草莓‘安娜’茶水提取物的保鲜研究

草莓‘安娜’茶水提取物的保鲜研究

草莓含有丰富的维生素、矿物、维生素和能量，但脂肪含量低，不含胆固醇。它尝起来很甜，深受消费者喜爱。草莓采后一系列的生理过程如呼吸和蒸腾作用容易引起果实一系列的有益变化如外观改善,香气和风味增加,然而,大多数是导致品质下降的不利变化。草莓呼吸速率高、货架寿命短是一种非常容易腐烂的水果,在收获、运销过程中的一系列损伤使果实易受到微生物的作用,导致营养和经济损失。因此,研究与掌握草莓贮藏保鲜技术具有重要的现实意义。目前,一些物理方法保鲜,或保鲜设备要求严格、价格高,或效果不太理想;化学保鲜,成本低但缺乏安全性;生物保鲜技术和纳米保鲜技术还不够成熟;植物天然提取物保鲜剂由于操作简便、成本低、污染少等优点逐渐被人们所推崇。茶多酚主要成分是儿茶素。多种毒性和药理实验研究结果表明茶多酚安全无毒,随着科技的进步,茶多酚的各种功能不断被发现。近年来茶多酚在防腐保鲜方面的应用已引起人们关注,据国内外有关文献报道,茶多酚对于自然界中19类近百种细菌均有优异的抗菌性,显示抗菌的广谱性。茶多酚还对淀粉酶、蔗糖酶均有良好的抑制能力,可作为保鲜剂,减缓采后果蔬的生化活动。目前,茶多酚已被广泛用于食品贮藏,但有关茶多酚在水果防腐保鲜方面的研究还很少。目前,食品保鲜行业用的茶多酚由有机溶剂萃取,仍存在一定的毒副作用,而以沸水浴浸提茶叶茶多酚,规模可大可小,尤其是提取过程中不添加任何毒副作用产品,因而既可为大型企业服务,也可为家庭提供方便。我国长江以南地区很多省市都种植大量的茶叶,在这些茶叶产地,每年约有近1/3的低档茶和碎沫茶由于品质差、售价低,绝大多数都白白地浪费掉了,另外存放时间长的茶叶,品质不断下降,因此可以将这些茶叶利用起来。当今茶叶也是大多数家庭的消费必需品,使用起来极为方便,因而探讨有关沸水浴浸提茶多酚等茶叶水提取物对草莓保鲜的效果,具有十分重要的现实意义和应用价值。本实验用沸水浴浸提制备含不同质量浓度茶多酚的茶叶水提取物,对草莓进行浸泡处理,然后进行低温保鲜试验,找出适合草莓保鲜的茶叶水提取物的质量浓度,为草莓安全长期保存提供参考。1实验材料与材料本实验所用材料为‘安娜’草莓(FragariaananassaDuchesne.cv.Anna),2012年5月采于洛阳市涧西区五龙沟草莓园。果实采后立刻运送回实验室,挑选大小均匀、无腐烂、无机械损伤九成熟的果实用于以下实验。茶叶为市售‘信阳毛尖’。2,6-二氯酚靛酚美国Sigma公司;硫酸亚铁、酒石酸钾纳、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸锌、亚铁氰化钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、高锰酸钾西陇化工有限公司;聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸、草酸、三羟甲基氨基甲烷、邻苯三酚、邻甲氧基苯酚、二甲苯等均为国产分析纯。1.2仪器、检测方法精密电子天平梅特勒-托利多国际股份有限公司;UVmini-1240紫外分光光度计上海晓光仪器有限公司;TDL-60B台式离心机上海精密仪器仪表有限公司;FHM-1浆果硬度计竹村机电制作所;HH-W420数显水浴锅江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;手持折光仪杭州汇尔仪器设备有限公司。1.3方法1.3.1茶多酚含量测定茶汤制备:准确称取磨碎试样10g,加750mL沸水,在沸水浴中浸提50min(浸提过程中注意搅拌),过滤。洗涤残渣,滤液合并于1000mL容量瓶中,加水定容至刻度,摇匀。茶多酚含量测定:茶多酚含量测定参考文献。不同质量浓度茶多酚的茶叶水提取物的配制:将沸水浴浸提并进行茶多酚定量的茶叶水提取物配制成不同质量浓度的茶叶水提取物(以茶多酚计),茶多酚质量浓度分别为20、30、40、50mg/L。1.3.2自然凉干后的处理将新鲜草莓果实90个为一组,在不同的保鲜液中浸泡5min,捞出、放入带有软纱网的筛篮中,自然凉干后,用低密度聚乙烯保鲜膜包装后置于消过毒的一次性敞口塑料盘中于4℃冰箱中保存(保鲜膜规格为0.02mm×30cm×3m),设置3次重复。以蒸馏水(茶多酚质量浓度为0mg/L)处理的草莓为空白对照。在整个贮藏期间,每隔2d随机取出一定数量的样品用来测定相关指标等。1.3.3指标测定1.3.3.1.草莓果实硬度和vc含量的测量用浆果硬度计进行测定,取5个果实,测定不同部位共10次,取平均值。草莓果实VC含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法。1.3.3.2.可溶性固形物和可萃取酸的测定可溶性固形物采用手持折光仪测定;可滴定酸采用酸碱滴定法,结果以柠檬酸百分数表示。1.3.3.腐烂面积的测定按果实腐烂面积大小将果实划分为4级:0级,无腐烂;1级,腐烂面积小于果实面积的10%;2级,腐烂面积占果实面积的10%~30%;3级,腐烂面积大于果实面积的30%。质量损失率采用称量法测定。1.3.3.酶活性单位u酶液提取:参考李合生的方法。过氧化物酶(peroxide,POD)活性测定:采用愈创木酚比色法测定,以鲜质量每克茶叶吸光度每分钟增加0.1为一个酶活性单位(U),单位为U/g。超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性测定:用氯化硝基四氮唑蓝(nitrotetrazoliumbluechloride,NBT)光还原比色法测定,以抑制NBT光化学还原50%为一个酶活性单位(U),单位为U/g。过氧化氢酶(catalase,CAT)活性测定:采用紫外吸收法,CAT活性以吸光度每分钟减少0.1为一个酶活性单位(U),单位为U/g。1.4数据分析以上指标,除果实腐烂指数、质量损失率和硬度测定重复10次外,其余指标均重复3次。数据用Origin7.5进行分析。2结果与分析2.1不同处理组vc的变化从图1可知,各处理组和对照组的VC含量均随着贮藏时间的延长呈下降趋势,其中对照组VC含量下降的速度最快,与处理组相差明显,如贮藏到第6天时,对照组的VC下降到35.12mg/100g,而茶多酚质量浓度为30mg/L的处理组的VC仍然高达62.35mg/100g。处理组中效果最好的是茶多酚质量浓度为30mg/L处理组,效果最差的是茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组。另外,茶多酚质量浓度为50mg/L的处理组的VC下降速度也较快,可能与高质量浓度下,起加快自由基清除抗氧化衰老的酶的活性降低有关。2.2贮藏期间茶多酚质量浓度对可滴定酸含量的影响草莓在贮藏期间,部分有机酸转化成糖,用于呼吸消耗,被氧化成CO2和H2O;部分被Ca2+、K2+所中和,如Ca2+和草酸结合生成草酸钙,因而使果实的酸味消减,风味降低。由图2可知,无论是处理组还是对照组,贮藏后可滴定酸含量都开始快速下降,但从第2天开始,下降速度有所减慢,特别是茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组,下降速度明显放缓,茶多酚质量浓度为40mg/L的处理组在第4天,下降速度也有所降低,这可能与此时抗氧化作用的酶的活性高低有关。总体而言,茶多酚质量浓度为40mg/L的处理组,可滴定酸含量下降的速度最慢,而其他处理组与对照组相比下降速度较慢,但差异不明显。本研究中,不同处理之间由于差异不太明显,可能与可滴定酸含量的变化受多因素影响有关,具体原因有待进一步研究。2.3草莓贮藏期间可溶性固形物的变化可溶性固形物是构成草莓果实风味的重要物质,它主要包括可溶性糖类,其次还有可溶性蛋白质等。可溶性糖类是草莓果实的呼吸基质,随着果实呼吸作用加强而不断降解,但又可由其他多糖类转化形成。由图3可以看出,草莓在贮藏前的可溶性固形物含量为7.04%,从贮藏当天至第2天,处理组和对照组的含量都有所增加,然后有的上升,有的下降,变化规律不定,其中茶多酚质量浓度为30mg/L的处理组,整体上相对其他几种含量比较高,茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组,贮藏前期可溶性固形物含量保持较高水平,而对照组始终维持在较低水平。总体而言,茶多酚质量浓度为30mg/L处理组能维持较高的可溶性固形物含量,其次是茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组。2.4贮藏期间茶多酚对果实硬度的影响随着草莓贮藏时间的延长,由于表面组织软化或破坏而果实硬度下降。因此,果实硬度也是衡量贮藏品质的一个重要指标。由图4可知,在贮藏前期茶多酚质量浓度为50mg/L的处理组与对照相比果实硬度下降较快,其他处理组与对照相比硬度下降较慢,可能是较高质量浓度的茶多酚使果实表面形成了一层附着物,影响了果实的正常代谢,因而起不到抗氧化作用,甚至表现出一定的反作用,加速了果实的软化。在贮藏第10天后,各处理均比对照下降慢。其中茶多酚质量浓度为30mg/L的处理组的下降速度最慢,其次为茶多酚质量浓度为20mg/L处理组,再就是茶多酚质量浓度为40mg/L处理组,在贮藏第12天时,它们分别为0.47、0.44kg/m2和0.40kg/m2,对照组为0.37kg/m2,分别比对照高出27.03%、18.92%和8.11%。从图4还可以看出,有些果实硬度还有增加的现象,这可能是因为果实表面失水后皱缩而引起的。因此,适宜质量浓度的茶多酚茶叶水提取物处理能够延缓草莓果实硬度的下降,但并不是越高越好。2.5腐烂指数的测定果实腐烂指数是判断贮藏效果的重要表观指标。由图5可知,不同处理对采后草莓果实贮藏期间的腐烂指数存在一定的差异。所有处理组的果实腐烂指数在整个贮藏期间均较对照有所降低,各处理中,腐烂指数最低的为茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组,在贮藏第6天时,对照组腐烂指数为36.52%,而20mg/L的处理组的腐烂指数仅为23.51%,比对照低55.33%,其次为质量浓度为30mg/L的处理组,腐烂指数仅为25.91%,比对照低40.93%,贮藏第10天时,对照组腐烂指数为41.76%,质量浓度为20、30mg/L的处理组的腐烂指数分别为31.71%和35.93%,分别比对照低31.70%和16.23%。因此,适宜质量浓度的茶多酚茶叶水提取物能一定程度的降低草莓贮藏期的腐烂指数,从而延长草莓贮藏期。2.6质量损失率变化果实质量损失率的大小不仅影响果实的感官特性,还影响果实的口感,随着果实的成熟、蒸腾作用的进行,果实会逐步散失水分,造成表面萎焉,光泽度下降,质量减少。因此质量损失率也是判断保鲜效果的一个重要指标。由图6可知,处理组的果实在贮藏期间质量损失率相对较低。总体来说,各个处理在贮藏前期的变化趋势基本相同,贮藏第6天时,各处理的质量损失率均在1%左右,而此时对照的质量损失率达到3.15%。贮藏后期,茶多酚含量为30mg/L和40mg/L的处理组质量损失率最低且接近,而茶多酚含量为20mg/L和50mg/L的处理组质量损失率较低也接近,但前者质量损失率上升速率比后者缓慢。贮藏12d时,当对照质量损失率达9.13%时,茶多酚质量浓度为30、40mg/L处理组的质量损失率仅为4.07%和5.27%,分别比对照低124.32%和73.24%。从质量损失率角度来说,茶多酚质量浓度为30mg/L和40mg/L处理组保鲜效果较好,而茶多酚质量浓度为20mg/L的处理组较差,50mg/L的效果最差。2.7不同处理对茶多酚sod活性的影响较高活性的SOD、POD、CAT能够加快自由基的清除,降低果实在贮藏期O2－�产生速率,从而延缓果蔬的衰老。由图7可以看出,草莓在整个贮藏期SOD活性的变化趋势比较复杂,大多表现为上升-下降-上升-下降的趋势(对照和茶多酚质量浓度为50mg/L的处理组除外),最后活性明显下降。不同质量浓度茶多酚的茶叶水提取物处理后,其SOD活性存在一定的差异,尤其是茶多酚质量浓度为20mg/L和30mg/L处理组,贮藏一段时间后,SOD活性上升较为明显,贮藏8d后,分别较对照高22.59%和24.60%。而茶多酚质量浓度为50mg/L处理组在整个贮藏期间,SOD活性都相对较低,活性不但是处理组的最低的,而且始终低于对照组,这个可能与处理中茶多酚含量过高,对多草莓果实的物理结构或者其他物质的代谢有一定的影响有关。由此可见,茶多酚质量浓度为30mg/L的茶叶水提取物对草莓贮藏期维持较高SOD活性效果明显。2.8不同处理对草莓pod活性的影响从图8可知,草莓在贮藏过程中,POD活性呈逐渐降低趋势,较低质量浓度茶多酚茶叶水提取物处理能明显减少草莓贮藏期POD活性的降低程度,但较高质量浓度茶多酚茶叶水提取物处理却使POD活性降低更多。其中,在贮藏第8天时,对照果实POD活性为0.632U/g,而茶多酚质量浓度为20mg/L处理组和30mg/L处理组的活性分别为0.687U/g和0.683U/g,分别比对照高8.70%和8.07%;而茶多酚质量浓度为50mg/L处理组活性分别为0.607U/g,比对照组低4.08%。但在贮藏后期POD活性都比较低,并且不同处理之间非常接近。图8还表明,经不同浓度茶多酚的茶叶水提取物处理的草莓,其贮藏期POD活性的降低趋势表现出差异。相比而言,茶多酚质量浓度为20、30mg/L和40mg/L的处理,其果实POD活性降低幅度几乎都处于较低水平,且都低于对照果实同期的POD活性降低幅度,而茶多酚质量浓度为50mg/L的处理果实,其POD活性降低幅度一直处于较高水平,在贮藏前期和中期的POD活性降低幅度还高于对照,而后期其POD活性降低幅度与对照差异不大。由此可见,较低质量浓度的茶多酚茶叶水提取物处理能减缓草莓贮藏期POD活性的降低,且贮藏前期的抑制效果更明显,而较高质量浓度的茶多酚茶叶水提取物反而会加快贮藏前期和中期草莓POD活性的降低。2.9不同处理对草莓cat活性的影响从图9可看出,草莓CAT活性随着贮藏时间的延长呈现逐渐降低的趋势,而较低质量浓度的茶多酚茶叶水提取物处理能明显减少整个贮藏期CAT活性的降低程度,但较高质量浓度的处理作用则不明显。对照果实在贮藏从第2天到第16天时,其CAT活性由6.674U/g降低到3.257U/g,降低了51.2%;茶多酚质量浓度为30mg/L和40mg/L处理组的草莓在整个贮藏期,CAT活性仅分别下降了44.48%和46.20%;茶多酚质量浓度为20mg/L处理组的CAT活性降低了48.25%;而茶多酚质量浓度为50mg/L处理组的CAT活性下降了59.32%,比对照下降的还明显。由此可见,较低质量浓度的茶多酚茶叶水提取物处理对草莓CAT活性的降低起明显的减缓作用,而较高浓度的处理对草莓贮藏前期的CAT活性降低有一定的抑制效果,但质量浓度过高,对CAT活性降低的抑制作用不明显或没有抑制作用。3不同处理对草莓抗氧化酶活性的影响果蔬在自然衰老过程中,抗氧化酶系统活性的下降和丧失,会导致自身活性氧代谢的失调而积累活性氧,诱导膜脂中不饱和脂肪酸发生过氧化作用,造成膜脂过氧化产物丙二醛含量和质膜透性的增加,加速衰老过程。植物体内一般存在着酶促和非酶促两大类活性氧清除系统。酶促系统中主要包括CAT、SOD、POD等。CAT和SOD等保护酶系统可有效地清除活性氧自由基,保持体内活性氧平衡,其活性的高低可以作为判断果实耐贮性指标和衰老的标志。POD催化以H2O2为电子受体的氧化反应,能将SOD作用产物H2O2分解为对细胞无伤害的H2O和O2,从而使机体免受H2O2伤害,所以在清除细胞活性氧上有着协同作用,故POD活性同样可以反映系统清除自由基的能力。从本研究结果来看,用适宜质量浓度的茶叶水提取物处理能有效延缓草莓VC含量下降,抑制草莓氧化衰老、失水及硬度下降等,对草