全 文 :贮藏温度对山竹果皮木质化和生物活性的影响
陈海光, 于立梅, 刘朝霞, 冯卫华, 曾晓房
(仲恺农业工程学院轻工食品学院, 广东 广州 510225)
摘 要:以海南山竹果为材料、木质素沉积和生物活性为评价指标,研究了贮藏温度(低温:4℃,常温:30℃)对山竹果皮木质
化及果皮活性的影响。 结果表明,随着贮藏期的延长,山竹果壳木质化指标木质素、粗纤维含量和硬度均呈上升趋势,贮藏 15 d
后,常温处理的木质素含量比低温处理的增加 14.3%,硬度比同期低温处理的增加 85.53%。 山竹果皮生物活性因受木质化产物和
多酚组成的影响有不同的变化趋势,生物活性表明低温不利于抗氧化活性保持,但低温有助于抑菌活性稳态化。
关键词:山竹果; 贮藏温度; 木质化; 抗氧化; 抑菌活性
中图分类号:TS202.3 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2012)16-0098-04
Effects of storage temperature on lignification and biological
activity of Garcinia mangostana pericarp
CHEN Hai-guang, YU Li-mei, LIU Zhao-xia, FENG Wei-hua, ZENG Xiao-fang
(College of Light Industry and Food Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
Abstract: In this paper, Hainan mangosteen was used as materials to study the effect of storage temperature on the lignin deposition
and antioxidative activities, which used lignin deposition effect and biological activity as evaluation index. The results showed that lignin
content, the crude fiber content and firmness of mangosteen shell lignin deposition indicators all showed ascendant trend followed as the
storage period extending. When the storage was over, lignin content of mangosteen pericarp under room temperature treatment were
increased 14.3% than low-temperature treatment. Firmness increased 85.53% than the same of low temperature. Due to lignification
products and polyphenol transformation products, antioxidant activity had different change trend during the whole storage. The low
temperature was not conducive to retain antioxidant activity, but conducive to stability of antibacterial activities.
Key words: Garcinia mangostana; storage temperature; lignification; antioxidant activity; antibacterial activity
山竹(Garcinia mangostana L.)为藤黄科(Guttiferae)山
竹子属植物,又称倒捻子、凤果或莽吉柿,原产于马来西
亚群岛,现分布于印度尼西亚、菲律宾、缅甸、马来西亚、
越南、泰国、锡兰、中国等地。 山竹味偏酸,补益作用较强,
具有“热带果后”之称。果实可食部分占 29%~45%,果皮表
皮紫褐色,其余部分浅白色,厚度为 0.8~1.1 cm,占单果鲜
重的 52%~68%[1]。 山竹之所以称为“果后”,除了本身味道
甜美之外, 另一个主要原因是在古时东南亚医药中所担
当的角色,传统上,山竹被用来控制发烧的温度及防止各
种皮肤感染。 研究表明,山竹果壳提取物具有抗氧化、抗
衰老、抗癌、抗菌、润肤美容、降血压和预防心脑血管疾病
等多种生理和药理活性[2-4]。
山竹生产的季节性较强, 采收后极易出现果皮木质
化、褐变和腐烂变质现象,影响着山竹的食用品质和果皮
生物活性。 木质化的出现与果壳组织细胞壁中木质素的
沉积有关, 而木质素的生成由植物细胞中的一些酶和多
酚来调控 [5],对于采后山竹果皮木质化增加是否与果皮生
物活性物质变化相关还未见研究报道。 因此,本研究以海
南山竹果为材料,研究贮藏温度(低温:4℃,常温:30℃)对
山竹果壳木质化和果皮生物活性的影响,为山竹果皮木质
化调控和活性保持提供最佳的贮藏手段。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用山竹购自海南山竹种植园。试验试剂有无水乙
醇、 壳聚糖、 海藻酸钠、 没食子酸、 福林试剂、 碳酸钠、
DPPH·试剂、磷酸盐缓冲溶液、铁氰化钾、三氯乙酸、氯化
铁等。
试验使用的仪器设备有 DU-730 型紫外可见分光光
度计(日本岛津分析仪器厂)、恒温水浴锅(广东环凯微生
物科技有限公司)、电热恒温培养箱(上海索谱仪器有限公
司)、HY-Z型调速振荡器(常州国华电器有限公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 原材料处理 2011 年 7 月,选取无机械损伤、大小
均匀、成熟度一致的山竹果实,用不同的温度(低温:4℃,
常温:30℃)贮藏,每份 35 个,重复 5 次。 每 3 d 每组随机
取 1 份,将果肉和果皮分离,果皮粉碎后进行相关指标的
测定。
1.2.2 木质素含量的测定 参照朱海英等[6]的方法。 取山
竹果壳 6.0 g, 于研钵中研碎, 精确称取 1.00 g 于小烧杯
中, 然后向烧杯中倒入 6 mL 70%硫酸,30~40℃下恒温水
浴不断搅拌 4 h 后, 用 208 mL 蒸馏水冲洗反应后的混合
收稿日期:2012-06-18
基金项目:广东省自然科学基金(10451022501005679);粤港招
标项目(2009A020700002)
作者简介:陈海光(1965-),男,硕士,教授,E-mail:hg1508@yah
oo.cn
通讯作者:于立梅(1973-),女,博士,副教授,E-mail:biyingwang
2003@163.com
广东农业科学 2012 年第 16期98
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.16.008
21
19
17
15
13
11
9
7
5
硬
度
( N
)
常温 低温
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 3 贮藏温度对山竹果皮硬度的影响
粗
纤
维
含
量
( %
)
32
30
28
26
24
22
20
18
常温 低温
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 2 贮藏温度对山竹果皮粗纤维含量的影响
21
20
19
18
17
16
15
木
质
素
含
量
( %
) 常温 低温
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 1 贮藏温度对山竹果皮木质素含量的影响
液于 250 mL 三角瓶中,用牛皮纸封口后高压灭菌锅中以
121℃保温 1 h,然后将热溶液通过砂芯漏斗抽滤,并用热
蒸馏水冲洗 5~6 次, 冲洗后的不溶性残渣连同滤纸于
60℃烘箱中烘至恒重。
1.2.3 粗纤维含量的测定 参考 Coronel[7]的方法测定并
加以改进。 称取 1.00 g切碎混匀的山竹果壳于研钵中,加
入 5 mL 1%的乙酸研碎, 摇动 5 min 混匀,5 000 r/min 离
心 10 min。 沉淀用 1%的乙酸洗 3次,然后分别加 5 mL丙
酮浸洗 3 次,再 5 000 r/min 离心 10 min,然后于 105℃下
烘干至恒重。重复 3次。粗纤维含量以每克鲜重所含粗纤
维的百分比表示。
1.2.4 硬度的测定 采用美国产 TMS-Pro 型质构仪测
定,选择直径为 2 mm 的测量探头,每次随机取 10 个山竹
果实,测定每个果实中部 9~12个点的果壳硬度,结果以 N
表示。
1.2.5 抗氧化活性测定 还原能力测定采用普鲁士兰
法 [8]。 对二苯基苦基肼自由基 (DPPH·) 的清除作用参照
Shimada等[9]的方法。 抑菌活性采用滤纸片法[10]测定。
1.2.6 数据统计与分析 每个试验均重复 3次。结果以平
均值±标准偏差表示。 应用 SPSS11.5 软件中的 One-Way
ANOVA 对所有数据进行方差分析,利用邓肯式多重比较
对差异显著性进行分析。
2 结果与分析
2.1 贮藏温度对山竹果皮木质素含量的影响
木质素为植物次生代谢的产物, 是反映山竹果壳木
质化程度强弱的直观指标。如图 1所示,常温贮藏条件下,
山竹果皮木质素含量的增加速率相对较快, 低温处理的
山竹果皮木质素含量增速缓慢。 在 0~3 d 内,低温处理的
木质素含量高于常温处理, 可能是冷害作用加速了木质
化;第 6 d以后,木质素含量常温显著高于低温;在第 15 d
达到最大值,分别为 19.93%和 17.43%。 经差异显著性分
析可知,在贮藏至第 6 d后,两个处理之间差异显著。上述
结果表明, 常温贮藏条件下的山竹果皮木质素含量的增
加速率相对较快, 低温处理的山竹果皮木质素含量增速
较为缓慢。
2.2 贮藏温度对山竹果皮粗纤维含量的影响
由图 2可知,贮藏期间两种处理的山竹果皮中粗纤维
含量均大量增加。经 15 d贮藏,常温处理及低温处理的粗
纤维含量均由开始时的 20.54%分别上升至 29.50%和
25.37%。 经差异显著性分析可知,两种处理 6 d 后差异性
显著。 表明低温贮藏在一定程度上能抑制山竹果皮粗纤
维的形成,延缓果皮的衰老。谢碧霞等[11]的研究表明,涂膜
能有效抑制粗纤维的形成,起到一定的保鲜作用;刘尊英
等 [12]也发现降低贮藏温度能显著抑制采后豌豆苗纤维化
速率。
2.3 贮藏温度对山竹果皮硬度的影响
山竹果皮硬度的增加是衡量山竹果实败坏的最重要
的生理指标。 由图 3 可知,在贮藏过程中,山竹果皮的硬
度随着贮藏期的延长均呈上升趋势,在 0~15 d 内,常温处
理一直呈上升趋势,并且在第 15 d 时,硬度达到最大值、
为 18.59 N,比同期低温处理增加了 85.53%。 经差异显著
性检验分析可知,在贮藏至第 15 d 时,两处理之间差异显
著。 上述结果表明,常温贮藏下的山竹果皮硬度增长速率
相对低温处理明显快, 低温贮藏在一定程度上能延缓山
竹果皮硬度的增加。
2.4 贮藏温度对山竹果皮醇提取物还原能力的影响
贮藏温度对山竹果皮还原能力的影响如图 4所示,两
种贮藏温度下山竹果果皮醇提取物的还原能力在整个贮
藏期的变化趋势相似。 在整个贮藏过程中,低温处理山竹
果皮的还原能力显著低于常温处理, 说明低温处理不利
于果皮活性的保持, 因为低温处理抑制果皮木质化相关
酶活性,如钙卫蛋白(CAL)、 苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧
化物酶(POD)及 多酚氧化酶(PPO),抑制木质素的积累,
木质化产物减少。 同时由于在山竹果贮藏过程中,果皮多
酚组分不断发生变化,成分不同导致活性不同。 因此,木
质化产物和多酚转化产物可影响还原能力。
99
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
抑
菌
圈
直
径
( m
m
)
大肠杆菌 沙门氏菌 金黄色葡萄球菌 酵母菌
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 7 低温贮藏山竹果皮醇提取物的抑菌活性
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
抑
菌
圈
直
径
( m
m
)
大肠杆菌 沙门氏菌 金黄色葡萄球菌 酵母菌
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 6 常温贮藏山竹果皮醇提取物的抑菌活性
90
80
70
60
50
40
30
20
清
除
率
( %
)
常温 低温
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 5 贮藏温度对山竹果皮醇提取物清除 DPPH·能力的影响
吸
光
度
( A
70
0)
0.7
0.6
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
0.2
常温 低温
0 3 6 9 12 15
贮藏时间(d)
图 4 山竹果贮藏期果皮醇提取物还原能力的变化
2.5 贮藏温度对山竹果皮醇提取物清除 DPPH·能力的
影响
DPPH·是含有一个单电子、稳定的发色自由基,常被
用来测定抗氧化物质的自由基清除能力。 贮藏期间温度
对山竹果皮的 DPPH·清除能力影响如图 5 所示。 从图 5
可以看出,随着贮藏时间的延长,山竹果皮醇提取物清除
DPPH·的活性呈现先降后升高的趋势,经 3 d 贮藏,常温
处理及低温处理的山竹果皮清除 DPPH·的能力均由开始
时的 60.31%下降到 56.42%和 43.81%。 并且在第 15 d时,
果皮醇提取物清除 DPPH·的能力常温贮藏达到 77.19%,
比同期低温处理增加了 25.5%。这可能与低温抑制木质化
产物积累和多酚转化引起多酚组成变化有关。高永贵等[13]
研究表明,在水溶性多酚中,儿茶素含量高,抗氧化活性
高,酯型儿茶素的抗氧化作用比邻位二酚型儿茶素强。 量
子生物学理论还发现, 各种儿茶素在清除自由基过程中
其活性中心不同, 简单儿茶素为 A 环, 复杂儿茶素为 B
环,B环 5位上的羟基与抗氧化作用有关, 这也说明了山
竹果皮醇提取物抗氧化活性的不同可能与多酚组成和结
构有关。
2.6 常温贮藏山竹果皮醇提取物的抑菌活性
从图 6 可以看出,对于不同的菌种,常温条件贮藏的
山竹果皮抑菌能力呈现不同的变化趋势, 对大肠杆菌和
沙门氏菌的抑菌能力变化相似,都是先升后降,于第 3 d
处于一个较高的水平, 大肠杆菌和沙门氏菌最大抑菌圈
分别为 3.73、4.11 mm;随后降低,第 12 d 后有所上升。 可
能是木质化底物多酚发生了一定变化, 木质化产物和多
酚代谢产物不同导致抑菌活性的变化。 而对于金黄色葡
萄球菌的抑制作用则呈先降后升的趋势, 在贮藏后期作
用明显。 可能是此阶段多酚的单体对此菌抑制活性最强。
而对于酵母菌,在整个贮藏过程中影响不大。 因此可根据
不同菌种,在不同的贮藏阶段取样,使山竹果皮抑制作用
维持在一个相对高的水平。 要使山竹果皮保持对大肠杆
菌和沙门氏菌有良好的抑制作用, 贮藏 3 d 取样最好。
Linuma等[14]研究发现,山竹提取物能够抑制皮肤科常见病
菌——金黄色葡萄球菌的生长,其中一些成分对耐甲氧西
林的金黄色葡萄球菌(MRSA)具有抑制作用。
2.7 低温贮藏山竹果皮醇提取物的抑菌活性
低温贮藏期间山竹果皮抑菌活性变化如图 7所示。在
整个低温贮藏期间,果皮醇提取物对大肠杆菌和沙门氏菌
的抑菌活性变化趋势相近,均先降后升再下降,且在不同
贮藏期出现峰值,沙门氏菌(6 d)和大肠杆菌(9 d)的峰值
分别为 4.89 mm 和 3.82 mm。 低温贮藏期间,果皮醇提取
物对金黄色葡萄球菌和酵母菌抑菌活性影响甚微,整个贮
藏期没有显著性差异。 与常温贮藏相比较,常温处理对沙
门氏菌的抑制能力在第 3 d 时最强,低温处理的山竹果皮
在第 6 d时的抑菌能力最强。原因可能是果蔬贮藏过程中
活性成分的组成和含量的变化,也可能是成分之间的互相
作用,机理有待研究。 因此,可根据不同菌种选择不同的
取样阶段。 要使山竹果皮保持对大肠杆菌有良好的抑制
作用,贮藏期超过 6 d时一定要采取低温处理。
3 结语
山竹采后果实木质化是一个非常复杂的过程,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, 它们的变化都在一定程度上影响组织的木质化进
程,进而影响果皮的生理活性。 本试验表明,贮藏温度对
果皮木质素沉积和果皮活性有影响,低温处理能显著抑制
100
步研究。 但是施用了该改良剂的各个处理在越冬期的
生物量和叶绿素含量均优于空白对照。 这就初步得出
了在广州地区对处于越冬期的兰引 3 号草坪型结缕草
施用新型微生物土壤改良剂会产生促进生长的积极作
用。
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木质素的积累,延缓了果皮硬度和粗纤维的上升,从而减
轻果实的木质化败坏症状。
不同温度贮藏对山竹果皮抑菌活性研究表明, 山竹
果皮抑菌活性因受木质化产物和多酚转化产物的影响,
不同的菌种有不同的变化趋势, 要使山竹果皮对大肠杆
菌有良好的抑制作用,贮藏期超过 6 d 时一定要采取保鲜
处理。 对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用最好是
低温贮藏的山竹果皮醇提取物, 不同保鲜处理在贮藏过
程中对抑制酵母菌的能力影响不大。 可根据菌种不同选
择不同的保鲜处理方式和不同的取样时间。 抗氧化活性
研究表明,常温贮藏的山竹果,随着贮藏时间的增加果皮
抗氧化活性呈现上升趋势,不同时期的果皮都可以应用,
低温不利于抗氧化活性的保持。
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