冰溫結合ε-聚賴氨酸對貯藏期間藍莓生理品質的變化影響

于繼男,薛 璐,*,魯曉翔,陳紹慧

(1.天津商業大學生物技術與食品科學學院,天津市食品生物技術重點實驗室,天津 300134;2.國家農產品保鮮工程技術研究中心,天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室,天津 300384)

冰溫結合ε-聚賴氨酸對貯藏期間藍莓生理品質的變化影響

于繼男1,薛 璐1,*,魯曉翔1,陳紹慧2

(1.天津商業大學生物技術與食品科學學院,天津市食品生物技術重點實驗室,天津 300134;2.國家農產品保鮮工程技術研究中心,天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室,天津 300384)

通過研究對經ε-聚賴氨酸處理的藍莓在冰溫貯藏期間的生理品質的變化,探討冰溫結合ε-聚賴氨酸處理對藍莓的保鮮效果。實驗選取濃度為100、300、500μL/g ε-聚賴氨酸處理藍莓,在70d貯藏期中每10d測一次相關指標。結果表明,與直接冰溫貯藏藍莓相比,冰溫結合ε-聚賴氨酸的處理對延緩藍莓的腐爛、抑制VC和花色苷的減少、保護藍莓果霜均有明顯效果,并且抑制了藍莓的呼吸強度和乙烯生成速率,對過氧化氫酶CAT活力也有很明顯的抑制效果。其中經300μL/g ε-聚賴氨酸處理的效果最優。說明冰溫結合ε-聚賴氨酸處理貯藏的效果優于直接冰溫貯藏。

藍莓,冰溫貯藏,ε-聚賴氨酸,生理品質變化

藍莓(Blueberry),杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vac-ciniumL.)植物,多年生落葉或常綠灌木[1]。它的果味酸甜,深受人們的喜愛。營養價值遠高于蘋果、葡萄等[2]。然而藍莓的成熟期在6～8月份,炎熱潮濕的環境下導致其室溫放置2～4d就開始腐爛變質[3]。藍莓的價格相對較高,所以鮮食藍莓的保鮮有著很高的經濟價值以及廣闊的市場前景。因此,研究鮮食藍莓的保鮮技術有著很重要的意義。

冰溫是繼冷藏和氣調貯藏之后的又一代保鮮技術[4],在鮮活農產品的貯藏方面,冰溫技術比冷藏技術的貯藏時間要長并且新鮮程度較高。這項技術已經在葡萄、柿子、荔枝、紅富士等果蔬貯藏方面有所研究[5-8]。ε-聚賴氨酸(ε-poLy-L-Lysine,簡稱ε-PL)是一種具有抑菌功效的多肽。由Shima S[9]等人在1977年發現,它是一種由鏈霉菌屬的代謝產物,經分離提取精制而獲得的發酵產品。ε-聚賴氨酸安全性高,抑菌譜廣,熱穩定性強,pH范圍寬,水溶性強[10]。作為新型天然生物防腐劑,ε-聚賴氨酸有著天然、營養、安全的特點,已在冷鮮豬肉、南美蝦、米飯、玉米汁飲料中有所應用[11-14]。

目前,關于藍莓的冰溫貯藏已有所報道,但是對于經過保鮮劑處理的藍莓在冰溫貯藏期間的品質變化的研究尚鮮有報道。本實驗以新鮮的藍莓為試材,探究經過ε-聚賴氨酸處理對釆后冰溫貯藏的藍莓的保鮮品質的影響,旨在為藍莓的貯藏保鮮提供一種新的技術方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采用來自遼寧省大連市金州區藍莓采摘園的藍莓,品種為“北麓”,藍莓釆后當天運回國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)實驗室(以下簡稱中心實驗室),進行相關處理。

三氯乙酸、無水乙醇、冰乙酸、草酸 天津江天化工技術有限公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 天津市科威有限公司;鄰苯二酚、愈創木酚、偏磷酸 天津市光復精細化工研究所;乙二胺四乙酸、雙氧水 天津市光復科技發展有限公司;二硫蘇糖醇DTT 天津博美科生物技術有限公司;聚乙烯吡咯烷酮PVPK-30 SbaseBio公司;鉬酸銨 天津市化學試劑四廠凱達化工廠。上述所有試劑均為分析純。

BW-120冰溫保鮮庫、普通冷庫 國家農產品保鮮工程技術研究中心;Genesys5紫外-可見分光光度計 美國MiLton Roy公司;D-37520高速冷凍離心機 上海納諾儀器有限公司;糖度儀PAL-1 日本愛宕公司;DDS-11A 電導率儀 上海雷磁公司;Check point便攜式O2/CO2測定儀 丹麥PBI Dansensor公司;氣相色譜儀2010 日本島津公司;AUW220D電子分析天平 日本島津公司;TDA-8002電子恒溫水浴鍋 天津中環實驗電爐有限公司;SPX-250-C智能型恒溫恒濕培養箱 上?，槴\實驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 試材處理 挑選無病害、霉變機械損傷的藍莓為試材,分裝(每2kg放入一個泡沫箱內)后,分別進行下面的處理:

冰溫結合ε-聚賴氨酸組(B+B-1組)將鮮果放置于配制好的100μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,取出將其放置于干燥通風處(設置電風扇)晾干后放于泡沫箱內置于冰溫庫(-0.7～-0.4℃)貯藏。

冰溫結合ε-聚賴氨酸組(B+B-2組)將鮮果放置于配制好的300μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,其它步驟同上。

冰溫結合ε-聚賴氨酸組(B+B-3組)將鮮果放置于配制好的500μg/L的ε-聚賴氨酸溶液中浸泡10min,其它步驟同上。

直接冰溫組(B-CK組)將鮮果放于泡沫箱內置于冰溫庫(-0.7～-0.4℃)貯藏。

貯藏期間每10d取一次樣,進行各個指標的測定,貯藏期為70d。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 腐爛率 腐爛級別:0級,無腐爛;1級,0～1/3表面積腐爛;2級,1/3～2/3表面積腐爛;3級,2/3～1表面積腐爛。

腐爛率=Σ(腐爛級別×該級別果數)/(腐爛最高級別×總果數)×100

1.2.2.2 果霜指數 果霜級別:0級,無果霜,果實較軟;1級,0～1/3面積果霜覆蓋;2級,1/3～2/3面積果霜覆蓋;3級,2/3～全果果霜覆蓋;4級,果霜覆蓋全果且果霜較厚。

果霜指數=Σ(果霜級別×該級別果數)/(果霜最高級別×總果數)

1.2.2.3 VC含量測定 鉬藍比色法[15]。

1.2.2.4 花色苷的測定 由于花色苷是水溶性色素,根據比爾定律,溶液的濃度與其吸光度A成正比,因此在未有標準品時,可用紫外-可見吸收分光光度計法測定總花色苷的含量。參照霍琳琳等[16]的方法并加以修改。稱取2.0g果肉組織,在冰浴條件下加入少許經預冷的1%鹽酸-甲醇溶液研磨,轉入25mL的具塞刻度試管中,定容至 20mL,混勻,放置于4℃的環境中避光提取20min,期間搖動數次,用棉花過濾,收集濾液待用。以1%鹽酸-甲醇溶液作空白調零,取濾液在波長600nm處測定吸光度值,重復三次。以每g藍莓組織在波長600nm處的吸光值表示花色苷含量(U)。

1.2.2.5 乙烯的測定 將藍莓(體積約為罐的1/3)置于550mL密封罐中,靜置2h后,用注射器吸取其中的氣體,采用島津2010型氣相色譜儀程序升溫法[17]測定。

1.2.2.6 呼吸強度的測定 將藍莓(體積約為罐的1/3)置于550mL密封罐中,靜置2h后,用Check point便攜式O2/CO2測定儀測定。

1.2.2.7 過氧化氫酶(cataLase,CAT) 參照Aebi[18]、王艷穎法[19]并修改,取3g果肉,加入10mL預冷的pH7.5 0.05moL/L的磷酸緩沖液(內含5mmol/L二硫蘇糖醇和2%聚乙烯吡咯烷酮)在冰浴中研磨成勻漿,12000×g 4℃下離心20min,收集上清液立即測定CAT酶活力。CAT反應體系包括粗酶液200μL和3mL 20mmol/L H2O2,在240nm處測定2min 內的樣品吸光度的變化。

1.2.2.8 脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX) 參照AxeLrod[20]、陳昆松[21]等的方法略加修改。底物為10mmol/L的亞油酸鈉,取果肉2.0g,冰浴研磨,加入0.05mol/L磷酸緩沖液(pH=7.0),4℃下15000g離心15min,取上清液測定酶活性。亞油酸鈉25μL,pH7.0磷酸緩沖液2.775mL,30℃溫育,加200μL果實處理液20s開始計時,記錄234nm處測定1min內吸光度,重復3次。

1.3 數據處理

實驗數據采用Excel軟件處理,利用SPSS 17.0軟件進行數據的差異顯著性分析。

2 結果及分析

2.1 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸對藍莓貯藏期間腐爛率、果霜指數、VC和花色苷的影響

從圖1可以看出,隨著貯藏時間的延長,藍莓的腐爛率呈上升趨勢。其中前40d,B-CK組與其他經過保鮮劑處理組基本持平(p>0.05),但是在50d之后,它們之間有顯著性差異(p<0.05);在70d時,B+B-2組腐爛率8%極顯著低于B+B-1(30.8%)和 B+B-3組(24.8%)?？梢钥闯?冰溫結合300μL/g的ε-聚賴氨酸貯藏可以更好地抑制藍莓腐爛率的升高。

圖1 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間腐爛率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on rotting rate

從圖2可以看出,隨著貯藏時間的延長,藍莓的果霜指數明顯降低。在40d后,B-CK組與B+B-1組相差不大,但與B+B-2和B+B-3組差異性顯著(p<0.05),在第70d時,B+B-2組的果霜指數(0.716)高于B+B-3組(0.607)。這說明,冰溫結合300μL/g的ε-聚賴氨酸貯藏可以更好地保護藍莓的果霜。

圖2 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間果霜指數的影響Fig.2 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on fruit cream index

從圖3可知,VC的含量隨著貯藏時間的延長而下降,B-CK組與B+B-3差異性不顯著(p>0.05),與B+B-1和B+B-2組有顯著性差異(p<0.05),在處理組中,B+B-2組VC含量下降最緩慢。說明冰溫結合300μL/g的ε-聚賴氨酸可以有效地減緩VC含量的下降。

圖3 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間VC的影響Fig.3 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on VC

由圖4可以看出,前10d花色苷含量有所升高,這和Liaqat Ali等[22]研究的結果基本一致,這可能是因為藍莓在之前有一定的生物貯存,在10～70d期間,呈下降趨勢。其中,B-CK組與其他處理組差異性顯著(p<0.05),三個處理組中B+B-2組的花色苷下降速率顯著低于其他兩組,說明經300μL/g的ε-聚賴氨酸處理的冰溫貯藏組可以有效地延緩花色苷的下降。

圖4 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間花色苷的影響Fig.4 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on anthocyanin

2.2 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸對藍莓貯藏期間乙烯生成速率、呼吸強度的影響

分析圖5,對照組與各處理組前50d,乙烯生成速率略有下降,這可能是因為采收溫度大概在27～28℃,經過冰溫處理后藍莓的生理代謝有所減緩;在60d時,所有組都急劇增加,出現了高峰值,其中B-CK組遠遠高于處理組。這說明冰溫結合ε-聚賴氨酸貯藏可以很好地抑制乙烯的生成,減緩藍莓果實的衰老。

圖5 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間乙烯生成速率的影響Fig.5 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on Ethylene generation rate

從圖6可以看出,前10d藍莓果實的呼吸強度急速下降,這可能是因為冰溫處理很好的減緩藍莓的生理代謝,在之后的貯藏期里呈上升趨勢,B-CK組在60d時急劇上升,極顯著高于同期的其它處理組(p<0.05),這說明冰溫結合ε-聚賴氨酸很好地抑制了無氧呼吸的產生。

圖6 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間呼吸強度的影響Fig.6 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on respiratory intensity

2.3 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸對藍莓貯藏期間CAT和LOX的影響

CAT是生物體防御體系的關鍵酶之一,它主要起到催化H2O2分解為H2O和O2,從而避免細胞受H2O2的危害。到如圖7所示,隨著貯藏時間的延長,CAT整體呈緩慢下降趨勢,B-CK組顯著低于其他處理組(p<0.05),在40d后,B+B-3組CAT值急速下降,這可能是因為500μL/g的ε-聚賴氨酸對于冰溫貯藏的藍莓來說濃度稍高,在處理組中B+B-2組(0.533)顯著性高于B+B-1組(0.407)。該實驗結果表明,冰溫結合300μL/g的ε-聚賴氨酸處理過的藍莓可以很好的保護CAT,從而增強了藍莓果實的清除自由基的能力。

圖7 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間CAT的影響Fig.7 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on CAT activity

LOX是一種以多不飽和脂肪酸為催化底物的酶,它可以產生多種自由基,促進細胞膜結構的破壞和衰老。在貯藏初期,LOX迅速上升,這可能是因為溫度的降低并沒有迅速的降低LOX的活力,但是10d后,LOX開始隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢,而B-CK組顯著高于其他組(p<0.05),其的變化一直呈上升趨勢,說明ε-聚賴氨酸對抑制LOX的活力有很好的效果。在處理組中,B+B-2對LOX的抑制效果最好,說明冰溫結合300μL/g的ε-聚賴氨酸處理過的藍莓可以有效地抑制LOX的增長。

圖8 冰溫結合不同濃度的ε-聚賴氨酸 對藍莓貯藏期間LOX的影響Fig.8 Effect of different concentrations of ε-PL with ice-temperature storage on LOX activity

3 結論

根據實驗結果可以看出,冰溫結合ε-聚賴氨酸處理過藍莓和單獨冰溫相比,對延緩藍莓的腐爛、VC和花色苷含量的降低等有這更加顯著的效果,并且可以顯著的抑制呼吸強度和乙烯生成速率,減緩CAT活力的下降、降低LOX的活力。這可能是因為ε-聚賴氨酸有效的抑制了影響藍莓品質的真菌的繁殖。在不同濃度的冰溫處理組之間,300μL/g ε-聚賴氨酸對藍莓各方面品質都有較好的保持,說明在冰溫貯藏期間該濃度比其他兩種適合。這是由于它對真菌的最小抑菌濃度要高一些,尤其是霉菌,這可能與霉菌的細胞壁形態有關[23],而效果好于500μL/g的濃度,這可能是因為冰溫階段果實的生理代謝較緩,高濃度的保鮮劑一定程度上影響了有益菌對果實的保護。

本研究以ε-聚賴氨酸作為藍莓的保鮮劑結合冰溫貯藏,提高了其食用價值,延長了貯藏期。有關冰溫貯藏中,更加適合藍莓的ε-聚賴氨酸的濃度與處理方式及冰溫結合ε-聚賴氨酸對藍莓保鮮的機理尚有待進一步研究。

[1]李亞東.越橘(藍莓)栽培與加工利用[M].吉林科學技術出版社,2000:4-6

[2]龐文燕,萬金慶. 藍莓果漿冷藏與冰溫貯藏的實驗比較[J]. 食品科技,2012(12):12-14

[3]魏文平,華璐云,萬金慶,等.藍莓冰溫貯藏的實驗研究[J]. 食品工業科技,2012,(13):346-348

[4]朱志強,張平,任朝暉,等.國內外冰溫保鮮技術研究與應用[J].農產品加工,2011(3):4-6.

[5]李志文,張平,劉翔,等. 1-MCP結合冰溫貯藏對葡萄采后品質及相關生理代謝的調控[J]. 食品科學,2011,32(20):300-306.

[6]寇文麗,李江闊,張鵬,等. 1-MCP對不同成熟度冰溫貯藏磨盤柿品質和生理的影響[J]. 果樹學報,2012(2):199-204.

[7]申江,李超,王素英,等. 冰溫貯藏對荔枝品質的影響[J].食品工業科技,2011,32(3):360-363.

[8]趙猛,馮志宏,李建華,等. 紅富士蘋果冰溫貯藏的研究[J].保鮮與加,2010,10(5):26-29.

[9]Shima S,Sakai H. PoLyLysine produced by Streptomyces[J]. AgricuL-turaL BioLogy and Chemistry,1977,41(9):1807-1809.

[10]Shih I L,Shen M H,Van Y T. MicrobiaL synthesis of poLy(ε-Lysine)and its various appLications[J]. Bioresource TechnoLogy,2006,97:1148-1159.

[11]張全景,馮小海,徐虹,等.ε-聚賴氨酸在冷鮮豬肉保鮮中的應用[J].食品科學,2011,32(2):290-296

[12]侯偉峰,謝晶,林永艷.ε-聚賴氨酸在南美白對蝦保鮮上的應用[J].湖南農業科學,2011,143(9):127-130.

[13]楊云斌,周桂飛,周斌.ε-聚賴氨酸對米飯保鮮效果的研究[J].食品工業科技,2010,31(9):77-79.

[14]呂志良,周桂飛,周斌.ε-聚賴氨酸在玉米汁飲料中的防腐應用[J].食品工業科技,2010,31(2):289-291.

[15]李軍.鉬藍比色法測定還原型維生素C[J]. 食品科學,2000,21(8):42-43.

[16]霍琳琳,蘇平,呂英華.分光光度法測定桑甚總花色營含量的研究[J].釀酒,2005,32(4):88-89.

[17]郝再彬.植物生理實驗[M]. 哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2004:166-167.

[18]Aebi H.CataLaseinvitro[J].Methods EnzymoL,1984(105):121-126.

[19]王艷穎,胡文忠,龐坤,等.機械損傷對富士蘋果酶促褐變的影響[J].食品科學,2008,29(4):430-434.

[20]AxeLrod B,Cheesbrough T M,Leakso S. Lipoxygenase from soybeans[J].Methods in Enzymoby,1981(7):443-451.

[21]陳昆松,徐昌杰,許文平.獼猴桃和桃果實脂氧合酶活性測定方法的建立[J].果樹學報,2003,20(6):436-438.

[22]Liaqat Ali,Birgitta Svensson,Beatrix W. Alsanius,Late season harvest and storage of Rubus berries-Major antioxidant and sugar levels,Scientia Horticulturae[J].2011(129):376-381.

[23]倪清艷,李燕,張海濤.ε-聚賴氨酸的抑菌作用及在保鮮中的應用[J].食品科學,2008,29(9):102-105.

Effect of controlled freezing point storage combined with ε-PL on the quality and physiology of blueberry

YU Ji-nan1,XUE Lu1,*,LU Xiao-xiang1,CHEN Shao-hui2

(1.Tanjiin Key Laboratory of Food Biotechnology,College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China;2.Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products,National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin 300384,China)

The effect of freezing point storage combined with ε-PL in preserving blueberry was studied. The blueberries were dealt with 100,300,and 500μL/g ε-PL respectively. Physiochemical parameters and nutritional composition were measured every 10 days during the 70 days storage period. Results showed that compared with single controlled freezing point storage,controlled freezing point storage combined with ε-PL had obvious effective on delaying the decay of blueberries,the decrease of VCand anthocyanins,and protecting blueberries’ bloom. Moreover,controlled freezing point storage combined with ε-PL suppressed respiratory intensity and ethylene generation rate,and lowered CAT activity,which resulted in extending the storage period. Among these treatments,300μL/g ε-PL was more effective,which illustrated that freezing point combined with ε-PL processing storage’s effect was better than that of direct points.

blueberry;freezing point storage;ε-PL;physiology quality variation

2014-04-15

于繼男(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：農產品加工與貯藏。

*通訊作者:薛璐(1976-)，女，博士，副教授，研究方向：農產品加工與貯藏。

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD38B01)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)01-0334-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.062