孙思胜,田文翰,马传贵,陈亚群,张化阁,李光辉*
1. 许昌学院食品与生物工程学院,河南省食品安全生物标识快检技术重点实验室(许昌 461000);2. 北京京诚生物科技有限公司(北京 102600);3. 舞钢市沁丰园林业专业合作社(舞钢 462500)
“夏黑”葡萄为葡萄科(Vitaceace)葡萄属(Vitis L.)的欧美杂交三倍体品种。“夏黑”葡萄成熟因果实呈紫黑色而艳丽诱人,具有浓郁的草莓香味,肉质肥厚,无核,甜酸适宜等特点而深受消费者的喜爱[1-2]。由于葡萄鲜嫩多汁、水分高,采摘过程中容易受机械损伤,且采收季节为高温多湿的盛夏,蒸腾作用相对较强,代谢旺盛,是较难贮运的果品,贮藏期间的因素为:硬度降低、水分流失、干梗、掉粒、容易受病菌侵染而腐烂等,导致其贮藏时间缩短,严重影响了鲜食葡萄的商品价值,给生产者和销售者造成巨大的经济损失[3-5]。
近年来国内外有关葡萄的保鲜主要有化学保鲜剂(SO2防腐剂、ClO2杀菌剂、1-MCP),低温冷藏,涂膜保鲜和气调贮藏等方法和技术[5]。虽然SO2在保持葡萄果实品质方面具有较好效果,但其易导致葡萄漂白、伤害、异味等问题,并且残留在果实中的SO2会危害人体健康[6-7];因此开发一种安全有效的葡萄保鲜剂尤为必要。
以中药为原料的植物源保鲜剂由于具有残留低、安全、杀菌抑菌、廉价、资源丰富等优点而日益成为研究开发的热点,尤其适用于附加值较高的果蔬保鲜研究。中国中药资源丰富多样,不少中药中含有抗菌和抗氧化成分,对细菌、真菌等病原微生物具有较强的抑菌活性,对采后果蔬具有较明显的保鲜活性。
丁香为木犀科(Oleacae)丁香属(Syinga)植物,具有抗菌的作用。黄巍等[8]在研究丁香精油涂布对水蜜桃的保鲜效果中发现,丁香精油涂布可显著降低水蜜桃的腐烂并保持水蜜桃的感官品质,同时对于维持果品的可溶性固形物含量和硬度也具有一定效果。桑叶是桑树的干燥叶,产量丰富,其有效成分包括黄酮及黄酮苷类、生物碱类、多糖类等[9]。叶文峰等[10]发现桑叶具有抗氧化作用。
丁香和桑叶两者组合在一起的提取物结合淀粉涂膜处理在“夏黑”葡萄保鲜方面的研究鲜有报道。因此,研究不同浓度丁香和桑叶两者配伍的提取物结合淀粉涂膜处理对“夏黑”葡萄贮藏品质及生理的影响,为开发天然果品保鲜剂提供数据支持和理论依据。
“夏黑”葡萄(舞钢市沁丰园林业专业合作社);丁香、桑叶(河南省许昌市胖东来医药超市,产地广西);草酸、可溶性淀粉(天津市风船化学试剂科技有限公司);酚酞、钼酸铵、抗坏血酸、硫酸亚铁、磷酸二氢钾、邻苯二甲酸氢钾(天津市科密欧化学试剂有限公司);氯化钡(天津市天力化学试剂有限公司);3, 5-二硝基水杨酸(天津市光复精细化工研究所);邻苯二酚(天津市大茂化学试剂厂);过氧化氢(30%,天津市凯通化学试剂有限公司);三氯乙酸(上海山浦化工有限公司);2-硫代巴比妥酸(上海科丰实业有限公司);2, 6-二氯靛酚钠(上海源叶生物科技有限公司);化学试剂均为分析纯。
分析天平(上海精密仪器仪表有限公司);T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);电磁炉(九阳股份有限公司);TGL-16M台式高速冷冻离心机(湘仪离心机仪器有限公司);GY-3硬度计(爱德堡仪器有限公司);HH-4电热恒温水浴锅(上海比朗仪器有限公司);冷库(江苏泰州市霍普制冷设备有限公司)。
“夏黑”葡萄采摘后立即送往实验室,筛选,选取成熟度(完熟)一致、无腐烂、无病无虫害侵袭、无机械伤的果穗为试验材料。
先称取15 g桑叶,放入盛有2 500 mL自来水的锅中浸泡30 min,在电磁炉上加热沸腾,小火开始熬制,等到熬制25 min后,把在500 mL自来水浸泡30 min的9 g丁香放入锅中,5 min后,将溶解好的9 g淀粉放入锅中,混合均匀,过滤,将这种浓度涂膜液记为B1。同样的方法分别称取30 g桑叶+18 g丁香,45 g桑叶+27 g丁香,60 g桑叶+36 g丁香和75 g桑叶+45 g丁香,同时加入9 g的淀粉从而制成另外4种浓度的涂膜液,分别记成B2、B3、B4和B5,放凉后备用。
每组选取27穗“夏黑”葡萄,将选取的样品葡萄浸泡在涂膜液中静置6~8 min,浸泡完毕后取出,自然状态下晾干,包装样品葡萄采用PE保鲜袋(35 cm×25 cm×0.01 mm)包装(不扎口),低温贮藏于0~4 ℃冷库中。
对照组葡萄用烧开后放凉的蒸馏水处理,同样需要浸泡6~8 min,晾干后用同等规格的保鲜袋包装,低温贮藏于0~4 ℃冷库中;记为CK。每隔5 d取样测定1次相关指标,每个葡萄果实作为1次重复,每个处理重复3次。
1.3.1 落粒率的计算[11]
1.3.2 腐烂率的计算[12]
1.3.3 可溶性固形物含量的测定
使用手持糖度计法[13]测定葡萄果实中可溶性固形物含量。
1.3.4 VC含量的测定
使用2, 6-二氯靛酚钠法[14]测定葡萄果实中VC含量。
1.3.5 丙二醛含量的测定
丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法[11]测定。
1.3.6 呼吸强度的测定
呼吸强度采用静置法[15]进行测定。
1.3.7 过氧化物酶活性的测定
采用愈创木酚法[16]测定过氧化物酶的活性。
采用Microsoft Excel 2010进行数据整理,用SPSS 13.0进行数据统计分析,使用最低显著性差异法(Least significant difference,LSD)进行显著性差异分析(p<0.05为差异显著,p<0.01为差异极显著)。
落粒率可直接反映葡萄的贮藏保鲜的效果。从表1中可以看出,随着贮藏时间延长,采后“夏黑”葡萄的落粒率均呈现逐渐上升的趋势。在第5天时,采后“夏黑”葡萄开始有落粒现象出现。在贮藏5~15 d期间,对照组“夏黑”葡萄的落粒率上升速度很快,丁香复合桑叶提取物各处理组均显著低于对照组(p<0.05);在贮藏第15天时,CK的落粒率为53%(最高且严重影响葡萄的商品品质),B1、B2、B3、B4和B5的落粒率分别为14%,9.33%,30%,11.33%和25%,B2处理组的落粒率最低。在贮藏第25天时,B2处理组的落粒率刚达到30%,B1、B3、B5和对照组的落粒率均远远超过30%,与B2处理组差异显著(p<0.05)。通过多重比较结果表明,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理可以抑制采后“夏黑”葡萄果实的落粒,在一定贮藏时间内,以B2处理对果实落粒率抑制效果较好。
腐烂率是评价果品贮藏保鲜效果的一个重要指标。由表2可知,采后“夏黑”葡萄的腐烂率随着贮藏时间延长而呈现上升趋势。在贮藏0~5 d,各处理组和对照组采后“夏黑”葡萄均没出现腐烂。在贮藏第15天时,对照组和B3处理组葡萄的腐烂率显著高于其他处理组(p<0.05);其中对照组的腐烂率最高,为36%;B2的腐烂率最低,为9.33%。在贮藏20~30 d,对照组的葡萄的腐烂率显著高于其他丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理组(p<0.05)。经过多重比较结果可知,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理可抑制采后“夏黑”葡萄果实的腐烂率上升,在一定贮藏时间内,以B2处理对果实腐烂率抑制效果较好。
表1 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄落粒率的影响
表2 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄腐烂率的影响
可溶性固形物含量是判断采后葡萄果实耐贮藏性的重要指标。由图2可知,采后“夏黑”葡萄果实随着贮藏时间增加,可溶性固形物含量呈先上升后下降趋势。在贮藏第25天时,B1和B2处理组的可溶性固形物含量显著高于对照组(p<0.05),对照组葡萄果实的可溶性固形物含量为16.1%,而B1和B2处理组的分别为17.17%和17.13%,B3和B5处理组的均为16.67%,B4的为16.8%。可见,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理可延缓采后“夏黑”葡萄果实可溶性固形物含量的下降。
根据图2可知,在贮藏期间,采后“夏黑”葡萄的VC含量随着贮藏时间延长呈现逐渐下降趋势,出现下降的原因可能是“夏黑”葡萄果实中VC随着贮藏时间的延长而不断氧化分解而下降。在0~25 d,B2处理的葡萄果实VC含量均高于对照组和其他处理组。其中,在贮藏第20天时,对照组CK的VC含量为0.75 mg/100 g,而B2处理组的为2.02 mg/100 g,显著差异(p<0.05)。说明丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理可抑制采后“夏黑”葡萄果实VC含量的下降,从而保持采后“夏黑”葡萄的贮藏品质。
图1 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄可溶性固形物含量的影响
图2 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄VC含量的影响
丙二醛是评价膜脂过氧化程度的重要指标,与葡萄果实的成熟衰老基本一致,因此可以作为判断果实是否进入衰老阶段的指标之一[17]。由图3可见,“夏黑”葡萄果实的丙二醛含量随着贮藏时间的延长而逐渐上升,且对照组的丙二醛含量在整个贮藏期间均高于各丁香复合桑叶提取物处理组。在贮藏第25天时,对照组的丙二醛含量显著高于B2处理组(p<0.05);对照组的丙二醛浓度为1.55 μmol/g,B2组的丙二醛浓度为1.06 μmol/g。说明在相同的贮藏条件下,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理的B2能更好地抑制采后“夏黑”葡萄果实膜脂过氧化程度,延缓葡萄的衰老。
图3 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄丙二醛含量的影响
夏黑葡萄采后的呼吸作用与采后果实品质变化、成熟衰老、贮藏寿命等有着密切的关系[18]。由图4可知,随着贮藏时间延长,各丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理组的呼吸强度呈现先下降再逐渐上升趋势,而对照组保持始终上升趋势。在贮藏第15天时,对照组CK处理组的果实呼吸强度为23.70 mg/(kg·h),而B1、B2、B3、B4和B5的果实呼吸强度分别为17.19,18.71,12.09,14.61和17.78 mg/(kg·h);可见丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理对采后“夏黑”葡萄呼吸强度具有一定抑制作用。
图4 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄呼吸强度的影响
过氧化物酶可以催化清除植物组织中低浓度的H2O2,从而使机体免受H2O2的毒害作用。由图5可以看出,随着贮藏时间延长,各处理组和对照组的采后“夏黑”葡萄果实中过氧化物酶活性总体呈先下降后上升再下降趋势。对照组的葡萄果实过氧化物酶活性在贮藏第20天出现高峰,而其他丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理组均在第25天出现高峰。在贮藏第25天时,各丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理组的过氧化物酶活性均显著高于对照组(p<0.05),各处理组差异不明显;对照组的过氧化物酶活性为7.90 U/g(最低),丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理组B1、B2、B3、B4和B5的过氧化物酶活性分别为12.43,15.46,12.89,13.74和13.89 U/g。在整个贮藏期间,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理可延缓过氧化物酶活性的降低的进程。
图5 丁香复合桑叶提取物处理对采后“夏黑”葡萄过氧化物酶活性的影响
试验以丁香和桑叶的水提物为原料结合淀粉,将其应用于“夏黑”葡萄的贮藏保鲜。通过测定不同浓度的丁香和桑叶两者配伍的提取物结合淀粉涂膜处理对“夏黑”葡萄贮藏品质指标及生理指标的变化筛选出保鲜涂膜液的最适浓度。结果表明,与对照组相比,在一定贮藏时间内,丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理对采后“夏黑”葡萄果实的落粒率、腐烂率、丙二醛浓度和呼吸强度的上升具有一定抑制作用,延缓VC和可溶性固形物含量的下降速度,同时延缓果实过氧化物酶的活性降低的进程,进而延长果实的贮藏寿命。其中,以丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜的B2对采后“夏黑”葡萄果实的贮藏保鲜效果最好。研究表明一定的丁香复合桑叶提取物结合淀粉涂膜处理有望开发成为“夏黑”葡萄保鲜剂。