李海波,謝 超,梁瑞萍,張家瑋,余 銘,張海玲

(1.浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江舟山 316021;2.浙江海洋大學(xué)食品與醫(yī)藥學(xué)院,浙江舟山 316022;3.浙江馳力科技股份有限公司,浙江舟山 316022;4.舟山富晟食品科技有限公司,浙江舟山 316022)

楊梅是一種原產(chǎn)于我國(guó)東南部地區(qū)的亞熱帶常綠植物,屬于木蘭綱、楊梅目、楊梅科、楊梅屬[1]。楊梅具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2-3],其富含的花青素具有強(qiáng)抗氧化性[4-5]。每年的6～7月份,都是楊梅成熟的季節(jié),恰好趕上南方高溫潮濕的梅雨時(shí)節(jié),而楊梅果實(shí)柔軟多汁且裸露在外,易受病菌的侵染[6-7]。在貯藏過(guò)程中由于呼吸作用,導(dǎo)致楊梅果實(shí)內(nèi)的糖和有機(jī)酸作為底物不斷被消耗[8],硬度逐漸降低,導(dǎo)致運(yùn)輸難度的加大和楊梅自身品質(zhì)的劣化,且更容易被微生物入侵[9]。

目前,對(duì)于楊梅果實(shí)來(lái)說(shuō),使用較為廣泛的保鮮方法為低溫貯藏[10],這種方法雖然可以有效延長(zhǎng)其貯藏期,但仍存在著果實(shí)出水、感官與品質(zhì)發(fā)生改變、運(yùn)輸成本較高導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益較低等弊端[11]。也有許多學(xué)者利用其他的保鮮手段處理?xiàng)蠲芬匝娱L(zhǎng)其貯藏時(shí)間,汪麗軍等[12]研究丙酸與熱水復(fù)合處理?xiàng)蠲饭麑?shí)有效的抑制了楊梅果實(shí)在貯藏期間的腐爛,但由于丙酸有毒副作用,需要嚴(yán)格把控其使用量;周建儉[13]釆用天然生物性防腐劑乳酸鏈球菌素(Nisin)處理?xiàng)蠲饭麑?shí),有效的抑制了貯藏期間楊梅果實(shí)的腐爛,顯著降低其果實(shí)失水率;吳新[14]研究表明,添加沉香萜醛、紫蘇醛、肉桂醛和香芹酚作為天然防腐劑對(duì)貯藏期間的楊梅果實(shí)進(jìn)行保鮮也能得到良好的保鮮效果,但天然防腐劑也具有一定的局限性,不同種類的天然防腐劑保鮮效果差異較大,并且使用條件較為苛刻。因此,開(kāi)發(fā)新型低成本的綠色保鮮技術(shù)是楊梅貯藏發(fā)展的必然趨勢(shì)。毛明等[15]采用超高壓處理?xiàng)蠲饭麑?shí),將其置于4 ℃的溫度條件下可以儲(chǔ)藏30 d,時(shí)間還不能滿足市場(chǎng)需求;張海坤[16]研究發(fā)現(xiàn),利用低溫處理的楊梅,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗減少,貯藏時(shí)間可以延長(zhǎng)至10～12 d。目前應(yīng)用于楊梅保鮮的手段單一,貯藏時(shí)間還未能達(dá)到物流運(yùn)輸要求,另一方面,國(guó)內(nèi)外還未采用低壓靜電場(chǎng)技術(shù)對(duì)楊梅進(jìn)行保鮮處理,相關(guān)研究比較有限。

本研究利用低壓靜電場(chǎng)作用對(duì)楊梅進(jìn)行貯藏保鮮,設(shè)置無(wú)電場(chǎng)的空白對(duì)照,利用楊梅品質(zhì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)有機(jī)酸、可溶糖、VC、硬度、腐爛指數(shù)和失重率進(jìn)行測(cè)定。探索低壓靜電場(chǎng)下楊梅的貯藏及保鮮效果,進(jìn)而分析楊梅在貯藏條件下的品質(zhì)變化,為當(dāng)前楊梅保鮮技術(shù)提供研究依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

舟山晚稻楊梅 購(gòu)于柯劍飛水果超市;DL-蘋(píng)果酸、檸檬酸一水合物、DL-酒石酸、丁二酸(琥珀酸)標(biāo)準(zhǔn)品純度≥99%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;甲醇 純度≥99.9%,色譜級(jí),南京試劑;磷酸 純度85%～90%,色譜級(jí),南京試劑;氫氧化鈉、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、苯酚、亞硫酸鈉、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、冰乙酸、鹽酸、葡萄糖、甲基紅指示劑、硫酸、碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、淀粉指示液等試劑 均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

BX-2000低壓靜電場(chǎng)發(fā)生器鮮霸 商用型,浙江馳力科技股份有限公司;放電板(鋁板) 浙江馳力科技股份有限公司;Angilent1100型高效液相色譜儀 安捷倫公司;OMNI均質(zhì)儀 常州市均質(zhì)機(jī)械有限公司;VORTEX2渦旋振蕩儀 南京東邁科技儀器有限公司;2X旋片式真空抽氣泵 東莞市港發(fā)真空設(shè)備有限公司;SGZ800低溫高速離心機(jī) 株式會(huì)社日立制作所;FTC質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Food Technology Corporation。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 采摘后篩選出形狀大小均勻且無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí)進(jìn)行分裝、標(biāo)記,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后分別放置于提前調(diào)試好低壓靜電場(chǎng)、溫度為2 ℃左右的冰箱(實(shí)驗(yàn)組)和不施加電場(chǎng)、溫度為2 ℃左右的冰箱中(對(duì)照組)。

1.2.2 有機(jī)酸含量的測(cè)定

1.2.2.1 高效液相色譜的檢測(cè)條件 參照國(guó)標(biāo)GB 5009.157-2016[17],采用HPLC法對(duì)楊梅有機(jī)酸進(jìn)行測(cè)定,前處理方法稍作修改:楊梅去核,果肉攪碎并勻漿。稱取50 g勻漿后的樣品于100 mL容量瓶中,并用蒸餾水定容。使用旋渦振蕩器渦旋2 min(7000 r/min),再進(jìn)行超聲波浸提15 min,結(jié)束后采用四層紗布過(guò)濾保留濾液,待用。取一定量上述濾液于50 mL離心管中,離心10 min(10000 r/min),分離沉淀去除蛋白質(zhì)、果膠等干擾物質(zhì),用10 mL一次性針筒取離心后的上清液用,過(guò)0.45 μm濾膜,取10 μL濾液上機(jī)進(jìn)樣分析。

1.2.2.2 楊梅中的有機(jī)酸含量測(cè)定 通過(guò)公式(1)對(duì)試樣中有機(jī)酸的含量進(jìn)行計(jì)算:

式(1)

式中:X表示試樣中有機(jī)酸的含量,mg/kg;c為試樣中某有機(jī)酸的濃度,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算獲得,μg/mL;V為100,即樣品溶液的定容體積,mL;m為50,即最終樣液代表的試樣質(zhì)量,g;1000為換算系數(shù)。

計(jì)算結(jié)果以重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值表示,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。

通過(guò)Agilent ChemStion工作站,根據(jù)色譜圖中標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間比對(duì)進(jìn)行定性分析,根據(jù)各有機(jī)酸的峰面積和標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)樣品中的有機(jī)酸進(jìn)行定量分析。

1.2.3 可溶性糖含量的測(cè)定 測(cè)定方法參考農(nóng)業(yè)部推薦標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2742-2015[18],稍作修改:用移液管精確移取楊梅汁液5 mL于100 mL容量瓶中(記為V2),隨后加入1 mL濃度為6 mol/L鹽酸溶液,設(shè)置恒溫水浴鍋溫度為(80±2) ℃并將容量瓶置于其中加熱10 min后取出,迅速放到冷水中冷卻至室溫,滴加甲基紅指示劑約3滴,再用一次性膠頭滴管滴加6 mol/L氫氧化鈉溶液至溶液呈淺橙色,用超純水定容至容量瓶刻度,記為V3,手動(dòng)混勻。然后用1 mL移液槍從容量瓶中精確吸取1.00 mL(記為V4)樣液于10 mL容量瓶中,加入超純水2.0 mL,用移液管準(zhǔn)確移取3,5-二硝基水楊酸試劑4.00 mL,置沸水浴中加熱5 min后取出,立即冷卻至室溫,補(bǔ)充超純水至刻度,定容搖勻,此為V5溶液。同樣在540 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值并記錄,樣品中可溶性糖的濃度通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算獲得?？瞻自囼?yàn)方法上同。

楊梅中可溶性糖含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì),計(jì)算式如下:

1.2.4 VC含量的測(cè)定 VC含量的測(cè)定參照GB 14754-2010[19]采用碘量法進(jìn)行。以淀粉為指示劑,用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定樣品水溶液,根據(jù)碘標(biāo)準(zhǔn)滴定液的用量,計(jì)算VC含量。

1.2.5 硬度的測(cè)定 使用FTC質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定楊梅硬度,探頭直徑5 mm,測(cè)量深度5 mm,重復(fù)測(cè)定10次取平均值作為最終結(jié)果。

1.2.6 腐爛指數(shù)的測(cè)定 腐爛指數(shù)的測(cè)定參照狄華濤等[20]的方法進(jìn)行測(cè)定,具體見(jiàn)表1。楊梅果實(shí)的腐爛指數(shù)計(jì)算式如下:

表1 腐爛等級(jí)評(píng)定表Table 1 Assessment of decay grade

其中,最高腐爛等級(jí)為3。

1.2.7 失重率的測(cè)定 失重率的測(cè)定采用稱重法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理,Origin 9.0進(jìn)行繪圖。采用SPSS 21進(jìn)行方差分析,所測(cè)樣品均進(jìn)行3次以上重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 楊梅有機(jī)酸含量的變化

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 以4種有機(jī)酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的系列濃度,按上述色譜條件分別進(jìn)樣。結(jié)果以各組分的峰面積為縱坐標(biāo)Y,各組分濃度為橫坐標(biāo)X,進(jìn)行線性回歸擬合分析。得到有機(jī)酸混標(biāo)色譜圖如圖1,標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果如表2所示。

圖1 有機(jī)酸混合標(biāo)準(zhǔn)色譜圖Fig.1 Standard chromatogram of organic acid mixture注:1,3號(hào)峰為D,L-酒石酸,2號(hào)峰為蘋(píng)果酸,4號(hào)峰為檸檬酸,5號(hào)峰為琥珀酸。

表2 有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定Table 2 Determination of the standard curve of organic acids

綜合對(duì)比得出,D-酒石酸和L-酒石酸保留時(shí)間在3.0～3.5及6.6～7.0 min;蘋(píng)果酸,保留時(shí)間在4.0～4.5 min;檸檬酸,保留時(shí)間為7.6～8.0 min;琥珀酸,保留時(shí)間在8.0～8.5 min。四種有機(jī)酸按出峰時(shí)間從前到后依次為D-酒石酸、蘋(píng)果酸、L-酒石酸、檸檬酸、琥珀酸。

2.1.2 有機(jī)酸的測(cè)定 楊梅中有機(jī)酸含量隨貯藏時(shí)間變化如圖2所示,在整個(gè)貯藏期間,所有有機(jī)酸含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),這是由于楊梅在采后代謝強(qiáng)度不斷升高。其中,4種有機(jī)酸對(duì)照組含量均顯著低于實(shí)驗(yàn)組(P<0.05),且在貯藏末期(第60 d)時(shí)實(shí)驗(yàn)組楊梅中酒石酸含量低于檢出限(0.25 mg/mL)未被檢出,對(duì)照組楊梅酒石酸在第48 d時(shí)已經(jīng)無(wú)法檢出,一方面是因?yàn)榫剖嵩跅蠲分泻枯^少,另一方面是因?yàn)樵跊](méi)有電場(chǎng)的環(huán)境下無(wú)法抑制自身代謝,導(dǎo)致有機(jī)酸消耗較快。此外,兩組楊梅琥珀酸在第60 d均低于檢出限(1.25 mg/mL),檸檬酸是楊梅果實(shí)中最主要的有機(jī)酸,在貯藏末期仍有較高含量。由此可知,低溫(2 ℃)結(jié)合低壓靜電場(chǎng)相比傳統(tǒng)的低溫保藏方式而言具有更大的優(yōu)勢(shì),可以較大程度延緩有機(jī)酸下降的速率[21]。分析可能是低壓靜電場(chǎng)影響楊梅果實(shí)水分遷移情況,延長(zhǎng)了水分遷移的過(guò)程,從而延長(zhǎng)了楊梅有機(jī)酸變化的時(shí)間,保持了楊梅的新鮮度,對(duì)楊梅的貯藏保鮮研究具有一定的意義。

圖2 楊梅中4種有機(jī)酸含量變化Fig.2 Changes of four organic acids in bayberry注:a、b僅表示組間存在顯著性差異,P<0.05;圖3～圖7同。

2.2 楊梅可溶性糖含量的變化

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法參考文獻(xiàn)[18,22]。按照標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定工序,對(duì)不同濃度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行吸光度測(cè)定,將所得吸光度與標(biāo)準(zhǔn)液濃度線性擬合,得出回歸方程,用于后續(xù)可溶性糖濃度計(jì)算。

在0～0.12 mg/mL濃度范圍內(nèi),吸光度與糖濃度線性相關(guān),且擬合程度好。回歸方程:Y=5.145X+0.001式中Y為吸光度,X為糖濃度。相關(guān)系數(shù)R2=0.999。

2.2.2 可溶性糖的測(cè)定 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)貯藏期間楊梅可溶性糖含量變化進(jìn)行分析,如圖3所示,在楊梅達(dá)到八成熟左右采收進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)得的初始可溶糖含量分別為實(shí)驗(yàn)組9.349%與對(duì)照組9.583%,而在第12 d時(shí)實(shí)驗(yàn)組可溶糖含量高于對(duì)照組。當(dāng)楊梅貯藏至12 d以后,可溶性糖含量不斷下降,實(shí)驗(yàn)組可溶性糖含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的可溶性糖含量在第60 d分別降至3.89%與5.15%。生物體自身內(nèi)部電場(chǎng)會(huì)作用于呼吸系統(tǒng)的電子傳遞,而外加電場(chǎng)可以減緩氧化還原反應(yīng)[23],減少可溶性糖的降低。低壓靜電場(chǎng)能很好的維持楊梅的品質(zhì),延長(zhǎng)楊梅果實(shí)的貯藏期。

圖3 楊梅可溶性糖的變化Fig.3 Changes of soluble sugar in bayberry

2.3 楊梅VC含量的變化

VC具有防止壞血病、增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)功能等作用,是一種反應(yīng)水果品質(zhì)的重要指標(biāo),其自身極易被氧化導(dǎo)致含量降低。實(shí)驗(yàn)測(cè)定楊梅中VC含量如圖4所示,在整個(gè)貯藏期VC含量不斷下降,貯藏初期楊梅VC含量可達(dá)9.26 mg/100 g,在第60 d時(shí)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組VC含量分別為6.25和3.86 mg/100 g,兩組楊梅VC分別下降了32.50%和58.32%。實(shí)驗(yàn)組VC含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),顯然,低壓靜電場(chǎng)有利于保持楊梅中VC的含量。外加電場(chǎng)通過(guò)改變生物體內(nèi)細(xì)胞膜的跨膜電位來(lái)作用于生物體的生長(zhǎng)代謝[24],低壓靜電場(chǎng)能有效抑制楊梅的氧化代謝,在無(wú)電場(chǎng)環(huán)境下楊梅VC被氧化反應(yīng)消耗更多,此外,低溫也有利于抑制VC的損失。

圖4 楊梅VC含量的變化Fig.4 Changes of VC content in bayberry

2.4 楊梅硬度的變化

質(zhì)構(gòu)是水果的一種重要物理屬性,其中硬度更是反應(yīng)樣品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖5可知,在貯藏期內(nèi)楊梅果實(shí)硬度不斷降低,這是因?yàn)闂蠲分械墓z酶不斷降楊梅果實(shí)中的果膠,而這是構(gòu)成細(xì)胞壁的主要物質(zhì)。在整個(gè)貯藏期實(shí)驗(yàn)組楊梅的硬度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),在第60 d實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組硬度分別達(dá)到3.21與2.64 N,分析原因是因?yàn)橥饧拥牡蛪红o電場(chǎng)能讓水分子發(fā)生共鳴現(xiàn)象,使得水與酶的結(jié)合態(tài)產(chǎn)生不同程度的改變,最終使酶失去活性,降低了細(xì)胞壁內(nèi)果膠的溶解[25]。馬焱娜等[26]發(fā)現(xiàn)低溫結(jié)合其他方法輔助貯藏,能更好的保持楊梅的硬度。因此低壓靜電場(chǎng)結(jié)合低溫有利于保持楊梅果實(shí)硬度,維持其高品質(zhì)。

圖5 楊梅果實(shí)硬度的變化Fig.5 Changes of fruit firmness of bayberry

2.5 楊梅腐爛指數(shù)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示,在整個(gè)貯藏過(guò)程中兩組楊梅果實(shí)的腐爛指數(shù)均呈上升趨勢(shì),而實(shí)驗(yàn)組的腐爛指數(shù)在整個(gè)過(guò)程中均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),且在低溫環(huán)境下,對(duì)照組的果實(shí)腐爛指數(shù)在第36 d超過(guò)了50%,但實(shí)驗(yàn)組楊梅果實(shí)的腐爛指數(shù)在第60 d才達(dá)到53.56%,分析原因可能是由于電場(chǎng)導(dǎo)致臭氧產(chǎn)生,抑制了楊梅致病菌的生長(zhǎng)繁殖。錢驊等[27]發(fā)現(xiàn)減壓處理可以相對(duì)減少明顯腐爛的作用,因此,低壓靜電場(chǎng)能有效抑制楊梅的腐爛。

圖6 楊梅腐爛指數(shù)的變化Fig.6 Changes of decay index of bayberry

2.6 楊梅失重率的變化

貯藏期間楊梅果實(shí)失重率的變化如圖7所示,由圖7可以看出,在貯藏期內(nèi)楊梅失重率不斷升高,實(shí)驗(yàn)組在貯藏末期(第60 d)失重率達(dá)到4.93%,顯著低于(P<0.05)對(duì)照組(7.74%),且在整個(gè)貯藏期實(shí)驗(yàn)組失重率均低于對(duì)照組,表明低壓靜電場(chǎng)處理能降低失重率[28]。水分的損失只要達(dá)到5%以上,果實(shí)基本上就呈萎蔫狀,失去新鮮外觀丟失商品性[29],而低壓靜電場(chǎng)處理可以將楊梅的失重率控制在可繼續(xù)銷售水平。

圖7 楊梅失重率的變化Fig.7 Changes in weight loss rate of bayberry

3 結(jié)論

以舟山晚稻楊梅為試驗(yàn)對(duì)象,研究了在低溫環(huán)境下施加與不施加低壓靜電場(chǎng)對(duì)楊梅品質(zhì)的影響。在低壓靜電場(chǎng)的作用下,實(shí)驗(yàn)組楊梅有機(jī)酸含量在整個(gè)貯藏過(guò)程中顯著高于對(duì)照組(P<0.05),在第60 d時(shí)實(shí)驗(yàn)組的可溶性糖含量比對(duì)照組高14.70%,VC含量高38.24%,腐爛指數(shù)比對(duì)照組低了20.56%,失重率僅為對(duì)照組的63.70%,硬度的降低也得到明顯抑制,仍有較好的果實(shí)形態(tài)。低壓靜電場(chǎng)保鮮相比于普通的單一低溫保鮮,更有利于維持楊梅品質(zhì)。在低溫環(huán)境下貯藏60 d,仍能保證楊梅具有良好的品質(zhì),保持可食用狀態(tài),大大延長(zhǎng)了貨架期,對(duì)于擴(kuò)大楊梅市場(chǎng)具有積極意義,且為楊梅的保鮮提供了新的思路,為下一步研究低壓靜電場(chǎng)技術(shù)在其他水果保鮮方面的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。