CN115769836A

CN115769836A - 一种防止果蔬冷害木质化的方法

Info

Publication number: CN115769836A
Application number: CN202111043143.7A
Authority: CN
Inventors: 王可; 查竹平
Original assignee: Anhui Agricultural University AHAU
Current assignee: Anhui Agricultural University AHAU
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-03-10

Abstract

本发明公开了一种防止果蔬冷害木质化的方法。本发明的处理方法具体包括如下步骤：(1)果蔬处理：将新鲜果蔬消毒洗净后放入容器中；(2)富氢水(HRW)处理：将上述果蔬置于50％～100％富氢水溶液中，浸泡2～8min；(3)物料输出：将浸泡后的果蔬包装保存。本发明的以低温逆境中易发生冷害的猕猴桃作为对象，采用富氢水防冷害木质化方法，有研究发现猕猴桃在0℃贮藏60d时会出现明显的木质化现象，而本方法则是在4℃贮藏90d时才出现明显的木质化现象。此方法能够有效的延迟木质化的发生且降低木质化程度，同时也能够减轻果实的失重率，抑制冷害程度。另外，本发明方法成本低，易操作，保鲜效果好，应用前景广。

Description

一种防止果蔬冷害木质化的方法

技术领域

本发明属于果蔬贮藏保鲜技术领域，具体地说，涉及一种防止果蔬冷害木质化的方法。

背景技术

猕猴桃又名为“水果之王”、“长生果”，为猕猴桃科(ActinidiachinensisPlanch)属(Actinidia)多年生落叶藤本植物，属于典型的呼吸跃变型果实。我国是世界第一大猕猴桃生产国。猕猴桃可以补充维生素C、清热止渴、健脾胃；同时具有极高的营养和保健价值，具有良好的发展前景。但是在采后贮藏保鲜过程中果实极易软化腐烂，对低温较为敏感，易发生冷害木质化，从而导致严重的经济损失。近年来，国内外学者围绕猕猴桃冷害木质化进行了多方面的研究，以期减少猕猴桃采后损失，促进猕猴桃产业健康发展。

目前，针对猕猴桃冷害保鲜技术有物理保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术、复合保鲜技术，其中物理保鲜技术有低温保鲜、气调保鲜、臭氧保鲜等，化学保鲜技术有1-甲基环丙烯(1-MCP)处理、二氧化氯(ClO₂)处理等，生物保鲜技术有壳聚糖及其衍生物、中草药提取物等，复合保鲜技术有溶菌酶与1-MCP复合、水杨酸与壳聚糖复合等。但上述方法中,处理复杂，不易操作，成本高，安全性低。而成本低廉、设备简单、易于操作的保鲜方法才是猕猴桃冷害保鲜的优先发展方向。本发明涉及的利用不同浓度富氢水处理在贮藏期间减轻果实木质化的保鲜方法,可有效抑制猕猴桃在贮藏期间的生理代谢速率,延缓贮藏期间猕猴桃的木质化。富氢水处理操作简单，成本低廉，处理量大，适合商业化应用。

富氢水(Hydrogen-richWater)中含有一定浓度的氢气，名字来源于日语原名“水素水”，又名“氢水”。氢气(Hydrogen，H₂)，是一种无色无味且密度小于空气的双原子气体分子，难溶于水，可以用排水集气法来进行收集。常温下，氢气的性质相对比较稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当在一定条件(如点燃、加热、使用催化剂等)下时，可能发生剧烈的反应，遇到火源时可能会引起***。由上，一开始富氢水制备的技术难题主要是如何保持水中相对较高且稳定的含氢量。国内的纳米气液混合技术采用物理方法使水分子均匀地包裹氢分子，从而使氢气和水形成某种稳定的状态，攻克了氢气在水中难以富集和稳定的难题，制得的富氢水中氢气浓度高，稳定性能好。通过查阅文献和专利检索发现富氢水的制备在一定程度上已经相对比较成熟，解决了如何使氢气在水中富集并稳定存在的难题，保证运输；富氢水的应用主要集中在医学、农业、体育以及美容领域，并在各领域都有着良好的应用和发展前景。但在果蔬贮藏保鲜与加工方面应用较少，在此具有很大的发展空间。

发明内容

本发明目的是提供一种防止果蔬冷害木质化的方法,解决猕猴桃低温贮藏过程中冷害木质化问题,且本发明所需设备简单,处理量大，成本低廉，贮藏后的猕猴桃新鲜度较高,营养成分保藏较好。

为了实现本发明的这些目的和体现本发明的优点，提供了一种减轻果蔬冷害的保鲜方法,包括以下步骤:

(1)器具用品消毒处理：将所有待使用的器具用品用0.02％NaClO溶液或75％乙醇溶液浸泡，消毒30min捞出晾干；

(2)富氢水(HRW)制备：将氢气以300mL/min的流速通入4L蒸馏水中4h～6h，即为饱和100％HRW。然后将饱和100％HRW立即用蒸馏水稀释，用于果蔬的预处理。其中，上述的果蔬为猕猴桃果实；

(3)果蔬样品处理：将新鲜采摘的果蔬依次预冷2h，并且挑出含有机械损伤、虫眼及腐烂的果蔬；

(4)富氢水(HRW)处理：将上述果蔬置于HRW溶液中，浸泡2～8min；

(5)物料输出：取出浸泡后的猕猴桃果实，晾干至表面无明显液滴，包装，4℃保存。

进一步地，上述技术方案步骤(3)中所述的果蔬优选为“海沃德”猕猴桃。

进一步地，上述技术方案步骤(2)中所述富氢水溶液由蒸馏水制备而成。

更进一步地，上述技术方案所述的富氢水溶液采用如下方法制备而成，具体步骤如下：

氢气(99.99％，v/v)由QL-300型氢气发生器制得，以300mL/min的流速通入4L蒸馏水(水温20℃，pH＝6.4)4.5h，即为饱和100％HRW。然后将饱和100％HRW立即用蒸馏水稀释，制得50％和100％HRW溶液，以待备用。

进一步地，上述技术方案步骤(2)中所述富氢水溶液制备时间为4.5h。

进一步地，上述技术方案步骤(4)中所述富氢水溶液中富氢水的浓度为50％～100％HRW。

更进一步地，上述技术方案步骤(4)中所述富氢水溶液中富氢水的浓度优选为100％HRW。

进一步地，上述技术方案步骤(4)中所述鲜切果蔬在富氢水溶液中的浸泡时间优选为5min。

进一步地，上述技术方案步骤(5)中所述贮存的温度优选为4℃。

本发明对减轻果蔬冷害木质化的机理与现有技术中的机理不同：易发生冷害木质化的果蔬，例如猕猴桃、梨、枇杷、竹笋等发生木质化的主要成因是木质素、纤维素、酚类物质以及活性氧的变化，特别是竹笋木质化的缘由是在植物木质化组织中不仅有着较高的苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineammonia-lyase,缩写PAL)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4-Coumaric acidcoenzymeAligase缩写4-CL)、肉桂醇脱氢酶(Cinnamylalcoholdehydrogenase缩写CAD)及过氧化物酶(Peroxidase，缩写POD)，还伴随着木质素含量的增加，而在植物的非木质化组织中不能检测到PAL活性，表明PAL与木质素的形成息息相关。而在竹笋采后木质化的过程中，木质素含量增加，木质素深入到细胞壁中，填充于纤维素骨架内，加大了细胞壁的厚度与硬度，从而造成了竹笋木质化。因此，本发明减轻猕猴桃冷害木质化的机理主要在于对失重率、苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶的活性的影响，本发明在冷藏过程中能显著抑制失重、木质素含量，同时进一步提高了PAL活性和降低了POD活性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明在低温逆环境中易发生冷害、贮藏期内难以保持食用品质的“海沃德”猕猴桃作为研究对象，采用富氢水作为冷害保鲜剂。研究表明，富氢水溶液对“海沃德”猕猴桃具有非常显著的减轻冷害木质化效果，延迟猕猴桃发生木质化的时间及降低木质化程度，对减轻猕猴桃木质化提供了新的技术方案。

(2)本发明采用的富氢水中含有一定浓度的氢气，名字来源于日语原名“水素水”，又名“氢水”。氢气(Hydrogen，H₂)，是一种无色无味且密度小于空气的双原子气体分子，难溶于水，可以用排水集气法来进行收集。

(3)富氢水(Hydrogen-richWater)中含有一定浓度的氢气，是一种无色无味且密度小于空气的双原子气体分子，难溶于水，可以用排水集气法来进行收集。常温下，氢气的性质相对比较稳定，不易跟其它物质发生化学反应。可显著抑制果蔬木质素含量及木质化相关酶活性。

(4)本发明可有效改善果蔬的失重率、硬度，同时提高了果蔬的营养物质；不仅仅减轻猕猴桃冷害木质化，还可以增强内源抗氧化***，可以用于其他果蔬的抗冷措施，本发明方法安全、易操作、可与其他复合，兼容性强。

附图说明

图1Control、50％HRW、100％HRW对“海沃德”猕猴桃失重率的影响柱状图；

图2Control、50％HRW、100％HRW对“海沃德”猕猴桃木质素含量的影响柱状图；

图3Control、50％HRW、100％HRW对“海沃德”猕猴桃过氧化物酶(POD)活性影响柱状图；

图4Control、50％HRW、100％HRW对“海沃德”猕猴桃苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性柱状图；

所有图中的数据均对应于独立重复的平均值±标准误差。(*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001)

具体实施方式

下面通过具体的实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细地说明。以下实施例仅是本发明较佳的实施例，并非是对本发明做其他形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

本发明下述实施例中采用的富氢水溶液主要是由蒸馏水制得。所述的富氢水溶液是采用如下方法制备而成，具体步骤如下：

以富氢水浓度为100％为例，采用如下步骤指标：

氢气(99.99％，v/v)由QL-300型氢气发生器制得，以300mL/min的流速通入4L蒸馏水(水温20℃，pH＝6.4)4.5h，即为饱和100％HRW。以待备用。

实施例1

本实施例的一种防止果蔬冷害木质化的方法，具体包括如下步骤：

(2)富氢水(HRW)制备：将氢气以300mL/min的流速通入4L蒸馏水中4.5h，即为饱和100％HRW，用于猕猴桃的预处理。

(3)猕猴桃样品处理：将新鲜采摘的猕猴桃依次预冷2h，并且挑出含有机械损伤、虫眼及腐烂的猕猴桃。

(4)富氢水(HRW)处理：将上述猕猴桃置于HRW溶液中，浸泡5min；所述富氢水(HRW)溶液由蒸馏水组成；所述HRW溶液的浓度为100％；

实施例2

(2)富氢水(HRW)制备：将氢气以300mL/min的流速通入4L蒸馏水中4.5h，即为饱和100％HRW。然后将饱和100％HRW立即用蒸馏水1：1稀释，得到50％HRW，用于猕猴桃的预处理。

(4)富氢水(HRW)处理：将上述猕猴桃置于HRW溶液中，浸泡5min；所述富氢水(HRW)溶液由蒸馏水组成；所述HRW溶液的浓度为50％；

本对比例的一种防止果蔬冷害木质化的方法，工艺与实施例1基本相同，区别仅在于本对照例中仅采用蒸馏水浸泡处理猕猴桃，未使用富氢水溶液处理。

实施例1-2不同方法下进行猕猴桃冷藏过程中品质变化测试试验

猕猴桃冷藏进行一次各项指标的测定，具体如下：

失重率

贮藏过程中各试验组失重率利用标记的猕猴桃失重率表示，采用称重法测定，并按该式计算：失重率＝(m₀-m_i)/m₀×100％式中，m₀为猕猴桃初始质量，g；m_i为贮藏第i天时的猕猴桃质量，g。

木质素含量

将1g冷冻的猕猴桃样品在冰上的4mL提取缓冲液(100mMK₂HPO₄/KH₂PO₄，pH7.8,0.5％TritonX-100,0.5％PVPP)中研磨并离心(12000×g，20min，4℃)。将沉淀物重悬并在95％(v/v)乙醇中洗涤三次，然后在1:2(v/v)乙醇：正己烷溶液中洗涤三次，每次5min。收集洗涤过的沉淀物，并在60℃下干燥12小时。将20mg的干燥沉淀物与0.5mL巯基乙酸和2mL2MHCl混合。将该混合物置于沸水浴中8小时，然后冷却，然后在12000×g，4℃下离心20分钟。弃上清，将残余物重悬于2mL的1MNaOH中，在室温下振摇18小时，并在25℃、12000×g离心20分钟后，将0.5mL上清液和9.5mL1MNaOH混合以分析木质素含量，木质素含量以新鲜重量表示。

PAL活性

称取0.3g猕猴桃样品，加入1.2mL提取缓冲液、于4℃、12000×g，离心30min,收集上清液即为酶提取液即为酶提取液，低温保存备用。用硼酸钠缓冲液(包含2mMEDTA、5mMβ-疏基乙醇、40g/LPVP、pH＝8.8)，从0.3g果实冻样提取PAL。准备两根带盖的10mL离心管，分别加入0.3mL上清0.15mL40mML-苯丙氨酸和0.8mL100mMpH＝8.8的硼酸钠缓冲液。其中一只离心管作为对照沸水浴5min使PAL酶液失活。然后两只离心管在37℃水浴锅内保温90min，使酶与底物充分发生反应。然后在290nm波长下测定并吸光值的变化，记录室温下，吸光度每小时每增加0.01为1个酶活单位(单位为:Ug^-1protein)，用0.1mL6MHCL终止反应。用考马斯亮蓝法测定蛋白质水平，以牛血清白蛋白为标准。每项检测重复三次。

POD活性

用液氮速冻后取0.3g猕猴桃样品，置于研钵中，加入1.8mL提取缓冲液，在冰浴条件下研磨成匀浆，于4℃、12000×g离心30min，加入3mL25mmolL^-1愈创木酚溶液和0.5mL酶提取液，再加入0.2mLH₂O₂溶液混合迅速混合启动反应，同时立即开始计时。将反应混合液倒入比色皿中，置于分光光度计样品室中。在波长470nm处测定上清液的吸光值，作为初始值，然后每隔30s记录一次，连续测定，至少获取6个点的数据。重复三次。

试验统计：

采用Fisher’sleastsignificantdifference(LSD)法对不同处理样品之间进行多重比较分析(P<0.05)。

试验结果：

由图1可以看出，失重率是反映果蔬品质优劣的重要指标之一。随着贮藏时间的延长，猕猴桃失水严重，失重率逐渐增大，处理组基本比对照组底；说明50％HRW和100％HRW处理组在降低失重率方面均是有效的。且最佳的减缓失重率降低的参数为50％HRW浓度。

由图2可以看出，木质化是影响猕猴桃冷害的一个重要指标。在整个冷藏期，木质素含量是随着冷藏时间的延长而增加的，HRW处理明显降低猕猴桃的木质化，在冷藏30d时，100％HRW与对照组有显著性差异。说明100％HRW处理能够抑制木质素的上升，效果最佳。

由图3可以看出，在整个贮藏期间，PAL活性是一个先上升后下降的趋势。处理组PAL活性值比对照组高(尤其是在30、60d)，但是在90d时却比对照组要低，。在30d时，50％HRW、100％HRW处理与对照组有着明显的差异，在60d，100％HRW处理与对照组比较有着显著性差异。综上：100％HRW处理效果最好，与前期其他的指标一致。

由图4可以看出，对照组和50％HRW处理组的酶活性呈快速上升的趋势，在冷藏90d时酶活性达到一个最大值。100％HRW处理组分别在冷藏60d、90d与对照组有明显的显著性差异，说明100％HRW处理能够最好抑制POD酶活性的上升，效果最好。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(4)富氢水(HRW)处理：将上述果蔬置于HRW溶液中，浸泡2～8min；所述富氢水(HRW)溶液由蒸馏水组成；所述HRW溶液的浓度为50％～100％；

(5)物料输出：取出浸泡后的果蔬，晾干至表面无明显液滴，包装，4℃保存。

2.根据权利要求1所述的用于一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：所述的富氢水溶液采用如下方法制备而成，具体步骤如下：

氢气(99.99％，v/v)由QL-300型氢气发生器制得，以300mL/min的流速通入4L蒸馏水(水温20℃，pH＝6.4)4h～6h，即为饱和100％HRW。然后将饱和100％HRW立即用蒸馏水稀释，制得50％和100％HRW溶液，以待备用。

3.根据权利要求1所述的用于一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：步骤(2)中所述富氢水制备时间为4.5h。

4.根据权利要求1所述的用于一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：步骤(4)中所述富氢水溶液的浓度为100％HRW。

5.根据权利要求1所述的用于一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：步骤(4)中所述果蔬在富氢水溶液浸泡时间为5min。

6.根据权利要求1所述的用于一种防止果蔬冷害木质化的方法，其特征在于：步骤(5)中所述贮存的温度为4℃。