全 文 :现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2012, Vol.28, No.9
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贮藏温度对山竹果皮硬化效应及抑菌活性影响
于立梅,冯卫华,白卫东
(仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州 510225)
摘要:本文以海南山竹为材料,研究了贮藏温度(4 ℃,30 ℃)对山竹果皮硬化效应及抑菌活性影响。结果表明:随着贮藏期
的延长, 山竹果壳硬化效应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低温处理的木质素含量
增加 14.3%。木质化底物总酚含量呈先升后降趋势,在第 6 d 达到峰值,为 33.03 mg GAE/g FW,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,低温有助于抑菌活性稳态化。
关键词:山竹果;贮藏温度;硬化;抑菌活性
文章篇号:1673-9078(2012)9-1098-1101
The Effects of Storage Temperature on Hardening and
Antibacterial Activity of Mangostana Pericarp
YU Li-mei, FENG Wei-hua, BAI Wei-dong
(College of Light Industry and Food Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225
China)
Abstract: In the paper, Hainan mangosteen was used as materials to study the effect of different storage temperature on hardening
characteristic and antibacterial activities of mangosteen pericarp. The results showed that, lignin content and the crude fiber content of lignin
deposition indicators of mangosteen shell all shows ascendant trend followed as the storage period extending. At the end of the storage, lignin
content of mangosteen pericarp under room temperature treatment was increased 14.3% than that of low-temperature treatment. Total phenolic
content of lignified substrate showed a trend of first increasing and then decreasing, and reached the max peak (33.03 mgGAE/g FW ) in a 6-day
storage. Antibacterial capacity had different trend based on different products of lignification and polyphenol conversion products during the
whole storage. Low temperature contributed to the stable of bacteriostatic activity.
Key words: Garcinia mangostana; storage temperature; hardening characteristic; 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,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硬化、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。出
现硬化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],
收稿日期:2012-06-18
基金项目:广东省自然科学基金项目(10451022501005679);粤港招标项
目(2009A020700002)
作者简介:于立梅(1973-),女,博士,副教授
查阅相关文献,对于采后山竹果皮硬化是否影响果皮
活性变化相关还未见研究报道。因此本文以海南山竹
果为材料,研究不同贮藏温度(常温30 ℃和低温4 ℃)
对山竹果皮硬化效应和果皮抑菌活性的影响,为山竹
果皮硬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 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
(Saccharomycete),以上菌种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、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
DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2012.09.036
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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,用不同的温度贮藏,每份 35 个,重复 5 次。
每 3 d 每组随机取一份,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 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 1%的乙酸研碎,摇动 5
min 混匀,5000 r/min 离心 10 min。沉淀用 1%的乙酸
洗三次,然后分别加5 mL丙酮浸洗三次,再5000 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
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 分钟后,加入 20%(m/V)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(5000×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(m/V)室温
避光振摇浸提 3 h,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 FW)。
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
每个试验均重复三次,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 贮藏温度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。
图1 贮藏温度对山竹果壳木质素含量的影响
Fig.1 The effect of storage temperature on lignin content of
mangostana shell
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,低温处理的山竹果壳木质素含量增速缓
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,在第 6 d 以后,
木质素含量呈现常温显著高于低温。在第 15 d 达到最
大值,分别为 19.93% FW 和 17.43% FW。经差异显著
性分析,在贮藏第 6 d 后,两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,低温处理的山竹果
壳木质素含量增速为最缓慢。
2.2 贮藏温度对山竹果壳粗纤维含量的影响
图2 贮藏温度对山竹果壳粗纤维含量的影响
Fig.2 The effect of storage temperature on coarse fiber content
of mangostana shell
从图 2 可知,贮藏期间两种处理的山竹果壳中粗
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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%,分别上升到
29.50%和 25.37%。经差异显著性分析,两种处理 6 d
后差异性显著。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。低温贮藏在一定程度
上能抑制山竹果壳粗纤维的形成,延缓果壳的衰老。
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。
2.3 贮藏温度对山竹果壳硬度变化的影响
图3 贮藏温度对山竹果壳硬度变化的影响
Fig.3 The effect of storage temperature on firmness of
mangostana shell
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,山竹果
壳的硬度随着贮藏期的延长均呈上升趋势,在 0~15 d
内,常温处理一直呈急剧上升趋势,并且在第 15 d 的
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,在贮藏第 15 d 时,
两处理之间差异显著(p<0.05)。结果表明:常温贮
藏下的山竹果壳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壳硬度的增加。
2.4 贮藏温度对山竹果壳酚类物质含量的影响
图4 贮藏温度对山竹果壳酚类物质含量的影响
Fig.4 The effect of storage temperature on total phenol content
of mangostana shell
如图 4 所示,两个处理的总酚含量趋势均呈先上
升后下降,与常温处理相比,低温处理多酚含量的变
化较缓。在贮藏 6 d 时达最大值,常温处理的总酚含
量由 19.97 提高至 33.03 mg GAE/g FW,低温处理的
含量提高至 25.19 mg GAE/g FW。6 d 后总酚含量随后
呈急剧下降趋势。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。
2.5 贮藏温度对果皮醇提取物抑制大肠杆菌活性的
影响
图5 贮藏温度对果皮醇提取物抑制大肠杆菌活性的影响
Fig.5 The effect of storage temperature on antibacterial activity
of mangostana shell for E. coli
如图 5 所示。贮藏前 6 d,两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 d 达到最高值,原因可能是低温处
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,木质化产物和多酚转化产物不同导致活性不
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 的一定要采取低温处理,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。
2.6 贮藏温度对果皮醇提取物抑制金黄色葡萄球菌
活性的影响
如图 6 所示,低温处理的山竹果皮在在贮藏(0~9
d)的抑菌能力显著高于常温处理,贮藏时间越久,两
种处理的抑菌效果越接近,这可能与贮藏期初期冷害
加速了木质化,随着贮藏时间的延长,多酚含量下降,
木质化产物升高,木质化产物对金黄色葡萄球菌抑制
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作用较好,所以山竹果皮代谢和合成反应最终产物影
响果皮活性,低温有利于抑菌活性的保持。Iinuma M
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(MRSA)具有抑制作用。
图6 贮藏温度对果皮醇提取物抑制金黄色葡萄球菌活性的影
响
Fig.6 The effect of storage temperature on antibacterial activity
of mangostana shell for Staphylococcus aureus
2.7 贮藏温度对皮醇提取物抑制沙门氏菌的活性的
影响
图7 贮藏温度对果皮醇提取物抑制沙门氏菌活性的影响
Fig.7 The effect of storage temperature on antibacterial activity
of mangostana shell for Salmonella
如图 7 所示,贮藏初期低温和常温抑菌活性强,
常温处理对沙门氏菌的抑制能力只有在第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,随
后抑菌能力开始下降。可根据贮藏时间的长短,选择
不同的保鲜处理方式,使山竹果皮对沙门氏菌的抑制
作用维持在一个相对高的水平。
2.8 贮藏温度对果皮醇提取物抑制酵母菌的活性的
影响
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,且到了第 15 d,各种处理
的抑菌能力仍在 2.10 mm 左右。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也不
大,常温处理相对低温较好,结果表明了在抑菌能力
方面,山竹果皮对酵母菌抑菌活性明显低于大肠杆菌、
沙门氏菌等细菌。
图8 贮藏温度对果皮醇提取物抑制酵母菌的活性的影响
Fig.8 The effect of storage temperature on antibacterial activity
of mangostana shell for yeast
3 结论
3.1 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,不同温度贮藏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。木质化底物总酚含量呈先升后降趋势,得出
低温处理显著抑制木质素的积累,延缓了果壳硬度和
粗纤维的上升,从而减轻果实的木质化败坏症状。
3.2 贮藏期不同温度贮藏对山竹果皮抑菌活性研究
表明:不同的贮藏方式和贮藏期内,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,对于不同
的菌种在有不同的变化趋势,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 的一定要采取
保鲜处理。对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用
最好贮藏是低温贮藏,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。
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山莓叶醇提物在 0.025~0.100 g/g 范围内对四种腹
泻模型均有一定的抑制作用,提示山莓叶醇提物能对
抗分泌性腹泻、渗出性腹泻、渗透性腹泻和细菌性腹
泻所致肠蠕动亢进病,可能具有促进水、钠从肠腔向
肠粘膜上皮细胞转运的作用;而对山莓叶醇提物成分
的初步分析表明,山莓叶醇提物中主要含有鞣质等
[10],而鞣质具有抗腹泻和抑菌的作用,这提示山莓叶
的抗腹泻作用可能与其含有鞣质有关。
3 结论
3.1 实验结果表明,与模型组(MC)相比,山莓叶
醇提物(RE)对抗番泻叶所致小鼠腹泻 0~3 h 内的腹
泻指数均极显著降低(P<0.01);山莓叶醇提物高(RH)
和中(RM)剂量组对抗蓖麻油所致小鼠腹泻 0~5 h 内
的腹泻指数均显著降低(P<0.05);山莓叶醇提物中
(RM)剂量组对抗大肠埃希氏菌所致小鼠腹泻 0~2 h
内的腹泻指数极显著降低(P<0.01);山莓叶醇提物高
(RH)和中(RM)剂量组对抗硫酸镁所致小鼠腹泻
指数均仅在 0~1 h 内明显降低(P<0.01)。
3.2 山莓叶醇提物在 0.025~0.100 g/g 范围内有一定
拮抗实验性腹泻的效果,对番泻叶、蓖麻油和致泻大
肠埃希氏菌导致的小鼠腹泻有显著抑制作用,对硫酸
镁所致腹泻的干预作用较弱。其中中、高剂量组对抗
蓖麻油腹泻的作用效果优于阳性药物硫酸阿托品组
(AS),且呈剂量依赖性。说明山莓叶醇提物抗腹泻
作用机制广泛,对刺激性腹泻、细菌性腹泻、容积性
腹泻均有一定的抑制效果,提示其是一种很好的抗腹
泻药物。
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