葡萄籽提取物對柑橘果實的保鮮效果研究

尹 佳,王玉瑤,謝富忠,劉得鵬,李繼鋒

(吉林化工學院 生物與食品工程學院,吉林 吉林 132022)

在葡萄廢棄物中，葡萄籽的生物活性物質最豐富.葡萄籽提取物(grape seed extract,GSE)是一種天然的保健食品，含有豐富的多酚，例如兒茶素、表兒茶素、原花青素和單體黃烷醇[1].實驗研究表明GSE具有很好的抑菌活性和抗氧化性能[2-3].柑橘是我國第一大水果，果實營養豐富，口感優良,截止到2019年國內柑橘產量已突破4 000萬噸.柑橘采摘后，失重較為明顯，導致其新鮮度大幅度下降，又因微生物感染等外在因素，在鮮銷過程中極易發生病害，每年鮮果損失率達25%～30%.本文就不同工藝制備的GSE的抗氧化活性進行比較，使用抗氧化活性強的GSE對柑橘保險應用效果等進行研究，旨在開發植物源的天然保鮮劑，開拓保鮮技術領域，充分利用食品工業殘渣，減少環境污染，提高柑橘品質.

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

供試水果：市售柑橘(皇帝貢柑，產地廣東省四會市)，選擇大小均勻一致，無機械損傷和病蟲害的果實進行處理；葡萄籽(品種赤珠霞)提取物：實驗室自制；聚乙烯塑料薄膜袋(義烏市智峰塑料制品有限公司，規格8×12 cm,厚度7絲).

JA-503分析電子天平：天津精拓儀器設備有限公司；DDL-5M離心機：濟南博鑫生物技術有限公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋：上海一恒儀器設備有限公司；PSH-25型酸度計：上海儀電科學儀器股份有限公司；PR-5旋轉蒸發器：南通普瑞科技儀器有限公司；UV-1800紫外分光光度計：上海奧析科學儀器有限公司；FD-2A真空冷凍干燥機：上海繼普儀器制造有限公司；GY-4型果實硬度計：山東食安生物科技有限公司；1260 Infinity II高效液相色譜系統：美國安捷倫公司.

1.2 實驗過程

1.2.1 GSE的制備方法[4]

1.2.2 不同方法制備的GSE抗氧化活性的測定

(1) GSE清除DPPH·自由基清除能力測定[5-6]

配制濃度為0.1 mol·L-1的DPPH·乙醇溶液與不同濃度梯度的GSE溶液；分別量取2 mL的GSE溶液與2 mL的DPPH·乙醇溶液，混合均勻，之后在避光處靜置30 min；在517 nm波長條件下，測量混合溶液的吸光值，并計算DPPH·自由基清除率.加樣溶液與測定項目見表1.每組樣品溶液平行測定3次，取平均值.

表1 DPPH·自由基清除實驗加樣表

DPPH·自由基清除率(Y)按公式計算：Y=[1-(Ai-Aj)/A0]×100%

式中：A0為未加入樣品溶液時所測溶液的吸光度；Ai為加入樣品溶液后所測溶液的吸光度；Aj為未加DPPH·溶液的樣品溶液的吸光度.

(2) GSE對鐵離子還原能力的測定[7]

取不同濃度GSE，加入濃度0.2 mol·L-1磷酸緩沖液(pH 6.6)3.5 mL和1%的鐵氰化鉀溶液2.5 mL，混合均勻，在50 ℃水浴中反應25 min.再分別加入2.5 mL 10%的三氯乙酸溶液，搖勻，4 000 r/min離心10 min，然后取上清液2.5 mL，加入蒸餾水2.5 mL、0.1%的三氯化鐵溶液0.5 mL，混勻,靜置10 min，在波長700 nm條件下測定其吸光度值.

1.2.3 GSE主要成分分析

參照李偉楠[8]的研究方法通過液相色譜-質譜連用技術,測定GSE中主要成分的含量.

1.2.4 GSE對柑橘防腐保鮮作用的研究

將GSE用蒸餾水稀釋至質量分數分別為0.01%、0.1%和1%，將果實(剔除殘次果)分別置于不同濃度提取液中浸泡3 min，清水對照，待自然風干后，用聚乙烯塑料薄膜袋單果包裝，選用普通庫房(室溫15～20 ℃，相對濕度65%～80%)貯存.常溫貯存期間每隔5 d測定1次樣品的失重率、可滴定酸含量、腐爛率、Vc含量、感官評價指標、丙二醛含量和硬度等數據，評價GSE對柑橘保鮮的效果.

(1)失重率測定[9]：每隔5 d從各組中挑選15個稱重，結果取其平均值.

失重率計算公式為：W=(M1-M2)/M1×100%,

式中：W為柑橘樣品失重率，%；M1為柑橘樣品初始的重量，g；M2為測試當天柑橘樣品的重量，g.

(2)硬度測定：使用GY-4型果實硬度計3.5 mm探頭進行穿刺測量，1個樣品取3個位點測定硬度，并取其平均值[10].

(3)感官評價指標：由通過專業感官評價培訓的20名學生組成感官評定小組，以色澤、褶皺、風味和腐爛情況為指標，分別對果實的品質進行評定，評定標準見表2.

表2 感官評定標準

(4)腐爛率：每5 d觀察1次果實，當柑橘表面出現水漬狀淡褐色病斑且伴有白色菌絲體則記為腐爛果實，記錄其數量[11].

腐爛率%=(腐爛個數/測定總數)×100

(5)可滴定酸含量：采用NaOH滴定法測定[12].

(6)Vc含量：使用紫外分光光度法測定[13].

Vc含量=(C×V總×V待測總×100)/(V1×W總×1000)

式中：C為根據標準曲線方程計算得到的VC濃度，μg·mL-1；V1為測吸光度時吸取樣品溶液的體積，mL；V總為吸取果實定容總體積，mL；V待測總為待測樣品總體積，mL；W總為柑橘質量，g； 100為100 g柑橘果實.

(7)丙二醛含量：采用硫代巴比妥酸法[14].稱取果實1.0 g，加入5.0 mL 100 g·L-1三氯乙酸溶液，研磨勻漿后，于4 ℃、8 000 r·min-1離心20 min.吸取2.0 mL上清液，加入2.0 mL 0.6%硫代巴比妥酸溶液，混合后沸水浴20 min，冷卻離心，分別測定上清液在450、532、600 nm波長處的吸光度，重復3次取平均值.

(8)可溶性固形物(SSC)含量：取混勻后的果肉，榨取果汁，雙層紗布過濾，折光儀測定榨出果汁中的SSC含量，重復3次，取平均值.

1.3 數據分析

用Excel 2016對試驗所得數據進行統計分析和繪圖，用SPSS 13.0進行方差分析,通過Duncan法多重比較判斷數據差異顯著性，P>0.05表示差異顯著.所有試驗重復3次.

2 結果與討論

2.1 GSE的抗氧化活性

將3種方法制備的GSE樣品稀釋為不同的質量濃度，進行清除DPPH·自由基能力和對鐵離子還原能力的測定，結果如圖1和圖2所示.GSE的DPPH·自由基清除率在實驗濃度范圍內均呈增長的趨勢，并且超聲輔助回流法的DPPH·自由基清除率相對于單一的回流法與超聲法均有顯著的提高(P<0.05).分析原因主要是超聲波產生的機械力對葡萄籽細胞有破壁作用，使葡萄籽的有效成分在加壓條件和回流作用下更易分離析出，從而增加GSE的提取率，最終提高了GSE的抗氧化活性.GSE對鐵離子還原能力均隨質量濃度的增加呈現增強的趨勢,尤其濃度為0.8 mg·mL-1時還原能力最高.采用超聲輔助回流法制備的GSE還原能力最大，即抗氧化活性更強[15]，所以GSE具有良好的體外抗氧化活性.

樣品濃度/(mg·mL-1)圖1 GSE對DPPH·自由基的清除能力

樣品濃度/(mg·mL-1)圖2 GSE對鐵離子的還原能力

2.2 GSE主要成分分析

GSE主要成分包括低聚原花青素、原花青素B2、兒茶素、表兒茶素等多酚類化合物,主要成分的含量見表3.

表3 GSE的主要成分

2.3 GSE對柑橘防腐保鮮作用的結果

2.3.1 柑橘果實失重率與硬度

如圖3所示，在常溫貯藏過程中，柑橘果實失重率呈現逐漸上升的趨勢，這是由于果實長時間暴露在空氣中，仍然進行呼吸和代謝作用,不斷消耗自身水分導致果實重量下降.與對照組相比，GSE處理組果實的失重率始終保持相對較低的水平；貯藏第40 d，1%濃度的GSE處理組果實失重率比對照組低27.26%，這兩組果實失重率之間差異顯著(P<0.05).GSE處理降低了貯藏期柑橘果實的失重率.

貯藏時間/d圖3 GSE對貯存期間柑橘失重率的影響

一般而言，硬度能夠直接反映出果實的成熟度和腐爛程度.

貯藏時間/d圖4 GSE對貯存期間柑橘硬度的影響

如圖4所示，在常溫貯藏過程中，柑橘果實硬度逐漸下降；1% GSE處理組明顯延緩了果實貯藏期間硬度的下降；貯藏第40 d，對照組果實的硬度下降到1.20 kg·cm-2，而0.01% GSE處理組的硬度比對照組高出13.33%，這兩組果實硬度之間差異不顯著(P>0.05).

2.3.2 果實感官評價與腐爛率

如圖5所示，在常溫貯藏過程中，柑橘果實感官評價呈現下降的趨勢.貯藏第10 d開始，對照組樣品品質開始顯著下降(P<0.05)，樣品表面已經出現明顯收縮，色澤暗淡，而經GSE處理的果實的感官評價指標始終保持相對較高的水平；貯藏第40 d時，1% GSE處理組的感官評價指標比對照組高出46.38%(P<0.05).GSE處理延緩了貯藏期柑橘果實感官品質的下降.

貯藏時間/d圖5 GSE對貯存期間柑橘感官評價指標的影響

如圖6所示，GSE處理組均有效地抑制了柑橘果實的腐爛率.貯藏第40 d時，對照組腐爛率達到69.20%，而1%GSE處理組的果實腐爛率比對照組低47.25%(P<0.05).所以，GSE處理降低了常溫貯藏期柑橘果實的腐爛率.

貯藏時間/d圖6 GSE對貯存期間柑橘腐爛率的影響

2.3.3 果實可滴定酸含量與VC含量

果蔬中含有多種有機酸是植物品質的重要檢測指標，尤其是以果實為目的產品的植物，可溶性酸的含量是影響果實風味品質的重要因素[16].如圖7所示，在常溫貯藏過程中，柑橘果實可滴定酸(TA)含量呈現逐漸下降的趨勢.在實驗前期和后期，與對照組相比，GSE處理組的果實TA含量始終保持相對較高的水平；貯藏第40 d時，0.1%GSE處理組比對照組高出28.95%，這兩組果實TA含量之間差異顯著(P<0.05).GSE處理減緩果實在貯藏期間風味品質的變化.

貯藏時間/d圖7 GSE對貯存期間柑橘可滴定酸含量的影響

Vc是一種具有還原性的物質，在果蔬貯存過程中對其起保護作用.Vc可以清除果蔬體內的自由基，降低自由基對果蔬機體的傷害[17].通常果蔬在采后常溫貯存時，Vc作為呼吸底物消耗導致含量下降，從而影響果蔬的品質.如圖8所示，在常溫貯存期各處理組Vc的含量均呈現下降的趨勢.貯藏第40 d時，對照組的Vc含量下降到8.38 mg·100 g-1，0.1%GSE處理組比對照組高出56.56%(P<0.05).GSE處理降低果實在貯藏期間Vc的損失.

貯藏時間/d圖8 GSE對貯存期間柑橘Vc含量的影響

2.3.4 果實的丙二醛含量與SSC含量的變化

植物衰老或是在外環境下受傷害，其組織或器官膜脂質發生過氧化反應而產生丙二醛(MDA).所以通過測定MDA的含量可以掌握膜脂過氧化的程度，間接反映細胞膜系統的受損程度和植物衰老程度[18].如圖9所示，樣品的丙二醛含量在常溫貯存期呈現上升的趨勢，貯藏第40 d時，0.1% GSE處理組果實中丙二醛含量為0.087 3 moL·g-1·Fw)，比對照組低出22.26%(P<0.05).GSE處理對柑橘具有延緩后熟衰老作用.

貯藏時間/d圖9 GSE對貯存期間柑橘丙二醛含量的影響

柑橘的可溶性固形物(SSC)含量越高，說明柑橘成熟度越高；反之，柑橘成熟度越低.如圖10所示，貯藏至第5 d時，對照組的SSC含量明顯升高，達17.4%；貯藏至第40 d時，對照組果實的SSC含量均達12.17%，而1% GSE組的SSC含量為10.31%，低于對照組15.28%.表明GSE處理能有效延緩SSC含量的上升速度，增強柑橘的耐貯藏性.

貯藏時間/d圖10 GSE對貯存期間柑橘SSC含量的影響

3 結 論

柑橘采后常溫貯存條件下應用GSE處理進行保鮮，不僅沒有對柑橘品質產生不良影響，而且能在一定程度上降低柑橘腐爛率和失重率，延緩Vc含量和可溶性酸含量的下降，進而延緩柑橘的后熟衰老,增強柑橘的耐貯藏性.因此GSE處理能改善柑橘的貯藏品質，增強柑橘的保鮮性，延長貨架期.GSE對減少釀酒飲料加工副產物葡萄籽的浪費和降低環境污染具有重要的實踐意義，有望開發成為相對安全、環保、無公害的果實保鮮劑.