劉 偉,曹文利,薛雨菲,楊永興,楊 茜,李 芳,孔令明,*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830021)

無花果(FicuscaricaL.)作為一種藥食同源的果品,擁有較高的營養(yǎng)與藥用價值[1-2]。由于無花果中水和糖的含量高,外表皮極易受到機械損傷,使無花果易被微生物侵染,出現(xiàn)軟化、褐變、腐爛等現(xiàn)象,常溫條件下通常只能貯藏3～5 d[3-4],導(dǎo)致難以遠銷,經(jīng)濟效益受到了嚴重影響,因此無花果采后保鮮成為亟待解決的問題和研究熱點。許多學(xué)者研究表明一些化學(xué)藥劑可對無花果貯藏保鮮起到有效作用,如二氧化氯、1-甲基環(huán)丙烯、氯化鈣、二氧化硫等[5-11]。應(yīng)鐵進等[12]發(fā)現(xiàn)3% CaCl2處理能使無花果果實呼吸強度和乙烯釋放量明顯降低,并能較好地維持超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制丙二醛(MDA)的生成。Celia等[10]發(fā)現(xiàn)用25(μL·h)/L SO2熏蒸處理可抑制鏈格孢菌、根霉菌、葡萄孢菌和青霉菌對無花果的侵害,減少病原微生物在果實表面的萌發(fā)。Karabulut等[13]發(fā)現(xiàn)高濃度的ClO2霧化處理一段時間后能保持無花果品質(zhì)的同時降低其腐爛率和微生物侵染的機率。化學(xué)保鮮劑的使用會存在一定殘留、長期使用會產(chǎn)生抗藥性的問題,但目前將天然植物提取物用于無花果貯藏的報道很少。張合亮等[14]通過對比不同濃度無花果葉醇提取物對無花果的保鮮效果,得出濃度為5% 的無花果葉醇提物保鮮效果最佳。

表1 試驗分組情況

核桃,學(xué)名胡桃(JuglansregiaL.),喬木。新疆作為我國核桃的第二大產(chǎn)區(qū),種植歷史悠久,新疆核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)也位居我國前列,截止到2017年新疆核桃的種植面積達到39萬公頃,年產(chǎn)量83萬噸,但核桃青皮作為副產(chǎn)物對其的利用方式單一,利用率低,造成一定的資源浪費。核桃青皮提取物的抗氧化、抑菌活性也被多次證實。王剛霞等[15]通過研究發(fā)現(xiàn)15 mg/mL的核桃青皮乙醇提取物對果蔬采后5種主要的病原微生物的抑制率在79.72%以上,隨著核桃青皮乙醇提取物濃度的增加,對這5種主要病原微生物的孢子萌發(fā)和菌絲生長均有良好的抑制作用,可運用于果蔬采后的病害防治。

通過課題組前期的研究發(fā)現(xiàn),利用醇提法得到的核桃青皮提取物對微生物的抑制率高于堿提法,3%的核桃青皮醇提物和5%的核桃青皮醇提物能夠有效抑制微生物的生長繁殖[16]。同時核桃青皮提取物中的活性物質(zhì)具有較好的殺蟲、抑制真菌活性[17-18],但目前還沒有直接將其作為天然植物保鮮劑用于無花果采后保鮮的報道。

本文以“新疆早黃”無花果為材料,研究核桃青皮乙醇提取物對無花果采后保鮮的影響,分別以0.3 mol/L CaCl2和清水處理作為陽性對照和陰性對照組,測定貯藏期間無花果的生理生化指標,以期為核桃青皮提取物應(yīng)用于無花果保鮮提供相關(guān)數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無花果 “新疆早黃”品種,于2018年8月16日采摘于新疆阿圖什市,挑選八成熟(泛綠微黃)、無損傷、無病蟲害的果實,用聚苯乙烯多孔塑料周轉(zhuǎn)箱(規(guī)格:41 cm×27 cm×19 cm)分格擋包裝,內(nèi)裝兩個冰袋,密封,當天運至實驗室備用;核桃青皮(品種:溫-185) 購于新疆阿克蘇,購置的新鮮核桃手工剝下青皮,平鋪在紙上,在自然晾曬干后用粉碎機進行粉碎,過 60目篩,粉末置于塑料密封袋中低溫避光保存;氯化鈣、氫氧化鈉 天津市致遠化學(xué)試劑有限公司;酚酞、氯化鋇、草酸 上海源葉生物科技有限公司;使用試劑 均為分析純。

GY-4型果實硬度計 浙江省建德市梅城電化分析儀器廠;PL2002型電子天平 上海市海特勒-托利多儀器有限公司;WYT-J型手持糖量計 深圳市三利化學(xué)品有限公司;TDL-5-A型低速臺式離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;TU-1810PC型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司;FW-100型高速萬能粉碎機 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 保鮮液的配制 參照曹文利等[16]的制備方法,以乙醇濃度為70%(體積分數(shù))、料液比為1∶40 (g/mL)、提取時間為80 min、超聲溫度為60 ℃、超聲功率為100 W的條件進行超聲提取,旋蒸后得核桃青皮浸膏。將提前制備好的核桃青皮浸膏用無菌水溶液配制成濃度為100 mg/mL的溶液作為實驗原液,再稀釋成濃度梯度不同的核桃青皮乙醇提取物。化學(xué)保鮮劑以無菌水配置濃度為0.3 mol/L的CaCl2為保鮮溶劑。

1.2.2 無花果處理 將無花果分別置于體積分數(shù)不同的核桃青皮乙醇提取物溶液內(nèi),共480個果實,每組處理60個果實,按表1的分組情況進行浸果處理5 min,自然條件晾干后不同條件貯藏,依據(jù)無花果表形變化常溫1 d取一次樣,低溫(0±2) ℃,6～7 d取一次樣,測定指標。試驗分組情況見表1。

1.2.3 指標的測定

1.2.3.1 失重率的測定 采用稱重法測定,按下式計算:

失重率(%)=(處理時果實質(zhì)量-貯藏后果實重量)/處理時果實質(zhì)量×100

1.2.3.2 硬度的測定 圍繞無花果果實赤道軸,等間距選取3點,用數(shù)顯手持硬度計從果皮內(nèi)向果肉1 cm處測定,取其平均值。

1.2.3.3 可滴定酸含量、維生素C含量、呼吸速率的測定 參照《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》[19]。

1.2.3.4 可溶性固形物含量的測定 用紗布將無花果果肉擠出果汁滴加在數(shù)顯手持糖度計檢測鏡上,讀取讀數(shù),即為樣品液中可溶性固形物的含量。重復(fù)三次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗重復(fù)三次,實驗數(shù)據(jù)運用Excel 2013統(tǒng)計處理本次試驗的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,運用OriginPro 8.5進行本實驗樣本圖表的制作。利用SPSS 21.0進行顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實失重率的影響

水分的流失和能量物質(zhì)的消耗是采后無花果失重的主要原因,這不僅直觀反映出果實的新鮮程度,還使果實降低了商品價值[20]。圖1是不同溫度下無花果果實失重率的變化,伴隨貯藏時間的延長,失重率上升趨勢越來越大。常溫環(huán)境下,每日測定失重率,可看出在保鮮的第3 d,A組、B組、C組、D組失重率分別達到16.53%、13.9%、12.98%、9.92%;4 d后,C組、D組與對照果實的失重率相差較大(P<0.05);5 d后常溫組腐爛率急劇上升,已無貯藏意義。在低溫貯藏期間,每隔5 d測定一次失重率,在18 d之前,C1組、D1組的失重率始終低于對照組,且差異性顯著(P<0.05),對照組的失重率在第30 d時,達到最大值為15.11%,B1組、C1組、D1組的失重率分別為10.83%、10.09%、7.58%。核桃青皮乙醇提取物與0.3 mol/L CaCl2處理的無花果失重率均低于對照組,說明核桃青皮乙醇提取物處理能夠降低無花果的失水速度,減少營養(yǎng)流失,且提取物濃度增大,這種趨勢越明顯。

圖1 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實失重率的影響

2.2 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實硬度的影響

硬度是體現(xiàn)水果保鮮品質(zhì)的重要指標。如圖2所示是不同保鮮處理在不同溫度下無花果果實硬度的變化,可以看出無花果的硬度跟隨貯藏時間的延長呈不同程度的下降走勢。常溫環(huán)境時,C處理組、D處理組的硬度相比對照組均有很大程度延緩,在貯藏期前后,對照組果實硬度整體下降74.69%,B、C和D處理組果實硬度分別下降了5.96、5.23和5.09 N。低溫條件下,C1和D1處理組較于對照組均能顯著延緩果實硬度的下降(P<0.05),其中C1處理組在貯藏至第12 d時,硬度為8.85 N,高于D1處理組7.85 N與對照組相比差異性顯著(P<0.05)。整體來看,在常溫環(huán)境下,D處理組延緩硬度下降的效果最佳;低溫環(huán)境時,D1處理組保鮮效果最佳,其次是C1處理組。表明核桃青皮乙醇提取物能夠在常溫和低溫條件下延緩果實硬度的下降。

圖2 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實硬度的影響

2.3 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實可滴定酸含量的影響

無花果中的可滴定酸(Total acid,TA)主要包括檸檬酸和酒石酸[3],是保持果實風味與口感不可或缺的物質(zhì),更能阻止病原菌的侵染進程。時間隨貯藏延長,一部分酸轉(zhuǎn)化成糖,一部分被用來供應(yīng)果實采后的呼吸代謝消耗[21]。由圖3可知,無花果可滴定酸的含量在果實貯藏期間整體呈下降趨勢。常溫下對照組可滴定酸含量由初始的0.22%下降到第5 d的0.18%左右,下降最快,C、D處理組與對照組差異顯著(P<0.05),且各處理組在第3 d均出現(xiàn)了高峰,可能是果實內(nèi)部已出現(xiàn)了酸敗,導(dǎo)致酸含量上升。低溫條件下對照組TA含量由起始的0.19%下降到第30 d的0.14%左右,其他處理組的TA含量下降相對較慢,其中,C1、D1處理組顯著高于A1組(P<0.05)。這表明核桃青皮乙醇提取物保鮮處理能有效減緩了果實有機酸的解離程度,從而提高無花果的貯藏期限。

圖3 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實可滴定酸含量的影響

圖4 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實維生素C含量的影響

圖5 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實呼吸速率的影響

2.4 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實維生素C含量的影響

無花果中維生素C(Vitamin C,VC)的含量很高,作為無花果的一大賣點,它擁有對生長代謝產(chǎn)生的活性氧基團的清除作用,保護細胞免遭氧化損害[22]。由圖4可知,VC含量隨時間延長以及成熟度、貯藏條件等其他因素的影響呈不斷下降的趨勢。常溫貯藏環(huán)境時,對照組無花果的VC含量為61.50 mg/100 g,貯藏末期時,B、C、D處理組無花果的VC含量分別比初期低了47.21%、44.34%、41.58%。在低溫貯藏環(huán)境下,VC含量的變化為平緩下降趨勢,其中D1處理組下降的速度最慢,B1和C1處理組在12～24 d時下降速度大致相同,A1對照組下降的速度最快。表明核桃青皮乙醇提取物處理可以保持維生素C含量,延緩無花果營養(yǎng)價值的流失,對延緩果實衰老起到一定的作用,并且核桃青皮乙醇提取物含量越高，營養(yǎng)流失越慢。

2.5 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實呼吸速率的影響

圖6 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實可溶性固形物含量的影響

根據(jù)呼吸速率可估計果蔬的貯藏潛力,呼吸強度大則會加速果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,呼吸強度弱則果蔬品質(zhì)能更好的維持,提高其商品價值[23]。由圖5可知,呼吸強度變化在不同溫度下均呈現(xiàn)呼吸高峰。在常溫下貯藏時,A對照組無花果呼吸強度比其他處理組的高,并在第1 d時出現(xiàn)呼吸高峰,峰值為58.12 mg CO2/(kg·h),受溫度的影響,無花果代謝速率隨著貯存時間的延長而一直呈下降趨勢,變化趨勢與魏佳等[24]得到的結(jié)論相似,在相同代謝時期內(nèi),經(jīng)CaCl2化學(xué)處理組的無花果的呼吸強度最低,其次是5%核桃青皮乙醇提取物處理組。低溫貯藏時,各處理組均在第12 d時到達呼吸高峰,A1、B1、C1、D1四組的呼吸峰值依次分別為28.74 mg CO2/(kg·h),26.35 mg CO2/(kg·h),26.89 mg CO2/(kg·h)和22.91 mg CO2/(kg·h),貯藏后期,A1對照組的呼吸速率保持最高的狀態(tài),與5%核桃青皮乙醇提取物處理組果實有顯著差異(P<0.05),與3%降解產(chǎn)物處理組無顯著差異(P>0.05)。研究說明低溫貯藏比常溫貯藏的效果好,且5%核桃青皮乙醇提取物處理對無花果貯藏期間抑制果實呼吸強度有顯著效果。

2.6 核桃青皮乙醇提取物對無花果果實可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量可反映果蔬營養(yǎng)成分在貯藏過程的損失情況[25]。由圖6可以看出,常溫環(huán)境時可溶性固形物含量呈略微上升又逐漸下降趨勢,變化不顯著?？赡苁枪麑嵅珊笥幸欢魏笫祀A段,果實中的物質(zhì)發(fā)生一系列代謝活動轉(zhuǎn)化成糖,而后糖又隨呼吸作用的消耗而逐漸降低[26]。常溫對照組在第1 d測定時出現(xiàn)最高值為20.80%。低溫條件時,無花果在跟隨貯藏時間的變化期間TSS含量呈現(xiàn)無明顯規(guī)律變化,含量在15.80%～19.60%范圍內(nèi)波動,猜測是低溫環(huán)境使果實當中的酶活性降低,代謝活動減緩,對無花果的呼吸速率有所抑制,從而減少無花果果實可溶性固形物含量的損失。

3 討論與結(jié)論

本文研究了不同保鮮處理的無花果在常溫和低溫(0±2) ℃條件下的生理生化變化,實驗表明三種不同的處理方法都有助于無花果貯藏保鮮。在不同溫度條件下實驗組呼吸速率都低于對照組。無花果為呼吸躍變型果實[27],在低溫條件下呼吸強度出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在0～12 d呼吸速率增加,說明無花果進入呼吸躍變,在第12 d達到峰值,在12～30 d隨著貯藏時間延長呼吸速率降低。由于采后無花果繼續(xù)成熟,TA含量繼續(xù)積累,在0～12 d出現(xiàn)上升的趨勢,隨著貯藏時間的延長果實完全成熟后開始衰老,有機酸被分解,同時呼吸作用消耗了底物和能量,使TA含量出現(xiàn)了下降的趨勢[28]。在貯藏過程中無花果的失重量較大,但是TSS含量變化不大,并且出現(xiàn)了略微上升后下降的趨勢,考慮是在前期果實出現(xiàn)后熟的情況,果實中的淀粉被分解,在貯藏后期果實完全成熟呼吸作用,消耗了大量的能量,最終導(dǎo)致果實中TSS含量變化不大。無花果腐敗主要有兩個方面的原因:第一是果實自身在采后繼續(xù)發(fā)生呼吸作用消耗營養(yǎng)物質(zhì);二是由于細菌和真菌的入侵[14]。核桃青皮乙醇提物對果實的呼吸速率有一定的抑制作用,降低了能量消耗,同時具有良好的抑菌性,從而達到了對無花果的保鮮作用。

呼吸速率是反映果蔬貯藏保鮮中最重要的指標,失重率和硬度能夠反映果蔬在貯藏保鮮過程中果實形態(tài)的保持,TA、VC、TSS的含量能夠反映果蔬貯藏保鮮過程中果實營養(yǎng)物質(zhì)和口感的優(yōu)劣,通過對比呼吸速率、果實形態(tài)保持、果實營養(yǎng)物質(zhì)和口感三個方面,得出實驗組對無花果果實的保鮮效果。

目前,對無花果的貯藏保鮮主要使用一些化學(xué)試劑,雖然核桃青皮提取物不及0.3 mol/L CaCl2對無花果的保鮮作用,但也能起到有效的保鮮作用。隨著生活水平的提高,消費者對食品的安全性要求越來越高,相比于化學(xué)保鮮劑,核桃青皮提取物更具有安全性;其次新疆作為核桃的主產(chǎn)區(qū),核桃青皮通常作為廢料被處理,因此將核桃青皮提取物作為保鮮劑,價格更低廉且更容易獲得。因此,進一步探究核桃青皮乙醇提取物對果蔬的保鮮作用和機理,將核桃青皮乙醇提取物作為一種新型的植物保鮮劑運用在無花果的保鮮和儲運中,具有一定的應(yīng)用前景和經(jīng)濟價值。綜合考慮,可在低溫(0±2) ℃條件下,將5%核桃青皮乙醇提取物用于無花果的貯藏保鮮。