罗勒水提取物涂膜对珍珠番石榴耐藏性的影响

2019-09-10 07:22许银冰肖智丽马晓敏曾健浩陈晓琪李运生张福平
南方农业学报 2019年12期
关键词:番石榴涂膜生理指标

许银冰 肖智丽 马晓敏 曾健浩 陈晓琪 李运生 张福平

摘要:【目的】探究羅勒水提取物涂膜对珍珠番石榴耐藏性的影响,筛选出适合珍珠番石榴采后保鲜的罗勒水提取物最佳浓度,为番石榴的采后贮藏保鲜提供技术参考。【方法】以玉米粉、地瓜粉和罗勒水提取物制成3个浓度(2.5%、5.0%和7.5%)的涂膜液,分别浸泡番石榴果实3 min,以蒸馏水浸泡果实3 min为对照(CK),各处理果实置于室温条件(20~25 ℃、相对湿度40%~60%)下贮藏,每3 d测定1次果实的生理指标、贮藏品质及果皮叶绿素,并统计好果率和失重率。【结果】2.5%、5.0%和7.5%的罗勒水提取物涂膜对番石榴采后贮藏期间的呼吸强度、质膜相对透性和过氧化物酶(POD)活性均有明显抑制作用,同时提高过氧化氢酶(CAT)活性,有效保持番石榴外观品质,减缓水分含量下降,以5.0%罗勒水提取物涂膜的保鲜效果最佳。番石榴果实贮藏至第12 d时,CK果实的可溶性固形物(TSS)、维生素C(Vc)和蛋白质含量分别下降38.24%、34.57%和28.19%,好果率仅为52.00%,失重率达26.10%;而5.0%罗勒水提取物涂膜处理果实的TSS、Vc和蛋白质含量仅分别下降15.69%、16.05%和5.69%,好果率为88.00%,失重率为9.25%,比CK延长贮藏时间6 d。【结论】罗勒水提取物涂膜能有效保持番石榴果实原有的风味品质,延长贮藏时间,且以5.0%罗勒水提取物涂膜的保鲜效果最佳。

关键词: 番石榴;罗勒水提取物;涂膜;生理指标;贮藏品质

中图分类号: S667.9                                 文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2019)12-2764-07

Effects of water extract of Ocimum basilicum coating on the storage property of Zhenzhu Psidium guajava fruits

XU Yin-bing, XIAO Zhi-li, MA Xiao-min, ZENG Jian-hao, CHEN Xiao-qi,

LI Yun-sheng, ZHANG Fu-ping*

(School of Food Engineering and Biotechnology, Hanshan Normal University, Chaozhou, Guangdong  521041, China)

Abstract:【Objective】Effects of water extract of Ocimum basilicum coating on the storage property of Zhenzhu Psi-dium guajava fruits were studied in order to find out the optimum concentration of the O. basilicum water extract suitable for postharvest preservation and to prolong the storage life of P. guajava fruits. 【Method】Three concentrations of coating solution were made from corn flour, sweet potato powder and O.basilicum water extract, and then the P. guajava fruits were soaked in 2.5%, 5.0% and 7.5% O. basilicum coating solution 3 min respectively, in the control(CK) P. guajava, the fruits were soaked in distilled water for 3 min, and then each group of fruits was stored at room temperature (20-25 °C, relative humidity was 40%-60%). The physiological indexes, storage quality, and chlorophyll in the peel of the fruit were measured once every 3 d, and counted the good fruit rate and weight loss rate. 【Result】The water extract of 2.5%, 5.0% and 7.5% O. basilicum coating inhibited respiratory intensity, plasma membrane permeability and peroxidase(POD) activity of P. guajava during postharvest storage. At the same time, the activity of catalase(CAT) was increased, the appearance quality of P. guajava was effectively maintained, and the water content was slowed down, the best preservative effect was obtained by using 5.0% O. basilicum water extract. At the 12th day of storage, the soluble solid(TSS), vitamin C(Vc) and protein contents of fruits in the control group decreased by 38.24%, 34.57% and 28.19%, respectively, the good fruit rate was only 52.00%, and the weight loss rate was 26.10%. However, the TSS, Vc and protein content of fruits in 5.0% O. basilicum water extract coating group only decreased by 15.69%, 16.05% and 5.69%, the good fruit rate was 88.00%, the weight loss rate was 9.25%, and the storage time was 6 d longer than that of the control. 【Conclusion】 O. basilicum water extract coating can effectively maintain the original flavor quality of P. guajava fruit and prolong its storage time. The best preservation effect is obtained with 5.0% O. basilicum water extract.

Key words: Psidium guajava; water extract of Ocimum basilicum; coating; physiology index; storage quality

0 引言

【研究意义】番石榴(Psidium guajava)为桃金娘科番石榴属热带果树,其中品质较佳的珍珠番石榴是我国南方名优水果之一。目前,珍珠番石榴已在我国台湾、广西、广东、福建、海南等地有广泛栽培,但由于番石榴果实极不耐贮运,采后贮藏几天果实就失水、皱缩,甚至褐变腐烂,严重影响番石榴的食用品质及商品价值,因此,解决番石榴的贮藏保鲜问题是保障番石榴产业发展的关键。罗勒(Ocimum basilicum L.)又名金不换、九层塔(花呈多层塔状),为唇形科罗勒属一年生芳香草本植物,其嫩茎和叶常用作香辛调味蔬菜及佐料,是一种药食同源的蔬菜,营养丰富,在潮汕地区常将其作为蒸、炒贝类的调味品,芳香可口。罗勒以全草和种子入药,味辛、性温,气极香,有祛风消肿、疏风解表、行气活血、止痛等作用(李镇魁和詹潮安,2010)。此外,罗勒含有大量的挥发油、酚酸、黄酮和甾体成分等活性物质,具有降血脂、降血糖、抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化和抗肿瘤等功效(官玲亮等,2013)。天然提取物保鲜剂(保鲜技术)因其安全环保、低成本等优点已成为水果保鲜的一个重要研究方向。因此,研究罗勒水提取物涂膜对珍珠番石榴耐藏性的影响,筛选出具有较高保鲜活性的植物源材料,对促进番石榴产业发展和充分利用我国的天然植物资源均具有重要意义。【前人研究进展】目前,关于番石榴的贮藏保鲜已有较多报道。陈蔚辉和张福平(2000)研究了番石榴的采后生理与品质变化;林银凤等(2010)研究了臭氧对番石榴果实的保鲜效果,发现以5 μL/L臭氧处理的效果较好;Pandey等(2010)研究了γ-射线辐照、生长抑制剂和涂膜等技术对冬季番石榴果实保质期的影响,结果表明椰子油涂膜技术的优越性最强,可溶性固形物(TSS)、维生素C(Vc)和总糖含量的变化最小;张福平等(2013a,2013b,2017a,2017b)先后采用自发气调包装、热水处理、阴香叶乙醇提取物涂膜和超声波等技术对番石榴保鲜进行深入研究,并取得较好的保鲜效果,其中以超声波处理番石榴果实10 min结合气调包装的保鲜效果最佳,贮藏30 d后,番石榴好果率仍达81.82%,贮藏时间比对照组延长了12 d;于茂兰(2014)研究了番石榴贮藏特性及保鲜方法,结果表明,8 ℃低温贮藏可有效减缓贮藏前期番石榴的呼吸强度和酸度增加,减少Vc和可溶性总糖含量的损失,并能抑制过氧化物酶(POD)活性,保持番石榴果实色泽;黄丽(2016)研究了高良姜处理对番石榴贮藏效果的影响,结果表明,采用10%高良姜提取液与等体积6%玉米淀粉溶液混合后浸泡番石榴2 h,贮藏14 d,番石榴好果率一直保持在100%。利用罗勒提取物对果蔬进行保鲜处理的研究也有一些报道。宋姝婧等(2015)研究了5种植物精油对樱桃番茄常温保鲜效果的影响,结果表明,罗勒精油处理对抑制樱桃番茄生理生化品质劣变和延长果实的贮藏期有一定效果,罗勒精油可作为常温贮藏保鲜樱桃番茄的保鲜剂,其适宜处理浓度为500 μL/L;高晶晶(2016)研究了中药提取物类抗菌包装材料的制备与应用,当海藻酸钠与水性聚氨酯(质量浓度3%)的质量比为9∶1,百里香精油与丁香罗勒精油(体积比2∶1)的体积浓度为1.2%,甘油体积浓度为1.5%,氯化钙质量浓度为2%时,中药精油抗菌膜的综合性能最强,对玫瑰香葡萄和巨峰葡萄具有较好的保鲜效果。【本研究切入点】虽然已有罗勒提取物处理果蔬保鲜的相关研究,但至今未见利用罗勒水提取物涂膜对珍珠番石榴或其他果蔬进行保鲜的研究报道。【拟解决的关键问题】以珍珠番石榴果实为试验材料,研究罗勒水提取物涂膜处理对其贮藏期間生理指标和品质的影响,探索适合番石榴保鲜的天然植物源保鲜剂及其最佳浓度,为番石榴的采后贮藏保鲜提供技术参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

珍珠番石榴采自潮州市凤泉湖高新技术产业开发区铁铺镇番石榴果园;罗勒采自潮州市饶平县黄冈镇农家菜园,成熟植株(结果期);玉米(Zea mays L.)粉和地瓜[Ipomoea batatas(L.) Lam.]粉(红薯淀粉)均购自超市,分别为揭阳产业园榕星调味食品厂和晋江市三兴食品有限公司产品。

邻苯二酚、聚乙烯基吡咯烷酮、愈创木酚、磷酸缓冲液、苯丙氨酸、过氧化氢(H2O2)和硫酸等试剂均为分析纯,购自上海迈坤化工有限公司。主要仪器设备:电导率仪(上海大中分析仪器厂)、GXH-3051型果蔬呼吸测定仪(上海精密仪器仪表有限公司)、恒温水浴锅(常州市国立试验设备研究所)、紫外—可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)、电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]、高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂)。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 罗勒涂膜液制备 将罗勒植株(不包括根部)置于45 ℃干燥箱烘干,粉碎备用。分别称取3份200 g罗勒粉末,每份用蒸馏水定容至2000 mL,再移至2000 mL烧杯中,用保鲜膜封住烧杯口,于45 ℃恒温条件下浸提3 h,过滤后将3份罗勒滤液混合并定容至6000 mL,罗勒滤液浓度为10%。称取200 g玉米粉和100 g地瓜粉置于5000 mL烧杯中,加入10%罗勒滤液1000 mL,再用蒸馏水定容至4000 mL,于85 ℃下水浴加热溶解至糊化,搅拌均匀,即制成2.5%罗勒涂膜液;5.0%罗勒涂膜液(200 g玉米粉+100 g地瓜粉+10%罗勒滤液2000 mL,蒸馏水定容至4000 mL)和7.5%罗勒涂膜液(200 g玉米粉+100 g地瓜粉+10%罗勒滤液3000 mL,蒸馏水定容至4000 mL)的制备方法同2.5%罗勒涂膜液,制备后将装有涂膜液的烧杯置于冰水中,冷却至室温备用(此过程要搅拌,以防涂膜液表面结膜)。

1. 2. 2 试验设计 挑选大小接近、果形端正、无机械损伤、无病虫害、九分成熟度(果皮黄绿色)的珍珠番石榴果实,采摘后立即运至实验室进行处理,用自来水清洗,晾干。设3个处理:将供试珍珠番石榴果实分别用2.5%(处理1)、5.0%(处理2)和7.5%(处理3)的罗勒涂膜液浸泡3 min后自然晾干;以蒸馏水浸泡珍珠番石榴果实3 min为对照(CK)。每处理组珍珠番石榴果实各36个,将所有珍珠番石榴果实置于室温条件(20~25 ℃、相对湿度40%~60%)下贮藏15 d。所有试验3次重复。

1. 2. 3 测定指标及方法 番石榴果实贮藏期间每3 d测定1次果实的生理指标和贮藏品质。生理指标:果实呼吸强度、质膜相对透性和POD活性参考张福平和林晓萍(2009)的方法进行测定;过氧化氢酶(CAT)活性参考张福平等(2014)的方法进行测定。营养品质:果实Vc、有机酸、蛋白质和TSS含量参考张福平等(2017b)的方法进行测定。果皮叶绿素含量参考张志良(1986)的方法进行测定,并统计好果率和失重率,记录果实颜色变化。

1. 3 统计分析

采用Excel 2010对试验数据进行分析,其中果实好果率和失重率指标采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2. 1 番石榴果实生理指标测定结果

2. 1. 1 呼吸强度 由图1可知,番石榴果实采后贮藏前12 d,CK番石榴果实的呼吸强度呈先上升后下降的变化趋势,3个罗勒水提取物涂膜处理番石榴果实的呼吸强度则呈先急速下降后上升再下降的变化趋势;3个涂膜处理和CK的果实呼吸高峰均出现在贮藏第9 d,峰值依次为CK>处理3>处理1>处理2,3个涂膜处理果实的呼吸强度在整个贮藏期均低于CK,说明罗勒水提取物涂膜处理对番石榴果实的呼吸强度有明显抑制作用,贮藏前9 d,处理2的呼吸强度一直处于最低水平,即5.0%罗勒水提取物涂膜处理能有效延长番石榴果实的贮藏时间。

2. 1. 2 质膜相对透性 由图2可看出,3个涂膜处理和CK番石榴果实的质膜相对透性均呈逐渐上升趋势,且CK的质膜相对透性在贮藏各时期均高于3个涂膜处理,贮藏至第12 d时呈急剧上升趋势,说明此时CK番石榴果实的细胞膜已遭受严重破坏;3个罗勒水提取物涂膜处理的质膜相对透性则缓慢上升,其中处理2果实的质膜相对透性一直处于最低水平,表明5.0%罗勒水提取物涂膜处理能对番石榴果实细胞膜起到很好的保护作用,延缓果实的衰老进程。

2. 1. 3 POD活性 POD常作为植物组织老化的一种生理指标,其与植物光合作用、呼吸作用及生长素的氧化等关系密切,能使植物组织中某些碳水化合物转化为木质素,使木质化程度增加,一般幼嫩组织中POD活性较弱,老化组织中活性较高。由图3可知,3个罗勒水提取物涂膜处理和CK的番石榴果实采后贮藏期间POD活性均呈上升趋势,其中3个涂膜处理果实的POD活性均低于CK,处理2番石榴果实的POD活性在贮藏期间始终处于最低水平,说明5.0%罗勒水提取物涂膜处理能减缓番石榴果实POD活性上升的速度。

2. 1. 4 CAT活性  H2O2的积累会对植物细胞产生毒害,而CAT是一种可清除果实中H2O2的活性酶。由图4可知,3个罗勒水提取物涂膜处理和CK的番石榴果实采后贮藏期间CAT活性均呈先上升后下降的变化趋势。贮藏前期(0~6 d),果实CAT活性依次为CK<处理1<处理3<处理2;贮藏后期(9~15 d),CAT活性则依次为CK<处理1<处理2<处理3。说明不同浓度的罗勒水提取物涂膜处理均能使番石榴果实保持较高的CAT活性,从而达到保护果实细胞的目的,使番石榴果实保持较好品质。

2. 2 番石榴果实贮藏品质测定结果

2. 2. 1 TSS含量 从图5可看出,3个罗勒水提取物涂膜处理和CK的番石榴果实采后贮藏期间TSS含量均呈逐渐下降趋势;在贮藏各时期,CK果实的TSS含量均低于3个涂膜处理,而处理2果实的TSS含量始终处于最高水平,贮藏12 d后,CK果实的TSS含量下降38.24%,处理2果实的TSS含量仅下降15.69%。说明不同浓度的罗勒水提取物涂膜处理均能减缓番石榴果实TSS含量的下降速度,且以5.0%罗勒水提取物涂膜处理的效果最佳。

2. 2. 2 有机酸含量 由图6可知,不同涂膜浓度处理和CK番石榴果实的有机酸含量均呈缓慢上升趋势,在贮藏各时期,CK果实的有机酸含量均最高,而处理2果实的有机酸含量上升最缓慢,说明5.0%罗勒水提取物涂膜处理对番石榴果实有机酸含量的上升有一定抑制作用。

2. 2. 3 Vc含量 從图7可看出,各处理番石榴果实采后贮藏期间Vc含量均呈下降趋势,在贮藏各时期,3个罗勒水提取物涂膜处理果实的Vc含量均高于CK。贮藏至第12 d,CK果实的Vc含量降低34.57%,处理1降低17.90%,处理2降低16.05%,处理3则降低21.60%;贮藏至第15 d,3个罗勒水提取物涂膜处理果实的Vc含量均高于CK在第12 d时的含量。说明罗勒水提取物涂膜处理能抑制番石榴果实Vc含量下降,且以5.0%罗勒水提取物涂膜处理的效果最佳。

2. 2. 4 蛋白质含量 由图8可看出,各处理番石榴果实采后贮藏期间蛋白质含量均呈下降趋势。在贮藏各时期,3个罗勒水提取物涂膜处理果实的蛋白质含量均高于CK,以处理2的蛋白质含量最高。贮藏12 d后,CK果实的蛋白质含量损失28.19%,而处理2损失5.69%;贮藏至第15 d,处理2果实的蛋白质含量仅损失8.22%。说明罗勒水提取物涂膜处理能抑制番石榴果实蛋白质含量的下降,且以5.0%罗勒水提取物涂膜处理的抑制效果最佳。

2. 3 番石榴果皮叶绿素、果皮颜色、好果率和失重率的变化

2. 3. 1 果皮叶绿素的变化 从图9可看出,各处理番石榴采后贮藏期间果皮叶绿素含量均呈逐渐下降趋势。在贮藏各时期,处理2果实的果皮叶绿素含量始终高于其他处理,其次是处理3,处理1果实的果皮叶绿素含量在贮藏中后期(6~12 d)反而低于CK,可能是低浓度的罗勒水提取物涂膜在果实护绿方面效果不明显。贮藏12 d后,CK番石榴果皮叶绿素含量下降33.99%,而处理2下降30.83%。说明5.0%以上浓度的罗勒水提取物涂膜处理对番石榴果实有一定的护绿作用。

2. 3. 2 果皮颜色、好果率和失重率的变化 由表1可知,各处理番石榴果实采后贮藏期间好果率均呈下降趋势,其中CK的好果率下降迅速,贮藏至第9 d,好果率为72.00%,果皮颜色由刚采摘的绿色转为浅黄色,而处理2和处理3的好果率仍保持在100.00%,外观品质与刚采摘较接近;贮藏12 d后,CK番石榴果实已基本腐烂或褐变,处理1和处理3果实好果率分别下降至80.00%和83.00%,而处理2的好果率仍达88.00%,显著高于CK(P<0.05,下同),贮藏时间较CK延长6 d。

CK番石榴果实采后贮藏期间失重率呈快速上升趋势,贮藏至第12 d,果实失重率达26.10%;3个罗勒水提取物涂膜处理在减少果实水分蒸发方面有明显作用,3个涂膜处理果实的失重率在贮藏各时期均低于CK,且在贮藏前12 d,三者间差异不显著(P>0.05),说明罗勒水提取物涂膜处理在减少番石榴果实失重方面效果较优,能较好地保持番石榴果实外观品质。

3 讨论

番石榴果实采后贮藏期间呼吸代谢旺盛,易出现褐变、烂果现象。Mondal等(2009)研究发现在番石榴果皮颜色转变阶段,CAT活性先升高,之后开始下降;但至番石榴过成熟阶段,其组织结构损失,植物体内仍进行氧化,活性氧过度积累,导致抗氧化系统平衡破坏,番石榴迅速衰老。本研究结果表明,以不同浓度罗勒水提取物涂膜处理番石榴果实,采后贮藏期间CAT活性均呈先上升后下降的变化趋势,且能使番石榴果实保持较高的CAT活性,从而达到保护果实细胞的目的,使番石榴果实保持较好的品质。

张福平等(2017a)采用阴香叶乙醇提取物涂膜液对番石榴进行保鲜处理,其中20%阴香叶乙醇提取物浸泡番石榴果实不仅能减缓番石榴果实水分散失,还有效抑制番石榴果实的POD活性、呼吸强度和质膜相对透性,贮藏时间比对照组延长6 d。本研究采用罗勒水提取物对番石榴进行涂膜处理,也能很好地减少番石榴果实采后贮藏期间水分蒸发,降低果实的呼吸作用(呼吸峰值),3种浓度罗勒水提取物涂膜对番石榴采后贮藏期间的呼吸强度、质膜相对透性和POD活性均有明显抑制作用,与阴香叶处理番石榴果实的采后生理作用(张福平等,2017a)一致。王忠合和林泳生(2009)研究表明,罗勒叶(水)提取液中含有黃酮类物质,罗勒叶(水)提取物对羟自由基具有较好的清除效果,具有较强的抗氧化活性,可开发为一种高效的、天然的抗氧化剂。姬云涛等(2014)对疏毛罗勒提取物抗氧化活性进行分析,结果发现罗勒水提物相比其他提取物具有更强的总抗氧化能力,且具有较好的超氧阴离子清除作用。疏毛罗勒是罗勒的变种,二者的水提取物活性物质有很多相似性(如黄酮类化合物等),可推测本研究采用的罗勒水提取物也具有较强的抗氧化活性。此外,刘超祥等(2014)认为罗勒具有强大的抗氧化性能,其干燥叶片中富含大量黄酮类和酚类化合物,是其抗氧化活性的主要成分,在药品食品中发挥其良好的抗氧化性能。本研究中,罗勒水提取物涂膜液处理番石榴果实具有很好的保鲜效果,可能与罗勒水提取物的某些活性物质(如黄酮类化合物等)能抑制果实表面细菌或真菌的生长有关,从而延长果实的贮藏时间;2.5%、5.0%和7.5%罗勒水提取物涂膜处理的番石榴果实贮藏至第12 d时,好果率分别为80.00%、88.00%和83.00%,失重率分别为14.08%、9.25%和9.00%,而对照果实的好果率仅为52.00%、失重率达26.10%,涂膜处理比对照延长果实贮藏时间6 d,其中5.0%罗勒水提取物涂膜处理的保鲜效果最佳,能有效延长番石榴果实的贮藏时间并保持原有的风味品质。罗勒作为药食两用的芳香植物,保鲜方法更安全可靠。

4 结论

罗勒水提取物涂膜处理对番石榴采后贮藏期间的呼吸强度、质膜相对透性和POD活性有明显抑制作用,同时提高CAT活性,有效保持番石榴果实的外观品质,减缓水分含量下降,以5.0%浓度处理的保鲜效果最佳,较CK延长贮藏时间6 d,有效保持番石榴果实原有的风味品质。罗勒水提取物涂膜的保鲜方法具有成本低、效果好、无毒性等优点,值得在果蔬保鲜方面开发利用。

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(责任编辑 罗 丽)

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