氯化钙处理对鲜切菠萝果片贮藏品质的影响

杨莲1,2,马俊杰2,3,彭芍丹2 *,高媛媛2,陈廷慧2,章程辉1 *,黄晓兵2,邹颖2,李积华2

(1.海南大学 食品科学与工程学院,海南 海口 570228;2.中国热带农业科学院农产品加工研究所 农业农村部热带作物产品加工重点实验室,广东 湛江 524001;3.云南农业大学 热带作物学院,云南 普洱 665000)

摘 要: 为研究不同浓度CaCl2 处理对鲜切菠萝果片贮藏品质的影响,分别采用蒸馏水及0.5%、1.0%、1.5%的CaCl2溶液对鲜切菠萝果片进行浸泡处理10 min,并分别置于4 ℃和-18 ℃下贮藏。以2 d(4 ℃)和30 d(-18 ℃)为一个测定周期,对鲜切菠萝果片的感官指标、维生素C(vitamin C,VC)含量、总酚含量以及多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和菠萝蛋白酶等酶活性进行测定。结果表明,在冷藏和冻藏期间,适当质量分数的CaCl2 处理能够有效抑制鲜切菠萝果片质量损失率、褐变指数、ɑ*值和b*值的上升,并减少硬度、L*值、可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量、VC 含量以及总酚含量的下降。此外,CaCl2 处理还降低了PPO、POD 和菠萝蛋白酶的活性,并提高SOD 活性。在不同质量分数CaCl2 处理组中,1.5% CaCl2处理组的菠萝果片在冷藏和冻藏期间均表现出较好的贮藏品质。

关键词: 氯化钙;鲜切菠萝果片;品质;冷藏;冻藏

随着消费者对新鲜健康食品需求的增加,低加工产品的消费也逐渐上升[1]。鲜切果品又称为轻度加工果品,是指经过清洗、去皮、切分和包装处理后可直接食用的水果制品[2],具有新鲜、便捷、营养且无公害等优点[3]。菠萝[Anɑnɑs comosus (L.) Merr.]是我国主要的热带水果之一,富含维生素C、碳水化合物、有机酸以及酚类物质等营养物质和活性成分[4],且风味独特、口感酸甜,深受广大消费者青睐。然而,菠萝果实个体较大且具有坚硬的表皮,不便于消费者的食用。对菠萝进行鲜切加工既能保持菠萝的营养价值、风味和新鲜度,同时解决了食用不便的问题,因此鲜切菠萝具有广阔的市场前景。然而,在鲜切处理过程中容易破坏果肉的组织结构,导致细胞汁液流失,并引发软化以及褐变等问题[4],从而影响产品品质和货架期。因此,提高鲜切菠萝的贮藏品质和延长其货架期对于确保产品市场竞争力具有重要意义。目前,已有研究采用涂膜[5-6]和气调[7]等方法对鲜切菠萝进行处理,并取得了较好的保鲜效果。然而,这些研究主要关注保鲜方法对鲜切菠萝生理指标和感官品质的影响,而对相关酶活性的影响研究较少。

钙是构成植物细胞壁和细胞膜的重要组分,具有维持细胞膜功能与细胞壁结构的作用[8]。此外,钙在植物体内充当第二信使,能够调节各类酶活性和代谢过程。目前已证实,钙处理是一种有效的果蔬采后保鲜方法,并且在苹果[9]、梨[10]和枣[11]等水果贮藏保鲜中得到较多的应用和研究。CaCl2 是一种常见的钙盐。在对桃[12]、西兰花[13]、芒果[14]和荔枝[15]等研究中表明,CaCl2 处理可以增强果蔬的细胞壁结构,减少果实的腐败率、褐变以及抗坏血酸、酚类物质等营养活性成分的损失,并抑制果实硬度下降。目前,CaCl2 处理已被应用于多种果蔬的贮藏保鲜,然而其对于鲜切菠萝贮藏品质的影响尚缺乏相关研究,特别是在冻藏方面。

本试验以湛江“巴厘”菠萝为原料,采用不同质量分数CaCl2 溶液浸泡处理鲜切菠萝果片,并将其分别置于4 ℃和-18 ℃下贮藏。通过对菠萝果片在冷藏和冻藏期间的感官品质、营养品质以及生理特性进行分析,评估了不同质量分数CaCl2 处理对鲜切菠萝果片的贮藏效果,以期为保持鲜切菠萝果片在贮藏过程中的新鲜度和品质提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 供试菠萝品种

菠萝品种为“巴厘”,2023 年3 月采摘于广东省湛江市徐闻县,采后立即运回实验室,并挑选大小均匀、无病虫害和机械损伤、八成熟的菠萝用于试验。

1.1.2 化学试剂

无水氯化钙:四川西陇科学股份有限公司;碳酸氢钠:广东光华化学厂有限公司;偏磷酸:天津市科密欧化学试剂有限公司;福林酚:北京索莱宝科技有限公司;2,6-二氯靛酚、没食子酸标准品:上海源叶生物科技有限公司;抗坏血酸:国药集团化学试剂有限公司;愈创木酚、干酪素、甲硫氨酸、聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚、L-半胱氨酸、核黄素、邻苯二酚、氯化硝基四氮唑蓝(nitrotetrazolium blue chloride,NBT):上海麦克林生化科技有限公司;以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

ABJ220-4NM 电子天平:德国KERN 公司;CT3-50K 物性测试仪:美国Brookfield 公司;M8 紫外可见分光光度计:上海美谱达仪器有限公司;3nh 精密色差仪:三恩时科技有限公司;PAL-1 便携式数显折光仪:ATAGO 科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 CaCl2 处理

将去除果皮和孔眼后的菠萝果肉切成大小均匀的圆形果片,然后分别浸泡于0.5%、1.0%、1.5% CaCl2 溶液中10 min。对照组则使用蒸馏水进行浸泡。晾干后,将蒸馏水和氯化钙浸泡处理的样品分别置于4 ℃和-18 ℃下贮藏。在4 ℃条件下,分别贮藏0、2、4、6、8 d和10 d 取样并测定相关指标;在-18 ℃条件下,分别贮藏0、30、60、90 d 和120 d 取样并测定相关指标。

1.3.2 质量损失率测定

采用称重法测定[16],按式(1)计算样品的质量损失率。

式中:x 为质量损失率,%;m0 为贮藏第0 天的样品质量,g;mn 为贮藏第n 天的样品质量,g。

1.3.3 硬度和可溶性固形物含量测定

使用物性测试仪(T39 探头)对鲜切菠萝果片的硬度进行测定,目标值为5 mm,触发点负载设定为0.07 N,速率为0.5 mm/s。使用便携式数显折光仪对样品可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量进行测定,结果以百分数(%)表示。

1.3.4 颜色测定

使用精密色差仪对鲜切菠萝果片的颜色进行测定,结果以颜色参数L*值、ɑ*值和b*值表示,按式(2)计算样品的色差(ΔE),褐变指数以色差来表示[17]

式中:Ln*、ɑn*、bn*为贮藏第n 天样品的颜色参数;L0*、ɑ0*、b0*为贮藏第0 天的颜色参数。

1.3.5 VC 含量和总酚含量测定

菠萝果片的VC 含量测定参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[18],结果以mg/100 g 表示;总酚含量的测定根据谭晓舒等[19]的方法,以不同浓度没食子酸绘制标准曲线来计算样品中总酚含量,结果以没食子酸当量(mg GE/L)表示。

1.3.6 PPO 活性测定

PPO 活性的测定参考沈飞[20]的方法。在1 g 样品中加入4 mL 含1% 聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)的磷酸缓冲液(pH7.8),在4 ℃振荡提取酶30 min,然后在4 ℃、11 000 r/min 下离心20 min,得到的上清液即为酶提取液。在0.2 mL 酶提取液中加入2.8 mL 0.04 mol/L 邻苯二酚,并在398 nm 处监测该体系3 min 内OD 变化,并以缓冲液作为空白对照。每分钟OD398 nm 改变0.01 为一个酶活力单位(U),PPO 活性单位为U/g。

1.3.7 过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性测定

POD 和SOD 活性的测定分别采用愈创木酚法和氮蓝四唑光化还原法[20]。酶的提取方法与PPO 相同。POD 活性测定反应体系包括0.2 mL 酶液、1.8 mL 愈创木酚(0.25%)、1 mL 过氧化氢(0.1%),在470 nm 处监测体系OD 值的变化。以每分钟OD470 nm 减少0.01 为一个酶活性单位(U),POD 活性单位为U/g。SOD 活性测定过程:在0.1 mL 酶液中依次加入2 mL 磷酸缓冲液(pH7.8)、0.3 mL 甲硫氨酸溶液(220 mmol/L)、0.3 mL NBT 溶液(1.25 mmol/L)以及0.3 mL 核黄素溶液(0.033 mmol/L)。混匀后,在光下培养20 min,并于560 nm 处测定OD 值。1 个酶活单位(U)定义为抑制NBT 光还原率50%的酶量,SOD 活性单位为U/g。

1.3.8 菠萝蛋白酶活性测定

菠萝蛋白酶活性的测定参考郭晶晶[21]的方法。首先,取120 µL 酶液置于37.2 ℃恒温10 min,随后加入等量的L-半胱氨酸溶液并混匀。接下来,取100 µL混合液,在37.2 ℃下恒温10 min。随后,向混合液中加入500 µL 酪蛋白溶液并精确反应10 min,反应结束后立即加入500 µL 三氯乙酸溶液,并在37.2 ℃下恒温30 min。最后,在10 000 r/min,4 ℃条件下离心25 min,获取上清液,并在275 nm 处测定其吸光值。对照组是先加三氯乙酸再加酪蛋白溶液。菠萝蛋白酶活性以酪蛋白消化单位(CDU)表示,定义为在37.2 ℃下每分钟消耗酪蛋白(pH8.0)产生酪氨酸的量,单位为CDU/mL。

1.4 数据分析

所有试验均重复3 次,先利用Excel 2019 软件对数据进行初步分析整理,再使用Origin 8.0 软件对数据进行分析和绘图。用Duncan′s 多重比较对数据进行差异显著性检验,P<0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 氯化钙处理对鲜切菠萝果片质量损失率的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间质量损失率的影响见图1。

图1 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间质量损失率的影响
Fig.1 Effect of CaCl2 treatment on weight loss rate of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

由图1 可知,随着贮藏时间的延长,鲜切菠萝果片的质量损失率逐渐上升,这可归因于蒸腾和呼吸作用导致的水分流失[22]。由图1(a)可知,除了0.5% 处理组贮藏2 d 时,CaCl2 处理组在冷藏期间的质量损失率均显著低于对照组,表明CaCl2 处理可抑制菠萝果片质量损失率的上升,减轻菠萝果片的质量损失。在冷藏第6~10 天,1.5% CaCl2 处理组的质量损失率显著低于0.5% 和1.0% CaCl2 处理组,说明在冷藏后期1.5% CaCl2 处理效果优于其他处理水平。由图1(b)可知,在冻藏期间,与对照组相比,CaCl2 处理组的质量损失率较低,并且在冻藏后期与对照组有显著差异,表明CaCl2 处理对质量损失率的抑制作用在冻藏后期更为显著。在冻藏期间,0.5%、1.0% 和1.5% CaCl2 处理均能有效地减少菠萝果片的质量损失,且效果一致。在蓝莓[23]和猕猴桃[24]的研究中也报道了钙处理对减少质量损失的积极作用。钙离子可以与非酯化果胶结合,从而增强细胞壁的稳定性,提高对水流的阻力,并减少水分的损失[25]。因此,这可能是CaCl2 处理减少菠萝果片质量损失的重要原因。结果表明,CaCl2 处理抑制了贮藏期间菠萝果片质量损失率的上升,其中在冷藏和冻藏条件下1.5% CaCl2 处理效果均较好。

2.2 氯化钙处理对鲜切菠萝果片硬度的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间硬度的影响见图2。

图2 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间硬度的影响
Fig.2 Effect of CaCl2 treatment on firmness of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

硬度是衡量果实品质的重要指标,可反映果实的软化程度[26]。由图2 可知,随着贮藏时间的延长,硬度呈现下降趋势。硬度的降低可归因于贮藏期间细胞壁物质的降解,尤其是果胶物质的降解[27]。此外,在冷冻和解冻过程中,由于冰晶的机械损伤作用会破坏菠萝果片的细胞壁和细胞膜等结构,从而也会导致硬度的下降。由图2(a)可知,在冷藏期间,CaCl2 处理组硬度均高于对照组。在冷藏结束时,1.5% CaCl2 处理组硬度相较于对照组显著提高了12.85%。由图2(b)可知,在冻藏期间,1.5% CaCl2 处理组的硬度始终显著高于对照组,而0.5%和1.0% CaCl2 处理组硬度与对照组间均没有显著差异。综上结果表明,1.5% CaCl2 处理能有效抑制菠萝果片在冷藏和冻藏期间的硬度下降,有利于缓解菠萝果片的软化,而0.5%和1.0% CaCl2 处理效果不明显。适宜质量分数的CaCl2 处理导致的抗软化性可归因于钙处理对细胞壁降解有关的酶活性和基因表达的抑制以及对细胞膜结构的稳定作用[28-29]

2.3 氯化钙处理对切菠萝果片TSS 含量的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间TSS 含量的影响见图3。

图3 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间TSS 含量的影响
Fig.3 Effect of CaCl2 treatment on TSS content of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

TSS 含量是衡量果蔬贮藏和使用品质的重要指标之一。由图3(a)可知,在冷藏期间,TSS 含量呈现先增加后下降的趋势。在冷藏前期,TSS 含量的增加可能与多糖的水解及其转化有关[30]。然而,随着贮藏时间的延长,可能是由于果肉组织呼吸代谢活动不断消耗菠萝果片中糖类物质,因此导致TSS 含量的降低。在冷藏前4 d 内,CaCl2 处理组与对照组之间TSS 含量差异较小;在冷藏第4 天后,各处理组的TSS 含量均逐渐下降,其中对照组下降最快,而CaCl2 处理组下降速度较慢,表明CaCl2 处理可以抑制菠萝果片中TSS 含量的下降。韩絮舟等[31]也报道了CaCl2 处理对维持红树莓果实TSS 含量的积极作用。在冷藏后期(6~10 d),CaCl2 处理组TSS 含量始终显著高于对照组,其中1.5% CaCl2 处理对维持菠萝果片TSS 含量效果最佳。由图3(b)可知,在冻藏期间,TSS 含量呈现下降趋势,并且CaCl2 处理的菠萝果片TSS 含量高于对照组,说明CaCl2 处理能有效抑制冻藏期间TSS 含量的下降。在整个冻藏期间,1.0%和1.5% CaCl2 处理组TSS 含量始终显著高于对照组,而0.5% CaCl2 处理组相较于对照组仅在冻藏90 d 和120 d 时有显著差异,说明1.0%和1.5% CaCl2 处理对维持TSS 含量效果较好。在冻藏结束时,0.5%、1.0% 和1.5% CaCl2 处理组的TSS 含量分别比对照组高4.55%、3.98%和8.14%。综上结果表明,适宜质量分数的CaCl2 处理能有效抑制贮藏期间TSS 含量的下降,其中在冷藏和冻藏期间均以1.5% CaCl2 处理效果最佳。

2.4 氯化钙处理对鲜切菠萝果片颜色的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间颜色的影响见图4。

图4 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间颜色的影响
Fig.4 Effect of CaCl2 treatment on color of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)、(c)、(e)和(g)分别为4 ℃冷藏下鲜切菠萝果片的L*值、ɑ*值、b*值和褐变指数;(b)、(d)、(f)和(h)分别为-18 ℃冻藏下鲜切菠萝果片的L*值、ɑ*值、b*值和褐变指数。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

鲜切菠萝果片的颜色和褐变以参数L*值、ɑ*值、b*值和ΔE 来表示,其中L*值代表明亮度,ɑ*值代表红绿度,b*值代表黄蓝度,ΔE 表示褐变指数[17]。由图4可知,随着贮藏时间的延长,各处理组的L*值逐渐降低,而ɑ*值、b*值和褐变指数逐渐增加,说明在贮藏期间菠萝果片表面颜色逐渐发红、发黄和变暗,并加重了褐变程度。这可能是由于在去皮、切片以及冻结过程中造成细胞结构的损伤,使酶与底物接触,从而导致褐变发生和颜色变化[32]。在冷藏期间,CaCl2 处理组的L*值高于对照组[图4(a)],而ɑ*值、b*值以及褐变指数低于对照组[图4(c)、(e)和(g)],说明CaCl2 处理能减轻菠萝果片在冷藏期间的颜色变化和褐变现象。这可能是因为Ca2+可以与细胞壁上的果胶分子结合形成果胶酸钙,进而填充因切割受损的细胞壁间隙,有助于保持细胞结构的完整性[33],减少酶与底物的接触,从而减轻了褐变程度。在整个冷藏期间,1.5% CaCl2 处理组展现了最高的L*值以及最低的b*值和褐变指数,并且其ɑ*值始终显著低于对照组,说明该处理对维持菠萝果片颜色和抑制褐变效果较好。在冻藏期间,与对照组相比,1.0%和1.5% CaCl2 处理的菠萝果片显示出较高的L*值以及较低的ɑ*值、b*值和褐变指数;而0.5% CaCl2 处理的菠萝果片与对照组之间在颜色参数上没有显著差异[图4(b)、(d)、(f)和(h)]。综上结果表明,一定质量分数的CaCl2 处理能够有效减轻菠萝果片在贮藏期间的颜色变化和褐变现象,其中1.5% CaCl2 处理效果较好。

2.5 氯化钙处理对鲜切菠萝果片VC 含量的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间VC 含量的影响见图5。

图5 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间VC 含量的影响
Fig.5 Effect of CaCl2 treatment on vitamin C (VC) of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

由图5 可知,在贮藏期间,菠萝果片中VC 含量呈现下降趋势。这可能是由于在低温条件下,菠萝果片发生了氧化应激,导致活性氧积累,从而引起VC 的消耗,进而导致VC 含量的降低[34]。由图5(a)可知,在冷藏期间,CaCl2 处理组的VC 含量始终较同期对照组高,并且在冷藏第4~10 天,CaCl2 处理组与对照组之间存在显著差异,说明CaCl2 处理能够有效减少冷藏期间VC 含量的损失。这可能是因为钙处理能够激活细胞内抗氧化系统,并且可通过调节多个基因的表达来降低膜磷脂分解代谢速率和减少自由基的产生,从而减少VC 的消耗[34]。在冷藏2 d 后,1.5% CaCl2 处理组的VC 含量显著高于对照组和0.5%、1.0% CaCl2 处理组,表明1.5% CaCl2 处理对维持菠萝果片VC 含量效果最佳。在冻藏方面,与对照组相比,CaCl2 处理组显示出较高的VC 含量,并且在冻藏60 d 和90 d 时与对照组存在显著差异[图5(b)]。同时,1.5% CaCl2 处理组在冻藏期间始终显著高于对照组。综上结果表明,在冷藏和冻藏期间,CaCl2 处理可以有效减少菠萝果片中VC的损失,尤其是1.5% CaCl2 处理效果最佳。

2.6 氯化钙处理对菠萝果片总酚含量的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间总酚含量的影响见图6。

图6 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间总酚含量的影响
Fig.6 Effect of CaCl2 treatment on total phenol content of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

由图6(a)可知,总酚含量在冷藏期间呈现先增加后降低的趋势,这可能是由于鲜切加工处理造成的机械损伤诱导果实中酚类物质的合成积累[4]。随着冷藏时间的延长,酚类物质被降解并参与褐变反应,从而导致其含量减少。在冷藏期间,相较于对照组,CaCl2 处理组具有更高的总酚含量,其中1.5% CaCl2 处理组的总酚含量最高且始终显著高于对照组。在冷藏结束时,0.5%、1.0% 和1.5% CaCl2 处理组总酚含量分别比对照组高出4.04%、4.81%和9.38%。由图6(b)可知,在冻藏期间,各处理组总酚含量呈现下降趋势,并且经CaCl2 处理的菠萝果片比对照组具有更高的总酚含量。其中,1.5% CaCl2 处理组总酚含量最高,并且在冻藏前期与对照组有显著差异。综上结果表明,在冷藏和冻藏期间,一定质量分数的CaCl2 处理可以有效减少菠萝果片中酚类物质的损失,并且1.5% CaCl2 处理效果较佳。

2.7 氯化钙处理对菠萝果片PPO 活性的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间PPO 活性的影响见图7。

图7 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间PPO 活性的影响
Fig.7 Effect of CaCl2 treatment on PPO activities of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

PPO 活性与果蔬组织褐变密切相关。由图7(a)可知,在冷藏期间,PPO 活性呈现先上升后下降的趋势,并且各质量分数CaCl2 处理组的PPO 活性均低于对照组,表明CaCl2 处理可以抑制菠萝果片的PPO 活性。1.5% CaCl2 处理组PPO 活性在冷藏期间始终显著低于对照组;1.0% CaCl2 处理组PPO 活性在冷藏前期与对照组有显著差异,但在冷藏后期差异不显著;0.5% CaCl2 处理组的PPO 活性在整个冷藏期间与对照组无显著差异。可见,1.5% CaCl2 处理在冷藏期间展现良好的PPO 活性抑制效果,而1.0% CaCl2 处理在冷藏前期效果较好。由图7(b)可知,在冻藏期间,PPO活性呈下降趋势,并且1.5% CaCl2 处理的PPO 活性始终低于对照组,表明1.5% CaCl2 处理在冻藏期间具有较好的PPO 活性抑制效果。综上结果表明,一定质量分数的CaCl2 处理可以有效抑制菠萝果片在冷藏和冻藏期间的PPO 活性,并且1.5% CaCl2 处理效果较好。

2.8 氯化钙处理对菠萝果片POD 活性和SOD 活性的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间POD 和SOD 活性的影响见图8。

图8 CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间POD 和SOD 活性的影响
Fig.8 Effect of CaCl2 treatment on POD and SOD activities of pineapple slices during refrigeration and frozen storage

(a)、(c)分别为4 ℃冷藏下鲜切菠萝果片的POD 和SOD 活性;(b)、(d)分别为-18 ℃冻藏下鲜切菠萝果片的POD 和SOD 活性。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

POD 是一种重要的抗氧化酶,其活性与果实后熟和衰老密切相关。如图8(a)所示,在冷藏期间,各处理组的POD 活性先增加后降低。POD 活性的增加可能是由于需要参与清除由切割损伤引起的活性氧反应导致[35]。在冷藏期间,CaCl2 处理组的POD 活性均低于对照组,其中1.5% CaCl2 处理组具有最低的POD 活性且始终显著低于对照组,而0.5% CaCl2 处理组与对照组之间没有显著差异,表明较高质量分数的CaCl2处理会显著抑制POD 的活性。与张礼良等[26]和Kou等[36]的研究结果一致。在冻藏方面,CaCl2 处理对菠萝果片的POD 活性有轻微的抑制作用,但与对照组相比没有显著差异[图8(b)]。综上结果表明,较高质量分数的CaCl2 处理会抑制菠萝果片中POD 的活性,并且在冷藏期间这种效果更为明显。

由图8(c)可知,在冷藏期间,SOD 活性呈现先增加后趋于稳定的趋势,并且1.0%和1.5% CaCl2 处理组的SOD 活性始终高于对照组,说明适当质量分数的CaCl2 处理可以提高果片中SOD 活性。由图8(d)可知,在冻藏期间,SOD 活性呈现下降趋势,并且CaCl2处理组的SOD 活性略高于对照组,但只有1.0% 和1.5% CaCl2 处理组在冻藏第30 天与对照组之间存在显著差异,其余均无显著差异。可见,适宜质量分数的CaCl2 处理能有效抑制冻藏前期SOD 活性的下降,但在冻藏后期其效果并不明显。综上结果表明,适宜质量分数的CaCl2 处理可以增强冷藏期间菠萝果片的SOD 活性,并可有效抑制冻藏前期SOD 活性下降。

2.9 氯化钙处理对菠萝果片中菠萝蛋白酶活性的影响

CaCl2 处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间菠萝蛋白酶活性的影响见图9。

图9 氯化钙处理对菠萝果片在冷藏和冻藏期间菠萝蛋白酶活性的影响
Fig.9 Effect of CaCl2 treatment on bromelain activities of pineapple slices during refrigeratio and frozen storage

(a)4 ℃冷藏;(b)-18 ℃冻藏。同一贮藏时间不同小写字母表示不同处理组间存在显著性差异,P<0.05。

菠萝蛋白酶是存在于菠萝中的一种巯基蛋白酶[37],具有蛋白水解作用。然而,该酶可能会引起部分消费者的过敏反应。由图9(a)可知,在冷藏期间,菠萝蛋白酶活性呈现先上升后下降的趋势,并且在第4 天达到最高峰。在冷藏前8 d 内,CaCl2 处理组的菠萝蛋白酶活性均低于对照组,其中1.0%和1.5% CaCl2 处理组的酶活性较低,表明CaCl2 处理能够抑制冷藏期间菠萝蛋白酶的活性。由图9(b)可知,在冻藏期间,菠萝蛋白酶活性逐渐下降,其中在冻藏前60 d 内下降速度较快,随后缓慢减少。在冻藏前期,1.5% CaCl2 处理组的菠萝蛋白酶活性明显低于对照组,而0.5% 和1.0% CaCl2 处理组的酶活性与对照组之间无显著差异。值得注意的是,在冻藏后期,不同质量分数CaCl2处理组与对照组之间的菠萝蛋白酶活性均没有显著差异。可见,在冻藏过程中,1.5% CaCl2 处理能有效抑制菠萝蛋白酶活性,而0.5%和1.0% CaCl2 处理效果并不明显。综上结果表明,适宜质量分数的CaCl2 处理能够有效抑制菠萝果片在冷藏和冻藏前期的菠萝蛋白酶活性,其中1.5% CaCl2 处理效果更好。

3 结论

本文研究不同质量分数CaCl2 处理的菠萝果片在贮藏过程中感官指标、营养指标以及生理指标的变化。结果表明,在冷藏和冻藏期间,适宜质量分数的CaCl2处理能够有效抑制菠萝果片质量损失率的上升,减轻果片的软化、颜色变化以及褐变,并减少VC 及酚类物质的损失,有利于维持鲜切菠萝果片的品质。此外,CaCl2 处理还可抑制PPO、POD 以及菠萝蛋白酶活性,并增强SOD 活性。在不同质量分数CaCl2 处理组中,1.5% CaCl2 处理组的菠萝果片在冷藏和冻藏期间均表现出较佳的贮藏品质。综合研究结果,为获得最佳的贮藏品质,建议在实际应用中采用1.5% CaCl2 溶液对鲜切菠萝果片进行浸泡处理。CaCl2 处理是一种有效提高果蔬贮藏品质的方法,然而钙的生理生化作用复杂,其对鲜切菠萝果片的作用机理仍需进一步研究。

参考文献:

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Effect of Calcium Chloride Treatment on Storage Quality of Fresh-Cut Pineapple Slices

YANG Lian1,2, MA Junjie2,3, PENG Shaodan2 *, GAO Yuanyuan2, CHEN Tinghui2,ZHANG Chenghui1 *, HUANG Xiaobing2, ZOU Ying2, LI Jihua2
(1. School of Food Science and Engineering, Hainan University, Haikou 570228, Hainan, China; 2. Key Laboratory of Tropical Crop Products Processing of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Agricultural Products Processing Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Zhanjiang 524001, Guangdong, China; 3. College of Tropical Crops, Yunnan Agricultural University, Pu′er 665000,Yunnan, China)

Abstract: To investigate the effect of calcium chloride treatment on the storage quality of fresh-cut pineapple slices, the slices were immersed in 0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5% CaCl2 solution for 10 min and stored at temperatures of 4 ℃ and -18 ℃, respectively. Determination was conducted every 2 d(4 ℃) and 30 d(-18 ℃)regularly on the sensory indexes, vitamin C (VC) content, total phenol content, and the activities of polyphenol oxidase(PPO), peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and bromelain. It was found that the appropriate mass fractions of CaCl2 treatment effectively inhibited the increase in mass loss rate, browning index, ɑ* value, and b* value of fresh-cut pineapple slices during refrigeration and frozen storage. It also delayed the decrease in hardness, L* value, total soluble solids content, VC content, and total phenol content.Additionally, CaCl2 treatment reduced the activities of PPO, POD, and bromelain while increasing that of SOD. Among the different mass fractions of CaCl2 treatment groups, pineapple slices in the 1.5% CaCl2 treatment group showed better storage quality during refrigeration and frozen storage.

Key words: calcium chloride; fresh-cut pineapple slices; quality; refrigeration; frozen storage

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2025.01.004

基金项目:海南省自然科学基金项目(321QN0926、321QN306、321QN0928);湛江市科技发展专项资金项目(2022A01213);湛江市创新创业团队引育“领航计划”(211207157080998);广东省湛江市农村科技特派员项目

作者简介:杨莲(1998—),女(苗),硕士研究生,研究方向:农产品加工。

*通信作者:彭芍丹(1989—),女(汉),副研究员,硕士,研究方向:农产品加工;章程辉(1967—),男(汉),研究员,博士,研究方向:食品检测。

引文格式:

杨莲,马俊杰,彭芍丹,等. 氯化钙处理对鲜切菠萝果片贮藏品质的影响[J]. 食品研究与开发,2025,46(1):23-32.

YANG Lian, MA Junjie, PENG Shaodan, et al. Effect of Calcium Chloride Treatment on Storage Quality of Fresh-Cut Pineapple Slices[J]. Food Research and Development,2025,46(1):23-32.

加工编辑:王雪

收稿日期:2024-03-03