异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果的保鲜效果

袁 芳1,邱诗铭1,李 丽2,3,*,林 洋

(1.广西民族师范学院生物与食品工程学院,广西崇左 532200;2.广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007;3.广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室,广西南宁 530007;4.广西益全检测评价有限公司,广西柳州 545004)

鲜切果蔬,又名微加工、最小或轻(浅)度加工果蔬,即经过清洗、整理、去皮、切割、保鲜、包装而成,因其营养丰富、新鲜卫生、食用方便、100% 可食用等特点深受各国消费者青睐[1-2]。芒果(MangiferaindicaL.)是著名的亚热带水果,含有丰富的维生素C、β-胡萝卜素和酚类化合物,长期食用可以降低血脂、提高血清抗氧化能力[3-4]。金煌芒在我国广西、广东、海南、福建、台湾等地都有种植,具有产量高、果实大、味甜多汁、纤维少的特点[5-6],适合加工成鲜切产品。鲜切芒果因其风味独特、营养丰富、食用方便的特点在零售店和餐饮业中需求很高,但鲜切产品因机械损伤导致的逆境胁迫使其生理生化特性改变,从而加速组织衰老、褐变、营养物质流失，导致品质下降[7]。因此,研究鲜切芒果的保鲜技术,减少营养物质流失、延缓褐变和品质下降,对提高芒果附加值具有重要的意义。

异抗坏血酸是抗坏血酸的异构体,具有更强的抗氧化性,是一种新型且安全的食品抗氧化剂、保鲜剂[8],可以有效延缓鲜切产品褐变。钙盐溶液处理可以维持细胞结构的稳定性,有效降低细胞膜透性,从而使果实延缓衰老,保持硬度[2]。张筱[9]研究发现,浓度为1%氯化钙对鲜切桃的保鲜效果最好,能有效延缓软化,减少褐变,并保持较高的SOD、CAT活性。已有报道显示,保鲜剂复合使用对鲜切产品的保鲜效果比单一使用更好[10-13]。国内外有关鲜切芒果的研究主要集中在热处理[14]、单一果蔬保鲜剂[14-15]、结合可食性涂膜[15-16]、脉光冲[16]、品种和成熟度[17]等对品质或抗氧化性的影响,但异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果保鲜效果的影响还未见报道。

本文以“金煌”芒果为材料,在经过预试验筛选最佳的异抗坏血酸与氯化钙处理液浓度的基础上,研究异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果保鲜效果的影响,旨在为鲜切芒果贮藏期间营养物质含量的变化、果实的软化、褐变以及相关酶活性的变化研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金煌芒 采自广西省龙州县,在果实八成熟时采摘,当天运回实验室,挑选大小均匀、成熟度一致的果实进行实验;异抗坏血酸、氯化钙 均为国产食品级;其它试剂 均为国产分析纯。

3-18KS大型多功能冷冻离心机 德国Sigma公司;UV759CRT紫外可见分光光度计 上海佑科仪器仪表有限公司;YC-300L超低温冰箱 中科美菱;FTC/TMS-Pilot质构仪 美国FTC公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鲜切芒果加工工艺 芒果清洗表面泥沙→去皮去核→切成厚1 cm的果片→浸渍处理→捞出沥干→厚度为0.01 mm聚乙烯保鲜袋包装→4 ℃相对湿度80%条件下贮藏15 d,定期取样测定相关指标。

1.2.2 复合保鲜剂的最佳浓度筛选 按照1.2.1的加工流程分别对浓度为0.1、0.5、0.1 g/100 mL的氯化钙与0.5、1、2 g/100 mL的异抗坏血酸以不同组合进行预实验,通过感官评价筛选出最佳的浓度配比,即1 g/100 mL异抗坏血酸+0.5 g/100 mL氯化钙组合,进行正式实验,探讨该组合处理对鲜切芒果保鲜效果的影响。

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 呼吸速率的测定 参考李辉[18]的方法,鲜切芒果的呼吸强度用红外CO2分析仪测定,重复三次,单位为mg/(kg·h)。

1.2.4.2 细胞膜相对渗透率的测定 参照Linchun Mao等[19]的方法测定鲜切芒果细胞膜相对渗透率,结果以%表示,重复三次。

1.2.4.3 硬度的测定 参考李辉[18]的方法,采用直径为10 mm的圆柱加载压头,起始力为0.38 N,测试速度为60 mm/min,回程速度为60 mm/min,测试距离为8 mm,每组样品平行8次试验,单位为N。

1.2.4.4 可滴定酸含量的测定 采用酸碱滴定法,重复三次,取其平均值,并做空白实验,以柠檬酸%(w/w)计。

1.2.4.5 类胡萝卜素含量的测定 参考朱广廉等[20]的方法,从5片鲜切芒果中称取1 g果肉,加入少量石英沙、CaCO3和80%丙酮,研磨成匀浆,滤纸过滤,用80%丙酮洗涤沉淀2～3次,用80%丙酮定容至25 mL,分别于663、645、440 nm处测定吸光值。以80%丙酮为对照,重复三次,单位为(mg/g FW)。

1.2.4.6 AsA含量的测定 参照Lin等[21]的方法,AsA含量以mg/100 g FW表示。

1.2.4.7 总酚含量的测定 参考曹建康等[22]方法,总酚含量直接以OD280/g FW表示。

1.2.4.8 褐变指数的测定 参照杨巍等[23]的方法测定褐变指数。

1.2.4.10 SOD、CAT、APX活性的测定 参照李辉[18]的方法略加修改。从5片鲜切芒果中取果肉5 g,加入5 mL 50 mmol/L pH7.0的磷酸缓冲液(含0.1 mmol/L乙二胺四乙酸二钠、0.3%曲拉通X-100、2%聚乙烯吡咯烷酮),冰浴研磨成匀浆,14000×g冷冻(4 ℃)离心20 min,取上清液定容至20 mL,用于SOD、CAT、APX活性测定。

SOD活性测定:通过测量SOD下抑制硝基蓝四唑的光化学还原的能力测定,在560 nm下测定吸光值，以每分钟每克果肉组织(鲜重)的反应体系对氮蓝四咄光化还原的抑制为50%为一个SOD酶活性单位(U),结果以U表示。

CAT活性测定:在240 nm下测定过氧化氢分解而引起的吸光度降低来测定,CAT活性以每分钟吸光度变化值减少0.1的酶用量为一个CAT酶活性单位(U),结果以U/g FW表示。

APX活性测定:通过催化抗坏血酸被氧化,溶液在波长为290 nm处吸光度下降来测定,以每分钟吸光值降低0.01的酶用量为一个APX酶活性单位(U),结果以U/g FW表示。

1.2.4.11 POD、PPO活性的测定 参照赵云峰等[24]的方法略加修改。酶液提取:果肉取10 g，加入5 mL 50 mmol/L pH6.86的磷酸缓冲液,在冰浴中研磨成匀浆,在4 ℃ 14000 r/min下离心20 min,取上清液用于酶活性测定。

PPO活性:通过催化酚类物质氧化来测定,以每分钟OD525 nm变化0.001为1个PPO酶活性单位(U),结果以U/g FW表示。

POD活性测定:通过催化过氧化氢氧化酚类以形成深色化合物来测定,以每分钟OD470 nm变化0.001为1个POD酶活性单位(U),结果以U/g FW表示。

1.3 数据处理

采用SPSS 17.0软件对以上数据进行统计分析,使用Duncan法比较平均值之间的差异性,用Excel 2010软件绘图。

2 结果与分析

2.1 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果呼吸速率的影响

呼吸作用的强弱与其生理生化的快慢有关,呼吸作用越强,组织衰老越快[25-26]。由图1可知,鲜切芒果在第1～2 d出现呼吸峰值,异抗坏血酸与氯化钙联合处理和对照组鲜切芒果的呼吸峰值分别为401.90 mg/(kg·h)和683.47 mg/(kg·h),处理组比对照组降低了41.20%,处理组没有推迟呼吸峰的出现,但显著降低了峰值(P<0.05)。此外,在第10 d,处理组的呼吸速率极显著低于对照(P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以显著降低鲜切芒果的呼吸峰值(P<0.05),从而减缓组织衰老,但并未推迟呼吸峰的出现。

图1 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果呼吸速率的影响Fig.1 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on respiration rate of fresh-cut mango注:*:处理组与对照组相比差异显著(P<0.05);**:处理组与对照组相比差异 极显著(P<0.01);图2～图9同。

2.2 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果细胞相对渗透率的影响

相对渗透率反映了细胞膜的完整性,相对渗透率增高,说明膜透性增大,植物组织衰老进程加快[27-28]。由图2可知,对照组鲜切芒果的细胞膜相对渗透率在第0～6 d时上升缓慢,之后上升较快,而处理组的在0～9 d时变化很小,之后快速上升。处理组在整个贮藏期都低于对照,且在9～15 d时与对照差异显著(P<0.05)。以上结果表明,异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以延缓鲜切芒果细胞膜透性的增大,保持了细胞的相对完整性,从而延缓衰老。

图2 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果细胞相对渗透率的影响Fig.2 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on cell membrane relative permeability of fresh-cut mango

2.3 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果硬度的影响

由图3可知,对照组鲜切芒果的硬度在0～12 d时下降较快,而后保持不变,处理组在0～3 d时下降较快,在3～9 d时变化不大,在9～15 d缓慢下降。统计分析表明,处理组在9～15 d时显著或极显著高于对照(P<0.05,P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以延缓鲜切芒果贮藏期间的软化,使鲜切芒果保持较好的品质。

图3 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果硬度的影响Fig.3 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on firmness of fresh-cut mango

2.4 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果可滴定酸含量的影响

由图4可知,鲜切芒果的可滴定酸含量在0～3 d时下降较快,3～6 d时上升,之后变化不大。与对照组相比,处理组的可滴定酸含量在第3 d极显著高于对照(P<0.01),其它期间与对照差异不显著。说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理只在贮藏前期保持了较高的可滴定酸含量,此后影响不大。

图4 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果可滴定酸含量的影响Fig.4 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on titrate acid content of fresh-cut mango

2.5 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果类胡萝卜素、AsA、总酚含量的影响

由图5A可知,对照组鲜切芒果的类胡萝卜素含量在0～6 d时下降快速,在6～12 d时变化不大,12～15 d时上升。处理组的类胡萝卜素的含量在0～3 d时下降,之后上升,直到第9 d达到最高之后又开始下降,12～15 d时缓慢上升。在9～15 d时处理的类胡萝卜素的含量显著或极显著高于对照(P<0.05,P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理使类胡萝卜素含量明显高于对照。

由图5B可知,对照组鲜切芒果的AsA含量在0～3 d时快速下降,3～6 d时缓慢下降,之后缓慢上升至第12 d,12～15 d时又缓慢下降。处理组的AsA含量0～3 d时也快速下降,但在3～6 d时又快速上升,在6～12 d时变化不大,12～15 d时快速下降。在贮藏期的第3 d,处理组的AsA含量显著高于对照(P<0.05),在6～15 d时极显著高于对照(P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理使AsA含量明显高于对照。

由图5C可知,与对照组相比,处理组鲜切芒果的总酚含量在贮藏期间波动很小,比较稳定,对照组的总酚含量在0～6 d时快速下降后又上升,6～9 d时变化很小,9～15 d时上升之后又下降。在第3 d时,处理组显著高于对照(P<0.05),而在第12 d时,又显著低于对照(P<0.05),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以维持总酚含量的相对稳定。

图5 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果类胡萝卜素、AsA、总酚含量的影响Fig.5 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on carotenoids,AsA,total phenolic content of fresh-cut mango

2.6 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果褐变指数的影响

褐变是鲜切产品贮藏期内品质下降的主要原因,从图6可知,鲜切芒果的褐变主要发生在第3 d之后,褐变指数在第3 d之后开始上升,且3～6 d时上升较快。统计分析表明,贮藏期的在6～15 d时处理组鲜切芒果的褐变指数显著低于对照组(P<0.05),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以有效抑制鲜切芒果的褐变。

图6 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果褐变指数的影响Fig.6 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on browning index of fresh-cut mango

2.7 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果超氧阴离子产生速率的影响

图8 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果SOD,CAT,APX,POD的影响Fig.8 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the activity of SOD,CAT,APX and POD of fresh-cut mango

图7 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果产生速率的影响Fig.7 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the rate of production of fresh-cut mango

2.8 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果SOD、CAT、APX、POD活性的影响

由图8A可知,对照组鲜切芒果的SOD活性在0～3 d时快速上升后一直呈下降趋势。处理组的SOD活性在6～9 d时快速上升,其余期间变化缓慢。处理组SOD活性在第6 d之后高于对照组,其中第9、12和15 d时与对照差异显著(P<0.05),分别为对照组的1.47、1.54、1.50倍。说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理在贮藏的中后期能够有效保持SOD的高活性。

由图8B可知,处理组鲜切芒果的CAT活性从第3 d开始一直高于对照组。对照组的CAT活性在贮藏的前12 d变化不大,在12～15 d时上升。处理组的CAT活性在贮藏的前9 d一直呈上升趋势,至最高活性为13.44 U/g FW,之后快速下降,在12～15 d时又快速上升。在第6、9和12 d,处理组的CAT活性分别为对照组的2.50、3.64、1.58倍,均极显著高于对照(P<0.01),第15 d显著高于对照(P<0.05),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理能保持更高的CAT活性。

由图8C可知,处理组和对照组的APX活性在贮藏的前9 d变化趋势一致,都是在0～3 d时下降,3～6 d时快速上升,之后又下降,不同的是处理组在9～12 d时上升,而对照则下降,贮藏的最后3 d两组APX活性都变化不大,整个贮藏期间处理组的APX活性都高于对照。统计分析表明,处理组的APX活性在第6和12 d时都显著高于对照组(P<0.05),在第15 d时极显著高于对照(P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理显著保持了较高的APX活性。

由图8D可知,对照组鲜切芒果的POD活性在贮藏的前9 d一直呈下降趋势,至最低值为21.66 U/g FW之后快速上升至最高值为104.43 U/g FW,之后变化不大。处理组的POD活性则在整个贮藏期都呈下降趋势。统计分析表明,处理组的POD活性在0～6 d时极显著高于对照组(P<0.01),第12 d显著低于对照组(P<0.05),第15 d极显著低于对照组(P<0.01),说明异抗坏血酸与氯化钙联合处理在贮藏前期保持了较高的POD活性,而后期则抑制了POD的活性。

2.9 异抗坏血酸与氯化钙联合处理对鲜切芒果PPO活性的影响

由图9可知,对照鲜切芒果的PPO活性在0～3 d时快速上升,在3～9 d时缓慢下降,在9～12 d时又缓慢上升之后快速下降。处理组的PPO活性在0～3 d时也快速上升,但在3～6 d时又快速下降,并且之后一直保持稳定。统计分析表明,与对照相比,处理组的PPO活性在6～12 d时显著或者极显著低于对照(P<0.05,P<0.01)。以上结果表明,异抗坏血酸与氯化钙联合处理可以有效抑制PPO的活性。

图9 异抗坏血酸与氯化钙联合处理 对鲜切芒果PPO的影响Fig.9 Effect of combined treatment with erythorbic acid and calcium chloride on the activity of PPO of fresh-cut mango

3 讨论与结论

芒果采后由于代谢旺盛,果实容易后熟而变软、营养物质发生变化,加上鲜切产品因机械损伤产生逆境胁迫,使得呼吸旺盛、膜透性增加、衰老加快、褐变严重和营养物质损耗,难以保鲜[7,25,29]。本研究表明,异抗坏血酸与氯化钙联合处理鲜切芒果的呼吸峰值降低了41.20%,延缓相对渗透率的上升,保持了细胞的相对完整性,从而延缓衰老,并减少褐变的发生。类胡萝卜素、AsA、总酚是植物体内重要的抗氧化物质,是活性氧的有效清除剂,其中酚类物质不仅是植物体内重要的抗氧化剂和呼吸传递物质,同时又是酶促褐变的底物,总酚含量越高,与氧接触的几率就越大[30],然而植物组织中总酚的实际测定浓度取决于总酚合成和氧化降解之间的平衡[25-28]。本研究中发现异抗坏血酸与氯化钙联合处理在贮藏的中后期保持了较高的类胡萝卜素、AsA含量,只在第3 d保持了较高总酚含量,第12 d又低于对照,相比对照总体趋于稳定。结合褐变指数第3 d时为0,第12 d时褐变指数上升较快来看,第3 d酚类物质主要作为抗氧化剂,而后期可能作为酶促褐变的底物加速了褐变的发生。

综上所述,异抗坏血酸与氯化钙联合处理降低了鲜切芒果的呼吸峰值,延缓了硬度的下降和相对渗透率的上升,减少褐变发生,保持了较高的类黄酮和AsA含量,对可滴定酸含量影响不大,抑制了PPO的活性,保持了较高的SOD、CAT、APX活性,前期保持了较高的POD活性,末期又抑制了POD活性,提高了贮藏期间鲜切芒果的品质。