成宏斌,潘曉翠,王帆林*,賈笑英,李建華,王代軍
1. 海南省農(nóng)墾科學(xué)院集團(tuán)有限公司(???570311);2. 海南農(nóng)墾南繁產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司(三亞 572024)
檳榔(Areca catechuL.)屬棕櫚科常綠喬木,為四大南藥之首,主要分布在中非和東南亞,我國種植區(qū)域主要在海南、臺灣等地[1-2]。檳榔是一種名貴的中藥,具有多種藥理作用,有驅(qū)蟲、消積化食、健胃蠕腸及消腫等功效[3-5]。鮮檳榔采后貯藏時間較短,在常溫室內(nèi)放置一周左右就會腐壞變質(zhì),嚴(yán)重制約檳榔的銷售和流通[6-8]。因此,研究檳榔采后貯藏保鮮是解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵[9]。
目前國內(nèi)外學(xué)者對鮮檳榔保鮮貯藏的研究較少,大多數(shù)集中在煙熏加工、低溫貯藏處理、紫外線處理、熱處理及檳榔成分提取、抗菌活性等方面的研究[10-13],國內(nèi)學(xué)者對鮮檳榔保鮮主要集中在低溫、氣調(diào)及涂膜等方面[14-18]。而近年來關(guān)于植物源保鮮劑對果蔬貯藏方面的研究屢見報道[19-20],植物源保鮮劑能抑制果蔬的呼吸速率、延緩果實的衰老、防止變色變味、較好地維持果蔬的感官指標(biāo)及有抗菌抗氧化防腐等效果,也具有安全、環(huán)保、可生物降解及不產(chǎn)生藥害等優(yōu)勢[21-23]。
研究以“海南種”檳榔鮮果為材料,選用厚樸乙醇提取液、紫蘇和燈心草水提取液及松針精油復(fù)配的植物源保鮮劑進(jìn)行試驗,并將檳榔置于低溫和真空環(huán)境中貯藏,以延長檳榔的保存期。通過測定不同處理下檳榔生理生化指標(biāo)的變化,確定檳榔最佳的貯藏條件,為檳榔的貯藏保鮮提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
檳榔于2021年8月采摘自海南省保亭縣某果園,挑選外觀色澤健康、嫩綠新鮮、無機(jī)械損傷、果皮顏色基本一致、大小均勻、無病蟲害、七八成熟的果實。于當(dāng)日運(yùn)送至實驗室,清洗晾干后在13 ℃冷藏條件下保存,備用。
過氧化物酶(POD)活性檢測試劑盒、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性檢測試劑盒、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、福林酚(分析純,索萊寶生物科技有限公司);氫氧化鈉、酚酞指示劑、碳酸鈉、無水乙醇(分析純,上海源葉生物科技有限公司)。
ZNHW數(shù)顯控溫電熱套、SHZ-D(III)循環(huán)水式多用真空泵(鞏義予華儀器有限公司);DDSJ-308F雷磁電導(dǎo)率儀、雷磁pH計(雷磁上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司);DHG-9240(A)實驗用鼓風(fēng)干燥箱、HWS-26電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);XJ-20可控溫超聲波清洗機(jī)(廣州翔捷科技股份有限公司);20B風(fēng)冷式萬能粉碎機(jī)(河南永晟機(jī)械制造有限公司);UV7502PC紫外可見分光光度計、RE5205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);GOKU-A1超純水系統(tǒng)(廈門銳思捷水純化技術(shù)有限公司);2-16R離心機(jī)(湖南恒諾儀器設(shè)備有限公司)。
1.3.1 天然保鮮劑的制備
厚樸乙醇提取液的制備:精密稱取100 g厚樸粉末并置于2 500 mL的圓底燒瓶中,量取1 500 mL 70%乙醇溶液,于60 ℃水浴提取2 h,提取2次,合并提取液,通過旋蒸、濃縮后定容至1 000 mL,得到料液比為1∶10 g/mL的厚樸乙醇提取液,備用[24]。
紫蘇水提取液的制備:精密稱取100 g紫蘇葉粉末并置于2 500 mL的圓底燒瓶中,以1 200 mL蒸餾水為溶劑,于65 ℃水浴提取1 h,提取3次,合并提取液,通過旋蒸、濃縮后定容至500 mL,得到料液比為1∶5 g/mL的紫蘇水提取液,備用[25]。
燈心草水提取液的制備:方法同“紫蘇水提取液的制備”,得到料液比為1∶5 g/mL的燈心草水提取液,備用。
松針精油的制備:利用水蒸氣蒸餾法得到松針精油,備用[26]。
復(fù)配天然保鮮劑的制備:取厚樸乙醇提取液、紫蘇水提取液、燈心草水提取液,按照10∶20∶10(V/V)的比例制劑,稀釋1 000倍后加入0.3%的松針精油,得到復(fù)配天然保鮮劑。
1.3.2 保鮮處理
將處理好的檳榔隨機(jī)分成4組,每組分裝3袋[聚乙烯(PE)真空袋(15 cm×20 cm,厚度:單面0.004 mm)],分別用4種不同的方式處理。對照組:在蒸餾水中浸泡1 min,在室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)下自然晾干裝袋;真空組:在蒸餾水中浸泡1 min,在室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)下自然晾干裝袋后真空處理;保鮮劑組:在保鮮劑(復(fù)配天然保鮮劑∶蒸餾水=1∶1 000,V/V)中浸泡1 min,在室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)下自然晾干裝袋;真空保鮮組:在保鮮劑(復(fù)配天然保鮮劑∶蒸餾水=1∶1 000,V/V)中浸泡1 min,在室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)下自然晾干裝袋后真空處理。
在檳榔保鮮處理之前進(jìn)行初值指標(biāo)測定,處理后,在溫度為13 ℃±1 ℃、相對濕度為80%~90%的冷藏環(huán)境下保鮮,每隔8 d對不同處理的檳榔取樣測相關(guān)指標(biāo),每個試驗指標(biāo)進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù),共取樣6次(不含初值試驗),每次取樣材料為新鮮樣品。
1.4.1 水分含量測定
參照顧偉樑[14]的方法,采用稱重法測定。樣品取出后恢復(fù)室溫測定其質(zhì)量(m1),然后切片放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥,干燥至質(zhì)量恒定(m2),測定其最終含量。含水量按式(1)計算。
1.4.2 電導(dǎo)率測定
參照關(guān)夏玉等[27]的方法并改進(jìn)。用直徑0.5 cm的打孔器取15個檳榔果皮圓片,用蒸餾水沖洗3次并以其電導(dǎo)率為對照(P0),放于50 mL的燒杯中并加入30 mL的雙蒸水,3 h后用DDSJ-308F電導(dǎo)儀測電導(dǎo)率(P1),再將果皮煮沸10 min后冷卻測果皮電導(dǎo)率(P2),兩次電導(dǎo)率之比即可表示質(zhì)膜相對透性。電導(dǎo)率按式(2)計算。
1.4.3 可滴定酸含量測定
參照李佩等[28]的方法,采用氫氧化鈉滴點(diǎn)法測定。精密稱取10 g檳榔果肉并研磨均勻,加30 mL蒸餾水放入燒杯中,在80 ℃水浴30 min后冷卻過濾,取10 mL濾液,加入3~4滴酚酞,用0.1 mol/L NaOH滴點(diǎn)至微紅30 s不褪色??傻味ㄋ岷堪词剑?)計算。
式中:A為消耗NaOH的量,mL;K為折算系數(shù),等于0.067;C為稀釋總量,30 mL;W為樣品質(zhì)量,10 g;D為測定取樣量,10 mL。
1.4.4 多酚含量測定
參照成宏斌等[29]的方法,采用福林-酚比色法測定。
1.4.5 POD酶活測定
采用愈創(chuàng)木酚氧化法,利用過氧化物酶(POD)活性檢測試劑盒(北京索萊寶科技有限公司)測定。
1.4.6 PAL酶活測定
采用反式肉桂酸比色法,利用苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性檢測試劑盒(北京索萊寶科技有限公司)測定。
1.4.7 好果率
參照張姣姣等[5]的方法并改進(jìn),以檳榔無霉無腐爛、果粒飽滿、色澤鮮亮為好果。以好果個數(shù)與總果數(shù)的百分比為好果率。
1.4.8 數(shù)據(jù)處理
用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,用SPSS軟件作差異顯著性檢驗(P<0.05表示差異顯著),每組數(shù)據(jù)重復(fù)3次,結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
檳榔含水量下降的主要原因是蒸騰作用、呼吸作用及果實營養(yǎng)物質(zhì)消耗導(dǎo)致水分大量流失,造成果皮變色、皺縮、果肉木質(zhì)化及果核褐變等不利的影響。如圖1所示,隨著貯藏時間的不斷延長,檳榔果實的含水量逐漸下降,保鮮劑和真空復(fù)合處理能夠有效抑制果實含水量的降低(P<0.05)。在貯藏保鮮48 d后,與初始含水量相比,CK、真空、保鮮劑、真空+保鮮劑處理含水量依次降低15.38%,11.13%,10.70%和7.83%,表明真空+保鮮劑處理保持檳榔含水量的效果最佳,其原因可能是保鮮劑具有較好的抑制果實呼吸的作用,減弱了果實代謝活性,維持了果實的風(fēng)味和品質(zhì),同時在一定程度減緩果實的失重率、果皮變色及果核褐變的發(fā)生。
圖1 不同保鮮處理對檳榔含水量變化的影響
果蔬細(xì)胞膜具有選擇透過性,用來維持機(jī)體的正常代謝和果蔬微環(huán)境的穩(wěn)定性,細(xì)胞膜透性是反映細(xì)胞結(jié)構(gòu)與各項功能完整性的重要指標(biāo),細(xì)胞膜透性的高低在一定程度上反映了細(xì)胞膜的完整性和果蔬衰老程度[30]。如圖2所示,隨著保鮮貯藏時間的增加,細(xì)胞膜透性逐漸呈上升趨勢,其中真空+保鮮劑組的變化最平緩,真空與保鮮劑單一組變化稍快,CK組上升最快,在貯藏第48天時,CK貯藏條件下檳榔果實細(xì)胞膜透性為83.44%,分別比真空、保鮮劑、真空+保鮮劑的檳榔果實細(xì)胞膜透性高6.12%,11.52%和21.42%。由此可知真空+保鮮劑復(fù)合處理可減緩電導(dǎo)率的升高,有效抑制電介質(zhì)的釋放,維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,有較好的保鮮效果(P<0.05)。
圖2 不同保鮮處理對檳榔細(xì)胞滲透率變化的影響
可滴定酸是影響果蔬風(fēng)味品質(zhì)的最重要因素,也是呼吸代謝作用和很多生化反應(yīng)的供體,其含量的變化反映營養(yǎng)物質(zhì)被消耗和轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。由圖3可知,檳榔果實貯藏初期可滴定酸含量高達(dá)0.30%,隨著貯藏時間的延長,其可滴定酸含量呈明顯的下降趨勢,對照組可滴定酸含量下降最快,真空與保鮮劑單一處理次之,真空和保鮮劑復(fù)配處理其含量變化平緩。貯藏至48 d時,真空+保鮮劑復(fù)配處理可滴定酸含量下降至0.23%,分別比真空、保鮮劑、空白的可滴定酸含量高0.05%,0.03%和0.08%,表明真空+保鮮劑復(fù)配處理能有效抑制貯藏期間可滴定酸含量的下降,在一定程度上抑制檳榔果實的呼吸速率并保持了其原有的風(fēng)味(P<0.05)。
圖3 不同保鮮處理對檳榔可滴點(diǎn)酸變化的影響
酚類是影響果實褐變、口感、果實腐爛的一個重要因素,檳榔青果中多酚的變化會導(dǎo)致果皮發(fā)生褐變、營養(yǎng)物質(zhì)損失、抗氧化功能減弱等現(xiàn)象的發(fā)生,而果皮的褐變會進(jìn)一步導(dǎo)致果實腐爛使其迅速劣變,貯藏期嚴(yán)重縮短,影響其感官與品質(zhì)。如圖4所示,檳榔果實在不同保鮮貯藏條件下,總酚含量變化總趨勢基本一致,在保鮮貯藏16 d前多酚含量變化緩慢,16 d后其含量明顯增加,在第32天達(dá)到最高峰,隨后,其含量變化明顯降低,在貯藏40 d后變化逐漸趨于平緩。表明真空+保鮮劑處理能顯著降低多酚的含量,對果實感官、口感、品質(zhì)有重要作用,達(dá)到貯藏保鮮的目的(P<0.05)。
圖4 不同保鮮處理對檳榔多酚含量變化的影響
過氧化物酶(POD)是一類清除果蔬活性氧的酶系,同樣也是參與木質(zhì)素單體氧化聚合的關(guān)鍵酶。其與果蔬的呼吸作用、抗衰老作用、光合作用及果肉代謝等均有關(guān)系,是果蔬品質(zhì)和衰老的重要考察指標(biāo)。如圖5所示,CK組檳榔果實隨著貯藏時間的延長POD活性呈先上升后下降的趨勢,3組經(jīng)過保鮮處理的果實POD活性逐漸呈下降趨勢,處理組的POD活性始終低于CK組。貯藏至48 d時,CK組的POD活性為618.89 U/(g·min),分別比真空、保鮮劑、真空+保鮮劑處理高166.43,190.21和404.20 U/(g·min),表明真空+保鮮劑能顯著降低檳榔果實的POD活性,與CK組相比有顯著性差異,能達(dá)到進(jìn)一步延長檳榔果實的貯藏期的重要作用(P<0.05)。
圖5 不同保鮮處理對檳榔POD酶活含量變化的影響
苯丙氨酸解氨酶(PAL)是影響果蔬保鮮的關(guān)鍵內(nèi)源酶之一,是連接初級代謝、木質(zhì)素生物合成途徑及苯丙烷代謝酶系統(tǒng)的關(guān)鍵酶和限速酶。在果蔬受到病原菌侵害、逆境脅迫及機(jī)械損傷后PAL活性有明顯增強(qiáng)并表現(xiàn)出規(guī)律性的變化,所以PAL酶是植物抗病和抗逆能力的一個重要生理指標(biāo)。由圖6可知,在整個貯藏期間,CK和3組保鮮處理的PAL活性變化趨勢相同,都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,且CK組的PAL活性始終高于3個保鮮處理組。在貯藏至0~24 d時,檳榔果實中PAL活性呈上升趨勢,至第24天時PAL活性出現(xiàn)峰值,其真空、保鮮劑、真空+保鮮劑處理的PAL活性分別比CK組的PAL活性低5.02,6.08和8.26 U/g,之后隨著貯藏時間的延長,PAL活性逐漸下降,表明真空+保鮮劑復(fù)合處理能夠有效地降低檳榔果實的PAL活性,在一定程度上延緩了果實的衰老和褐變,較好地保持了果實的感官品質(zhì)(P<0.05)。
圖6 不同保鮮處理對檳榔PAL酶活含量變化的影響
果實腐爛、發(fā)霉及變色是影響檳榔貯藏的主要因素,同時,好果也是衡量果實貯藏效果和評價果實貯藏品質(zhì)最直接的指標(biāo)之一。如圖7所示,在貯藏保鮮期間,檳榔果的好果率呈總體下降的趨勢,貯藏16 d對照和各保鮮處理的好果率無明顯變化,在貯藏24 d,CK的好果率明顯的下降,其果皮出現(xiàn)變黃皺縮、果核褐變及味變劣等現(xiàn)象,在貯藏32~48 d,真空和保鮮劑復(fù)配處理好果率顯著高于CK組(P<0.05),真空和保鮮劑單一處理的好果率次之,在貯藏48 d時,與初始好果率相比,CK、真空、保鮮劑、真空+保鮮劑處理好果率依次降低58.67%,43.33%,39.67%和30.00%。由結(jié)果可知,保鮮劑和真空復(fù)配處理能夠有效地減少檳榔果的損失,較好地維持檳榔的品質(zhì)和風(fēng)味,進(jìn)一步提高檳榔的經(jīng)濟(jì)價值。
圖7 不同保鮮處理對檳榔好果率變化的影響
貯藏保鮮是檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一,檳榔果實也是一種很強(qiáng)的應(yīng)季果蔬,且采后貯藏時間較短,在常溫條件下一周左右就會腐壞變質(zhì),很難滿足市場需求。目前,檳榔貯藏保鮮已取得巨大進(jìn)展,從傳統(tǒng)的煙熏貯藏到現(xiàn)在低溫、氣調(diào)、涂膜等保鮮技術(shù)處理,但也存在成本高、有異味殘留、不能很好解決檳榔變色腐爛等問題。因此,此次試驗通過在(13 ℃±1 ℃,相對濕度為80%~90%)的冷藏環(huán)境下研究不同保鮮處理對檳榔果實保鮮效果的影響。結(jié)果表明,真空+保鮮劑處理的保鮮效果最佳,且優(yōu)于真空和保鮮劑的單一處理。通過48 d的貯藏試驗結(jié)果顯示,與CK組相比較,真空+保鮮劑能有效保持檳榔的含水量與可滴定酸的含量,顯著降低多酚的含量與細(xì)胞膜的滲透性,明顯抑制POD酶的活性和PAL酶的活性,進(jìn)而提高檳榔的好果率,避免檳榔變色、皺縮和腐爛等不良狀況,能較好地保持檳榔感官品質(zhì),提高檳榔的保鮮效果,延長檳榔的貨架期。而且,天然保鮮劑具有安全、環(huán)保、不產(chǎn)生藥害及可生物降解等優(yōu)勢,因此有更大的市場需求和食用價值。真空+保鮮劑的處理對檳榔保鮮效果顯著,更大程度地延長了檳榔的保鮮期,有更為廣闊的市場前景,該研究也可為其他果蔬的保鮮提供參考依據(jù)。