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采后涂膜处理对山竹果壳细胞代谢物和果肉品质的影响



全 文 :贮运与保鲜
2013年第 39卷第 2期(总第 302期) 213
采后涂膜处理对山竹果壳细胞代谢物和果肉品质的影响*
于立梅1,刘朝霞2,吴杰3
1(仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东 广州,510225) 2(广东检验检疫技术中心,广东 广州,510623)
3(吉林中粮生化科技有限公司,吉林 长春,130118)
摘 要 以山竹果为材料,研究了采后涂膜处理常温贮藏(1%壳聚糖和 1%海藻酸钠)对山竹果壳细胞代谢物
及果肉品质的影响。结果表明:采后涂膜处理常温贮藏中山竹果壳中超氧阴离子、膜脂过氧化产物丙二醛
(MDA)、过氧化氢的含量随着贮藏时间呈上升趋势,贮藏 15d时,常温、1%壳聚糖、1%海藻酸钠涂膜处理的丙二
醛含量比初期分别增加了 94. 4%、67. 0%和 38. 9%。果壳代谢物可溶性糖和总酚含量均先上升后下降,2 种涂
膜处理均能有效延缓果壳细胞代谢物的增加。其中 1%壳聚糖涂膜处理能够显著延缓果肉 VC 和总糖含量的下
降,减慢营养物质的消耗,抑制果实的腐烂。
关键词 山竹果,采后处理,细胞代谢物,果肉品质
第一作者:博士,副教授(E-mail:biyingwang2003@ 163. com)。
* 广东省自然科学基金项目(10451022501005679)
收稿日期:2012 - 07 - 03,改回日期:2012 - 12 - 03
山竹(Garcinia mangostana L) ,又称倒捻子、凤果
或莽吉柿,为藤黄科藤黄属的一种间杂交的异源多倍
体果树,原产于印度尼西亚和马来西亚,是一种典型
的热带水果,主要分布于泰国、越南、马来西亚、印度
尼西亚、菲律宾等东南亚国家。其香幽气爽,滑润而
不腻滞,与榴莲齐名,号称“果中皇后”[1 - 2]。山竹果
重 55 ~ 75 g,果肉白色透明,果实可食部分占 29% ~
45%,果皮表皮紫褐色,厚度为 0. 8 ~ 1. 1 cm,占单果
鲜重的 52% ~68%[1]。研究表明,山竹果壳提取物
具有抗氧化、抗衰老、抗癌、抗菌、降血压和预防心脑
血管疾病等活性[3]。
由于山竹采后极易出现果皮木质化和褐变,影响
山竹果肉营养价值和果皮生物活性。采后果实木质
化是一个非常复杂的过程,包括质地变化相关的物质
如纤维素、半纤维素、木质素等的变化情况和与此有
关的生理生化反应。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。细胞壁中多
糖含量的变化可直接反应纤维素、半纤维素的沉积,
丙二醛和活性氧的积累是衰老的重要标志[4],它们
的变化都在一定程度上影响木质化进程,进而影响
山竹果肉的品质。对于山竹果皮木质化对果肉的影
响研究未见报道,因此本研究以山竹果实为材料,主
要探讨涂膜常温贮藏处理方式(1%壳聚糖和 1%海
藻酸钠)对山竹果壳细胞代谢物及果肉品质的影响,
为进一步阐述山竹果木质化形成机理和果肉保鲜提
供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
山竹,购自海南山竹种植园,羟胺盐酸、对氨基
苯磺酸、α-萘胺、丙酮、TiCl4、盐酸、氨水、TCA(三氯乙
酸)、TBA(硫代巴比妥酸)、蒽酮、乙酸乙酯、硫酸、没
食子酸(Sigma Chemical Co. ,St. Louis,MO)、福林试
剂(Sigma Chemical Co. ,St. Louis,MO)、NaNO2、
Na2CO3、H2O2、壳聚糖、海藻酸钠。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 原材料处理
选取无机械损伤、无病虫害、大小均匀、果形端正
一致、着色面积相近、成熟度一致的优质山竹果实。
挑选结束后,立即将山竹运回实验室。在室温下用风
扇吹干果壳表面的水滴,随机分成 3 组,用不同的保
鲜剂及方法(表 1)进行处理后,用厚度为 0. 02 mm的
低密度聚乙烯(LDPE)薄膜保鲜袋包装,每袋 35 个,
重复 5 次。把包装好的山竹装入塑料筐中,避光贮
藏,每 3 天每组随机取样,将果肉和果皮分离,果皮粉
碎后进行相关指标的测定。
表 1 试验材料的预处理
Table 1 The pretreatment of the test material
处理组别 处理方法 贮藏温度
常温 未经处理 室温(28 ~ 33℃)
常温 + 1%壳聚糖
1%壳聚糖浸泡 60s后
用冷风吹干
室温(28 ~ 33℃)
常温 + 1%海藻酸钠
1%海藻酸钠浸泡 60s后
用冷风吹干
室温(28 ~ 33℃)
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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1. 2. 2 O -2 ·产生速率的测定
参照王爱国[5]的方法。
标准曲线的制作:取 7 支试管,分别加入 100
nmol /mL NaNO2 标准溶液 0,0. 1,0. 2,0. 3,0. 4 ,
0. 5,0. 6 mL,再加入 0. 05 mol /L pH 7. 8 磷酸钠缓冲
液 0. 9 mL和 10 mmol /L羟胺盐酸溶液 0. 1 mL,最后
用蒸馏水定容到 2 mL,摇匀,在 25℃下保温反应 20
min。取出后分别加入 1. 0 mL 17 mmol /L 的对氨基
苯磺酸和 1. 0 mL 7 mmol /L的 α-萘胺溶液,混匀后再
于 25℃下保温 20 min进行显色反应,在波长 530 nm
处吸光度值。以吸光度值为纵坐标、超氧阴离子的物
质的量(nmol)为横坐标,制作标准曲线。
样品的测定:称取 2. 0 g 山竹果壳,加 10 mL
0. 05 mol /L的磷酸钠缓冲液(pH7. 8) ,在冰浴条件下
研磨匀浆,于 5 000 r /min、4℃离心 20 min。收集上清
液按照标准曲线方法进行测定。以每分钟每克山竹
果壳(鲜重)产生的超氧阴离子的物质的量作为超氧
阴离子的产生速率。
1. 2. 3 H2O2 含量的测定
参照林植芳[6]的方法。取 1. 0 g 山竹果壳,按样
品与提取剂 1∶ 1(g∶ mL)的比例加入冷丙酮和少许石
英砂,研磨成匀浆后,以离心 10 min,弃残渣,上清液
为样品提取液。取 l mL 提取液,加入 0. 1 mL 20%
TiCl4 的浓 HCl和 0. 2 mL浓氨水。生成的过氧化物-
Ti复合物用 5 000 r /min 离心 10 min,沉淀再用丙酮
悬浮洗涤 5 次以减少色素干扰。最后将沉淀溶于 3
mL 2 mol /L H2SO4 中,于波长 410 nm处测定吸光值。
以丙酮做空白参比,重复 3 次。按同样的方法制作
H2O2 标准曲线。
1. 2. 4 丙二醛含量的测定
参考 Heath 等[7]的方法。称取 3. 000 g 山竹果
壳,加入 30 mL 10%的三氯乙酸研磨至匀浆。匀浆在
4 000 r /min离心 10 min,上清液为样品提取液。吸
取离心的上清液 2 mL(对照加 2 mL 蒸馏水)加入 2
mL 0. 6%的硫代巴比妥酸溶液,混合物于沸水浴上
反应 20 min,迅速冷却后再以 4 000 r /min 离心 10
min。取上清液测定 450,532 和 600 nm 波长下的吸
光度值。重复 3 次。
1. 2. 5 可溶性糖含量的测定
采用蒽酮-比色法[9]。
1. 2. 6 总酚( TPC) 的测定
参照福林-肖卡法[8]。
1. 2. 7 VC 含量的测定
采用 2,6-二氯酚靛酚滴定法。
1. 2. 8 腐烂指数的测定
参考芮怀瑾等[10]的方法。将果实按腐烂面积大
小分为 4 级。0 级,无腐烂;1 级,腐烂面积小于果实
面积的 10%;2 级,腐烂面积占果实面积的 10% -
30%;3 级,腐烂面积大于果实面积 30%。按下式计
算腐烂指数:
腐烂指数 /% =[∑(级别 ×该级果数) /总果数]×100
1. 2. 9 数据统计与分析
每个试验均重复 3 次。结果表示为平均值 ±标
准偏差。应用 SPSS11. 5 软件(SPSS Inc. ,Chicago,
IL,USA)进行方差和差异显著性分析,P < 0. 05 表示
显著,P < 0. 01 表示极显著。
2 结果与分析
2. 1 采后涂膜处理对山竹果壳超氧阴离子产生速率
的影响
图 1 采后涂膜处理对山竹果壳超氧
阴离子产生速率的影响
Fig. 1 The effect of postharvest coating treatments on
O -2 · production rate of pericarp of Mangostana
果蔬组织在采后贮藏过程中会产生超氧阴离子,
超氧阴离子在相关酶的催化作用下形成 H2O 和 O2,
一起参与木质素前体的交联和聚合作用,提高植物组
织木质化程度[11]。不同采后处理山竹果壳超氧阴离
子产生速率如图 1 所示。不同处理方式 O -2 ·产生速
率大小,3 种处理下果壳超氧阴离子产生速率随着贮
藏期的延长均呈上升趋势。贮藏前山竹果壳 O -2 ·
产生速率为 3. 19 nmol /g(g 鲜重·min) ,第 15 天时,
常温、壳聚糖涂膜和海藻酸钠涂膜 3 个处理的 O -2 ·
产生速率分别为 15. 87、12. 22、9. 43 nmol /(g 鲜重·
min)。经差异显著性分析,9 ~ 15 d 时,3 个处理两
两之间都具有差异显著性(P < 0. 05)。上述表明,2
种涂膜常温处理与对照常温比较,均能在一定程度上
减少超氧阴离子的产生,降低其在组织中的积累,其
贮运与保鲜
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中以 1%海藻酸钠涂膜处理的效果最为明显。
2. 2 采后涂膜处理对山竹果壳 H2O2 积累的影响
果蔬体内积累的 H2O2 可以直接或间接地导致
细胞膜脂质过氧化损害,加速细胞的衰老和解体。如
图 2 所示,贮藏前山竹果壳 H2O2 含量为 3. 19 mmol /
g鲜重,不同处理方式下,山竹果壳 H2O2 含量随着贮
藏期的延长均呈上升趋势。第 15 天时,常温、壳聚
糖、海藻酸钠 3 个处理的 H2O2 含量分别为 1. 43、
1. 34 和 1. 29 mmol /g 鲜重,分别是初始含量的
162. 5%、152. 3%和 146. 6%。经差异显著性分析,
第 3 天时,常温处理与海藻酸钠处理之间差异性不显
著,第 3 ~ 9 天,壳聚糖处理与海藻酸钠处理之间差异
性显著,涂膜处理与海藻酸钠处理之间差异性显著
(P < 0. 05)。上述结果表明,涂膜处理可以明显减少
H2O2 的含量,降低其在组织中的积累。
图 2 采后涂膜处理对山竹果壳 H2O2 积累的影响
Fig. 2 The effect of postharvest coating treatments on
H2O2 content of pericarp of Mangostana
2. 3 采后涂膜处理对山竹果壳丙二醛含量的影响
丙二醛(malondialdehyde,MDA)是植物衰老过程
中膜脂过氧化作用最重要的产物之一,它的产生能加
剧细胞膜的损伤,MDA 的积累对果蔬细胞质膜和细
胞器会造成一定的伤害。
图 3 采后涂膜处理对山竹果壳丙二醛含量的影响
Fig. 3 The effect of postharvest coating treatments on
malondialdehyde content of pericarp of Mangostana
如图 3 所示,采后贮藏过程中,经过涂膜处理的
山竹果壳的丙二醛含量在第 3 天时有少许下降,此后
丙二醛的含量呈上升趋势变化。贮藏 15 d 时,常温
对照处理的丙二醛含量比初期增加了 94. 4%,1%壳
聚糖处理增加了 67. 0%,1%海藻酸钠处理增加了
38. 9%。经差异显著性分析,常温对照、1%壳聚糖和
1%海藻酸钠 3 个处理两两之间都具有差异显著性
(P < 0. 05)。上述结果表明,涂膜贮藏能够减轻细胞
膜脂过氧化与逆境伤害的程度,有效地延缓组织的衰
老,降低山竹果壳丙二醛的含量。佟海龙[12]在进行
海红果采后生理及保鲜技术研究时发现,随着贮藏时
间的延长,海红果果实中 MDA 含量逐渐增加,且温
度越高,增加幅度越大。而低温可有效抑制海红果果
实中 MDA 含量的积累,从而延缓衰老的进程。
2. 4 采后涂膜处理对酚类物质含量的影响
采后贮藏过程中山竹果壳总酚含量的变化如图
4 所示。总酚含量首先呈增加趋势,并在贮藏 6d 时
达最大值,常温处理的总酚含量由 19. 973 mgGAE /g
鲜重提高至 33. 033 mgGAE /g 鲜重,1%壳聚糖处理
的含量提高至 29. 455 mgGAE /g 鲜重,1%海藻酸钠
处理的含量提高至 28. 294 mgGAE /g 鲜重。6d 后,3
种贮藏方式总酚含量随后呈急剧下降趋势,因为酚类
物质既是果实贮藏期间组织褐变的物质基础,同时又
是合成木质素的前体物质,随着贮藏时间的延长逐渐
被消耗。从总体上看,3 种处理的总酚含量趋势均呈
先上升后下降。这与杨颖[14]等对香椿贮藏期间多酚
类物质含量的研究结果相符合。
图 4 采后涂膜处理对山竹果壳总酚含量的影响
Fig. 4 The effect of postharvest coating treatments on
total phenol content of pericarp of Mangostana
2. 5 采后涂膜处理对山竹果肉腐烂指数的变化
果蔬采后腐烂是一个全球性的问题,在世界范围
内约有 25%的果蔬产品因腐烂变质而不能利用,由
图 5 可以看出,不同处理的山竹果腐烂指数均随着贮
藏时间的延长而逐渐增大,但涂膜处理的腐烂指数低
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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于常温处理,其中常温处理的腐烂率增加了
78. 89%,壳聚糖涂膜处理的腐烂率增加了 42. 22%,
海藻酸钠涂膜处理的腐烂率增加了 48. 89%,可能是
涂膜处理延缓果壳木质化,减少丙二醛含量的积累,
延缓果实内 Vc 含量的降解,保持较低的呼吸强度,
从而可以抑制腐烂。
图 5 采后涂膜处理对山竹果肉腐烂指数的影响
Fig. 5 The effect of postharvest coating treatments on
decay index of Mangostana fruit pulp
2. 6 采后涂膜处理对山竹果肉 Vc含量的影响
Vc作为一种还原性物质,对果蔬具有保护作用,
当其含量降低到不能代谢掉正常代谢所产生的自由
基程度时,自由基将会逐渐在机体内积累,以至于达
到对细胞组织产生损害,加速衰老速度。山竹贮藏期
果肉 VC 含量的变化如图 6 所示。随着贮藏时间的
延长,山竹果肉 VC 含量呈下降趋势。常温贮藏 15d
时,果肉 Vc 含量由采后贮藏时的 1. 76 mg /100g,降
为 1. 10 mg /100g,下降了 37. 5%,而 1%壳聚糖处理
和 1%海藻酸钠处理的 Vc 含量下降相对缓慢一点,
分别比初始时间下降了 24. 4%和 31. 3%。经差异显
著性检验分析,常温处理与涂膜处理之间差异性显著
(P < 0. 05)。常温 VC 下降最多,可能是因为常温贮
藏过程中,山竹果皮褐变和木质化变化较快,造成其
透气性差,山竹果肉无氧呼吸导致乙醇积累所致。
2. 7 采后涂膜处理对山竹果肉可溶性糖含量的变化
可溶性糖是果实风味品质的主要成分,其组分含
量特征与果实的风味品质有密切联系。由图 7 可知,
在贮藏第 3 天时,3 个处理的果肉可溶性总糖含量均
增加了,原因可能是山竹贮藏初期,淀粉和纤维素等
多糖在水解酶的作用下大量水解,使可溶性糖和还原
糖含量增加,导致了糖含量的增加。贮藏 3d后,可溶
性总糖含量急剧下降,常温 < 1%海藻酸钠涂膜 < 1%
壳聚糖涂膜。可能原因是随着时间的延长,淀粉逐渐
消耗殆尽,可溶性糖和还原糖成为呼吸消耗底物,导
致含量也随之降低。当贮藏 15d后,壳聚糖和海藻酸
图 6 采后涂膜处理对山竹果肉 Vc含量的影响
Fig. 6 The effect of postharvest coating treatments on
vitamine C content of Mangostana fruit pulp
钠的可溶性总糖含量分别为 17. 34%和 15. 26%,分
别比常温处理高 23. 2%、8. 46%和 28. 0%。经差异
显著性检验分析,常温处理 3d后,随着时间的延长具
有差异显著性,并且 3 个处理两两之间局差异性显著
(P < 0. 05)。上述结果表明,1%壳聚糖涂膜处理能
够显著延缓糖含量的下降,减慢营养物质的消耗,抑
制果实的衰老,有利于山竹果实的保鲜贮藏。王连
臻[13]等研究也发现,壳聚糖涂膜能有效降低辣椒的
可溶性总糖的损失。
图 7 采后涂膜处理对山竹果肉可溶性糖含量的变化
Fig. 7 The effect of postharvest coating treatments on
soluble sugar content of Mangostana fruit pulp
3 结论
本文研究表明,1%壳聚糖处理可减缓木质素的
沉积速度,改善活性氧代谢平衡,显著减少山竹果实
贮藏过程中 O -2 ·和 H2O2 的积累,延缓细胞膜脂过
氧化物产物 MDA含量的增加,减轻膜脂过氧化的程
度,有效减缓多酚类物质合成木质素。涂膜处理常温
贮藏对果肉变化表明:1%壳聚糖处理能够显著延缓
果肉 VC 和总糖含量的下降,减慢营养物质的消耗,
抑制果实的衰老,有利于山竹果实的保鲜贮藏。因此
采用有效的保鲜手段降低果实的木质化败坏的发生
率,就可延缓山竹果肉品质劣变进程。
贮运与保鲜
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The effect of different treatment on cell metabolites of mangosteen
shell and pulp quality of postharvese mangosteen fruit
Yu Li-mei1,Liu Zhao-xia2,Wu Jie3
1(College of Light Industry and Food Technology,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225,China)
2(Guangdong Inspection and Quarantine Technology Center,Guangzhou 510623,China)
ABSTRACT The effect of different postharvest treatments on mangosteen fruit at room temperature (1% sodium alg-
inate and 1% chitosan coating)on cell metabolites and lignification substrate of mangosteen shell was studied. The re-
sults show that superoxide anion,malondialdehyde (MDA )and hydrogen peroxide content of mangosteen shell in-
creased during storage. At the 15 days of storage,malondialdehyde content increased by 94. 4%,67. 0% and38. 9%
after the treatment of 1% sodium alginate and 1% chitosan coating treatment. Soluble sugar and total phenolic content
were first increased and then dropped. The coating treatment can significantly reduce the cell metabolites of mango-
steen shell. It also reduced VC and total sugar content,slow down nutrient consumption and inhibit the decay of fruit.
Key words mangosteen fruit,harvest treatment,cell metabolites,pulp quality