楊梓萌,白新宇,尹 楠,曾教科
(海南大學(xué)園藝學(xué)院,??冢?70228)
荔枝LitchichinensisSonn.是無患子科荔枝屬常綠果樹,果皮鮮紅色,果肉富含酚類、多糖、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有抗氧化、護(hù)肝、改善脂質(zhì)代謝以及降血糖等功效[1-2]。荔枝多以鮮食為主,果實(shí)收獲于高溫高濕的季節(jié),采后呼吸作用強(qiáng),常溫條件下2~3 d即發(fā)生果皮褐變,品質(zhì)下降或商品性喪失,極不耐貯運(yùn)[3-4]。近年來,大量研究報(bào)道荔枝保鮮技術(shù)措施,如SO2熏蒸[5]、低溫[6]、氫水[7]、包裝[8]、有機(jī)酸[9]等,均可用于維持荔枝采后果實(shí)品質(zhì),延緩果皮褐變以及延長(zhǎng)貯運(yùn)壽命[4,10]。其中,SO2熏蒸處理是目前荔枝應(yīng)用最廣的一種采后保鮮方式,但會(huì)在果實(shí)可食部位殘留而影響消費(fèi)者健康[5]。因此,可替代SO2的天然抗氧化劑或保鮮劑被進(jìn)一步研發(fā)。
多酚是植物次生代謝產(chǎn)物,源于莽草酸衍生的苯丙素和聚酮途徑。多酚作為一種天然的抗氧化劑,在植物抗性、植物營(yíng)養(yǎng)和產(chǎn)品添加劑等方面發(fā)揮重要作用[11]。近年來,多酚在果蔬保鮮上的研究也受到廣泛關(guān)注[12]。研究報(bào)道,茶多酚可有效延緩荔枝、油梨等果實(shí)品質(zhì)劣變,延長(zhǎng)保鮮期[13-14]。蘋果多酚處理可以維持荔枝、芋艿等采后較好的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[15-16]。綠原酸處理可延緩油桃果皮色澤轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)抗氧化活性,維持采后品質(zhì)[17]。其他多酚類物質(zhì)如p-香豆酸[18]、原花青素[19]、荔枝多酚[20]等,也可延緩果實(shí)采后衰老,延長(zhǎng)貨架期。
雖然茶多酚和蘋果多酚可維持荔枝采后品質(zhì),但因其成本較高而并未應(yīng)用于生產(chǎn)。我們前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),原花青素(PA)、p-香豆酸(p-CA)、綠原酸(CHA)、茶多酚(TPP)和蘋果多酚(APP)等酚類物質(zhì)可有效延緩采后荔枝果皮褐變和衰老進(jìn)程,且原花青素處理表現(xiàn)最顯著的抗氧化能力[21]。因此,在前期研究基礎(chǔ)上,我們進(jìn)一步系統(tǒng)評(píng)價(jià)這5種多酚處理對(duì)采后荔枝果肉總酚、總黃酮和維生素C含量及抗氧化活性的影響,為多酚應(yīng)用于荔枝果實(shí)采后保鮮提供參考。
“妃子笑”荔枝LitchichinensisSonn.cv.Feizixiao果實(shí)采摘于海口市永興鎮(zhèn)荔枝果園,挑選大小均勻、成熟度一致、無機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí),帶枝采摘于當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室備用。
原花青素(≥98%)、蘋果多酚、97%茶多酚、98%綠原酸、98%p-香豆酸均購(gòu)于西安澤朗生物科技有限公司,97%奎諾二甲基丙烯酸、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(≥98.5%)、99% 2,4,6-三吡啶基三嗪、98% 2,2′-聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽、福林酚購(gòu)于麥克林生化科技有限公司,三氯化鐵、甲醇、無水乙醇購(gòu)于西隴科學(xué)股份有限公司,無水乙酸鈉、碳酸鈉購(gòu)于廣州化學(xué)試劑廠,其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
紫外可見分光光度計(jì),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn);電子天平,上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司產(chǎn);智能數(shù)顯恒溫水油浴鍋,鄭州予華儀器制造有限公司產(chǎn);高速冷凍離心機(jī),江蘇省鹽城市凱特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn);超聲儀,浙江省寧波市新芝生物科技股份有限公司產(chǎn)。
1.3.1 荔枝保鮮處理 帶枝荔枝剪留果柄長(zhǎng)0.5 cm果實(shí)后,隨機(jī)分成6組,分別用清水(對(duì)照)、3 g/L原花青素、0.6 mmol/Lp-香豆酸、1 g/L茶多酚、5 g/L蘋果多酚和50 mg/L綠原酸溶液浸泡10 min,果實(shí)自然晾干后分別裝入PE保鮮袋中,放置于(20±1)℃、相對(duì)濕度85%~90%的培養(yǎng)箱中貯藏10 d;每2 d取樣1次測(cè)定相關(guān)指標(biāo),每處理重復(fù)3次,每重復(fù)果實(shí)15個(gè)。
1.3.2 總酚含量測(cè)定 參考徐灼輝等[22]的方法并稍作改進(jìn),稱取果肉1 g用無水甲醇研磨后,4 ℃下避光提取2 h后,12 000 rpm離心20 min即得提取液;取提取液上清液0.1 mL加入福林酚試劑0.2 mL和10%碳酸鈉溶液2.7 mL,在50 ℃恒溫水浴鍋中保溫30 min,取混合液3 mL,以蒸餾水為對(duì)照,置于700 nm處測(cè)吸光值,并帶入回歸方程計(jì)算總酚含量,單位為mg/g,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。
1.3.3 總黃酮含量測(cè)定 參考朱楊帆等[23]的方法并稍作改進(jìn),將1.3.2中制作的提取液以無水甲醇為對(duì)照,在325 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光值,并帶入回歸方程計(jì)算總黃酮含量,單位為mg/g,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。
1.3.4 維生素C含量測(cè)定 參考曹建康等[24]的方法進(jìn)行,稱取果肉樣品2 g加入草酸溶液研磨后,12 000 rpm離心20 min,收集上層溶液加入三角瓶中,用2,6-二氯靛酚溶液滴定至出現(xiàn)微紅色,且30 s內(nèi)不褪色為止,并記錄用量,計(jì)算維生素C含量,單位為 mg/100 g。維生素C含量=V×(V1-V0)×ρ/(VS×m)×100,式中,V為樣品提取液總體積,mL;V1為樣品滴定消耗的染料體積,mL;V0為空白滴定消耗的染料體積,mL;ρ為1 mL染料溶液相當(dāng)于維生素C的質(zhì)量,mg/mL;VS為滴定時(shí)所取樣品溶液體積,mL;m為樣品質(zhì)量,g。
1.3.5 DPPH自由基清除能力測(cè)定 參考孫海龍等[25]的方法并稍作改進(jìn),取1.3.2中制作的提取液加入DPPH溶液中,避光反應(yīng),以無水甲醇加DPPH試劑為參比溶液,在517 nm下測(cè)定吸光度值以清除率計(jì)算自由基清除能力。DPPH自由基清除能力(%)=[1-(AS-A0)/AC]×100,式中,AS為樣品實(shí)測(cè)吸光值,A0樣液加無水甲醇的吸光值,AC為DPPH溶液加無水甲醇的吸光值。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。
1.3.6 FRAP抗氧化能力測(cè)定 參考徐灼輝等[22]的方法并稍作改進(jìn),稱取樣品進(jìn)行研磨,取研磨緩沖液超聲5 min后,5 000 rpm離心5 min,取上清液并加入70%乙醇3 mL,進(jìn)行第2次超聲離心,離心后合并兩次上清液并冷藏保存獲得提取液。取提取液加入FRAP工作液,混勻反應(yīng)20 min,以蒸餾水代替樣品加入FRAP工作液作為空白調(diào)零,在593 nm處讀取吸光值,以Trolox(水溶性維生素E)濃度0.1~1.6 mmol/L代替樣品做標(biāo)準(zhǔn)曲線。FRAP抗氧化值以Trolox當(dāng)量計(jì),單位為mmol/g。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。
1.3.7 ABTS抗氧化能力測(cè)定 參考徐灼輝等[22]的方法并稍作改進(jìn),向試管中加入ABTS工作液,加入1.3.6提取液100 μL,用無水甲醇作空白對(duì)照,用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定其在734 nm的吸光值,以清除率計(jì)算抗氧化能力。ABTS抗氧化能力(%)=(A0-A)/A0×100,式中,A0為稀釋后工作液吸光度值,A為樣品吸光度值。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。
使用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Duncan多重比較、相關(guān)性分析和主成分分析,用Microsoft Excel軟件作圖。
由圖1可知,在貯藏期間,所有處理總酚含量整體呈先上升后下降的趨勢(shì)。對(duì)照(清水)總酚含量在貯藏2 d達(dá)到峰值;不同多酚處理的果實(shí)總酚含量在貯藏2~8 d達(dá)到峰值,并且貯藏中后期其值顯著高于對(duì)照(清水)(p<0.05),說明多酚處理能夠增強(qiáng)荔枝果實(shí)貯藏中后期總酚含量。其中,原花青素處理的荔枝果肉總酚含量增加最顯著。
注:相同時(shí)間不同小寫字母表示差異顯著,p<0.05。圖2至圖6同。
由圖2可知,總黃酮含量在貯藏過程中略有下降,但變化趨勢(shì)不明顯。與對(duì)照(清水)相比,除了貯藏8 d,其余時(shí)間茶多酚、蘋果多酚和綠原酸處理與對(duì)照(清水)之間均無顯著性差異。原花青素和p-香豆酸處理在一定程度上維持較高的總黃酮含量,其中原花青素處理的效果最顯著(p<0.05)。
圖2 原花青素等多酚處理對(duì)“妃子笑”荔枝果肉總黃酮含量的影響
由圖3可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),荔枝果肉中維生素C含量呈下降趨勢(shì)。與對(duì)照(清水)相比,多酚處理可以延緩維生素C含量下降。其中,原花青素和綠原酸處理對(duì)維生素C含量的保持效果較顯著,且與對(duì)照(清水)維生素C含量有顯著性差異(p<0.05);而p-香豆酸處理與對(duì)照(清水)的維生素C含量基本無顯著性差異。因此,原花青素和綠原酸處理可顯著維持荔枝果肉維生素C含量。
圖3 原花青素等多酚處理對(duì)“妃子笑”荔枝果肉維生素C含量的影響
由圖4至圖6可知,3種方法測(cè)定的對(duì)照(清水)果肉抗氧化活性在貯藏過程中均呈下降趨勢(shì)。與對(duì)照(清水)相比,不同多酚處理顯著(p<0.05)抑制DPPH自由基清除能力的下降。其中,在貯藏前期(0~4 d),原花青素、p-香豆酸和綠原酸對(duì)抗氧化活性的保持效果更顯著;在貯藏中后期(6~10 d),原花青素、茶多酚、蘋果多酚處理對(duì)抗氧化活性的保持效果更顯著。說明多酚處理可以保持荔枝果肉較高的抗氧化活性,其中以原花青素處理的保持效果最顯著(p<0.05)。
圖4 原花青素等多酚處理對(duì)“妃子笑”荔枝果肉DPPH自由基清除能力的影響
圖5 原花青素等多酚處理對(duì)“妃子笑”荔枝果肉FRAP抗氧化能力的影響
圖6 原花青素等多酚處理對(duì)“妃子笑”荔枝果肉ABTS抗氧化能力的影響
采后對(duì)照(清水)果肉FRAP抗氧化能力逐漸下降。多酚處理顯著(p<0.05)抑制FRAP的下降。在貯藏前中期(0~6 d),所有多酚處理均對(duì)抗氧化活性有一定的維持效果;在貯藏中后期(8~10 d),以原花青素和綠原酸處理的效果更顯著(p<0.05)。說明多酚處理可以保持荔枝果肉較高的FRAP活性,以原花青素和綠原酸處理的保持效果較顯著(p<0.05)。
采后對(duì)照(清水)果肉ABTS抗氧化能力呈逐漸下降趨勢(shì),多酚處理顯著(p<0.05)抑制ABTS的下降。在貯藏前期(0~4 d),原花青素、p-香豆酸、茶多酚和蘋果多酚處理均對(duì)抗氧化活性有一定的維持效果;在貯藏后期(8~10 d),以綠原酸處理的效果更顯著(p<0.05)。說明多酚處理可以保持荔枝果肉較高的ABTS活性,且不同多酚發(fā)揮作用的時(shí)期不相同。
對(duì)荔枝果肉中總酚、總黃酮、維生素C含量與DPPH自由基清除能力、FRAP抗氧化能力、ABTS抗氧化能力進(jìn)行相關(guān)性分析。由圖7可知,總黃酮含量與 DPPH自由基清除能力顯著(p<0.05)正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.648;維生素C含量則與FRAP及ABTS抗氧化能力均呈顯著(p<0.05)正相關(guān),且相關(guān)系數(shù)分別為 0.626和0.564??寡趸笜?biāo)之間也存在相關(guān)性,F(xiàn)RAP抗氧化活性與ABTS抗氧化活性之間顯著(p<0.05)正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.793。
注:*表示顯著相關(guān),p<0.05。
對(duì)不同處理的荔枝果肉抗氧化物質(zhì)和活性進(jìn)行主成分分析,由表1可知,成分1和成分2的特征值大于1,且兩者的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到71.858%。因此,可以抽取成分1和成分2代表所有變量,利用成分1和成分2作載荷圖。
表1 “妃子笑”荔枝果肉抗氧主成分分析
由圖8可知,PC1、PC2分別解釋了變量的40.24%、31.62%??偡雍俊⒖傸S酮含量、DPPH自由基清除能力均分布在PC1和PC2的正方向;ABTS抗氧化能力、FRAP抗氧化能力和維生素C含量分布在PC1的正方向、PC2的負(fù)方向。因此,不同處理可以通過PC2較好的區(qū)分,主要通過總黃酮含量和維生素C含量體現(xiàn)。
圖8 “妃子笑”荔枝果肉抗氧主成分分析載荷
選取前兩個(gè)主成分PC1和PC2(累積貢獻(xiàn)率為71.86%),對(duì)不同處理及不同貯藏時(shí)間的荔枝果肉進(jìn)行抗氧化活性綜合評(píng)價(jià),將標(biāo)準(zhǔn)化后的原始數(shù)據(jù)代入主成分表達(dá)式計(jì)算各個(gè)樣本的主成分得分,樣本得分為Y1和Y2,F(xiàn)=0.402 43Y1+0.316 15Y2,據(jù)此函數(shù)得出荔枝果肉抗氧化能力綜合得分。由表2可知,綠原酸處理貯藏8 d的綜合抗氧化活性得分最高,其次原花青素處理貯藏6 d的組別、對(duì)照貯藏0 d、原花青素處理貯藏4 d的綜合抗氧化活性得分較高。說明原花青素、綠原酸處理的荔枝果肉抗氧化活性較高。
表2 不同多酚處理的不同貯藏時(shí)間“妃子笑”荔枝果肉抗氧化活性得分和綜合評(píng)價(jià)得分
比較不同處理累積得分發(fā)現(xiàn),原花青素處理的荔枝果肉抗氧化活性得分最高,對(duì)照(清水)的得分最低。不同處理的得分從高到低依次為:原花青素、綠原酸、蘋果多酚、茶多酚、p-香豆酸和對(duì)照(清水)。
果蔬中具抗氧化活性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如酚類、黃酮類、維生素C等,其抗氧化活性來自氧化還原作用;而多酚是植物天然的抗氧化劑,兼具果蔬保鮮和人體保健功效[26]。本試驗(yàn)中,隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),荔枝果肉中總酚含量逐漸上升而后下降,呈峰形變化,而多酚處理可增強(qiáng)貯藏中后期果肉總酚的積累。這與采后荔枝果肉總酚含量呈峰形變化[27],蘋果多酚可延緩采后荔枝果肉總酚含量的下降等結(jié)論相一致[28]。荔枝果肉總黃酮和維生素C含量采后呈下降趨勢(shì)[29],多酚處理可以維持較高的總黃酮和維生素C含量。說明多酚處理可以增強(qiáng)荔枝果肉抗氧化物質(zhì)的含量,以維持果肉較高的抗氧化能力和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。采用3種不同的抗氧化評(píng)價(jià)方法,發(fā)現(xiàn)黃酮含量與DPPH自由基清除能力顯著正相關(guān),維生素C含量與FRAP和ABTS抗氧化能力顯著正相關(guān)(p<0.05),說明黃酮和維生素C含量對(duì)荔枝果肉總抗氧化能力的貢獻(xiàn)較大。
此外,本研究發(fā)現(xiàn),原花青素處理具有比其他多酚處理更顯著的抗氧化能力維持效果(排名第一)。原花青素是植物體內(nèi)的天然多酚物質(zhì),具有抗氧化和清除自由基作用,能夠有效的清除活性氧進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞[30]。相關(guān)研究表明,原花青素處理可以通過增強(qiáng)香蕉抗氧化酶活性和非酶促抗氧化物質(zhì)含量,來維持細(xì)胞氧化還原態(tài)的穩(wěn)定;同時(shí)促進(jìn)內(nèi)源原花青素的合成,從而顯著延緩香蕉采后衰老進(jìn)程[19]。本試驗(yàn)中,原花青素處理也發(fā)揮了類似的作用,通過顯著增強(qiáng)果肉總酚、總黃酮和維生素C等抗氧化物質(zhì)含量,維持較高的抗氧化能力,從而維持荔枝果肉較高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本試驗(yàn)篩選的原花青素具有價(jià)格低、易獲得等特點(diǎn),適用于生產(chǎn)實(shí)踐。