孫婕 ,尹國友*,王博文,商飛飛,李利勤
1. 賀州學(xué)院食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院/食品與生物工程學(xué)院/廣西果蔬保鮮和深加工研究人才小高地(賀州 542899);2. 河南城建學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院(平頂山 467036)
近幾年,我國柑橘總產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)。由于柑橘的水果供應(yīng)期短,且在采后儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)冗^程中易產(chǎn)生失水、被霉菌感染或發(fā)生采后褐斑等問題,果實(shí)的貯藏性能和商品價(jià)值都會(huì)受到影響[1-2]。中國每年柑橘腐敗率達(dá)20%~30%,造成嚴(yán)重?fù)p失[3]。如何延長柑橘的貨架期,實(shí)現(xiàn)全年供應(yīng)是近年來學(xué)者潛心鉆研的問題。
植物精油是一種天然的、由植物生物合成的、具有高揮發(fā)性的油狀液體混合物,是植物的次生代謝產(chǎn)物之一[4],具有抗氧化活性,能抑制細(xì)菌的生長,可作為廣譜性的殺菌劑材料[5-9]。與人工合成的殺菌劑相比,天然植物精油具有無法比擬的優(yōu)勢(shì),如可降解、低毒甚至是無毒無害、易提取、成本低廉、效果明顯等[10]。從植物中提取有效活性成分運(yùn)用到食品領(lǐng)域已非常廣泛。陳超[11]測(cè)定肉桂、丁香和互葉白千層精油(茶樹油)對(duì)蘋果腐爛病菌、小麥赤霉病菌和番茄灰霉病菌的抑菌活性,發(fā)現(xiàn)肉桂精油對(duì)病原真菌的抑菌效果最好。有研究表明殼聚糖具有包埋和抑菌的作用[12-16],可有效提高保鮮作用。試驗(yàn)采用殼聚糖與精油復(fù)配浸泡的方法對(duì)皇帝貢柑的保鮮進(jìn)行研究,增強(qiáng)精油保鮮效果,在前人研究基礎(chǔ)上,選用1%的殼聚糖與3種精油進(jìn)行復(fù)配[17-19],用復(fù)合液浸泡處理采后貢柑,研究其保鮮效果,為以后研制復(fù)合廣譜防腐保鮮劑提供理論依據(jù)。
皇帝貢柑(平頂山市豐萊果品交易中心,成熟度一致,外觀整齊,大小一致,無病蟲害,無機(jī)械損傷);殼聚糖(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);迷迭香精油、檸檬醛精油(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);抱樸香桂精油(采用超臨界二氧化碳萃取法從抱樸香桂葉中提取,實(shí)驗(yàn)室自制);醋酸、酒精、十二水磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鹽酸、鄰苯三酚、碘酸鉀、酚酞、氫氧化鈉(洛陽市化學(xué)試劑廠);三羥甲基氨基甲烷(北京索萊寶科技有限公司。試劑均為AR級(jí))。
MP2000D型電子天平(梅特勒-托利多(上海)有限公司);JW-1042型低速離心機(jī)(安徽嘉文儀器裝備有限公司);LYT-610型手持折光儀(上海力辰邦西儀器科技有限公司);UV-1100型紫外可見分光光度計(jì)(德國貝克曼有限公司);GL-21M型高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司)。
對(duì)照組殼空:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液。殼香200:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+200 μL/L抱樸香桂精油溶液。殼香400:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+400 μL/L抱樸香桂精油溶液。殼香600:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+600 μL/L抱樸香桂精油溶液。殼迷200:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+200 μ L/L迷迭香精油溶液。殼迷400:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+400 μL/L迷迭香精油溶液。殼迷600:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+600 μ L/L迷迭香精油溶液。殼檸200:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+200 μL/L檸檬醛精油溶液。殼檸400:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+400 μL/L檸檬醛精油溶液。殼檸600:質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%殼聚糖溶液+600 μL/L檸檬醛精油溶液。
1.3.1 樣品處理
用1.2配置好的保鮮液浸泡挑選的柑橘3 min,自然晾干,將各試驗(yàn)組的柑橘用保鮮袋單果分裝,用打孔器打孔后,放入4 ℃冰箱低溫保藏,分別于30,60和90 d的檢測(cè)各組柑橘指標(biāo)。
1.3.2 失重率的測(cè)定
式中:m0為柑橘剛處理后質(zhì)量,g;md為柑橘儲(chǔ)藏時(shí)間d時(shí)質(zhì)量,g。
1.3.3 VC含量測(cè)定
采用氧化還原滴定法[20],單位mg/100 g。
1.3.4 SOD酶活性的測(cè)定
采用紫外分光光度法測(cè)定[21],單位U/g。
1.3.5 可溶性固形物的測(cè)定
采用手持糖度計(jì)測(cè)定,單位%。
1.3.6 可滴定酸含量的測(cè)定
采用酸堿滴定法測(cè)定[22],單位%。
采用Excel 2010軟件分析數(shù)據(jù)和方差分析,采用Origin 8.5軟件制圖,每個(gè)試驗(yàn)均重復(fù)3次。
從柑橘的外觀可以初步判定其質(zhì)量的優(yōu)劣。從表1可以看出,儲(chǔ)藏30 d時(shí)僅殼香組果皮未變軟;儲(chǔ)藏60 d時(shí)柑橘的表面色澤都發(fā)生變化,普遍變暗、果皮變軟,對(duì)照殼空組柑橘出現(xiàn)病斑和干癟現(xiàn)象,殼檸組的柑橘出現(xiàn)病變,殼香組與殼迷組未發(fā)現(xiàn)病變;儲(chǔ)藏90 d時(shí),各試驗(yàn)組柑橘色澤進(jìn)一步變暗,果實(shí)發(fā)生皺縮,并出現(xiàn)大量病斑現(xiàn)象,果皮表面長有霉菌,其中對(duì)照殼空組出現(xiàn)大量的腐爛現(xiàn)象,相比較殼香組沒有出現(xiàn)腐爛的現(xiàn)象,殼迷和殼檸組柑橘均有少量腐爛。
表1 柑橘在儲(chǔ)藏期感官的變化
儲(chǔ)藏過程中可以通過果蔬失重率的改變來衡量果蔬的品質(zhì)。如圖1所示,柑橘在儲(chǔ)藏過程中失重率全部呈上升趨勢(shì),各試驗(yàn)組的失重率普遍低于對(duì)照組,說明抱樸香桂、迷迭香和檸檬醛都有延遲柑橘水分損失的效果;在儲(chǔ)藏30 d時(shí)試驗(yàn)組的失重率普遍在0.6%~1.0%,其中殼香試驗(yàn)組的失重率最低,顯示出良好保鮮效果,其次是殼迷試驗(yàn)組,最后是殼檸試驗(yàn)組,從濃度梯度中可以看出,各種殼聚糖復(fù)合精油的400 μL/L試驗(yàn)組失重率最低,600 μL/L其次,200 μL/L最高,這可能是高濃度的精油可能對(duì)柑橘的生理生化反應(yīng)造成一定影響;60 d和90 d的趨勢(shì)與30 d時(shí)柑橘失重率的趨勢(shì)一樣,60 d時(shí)試驗(yàn)組的失重率普遍在1.5%~2.2%,90 d時(shí)的失重率在3.2%~3.7%。
圖1 柑橘在貯藏期失重率的變化
VC是果蔬中重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一,柑橘果實(shí)中富含VC,因?yàn)閂C極不穩(wěn)定,儲(chǔ)藏期間VC會(huì)因?yàn)樯砩饔没蛘呶⑸锏那秩攵纸庠斐蓳p耗[23],因此VC含量是判斷柑橘品質(zhì)的指標(biāo)之一。從圖2可以看出,在柑橘的成熟后各試驗(yàn)組VC含量逐漸降低,但都比對(duì)照組高,說明精油有對(duì)延緩柑橘VC含量變化的效果;在儲(chǔ)藏30 d時(shí),各試驗(yàn)組柑橘VC含量按照抱樸香桂、迷迭香、檸檬醛依次遞減,各精油濃度在400 μL/L時(shí)的VC含量普遍高于200和600 μL/L;儲(chǔ)藏60 d時(shí),殼香試驗(yàn)組的VC含量最高,其中400 μL/L濃度的試驗(yàn)組保鮮效果最好,VC含量為24.64 mg/100 g,殼香顯示出良好保鮮效果;儲(chǔ)藏90 d時(shí),各試驗(yàn)組柑橘VC含量都達(dá)到一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃剑菤は阍囼?yàn)組柑橘的VC含量依然最高,殼迷其次,殼檸最低。
圖2 柑橘在貯藏期VC含量得變化
SOD是一種保護(hù)酶,在植物衰老過程中負(fù)責(zé)清除組織中的活性氧,保護(hù)膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因而具有延緩衰老的作用。故可以通過測(cè)定柑橘儲(chǔ)藏期SOD的活性來判定柑橘的品質(zhì)。如圖3所示,各試驗(yàn)組柑橘在成熟后果實(shí)中的SOD活性呈不斷下降的趨勢(shì),各個(gè)試驗(yàn)組柑橘的SOD活性均高于對(duì)照組;從圖3可以看出,殼香試驗(yàn)組柑橘的SOD值大于殼迷試驗(yàn)組大于殼檸試驗(yàn)組,說明抱樸香桂復(fù)合殼聚糖延緩柑橘腐敗變質(zhì)的效果較顯著。不同濃度處理顯示,400 μL/L精油濃度的試驗(yàn)組效果最好,說明精油使用是有一定界限的,超過這個(gè)界限可能會(huì)產(chǎn)生副作用。
圖3 柑橘在貯藏期SOD的變化
果蔬樣品中的可溶性固形物(TSS)含量能直接反映果蔬的成熟程度和品質(zhì)狀況。一般地,在果蔬成熟過程中,果蔬的可溶性固形物含量逐漸增加,但在衰老過程中可能出現(xiàn)下降。因此,可溶性固形物含量是判斷耐貯藏性的一個(gè)重要指標(biāo)[22]。如圖4所示,成熟后的柑橘可溶性固形物在儲(chǔ)藏中呈逐漸下降趨勢(shì),在儲(chǔ)藏30 d時(shí),各試驗(yàn)組柑橘中可溶性固形物含量均高于對(duì)照組,各種精油均顯示出一定保鮮效果,其中殼香試驗(yàn)組柑橘果肉中可溶性固形物含量均髙于其他試驗(yàn)組的可溶性固形物含量,尤其是濃度400 μL/L,說明抱樸香桂精油在延遲柑橘可溶性固形物損失上發(fā)揮作用;在儲(chǔ)藏60 d時(shí),各試驗(yàn)組中400 μL/L的可溶性固形物含量均高于200和600 μL/L試驗(yàn)組,殼香試驗(yàn)組的柑橘的可溶性固形物最高,殼迷的其次,殼檸最低;儲(chǔ)藏90 d時(shí),各試驗(yàn)組可溶性固形物含量進(jìn)一步降低,在不同試驗(yàn)組中,殼香的可溶性固形物最高,殼迷次之,殼檸較低。
圖4 柑橘在儲(chǔ)藏期可溶性固形物含量的變化
可滴定酸(TA)是果蔬中的一種重要的風(fēng)味物質(zhì),柑橘中主要是檸檬酸,果蔬中酸的種類和含量對(duì)果蔬的口味、風(fēng)味、糖酸比、pH、貯藏性、加工性質(zhì)都具有重要影響[24]。如圖5所示,在儲(chǔ)藏期柑橘的TA含量在逐漸下降。試驗(yàn)組的TA含量都高于對(duì)照組,說明精油延遲了柑橘中TA含量變化;儲(chǔ)藏30 d時(shí)400 μ L/L抱樸香桂和400 μL/L迷迭香的TA含量比較高,保鮮效果較好;儲(chǔ)藏60 d時(shí)400 μL/L抱樸香桂處理組TA含量最高,400 μL/L迷迭香,殼香試驗(yàn)組與殼檸試驗(yàn)組中200和600 μL/L濃度處理組的TA含量相差不大,但都低于400 μL/L的TA含量;在儲(chǔ)藏90 d時(shí),殼香試驗(yàn)組可滴定酸含量最高,表現(xiàn)出較好的保鮮效果,迷迭香次之,檸檬醛一般。
圖5 柑橘在儲(chǔ)藏期可滴定酸含量的變化
試驗(yàn)采用殼聚糖濃度1%作為對(duì)照組,探討3種精油與殼聚糖復(fù)合對(duì)采后貢柑的保鮮效果。殼聚糖與精油復(fù)合浸泡液有效延緩柑橘的失重率、VC含量、SOD活性、可溶性固形物含量及可溶性酸含量變化,各個(gè)精油復(fù)合液都表現(xiàn)出一定保鮮效果,通過試驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),抱樸香桂精油復(fù)合殼聚糖的保鮮效果最好,其次為迷迭香精油,檸檬醛精油的保鮮效果一般,不同的精油濃度梯度的處理組對(duì)比發(fā)現(xiàn),濃度400 μL/L的精油試驗(yàn)組保鮮效果較好,濃度600 μL/L的其次,濃度200 μL/L的效果一般,其原因可能是精油濃度超過一定界限時(shí),精油可能會(huì)滲入細(xì)胞之間,影響細(xì)胞的生理生化反應(yīng),使柑橘產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)而對(duì)其保鮮效果產(chǎn)生副作用,而造成效果不佳。精油與殼聚糖復(fù)合浸泡處理具有雙重的抑菌效果,更好的抑制果實(shí)的腐敗變質(zhì)。迷迭香精油與抱樸香桂精油復(fù)合殼聚糖的保鮮效果較明顯,均可以作為天然防腐劑的材料,檸檬醛精油的效果一般,可能是對(duì)于柑橘來說,其果皮內(nèi)也含有一定量的檸檬醛,對(duì)于果實(shí)的生理生化反應(yīng)沒有太大的抑制作用,因此作為柑橘保鮮劑的原材料效果不佳。