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不同贮藏条件对山竹果皮木质化效应及抑菌活性影响



全 文 :贮运与保鲜
2012年第 38卷第 11期(总第 299期)197
不同贮藏条件对山竹果皮木质化效应及抑菌活性影响*
于立梅1,冯卫华1,刘朝霞2,陈海光1
1(仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东 广州,5102252) 2(广东检验检疫技术中心,广东 广州,510623)
摘 要 以海南山竹为材料,研究了不同贮藏条件对山竹果皮木质化及抑菌活性影响。结果表明:随着贮藏时
间的延长,山竹果壳木质素沉积指标木质素含量和粗纤维含量均呈上升趋势。贮藏末期,常温处理的木质素含
量比同期壳聚糖、海藻酸钠和低温处理的木质素含量分别增加 6. 0%、2. 8%和 14. 3%。木质化底物总酚含量呈
先升后降趋势,在第 6 天达到峰值,为 33. 033 mgGAE /g(鲜重),抑菌活性表明,在贮藏期间,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有不同的变化趋势,低温和涂膜有助于抑菌活性稳态化。
关键词 山竹果,贮藏条件,木质化,抑菌活性
第一作者:博士,副教授。
* 广东省自然科学基金(10451022501005679)
收稿日期:2012 - 06 - 07,改回日期:2012 - 11 - 05
山竹(Garcinia mangostana L)为藤黄科(Guttif-
erae)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,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、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]。
由于山竹果采收后易出现果皮木质化、褐变和果
肉腐烂变质,影响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]。本文以海南山竹果为材料,研究 4 种不同贮
藏方式(常温;常温 1%壳聚糖涂膜;常温 1%海藻酸
钠涂膜;低温)对山竹果壳木质化和果皮抑菌活性的
影响。
1 材料与方法
1. 1 材料
实验用山竹购自海南山竹种植园,大肠杆菌
(Escherichia coli) ,沙门氏菌(Salmonella) ,金黄色葡
萄球菌(Staphylococcus aureus) ,酵母菌 (Saccharomy-
cete) ,由仲恺农业工程学院微生物实验室提供。
1. 2 试剂与仪器
无水乙醇、壳聚糖、海藻酸钠、没食子酸、福林试
剂、碳酸钠、葡萄糖、氯化钠、牛肉膏、蛋白胨等。
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. 3 实验方法
1. 3. 1 原材料处理
选取无机械损伤、大小均匀、成熟度一致的山竹
果实,常温贮藏分为无涂膜、1%壳聚糖涂膜、1%壳聚
糖涂膜 3 个处理组,低温贮藏组为果实无涂膜处理。
贮藏温度 4℃、湿度 80%左右。每组 35 个,把包装好
的山竹装入塑料筐中,避光贮藏,每 3d 每组随机取 5
个果实,将果肉和果皮分离,果皮粉碎后进行相关指
标的测定。
1. 3. 2 木质素含量的测定
参照朱海英[6]的方法。精确称取 1. 00 g 粉碎山
竹果壳于小烧杯中,向烧杯中倒入 6 mL 质量分数
70% H2SO4,30 ~ 40℃下恒温水浴搅拌 4 h后,用 208
mL蒸馏水冲洗反应后的混合液于三角瓶中,高压灭
菌锅中以 121℃保温 1 h,然后将热溶液抽滤,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. 3. 3 粗纤维含量的测定
参考 Coronel[7]的方法。称取 1. 00 g切碎混匀的
山竹果壳于研钵中,加入 5 mL 质量分数 1%的乙酸
研碎,摇动 5 min 混匀,5 000 r /min 离心 10 min。沉
淀用质量分数 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 于 105℃
下烘干至恒重。粗纤维含量以每克鲜重所含粗纤维
的百分比表示。
1. 3. 4 总酚(TPC)的测定
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参照福林-肖卡法[8]。标准曲线绘制:准确称取
0. 400 g没食子酸溶于蒸馏水中,定容至 100 mL,取
此原液 1 mL稀释至 100 mL,即为标准溶液。准确量
取 0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、1. 0 mL于 5 mL容量瓶中,各加
3 mL蒸馏水,摇匀,再加 0. 25 mL 福林试剂,充分混
匀。1 min 后,加入 0. 2 g /mL Na2CO3 溶液 0. 75 mL
混匀,用蒸馏水定容。混合液于 75℃恒温下水浴 10
min后,立即冰浴,离心(5 000 × g,5 min) ,于 760 nm
波长下 1 cm比色杯比色,由测得的吸光度绘制标准
曲线。空白用蒸馏水代替没食子酸标准溶液。
总酚提取测定:准确称取山竹果壳 5. 00 g,采用
浓度为 60%的乙醇溶液,以料液比 1∶ 20(g∶ mL)室温
避光振摇浸提 3h,过滤后稀释一定浓度,按照标准曲
线方法测定,山竹总酚的含量表示为每克鲜重样品中
含有的总酚量(以没食子酸计,mg GAE /g鲜重)。
1. 3. 5 抑菌实验
采用滤纸片法[9]贴好滤纸片的平板置恒温培养
箱中培养,细菌置 35 ~ 37℃恒温培养箱内培养 24 h
酵母菌置 28℃,培养 48 h 测出抑菌圈直径。
1. 3. 6 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 SPSS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。P < 0. 05 表示显著,P < 0. 01 表示极显
著。
2 结果与分析
2. 1 不同处理对山竹果壳木质素含量的影响
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,在整个贮
藏期间,4 组处理山竹果壳的木质素含量均呈现上升
趋势。在 0 ~ 3 d 内,低温处理的木质素含量高于其
他 3 种处理,可能是冷害作用加速了木质化,在第 9
天以后,木质素含量呈现常温 > 1%海藻酸钠 > 1%壳
聚糖 > 低温。均在第 15 天达到最大值,分别为
19. 93%鲜重、18. 80%鲜重、19. 37%鲜重、17. 43%鲜
重。经差异显著性分析,在贮藏第 9 天后,4 个处理
之间差异显著(P < 0. 05)。上述结果表明,常温贮藏
条件下的山竹果壳木质素含量的增加速率相对较快;
壳聚糖涂膜较海藻酸钠更能延缓山竹果壳的木质化,
低温的山竹果实虽然没有结果涂膜处理,但壳木质素
含量增加幅度仍低于 3 个常温。
2. 2 不同处理对山竹果壳粗纤维含量的影响
图 1 不同处理对山竹果壳木质素含量的影响
从图 2 可知,贮藏期间各种处理的山竹果壳中粗
纤维含量均大幅度量增加。经 15 d贮藏,常温及 1%
壳聚糖涂膜处理、1%海藻酸钠涂膜处理果实的粗纤
维含量均由开始时的 20. 54%,分别上升到 29. 50%、
27. 87%、28. 30%,低温无涂膜处理的上升幅度为
25. 37%。经差异显著性分析,常温处理与其余 3 种
处理差异性显著;低温处理与涂膜处理差异性显著。
经相关性分析,山竹果壳粗纤维含量与木质素含量相
关系数为 0. 851,表明山竹果壳木质素变化与粗纤维
含量有相关性。谢碧霞等[10]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[11]研究结果表明,降低贮藏温度能显著抑制采后
豌豆苗纤维化速率。
图 2 不同处理对山竹果壳粗纤维含量的影响
2. 3 不同处理对山竹果壳硬度变化的影响
山竹果壳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 所示,在贮藏过程中,各组
山竹果壳的硬度随着贮藏期的延长均呈上升趋势,常
温无涂膜处理组在第 15 天的硬度达到最大值为
18. 59N,比同期低温处理增加了 85. 53%;壳聚糖、海
藻酸钠和低温组的硬度分别上升至 14. 53、16. 92 和
10. 02N。经差异显著性检验分析,在贮藏第 15 天
时,4 个处理之间差异显著(P < 0. 05)。结果说明低
温贮藏在一定程度上能延缓山竹果壳硬度的增加,壳
聚糖涂膜处理效果优于海藻酸钠。
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图 3 不同处理对山竹果壳硬度的影响
2. 4 不同处理对山竹果壳酚类物质含量的影响
如图 4 所示,贮藏期间 4 个处理的总酚含量趋势
均呈先上升后下降,在贮藏 6 d 时达最大值,其中低
温处理组多酚含量的变化比其他 3 组处理缓慢。贮
藏 6 d时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,壳聚糖处理提高至
29. 455 mg GAE /g鲜重,海藻酸钠处理提高至 28. 294
mg GAE /g 鲜重,而低温处理仅提高至 25. 194 mg-
GAE /g鲜重。6 d后总酚含量随后呈急剧下降趋势。
分析原因为酚类物质既是果实贮藏期间组织褐变物
质基础,同时又是合成木质素前体物质,酚类物质主
要以酯化态、游离态和结合态的形式存在于植物体
内,贮藏期相互转化,贮藏后期总酚含量变化规律恰
好与木质素含量变化规律相反,这与作为木质素前体
物质转化为木质素密切相关。李建新研究表明[13],
苹果皮中多酚物质随着贮藏期的延长而不断发生变
化。
图 4 不同处理对山竹果壳总酚含量的影响
2. 5 山竹果贮藏期果皮醇提取物抑菌活性变化
2. 5. 1 山竹果贮藏期间果皮醇提取物对大肠杆菌的
抑制作用
在贮藏期间不同处理的山竹果皮醇提取物对大
肠杆菌的抑制作用变化如图 5 所示。贮藏前 6 d,各
种处理的变化趋势基本一致,呈现上升趋势,低温处
理的抑菌作用明显低于常温处理,贮藏中期,低温和
涂膜处理山竹果皮对大肠杆菌的抑菌效果呈现升高
趋势,常温呈现下降趋势。不同处理方式之间差异显
著(P < 0. 05)。其中低温处理的抑菌能力在第 9 天
达到最高值,1%壳聚糖涂膜处理的山竹果皮的抑菌
效果在第 12 天后达到峰值。原因可能是低温和涂膜
处理抑制木质化相关酶的活性,抑制木质素的积累,
其次山竹果贮藏过程中,果皮多酚含量和组分不断的
发生变化导致活性不同,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 的一定要采取
保鲜处理,其中以壳聚糖涂膜的效果更佳。
图 5 山竹果贮藏期果皮醇提取物对
大肠杆菌的抑菌活性
2. 5. 2 山竹果贮藏期间果皮醇提取物对金黄色葡萄
球菌的抑制作用
图 6 山竹果贮藏期果皮醇提取物对金黄色
葡萄球菌的抑菌活性
如图 6 所示,低温处理的山竹果皮在贮藏前期阶
段(0 ~ 6 d)的抑菌能力明显高于其他 3 个处理;1%
壳聚糖涂膜抑菌效果是先降后升趋势,在贮藏中期
(6 ~ 12 d)的抑菌效果升高;1%海藻酸钠涂膜处理的
变化趋势是呈先降后升,贮藏后期的抑菌效果较好。
在贮藏后期,4 种处理的抑菌效果接近,这可能与贮
藏期不同处理引起山竹果皮代谢和合成反应最终产
物有关。Iinuma 等人[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(MR-
SA)具有抑制作用。Voravuthikunchai 等人[15]对几种
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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泰国传统医药的水提物和乙醇提取物进行试验的,结
果表明,山竹乙醇提取物对耐甲氧西林的金黄色葡萄
球菌(MRSA)有较强的抑制能力,MIC 为 0. 05 ~ 0. 40
mg /mL。
2. 5. 3 山竹果贮藏期间果皮醇提取物对沙门氏菌的
抑制作用
如图 7 所示,常温无涂膜处理的果皮醇提取物对
沙门氏菌的抑制能力在第 3 天时最强,常温 1%壳聚
糖涂膜组 3 d后对沙门氏菌的抑制作用逐渐增强,第
12 天出现高峰。低温无涂膜处理的山竹果皮在第 6
天时的抑菌能力最强,随后抑菌能力开始下降。常温
1%海藻酸钠涂膜处理抑菌能力 9 d 后开始升高,到
第 12 天时,其抑菌能力明显最强,显著高于常温和低
温。结果表明,贮藏初期低温和常温抑菌活性强,后
期涂膜方式抑菌活性强。
图 7 山竹果贮藏期果皮醇提取物对
沙门氏菌的抑菌活性
2. 5. 4 山竹果贮藏期间果皮醇提取物对酵母菌的抑
制作用
图 8 山竹果贮藏期果皮醇提取物对酵母菌的抑菌活性
如图 8 所示,贮藏前,测得山竹果皮对酵母菌的
抑菌圈直径只有 2. 17 mm,在整个贮藏过程中,不同
处理的山竹果皮对酵母菌的抑制作用变化不大,常温
处理相对其他 3 种抑菌活性较好,其余的均维持在相
对稳定的水平,至第 15 天各处理组的抑菌能力仍在
2. 10 mm左右。因此结果表明了在抑菌能力方面,山
竹果皮对酵母菌明显低于大肠杆菌、沙门氏菌等细
菌,同时表明不同保鲜处理在贮藏过程中对山竹果皮
抑制酵母菌的能力影响不大。
3 结论
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。实验表
明,不同的处理方式对果皮木质素沉积和果皮活性都
有不同的影响,4 种处理山竹果壳木质素沉积指标木
质素含量和粗纤维含量随着贮藏期的延长均呈上升
趋势。贮藏末期,常温处理的木质素含量比同期壳聚
糖、海藻酸钠和低温处理的木质素含量分别增加
6. 0%、2. 8%和 14. 3%。木质化底物总酚含量呈先
升后降趋势,在第 6 天达到峰值,为 33. 033 mgGAE /g
鲜重,抑菌活性表明,在贮藏期间,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有不同的
变化趋势,低温和涂膜有助于抑菌活性稳态化。
参 考 文 献
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The Effects of Different Storage Conditions on Lignification
and Antibacterial Activity of Mangostana Pericarp
Yu Li-mei1,Feng Wei-hua1,Liu Zhao-xia2,Chen Hai-guang1
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 In the paper,the effect of different storage conditions on the mangosteen pericarp lignin deposition and
antibacterial activities were studied. The results showed that:lignin content and the crude fiber deposition indexes all
increased with the storage time. At 15th day ,lignin content of mangosteen pericarp under room temperature treatment
were increased to 6%,2. 8% and14. 3% than that of chitosan,sodium alginate and low-temperature treatment. The
total phenolic content of lignified substrate showed a trend of first increasing and then decreasing,and attained the
max peak in 6d storage. Antibacterial capacity had different trend based on different compounds of lignification and
phenolic during the whole storage. Low temperature and film coating can help to stabilize the bacteriostatic activity.
Key words Garcinia mangostana,storage conditions,lignification,antibacterial activity