漆蜡涂膜对鲜莲蓬采后褐变的影响

高建晓 1,2,王毓宁 2,李鹏霞 1,2,*,赵江涛 2,*

(1.南京农业大学食品科技学院,江苏 南京 210095;2.江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏 南京 210014)

摘 要:以鲜莲蓬为材料,在常温(25±1)℃条件下,以清水处理为对照,先进行漆蜡处理鲜莲蓬适宜质量浓度的筛选,并研究质量浓度为3 g/100 mL的漆蜡涂膜处理对鲜莲蓬采后褐变相关指标的影响。结果表明:3 g/100 mL的漆蜡涂膜处理对鲜莲蓬采后的褐变有明显的抑制作用;可有效抑制鲜莲蓬贮藏期间的呼吸强度,延缓莲子褐变度、丙二醛含量和 ·生成速率的上升,维持莲子内部较低的过氧化氢H 2O 2含量,降低莲子贮藏期间的多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶活性以及贮藏后期的过氧化物酶活性;同时,漆蜡涂膜处理维持了莲子较高的总酚含量、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和 ·清除能力及过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性。这些结果表明3 g/100 mL的漆蜡涂膜处理可延缓采后鲜莲蓬的褐变,从而维持其品质。

关键词:鲜莲蓬;漆蜡;褐变;贮藏

莲(Nelumbo nucifera Gaertn.),睡莲科莲属,是一种多年水生草本植物,主要分布在福建、江西、江苏、浙江、湖北、台湾等地 [1-2]。随着现代育种技术发展,莲藕的生长特点也明显和突出,有以荷花为评价体系的观赏型莲藕,有以荷藕的产量和品质为评判标准的产藕型荷藕品种,近年来,以莲子品质和产量为特点的“太空莲”系列成为荷藕育种领域的新秀,在全国各地都有大面积的引种栽培 [3-5]。莲蓬又名莲房,是埋藏于荷花雌蕊的海绵质花托,其中莲子具有特殊的滋补和食疗作用,目前已被我国列为药食同源的食物,是我国特有经济资源 [6-7]。在我国长江流域居民有食用鲜嫩莲子的风俗和习惯,不仅因鲜食莲子口感甜脆,风味独特,还因鲜嫩的莲子芯能起到清心去热、止渴明目等功效,深受百姓喜欢,故鲜嫩莲子可作为水果食用。

然而,鲜莲蓬因其莲房组织疏松,含水量低,采收时节集中在7—9月,正值我国江南酷暑时节,气温一般在30 ℃以上,呼吸蒸腾量大,加上莲蓬酚酸类物质含量较高等,在自然条件下极易发生褐变、衰老、霉变等品质劣变问题,货架期仅仅1 d不到,其销售半径小一直是市场化运作的一大难题 [8-10]。但目前有关荷藕采后保鲜的研究主要集中在莲藕上,对于莲蓬的研究也多集中在莲子加工产品的研发与莲蓬营养成分的分析与提取等方面 [11-12],有关鲜莲蓬采后保鲜的研究极为鲜少。朱雁青等 [9]采用具有特定透性的薄膜包装袋保鲜莲蓬,(5±1)℃条件下可减轻莲蓬贮藏期间的褐变,使莲蓬贮藏28 d后仍具有一定的商品性。除此之外,鲜见鲜莲蓬采后保鲜的相关报道。

漆蜡是从漆树漆籽外果皮、中果皮中所取得的固体油脂,主要由90%~95%甘油三酯、3%~15%游离脂肪酸、1%~2%游离脂肪醇组成,GB/T 17526—2008《漆蜡》规定普通漆蜡常温条件下为淡黄、黄绿、灰白或灰黄色固体,食品用漆蜡常温条件下为白色固体 [13]。果蜡处理是商业生产常用的手段,在具有保鲜效果的同时可提高果品的外观品质和商品经济价值 [14-15]。程琳琳等 [16]发现,果蜡Sta-Fresh处理可推迟小白杏采后乙烯高峰的出现,抑制呼吸强度及丙二醛(malondialdehyde,MDA)的积累,保持其较高的硬度和VC含量,延缓小白杏的衰老进程,从而延长其货架期。Velickova等 [17]的研究也表明,壳聚糖-蜂蜡处理能够显著减少草莓质量损失,抑制其呼吸强度和果肉软化,延缓草莓衰老进程。但漆蜡在果蔬采后保鲜方面的应用鲜见报道。

本实验以“太空莲36号”鲜莲蓬为研究对象,首先进行了漆蜡处理鲜莲蓬适宜质量浓度的筛选,其次采用适宜质量浓度为3 g/100 mL的漆蜡对鲜莲蓬进行处理,并通过测定其贮藏期间的褐变度及褐变发生过程中的相关物质含量以及酶活性变化,探讨漆蜡延缓鲜莲蓬采后褐变的效果,以期为鲜莲蓬的采后保鲜研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

莲蓬采摘于江苏省淮安市金湖县戴楼镇荷盛莲业合作社,品种为“太空莲36号”。采后2 h内运回江苏省农业科学院农产品加工所果蔬保鲜与加工实验室,及时挑选大小均匀、成熟度相似、无机械损伤、颜色翠绿无褐变的莲蓬为实验样品。

漆蜡由中国林业科学研究院林产化学工业研究所提供,其配料符合GB/T 17526—2008中食品用漆蜡的要求;乳化剂Tefose 2000 上海浦恩生化科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 实验处理与设计

漆蜡母液(3 g/100 mL)制备方法为30 g漆蜡和20 g乳化剂溶解到1 L热水(50~60 ℃)中,然后用均质机进行均质处理。1 g/100 mL和2 g/100 mL漆蜡分别由母液稀释3 倍和1.5 倍。

实验处理分为两部分,先进行漆蜡处理鲜莲蓬适宜质量浓度的筛选。以清水浸泡为对照(CK),分别将莲蓬浸入1、2、3 g/100 mL 3 个不同质量浓度的漆蜡溶液中1 min,沥干,(25±1)℃条件下置于气调保鲜箱中敞口贮藏。每箱装6 个莲蓬,每处理重复3 次。通过观察莲蓬贮藏期间的外观变化以及测定莲蓬呼吸强度及莲子皮叶绿素含量,筛选最佳漆蜡处理质量浓度。

在前期质量浓度筛选的基础上,再进行对照和最适质量浓度漆蜡处理对莲蓬采后褐变的影响的研究。本次实验每个处理组设置5 个重复,每个重复包括3 箱莲蓬,每箱装莲蓬6 个。贮藏期间每2 d取样一次,取样时剥去莲蓬壳与莲子壳,去除莲芯,用液氮将莲子速冻后于-20 ℃冰箱保存,用于生理指标的测定。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 褐变度的测定

参考Jiang Juan等 [18]的方法略有改动。称取2 g莲子样品,在液氮条件下充分研磨,加入15 mL 0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH 6.8)匀浆,10 000 r/min、4 ℃离心20 min。取上清液测定在410 nm波长处的吸光度,计算褐变度。

1.2.2.2 呼吸强度的测定

参考高建晓等 [19]的方法,贮藏期间每2 d取6个莲蓬称量后置于21 L气调保鲜箱中,每个处理设置3 个重复,于(25±1)℃条件下密闭1 h后用注射器取样气,抽取15 mL样气用气相色谱测定,色谱条件:氢火焰离子化检测器,柱温80 ℃,N 2压力0.5 MPa,H 2压力0.3 MPa,空气压力0.5 MPa,重复3 次。外标法定量。

1.2.2.3 总酚含量的测定

参考Singleton等 [20]的方法略有改动。称取1 g莲子样品,加10 mL 80%乙醇溶液充分研磨,10 000 r/min、4 ℃离心20 min。取0.2 mL上清液与0.4 mL Folin试剂25 ℃反应3 min,再加入1 mL 7.5% Na 2CO 3溶液,25 ℃反应1 h,于760 nm波长处测定吸光度,以没食子酸作为标准物质,重复3 次测定,计算总酚含量。

1.2.2.4  ·生成速率的测定

参考高俊凤 [21]的方法。

1.2.2.5 过氧化氢(H 2O 2)含量的测定

参考韩浩章等 [22]的方法。

1.2.2.6 MDA含量的测定

参考古荣鑫等 [23]的方法,略有改动。称取1 g莲子鲜样,加入5%三氯乙酸溶液10 mL,研磨后所得匀浆在3000 r/min离心10 min,取上清液2 mL,加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液混合后水浴煮沸30min,冷却后离心,分别取上清液测定在450、532、600 nm波长处的吸光度,计算MDA含量。

1.2.2.7 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率的测定

参考Dong等 [24]的方法略有改动。称取1.5 g莲子样品,加入20 mL 95%乙醇研磨,浸提5 h,10 000 r/min、4 ℃离心20 min后取上清液备用。反应液为0.5 mL 2×10 -3mol/L DPPH液,2.3 mL样品提取液,另作对照管用0.5 mL样品提取溶剂(95%乙醇溶液)代替样品提取液,各个管均用蒸馏水定容到5 mL。每个处理重复3 次,于517 nm波长处测定吸光度,计算DPPH自由基清除率。

1.2.2.8  ·清除率的测定

参考黄素英等 [8]的方法略有改动。称取1 g莲子样品,在液氮条件下充分研磨,加入10 mL 95%乙醇溶液匀浆,10 000 r/min、4 ℃离心20 min,取上清液备用。取2.5 mL 50 mmol/L Tris-HCl缓冲溶液(pH 8.2),置于25 ℃水浴中预热20 min,分别加入2 mL提取液和0.25 mL 25 mmol/L的邻苯三酚溶液,混匀后于25 ℃水浴中反应5 min,8 mol/L HCl溶液0.5 mL用于终止反应。空白对照组以提取溶剂(95%乙醇溶液)代替提取液,对照组以抗坏血酸溶液代替提取液,每个处理重复3 次。于425 nm波长处测定吸光度,计算 ·清除率。

1.2.2.9 苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活性的测定

参考朱雁青等 [9]的方法。

1.2.2.10 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的测定

PPO测定采用邻苯二酚法 [25]。取2 g莲子样品,加入0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.2)20 mL,离心(10 000 r/min,20 min,4 ℃)。上清液即为粗提液。将0.1 mol/L的邻苯二酚溶液在30 ℃保温,取该溶液3 mL,迅速加入粗酶提取液0.8 mL,保证反应温度为30 ℃,5 s后扫描398 nm波长处光密度值变化,以1 min内ΔOD 398 nm上升0.01为一个酶活单位,以U/g表示PPO活性的单位。

1.2.2.11 过氧化氢酶(catalase,CAT)活性的测定

CAT测定采用过氧化氢法 [26]。粗酶液制备同PPO测定中粗酶液制备方法。取100 µL粗酶液和3 mL 0.05 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.0)在25 ℃水浴条件下预热5 min,加入0.5 mL 0.2% H 2O 2溶液,立即于240 nm波长处扫描,以1 min内ΔOD 240 nm减少0.1个单位为一个酶活单位,以U/g表示CAT活性的单位。

1.2.2.12 过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的测定

POD测定采用愈创木酚法 [26]。粗酶液制备同PPO测定中粗酶液制备方法。将100 µL粗酶提取液加入2 mL 0.05 mol/L愈创木酚中,在30 ℃水浴中平衡5 min,然后加入1 mL 0.2%的H 2O 2溶液,混匀,1 min后扫描470 nm波长处光密度值变化,以1 min内ΔOD 470 nm减少0.01为一个酶活性单位,以U/g表示POD活性的单位。

1.2.2.13 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性的测定

SOD活性测定采用氮蓝四唑法 [27]

1.3 数据统计

所有实验数据是3 个平行样品测定结果的平均值和标准偏差。显著性采用SPSS 18.0软件进行分析(P<0.05)。

2 结果与分析

图1 不同质量浓度漆蜡涂膜对鲜莲蓬(A)和莲子(B)的贮藏效果
Fig.1 Effect of different concentrations of lacquer wax coating on storage quality of lotus pods (A) and seeds (B)

下脚标1~5依次表示贮藏0 d、对照贮藏7 d、1 g/100 mL漆蜡贮藏7 d、2 g/100 mL漆蜡贮藏7 d、3 g/100 mL漆蜡贮藏7 d。

2.1 不同质量浓度漆蜡对鲜莲蓬外观品质的影响由图1可知,贮藏第7天时,不同处理的莲蓬和莲子的外观品质相比贮藏初期(0 d)均下降,且3 g/100 mL 的漆蜡处理的莲蓬和莲子贮藏效果最好。可见,3 g/100 mL漆蜡涂膜可有效延缓鲜莲蓬外观品质的下降。

2.2 不同质量浓度漆蜡对鲜莲蓬呼吸强度和莲子壳叶绿素含量的影响

表1 不同质量浓度漆蜡处理对鲜莲蓬呼吸强度和莲子壳叶绿素含量的影响
Table1 Effect of different concentrations of lacquer wax coating on respiration rate of lotus pods and total chlorophyll contents of lotus seed shell

叶绿素含量/(10 -3mg/g)0 d341.27±0.6592.19±0.24 7 d-CK189.56±0.78 a69.27±0.51 b7 d-1 g/100 mL漆蜡156.42±0.35 b55.76±0.36 d7 d-2 g/100 mL漆蜡144.89±1.66 c56.83±0.44 c7 d-3 g/100 mL漆蜡143.14±3.40 c91.25±0.43 a处理呼吸强度/(mg CO 2/(kg·h))

由表1可知,贮藏第7天时,3 g/100 mL漆蜡处理莲蓬的呼吸强度最低,且显著低于CK和1 g/100 mL漆蜡处理组(P<0.05)。同时,贮藏第7天时,3 g/100 mL漆蜡处理显著维持了莲子壳较高的叶绿素含量(P<0.05)。可见,3 g/100 mL的漆蜡可作为处理鲜莲蓬的最适质量浓度。

2.3 漆蜡对鲜莲蓬感官品质和莲子褐变度的影响

图2 漆蜡处理对鲜莲蓬(A)和莲子(B)的贮藏效果图以及对莲子褐变度的影响(C)
Fig.2 Photographs of lotus pods (A) and seeds (B) during storage and effect of lacquer wax coating on browning degree of lotus seeds (C)

由图2A、B可知,贮藏期间,所有莲蓬和莲子样品的感官品质均发生了不同程度的劣变。贮藏第6天时,CK莲蓬壳和莲子皮均出现大面积褐变,已完全丧失商品性,而此时漆蜡处理的莲蓬从外观看仍然具有一定的商品价值。同时,由图2C可知,CK和漆蜡处理莲子的褐变度随贮藏时间的延长逐渐增加,且漆蜡处理组的褐变度显著低于CK(P<0.05)。特别地,贮藏第8天时,CK的褐变度为2.39,而此时漆蜡处理组的褐变度仅为1.31。可见,漆蜡处理可显著延缓莲蓬和莲子采后褐变的发生进程。

2.4 漆蜡对鲜莲蓬呼吸强度的影响

图3 漆蜡处理对鲜莲蓬呼吸强度的影响
Fig.3 Effect of lacquer wax coating on respiration rate of lotus pods

由图3可知,莲蓬的呼吸强度先急剧下降后快速上升,均在第4天达到小峰值,此时CK的呼吸强度比漆蜡处理组高出23.60%。之后在贮藏4~8 d期间,莲蓬的呼吸强度呈先急剧下降,于第6天达到最低值,后缓慢上升的趋势。同时可以看出,整个贮藏期间,除第2天以外,漆蜡处理莲蓬的呼吸强度显著低于CK(P<0.05)。

2.5 漆蜡对莲子总酚含量的影响

图4 漆蜡处理对莲子总酚含量的影响
Fig.4 Effect of lacquer wax coating on total phenol contents of lotus seeds

酚类物质是植物组织褐变的重要底物,其极易在多酚氧化酶的作用下被氧化而产生对植物有毒害作用的褐色物质。由图4可知,随着贮藏时间的延长,莲子的总酚含量整体呈逐渐下降的趋势。贮藏至8 d时,较贮藏初期(0 d)相比,CK和漆蜡处理组的总酚含量分别降低了42.29%和32.61%。同时,可以看出,除第2天外,漆蜡处理莲子的总酚含量显著高于CK(P<0.05)。

2.6 漆蜡对莲子 ·生成速率和H 2O 2含量的影响

图5 漆蜡对莲子O2·生成速率(A)和H2O2(B)含量的影响
Fig.5 Effect of lacquer wax coating on superoxide anion radical generation rate (A) and H2O2 content (B) of lotus seeds

由图5A可知,在整个贮藏过程中,漆蜡处理组的 ·生成速率较为稳定,在0.10~0.18 nmol/(L·g·min)之间波动,而CK莲子的 ·生成速率在贮藏0~6 d内变化缓慢,贮藏8 d时,其 ·生成速率急剧上升。与CK相比,漆蜡处理显著减缓了莲子样品中 ·的快速积累(P<0.05)。由图5B可知,在整个贮藏过程中,各处理样品中的H 2O 2含量均呈先下降后上升再下降趋势,且漆蜡处理的H 2O 2含量显著低于CK(P<0.05),尤其在贮藏的第2、4天时,漆蜡处理莲子中的H 2O 2含量比CK分别降低了26.2%和13.9%。可见,漆蜡处理可以显著减缓莲子中H 2O 2的积累。

2.7 漆蜡对莲子MDA含量的影响

图6 漆蜡处理对莲子MDA含量的影响
Fig.6 Effect of lacquer wax coating on MDA contents of lotus seeds

MDA是膜脂过氧化的产物,可作为衡量组织品质和衰老的指标之一。由图6可以看出,在整个贮藏期间,所有处理组的MDA含量均不断升高。其中,CK莲子的MDA含量上升速度较快,由最初(0 d)的0.22 µmol/g增加到0.47 µmol/g(8 d),而漆蜡处理组的MDA含量仅由最初的0.22 µmol/g增加到0.26 µmol/g。此外,贮藏期间漆蜡处理莲子的MDA含量除第2天与CK差异不显著外,显著低于CK(P<0.05)。

2.8 漆蜡对莲子DPPH自由基清除率的影响

图7 漆蜡处理对莲子DPPH自由基清除能力的影响
Fig.7 Effect of lacquer wax coating on DPPH free radical scavenging ability of lotus seeds

由图7可知,CK莲子的DPPH自由基清除率在贮藏0~6 d内缓慢上升,随后急剧下降,与CK相比,漆蜡处理增强了莲子的DPPH自由基清除能力,整个贮藏期间漆蜡处理的莲子的DPPH自由基清除率显著高于CK(P<0.05),尤其在贮藏第8天时,漆蜡处理的DPPH自由基清除率比CK提高了33.07%。

2.9 漆蜡对莲子 ·清除率的影响

图8 漆蜡处理对莲子O2-·清除率的影响
Fig.8 Effect of lacquer wax coating on superoxide anion radical scavenging ability of lotus seeds

由图8可知,贮藏期间所有莲子样品的 ·清除率均呈先下降后上升的趋势,且漆蜡处理组的 ·清除率显著高于CK(P<0.05)。贮藏第2、4、6、8天时,漆蜡处理组的 ·清除率分别为CK的1.07、1.07、1.16、1.08 倍。可见,漆蜡处理可有效清除莲子内部的 ·,从而减少对莲子组织的伤害。

2.10 漆蜡对莲子PAL活性的影响

PAL是连接初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的关键酶和限速酶,它为酚类物质合成提供前体物质。植物在遭受伤害时,苯丙烷类代谢被激活,PAL活性迅速上升。由图9可知,贮藏期间,CK莲子的PAL活性上升速度较快,尤其在贮藏第4天时,其PAL活性急剧上升,之后呈先下降后上升趋势。而漆蜡处理的莲子的PAL活性随着贮藏时间的延长缓慢上升,整个贮藏期间其PAL活性显著低于CK(P<0.05),特别在贮藏第6、8天时,其PAL活性相比CK分别降低了71.98%和52.59%。

图9 漆蜡处理对莲子PAL活性的影响
Fig.9 Effect of lacquer wax coating on PAL activity of lotus seeds

2.11 漆蜡对莲子PPO和POD活性的影响

图10 漆蜡处理对莲子PPO(A)和POD(B)活性的影响
Fig.10 Effect of lacquer wax coating on PPO (A) and POD (B)activities of lotus seeds

在有氧的条件下,植物中的PPO可以将酚类化合物氧化成醌类等褐色物质。因此其活性直接影响植物组织酶促褐变的程度。由图10A可知,贮藏期间,各处理的莲子的PPO活性整体均呈上升趋势,且漆蜡处理的莲子的PPO活性显著低于CK(P<0.05)。值得注意的是,贮藏第8天,CK莲子的PPO活性急剧上升,由贮藏6 d时的92.72 U/g 上升到144.05 U/g,而漆蜡处理组的PPO活性仅由87.05 U/g上升到97.10 U/g。可见,漆蜡涂膜处理可有效抑制贮藏期间莲子的PPO活性。

POD是催化酶促褐变的另一个关键酶,其在H 2O 2的存在下能够迅速氧化多酚物质,与PPO协同作用引起果蔬褐变。由图10B可看出,贮藏初期(0~2 d)所有处理的莲子的POD活性快速上升,之后漆蜡处理组的POD活性又快速下降,而CK莲子的POD活性在贮藏2~6 d期间趋于稳定,贮藏6~8 d缓慢上升。同时可以看出,漆蜡涂膜处理显著降低了贮藏后期(6~8 d)莲子的POD活性(P<0.05)。

2.12 漆蜡对莲子CAT和SOD活性的影响

图11 漆蜡处理对莲子CAT(A)和SOD(B)活性的影响
Fig.11 Effect of lacquer wax coating on CAT (A) and SOD (B)activities of lotus seeds

由图11A可知,贮藏0~2 d期间,所有莲子样品的CAT活性上升较快,之后在贮藏2~8 d期间,CAT活性在CK和漆蜡处理组中均达到较为稳定的状态。然而,相比而言,漆蜡处理的莲子的CAT活性在整个贮藏期间,除第4天外,显著高于CK(P<0.05)。

由图11B可知,各处理的莲子的SOD活性先急剧上升,在贮藏第2天时达到高峰,之后不断下降。差异分析表明,漆蜡处理的莲子的SOD活性在贮藏前期(0~4 d)显著高于CK(P<0.05),贮藏第2天时,漆蜡处理莲子的SOD活性是CK的1.58 倍。在贮藏后期(6~8 d),漆蜡处理组的SOD活性虽然高于CK,但差异不显著。

3 讨论与结论

褐变是影响鲜莲蓬品质的主要指标,褐变后的鲜莲蓬色泽及营养价值均有所下降。本实验表明,3 g/100 mL漆蜡处理可有效延缓莲蓬和莲子采后褐变的发生。葛露等 [28]的研究也表明,纳米果蜡涂膜处理能显著抑制芒果中水分的散失,延缓芒果果皮的转黄速度。唐劲松等 [29]的研究也发现,5% FMC Sta-Fresh7055型果蜡处理可有效延缓邵伯菱果皮颜色褪绿,延缓褐变的发生。漆蜡处理延缓鲜莲蓬采后褐变的这种作用,可能与其对鲜莲蓬保水、透气性等方面的改善有关 [30-31]

本研究发现,鲜莲蓬采后呼吸强度极高,其采后呼吸强度最高可达348.54 mg CO 2/(kg·h),呼吸作用是果蔬采后进行的重要生理活动,呼吸强度增强是组织代谢加剧最明显的表现和特征。而漆蜡处理显著抑制了呼吸强度,通过降低莲蓬采后生理代谢,进而可延缓莲蓬的褐变。朱振家等 [32]的研究也表明果蜡涂膜处理能够有效降低甜瓜呼吸强度,较好地保持甜瓜在采后贮藏期间的品质

另有研究 [33-34]报道,植物在衰老过程中会产生 ·和H 2O 2等自由基,自由基增加可导致膜脂过氧化加剧,并产生有毒物质如MDA等。当生物膜结构被损害时,酚类底物与PPO的空间阻隔也被破坏,从而发生反应引起果蔬褐变。因此,在上述研究的基础上,本实验进一步分析了漆蜡处理对莲子SOD、CAT活性及 ·生成速率和清除DPPH自由基清除能力、H 2O 2含量、MDA含量的影响。结果表明,贮藏2~8 d期间,莲子的SOD活性逐渐下降,表明SOD清除活性氧的能力逐渐降低。与此结果一致,同时也发现,随着贮藏时间的延长,漆蜡处理莲子组织内部的 ·生成速率明显增加。然而,与对照相比,漆蜡处理有效提高了贮藏期间莲子的SOD活性,因而维持了组织中较高的 ·清除率和较低的 ·生成速率。与此相似,漆蜡处理使莲子的CAT活性也得到显著提高,从而维持了莲子组织中较低的H 2O 2含量。唐劲松等 [29]的研究也表明,5% Sta-Fresh7055果蜡处理提高了‘邵伯’菱的CAT和SOD活性。此外,本实验的结果表明,漆蜡处理明显减缓了莲子中MDA含量的增加,这可能与其抑制 ·和H 2O 2的积累有关。

本实验中,莲子PPO活性在贮藏期间逐渐上升,与莲子褐变度逐渐增加的结果一致。PPO活性呈现上升趋势可能是因为莲子组织细胞破裂造成膜系统损伤,使得PAL活性增强,酚类物质合成,从而使底物逐渐增多,促使PPO活性增大;也可能与膜结构破坏使得酚类物质不断游离出来有关 [9]。而漆蜡处理既通过降低PAL活性,从来源上减少了总酚的合成,又维持了莲子较低的PPO活性,从而降低了酚类物质参与酶促褐变的程度。另外,贮藏期间莲子的PAL活性逐渐上升而总酚含量呈下降趋势,可能与酚类物质的氧化作用大于合成作用有关。

POD作为果实后熟衰老的另一重要指标,在植物体内通常存在两种机制,一种机制在逆境或衰老初期即表达,表现为保护效应,另一种在逆境后期或衰老后期被启动,表现为伤害效应。其活性与果实呼吸作用、乙烯的生物合成以及细胞衰老有关 [35-36]。本实验结果表明,漆蜡处理的莲子在贮藏前期POD活性较高,因而维持了莲子内部较低的H 2O 2含量,贮藏后期其POD活性又显著低于对照,从而减缓了对组织的伤害。POD对于鲜莲蓬褐变的作用机制可能更为复杂,需要进行更深入的研究。

综上所述,3 g/100 mL的漆蜡涂膜可减轻鲜莲蓬采后的褐变,抑制其采后呼吸强度,延缓莲子MDA和 ·的积累,维持莲子内部较低的H 2O 2含量,同时降低贮藏期间莲子的PPO和PAL活性以及贮藏后期的POD活性,维持莲子较高的总酚含量、DPPH自由基和 ·清除能力以及CAT、SOD活性以及贮藏前期的POD活性,保持了鲜莲蓬较好的贮藏品质。本实验为鲜莲蓬的采后保鲜研究提供了参考,有利于莲蓬产业的发展。

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Effects of Lacquer Wax Coating on Postharvest Browning of Fresh Lotus Pods

GAO Jianxiao 1,2, WANG Yuning 2, LI Pengxia 1,2,*, ZHAO Jiangtao 2,*
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;2. Institute of Agro-product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Abstract:In this experiment, fresh lotus pods were treated with water (as the control) and different concentrations of lacquer wax, respectively, and then stored at (25 ± 1) ℃. The physiological and biochemical changes of lotus pods were investigated. The results indicated that 3 g/100 mL lacquer wax coating treatment significantly inhibited the postharvest browning and respiration rate of fresh lotus pods during storage, retarded the increase in browning degree, malondialdehyde (MDA)content and superoxide anion (O 2 -·) production rate, maintained low hydrogen peroxide (H 2O 2) content, and inhibited the activities of phenylalanine ammonialyase (PAL) and polyphenol oxidase (PPO) during storage as well as peroxidase (POD)activity at the late stage of storage. At the same time, total phenol content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and superoxide anion radical scavenging abilities, as well as the activities of catalase (CAT) and superoxide dismutase(SOD) were maintained at relatively high levels. In conclusion, lacquer wax coating at 3 g/100 mL inhibited the postharvest browning and consequently maintained the quality of fresh lotus pods.

Key words:fresh lotus pods; lacquer wax; browning; storage

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618044

中图分类号:TS255.3

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2016)18-0275-08

引文格式:

高建晓, 王毓宁, 李鹏霞, 等. 漆蜡涂膜对鲜莲蓬采后褐变的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(18): 275-282. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201618044. http://www.spkx.net.cn

GAO Jianxiao, WANG Yuning, LI Pengxia, et al. Effects of lacquer wax coating on postharvest browning of fresh lotus pods[J]. Food Science, 2016, 37(18): 275-282. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618044. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2015-12-20

基金项目:特色水生蔬菜产业链技术创新与集成应用项目(CX(16)1011)

作者简介:高建晓(1991—),女,硕士研究生,研究方向为果蔬保鲜。E-mail:gaojianxiaoo@163.com

*通信作者:李鹏霞(1976—),女,研究员,博士,研究方向为果蔬保鲜与加工。E-mail:pengxiali@126.com赵江涛(1973—),男,副研究员,硕士,研究方向为食品科学。E-mail:zhjt@jaas.ac.cn