Polysaccharide-Based食用涂料对质量的影响和抗氧化酶系统的草莓在冷藏

文摘

草莓是一种营养,但是高度易腐水果。三个polysaccharide-based食用涂料(海藻酸、壳聚糖和支链淀粉)被应用于采后草莓水果冷藏(4°C),及其对果实品质和抗氧化酶系统的影响在本研究调查。结果表明,多糖涂料表现出显著延迟果实软化和腐烂,减少总可溶性固形物和可滴定酸度的变化在16 d存储内容。多糖涂料也保持较高的抗坏血酸和总酚含量比控制从第二天和显著抑制果实腐烂和呼吸12 d后存储( )。多糖治疗增强抗氧化酶的活动(过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和抗坏血酸盐过氧化物酶),防止脂质过氧化,减少膜损伤。此外,壳聚糖涂层最积极对果实品质的影响在三个polysaccharide-based食用涂料和抗氧化酶的活动相对最高。这些结果表明,polysaccharide-based食用涂料在采后草莓果实的质量维护帮助。

1。介绍

草莓(草莓属×ananassa杜赫)是一种最消耗nonclimacteric水果由于其感官和营养特性1]。然而,草莓采后生命与短极易腐,主要是因为高代谢以及易受机械损伤和感染植物病原细菌、真菌和病毒(2]。许多保护技术,如制冷,热处理,增加、修改或控制的气氛已经应用于草莓货架期(3]。大多数物理治疗已显示潜在的负面影响在这种水果的营养和风味成分(4]。因此,有必要探索和利用新技术对维持采后草莓果实品质。

主动食用涂料是一种新型的有前途的方法来延长保质期的水果和蔬菜(5]。食用涂料与半透膜可以通过减少水分,延长水果采后寿命呼吸、气体交换和氧化反应速率6]。polysaccharide-based食用涂料富含抗菌剂的应用或抗氧化剂已经被证明是有效的在存储期间保持果实品质7,8]。海藻酸、壳聚糖和支链淀粉经常用作polysaccharide-based食用涂料由于其能力形成刚性稳定的凝胶(9,10]。海藻酸、多糖是从海洋褐藻(褐藻纲)和结冷胶或由细菌分泌的Sphingomonas伊乐藻属植物,从事食品行业组织化处理和胶凝剂11]。壳聚糖,脱乙酰作用得到的高分子量多糖甲壳素,是海鲜产业的副产品。Chitosan-based涂料已被发现是一个理想的防腐涂层材料为不同类型的水果,与存储等功能优势扩展时期,呼吸率减少,坚定保留和微生物生长调节(12]。支链淀粉,产生的真菌Aureobasidium支链淀粉,是一种水溶性多糖具有优良的成膜性能(13]。它可以形成食用薄膜具有抗氧化和抗菌活性,没有任何味道和香味的。

过氧化反应活动直接参与自然和诱导果实衰老。抗氧化酶在抑制氧化应激是至关重要的。当活性氧(ROS)的增加,链式反应开始的超氧化物歧化酶(SOD)催化过氧化物自由基的歧化作用()分子氧(O₂)和过氧化氢(H₂O₂)。H₂O₂然后解毒,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸盐过氧化物酶(APX型)14]。猫降低H₂O₂成水和O₂,而POD分解H₂O₂等辅被用物氧化酚类化合物(15]。重要的是要注意,多糖的影响涂料(如海藻酸、支链淀粉和壳聚糖)草莓的抗氧化酶系统上还没有被研究过。因此本研究的目的是确定polysaccharide-based食用涂层质量和抗氧化酶系统的影响在冷藏期间草莓。polysaccharide-based食用的分子表征涂层以应对衰老也进行了分析。研究结果有助于维持采后品质和延长草莓的贮藏寿命。

2。材料和方法

2.1。植物材料和治疗

草莓(草莓属×ananassa杜赫。简历。甜查理)在完全成熟丰收的果园在2017年3月在广西南宁,运往广西重点实验室的水果和蔬菜Storage-Processing立即技术。水果与物理伤害或衰变丢弃,和那些水果均匀大小和颜色被选为材料。随后,草莓材料被随机分成四组治疗前。三种不同polysaccharide-based coating-forming解决方案(壳聚糖海藻酸1%,支链淀粉6.5%,和2%)是由在无菌蒸馏水溶解化合物磁搅拌。草莓被消毒1分钟200毫克/公斤氯化水解决方案,蘸polysaccharide-based coating-forming解决方案5分钟,然后在室温下干燥30分钟。涂布草莓在聚对苯二甲酸乙二醇酯翻盖包装容器排气洞和存储16 d在4°C。裸草莓被用作控制在同一存储条件分析。

2.2。水果质量评价

2.2.1。衰减率和坚定

衰变率是评估修改0 - 3衰减范围内表面积的基础上宏观损伤,3是不可接受的,超过30%的表面积显示衰减;2意味着坏,10 - 30%的表面积显示衰减;1是可以接受的,只有不到10%的表面积显示衰减;0意味着优秀的,不可见的腐蚀检测(16]。草莓的坚定测量使用ft - 327手持透度计(UC水果坚定测试仪、米兰、意大利)配备5毫米直径的探针。坚定的记录与三个不同的分从三个不同的水果水果,然后就意味着被表示为牛顿(N)。

2.2.2。内容总可溶性固形物、可滴定酸度,抗坏血酸和总酚类

总可溶性固形物(TSS)水平的草莓决心根据采用AOAC公认的方法(17),用一只手折射计(Atago、东京、日本)。可滴定酸度(TA)内容决定使用一个自动滴定仪(Titroline容易,Schott、美因茨、德国)与0.1 M氢氧化钠滴定的汁pH值8.2。结果表示为柠檬酸的比例(每100克的柠檬酸g鲜重)。抗坏血酸(VC)内容由滴定10 g的混合浆样本与标准2,6-dichlorophenol靛酚染料后过程中采用AOAC公认的。总酚含量是由Folin-Ciocalteu方法反应利用没食子酸作为标准做了一些调整(18]。样品分析在760 nm紫外线- 160分光光度计(日本岛津公司,京都,日本),是表示为没食子酸在毫克当量FW基础。

2.2.3。呼吸率

呼吸率的草莓,暴露于纯N₂0或9 h,然后储存在20°C和90%相对湿度,测定各种存储天后。三个水果密封在4.2 L玻璃罐2 h 25°C。一毫升的顶部空间气体样品退出jar和GC-9A注入气相色谱仪(日本岛津公司)。二氧化碳浓度是决定使用一个热导检测器(TCD) Porapak N列(日本岛津公司),而乙烯含量测定用火焰电离检测器(FID)和一个OV17毛细管柱(Zhonghuida有限公司,大连,中国)。

2.3。氧化压力分析

2.3.1。丙二醛含量和脂氧合酶的活动

丙二醛(MDA)含量测定的报道方法根据太阳et al。14]略微修改。草莓(3 g)均质15毫升的10%三氯乙酸和离心20分钟15000×g。一毫升的上层清液与3毫升的0.5% 2-thiobarbituric混合酸,加热20分钟在95°C,然后立即在冰水里冷却。吸光度是spectrophotometrically以532海里(紫外线1600,日本岛津公司)在3000×g离心10分钟后,和非特异性吸光度的值减去600海里。

冷冻草莓(5克)地面细在液态氮均质在15毫升的50 mM磷酸盐缓冲剂(pH值7)。在10000×g离心20分钟后在4°C,上层的收集和用作粗酶提取物。LOX活性被监测化验共轭双烯的形成从亚油酸25°C和234海里(15]。反应混合物(3毫升)包含50 mM磷酸钠缓冲(2.8毫升,pH值7),10毫米亚油酸钠溶液(0.1毫升),和粗酶解决方案(0.1毫升)。

2.3.2。抗氧化的酶的活动

POD、猫和APX型提取根据Nakano和浅田和另外的修改方法19]。草莓(1 g)提取10分钟在4°C 2.5毫升的0.05米钠磷酸盐缓冲剂(pH值7.8)包含0.1% (w / v)聚乙烯吡咯烷酮。提取的解决方案是在12000×g离心20分钟。豆荚的上层清液收集确定活动,猫,APX型根据歌曲的方法等。20.]。SOD提取并分析根据Azarabadi等的修改方法。21]。SOD活性决定通过测量其抑制能力的光化学还原硝基蓝四唑(电视台)。

2.4。统计分析

所有的实验进行了一式三份( ),被安排在一个完全随机设计。所有统计分析都由方差(方差分析)分析使用SPSS 13.0统计软件(美国芝加哥SPSS Inc .)。之间的显著差异的参数由使用费舍尔最显著差异(LSD)测试( )。

3所示。结果

3.1。Polysaccharide-Based食用涂料对坚定的影响和草莓的衰变速率

坚定是影响草莓贮藏质量的关键因素之一。三个polysaccharide-based食用涂料坚定的影响如图1(一)。坚定的价值观涂布水果和控制减少由于细胞壁降解与长时间的存储时间。坚定损失polysaccharide-coated水果延迟明显( 控制相比)。所观察到草莓涂布壳聚糖比其他两个更坚定的治疗(海藻酸和支链淀粉)。从图1 (b)、草莓展出在衰变率大幅增加16 d存储在4°C。的衰变速率控制仍明显高于( 第四天之后)比polysaccharide-coated水果。与此同时,chitosan-coated水果的衰变率显著降低( )比alginate-coated pullulan-coated水果。

3.2。Polysaccharide-Based食用涂料对草莓的营养成分的影响

从图2(一个)16 d存储期间,TSS含量降低的草莓。16天,TSS值三个polysaccharide-coated水果的壳聚糖海藻酸>支链淀粉>。从图2 (b),TA的内容在所有水果下降与扩展的存储时间。(TA值polysaccharide-coated水果显著高于 6)比控制后的一天。在存储Chitosan-coated成果显示,TA含量最高。从图2 (c)、VC含量减少16 d存储期间所有的水果。Polysaccharide-coated水果拥有相对较高( )风险内容比控制8天,14和16。Chitosan-coated水果中显示,VC含量最高三多糖治疗后12天。更高的风险水平chitosan-coated水果可能反映低氧渗透率,降低酶的活动涉及到抗坏血酸的氧化。从图2 (d)、TP内容在所有水果中减少存储时间。TP polysaccharide-coated水果中的值略高于控制。Chitosan-coated水果显示下降率最低的TP含量在三多糖治疗后10天。上述结果表明,polysaccharide-based食用涂料时保持草莓果实品质有积极影响低温储存。

3.3。Polysaccharide-Based食用涂料对草莓的呼吸率

呼吸率的增加可能与果实衰老和疾病发展过程中存储。Polysaccharide-coated水果通常可以延迟成熟通过修改内源性的水平二氧化碳,氧气和乙烯。从图3,呼吸率表现出增加的趋势在存储所有的水果。polysaccharide-coated水果呼吸率略高于12 d后控制。在控制的情况下,呼吸率迅速增加的初始值3.8毫克/公斤/ h的峰值58.71毫克/公斤/小时16天,而alginate-coated chitosan-coated,和pullulan-coated水果显示45.59,38.03,和50.00毫克/公斤/小时16天,分别。

3.4。丙二醛含量和脂质过氧化作用的活动

MDA含量和LOX活性都用作测量膜完整性的丧失在采后氧化应激反应在存储(22]。MDA水平的变化被认为是一个标记的膜脂质过氧化作用的水果受衰老或压力。从图4迅速增加,MDA含量控制在存储。多糖涂料抑制MDA含量增加。液态氧活动增加6 d冷藏期间,这表明dioxygenation有毒hydroperoxy脂肪酸产生的多不饱和脂肪酸和顺向膜损伤。LOX的活性控制高于polysaccharide-coated水果。Chitosan-coated水果显示最低的液态氧活动在三个多糖治疗14天。壳聚糖涂层也显著延迟LOX活性峰值相比,控制。

3.5。Polysaccharide-Based食用涂料对氧化应激的影响

抗氧化酵素的活动(POD、SOD、CAT和APX型)在polysaccharide-coated水果图所示5。POD活性是参与植物衰老和压力通过膜变更和脂质退化。从图5(一个)POD活性在,所有的水果下降16 d存储期间,和POD活性在polysaccharide-coated水果相比显示更高级别的控制。壳聚糖涂层诱导显著提高( )后POD活性和海藻酸和支链淀粉涂层相比第十天。从图5 (b),SOD活性在头两天内的所有水果增加然后减少。Chitosan-coated水果提供最高的SOD活性在三种多糖治疗6 d后存储。从图5 (c),猫的活动在所有水果在冷藏有所下降,但活动控制下降速度比polysaccharide-coated水果。Chitosan-coated水果显示最高的猫活动在三个多糖治疗。类似于猫活动,APX型活动在存储所有的水果下降迅速,和壳聚糖涂层显著降低( )减少APX型活动(图6 d后存储5 (d))。

4所示。讨论

食用涂料提出了可行的替代方案的保存新鲜食物,如水果,蔬菜,鱼,和肉,由于他们的能力,以防止水分损失,香气损失,溶质运输、水吸收食物中的矩阵,或氧气渗透(23]。食用涂料从多糖应用于延长保质期和保存质量的食物。支链淀粉多糖如壳聚糖、海藻酸,结冷胶,已报告和淀粉为原料准备食用涂料,可以用作食品包装材料保护(24]。

最近,几个polysaccharide-based食用涂料成功申请保留水果,如橘子,苹果,芒果,香蕉,木瓜、柑橘和柚子25- - - - - -27]。polysaccharide-based食用涂料的影响(壳聚糖、海藻酸和支链淀粉)对草莓的质量和抗氧化酶系统在本研究讨论。多糖涂料表现出显著延迟草莓软化和腐烂,减少TSS和TA内容变化在4°C (16 d存储数据2(一个)和2 (b))。多糖涂料还保持VC和TP含量高于控制从第二天和抑制草莓果实的呼吸作用和膜损伤(数字2 (c)和2 (d))。类似的结果中发现了樱桃番茄,苹果,柑橘类水果,等等。

抗氧化酶在抑制氧化应激中发挥非常重要的作用。POD、猫、SOD和APX型是重要的酶,保护细胞免受氧化损伤,清除ROS (18]。活性氧积累造成氧化损伤,加速衰老进程和各种senescence-associated紊乱。在这项研究中,polysaccharide-coated水果保持显著更高的豆荚,猫,SOD和APX型活动相比,控制存储在低温下(图5)。这些抗氧化的酶可以清除ROS过度生产水果,延缓膜脂质过氧化反应,延缓膜功能丧失,减轻氧化应激的采后果实,因此控制草莓衰老期间存储在某种程度上。因此,polysaccharide-based食用涂料抑制氧化应激和活性氧过剩主要是通过保持较高的抗氧化活性的酶在草莓果实。

Chitosan-based涂层感到担忧,近年来由于其无毒,可生物降解和生物相容性的属性。碱性具有获得的壳聚糖是甲壳素,组成的线性多糖(1、4)联系2-amino-deoxy -β-D-glucan。壳聚糖吸引了关注作为一个潜在的食品防腐剂由于其抗菌活性与广泛的真菌、酵母和细菌28,29日]。在这项研究中,壳聚糖对草莓果实品质最积极作用在三种多糖(数字1- - - - - -3)。与其他多糖涂层材料,壳聚糖能够抵抗了真菌和诱导防御酶如几丁质酶和酶以及与诱导系统抗性相关的水果(30.]。Chitosan-coated水果保持相当高的豆荚,猫,SOD和APX型活动16日在4°C(图的存储5)。这些抗氧化的酶可以清除ROS过度生产草莓,延缓膜脂质过氧化反应,延缓膜功能丧失,水果减轻氧化应激,因此控制衰老期间存储的草莓。

总之,多糖涂料应用程序延迟软化和减缓衰老和衰变草莓的保护从过氧化膜结构。多糖涂料有助于延长保质期和保持在存储草莓外观和营养价值。Polysaccharide-coated水果还显示微分低温贮藏期间抗氧化酶,活动的进一步调查其对这些酶相关基因表达的影响。多糖是否能调节成熟和衰老相关基因在未来的研究需要确定。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究受到了公共利益研究热点之一专项基金(批准号201303073),国家自然科学基金(批准号。31160407,31000927,31560467,31660589,31560006),Bagui学者项目专项基金(批准号(]21)、技术基础选择海外华人学者,中国人事部(批准号任她Ting汉]192),广西自然科学基金(批准号。2014 gxnsfda118013 2015 gxnsfba139102),广西农业关键科学和技术项目(批准号201527),广西科学研究与技术开发项目(批准号。GuiKeAD16380015, 15104001 - 2),和基础从广西农业科学院的基础研究项目(批准号。2015 yt86 jz11 2016和2017 jz10)。

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