吊干杏在我国主要分布于新疆、甘肃、河北等地[1]。其中新疆是我国乃至世界吊干杏的主产区,吊干杏作为新疆的特色品种杏,其风味独特,营养丰富,深受广大消费者的喜爱[2-3]。但是由于吊干杏属于呼吸跃变型果实,其采收期主要集中在6月中旬至7月中旬,易出现快速腐烂、贮藏期短等问题[1],严重制约了新疆鲜食吊干杏的产业发展。因此,如何延长吊干杏果实贮藏期、已成为吊干杏贮藏保鲜领域亟待解决的问题。
冰温贮藏是指将果蔬贮藏在0 ℃以下至接近冰点的温度范围内,属于非冻结保存,是继普通冷藏、气调贮藏后发展起来的第三代保鲜技术[4],其优点在于可抑制细胞的呼吸代谢,延缓组织的衰老速度,抑制微生物的生长繁殖,进而达到提高果蔬耐贮性的目的[5]。目前该技术已在樱桃[6],杏[7],西兰花[8],苹果[9],香梨[10]等果蔬的贮藏保鲜上得到了应用。
植物多糖绿色无毒,成膜性良好,具有广谱抑菌性等生物活性,现已成为国内外保鲜领域的研究热点[11-13]。冀晓龙等[14]研究发现红枣多糖不仅易溶于水,而且具有良好的抑菌活性,但其在果蔬贮藏保鲜当中的应用研究未见报道。因此,本试验以吊干杏为原料,首先测定其冰点温度,然后分别在冷藏(4~6 ℃)、红枣多糖涂膜(4~6 ℃)、冰温(-1.5~-1 ℃)及红枣多糖涂膜结合冰温(-1.5~-1 ℃)条件下贮藏,每隔7 d取样,测定吊干杏果实腐烂率、失重率、硬度、可溶性固形物(soluble solids content,SSC)、可滴定酸(titratable acid,TA)、维生素C含量、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和细胞膜透性的变化,研究红枣多糖协同冰温贮藏吊干杏的可行性,为探讨红枣多糖协同冰温贮藏在吊干杏采后贮藏保鲜中的应用提供一定参考依据。
吊干杏于2020年7月21日采购于新疆乌鲁木齐市九鼎农贸市场,选取成熟度中熟果实[硬度为20.13 N,SSC质量分数为(18.1±0.2)%],挑选大小色泽均匀,无病害,无机械损伤的果实进行试验。
红枣多糖,实验室自制;氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠、草酸,天津市致远化学试剂有限公司;抗坏血酸,上海山蒲化工有限公司;2,6-二氯酚靛酚钠盐,上海源叶生物科技有限公司:三氯乙酸、硫代巴比妥酸,上海科丰实业有限公司;以上试剂均为分析纯。
RC-4温度记录仪,江苏精创电气股份有限公司;GY-4果实硬度计,乐清市艾德堡仪器有限公司;PAL-1数字式糖度计,日本Atago(爱拓)公司;赛多利斯BSA分析天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;MAPADA PV4紫外风光光度计,上海美普达仪器有限公司;DDS-307型电导率仪,杭州齐威仪器有限公司。
1.3.1 红枣多糖的制备
参考曹泽虹等[15]的方法。称取1 g干燥去核红枣粉样品,采用液料比40 mL/g,提取温度90 ℃、提取时间4 h及提取次数1次在恒温水浴锅进行热水浸提,浸提液在4 000 r/min,离心10 min取上清液,50 ℃减压浓缩至1/8原体积,加入4倍体积95%(体积分数)乙醇后置于4 ℃冰箱过夜,5 000 r/min,离心15 min取沉淀冷冻干燥即为红枣多糖。
1.3.2 样品预处理方法
将挑选好的吊干杏果实5 kg为1筐,放入(4~6) ℃、相对湿度90%~95%的冷库中预冷24 h,以散去潜热。预冷后的果实用1 g/L次氯酸钠溶液浸泡清洗1 min 进行表面消毒,室温条件下晾干。消毒后的吊干杏果实随机分为4组,每组设3个重复,每个处理20 kg。1组为冷藏组(蒸馏水浸泡3 min),贮藏温度为4~6 ℃;2组为红枣多糖冷藏组(1.5 g/L红枣多糖浸泡3 min),贮藏温度为4~6 ℃;3组为冰温组(蒸馏水浸泡3 min),贮藏温度为-1~-1.5 ℃;4组为红枣多糖协同冰温组(1.5 g/L红枣多糖浸泡3 min),贮藏温度为-1~-1.5 ℃。贮藏期间,每隔7 d测定各指标,当杏果实腐烂率超过40%后终止实验。
1.3.3 吊干杏果实冰点测定
参考李亚玲等[16]的方法,采用精创RC-4温度记录仪测定吊干杏的冰点。
1.3.4 腐烂率测定
腐烂率的测定参考白国荣等[1]的方法,单位:%.
1.3.5 失重率测定
采用称重法测定失重率,单位:%。
1.3.6 硬度测定
硬度的测定采用李亚玲等[17]的方法,单位:N。
1.3.7 SSC含量测定
每个处理组随机选取15枚果实,去核研磨呈匀浆,用滤纸过滤,取滤液滴于PAL-1数显糖度计上读数,重复3次,单位:%。
1.3.8 TA含量测定
参考曹建康等[18]的方法测定,采用酸碱中和法,单位:%。
1.3.9 维生素C含量测定
参考曹建康等[18]的方法测定,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法,单位:mg/100g。
1.3.10 MDA含量的测定
MDA含量参考ZHANG等[19]的方法测定,单位:nmol/g。
1.3.11 细胞膜透性的测定
细胞膜膜透性的测定参照ZHANG等[20]的方法测定,单位:%。
采用Origin 9.1绘图软件作图;采用SPPS 19.0软件对数据进行方差分析,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。
由图1可知,吊干杏果实的温度先随着时间的延长而不断下降,下降至-6.7 ℃后迅速回升至-2 ℃,并维持一段时间,造成该现象的原因是吊干杏果实在冻结前释放出潜热,回升后的温度即为吊干杏的生物结冰点。由于在实际贮藏中冷库存在0.5 ℃的温度波动差,为避免发生冻害现象,故在本实验中将吊干杏的冰温贮藏温度选为-1.5~-1 ℃。
图1 吊干杏冰点曲线
Fig.1 Freezing point curve of Diaogan apricot fruit
腐烂率是评价杏果贮藏品质的关键指标之一。由图2可知,各处理组吊干杏果实的腐烂率随着贮藏时间的延长呈上升趋势。其中冷藏组和红枣多糖冷藏组杏果的腐烂率从第21天开始迅速上升,在贮藏49 d时分别达到了49.33%和42%。冰温组和红枣多糖协同冰温组则在第28天才开始出现腐烂,比4~6 ℃下贮藏的2组推迟了21 d。贮藏49 d时,冰温组和红枣多糖协同冰温组的腐烂率分别为10.33%和6%,比冷藏组分别低79.06%和87.84%(P<0.01)。说明冰温和红枣多糖协同冰温贮藏均可明显抑制吊干杏果实腐烂率的上升,并能延迟果实腐烂时间,其中红枣多糖协同冰温贮藏效果相比于冰温组更佳(P<0.05)。
图2 不同处理对吊干杏腐烂率的影响
Fig.2 Effect of different treatments on the decay incidence of Diaogan apricots
由图3可知,各组吊干杏果实的失重率随贮藏时间的延长而呈上升趋势。在-1.5~-1 ℃条件下贮藏的2组杏果实在前21 d失重率差异不显著(P>0.05),但与冷藏组相比差异均极为显著(P<0.01)。在贮藏21 d后,4~6 ℃下贮藏的2组果实失重率迅速增加,而-1.5~-1 ℃下贮藏的2组果实则缓慢上升,失重率显著低于4~6 ℃下的2个处理组(P<0.01)。在贮藏35 d时,冷藏组的失重率达到了13.31%,而冰温组和红枣多糖协同冰温组则在贮藏70 d时才分别达到13.24%和11.06%。由此可说明冰温贮藏和红枣多糖协同冰温贮藏相比于普通冷藏均能延缓吊干杏果实失重率的上升,其中红枣多糖协同冰温贮藏效果最佳。
图3 不同处理对吊干杏失重率的影响
Fig.3 Effect of different treatments on weight loss of Diaogan apricots
硬度是评价果实贮藏品质的重要指标之一。由图4可知,各处理组吊干杏果实的硬度在贮藏期总体呈下降趋势,但是红枣多糖协同冰温组和冰温组果实的硬度始终显著高于4~6 ℃下贮藏的2样品组(P<0.05)。在贮藏49 d时,冷藏组的果实硬度下降至8.82 N,而冰温组和红枣多糖协同冰温组贮藏的果实硬度分别为15.31 N和16.47 N,分别比冷藏组高42.39%和46.45%(P<0.01)。由此可以说明,红枣多糖协同冰温贮藏的吊干杏果实硬度下降最为缓慢,能够更好地保持果实较好的质地。
图4 不同处理对吊干杏硬度的影响
Fig.4 Effect of different treatments on hardness of Diaogan apricots
SSC含量的高低是评价杏果贮藏品质和耐冷、耐贮性的重要指标之一。由图5可知,各组吊干杏果实的SSC含量呈先上升后下降趋势,在贮藏前14 d各处理组之间SSC含量差异不显著(P>0.05)。在贮藏21 d时4~6 ℃下贮藏的2组果实SSC含量达到了峰值,随后呈下降趋势;而冰温下贮藏的2组果实则推迟至28 d才达到峰值,并且在贮藏后期其SSC含量也显著高于4~6 ℃下贮藏的2组果实。在贮藏49 d时,冷藏组SSC含量为17.57%,而冰温和红枣多糖协同冰温贮藏的吊干杏果实的SSC含量分别为19.40%和20.37%,分别比冷藏组高9.43%和13.74%(P<0.01),说明冰温和红枣多糖协同冰温贮藏均可减缓吊干杏果实SSC的消耗,推迟SSC高峰的出现时间,其中红枣多糖协同冰温贮藏效果最佳。
图5 不同处理对吊干杏可溶性固形物含量的影响
Fig.5 Effect of different treatments on soluble solid content of Diaogan apricots
TA作为果实呼吸作用重要的底物之一,是衡量果实采后成熟衰老程度的重要指标。由图6可知,随着贮藏时间的延长,各组吊干杏果实中的TA含量呈下降趋势。在贮藏14 d后各组之间的差异显著(P<0.05)。其中冷藏组的TA含量下降最快,在贮藏49 d时其含量为0.35%,比贮藏开始时下降63.83%。而红枣多糖冷藏组、冰温组和红枣多糖协同冰温组的TA含量分别比贮藏开始时下降了53.19%、42.55%和36.17%。说明冰温和红枣多糖协同冰温贮藏均可有效延缓吊干杏果实TA含量的下降,但是红枣多糖协同冰温贮藏相比于冰温组效果更为显著(P<0.05)。
图6 不同处理对吊干杏TA含量的影响
Fig.6 Effect of different treatments on titratable acid content of Diaogan apricots
维生素C不仅是果实中的重要营养物质,还具有抗氧化等生物活性,因此其含量的高低可作为评价果蔬采后贮藏品质的重要依据。由图7可知,在整个贮藏期各处理组维生素C含量呈下降趋势。红枣多糖协同冰温组和冰温组维生素C含量的下降速率显著(P<0.05)低于冷藏组和红枣多糖冷藏组。与第0天相比,在贮藏28 d时冷藏组的维生素C含量下降了28.53%,而冰温组和红枣多糖协同冰温组则在贮藏49 d时维生素C含量才分别下降了29.58%和23.56%。在贮藏70 d时,冰温组与红枣多糖协同冰温组的维生素C含量分别为13.24和14.61 mg/100g(P<0.05),由此可说明红枣多糖协同冰温贮藏对抑制吊干杏果实维生素C含量的下降效果最为显著,能够更好地保持吊干杏果实的营养物质的损失。
图7 不同处理对吊干杏维生素C含量的影响
Fig.7 Effect of different treatments on vitamin C content of Diaogan apricots
MDA作为细胞膜脂质过氧化的主要产物之一,其含量越多,意味着细胞氧化程度越深,可用来评价贮藏期果实的氧化程度[21]。由图8可知,各处理组果实的MDA含量随着贮藏时间的延长而不断积累。在贮藏前7 d各处理组的MDA含量差异不显著(P>0.05)。在贮藏7 d后红枣多糖协同冰温组和冰温组的MDA含量始终低于冷藏组和红枣多糖冷藏组,而且红枣多糖协同冰温贮藏对抑制MDA含量的积累,降低脂质过氧化反应效果更优(P<0.05)。
图8 不同处理对吊干杏MDA含量的影响
Fig.8 Effect of different treatments on MDA content of Diaogan apricots
细胞膜由于可维持果实微环境的稳定性,进而对果实内各生化反应的正常进行起关键作用[22]。细胞膜透性能反映植物细胞膜受破坏和果蔬成熟软化程度。由图9可知,各处理组吊干杏果实的细胞膜透性随着贮藏时间的延长而不断上升。冰温组和红枣多糖协同冰温组在贮藏70 d时细胞膜透性分别为65.72%和63.62%,而冷藏组在贮藏35 d时就达到了65.78%,红枣多糖冷藏组细胞膜透性则在42 d时达到了65.62%,由此说明红枣多糖协同冰温贮藏对延缓吊干杏果实细胞膜透性的增加,保持细胞膜透性的完整性具有较好的效果(P<0.05)。
图9 不同处理对吊干杏细胞膜的影响
Fig.9 Effects of different treatments on cell membrane of Diaogan apricots
果蔬采后仍然是具有生命活性的有机体,在采后贮藏阶段仍进行着一系列的新陈代谢活动,以维持自身的生命体征[23],冰温贮藏技术能够最大程度地抑制果蔬的呼吸作用、微生物的生长以及各种代谢进程[24]。植物多糖含有羟基、羰基、氨基等亲水性基团,其中分子间氢键和分子内氢键起到了重要的作用,它们将会使天然高分子协同作用增强,形成具有多孔网络结构的薄膜[25]。这种稳定的网状结构通过改变果蔬表面形态和降低透氧率、水蒸气透过率、减少其呼吸作用、延缓内部营养物质的消耗,抑制微生物的繁殖等方式来提高果蔬采后贮藏品质、延长耐贮性和货架期。本研究表明,与冷藏组相比,红枣多糖冷藏组、冰温组及红枣多糖协同冰温组均有效延缓了吊干杏果实腐烂率、失重率、MDA含量以及细胞膜透性的增加,有效抑制了硬度、SSC、TA、维生素C含量的下降,其中红枣多糖协同冰温组在贮藏70 d后仍能够保持吊干杏果实较好的品质,其贮藏效果最优。
洪理杰等[26]的结果表明,苦荞粗多糖涂膜可有效抑制樱桃果实采后失重率的升高,延缓硬度、SSC、TA含量以及维生素C含量的下降,同时抑制霉菌等微生物的繁殖。本研究结果亦表明,1.5 g/L的红枣多糖协同冰温贮藏处理可明显抑制吊干杏果实贮藏期硬度、SSC、TA、维生素C含量的下降,延缓腐烂率和失重率的增加、抑制MDA的积累。红枣多糖制取工艺简单,绿色无毒,可以作为一种较好的杏果保鲜剂。
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