采后涂膜处理对山竹果壳细胞代谢物和果肉品质的影响*

于立梅，刘朝霞，吴杰

1(仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州，510225)2(广东检验检疫技术中心，广东广州，510623)3(吉林中粮生化科技有限公司，吉林长春，130118)

山竹(Garcinia mangostana L)，又称倒捻子、凤果或莽吉柿，为藤黄科藤黄属的一种间杂交的异源多倍体果树，原产于印度尼西亚和马来西亚，是一种典型的热带水果，主要分布于泰国、越南、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾等东南亚国家。其香幽气爽，滑润而不腻滞，与榴莲齐名，号称“果中皇后”［1－2］。山竹果重55～75 g，果肉白色透明，果实可食部分占29% ～45%，果皮表皮紫褐色，厚度为0.8～1.1 cm，占单果鲜重的52% ～68%［1］。研究表明，山竹果壳提取物具有抗氧化、抗衰老、抗癌、抗菌、降血压和预防心脑血管疾病等活性［3］。

由于山竹采后极易出现果皮木质化和褐变，影响山竹果肉营养价值和果皮生物活性。采后果实木质化是一个非常复杂的过程，包括质地变化相关的物质如纤维素、半纤维素、木质素等的变化情况和与此有关的生理生化反应。木质素以酚类物质为前体，在体内经过一系列酶的催化聚合成木质素。细胞壁中多糖含量的变化可直接反应纤维素、半纤维素的沉积，丙二醛和活性氧的积累是衰老的重要标志［4］，它们的变化都在一定程度上影响木质化进程，进而影响山竹果肉的品质。对于山竹果皮木质化对果肉的影响研究未见报道，因此本研究以山竹果实为材料，主要探讨涂膜常温贮藏处理方式(1%壳聚糖和1%海藻酸钠)对山竹果壳细胞代谢物及果肉品质的影响，为进一步阐述山竹果木质化形成机理和果肉保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山竹，购自海南山竹种植园，羟胺盐酸、对氨基苯磺酸、α-萘胺、丙酮、TiCl4、盐酸、氨水、TCA(三氯乙酸)、TBA(硫代巴比妥酸)、蒽酮、乙酸乙酯、硫酸、没食子酸(Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO)、福林试剂(Sigma Chemical Co.，St.Louis，MO)、NaNO2、Na2CO3、H2O2、壳聚糖、海藻酸钠。

1.2 实验方法

1.2.1 原材料处理

选取无机械损伤、无病虫害、大小均匀、果形端正一致、着色面积相近、成熟度一致的优质山竹果实。挑选结束后，立即将山竹运回实验室。在室温下用风扇吹干果壳表面的水滴，随机分成3组，用不同的保鲜剂及方法(表1)进行处理后，用厚度为0.02 mm的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜保鲜袋包装，每袋35个，重复5次。把包装好的山竹装入塑料筐中，避光贮藏，每3天每组随机取样，将果肉和果皮分离，果皮粉碎后进行相关指标的测定。

表1 试验材料的预处理Table 1 The pretreatment of the test material

参照王爱国［5］的方法。

标准曲线的制作:取7支试管，分别加入100 nmol/mL NaNO2标准溶液 0，0.1，0.2，0.3，0.4 ，0.5，0.6 mL，再加入0.05 mol/L pH 7.8磷酸钠缓冲液0.9 mL和10 mmol/L羟胺盐酸溶液0.1 mL，最后用蒸馏水定容到2 mL，摇匀，在25℃下保温反应20 min。取出后分别加入1.0 mL 17 mmol/L的对氨基苯磺酸和1.0 mL 7 mmol/L的α-萘胺溶液，混匀后再于25℃下保温20 min进行显色反应，在波长530 nm处吸光度值。以吸光度值为纵坐标、超氧阴离子的物质的量(nmol)为横坐标，制作标准曲线。

样品的测定:称取2.0 g山竹果壳，加10 mL 0.05 mol/L的磷酸钠缓冲液(pH7.8)，在冰浴条件下研磨匀浆，于5 000 r/min、4℃离心20 min。收集上清液按照标准曲线方法进行测定。以每分钟每克山竹果壳(鲜重)产生的超氧阴离子的物质的量作为超氧阴离子的产生速率。

1.2.3 H2O2含量的测定

参照林植芳［6］的方法。取1.0 g山竹果壳，按样品与提取剂1∶1(g∶mL)的比例加入冷丙酮和少许石英砂，研磨成匀浆后，以离心10 min，弃残渣，上清液为样品提取液。取l mL提取液，加入0.1 mL 20%TiCl4的浓HCl和0.2 mL浓氨水。生成的过氧化物-Ti复合物用5 000 r/min离心10 min，沉淀再用丙酮悬浮洗涤5次以减少色素干扰。最后将沉淀溶于3 mL 2 mol/L H2SO4中，于波长410 nm处测定吸光值。以丙酮做空白参比，重复3次。按同样的方法制作H2O2标准曲线。

1.2.4 丙二醛含量的测定

参考Heath等［7］的方法。称取3.000 g山竹果壳，加入30 mL 10%的三氯乙酸研磨至匀浆。匀浆在4 000 r/min离心10 min，上清液为样品提取液。吸取离心的上清液2 mL(对照加2 mL蒸馏水)加入2 mL 0.6%的硫代巴比妥酸溶液，混合物于沸水浴上反应20 min，迅速冷却后再以4 000 r/min离心10 min。取上清液测定450，532和600 nm波长下的吸光度值。重复3次。

1.2.5 可溶性糖含量的测定

采用蒽酮-比色法［9］。

1.2.6 总酚(TPC)的测定

参照福林-肖卡法［8］。

1.2.7 VC含量的测定

采用2，6-二氯酚靛酚滴定法。

1.2.8 腐烂指数的测定

参考芮怀瑾等［10］的方法。将果实按腐烂面积大小分为4级。0级，无腐烂;1级，腐烂面积小于果实面积的10%;2级，腐烂面积占果实面积的10% －30%;3级，腐烂面积大于果实面积30%。按下式计算腐烂指数:

1.2.9 数据统计与分析

每个试验均重复3次。结果表示为平均值±标准偏差。应用SPSS11.5软件(SPSS Inc.，Chicago，IL，USA)进行方差和差异显著性分析，P＜0.05表示显著，P＜0.01表示极显著。

2 结果与分析

2.1 采后涂膜处理对山竹果壳超氧阴离子产生速率的影响

图1 采后涂膜处理对山竹果壳超氧阴离子产生速率的影响Fig.1 The effect of postharvest coating treatments onproduction rate of pericarp of Mangostana

果蔬组织在采后贮藏过程中会产生超氧阴离子，超氧阴离子在相关酶的催化作用下形成H2O和O2，一起参与木质素前体的交联和聚合作用，提高植物组织木质化程度［11］。不同采后处理山竹果壳超氧阴离子产生速率如图1所示。不同处理方式·产生速率大小，3种处理下果壳超氧阴离子产生速率随着贮藏期的延长均呈上升趋势。贮藏前山竹果壳·产生速率为3.19 nmol/g(g鲜重·min)，第15天时，常温、壳聚糖涂膜和海藻酸钠涂膜3个处理的·产生速率分别为15.87、12.22、9.43 nmol/(g鲜重·min)。经差异显著性分析，9～15 d时，3个处理两两之间都具有差异显著性(P＜0.05)。上述表明，2种涂膜常温处理与对照常温比较，均能在一定程度上减少超氧阴离子的产生，降低其在组织中的积累，其中以1%海藻酸钠涂膜处理的效果最为明显。

2.2 采后涂膜处理对山竹果壳H2O2积累的影响

果蔬体内积累的H2O2可以直接或间接地导致细胞膜脂质过氧化损害，加速细胞的衰老和解体。如图2所示，贮藏前山竹果壳H2O2含量为3.19 mmol/g鲜重，不同处理方式下，山竹果壳H2O2含量随着贮藏期的延长均呈上升趋势。第15天时，常温、壳聚糖、海藻酸钠3个处理的H2O2含量分别为1.43、1.34和 1.29 mmol/g鲜重，分别是初始含量的162.5%、152.3%和146.6%。经差异显著性分析，第3天时，常温处理与海藻酸钠处理之间差异性不显著，第3～9天，壳聚糖处理与海藻酸钠处理之间差异性显著，涂膜处理与海藻酸钠处理之间差异性显著(P＜0.05)。上述结果表明，涂膜处理可以明显减少H2O2的含量，降低其在组织中的积累。

图2 采后涂膜处理对山竹果壳H2O2积累的影响Fig.2 The effect of postharvest coating treatments on H2O2content of pericarp of Mangostana

2.3 采后涂膜处理对山竹果壳丙二醛含量的影响

丙二醛(malondialdehyde，MDA)是植物衰老过程中膜脂过氧化作用最重要的产物之一，它的产生能加剧细胞膜的损伤，MDA的积累对果蔬细胞质膜和细胞器会造成一定的伤害。

图3 采后涂膜处理对山竹果壳丙二醛含量的影响Fig.3 The effect of postharvest coating treatments on malondialdehyde content of pericarp of Mangostana

如图3所示，采后贮藏过程中，经过涂膜处理的山竹果壳的丙二醛含量在第3天时有少许下降，此后丙二醛的含量呈上升趋势变化。贮藏15 d时，常温对照处理的丙二醛含量比初期增加了94.4%，1%壳聚糖处理增加了67.0%，1%海藻酸钠处理增加了38.9%。经差异显著性分析，常温对照、1%壳聚糖和1%海藻酸钠3个处理两两之间都具有差异显著性(P＜0.05)。上述结果表明，涂膜贮藏能够减轻细胞膜脂过氧化与逆境伤害的程度，有效地延缓组织的衰老，降低山竹果壳丙二醛的含量。佟海龙［12］在进行海红果采后生理及保鲜技术研究时发现，随着贮藏时间的延长，海红果果实中 MDA含量逐渐增加，且温度越高，增加幅度越大。而低温可有效抑制海红果果实中MDA含量的积累，从而延缓衰老的进程。

2.4 采后涂膜处理对酚类物质含量的影响

采后贮藏过程中山竹果壳总酚含量的变化如图4所示。总酚含量首先呈增加趋势，并在贮藏6d时达最大值，常温处理的总酚含量由19.973 mgGAE/g鲜重提高至33.033 mgGAE/g鲜重，1%壳聚糖处理的含量提高至29.455 mgGAE/g鲜重，1%海藻酸钠处理的含量提高至28.294 mgGAE/g鲜重。6d后，3种贮藏方式总酚含量随后呈急剧下降趋势，因为酚类物质既是果实贮藏期间组织褐变的物质基础，同时又是合成木质素的前体物质，随着贮藏时间的延长逐渐被消耗。从总体上看，3种处理的总酚含量趋势均呈先上升后下降。这与杨颖［14］等对香椿贮藏期间多酚类物质含量的研究结果相符合。

图4 采后涂膜处理对山竹果壳总酚含量的影响Fig.4 The effect of postharvest coating treatments on total phenol content of pericarp of Mangostana

2.5 采后涂膜处理对山竹果肉腐烂指数的变化

果蔬采后腐烂是一个全球性的问题，在世界范围内约有25%的果蔬产品因腐烂变质而不能利用，由图5可以看出，不同处理的山竹果腐烂指数均随着贮藏时间的延长而逐渐增大，但涂膜处理的腐烂指数低于常温处理，其中常温处理的腐烂率增加了78.89%，壳聚糖涂膜处理的腐烂率增加了42.22%，海藻酸钠涂膜处理的腐烂率增加了48.89%，可能是涂膜处理延缓果壳木质化，减少丙二醛含量的积累，延缓果实内Vc含量的降解，保持较低的呼吸强度，从而可以抑制腐烂。

图5 采后涂膜处理对山竹果肉腐烂指数的影响Fig.5 The effect of postharvest coating treatments on decay index of Mangostana fruit pulp

2.6 采后涂膜处理对山竹果肉Vc含量的影响

Vc作为一种还原性物质，对果蔬具有保护作用，当其含量降低到不能代谢掉正常代谢所产生的自由基程度时，自由基将会逐渐在机体内积累，以至于达到对细胞组织产生损害，加速衰老速度。山竹贮藏期果肉VC含量的变化如图6所示。随着贮藏时间的延长，山竹果肉VC含量呈下降趋势。常温贮藏15d时，果肉Vc含量由采后贮藏时的1.76 mg/100g，降为1.10 mg/100g，下降了37.5%，而1%壳聚糖处理和1%海藻酸钠处理的Vc含量下降相对缓慢一点，分别比初始时间下降了24.4%和31.3%。经差异显著性检验分析，常温处理与涂膜处理之间差异性显著(P＜0.05)。常温VC下降最多，可能是因为常温贮藏过程中，山竹果皮褐变和木质化变化较快，造成其透气性差，山竹果肉无氧呼吸导致乙醇积累所致。

2.7 采后涂膜处理对山竹果肉可溶性糖含量的变化

可溶性糖是果实风味品质的主要成分，其组分含量特征与果实的风味品质有密切联系。由图7可知，在贮藏第3天时，3个处理的果肉可溶性总糖含量均增加了，原因可能是山竹贮藏初期，淀粉和纤维素等多糖在水解酶的作用下大量水解，使可溶性糖和还原糖含量增加，导致了糖含量的增加。贮藏3d后，可溶性总糖含量急剧下降，常温＜1%海藻酸钠涂膜＜1%壳聚糖涂膜。可能原因是随着时间的延长，淀粉逐渐消耗殆尽，可溶性糖和还原糖成为呼吸消耗底物，导致含量也随之降低。当贮藏15d后，壳聚糖和海藻酸钠的可溶性总糖含量分别为17.34%和15.26%，分别比常温处理高23.2%、8.46%和28.0%。经差异显著性检验分析，常温处理3d后，随着时间的延长具有差异显著性，并且3个处理两两之间局差异性显著(P＜0.05)。上述结果表明，1%壳聚糖涂膜处理能够显著延缓糖含量的下降，减慢营养物质的消耗，抑制果实的衰老，有利于山竹果实的保鲜贮藏。王连臻［13］等研究也发现，壳聚糖涂膜能有效降低辣椒的可溶性总糖的损失。

图6 采后涂膜处理对山竹果肉Vc含量的影响Fig.6 The effect of postharvest coating treatments on vitamine C content of Mangostana fruit pulp

图7 采后涂膜处理对山竹果肉可溶性糖含量的变化Fig.7 The effect of postharvest coating treatments on soluble sugar content of Mangostana fruit pulp

3 结论

本文研究表明，1%壳聚糖处理可减缓木质素的沉积速度，改善活性氧代谢平衡，显著减少山竹果实贮藏过程中O－2·和H2O2的积累，延缓细胞膜脂过氧化物产物MDA含量的增加，减轻膜脂过氧化的程度，有效减缓多酚类物质合成木质素。涂膜处理常温贮藏对果肉变化表明:1%壳聚糖处理能够显著延缓果肉VC和总糖含量的下降，减慢营养物质的消耗，抑制果实的衰老，有利于山竹果实的保鲜贮藏。因此采用有效的保鲜手段降低果实的木质化败坏的发生率，就可延缓山竹果肉品质劣变进程。

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