海藻酸钠复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉保鲜效果的影响

金丽娜,张珍*,宋乐,赵圆圆,史建莉,张雅茗,杨浩浩

(甘肃农业大学 食品科学与工程学院,甘肃 兰州,730000)

摘 要 为探究海藻酸钠复合涂膜对鲜切荒漠肉苁蓉贮藏效果的影响。以荒漠肉苁蓉为材料,采用海藻酸钠、海藻酸钠复合涂膜浸泡处理10 min,用蒸馏水浸泡处理作为对照,在(4±1) ℃条件下贮藏12 d。对感官评价、外观品质、生理品质、褐变度、菌落总数、膜脂过氧化和抗氧化酶活性等指标进行了测定。结果表明,与对照和海藻酸钠单独涂膜处理相比,海藻酸钠复合涂膜处理可以更好地维持鲜切荒漠肉苁蓉可溶性固形物、总多糖含量,减缓色泽和硬度的下降,降低失重率和菌落总数,有效抑制丙二醛的生成和褐变度的上升。通过降低H2O2、超氧阴离子含量,抑制多酚氧化酶、过氧化物酶活性,提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性来延缓褐变,维持活性氧代谢平衡。感官评价得分和整体接受程度较高,保鲜效果良好。该研究为复合涂膜在鲜切荒漠肉苁蓉保鲜中的应用提供了理论依据。

关键词 鲜切荒漠肉苁蓉;海藻酸钠;复合涂膜;品质;贮藏保鲜

荒漠肉苁蓉(Cistanche deserticola Y.C.Ma),多年生草本植物,寄生于梭梭根部,属于列当科肉苁蓉属,主要生长区域包括内蒙古、甘肃、宁夏以及新疆等地[1]。因多糖、多酚、黄酮等功能物质丰富,且具备温补肾阳、滋养精血、缓解疲劳以及增强免疫力等保健功能被视为珍贵中药材[2]。自古就有“沙漠人参”的美称,2018年时被划归为药食同源类植物[3]。近年来,随着生活条件的改善,肉苁蓉的保健作用不断被人们认识和接受,越来越多的人注重保健养生,其需求日益增加,肉苁蓉产业发展迅速。目前,市场上供消费者食用的肉苁蓉大部分为干制品,干制易造成褐变、活性成分流失,从而减弱功效,新鲜肉苁蓉活性成分丰富、质量好、疗效快,更受欢迎[2-4]。鲜切荒漠肉苁蓉是指以新鲜荒漠肉苁蓉为原料,经过清洗、切割等工艺制成的产品。因其绿色环保、方便食用且能较好地保持肉苁蓉原有新鲜品质的特点受到广大消费者的青睐[5]

新鲜肉苁蓉在去皮、切割等加工过程中,因细胞结构被破坏,致使果肉软烂、营养物质损耗加重,又因长时间暴露于空气中,易遭受微生物侵袭,使得其抗性及抗氧化活性逐渐降低,从而引发膜脂过氧化,加速褐变,货架寿命较短,不利于市场流通,降低了鲜切荒漠肉苁蓉的商品价值[6]。所以鲜切荒漠肉苁蓉保鲜问题是目前产业亟需解决的瓶颈技术。

涂膜保鲜技术是一种新兴起的保鲜技术,将涂膜剂浸渍或喷涂在果蔬的表面,在有效降低贮藏期间呼吸作用强度和水分流失率的同时,抑制腐烂和褐变的发生,延长果蔬贮藏期[7],具有安全、可食用、简便、成本低廉等诸多优势[8]。然而采用单一涂膜方式进行保鲜,效果往往不佳。相关研究显示,运用复合涂膜处理的保鲜效果要显著优于单一涂膜处理。海藻酸钠(sodium alginate,SA)是一种天然多糖类化合物,主要提取自褐藻类的海带,也可经细菌发酵提取,具备保湿、抗菌以及成膜性能[9]。海藻酸钠对人体安全,无毒害作用,已被用于鲜切猕猴桃[10]、鲜切莲藕[11]、鲜切苹果[12]等果蔬的保鲜。异抗坏血酸钠(sodium erythorbate,SE)是一种具有强还原性的抗氧化防腐剂,能够很好地抑制鲜切桃子[13]、鲜切茄子[14]等果蔬的褐变,已被广泛应用于控制鲜切产品的褐变。柠檬酸(citric acid,CA)属于有机酸,与异抗坏血酸钠产生螯合作用,对鲜切果蔬防腐保鲜效果更佳,能有效延长货架期[15],对芒果采后保鲜效果显著[16]。张丽华等[10]和张春洁[11]的研究表明,海藻酸钠单独处理鲜切果蔬的保鲜效果较差,将其与其他保鲜剂复合时,保鲜效果优于单独处理。3种保鲜剂复配联用能够产生协同效应,保鲜效果更佳。目前,关于海藻酸钠、异抗坏血酸钠和柠檬酸复合用于鲜切荒漠肉苁蓉的保鲜未见报道。本研究以荒漠肉苁蓉为原料,研究海藻酸钠复合涂膜处理对鲜切肉苁蓉保鲜效果的影响,以期为其贮藏保鲜提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜荒漠肉苁蓉购买于甘肃天盛生物科技有限公司,4 ℃低温贮藏运回实验室。选取表皮完好,颜色基本一致,粗细均匀,无病虫害且无机械损伤的完整肉苁蓉植株,备用。

海藻酸钠(食品级),青岛明月海藻集团有限公司;异抗坏血酸钠(食品级),诸城华源生物科技有限公司;柠檬酸(食品级),潍坊英轩实业有限公司,H2SO4、H2O2,国药集团化学试剂有限公司;硫代巴比妥酸,上海展云化工有限公司;三氯乙酸、乙酸,成都市科隆化学品有限公司;Triton X-100,上海源叶生物科技有限公司;愈创木酚、邻苯二酚,罗恩试剂;乙酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮,天津市光复科技发展有限公司;NaOH,天津市百世化工有限公司;H2O2试剂盒、超氧阴离子自由基(·O2-)试剂盒、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)试剂盒、过氧化氢酶(catalase,CAT)试剂盒,上海优选生物科技有限公司试剂盒。如无特殊说明,所用化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

NS800分光测色仪,深圳市三恩时科技有限公司;MQK-32手持式糖度折光仪,上海米青科实业有限公司;UV-2550型紫外可见分光光度计,日本Shimadzu公司;DHP-9080B电热恒温培养箱,上海琅玕实验设备有限公司;Spectramax M2型酶标仪,美国美谷分子仪器有限公司;H1750R台式高速冷冻离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司;TA.XT Express 490C质构仪,英国Stable Micro Systems公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

将提前挑选好的新鲜肉苁蓉削皮清洗后,切分为厚度1 cm左右,直径4~6 cm的圆片,分别放入对照组(蒸馏水:CK)、海藻酸钠组(0.7%海藻酸钠,质量分数:SA)、海藻酸钠复合涂膜组(0.7%海藻酸钠+0.47%异抗坏血酸钠+0.64%柠檬酸,均为质量分数:SA+SE+CA)溶液中浸泡10 min,之后取出自然沥干,至表面无水滴下[12,17]。然后装入真空包装袋中,在(4±1) ℃的条件贮藏12 d,每3 d取样测定。

1.3.2 感官评价

感官评价参考韩春然等[18]、路帆[19]的方法。选择10名食品相关专业的学生组成评分小组,按照表1规定对肉苁蓉样品评价,评分取平均值。

表1 感官评价表

Table 1 Sensory evaluation table

感观指标16~20分11~15分6~10分0~5分外观色泽鲜亮,无褐变,无霉变,整体外观一致色泽较亮,无霉变,无褐变无霉变,略微发生褐变失去光泽,无霉变,褐变较严重风味有甜味,略带苦味,无异味略有苦味,无异味苦味较重,无异味苦味较重,略带异味口感汁液丰富,组织饱满,脆嫩,适合鲜食汁液较多,组织饱满,适合鲜食组织较软,适合鲜食组织变软,口感较差,不可食用整体可接受度很好,非常喜欢好,比较喜欢中等,喜爱一般较差,不喜欢

1.3.3 外观品质指标的测定

色泽采用分光测色仪,随机选取3片荒漠肉苁蓉切片进行测定,记录L*值,a*值,b*值,求其平均值;硬度采用质构仪测定使用P2探头,随机抽取3个平行样品,在切面随机取3个点测量,取平均值,单位为N。

1.3.4 生理品质指标的测定

失重率通过称重法测量。用电子天平称出各组的初始质量,在贮藏期间取样称出贮藏后肉苁蓉的质量。进行3次重复,取平均值。失重率按公式(1)计算:

失重率

(1)

可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量采用手持式折光仪测定;多糖含量采用苯酚-硫酸法测定[20],略作修改。

1.3.5 褐变度和菌落总数的测定

采用消光值法[21]测定,略有修改。称取1.0 g样品,匀浆后加入10 mL蒸馏水,在4 ℃、10 000×g下离心5 min,取上清液于25 ℃水浴锅中恒温浸泡5 min,在410 nm下测定上清液的吸光度值;菌落总数参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定。

1.3.6 膜脂过氧化指标的测定

丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定[21];H2O2和·O2-含量按试剂盒说明书测定。

1.3.7 抗氧化酶活性的测定

多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)参考曹建康等[21]的方法,稍作修改;SOD和CAT含量按试剂盒说明书测定。

1.4 数据分析

使用Excel 2021进行数据统计,使用SPSS 26.0进行方差分析,显著性用Duncan多重范围检验(P<0.05),采用Origin 2021进行绘图,每项指标至少重复测定3次。

2 结果与分析

2.1 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉感官评价的影响

由图1可知,在第0天时,各组感官评分均较高。随着贮藏的进行,鲜切荒漠肉苁蓉的感官品质逐渐下降,但复合涂膜组、海藻酸钠组的感官评分始终高于对照组,其中复合涂膜组下降最缓慢,且显著高于对照组(P<0.05)。贮藏至第12天时,海藻酸钠组和复合涂膜组的感官评分分别是对照组的1.29和1.52倍。说明涂膜处理可以使荒漠肉苁蓉保持较好的品质,其中复合涂膜处理的荒漠肉苁蓉的色泽较好,具备肉苁蓉的典型风味,汁液丰富,组织饱满,整体接受度高,深受消费者喜爱。

图1 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉感官评价的影响

Fig.1 Effect of composite coating treatment on sensory evaluation of fresh-cut Cistanche deserticola

2.2 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉外观品质的影响

L*值越大,褐变越轻;a*值越大,颜色越深;b*值越大,黄化越严重。如表2所示,整个贮藏期间,L*值的变化趋势一致,在贮藏过程中逐渐下降,与海藻酸钠组、对照组相比,复合涂膜组的L*值较高且存在显著性差异(P<0.05)。贮藏至第12天时,复合涂膜组、海藻酸钠组和对照组的L*值分别为63.72±0.63、59.30±0.86和55.00±0.61,复合涂膜组分别是海藻酸钠组、对照组的1.08、1.16倍;对照组和海藻酸钠组的a*值在贮藏期间呈相同变化趋势,复合涂膜组上升至第9天时又逐渐下降,除第9天外,整个贮藏期间,复合涂膜组的a*值分别显著低于海藻酸钠组和对照组(P<0.05);各组b*值在贮藏期间大致趋势一致,复合涂膜组显著低于对照组(P<0.05),贮藏至第12天时,3组间差异显著且复合涂膜组的b*值最小。由此说明,海藻酸钠和复合涂膜处理均能显著抑制褐变,延缓黄化,但复合涂膜效果更佳。

表2 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉色泽的影响

Table 2 Effect of composite coating treatment on the color of fresh-cut C. deserticola

注:不同小写字母表示同一贮藏时间组间差异显著(P<0.05)。

贮藏时间/d组别L∗值a∗值b∗值0CK73.47±1.78a-0.63±0.60a17.63±0.63aSA73.47±1.78a-0.63±0.60a17.63±0.63aSA+SE+CA73.47±1.78a-0.63±0.60a17.63±0.63a3CK64.34±0.67b3.05±0.73a20.13±2.23abSA65.32±0.89b1.95±0.89a21.96±1.19aSA+SE+CA67.40±1.02a-0.28±0.67b19.00±2.00b6CK62.04±0.70c1.46±0.69b18.80±2.46abSA63.96±0.35b3.64±0.37a20.45±0.78aSA+SE+CA67.08±0.71a0.11±0.87c15.75±3.92b9CK59.09±0.63c5.73±0.81a22.92±1.24aSA61.90±1.05b2.03±0.35b21.86±0.93abSA+SE+CA65.19±0.59a1.28±0.33b20.51±1.24b12CK55.00±0.61c6.94±0.72a23.95±0.49aSA59.30±0.86b3.24±0.57b21.53±1.08bSA+SE+CA63.72±0.63a0.57±0.63c16.86±1.70c

由图2可知,鲜切荒漠肉苁蓉的硬度随贮藏时间逐渐下降,复合涂膜组、海藻酸钠组均高于对照组,且复合涂膜组与对照组有显著性差异(P<0.05)。贮藏至第12天时,复合涂膜组、海藻酸钠组的硬度分别比对照组高0.42、0.27 N,复合涂膜组是对照组的1.18倍。说明复合涂膜处理可以更好地保持鲜切荒漠肉苁蓉的硬度,延缓其软化速度。

图2 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉硬度的影响

Fig.2 Effect of composite coating treatment on the hardness of fresh-cut C. deserticola

注:同组数据间小写字母不同表示差异性显著(P<0.05)(下同)。

2.3 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉生理品质的影响

由图3-a可知,整个贮藏期间,失重率逐渐增加,其中对照组增长速率最快,海藻酸钠组次之,复合涂膜组最为缓慢。贮藏至9~12天时,复合涂膜组的失重率分别与海藻酸钠组、对照组存在显著差异(P<0.05),海藻酸钠组与对照组之间无明显差异。贮藏至第12天时,复合涂膜组失重率较对照组低0.21%,海藻酸钠组较对照组低0.06%。说明复合涂膜处理可以延缓失重率的上升,维持鲜切荒漠肉苁蓉的新鲜度。图3-b显示,TSS在整个贮藏期间均逐渐降低,与对照组相比,复合涂膜组的TSS含量显著性高于对照组(P<0.05),海藻酸钠组与对照组之间并未表现出显著性差异。贮藏至第12天时,复合涂膜组TSS分别比对照组和海藻酸钠组高12.87%、4.29%,其中海藻酸钠组较对照组高8.23%。说明复合涂膜处理可以有效延缓鲜切荒漠肉苁蓉在贮藏过程中TSS的消耗,保证TSS含量维持在高水平。由图3-c可知,鲜切荒漠肉苁蓉在贮藏过程中总多糖呈下降趋势,复合涂膜组总多糖显著高于对照组(P<0.05),其中对照组下降速率最快。贮藏至9~12天时,海藻酸钠组、复合涂膜组和对照组间存在显著性差异(P<0.05)。第12天时,海藻酸钠组、复合涂膜组的总多糖分别是对照组的1.11、1.52倍。表明复合涂膜处理可以有效减缓总多糖含量的下降。

a-失重率;b-TSS;c-总多糖

图3 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉失重率、TSS和总多糖的影响

Fig.3 Effect of composite coating treatment on weight loss rate, TSS, and total polysaccharide of fresh-cut C. deserticola

2.4 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉褐变度和菌落总数的影响

由图4-a可知,整个贮藏过程中褐变度逐渐增加,对照组增加速率最快,海藻酸钠组次之,复合涂膜组最为缓慢,且3组间存在显著性差异(P<0.05),贮藏至第12天时,对照组的褐变度是海藻酸钠组和复合涂膜组的1.096、1.24倍。说明复合涂膜处理在一定程度上可以抑制鲜切荒漠肉苁蓉的褐变。

a-褐变度;b-菌落总数

图4 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉褐变度和菌落总数的影响

Fig.4 Effect of composite coating treatment on browning degree and total colony count of fresh-cut C. desertica

a-MDA含量;b-H2O2含量;c-·O2-含量

图5 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉MDA、H2O2和·O2-含量的影响

Fig.5 Effect of composite coating treatment on MDA, H2O2 and ·O2- contents of fresh-cut C. deserticola

菌落总数常用衡量鲜切果蔬的品质安全,一旦菌落总数达到6 lg CFU/g以上,就会失去商品价值[22]。由图4-b可知,整个贮藏期间,鲜切荒漠肉苁蓉的菌落总数不断上升,海藻酸钠组、复合涂膜组始终低于对照组,对照组与复合涂膜组间有显著性差异(P<0.05),复合涂膜组增加速率最为缓慢。贮藏后期,海藻酸钠组与对照组间有显著性差异(P<0.05),贮藏至第12天时,复合涂膜组的菌落总数为3.41 lg CFU/g,与对照组相比,降低了27.64%,海藻酸钠组较对照组降低了15.48%。表明复合涂膜处理能有效遏制微生物的滋生与繁衍,减缓鲜切荒漠肉苁蓉贮藏过程中品质的下降。

2.5 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉膜脂过氧化的影响

一定程度上,MDA含量可反映细胞膜受氧化损伤的程度[23],由图5-a可知,整个贮藏期间MDA含量逐渐上升,海藻酸钠组、复合涂膜组显著低于对照组(P<0.05)。贮藏至第12天时,对照组的MDA含量最高,海藻酸钠组、复合涂膜组较对照组降低了7.48%、19.49%。说明复合涂膜处理更有效抑制鲜切荒漠肉苁蓉贮藏期间MDA的生成,从而延缓膜脂过氧化。H2O2作为活性氧(reactive oxygen species,ROS)的一种,积累在植物体内,机体若不及时清理,会对植物自身造成损伤[24]。如图5-b所示,整个贮藏期间,对照组和复合涂膜组的H2O2含量呈先上升后下降的趋势,海藻酸钠组则逐渐上升,3~9 d时,3组间存在显著差异(P<0.05),对照组始终高于海藻酸钠组和复合涂膜组。贮藏至第12天时,对照组分别是海藻酸钠组和复合涂膜组的1.06、2.53倍(P<0.05)。说明复合涂膜处理可以有效抑制鲜切荒漠肉苁蓉在贮藏过程中H2O2的积累。·O2-是另一种ROS,机体内含量过多会使组织膜脂过氧化反应加剧,导致MDA的积累,促进果蔬衰老与褐变[25]。如图5-c所示,各个组在贮藏期间·O2-的含量呈相同走势,均为先降低后逐渐升高,且互相间有显著性(P<0.05)。贮藏至12天时,海藻酸钠组、复合涂膜组分别比对照组低10.76%、43.88%(P<0.05)。说明复合涂膜处理能够防止·O2-过度积累,对鲜切荒漠肉苁蓉造成损伤。

2.6 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉抗氧化酶的影响

PPO主要与果蔬的酶促褐变有关[26]。由图6-a可知,在整个贮藏期间,鲜切荒漠肉苁蓉的PPO活性整体呈现出先下降再上升后下降的趋势,其中海藻酸钠组、复合涂膜组低于对照组。贮藏至第12天时,海藻酸钠组、复合涂膜组的PPO活性分别比对照组低1.5、3.73 U/g,且存在显著性差异(P<0.05)。说明复合涂膜处理一定程度上可抑制PPO活性,有效延缓鲜切荒漠肉苁蓉的褐变。POD也是参与酶促褐变和黑色素合成的关键酶之一。图6-b显示,各个组的POD活性均呈先上升再下降的趋势,且存在显著性(P<0.05),第6天有峰值出现。整个贮藏期间,对照组始终高于海藻酸钠组和复合涂膜处理组。贮藏末期,对照组的POD活性是海藻酸钠组和复合涂膜组的1.33、1.60倍。表明复合涂膜处理能显著抑制POD活性,削弱鲜切荒漠肉苁蓉的酶促褐变能力,延缓褐变。如图6-c所示,贮藏期间,对照组、海藻酸钠组、复合涂膜组的SOD活性总体处于不断上升的趋势,复合涂膜组显著高于对照组(P<0.05)。贮藏至第12天时,复合涂膜组、海藻酸钠组分别比对照组高86.79%、72.61%(P<0.05)。表明复合涂膜处理可以提高鲜切荒漠肉苁蓉的SOD活性。如图6-d所示,整个贮藏过程中鲜切荒漠肉苁蓉的CAT活性大致呈相同趋势,复合涂膜组始终高于海藻酸钠组和对照组。贮藏至第12天时,复合涂膜组的CAT活性分别是海藻酸钠组和对照组的1.19、1.35倍(P<0.05)。表明复合涂膜处理可以更好提高鲜切肉苁蓉的CAT活性。

a-PPO活性;b-POD活性;c-SOD活性;d-CAT活性

图6 复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉PPO、POD、SOD和CAT活性的影响

Fig.6 Effect of composite coating treatment on PPO, POD, SOD, and CAT activities of fresh-cut C. deserticola

3 讨论与结论

感官评价是直观判断果蔬新鲜度的一个重要指标,消费者通过感官可直接判断果蔬是否新鲜。本研究中,经过感官评分,发现在外观、风味、口感和整体接受度方面,复合涂膜处理的鲜切荒漠肉苁蓉评分更高。色泽、硬度、失重率、TSS、总多糖是评价果蔬贮藏期间外观品质和生理品质的重要指标,决定了果蔬的新鲜度、成熟度、风味以及营养价值。荒漠肉苁蓉经鲜切处理后,随着贮藏时间的延长,会出现褐变、组织变软、微生物侵染、水分和营养物质流失等问题,使其品质下降,影响商品价值[19]。在本研究中,复合涂膜处理显著延缓了鲜切荒漠肉苁蓉颜色的褐变,色泽较亮,与感官评价结果一致。张春洁[11]研究指出,海藻酸钠复合保鲜剂可有效保持鲜切莲藕的色泽,抑制褐变。白旭等[27]将壳聚糖与明胶复合用于包装鲜切火龙果,更好地维持了火龙果的色泽,与本试验结论相似。鲜切荒漠肉苁蓉在贮藏过程中生理代谢活动仍在继续进行,营养物质消耗加速,TSS作为呼吸作用的底物,逐渐被代谢消耗,多糖分解成单糖,所以质量减少,硬度下降,TSS和总多糖含量降低[28]。在本研究中,涂膜处理能够抑制失重率快速上升,维持TSS、总多糖含量和硬度,这与海藻酸钠的成膜特性有关,能够在鲜切荒漠肉苁蓉的表面形成一层具有良好阻湿和阻气效果的薄膜,抑制呼吸,防止水分蒸发,营养物质消耗减弱,与陈岑等[12]关于茶树精油-海藻酸钠复合涂膜处理鲜切苹果的研究结果类似。多糖还是肉苁蓉体内重要的功能性物质之一,具有抑制或清除自由基的能力,能够提高机体的SOD活力,降低脂质过氧化物和MDA的浓度[29]。本研究中,复合涂膜处理延缓了鲜切荒漠肉苁蓉菌落总数的增加,贮藏末期,未超过规定值。说明复合涂膜有较好的抑菌性。PRAKASH等[30]关于海藻酸钠添加柠檬醛纳米乳涂膜处理鲜切菠萝的研究具有与本试验相似的结论。

鲜切产品易褐变主要是酶促反应引起的,酚类物质、PPO和POD相互作用参与其中[31]。当细胞遭受机械损伤,一方面细胞与空气的接触面积增大,另一方面酚类物质和POD、PPO等酶类物质流出,酶与酚类物质反应加快[32-33],PPO、POD活性增加,从而酚类物质被氧化为醌类物质,导致鲜切荒漠肉苁蓉褐变。本文中复合涂膜可显著抑制PPO、POD活性,对鲜切荒漠肉苁蓉褐变的控制有积极影响。梁金甜等[34]在关于γ-氨基丁酸-壳聚糖涂膜处理人参果的研究中发现,复合涂膜可以抑制PPO、POD活性,延缓褐变,与此结果一致。ROS是果蔬正常代谢的产物,主要包括H2O2和·O2-,当果蔬受到外界胁迫时,ROS代谢失衡并在体内积累,引发细胞膜脂过氧化,损害细胞[24-25]。MDA作为细胞膜脂氧化反应的产物,对细胞具有毒害作用[23]。鲜切引起的机械损伤导致ROS积累,MDA生成增加,膜脂过氧化程度加剧,细胞开始衰老,从而影响荒漠肉苁蓉的品质。SOD、CAT是重要的ROS清除酶,具有抗氧化性,可以清除果蔬体内的自由基,有效维持体内ROS的平衡,保持果蔬的最佳贮藏品质以及流通品质[35]。·O2-的浓度影响着SOD的活性,鲜切诱导了·O2-的积累,从而激发了SOD活性。SOD能将·O2-歧化为H2O2,所以鲜切荒漠肉苁蓉在贮藏前期,H2O2含量呈上升趋势。贮藏至后期时,CAT发挥作用,将H2O2分解为H2O和O2,从而H2O2开始下降。因此,该研究可有效抑制H2O2、·O2-的积累,增强SOD、CAT活性,ROS积累减少,从而降低对细胞的氧化损伤。MDA还与果蔬的衰老以及细胞膜的完整度有关[36],有研究表明复合膜在某种程度上可以保持细胞膜系统的完整程度,缓解膜脂过氧化作用[37]。本研究中,复合涂膜处理显著抑制MDA的产生,降低了膜脂过氧化速率,细胞衰老减慢,有利于鲜切荒漠肉苁蓉的贮藏。

本研究发现,海藻酸钠单独或复合涂膜处理均能有效维持鲜切荒漠肉苁蓉贮藏过程中的外观品质和生理品质,提高感官评分,抑制褐变和微生物滋生。此外,涂膜处理抑制了鲜切荒漠肉苁蓉的PPO、POD活性,提高SOD、CAT活性,ROS自由基被清除,使得ROS积累减少,膜脂过氧化程度减轻,减少了MDA的生成,其中海藻酸钠复合涂膜处理保鲜效果更好,可见复合涂膜处理是一种较好的鲜切荒漠肉苁蓉贮藏保鲜方法。

参考文献

[1] 周晓芳, 张雄杰, 孙永强, 等.荒漠肉苁蓉生活史研究[J].生物学通报, 2007, 42(8):15-16;64.ZHOU X F, ZHANG X J, SUN Y Q, et al.Life scycle of Cistanche deserticola[J].Bulletin of Biology, 2007, 42(8):15-16;64.

[2] GUO Y L, CUI Q L, REN S M, et al.The hepatoprotective efficacy and biological mechanisms of three phenylethanoid glycosides from cistanches herba and their metabolites based on intestinal bacteria and network pharmacology[J].Journal of Natural Medicines, 2021, 75(4):784-797.

[3] 夏美茹, 张青, 孙志惠, 等.肉苁蓉中功能因子测定及提取研究进展[J].现代食品, 2020, 26(15):22-25;37.XIA M R, ZHANG Q, SUN Z H, et al.Research progress on determination and extraction of functional factors in Cistanche deserticola[J].Modern Food, 2020, 26(15):22-25;37.

[4] 路帆, 梁佳睿, 殷贝贝, 等.气调微孔膜包装对鲜切肉苁蓉活性成分及抗氧化活性的影响[J].现代食品科技, 2023, 39(3):194-201.LU F, LIANG J R, YIN B B, et al.Effect of microporous membrane modified atmosphere packaging on the active components and antioxidant activity of fresh-cut Cistanche deserticola Y.C.Ma[J].Modern Food Science and Technology, 2023, 39(3):194-201.

[5] 胡晓敏, 黄彭, 刘雯欣, 等.非热物理技术在鲜切果蔬保鲜中的应用研究进展[J].食品与发酵工业, 2021, 47(10):278-284.HU X M, HUANG P, LIU W X, et al.Application of non-thermal physical technologies in fresh-cut fruits and vegetables preservation[J].Food and Fermentation Industries, 2021, 47(10):278-284.

[6] QIAO L P, GAO M, ZHENG J X, et al.Novel browning alleviation technology for fresh-cut products:Preservation effect of the combination of Sonchus oleraceus L.extract and ultrasound in fresh-cut potatoes[J].Food Chemistry, 2021, 348:129132.

[7] 迟敏. 鲜切果蔬加工工艺与保鲜技术探讨[J].现代食品, 2020, 26(1):76-77;80.CHI M.Discussion on fresh-cut fruit and vegetable processing technology and fresh-keeping technology[J].Modern Food, 2020, 26(1):76-77;80.

[8] MANTILLA N, CASTELL-PEREZ M E, GOMES C, et al.Multilayered antimicrobial edible coating and its effect on quality and shelf-life of fresh-cut pineapple (Ananas comosus)[J].LWT - Food Science and Technology, 2013, 51(1):37-43.

[9] 汤秋冶, 潘道东, 孙杨赢, 等.海藻酸钠抗菌复合涂膜对冰鲜鸭肉保鲜效果的影响[J].现代食品科技, 32(8):240-245;301.TANG Q Y, PAN D D, SUN Y Y, et al.Effect of sodium alginate-based antimicrobial composite coating treatment on the preservation of chilled duck[J].Modern Food Science and Technology, 2016, 32(8):240-245;301.

[10] 张丽华, 张培旗, 纵伟, 等.茶多酚/海藻酸钠膜对鲜切猕猴桃品质的影响[J].现代食品科技, 2014, 30(12):182-187.ZHANG L H, ZHANG P Q, ZONG W, et al.Effect of tea polyphenol-containing sodium alginate-based edible coatings on the quality of fresh-cut kiwifruit[J].Modern Food Science and Technology, 2014, 30(12):182-187.

[11] 张春洁. 海藻酸钠复合褐变抑制剂涂膜对鲜切莲藕的保鲜效果及机理研究[D].南京:南京师范大学,2020.ZHANG C J.Research on the freshness preservation effect and mechanism of sodium alginate composite browning inhibitor coated film on fresh-cut lotus root[D].Nanjing:Nanjing Normal University, 2020.

[12] 陈岑, 王荣荣, 杨洁, 等.茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果品质的影响[J].保鲜与加工, 2021, 21(11):16-21.CHEN C, WANG R R, YANG J, et al.Effect of tea tree essential oil and sodium alginate composite coating on the quality of fresh-cut apple[J].Storage and Process, 2021, 21(11):16-21.

[13] 高莉, 李园园, 曹琳青, 等.D-异抗坏血酸钠对鲜切桃的保鲜护色效果研究[J].价值工程, 2015, 34(4):308-309.GAO L, LI Y Y, CAO L Q, et al.Study on D-sodium erythorbate in preservating freshness and color effects of fresh-cut peachs[J].Value Engineering, 2015, 34(4):308-309.

[14] 林启建. D-异抗坏血酸钠对茄子鲜切切片的保鲜效果研究[J].园艺与种苗, 2021, 41(3):1-2;5.LIN Q J.Preservation effects of D-sodium erythorbate solution on fresh-cut slices of eggplant[J].Horticulture &Seed, 2021, 41(3):1-2;5.

[15] 范林林, 赵文静, 赵丹, 等.柠檬酸处理对鲜切苹果的保鲜效果[J].食品科学, 2014, 35(18):230-235.FAN L L, ZHAO W J, ZHAO D, et al.Effect of citric acid treatment on the quality of fresh-cut apple slices during storage[J].Food Science, 2014, 35(18):230-235.

[16] 郑小林, 吴小业.柠檬酸处理对采后芒果保鲜效果的影响[J].食品科学, 2010, 31(18):381-384.ZHENG X L, WU X Y.Preservative effect of citric acid treatment on storage of mango fruits at room temperature[J].Food Science, 2010, 31(18):381-384.

[17] 曹森, 赵成飞, 崔世江, 等.复合保鲜剂对鲜切天麻贮藏品质的影响[J].包装工程, 2020, 41(1):31-36.CAO S, ZHAO C F, CUI S J, et al.Effects of compound preservatives on storage quality of fresh-cut Gastrodia elata[J].Packaging Engineering, 2020, 41(1):31-36.

[18] 韩春然, 鲁焱兴, 黄赫雁.两种包装材料结合氩气保鲜对香菇品质的影响[J].包装工程, 2019, 40(11):52-57.HAN C R, LU Y X, HUANG H Y.Effects of two kinds of packing materials combined with argon preservation on mushroom quality[J].Packaging Engineering, 2019, 40(11):52-57.

[19] 路帆. 鲜切肉苁蓉脱皮和气调包装技术的研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学, 2022.LU F.Study on peeling and modified atmosphere packaging technology of fresh-cut Cistanche deserticola Y.C.Ma[D].Urumqi:Xinjiang Agricultural University, 2022.

[20] 牛晓方, 高一军, 怀宝刚, 等.硫酸-苯酚法测定六种牡丹叶中总多糖的含量[J].山东农业工程学院学报, 2021, 38(4):33-35.NIU X F, GAO Y J, HUAI B G, et al.Determination of total polysaccharide in six peony leaves by sulfuric acid-phenol method[J].The Journal of Shandong Agriculture and Engineering University, 2021, 38(4):33-35.

[21] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社, 2007.CAO J K, JIANG W B, ZHAO Y M.Guidelines for Postharvest Physiological and Biochemical Experiments of Fruits and Vegetables[M].Beijing:China Light Industry Press, 2007.

[22] 黄欣莹. 低温等离子体结合蜂蜜喷涂处理对鲜切苹果的品质调控研究[D].无锡:江南大学, 2022.HUANG X Y.Study on quality control of fresh-cut apples by cold plasma combined with honey coating[D].Wuxi:Jiangnan University, 2022.

[23] 桑煜, 张慜, 过志梅.壳聚糖复合涂膜联合气调对迷你黄瓜保鲜的影响[J].食品与生物技术学报, 2019, 38(12):123-128.SANG Y, ZHANG M, GUO Z M.Effect of chitosan composite coatings combined with MAP on the quality of mini-cucumbers[J].Journal of Food Science and Biotechnology, 2019, 38(12):123-128.

[24] VIA S Z, CHAVES A R.Antioxidant responses in minimally processed celery during refrigerated storage[J].Food Chemistry, 2006, 94(1):68-74.

[25] LIU Z L, WANG X Y.Changes in color, antioxidant, and free radical scavenging enzyme activity of mushrooms under high oxygen modified atmospheres[J].Postharvest Biology and Technology, 2012, 69:1-6.

[26] 管玉格. 鲜切西兰花酚类物质生物合成机制及其抗氧化活性的研究[D].大连:大连理工大学, 2021.GUAN Y G.Study on biosynthetic mechanism of phenolic substances and their antioxidant activity in fresh-cut broccoli[D].Dalian:Dalian University of Technology, 2021.

[27] 白旭, 周家华, 常虹, 等.活性膜包装鲜切火龙果品质变化[J].食品工业, 2020, 41(12):185-189.BAI X, ZHOU J H, CHANG H, et al.Quality change of fresh-cut pitaya packed with active film[J].The Food Industry, 2020, 41(12):185-189.

[28] 黄镜如, 张银肖, 鲁晓翔.纳他霉素处理对鲜切白萝卜品质的影响[J].保鲜与加工, 2019, 19(2):36-40.HUANG J R, ZHANG Y X, LU X X.Effect of natamycin treatment on quality of fresh-cut white radish[J].Storage and Process, 2019, 19(2):36-40.

[29] 侯蕾, 王波, 厉广辉, 等.肉苁蓉研究进展与产业化现状[J].山东农业科学, 2020, 52(12):133-140.HOU L, WANG B, LI G H, et al.Research progress and industrialization status of Cistanche deserticola[J].Shandong Agricultural Sciences, 2020, 52(12):133-140.

[30] PRAKASH A, BASKARAN R, VADIVEL V.Citral nanoemulsion incorporated edible coating to extend the shelf life of fresh cut pineapples[J].LWT, 2020, 118:108851.

[31] JIANG Y M, DUAN X W, JOYCE D, et al.Advances in understanding of enzymatic browning in harvested litchi fruit[J].Food Chemistry, 2004, 88(3):443-446.

[32] ALI S, KHAN A S, ULLAH MALIK A, et al.Modified atmosphere packaging delays enzymatic browning and maintains quality of harvested litchi fruit during low temperature storage[J].Scientia Horticulturae, 2019, 254:14-20.

[33] 濮艳清, 卢立新, 潘嘹, 等.预处理结合气调包装对混合鲜切果蔬品质的影响[J].食品与发酵工业, 2020, 46(6):114-120.PU Y Q, LU L X, PAN L, et al.Effect of pretreatment combined with modified atmosphere packaging on the quality of mixed fresh-cut fruits and vegetables[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(6):114-120.

[34] 梁金甜, 曾丽萍, 赵文汇, 等.主成分分析γ-氨基丁酸-壳聚糖涂膜对人参果贮藏品质的影响[J].包装工程, 2024, 45(1):165-173.LIANG J T, ZENG L P, ZHAO W H et al.Principal component analysis of effects of γ - aminobutyric acid-chitosan coating on storage quality of pepino fruits[J].Packaging Engineering, 2024, 45(1):165-173.

[35] 郭文岚. 不同涂膜处理对黄冠梨抗氧化成分和抗氧化能力的影响[D].天津:天津大学, 2012.GUO F L.Effects of different coating treatments on antioxidant contents and antioxidant ability in Huang Guan pear[D].Tianjin:Tianjin University, 2012.

[36] GILL S S, TUTEJA N.Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants[J].Plant Physiology and Biochemistry, 2010, 48(12):909-930.

[37] YOU Y L, JIANG Y M, SUN J, et al.Effects of short-term anoxia treatment on browning of fresh-cut Chinese water chestnut in relation to antioxidant activity[J].Food Chemistry, 2012, 132(3):1191-1196.

Effect of sodium alginate composite coating treatment on preservation of fresh-cut Cistanche desertica

JIN Lina, ZHANG Zhen*, SONG Le, ZHAO Yuanyuan, SHI Jianli, ZHANG Yaming,YANG Haohao

(College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730000, China)

ABSTRACT To investigate the effect of sodium alginate composite coating on the storage effect of fresh-cut Cistanche desertica.C.deserticola was treated with sodium alginate, sodium alginate composite coating immersion for 10 min, distilled water treated as the control group and stored at (4±1) ℃ for 12 d.Sensory evaluation, appearance quality, physiological quality, browning degree, total colony count, membrane lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity were measured.The results showed that compared with the control and sodium alginate alone coating treatments, the sodium alginate composite coating treatment could better maintain the total soluble solids and total polysaccharide contents of fresh-cut C.desertica, slowed down the decrease of color and hardness, lowered weight loss rate and total colony count, effectively inhibited the production of malondialdehyde and the rise of browning degree.By decreasing the contents of hydrogen peroxide and superoxide anion, inhibiting the activities of polyphenol oxidase and peroxidase, and increasing the activities of superoxide dismutase and catalase to retard browning and maintain the balance of reactive oxygen metabolism.The sensory evaluation scores and overall acceptance were high, and the freshness preservation effect was good.This study provides a theoretical basis for the application of composite coating in fresh-cut C.desertica preservation.

Key words fresh-cut Cistanche desertica;sodium alginate;composite coating;quality;storage and preservation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.042295

引用格式:金丽娜,张珍,宋乐,等.海藻酸钠复合涂膜处理对鲜切荒漠肉苁蓉保鲜效果的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(21):330-337.JIN Lina, ZHANG Zhen, SONG Le, et al.Effect of sodium alginate composite coating treatment on preservation of fresh-cut Cistanche desertica[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(21):330-337.

第一作者:硕士研究生(张珍教授为通信作者,E-mail:zhangzhen@gsau.edu.cn)

基金项目:甘肃省产业支撑项目(2023CYZC-43);甘肃省重点研发计划项目(23YFNA0026);国家重点研发计划项目(2019YFC1606505);兰州市科技计划项目(2024-8-3,2024-8-24)

收稿日期:2025-02-05,改回日期:2025-03-24