不同保鮮紙對枇杷貨架期品質及生理特性的影響

曹 森,馬 超,巴良杰,吉 寧,王 瑞,*,江 盼,譚國霞

(1.貴陽學院,貴州貴陽 550005; 2.貴州省果品加工工程技術研究中心,貴州貴陽 550005)

枇杷(EriobotryajaponicaLindl.)屬于薔薇科枇杷屬植物,因其果形似琵琶而得名,是中國南方特有的珍稀水果[1]。其果肉酸甜可口,具有豐富的營養,還有止咳潤肺、健胃清熱等保健功效[2-3]。但由于枇杷往往采收于初夏,高溫高濕,果實代謝旺盛,并且枇杷皮薄多汁,從而導致采后枇杷衰老進程較快,易長霉、褐變甚至腐爛等現象[4-5]。果實貨架期短,保鮮效果差,限制了枇杷產業健康快速的發展。

近年來,高效、綠色的殺菌劑越來越受人們的重視。納他霉素(natamycin,Nata)屬于一種廣譜、安全、高效的新型生物防腐劑,能夠有效抑制酵母菌和霉菌的生長[6-7]。He等[6]研究了納他霉素對番茄灰霉病有很強的抑制作用。ε-聚賴氨酸(ε-polylysine,ε-PL)是一種安全高效的白色鏈球菌的代謝產物,對革蘭氏陽性菌和陰性菌有較好的抑制效果[8-9]。Jia等[8]報道了ε-聚賴氨酸可以改變太平洋白蝦的微生物組成,延緩了其品質的惡化。二氧化氯(Chlorine dioxide,ClO2)為無毒、無害的高效殺菌劑,對細菌、真菌均具有良好的抑制作用[10]。徐呈祥等[11]二氧化氯處理對貢柑采后貯藏品質的影響表明,不同濃度ClO2溶液果處理均可不同程度地維持較好的貯藏品質。目前,果蔬采后貯藏使用殺菌保鮮劑的方式主要以浸漬為主,但大規模處理果實會導致浸漬不均一,并且浸漬后的果實表面水分大,不利于貯藏,且關于利用保鮮紙對果蔬保鮮的相關報道也較少。本試驗選3種保鮮劑(納他霉素、ε-聚賴氨酸和二氧化氯)制成保鮮紙來研究其對枇杷果實的保鮮效果,以期為延長枇杷貨架期,保持枇杷貨架期品質,提供更為簡單、安全、高效的保鮮技術,同時也為枇杷保鮮技術提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

枇杷(大五星) 采摘自貴州省開陽縣實驗基地;二氧化氯(有效成分含量10%) 北京華龍星宇科技發展有限公司;ε-聚賴氨酸(有效成分含量≥98%)和納他霉素(有效成分含量50%) 浙江新銀象生物工程有限公司。

YC-2層析實驗冷柜 北京博醫康實驗儀器有限公司；Check PiontⅡ便攜式殘氧儀 丹麥Dansensor公司;TGL-16A臺式高速冷凍離心機 長沙平凡儀器儀表有限公司;PAL-1型迷你數顯折射計 日本ATAGO公司;UV-2550紫外分光光度計、GC-14氣相色譜儀 日本Shimazhu公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 2019年5月24日上午于貴州省開陽縣實驗基地選擇八到九成熟的枇杷立刻運至實驗室,挑選無機械損傷、無病蟲害、顏色一致的枇杷分裝于襯有PE 20 μm 保鮮膜的周轉筐內,分裝后的枇杷果實分4組擺放在溫度為(20±0.5) ℃的層析冷柜中,每組處理30 kg預冷 12 h 后，向3組果筐放入3種不同的保鮮紙(ε-聚賴氨酸、納他霉素及二氧化氯用蒸餾水分別配至500 mg/L的溶液,然后將保鮮紙置于溶液中浸泡5 min,自然晾干),另一組放入不經過處理的保鮮紙作為對照組(CK),然后立即扎袋在(20±0. 5) ℃進行枇杷貨架期貯藏。貯藏期間,每隔3 d對不同組的枇杷鮮果進行指標分析檢測,共測定12 d。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 腐爛率 腐爛率采用計數法測定,每次實驗對所有果實進行測定,測定公式如下:

1.2.2.2 失重率 失重率采用稱重法來測定,每次實驗對所有果實進行測定,測定公式如下:

式中,M1為果實的初始質量,M2為果實貯藏期間的質量。

1.2.2.3 丙二醛(MDA)含量 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法進行測定[12]。

1.2.2.4 VC含量 VC含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法進行測定[13]。

1.2.2.5 可滴定酸含量 可滴定酸含量根據GB/T 12456報道的方法來測定。

1.2.2.6 可溶性固形物含量 可溶性固形物含量采用迷你數顯折射儀來測定。

1.2.2.7 呼吸強度和乙烯生成速率 呼吸強度采用靜置法進行測定[14],稱取質量為(300±5) g枇杷果實置于室溫下(20±0.5) ℃的密閉容器中3 h,然后測定二氧化碳的濃度。乙烯生成速率采用氣相色譜儀程序升溫法的來測定[15]。

1.2.2.8 多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)的測定 果實中多酚氧化酶及過氧化物酶均采用曹建康等[16]報道的方法。其中多酚氧化酶采用鄰苯二酚比色法;過氧化物酶采用比色法來測定。

1.3 數據處理

采用OriginPro 2017軟件進行數理統計分析,采用SPSS 19.0軟件的Duncan氏新復極差法進行數據差異顯著性分析(P<0.05為差異顯著,P>0.05為差異不顯著)。

2 結果與分析

2.1 枇杷貨架期腐爛率和失重率的變化

腐爛率能夠直觀反映果實貨架期間品質變化的情況,失重率可以反映果實的衰老狀況。圖1(A)說明,在貨架期前3 d內,CK組的枇杷腐爛率開始上升,而處理組變化緩慢。在貨架期前6 d內,處理組的枇杷腐爛率沒有顯著差異(P>0.05)。在貨架期9 d時,不同組的枇杷腐爛率大小順序為:CK組>ε-聚賴氨酸組>納他霉素組>二氧化氯組。在貨架期12 d時,CK組、ε-聚賴氨酸組、納他霉素組和二氧化氯組的枇杷腐爛率分別為27.45%、22.56%、18.76%、14.62%,由此看出,二氧化氯組降低枇杷腐爛率的效果相對最好。

圖1(B)說明,枇杷失重率在整個貨架期呈現上升的趨勢,并且CK組失重率一直高于處理組。在貨架期12 d時,CK組、ε-聚賴氨酸組、納他霉素組和二氧化氯組的枇杷失重率分別為6.93%、6.25%、4.87%、4.21%,其中CK組和ε-聚賴氨酸組的失重率超過了5%,說明已經失去了商品價值[17],而二氧化氯組的失重率相對最低,保鮮效果相對最好。張彪等[18]研究表明氣體二氧化氯明顯降低了番茄櫻桃的腐爛率和失重率。而本文二氧化氯保鮮紙也能夠較好地抑制枇杷的腐爛率和失重率的上升。

圖1 不同保鮮紙處理組的枇杷腐爛率和失重率變化Fig.1 Changes of different preservative paper on decay rate and weight loss rate of loquat fruits

2.2 枇杷貨架期丙二醛含量的變化

丙二醛(MDA)含量變化能夠反映枇杷果實衰老程度,它是枇杷果實膜脂過氧化作用的重要產物。圖2表明,在整個貨架期間,枇杷果實的丙二醛含量呈現上升的趨勢,這與尚艷雙等[19]研究枇杷保鮮期間MDA含量變化一致。從貨架期3 d開始至貨架期12 d,CK組的果實MDA含量一致高于其他處理組。在貨架期9 d時,枇杷MDA含量大小順序為:CK組>ε-聚賴氨酸組>納他霉素組>二氧化氯組。在貨架期12 d時,ε-聚賴氨酸組、納他霉素組、二氧化氯組的MDA含量分別比CK組低6.22%、14.52%、21.99%,并且納他霉素組及二氧化氯組與CK均有顯著差異(P<0.05),但ε-聚賴氨酸組與CK組無顯著差異(P>0.05)。說明納他霉素組及二氧化氯組均能夠更好地降低枇杷果實的MDA含量,其中二氧化氯組作用效果更好,這與枇杷貨架期腐爛率研究結果一致。

圖2 不同保鮮紙處理組的枇杷丙二醛含量變化Fig.2 Changes of different preservative paper on MDA content of loquat fruits

2.3 枇杷貨架期VC含量的變化

維生素C(VC)含量變化反映枇杷果實貯藏期間營養成分的代謝狀況。圖3表明,不同處理的枇杷果實在整個貨架期均呈現不同程度的下降趨勢。從貨架期開始,CK組的枇杷VC含量開始快速下降,而處理組的緩慢下降。并且從貨架期3 d開始至貨架期12 d內,CK組的枇杷VC含量一直低于其他處理組。在貨架期9 d時,CK組、ε-聚賴氨酸組、納他霉素組和二氧化氯組的枇杷VC含量分別為3.87、4.47、4.92、5.34 mg·100 g-1。在貨架期12 d時,納他霉素組及二氧化氯組與CK均有顯著差異(P<0.05),但兩組間無顯著差異(P>0.05)。因此,納他霉素組及二氧化氯組均能較好地抑制枇杷果實VC含量的下降。徐冬穎等[20]研究納他霉素處理鮮切雙孢菇也說明能夠維持其VC含量。張彪等[18]也說明二氧化氯可以維持櫻桃番茄的VC含量。

圖3 不同保鮮紙處理的枇杷VC含量變化Fig.3 Changes of different preservative paper on VC content of loquat fruits

2.4 枇杷貨架期可滴定酸含量和可溶性固形物含量的變化

可滴定酸含量及可溶性固形物含量的變化影響貨架期間枇杷的口感。圖4表明,不同組枇杷果實的可滴定酸含量及可溶性固形物含量均呈現不同程度的下降趨勢。

圖4(A)表明,在貨架期前3 d,不同組的枇杷果實可滴定酸含量無顯著差異(P>0.05)。從貨架期3 d開始,CK組的枇杷可滴定酸含量開始快速下降,而其他組可滴定酸含量下降的緩慢。從貨架期6 d開始至貨架期12 d,CK組枇杷可滴定酸含量一直低于其他處理組。在貨架期12 d,CK組、ε-聚賴氨酸組、納他霉素組和二氧化氯組的枇杷可滴定酸含量分別為0.35%、0.39%、0.42%、0.47%。

圖4(B)表明,從貨架期開始至貨架期9 d,不同組的枇杷可溶性固形物含量無顯著差異(P>0.05)。在貨架期9 d時,枇杷可溶性固形物含量大小順序為:二氧化氯組>納他霉素組>ε-聚賴氨酸組>CK組。在貨架期12 d時,二氧化氯組的枇杷果實可溶性固形物含量顯著高于其他處理組(P<0.05)。

圖4 不同保鮮紙處理組的枇杷可滴定酸含量(A) 和可溶性固形物含量(B)變化Fig.4 Changes of different preservative paper on titratable acid content(A)and total soluble solids content(B)of loquat fruits

綜上看出,不同的保鮮紙處理均能夠延緩果實的可滴定酸含量和可溶性固形物含量,其中二氧化氯組作用效果更好。

2.5 枇杷貨架期呼吸強度和乙烯生成速率的變化

呼吸強度能夠反應果實的衰老狀況,乙烯又是調控果實衰老的重要因子[21]。圖5顯示,枇杷果實的呼吸強度和乙烯生成速率均隨貨架期的貯藏時間呈現下降的趨勢。

圖5 不同保鮮紙處理組的枇杷呼吸強度(A) 和乙烯生成速率(B)變化Fig.5 Changes of different preservative paper on respiratory intensity(A)and ethylene production rate(B)of loquat fruits

圖5(A)表明,從貨架期開始至貨架期6 d時,納他霉素組和二氧化氯組的呼吸強度均低于其他處理組。在貨架期9 d時,枇杷呼吸強度大小關系為CK組>納他霉素組>ε-聚賴氨酸組>二氧化氯組。在貨架期12 d時,不同組間的枇杷呼吸強度均無顯著差異(P>0.05),只是二氧化氯組的呼吸強度處于最低。

圖5(B)在貨架期12 d時,CK組、ε-聚賴氨酸組、納他霉素組和二氧化氯組的枇杷乙烯生成速率分別為0.47、0.43、0.42、0.38 μL·kg-1·h-1,并且不同組間的枇杷乙烯生成速率均無顯著差異(P>0.05),只有二氧化氯組的枇杷乙烯生成速率從貨架期3 d開始至貨架期12 d,一直低于其他處理組。

綜上看出,二氧化氯組能夠較好地降低枇杷果實的呼吸強度和乙烯生成速率。這與張曉軍等[22]研究二氧化氯能夠降低哈密瓜的呼吸強度和乙烯生成速率作用效果一致。

2.6 枇杷貨架期PPO活性和POD活性的變化

多酚氧化酶(PPO)能催化多酚類氧化成醌類化合物,從而導致果蔬發生褐變[23],而過氧化物酶(POD)活性是果實衰老的重要指標[24]。圖6表明,枇杷果實PPO及POD活性在整個貨架期均呈現上升的趨勢。

圖6 不同保鮮紙處理組的枇杷PPO 活性(A)和POD活性(B)變化Fig.6 Changes of different preservative paper on PPO activity(A)and POD activity(B)of loquat fruits

圖6(A)顯示,在整個貨架期間,CK組的枇杷果實PPO活性均高于其他處理組,在貨架期12 d,ε-聚賴氨酸組、納他霉素組、二氧化氯組的PPO活性分別比CK組低4.47%、6.93%、8.72%。從貨架期6 d開始至貨架期12 d,二氧化氯組的枇杷果實PPO活性均低于其他處理組。

圖6(B)顯示,在貨架期9 d時,枇杷POD大小關系為CK組>ε-聚賴氨酸組>納他霉素組>二氧化氯組。在貨架期12 d時,二氧化氯組與CK有顯著差異(P<0.05),但ε-聚賴氨酸組及納他霉素組與CK組均無顯著差異(P>0.05)。

綜上看出,二氧化氯組保鮮紙能夠更好地抑制枇杷果實的PPO活性及POD活性上升。

3 結論

通過不同保鮮紙對枇杷果實貨架品質的作用效果研究發現,不同保鮮紙均能推遲枇杷果實貨架期間的生理代謝,延緩衰老進程,可較好地保持枇杷果實的貨架品質。通過比較,采用二氧化氯型保鮮紙對其貨架期保鮮效果最好,能夠更好地推遲枇杷果實腐爛率及失重率的上升,抑制枇杷果實VC含量、可滴定酸含量及可溶性固形物含量的下降,降低枇杷果實的呼吸強度和乙烯生成速率,并可較好地抑制果實的PPO和POD活性。其中,在貨架期12 d時,CK組、納他霉素、ε-聚賴氨酸、二氧化氯的枇杷腐爛率分別為27.45%、22.56%、18.76%、14.62%,失重率分別為6.93%、6.25%、4.87%、4.21%。因此,二氧化氯型保鮮紙對果蔬保鮮具有巨大潛力,這為枇杷的采后保鮮提供了新思路,值得推廣應用。