萬楊卓群,李書影,劉方玥,李緒源,陳強(qiáng),馬惠玲
(西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,陜西 楊凌,712100)
核桃是一類優(yōu)良的堅(jiān)果食物,具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。核桃仁中富含人體必需的脂肪酸,不含膽固醇,被譽(yù)為優(yōu)質(zhì)的天然“腦黃金”。與干核桃相比,鮮食核桃具有獨(dú)特的口感風(fēng)味和更豐富的營養(yǎng)成分,受到越來越多消費(fèi)者的喜愛[1]。近年來,國內(nèi)外對青皮核桃保鮮貯藏進(jìn)行了大量研究,但對鮮核桃仁保鮮的研究較少。作為一種提前去殼的產(chǎn)品,鮮核桃仁食用方便衛(wèi)生、可節(jié)約貯藏空間、降低運(yùn)輸成本,是符合現(xiàn)代人美食觀念的原生態(tài)產(chǎn)品。但是去殼的鮮核桃仁容易氧化酸敗、發(fā)霉變味,導(dǎo)致色澤、風(fēng)味及營養(yǎng)品質(zhì)的下降。前人采用40 mg/L ClO2加真空包裝“處理”可使新疆主栽品種‘溫185’鮮核桃仁4 ℃下保持30 d不霉?fàn)€[2],對鮮核桃仁保鮮產(chǎn)品的生產(chǎn)有一定指導(dǎo)作用。但迄今為止,鮮核桃仁并未實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn),新的、更加高效的鮮核桃仁保鮮方法的研究仍為產(chǎn)業(yè)之急需。
自發(fā)氣調(diào)包裝(modified atmosphere packaging,MAP)成本低、操作簡單,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果實(shí)貯藏。與傳統(tǒng)的冷藏保鮮相比,自發(fā)氣調(diào)包裝貯藏具有許多優(yōu)勢:延長貯藏時間、“綠色”無公害、減少腐爛損耗、保持營養(yǎng)物質(zhì)、抑制微生物生長和減緩生鮮植物食材褐變等[3]。自發(fā)氣調(diào)包裝貯藏通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體體積分?jǐn)?shù),降低生鮮植物食材呼吸速率,同時保持生鮮植物食材有氧呼吸所需的基本代謝活性,延長生鮮植物食材保鮮期。目前,自發(fā)氣調(diào)包裝已經(jīng)在青皮核桃[4]、蘋果、西蘭花[5]和石榴籽[6]等保鮮方面取得切實(shí)可行的成果。
短波紫外線(ultraviolet radiation C,UVC)照射采后生鮮植物食材是近幾年興起的一種非化學(xué)防腐方法,符合當(dāng)前消費(fèi)者對營養(yǎng)、安全、綠色、天然食物的追求,在生鮮植物食材保鮮方面也受到了越來越多的關(guān)注。UVC可以穿透微生物的細(xì)胞膜,使微生物核酸結(jié)構(gòu)紊亂、DNA分子鏈上的堿基發(fā)生突變,造成轉(zhuǎn)錄和翻譯過程受阻,導(dǎo)致微生物不能增殖甚至死亡[7]。已有研究發(fā)現(xiàn),UVC照射可增強(qiáng)鮮切菠蘿塊[8]、番茄[9]和香瓜[10]等的保鮮效果。
本研究采用不同聚乙烯包裝、不同劑量UVC處理鮮核桃仁,研究其對鮮核桃仁采后感觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)變化的影響,以期找出最適宜鮮核桃仁貯藏的處理方式,解決商業(yè)化鮮核桃仁保質(zhì)期短的問題。
香玲(JuglansRegiaL.cv.Xiangling)核桃,2018年8月30日、2019年8月28日(約雌花盛開后125~130 d)采摘于陜西省扶風(fēng)縣一核桃良種園。采摘陽面轉(zhuǎn)黃,表皮無明顯的病蟲斑和機(jī)械損傷,已有輕度裂紋,但未開裂的青皮核桃。青皮核桃室溫下放置12 h散去田間熱,置于(5±0.5) ℃冷庫保存?zhèn)溆谩C總€青皮核桃經(jīng)手工剝?nèi)デ嗥?、果殼得到兩瓣種皮完好的核桃仁,待用。
聚乙烯(polyethylene,PE)包裝袋,天津國家保鮮工程中心;三氯乙酸、硫代巴比妥酸、碳酸鈉、蒽酮、葡萄糖、牛血清蛋白、次氯酸鈉,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;福林酚、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP),索萊寶生物科技有限公司;無水乙醇、石油醚,科隆化學(xué)品有限公司;Luria-Bertani(LB)培養(yǎng)基,北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司;馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基,奧博星生物技術(shù)有限公司;TritonX-100,登峰化學(xué)試劑廠;硫酸,西隴科學(xué)有限公司;考馬斯亮藍(lán)G-250,阿拉丁試劑有限公司。
TMZ06E-Y20石英紫外線燈管,北京好特光紫外線科技有限公司;UVC-254型紫外線強(qiáng)度計(jì),深圳君達(dá)儀器有限公司;CR-400色差儀,日本柯尼卡-美能達(dá)中國代理商[Konica Minolta (China)Investment Ltd];CheckMate 9900氣體分析儀,丹麥PBI Dansensor公司;TA XT Plus物性測試儀,英國 Stable Micro System公司。
1.3.1 消毒處理
鮮核桃仁采用0.01%(體積分?jǐn)?shù))NaClO漂洗2 min,蒸餾水沖洗后,瀝干備用。
1.3.2 MAP包裝和UVC處理參數(shù)的單因子篩選試驗(yàn)
MAP包裝:4種厚度分別0.02、0.03、0.04、0.05 mm的PE作為P2,P3,P4,P5包裝處理,設(shè)保鮮膜(6 μm PE膜,CK1)包裹和真空包裝(CK2,壓力≤0.01 MPa)2個對照。包裝袋規(guī)格為15 cm×20 cm,每袋5個核桃仁,MAP包裝處理各23袋,2個對照各19袋;各處理和對照另設(shè)5袋,模擬150 g/袋(每袋7.5或8個核桃仁)的商品包裝規(guī)格,共160袋,封口保存,置于(5±0.5) ℃,相對濕度85%~90%條件下避光貯藏。貯藏39 d內(nèi),150 g/袋的包裝固定用于氣體成分測定,其余用于感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)參數(shù)測定。
UVC處理:由石英紫外線燈管照射進(jìn)行紫外線處理,主體光波長253.7 nm,照射劑量用紫外線強(qiáng)度計(jì)測定。設(shè)置UVC照射劑量分別為0.5、1、3、5 kJ/m2共4個處理,以室內(nèi)散射光同期照射(0 kJ/m2)為對照。處理完畢后,每袋5個核桃仁,將各處理樣品分裝到P5袋并不封口,共120袋,置于(5±0.5) ℃冷庫貯藏。各處理貯藏39 d內(nèi),每3 d測定1次各袋內(nèi)O2與CO2體積分?jǐn)?shù),0、10和20 d時測定感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)參數(shù)和微生物數(shù)量。
1.3.3 MAP和UVC復(fù)合處理
對照組核桃仁采用PE30袋包裝但不封口;MAP包裝選取PE30袋封口包裝;UVC選取1 kJ/m2處理加PE30袋包裝但不封口;復(fù)合處理核桃仁采用PE30封口包裝加1 kJ/m2UVC處理。各處理均分裝核桃仁24袋,每袋5個核桃仁。
以上所有處理后的核桃仁均置于(5±0.5) ℃冷庫保存。在貯藏0、21和56 d時取核桃仁測定色值(色澤亮度L值、總色差值ΔE)、微生物菌落總數(shù)(細(xì)菌和霉菌),貯藏0、7、14、21、28、35和56 d時取樣凍存于(-80±0.5) ℃冰箱,留樣待測定后續(xù)品質(zhì)與生理指標(biāo)。
色值:采用色差儀測定核桃仁兩瓣間平整處色澤亮度(L*)、紅綠度(a*)、藍(lán)黃度(b*),并計(jì)算總色差值(ΔE),ΔE=[(L*-L0)2+(a*-a0)2+(b*-b0)2]1/2(L0、a0、b0為樣品處理前的初始值)。
O2和CO2體積分?jǐn)?shù):使用氣體分析儀測定包裝袋氣體濃度,測定時按照儀器操作說明,適時將探測針頭插入包裝袋內(nèi),記錄儀器顯示的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)。
質(zhì)構(gòu)參數(shù):使用物性測試儀測定質(zhì)構(gòu)指標(biāo),包括硬度、膠著性、咀嚼性和回復(fù)性。P50測試探頭,測試時設(shè)置測試前速度為1.0 mm/s,測試速度為1.0 mm/s,測試后速度為1.0 mm/s。
微生物菌落總數(shù):參考GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[11]測定方法。
消費(fèi)者可接受度:參考SABAGHI等[12]測定方法,略有改動。由10人組成評分小組描述種皮色澤、核桃仁風(fēng)味,并記錄分值,10人評分結(jié)果的平均值為綜合評分。其評分標(biāo)準(zhǔn)為:8~10分表示種皮色黃白,核桃仁風(fēng)味濃郁;6~8分表示種皮色黃色加深,核桃仁風(fēng)味正常;4~6分表示種皮色深黃,核桃仁風(fēng)味變淡;2~4分表示種皮色褐黃微發(fā)黑,核桃仁微有哈味;0~2表示種皮黑色,核桃仁哈喇味重。當(dāng)超過5人的評分在0~4分處,認(rèn)為核桃仁已不可再食用。
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量:參考曹建康等[13]方法。MDA含量單位用mmol/kg FW表示。
總酚含量:參考徐宏化等[14]方法,F(xiàn)olin-Ciocaileu比色法測定。以沒食子酸制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,總酚含量用每千克樣品的沒食子酸毫克數(shù)表示,單位為mg/kg FW。
核桃仁油脂品質(zhì)指標(biāo):含油率、酸價(jià)和過氧化值。油脂提?。簠⒖肌妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定》[15]測定方法。酸價(jià):參考GB5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定》[15]測定方法。過氧化值:參考GB5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》[16]測定方法。
磷脂酶D(phospholipase D,PLD)活性:使用植物磷脂酶D試劑盒[17]測定,上海瑞朔生物科技有限公司生產(chǎn)。酶活性以U/g FW計(jì)。
脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性:參考LIN等[18]方法。稱取0.3 g核桃仁,加預(yù)冷的0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH 6.8,含1% TritonX-100,4% PVP),冰浴條件研磨成勻漿。4 ℃ 10 000×g離心30 min。酶促反應(yīng)體系中加入2.8 mL磷酸緩沖液,0.1 mL反應(yīng)底物和0.1 mL酶液,混勻后于234 nm處測吸光值。酶活性計(jì)為U/g FW。
可溶性糖含量:蒽酮比色法[17]。以葡萄糖制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算鮮樣可溶性糖的質(zhì)量百分比含量(%)。
可溶性蛋白含量:采用考馬斯亮藍(lán)法[17]。以牛血清蛋白制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果以mg/g表示。
以上指標(biāo)中,PLD和LOX活性的測定重復(fù)3次,其他指標(biāo)重復(fù)5次,每袋樣品為1個重復(fù)。
采用Origin 2018處理數(shù)據(jù)、制作圖形,SPSS 18.0分析數(shù)據(jù)。采用鄧肯氏(Duncan)多重比較進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析,數(shù)據(jù)表示為均值±SD,小寫字母表示同一時期不同處理的差異顯著性(P<0.05),大寫字母表示同一處理不同時期的差異顯著性(P<0.05)。
2.1.1 對O2和CO2體積分?jǐn)?shù)的影響
由圖1-a可見,各厚度MAP包裝氣調(diào)作用明顯強(qiáng)于CK1。適宜厚度的P3袋透氣性適中,O2體積分?jǐn)?shù)沒有出現(xiàn)大幅度起伏變化就達(dá)到了平衡,3 d后一直在5%左右波動,而其余處理中袋子過厚導(dǎo)致袋內(nèi)氣體交換過慢或袋子過薄導(dǎo)致氣體交換過快,O2體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)大起大伏后才達(dá)到平衡。
15 d后各處理均達(dá)到平衡時,圖1-b中CO2體積分?jǐn)?shù)高低順序?yàn)椋篜5>P4>P3>P2,顯然,袋越厚,透氣性越差,CO2透出越少,袋內(nèi)濃度越高。適宜厚度的P3袋內(nèi)CO2體積分?jǐn)?shù)最穩(wěn)定,在3%左右波動。
由于各UVC處理為非密封包裝,故測得該組對照和各處理袋內(nèi)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)一直是20.8%、0.03%,與空氣濃度一致,以1 kJ/m2UVC的測定結(jié)果為代表顯示于圖1。
a-各包裝處理O2體積分?jǐn)?shù)變化;b-各包裝處理CO2體積分?jǐn)?shù)變化圖1 不同MAP和UVC處理O2和CO2體積分?jǐn)?shù)隨貨架 時間的變化Fig.1 The change of O2and CO2 concentration with shelf time under different treatments of MAP and UVC注:小寫字母表示同一時期不同處理的差異顯著性(P<0.05)(下同)
2.1.2 對質(zhì)構(gòu)參數(shù)和感官品質(zhì)的影響
全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis,TPA)即質(zhì)構(gòu)剖面分析,是模擬人體口腔咀嚼食物運(yùn)動,對固體或半固體進(jìn)行2次壓縮測試,繪制出質(zhì)構(gòu)測試曲線[19],直觀地反映生鮮植物食材質(zhì)地品質(zhì)。硬度指樣品達(dá)到一定變形所需的力,回復(fù)性表示果實(shí)受到擠壓后迅速恢復(fù)變形的能力。如表1所示,貯藏10 d時P3、P4和P5包裝對維持核桃仁硬度和回復(fù)性有較明顯的優(yōu)勢。膠著性表示將半固態(tài)樣品破裂成可吞咽的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量,反映了果肉細(xì)胞間的黏著作用。在貨架期間,果實(shí)的膠著性明顯增大或減小對果實(shí)口感和品質(zhì)不利[20]。10 d時,膠著性與初始值最為接近的是P3包裝。咀嚼性在數(shù)值計(jì)算上是硬度、彈性和內(nèi)聚性的乘積,是果實(shí)對咀嚼的持續(xù)抵抗能力的綜合反應(yīng),表明了果實(shí)咀嚼到可吞咽時所需的功,咀嚼性變化越小反映出產(chǎn)品保存得越好。10 d時,各組處理的咀嚼性均下降,其中P3包裝的咀嚼性最高,最接近初始值。因此,幾組MAP中,P3包裝的質(zhì)地品質(zhì)保持能力最強(qiáng)。在UVC參數(shù)篩選組,10 d時核桃仁硬度最大的是5、1 kJ/m2處理。膠著性與初始值較接近者依近到遠(yuǎn)順序?yàn)?、1 kJ/m2和對照。咀嚼性與膠著性相似,變化較小的是3、1 kJ/m2和對照;回復(fù)性以5 kJ/m2最高,1、3 kJ/m2與對照無差異,0.5 kJ/m2顯著低于對照。上述4項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)下,1 kJ/m2處理的3項(xiàng)都達(dá)到最優(yōu)之列,回復(fù)性也不低于對照;其他處理最多達(dá)到2項(xiàng),因此,1 kJ/m2被選為UVC處理組對質(zhì)構(gòu)參數(shù)保持最佳的劑量。
表1 不同MAP和UVC處理的核桃仁的質(zhì)構(gòu)參數(shù)和感觀品質(zhì)變化Table 1 The TPA and sensory quality of walnut kernels under different treatments of MAP and UVC
貯藏期各處理核桃仁L*值逐漸減小,ΔE增大,說明在貯藏過程中核桃仁色澤逐漸變暗淡。貨架10 d時各處理與對照間差異尚不顯著;貨架20 d時,真空包裝(CK2)仍然保持了與其10 d時相同水平的亮度(L*)和ΔE,P2、P3和P5的L*為同一水平,顯著低于CK2,P4和CK1最低,差異顯著(P<0.05);ΔE值大小按顯著水平排序與L*恰好相反。說明CK2和3種MAP包裝限制了O2濃度,均能夠抑制褐變,保持核桃仁色澤亮度,ΔE增量最低。限O2能力最差的CK1使核桃仁暴露充足O2下,褐變快,引起L*值下降量最大。前人報(bào)道,適合的UVC照射可抑制生鮮植物食材褐變[21]。如表1所示,貨架10 d時,各劑量UVC照射對核桃仁L*值有所下降,但處理間差異不顯著;20 d時,3 kJ/m2處理的L*值保持最高,顯著大于對照(P<0.05),其他劑量間均與對照差異不顯著。說明3 kJ/m2處理也有利于核桃仁色澤的保持,其他劑量則沒有,與前人的結(jié)果一致[21]。
表1顯示,與0 d相比,10和20 d時核桃仁的消費(fèi)者可接受度均有所下降,說明其口感風(fēng)味隨貯藏時間延長而下降。20 d時CK2的核桃仁變質(zhì),無法食用。貯藏10 d時,消費(fèi)者可接受度P3、P4>P2、P5、CK2和CK1。20 d時,消費(fèi)者可接受度P3>P4、P5、P2和CK1。綜合來看P3包裝維持了消費(fèi)者最高的可接受度,核桃仁風(fēng)味口感最佳,真空包裝(CK2)雖然保持了最佳的色澤狀態(tài),可是歷經(jīng)20 d低溫貨架已產(chǎn)生異味,不可食用。
2.1.3 對微生物數(shù)量的影響
UVC照射可以破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu),阻礙微生物的生長繁衍[7]。如表2所示,0 d時不同劑量的UVC照射均可顯著減少核桃仁細(xì)菌數(shù)量。各處理在20 d時的細(xì)菌數(shù)量均顯著少于對照(0 kJ/m2),除1 kJ/m2處理外,其余紫外線處理的核桃仁均檢測到霉菌,故1 kJ/m2UVC是最佳短波紫外線殺菌處理。20 d時1 kJ/m2紫外線處理的消費(fèi)者可接受度最高,核桃仁口感風(fēng)味最佳。
表2 不同UVC處理的核桃仁細(xì)菌霉菌菌落總數(shù)Table 2 The total number of bacterial and mold colonies of walnut kernels under different UVC treatments
MAP包裝的作用主要是提供適宜的氣體微環(huán)境,使核桃仁感官品質(zhì)保質(zhì)期延長,上述指標(biāo)足以選出最佳包裝參數(shù)為P3,其抑制微生物的功效將在后續(xù)最佳參數(shù)下的保鮮試驗(yàn)中進(jìn)行測定,故在單因素試驗(yàn)中未重復(fù)測定。
2.2.1 對核桃仁色值的影響
如表3所示,與0 d相比,21和56 d時各組處理的L*值均有所減小。MAP和復(fù)合處理的L*值在21和56 d時均顯著大于對照(P<0.05),說明含MAP的處理均可以較穩(wěn)定地抑制核桃仁褐變,保持亮度;而UVC處理加快了核桃仁色澤的下降:在56 d時L*值顯著降低,ΔE增大(P<0.05)。
表3 不同處理的核桃仁色值變化Table 3 The color values of walnut kernels under different treatments
2.2.2 對核桃仁微生物菌落總數(shù)的影響
如表4所示,在貯藏21 d和56 d時,對照的細(xì)菌和霉菌數(shù)量均顯著多于其他3組處理(P<0.05),說明MAP、UVC和MAP+UVC處理均可抑制核桃仁細(xì)菌和霉菌的生長,且復(fù)合處理抑制效果最佳。貨架60 d時對照出現(xiàn)部分霉變,70 d時復(fù)合處理也發(fā)生霉變,失去商品價(jià)值。56 d前霉菌數(shù)很少,且復(fù)合處理顯著低于對照。根據(jù)樣品全程帶細(xì)菌的測定結(jié)果,建議鮮核桃仁食用前清洗,以使不可見的極少量霉菌同時被洗去,因此,復(fù)合處理的鮮核桃仁貨架期以不發(fā)生霉變?yōu)闇?zhǔn),至少達(dá)到60 d。
表4 不同處理的核桃仁細(xì)菌和霉菌菌落總數(shù)Table 4 The total number of bacterial and mold colonies of walnut kernels under different treatments
2.2.3 對核桃仁品質(zhì)的影響
MDA是膜脂過氧化的產(chǎn)物,其與蛋白質(zhì)反應(yīng),引起膜蛋白變性,破壞細(xì)胞膜的流動性和通透性,加快組織成熟衰老[22]。如表5所示,對照的MDA含量在貨架期上升最快;UVC處理當(dāng)天有促進(jìn)MDA增加的趨勢,盡管當(dāng)天與對照差異不顯著,可是,21 d時含UVC處理的2組顯著高于其他組(P<0.05),MAP處理則對MDA上升有所抑制;隨著MAP的抑制和UVC作用的消失,56 d時,UVC、復(fù)合處理的MDA含量均顯著低于對照。
酚類物質(zhì)是生鮮植物食材中一類重要的次生代謝物質(zhì),酚類物質(zhì)不僅影響生鮮植物食材的風(fēng)味,還與其抗氧化活性密切相關(guān)。如表5所示,各組處理的總酚含量均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢。56 d時,UVC、MAP單獨(dú)處理總酚含量顯著高于對照(P<0.05),但復(fù)合處理卻回到與對照一致的水平。說明UVC、MAP處理在核桃仁貯藏后期都促進(jìn)了酚類物質(zhì)的合成,二者復(fù)合處理卻相互拮抗了這一過程。
核桃仁的油脂含量較高,其分解容易引起核桃仁的氧化酸敗,甚至產(chǎn)生醛、酮類有害小分子物質(zhì),致使核桃仁品質(zhì)劣變[23]。UVC處理雖然表現(xiàn)出短暫(處理當(dāng)天)促進(jìn)油脂增長的趨勢,但與非UVC處理間差異不顯著。貨架21和56 d時油脂含量總體下降,21和56 d各組間均沒有顯著差異,表明MAP與UVC處理對油脂降解沒有顯著影響。
油脂在各種因素作用下分解成游離脂肪酸和甘油,游離脂肪酸的含量以酸價(jià)表示,游離脂肪酸越多,酸價(jià)越大;脂肪酸發(fā)生氧化作用的主要積累產(chǎn)物是氫過氧化物,氫過氧化物含量用過氧化值表示[24]。酸價(jià)是對核桃仁總體水解酸敗程度的評價(jià)指標(biāo),核桃仁發(fā)生酸敗后,其風(fēng)味、氣味、色澤都會有不同程度的變化,核桃仁色澤加深,香味變淡,甚至產(chǎn)生哈味嚴(yán)重影響核桃仁品質(zhì)。貯藏期核桃仁酸價(jià)總體呈升高趨勢。對照和MAP處理的酸價(jià)持續(xù)增加,而UVC、復(fù)合處理的酸價(jià)增加較慢,貨架56 d時顯著(P<0.05)低于對照,表明UVC處理對核桃仁酸敗有明顯的抑制作用。
對照的過氧化值在貯藏期變化波動較小,而MAP、UVC和復(fù)合處理的過氧化值持續(xù)上升。21 d和56 d時UVC處理的過氧化值顯著(P<0.05)大于對照,56 d時MAP和復(fù)合處理的過氧化值顯著(P<0.05)大于對照,說明MAP、UVC促進(jìn)了鮮核桃仁油脂的過氧化作用,但是,根據(jù)國標(biāo)(GB 2716—2018)對油脂的要求,即酸價(jià)不得超過4 mg KOH/g FW, 過氧化值不得超過0.25 g/100g FW[25],本文中各處理的過氧化值4~9 mg/100g還不及國標(biāo)的1/27,遠(yuǎn)不構(gòu)成引起油脂過氧化的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。
可溶性糖和可溶性蛋白是評價(jià)核桃仁品質(zhì)的營養(yǎng)指標(biāo),糖是果實(shí)維生素、芳香物質(zhì)等成分的合成原料,可溶性糖含量的高低直接影響果實(shí)的風(fēng)味[26];可溶性蛋白是植物組織中酶的重要組成成分,參與植物多種代謝調(diào)控,與植物的成熟衰老、抗病性等密切相關(guān)[27]。UVC促進(jìn)了貨架21 d時可溶性糖上升,可見它促進(jìn)了多糖降解,使其末期可溶性糖含量顯著大于對照。但是,MAP處理在貨架21 d就使可溶性糖低于對照了,結(jié)合其袋內(nèi)較對照低的O2體積分?jǐn)?shù),高的CO2體積分?jǐn)?shù),和42 d后MAP袋內(nèi)異常的O2體積分?jǐn)?shù)下降與CO2體積分?jǐn)?shù)增加現(xiàn)象可知,MAP包裝處理的核桃仁可能因有氧呼吸受限,厭氧呼吸出現(xiàn),碳水化合物消耗增大,使復(fù)合處理在21、56 d的可溶性糖均顯著低于UVC單獨(dú)處理。各組可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)下降趨勢,且各組處理可溶性蛋白無顯著差異,說明各組處理均不影響可溶性蛋白的含量。
品嘗結(jié)果顯示,至貨架56 d時,對照核桃仁出現(xiàn)輕微酸味,其他各組則風(fēng)味正常。
表5 不同處理的核桃仁品質(zhì)變化 Table 5 Quality changes of walnut kernels under different treatments.
2.2.4 對核桃仁脂類降解酶活性的影響
磷脂是生物膜的主要成分, PLD是膜脂降解的起始酶,在植物中普遍存在,參與細(xì)胞膜脂質(zhì)分解代謝反應(yīng),產(chǎn)生磷脂酸和膽堿。當(dāng)PLD活性增大時能夠加快膜脂降解,破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)[28]。如圖2-a所示,各組處理核桃仁的PLD活性均呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢,以21 d為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。PLD活性增大的過程與前21 d內(nèi)油脂降解較快相對應(yīng),這一結(jié)果與POURNIK等[29]的研究一致,研究測得PLDA2是引起核桃仁油脂降解的酶之一。但其只測定了高溫(45 ℃)處理36 d的酶活性,沒有測定更長時間的。本文表5中21~56 d油脂含量下降較前21 d明顯放緩也與PLD活性下降相對應(yīng),可知鮮核桃仁從硬殼剝出進(jìn)入低溫貨架后,磷脂分解代謝逐漸加強(qiáng),達(dá)到一定水平后,因代謝活性的整體下降,PLD活性轉(zhuǎn)而衰減。前21 d UVC和MAP處理均較對照的PLD活性上升放緩,二者復(fù)合處理的上升最慢,表現(xiàn)了二者的疊加作用,使14~21 d的酶活性顯著(P<0.05)低于對照,與其油脂酸價(jià)低于對照相對應(yīng),推測PLD活性低時游離脂肪酸積累少,并有利于維護(hù)膜的完整性??墒?,各組間PLD活性的差異并未引起含油率的顯著不同,這可能與核桃油脂的分解還有脂酶的作用[29]有關(guān),油脂分解速率是否同時與PLD和脂酶活性正相關(guān),而酸價(jià)與PLD有關(guān),值得進(jìn)一步研究。
LOX是植物細(xì)胞膜脂發(fā)生過氧化降解的關(guān)鍵酶,LOX與植物成熟衰老密切相關(guān),能夠催化多元不飽和脂肪酸發(fā)生加氧反應(yīng),產(chǎn)生的過氧化物進(jìn)一步反應(yīng)生成醛、酮等小分子物質(zhì),毒害細(xì)胞膜系統(tǒng),致使細(xì)胞死亡,并影響風(fēng)味質(zhì)量[30]。如圖2-b所示,MAP處理的LOX活性始終小于對照,7 d時MAP處理LOX活性顯著(P<0.05)小于對照,說明MAP處理可以抑制核桃仁的LOX活性,這與郭園園等[4]研究發(fā)現(xiàn)PE袋包裝的青皮鮮核桃在冷藏條件下能有效地降低LOX活性結(jié)果一致;MAP+UVC的復(fù)合處理在前21 d維持了最低的LOX活性。21 d后,其他處理發(fā)生LOX活性的快速下降,復(fù)又上升,而復(fù)合處理持續(xù)穩(wěn)步上升,反映復(fù)合處理下核桃仁膜脂代謝的穩(wěn)定性,與磷脂酶活性21 d時的轉(zhuǎn)折相對應(yīng),其他處理LOX活性的起伏可能反映了膜代謝紊亂的發(fā)生。LOX活性與丙二醛含量呈極顯著正相關(guān)(P=0.804**),表明LOX催化下的膜降解是丙二醛積累的主要原因。
a-PLD活性變化;b-LOX活性變化圖2 不同處理的核桃仁PLD和LOX活性Fig.2 The PLD and LOX activity of walnut kernels under different treatments
本研究發(fā)現(xiàn),鮮核桃仁(帶種皮)采取P3(PE30)袋作為MAP包裝(袋內(nèi)氣體平衡后達(dá)到波動水平:5%O2+3%CO2)或1 kJ/m2劑量UVC作為殺菌處理時,均較其他參數(shù)保持了核桃仁最小的質(zhì)構(gòu)參數(shù)(硬度、膠著性、咀嚼性和回復(fù)性)變化量,且(5±0.5) ℃下貨架56 d風(fēng)味正常;以明暗度和消費(fèi)者可接受度值評判,二者復(fù)合處理保持了更佳的感觀品質(zhì)和風(fēng)味。復(fù)合處理的核桃仁霉變發(fā)生期為70 d,比對照延長10 d,是鮮核桃仁安全保鮮60 d的有效措施。處理無公害,操作簡便,為實(shí)踐中核桃仁產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了參考。真空包裝雖保持了最佳色澤亮度(L*),卻于20 d產(chǎn)生異味,建議實(shí)踐中慎用。
MAP、UVC單獨(dú)處理和復(fù)合處理(1 kJ/m2UVC+PE30)均不同程度抑制了貨架期鮮核桃仁PLD和LOX的活性,復(fù)合處理作用最強(qiáng),可見,MAP和UVC及其復(fù)合處理通過抑制膜磷酯降解,減少有害物質(zhì)丙二醛的積累和酸價(jià)增加;并增強(qiáng)了核桃仁抗性,有效抑制了霉菌的生長。試驗(yàn)中觀測到貨架期鮮核桃仁磷脂酶活性在21 d發(fā)生由上升向下降的轉(zhuǎn)折,可能標(biāo)志其生理活性于21 d左右下降。