不同保鲜剂处理对4 ℃低温贮藏下兰州百合鳞茎片的品质及抗氧化活性的影响

魏丽娟,李翠红,慕钰文,张振华,冯毓琴,*

(1.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所,甘肃兰州 730070;2.两当县嘉城林业综合开发专业合作社,甘肃陇南 742400)

兰州百合(LiLumdavidivar. unicdor cotton)是甘肃的特色农产品,其地下鳞茎味醇香甜,营养丰富,药食兼用,素有“蔬菜人参”的美誉[1]。

近年来,兰州百合鳞茎不仅在国内销量增加,而且远销东南亚、美国等地。但食用百合鳞茎在出口销售包装时,根据检疫的要求,必须将完整的鳞茎剥开去除分生能力强的内层鳞茎片,这种操作使鳞茎片从鳞茎基部散开而较易失水、褐变和腐烂,因而解决生产实践中兰州百合鳞茎片的保鲜问题非常重要[2]。

近几年发展起来的水杨酸、二氧化氯、壳聚糖等新型绿色果蔬保鲜剂,杀菌强效、持久,且无毒、无残留、无环境污染[3-5],在百合鳞茎的贮藏保鲜中具有非常广泛的应用前景。吴超等[5]研究报道水杨酸预处理百合鳞茎可以很好的保持百合鳞茎的低温长期贮藏品质,其中以0.5 mmol/L的水杨酸浓度效果最佳;巩惠玲等[4,6]研究了二氧化氯熏蒸处理百合鳞茎低温贮藏的防腐保鲜效果,结果表明,不同浓度二氧化氯熏蒸处理均能降低百合贮藏期间的腐烂指数,其中6 mg/L浓度效果最显著;巩惠玲等[6]、郭芳等[7]、李渐鹏等[8]采用壳聚糖及壳聚糖复合保鲜剂对百合进行防病保鲜研究,结果表明,1%的壳聚糖复合涂膜处理能显著降低兰州百合鳞茎片贮藏期间的腐烂指数与失重率。而迄今未有对以上三种百合保鲜剂的保鲜效果做对比研究的相关报道。

本文以蒸馏水处理为对照,探究水杨酸、二氧化氯、壳聚糖三种常用的绿色果蔬保鲜剂,结合4 ℃冷藏条件对兰州百合鳞茎片品质及抗氧化活性的影响,以期为兰州百合的出口保鲜筛选出较为优良的绿色保鲜剂。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜的兰州百合鳞茎 挑选大小均匀、无病虫害、无机械损伤的样品,采挖自兰州市七里河区西果园乡;福林酚试剂(Folin-Ciocalteu phenol reagent) 北京拜尔迪生物技术有限公司;二苯代苦味酰基自由基(DPPH·) 梯希爱(上海)化成工业发展有限公司;TPTZ(2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine)、芦丁(≥98%) 上海源叶生物科技有限公司;焦性没食子酸 天津市光复精细化工研究所;六水三氯化铁、七水硫酸亚铁、水杨酸、草酸、抗坏血酸、2,6-二氯酚靛酚、盐酸、无水甲醇、丙酮、三氯乙酸(TCA)、硫代巴比妥酸(TBA)、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、无水乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠分析纯甘肃中瑞化工有限公司;二氧化氯 兰州威立雅水务(集团)有限责任公司;壳聚糖(食品级,脱乙酰度≥90. 0%) 郑州万博化工产品有限公司。

SQP型电子天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;Cary-100型紫外-可见分光光度计 安捷伦科技有限公司;TGL-16M台式离心机 湘南星科科学仪器有限公司;HH-S6型电热恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备 以本课题的相关前期试验成果[9]以及近几年已报道的百合鳞茎保鲜剂的相关研究为依据,取水杨酸、二氧化氯、壳聚糖三种保鲜剂最适试浓度分别为0.5 mmol/L、6 mg/L、1%。将新鲜的百合鳞茎剥片,去除内层,以百合鳞茎片与处理溶液为200∶1 (g∶L)的比例,分四份分别浸泡于蒸馏水(对照组)、0.5 mmol/L的水杨酸溶液、6 mg/L的二氧化氯溶液、1%的壳聚糖溶液处理10 min,捞出于滤纸上铺开自然晾干鳞茎片表面水分,取样测定一次相关指标,然后装入保鲜盒,在温度为(4±0.5) ℃,相对湿度为85%～90%的冷库中贮藏,每3 d取样测定相关指标,贮藏期为15 d。

1.2.2 测定项目及方法

1.2.2.1 褐变度的测定 褐变度采用比色法测定[10],结果以A410×20作为百合鳞茎片褐变度的值。

1.2.2.2 VC含量的测定 采用2,6-二氯酚靛酚法测定[11]。

1.2.2.3 丙二醛含量的测定 采用硫代巴比妥酸比色法测定[12],提取液制备略有改动。称取1 g百合鳞茎片,加入5 mL磷酸缓冲液(pH7.8)后研磨成匀浆,4 ℃ 12000 r/min离心20 min,取上清液1.5 mL,加入2.5 mL TBA-TCA混合液(内含12.5 mg TBA,500 mg TCA),混匀后沸水浴25 min,静置冷却后保存待测。

1.2.2.4 多酚类物质含量的测定 提取液制备:参考Korus[13]和Nithiyanantham[14]方法并略有改动,称取5 g百合鳞茎片,用20 mL 1%盐酸-甲醇(1 mL浓盐酸用甲醇定容到100 mL)浸提24 h,离心收集上清液,残留物用70%丙酮再次浸提24 h,合并两次提取上清液,-18 ℃下保存备用。总酚和总黄酮含量的测定参考蔡萌等[15]的方法,结果以mg/100 g FW表示。

1.2.2.5 抗氧化活性的测定 提取液制备方法同1.2.2.4,总抗氧化能力采用FRAP法测定[14],DPPH·清除能力的测定参考蔡萌等[16]的方法。

1.3 数据分析

以上指标均取3个平行样,重复测定3次。用Microsoft Excel 2010进行数据处理;用SPSS 22.0分析数据的差异显著性,p<0.05表示差异显著,p>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片褐变度的影响

褐变影响果蔬感官品质、营养品质和食用品质,降低商品价值,缩短货架期,抑制褐变是果蔬采后的研究热点[17-18]。从图1可以看出,处理样品在贮藏过程中,褐变度随着贮藏天数的延长均增大。对照组在15 d贮藏期内褐变度持续大幅增加;壳聚糖处理组在前6 d增加幅度较小,随后增加幅度增大,15 d时褐变度值略低于对照组。水杨酸处理组的褐变度在3 d以后急剧增加;二氧化氯处理组在前12 d增加幅度小,12 d以后急剧增加。3～12 d贮藏期间,水杨酸和二氧化氯处理组的褐变度值显著(p<0.05)低于壳聚糖处理组与对照组;15 d贮藏期结束时,二氧化氯处理组的抑制褐变效果最优,其褐变度值显著(p<0.05)低于其他3个处理组。

图1 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片褐变度的影响Fig.1 Effects of different fresh-keeping agents on browning degree of Lanzhou lily bulb slices注:a～c字母相同表示不同处理在相同贮藏天数下差异不显著(p>0.05),不同则表示差异显著(p<0.05),图2～图5同。

2.2 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片VC含量的影响

从图2可知,随着贮藏时间的延长,百合鳞茎片中的VC含量整体呈下降趋势,而保鲜剂处理组的VC含量均高于同期对照,且3～12 d贮藏期间差异显著(p<0.05)。15 d贮藏期结束时,水杨酸、二氧化氯和壳聚糖处理组的VC含量分别比对照高出24.62%、23.83%、4.54%,同时也说明水杨酸和二氧化氯相对壳聚糖能更有效地抑制百合鳞茎片贮藏期间VC含量的降低。

图2 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片VC含量的影响Fig.2 Effects of different fresh-keeping agents on VC content of Lanzhou lily bulb slices

2.3 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片丙二醛含量的影响

丙二醛(MDA)是膜质受自由基攻击的最终产物,丙二醛的含量反映了果实体内自由基与活性氧的水平[19-20]。由图3可知,各处理组百合鳞茎片的丙二醛含量在贮藏过程中呈上升趋势,其中蒸馏水处理的对照组上升幅度最大,高于保鲜剂处理组,显著(p<0.05)高于水杨酸和二氧化氯处理组。15 d贮藏期结束时,水杨酸、二氧化氯和壳聚糖处理组的百合鳞茎片的丙二醛含量比对照分别低11.33%、28.00%、1.07%。由此可见,保鲜剂处理能使百合鳞茎片的丙二醛含量处于较低水平,其中二氧化氯处理相对来说更能抑制丙二醛含量的增加,其次是水杨酸处理,壳聚糖效果较差。

图3 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片丙二醛含量的影响Fig.3 Effects of different fresh-keeping agents on MDA content of Lanzhou lily bulb slices

2.4 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片多酚类物质含量的影响

多酚类物质是重要的次生代谢产物,其含量与植物的抗氧化能力相关[21]。图4所示为各处理组的总酚(A)和总黄酮(B)含量变化,由图4(A)可知,各组百合鳞茎片在15 d贮藏期内,总酚含量总体呈先上升后下降的趋势,对照组在贮藏6 d后总酚含量已经开始下降,壳聚糖和水杨酸处理组在贮藏9 d后开始下降,二氧化氯处理组在贮藏12 d后才开始下降。水杨酸处理组较二氧化氯处理组的增幅虽较小,但贮藏后期下降幅度平缓,导致贮藏结束时其总酚含量反而高于二氧化氯处理组。15 d贮藏期结束时,保鲜剂处理组的总酚含量显著(p<0.05)高于对照组,而水杨酸和二氧化氯处理组又显著(p<0.05)高于壳聚糖处理组。

图4 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片多酚类物质含量的影响Fig.4 Effects of different fresh-keeping agents on polyphenols content of Lanzhou lily bulb slices

由图4(B)可知,各组黄酮含量与总酚含量的变化趋势基本一致,在15 d贮藏期总体呈先上升后下降的趋势,贮藏结束时保鲜剂处理组的总黄酮含量显著(p<0.05)高于对照组,水杨酸和二氧化氯处理组显著(p<0.05)高于壳聚糖处理组。二氧化氯处理组在贮藏12 d后其黄酮含量超过水杨酸处理组,但因其后续下降幅度大,在贮藏结束时其黄酮含量略低于水杨酸处理组。

2.5 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片抗氧化活性的影响

图5所示为各处理组的总抗氧化能力(A)和DPPH自由基清除能力(B)变化。由图5(A)可知,水杨酸与壳聚糖处理组的总抗氧化能力在前9 d贮藏期呈上升趋势,二氧化氯处理组在前12 d贮藏期呈上升趋势。贮藏天数相同条件下,二氧化氯与水杨酸处理组的FRAP值高于壳聚糖处理组与对照组,且6 d贮藏期以后差异显著(p<0.05)。

图5 不同保鲜剂处理对兰州百合鳞茎片抗氧化活性的影响Fig.5 Effects of different fresh-keeping agents on antioxidant activity of Lanzhou lily bulb slices

由图5(B)可知,保鲜剂的使用导致百合鳞茎片在DPPH值中显示出了程度不同的相对抑制作用,在贮藏期内各组的DPPH值呈现先上升后下降的趋势,与总酚、总黄酮含量以及总抗氧化能力的变化趋势大致一致。从6 d贮藏期以后,二氧化氯与水杨酸处理组的DPPH值显著高于壳聚糖处理组与对照组(p<0.05)。

3 结论

与蒸馏水浸泡处理的对照组百合鳞茎片相比,保鲜剂处理均能提高百合鳞茎片的酚类物质含量和抗氧化活性,较好地维持鳞茎片的VC含量,抑制其褐变及丙二醛含量的升高。其中,水杨酸和二氧化氯两者之间的效果差异不显著(p>0.05),但都相对壳聚糖处理对百合鳞茎片总酚、总黄酮等抗氧化物质的积累的诱导效果更显著,提升DPPH自由基清除率和抗氧化能力效果更好。在本实验中,壳聚糖的保鲜效果较差,主要是因为单一的壳聚糖涂膜效果不稳定、膜透水率高、韧性较差,涂被时膜层易龟裂破碎[22-24],贮藏中百合鳞茎片失水、萎蔫严重;因此在实际生产操作中,在单一的保鲜剂使用方面推荐水杨酸和二氧化氯作为兰州百合鳞茎片的保鲜剂。