用[10]。經(jīng)前期預(yù)試驗后，選取最佳質(zhì)量濃度為50 mg/mL 花椒提取液用于本試驗。

準(zhǔn)確稱取2.5 g 殼聚糖溶于1%的冰醋酸溶液中并定容至250 mL，配制成1%殼聚糖溶液。

1.4 試驗方法

預(yù)冷后的冬棗隨機(jī)分13 組進(jìn)行試驗，每組用果500 g 左右。設(shè)5 個處理，分別為：1% 殼聚糖+3%柿子皮提取液復(fù)合處理（處理1），1%殼聚糖+1.5%石榴皮提取液復(fù)合處理（處理2），1%殼聚糖+50 mg/mL 花椒提取液復(fù)合處理（處理3），用水浸泡作為對照組（CK），配制1%殼聚糖溶液（處理4）作為參考對照，對照組不設(shè)重復(fù)，其他分別設(shè)置3 個重復(fù)。處理1、2、3 均是先用提取液浸泡5 min 后棗果瀝水干燥，后涂殼聚糖溶液入袋，0 ℃低溫貯藏。每隔10 d 取樣測定其腐爛率、失重率、硬度、維生素C、總糖量、丙二醛（MDA）、乙醇等指標(biāo)。

1.5 測定指標(biāo)及方法

硬度的測定采用GY-1 型硬度計法，總糖測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法；Vc 含量測定采用2，6-二氯靛酚法；丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸法；乙醇含量的測定采用重鉻酸鉀氧化法[11]。計算腐爛指數(shù)和失重率，腐爛級別參照羅政等[12]和蘇比努爾·阿布力米提等[13]的方法。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行單因素方差分析處理，采用Excel 2010 軟件繪制圖表和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏期間腐爛指數(shù)和失重率的影響

冬棗皮薄易腐爛，不易貯藏。從表1 可以看出，在貯藏期間其棗果的腐爛指數(shù)呈不斷上升趨勢，在貯藏前期上升趨于緩和，但后期上升較快。尤其CK 在第60 天時腐爛指數(shù)為0.5，失去其貯藏及食用價值。而各處理均可不同程度抑制棗果的腐爛指數(shù)，且除貯藏第10 天外，其余時間與CK 之間差異顯著（P<0.05），但是3 種生物提取液組之間差異不顯著（P>0.05），處理4（殼聚糖溶液）在貯藏的第20、30、50 天與3 種生物提取液之間存在顯著差異（P<0.05）。各貯藏階段的腐爛指數(shù)依次為處理3（花椒提取液）<處理2（石榴皮提取液）<處理1（柿子皮提取液）<處理4（殼聚糖溶液），以花椒提取液處理效果最佳。這可能是3 種提取液中的黃酮類、萜類、鞣質(zhì)、生物堿、香豆素等成分阻礙了病菌的滋生，加之殼聚糖的涂膜保護(hù)處理使得二者結(jié)合起來能更好地降低了棗果的腐爛指數(shù)。

表1 3 種生物保鮮劑對冬棗腐爛指數(shù)的影響Tab.1 Effects of three biological preservatives on decay index of winter jujube

在貯藏期間棗果因蒸騰作用，會出現(xiàn)逐步失重現(xiàn)象。從表2 可以看出，各處理的棗果在貯藏期間失重率一直增加，前20 d 增長較慢，隨后增長較快。與CK 相比，各處理的棗果失水情況明顯緩解，差異顯著（P<0.05），在第60 天時失重率均在5%左右。說明3 種生物保鮮劑可有效降低冬棗的失重率，提高了冬棗貯藏品質(zhì)。有學(xué)者認(rèn)為，酚類物質(zhì)可使膜的蛋白質(zhì)變性[13]，可能由于3 種提取液中都富含該類物質(zhì)，從而降低了細(xì)胞膜的透性。但整個貯藏期3 種提取液處理之間差別很小，且與處理4（殼聚糖溶液）也不存在顯著性差異，可能是由于殼聚糖的涂膜處理使得棗果表面形成了一層半透膜從而減少蒸騰作用，鎖住水分，且效果更為強(qiáng)大。

表2 3 種生物保鮮劑對冬棗失重率的影響Tab.2 Effects of three biological preservatives on weight loss rate of winter jujube %

2.2 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中硬度的影響

在棗果貯藏的過程中，細(xì)胞壁中原果膠等物質(zhì)會被酶分解，從而使其硬度下降[14]。有研究發(fā)現(xiàn)，棗果硬度會隨貯藏時間的延長而降低，本研究結(jié)果與其一致[15]。從表3 可以看出，各處理硬度下降速度有所差別，同期相比各處理硬度均高于CK。貯藏前10 d，各處理的硬度變化平穩(wěn)，范圍較CK 小，保持鮮脆狀態(tài)，這與失重率相符；在貯藏至20 d 左右時，下降速度加快但后期又減慢，在50 d 以后棗果的貯藏價值已大大下降。冬棗的硬度由起初的11 kg/m2，結(jié)束時普遍下降至6 kg/cm2左右。在整個貯藏期間，各處理均可不同程度維持棗果的硬度。與CK 相比，處理4（殼聚糖溶液）在貯藏第30 天開始出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05），而3 種提取液在貯藏前期（10 d）已經(jīng)出現(xiàn)。處理1（柿子皮提取液）、3（花椒提取液）的效果相當(dāng)，處理2（石榴皮提取液）除了在第10、20、50 天優(yōu)于其他組（P<0.05）外，其他時間硬度均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），原因需進(jìn)一步探究。

表3 3 種生物保鮮劑對冬棗硬度的影響Tab.3 Effects of three biological preservative on hardness of winter jujube kg/cm2

2.3 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中Vc 含量的影響

Vc 可以清除活性氧，進(jìn)而延緩果實衰老，但果蔬中的Vc 是一種熱敏性成分，極易被氧化而失去活性。其貯藏過程中的含量變化可作為貯藏保鮮效果的評價指標(biāo)之一，其變化幅度越小，保鮮效果越佳[16]。由表4 可知，各處理的Vc 含量均呈現(xiàn)出先上升后下降的走勢，上升原因與采摘的時間和成熟度有關(guān)[17]；而進(jìn)入完熟階段后，Vc 又會受環(huán)境影響而分解。CK 較各處理先達(dá)到高峰隨之迅速下降且Vc 含量在貯藏的前期（10 d）與各處理間差異不顯著，在貯藏的第20 天以后，Vc 含量各處理均高于CK，且具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。貯藏的前20 d，各處理的Vc 含量不具有顯著性差異，但貯藏的第30、40、50 天，處理4（殼聚糖溶液）的Vc 含量均低于3 種提取液組，處理1（柿子皮提取液）、2（石榴皮提取液）優(yōu)于處理3（花椒提取液），且差異顯著（P<0.05），在貯藏結(jié)束時，4 個處理的Vc 含量均在200 mg/100 g 左右，不具有統(tǒng)計學(xué)意義，說明在貯藏的第60 天時已無食用價值。3 種生物提取物對冬棗Vc 含量的保持都有一定的作用?？赡苁侨叨己胸S富的抗氧化成分保護(hù)了Vc。加之殼聚糖涂膜能夠減慢棗果中Vc 的分解，使得復(fù)合處理效果更加明顯。而花椒提取液的保護(hù)作用略次于石榴皮和柿子皮組，推測是由于抗氧化成分含量高低不一引起，需進(jìn)一步探究。

表4 3 種生物保鮮劑對冬棗Vc 含量的影響Tab.4 Effects of three biological preservatives on the content of Vc in winter jujube mg/100 g

2.4 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中總糖量的影響

由于采摘棗果為七成熟，貯藏初期不可溶性糖含量會有所轉(zhuǎn)化，糖代謝總量比降解總量大[18]。從表5 可以看出，在棗果貯藏的前10 d，其總糖量在各處理中均有所增加，但各處理間總糖含量不存在顯著性差異。而在隨后的貯藏過程中，由于呼吸作用而被消耗，總糖含量一直在減少，各處理與CK 除在20 d 天時無統(tǒng)計學(xué)意義外，其他時間均表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。各處理同一貯藏期含糖量相比，處理4（殼聚糖溶液）的總糖量均低于3 種提取液處理，處理2（石榴皮組）、處理1（柿子皮組）高于處理3（花椒液組），但是三者間不存在顯著差異，在貯藏結(jié)束時總糖含量為19%左右，而CK 的棗果總糖含量僅為15.61%。總的來說，3 種生物保鮮劑均可不同程度維持棗果的總糖含量。

表5 3 種生物保鮮劑對冬棗總糖量的影響Tab.5 Effects of three biological preservatives on the content of total sugar in winter jujube %

2.5 3種生物保鮮劑對冬棗貯藏中丙二醛含量的影響

冬棗在貯藏過程中，會因膜脂過氧化而使得膜的結(jié)構(gòu)破壞，降低了膜的穩(wěn)定性，從而加速棗果的衰老過程。而丙二醛（MDA）作為其重要產(chǎn)物成為檢測果蔬保鮮的重要指標(biāo)之一。從表6 可以看出，隨著貯藏時間的延長，CK 和各處理的棗果MDA含量均會不斷積累，但積累速度有所不同。貯藏前20 d 上升較快，隨后增加減慢，貯藏結(jié)束時又增加明顯，結(jié)束時棗果MDA 含量分別為1.61、1.14、1.19、1.31、1.41 μmol/g。整個貯藏期間各處理的MDA 含量均低于CK，且具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。處理4（殼聚糖溶液）的丙二醛含量高于3 種提取液處理，從貯藏30 d 開始，與其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），處理組1 和2 的棗果MDA 含量最低，但二者間差異不顯著，處理3（花椒提取液）高于處理1（柿子皮提取液）、2（石榴皮提取液），且在貯藏后期表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。3 種提取液均含有豐富的抗氧化物，減少了活性氧對細(xì)胞膜的損傷，減少了丙二醛的積累，從而延緩果實的衰老。

表6 3 種生物保鮮劑對冬棗丙二醛含量的影響Tab.6 Effects of three biological preservatives on the content of malondialdehyde in winter jujube μmol/g

2.6 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中乙醇含量的影響

3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中乙醇含量的影響如表7 所示。

表7 3 種生物保鮮劑對冬棗貯藏中乙醇含量的影響Tab.7 Effects of three biological preservatives on ethanol content in winter jujube mg/kg

貯藏期間的棗果由于進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生了乙醇，乙醇可加速棗果軟化[19]。因此，乙醇含量的高低作為果蔬保鮮的重要檢測指標(biāo)之一。從表7可以看出，貯藏期間各組乙醇含量變化一致，表現(xiàn)為貯藏期前20 d 增加緩慢，隨后加快，且從第10 天開始，各處理和CK 之間出現(xiàn)了顯著差異（P<0.05）。整個貯藏期間，4 個處理均低于CK，處理4（殼聚糖溶液）的乙醇含量儲存同期相比均高于3 個提取液處理，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），但是3 組提取液處理間均不存在顯著差異。表明3 種生物保鮮劑可在冬棗貯藏中減少乙醇的產(chǎn)生，起到不同程度的保鮮作用，且與殼聚糖復(fù)合涂膜處理效果更佳。

3 結(jié)論與討論

通過將殼聚糖溶液分別與石榴皮提取液、柿子皮提取液、花椒提取液復(fù)合處理冬棗，測定其各項生理生化和營養(yǎng)指標(biāo)并分析其保鮮效果發(fā)現(xiàn)，3 種生物保鮮劑都能有效降低冬棗的腐爛指數(shù)和失重率，抑制了果實硬度的下降和Vc 含量的減少，延緩了MDA 的增加，但效果有所差異。與CK 相比，各處理均從20 d 開始顯著降低冬棗的腐爛指數(shù)（P<0.05），并以花椒提取液組處理效果最佳。失重率、硬度、總糖和乙醇含量方面，整個貯藏期3 個處理間差別很小，差異不顯著。Vc 含量方面，3 種生物提取液對冬棗Vc 含量的保持有一定的作用，但花椒提取液的保護(hù)作用略次于石榴皮和柿子皮處理。3 個處理的丙二醛含量變化趨勢基本一致，花椒提取液高于石榴皮和柿子皮處理，且在貯藏后期表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。本試驗初步表明，3 種生物保鮮劑處理均可以用于采后冬棗的貯藏保鮮，可以為果蔬保鮮提供理論依據(jù)。但還需要進(jìn)一步優(yōu)化其提取工藝，鑒定量化其有效成分，對冬棗果實內(nèi)某些酶的活性進(jìn)一步探索，優(yōu)化其保鮮技術(shù)被果農(nóng)應(yīng)用。