摘 要:利用氯化鈣處理大平頂棗,通過(guò)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)監測棗貯藏過(guò)程中水分分布狀態(tài)和含量,研究鈣處理對棗的保鮮效果。試驗結果表明,氯化鈣溶液浸漬具有很好的保鮮效果,鈣鹽處理可以很好地保持大棗的質(zhì)構特性,維持棗果的水分和營(yíng)養成分。經(jīng)低場(chǎng) NMR 譜擬合后,分別對應反演譜 T2值為結合水 T21(0.1-10ms)、半結合水T22(10-200ms)和自由水 T23(200-1000ms),對大棗貯藏過(guò)程的水分進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控 ,能夠有效區分不同新鮮度的大平頂棗,為大棗的無(wú)損檢測提供參考。 大平頂棗(Ziziphus jujuba Mill.cv.Dapingding),別名平頂棗,棗果甜中具酸,鮮脆可口,營(yíng)養豐富,盛產(chǎn)于遼寧省西部的朝陽(yáng)縣及朝陽(yáng)市郊區, 是朝陽(yáng)大棗中的抗逆性強豐產(chǎn)穩產(chǎn)的優(yōu)良大棗品種。但其鮮棗較難貯藏,常溫下僅能保持幾天的鮮脆狀態(tài),棗果易失水皺縮、腐爛軟化,果肉一旦變軟、汁液流失,鮮食品質(zhì)便會(huì )大大下降。 新鮮果蔬含水量的多少、水分狀態(tài)對其品質(zhì)、腐敗敏感度有很大的影響, 研究果蔬中的水分含量及分布遷移對于果蔬貯藏保鮮具有重要的現實(shí)意義。 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)及其成像技術(shù)(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一種有效的研究分析擴散的方法, 可用于食品體系中的水、脂肪或糖等分子的研究。在食品體系中,水分基本上是以“結合水”和“自由水”兩種形式存在,NMR 的氫核自旋-晶格弛豫時(shí)間 T1和自旋-自旋弛豫時(shí)間 T2, 反映了食品中水分與一些親水性物質(zhì)的結合程度,從而可以用 NMR 研究被測食品中水分的分布和遷移流動(dòng)。NMR 的檢測特點(diǎn)使其應用于食品科學(xué)尤其是鮮活農產(chǎn)品的研究具有明顯的優(yōu)勢。 目前,鮮棗貯藏保鮮方法很多,但關(guān)于大平頂棗采后生理生化特性變化及貯藏保鮮研究方面的文獻報道還較少。 采后鈣鹽處理能較好地維持果實(shí)質(zhì)構特性,影響果肉細胞的生理代謝和細胞膜結構功能,推遲果實(shí)衰老過(guò)程。為此,本試驗在 4℃條件下對大平頂鮮棗進(jìn)行鈣鹽溶液浸漬處理, 以期為大平頂棗的貯藏保鮮提供一定的依據。 同時(shí)嘗試利用低場(chǎng)核磁共振成像系統對大平頂棗水分狀態(tài)和遷移分布進(jìn)行檢測分析, 為更充分地判斷大平頂棗的貯藏品質(zhì)提供參考。 1 材料與方法 1.1 材料與試劑 大平頂棗, 原料為剛采摘的新鮮八成熟左右鮮棗。運回實(shí)驗室后,挑選無(wú)病蟲(chóng)害、 無(wú)機械傷、 果型大小勻的棗果,立即入 0±0.5℃冷庫預冷 48h,以排出棗果的田間熱。無(wú)水氯化鈣為分析純。 1.2 主要儀器與設備 2WAJ 型阿貝折光儀;MIR-254 低溫恒溫培養箱;TA.XT Plus 物性測試儀;NMI20 核磁共振成像儀。 1.3 方法 預冷完成后,測定大平頂棗各項指標的初始值。 空白對照組為以蒸餾水浸泡 5min,鈣處理組是利用2.0%氯化鈣溶液浸漬 5min, 取出晾干, 放置于 4±0.3℃低溫恒溫培養箱中,每周測定一次指標。 1.3.1 失重率的測定 失重率(%)=大平頂棗原始總重量(g)-大平頂棗測定當天總重量(g)大平頂棗原始總重量(g)× 1.3.2 可溶性固形物含量的測定 使用 2WAJ 型阿貝折光儀測定可溶性固形物含量。 1.3.3 質(zhì)構特性的測定 使用 TA.XT Plus 物性測試儀進(jìn)行穿刺試驗,采用 P/2 針狀探頭,測前速度 5mm/s,測中速度 1mm/s,側后速度 5mm/s,穿刺深度根據棗果大小設定,應小于(棗果橫徑-果核橫徑)/2,本實(shí)驗將穿刺深度設為5mm,每果取橫徑處陰陽(yáng)面 2 個(gè)部位測得,每處理組樣品隨機取 20 個(gè)果實(shí),取平值。 1.3.4 NMR 成像水分分布測定 主要參數設置為,回波個(gè)數 EchoCnt:20000,回波時(shí)間的一半 τ(μs):200.00,累加次數(要求為偶數)NS:14,采樣頻率 SW(kHz):100,90°脈沖時(shí)間(μs):13.50,180° 脈沖時(shí)間 (μs):27.00; 采樣點(diǎn)數Td:800140。 1.3.5 數據統計分析 試驗數據是多次重復的平值, 用 SPSS 19.0統計軟件分析各試驗組數據結果的平值、 標準偏差, 利用 Duncan 新復差法進(jìn)行多重比較, 使用Excel 2007 作圖描繪各試驗指標的變化曲線(xiàn)。 2 結果與分析 2.1 鈣處理對大平頂棗失重率的影響 在 4℃冷藏條件下,大棗的失重率逐漸增加。 空白處理組的失重率在貯藏后期已接近20.0%,鈣處理可在一定程度上維持大棗的水分,大平頂棗較低的失重率應該是由于 4℃低溫冷藏所致。低溫冷藏可以顯著(zhù)地維持鮮棗的鮮重,減少棗果細胞的呼吸作用和蒸騰作用造成的水分、 有機營(yíng)養物質(zhì)等成分的損失。 2.2 鈣處理對大平頂棗質(zhì)構特性的影響 在整個(gè)貯藏期間,空白組的大平頂棗果肉硬度是下降的趨勢, 鈣處理組大平頂棗的果肉硬度在前中期維持較好,貯藏 1 個(gè)月(28d)后其值才明顯下降, 說(shuō)明鈣鹽處理能很好地維持棗果果肉細胞的質(zhì)構特性和組織結構。 鈣處理可維持細胞壁、細胞膜結構與功能的穩定,避免代謝紊亂;Ca2+可與果膠酸生成不溶于水的果膠酸鈣,在細胞間形成共價(jià)鍵橋而維持組織的質(zhì)地, 抑制軟化。 2.3 鈣處理對大平頂棗 MRI 水分分布狀態(tài)的影響 T2反演譜,應用聯(lián)合迭代重建反演算法 (Simultaneous Iteative Re-construction Technique,SIRT) 解得連續光譜 , 按照波峰所覆蓋區域界定水分狀態(tài)。 水分在棗果中可分為結合水、半結合水和自由水 3 種形態(tài),分別對應反演譜 T2值的范圍為 T21(0.1-10ms)、T22(10-200ms)和 T23(200-1000ms)。 結合水是指存在于棗果中的化學(xué)物質(zhì)中, 與物質(zhì)分子呈化合狀態(tài),性質(zhì)穩定,一般不能被干燥去除的水分。在貯藏的前期,結合水信號幅值隨貯藏時(shí)間的延長(cháng)總體呈現增加的趨勢, 這與林向陽(yáng)等研究面團中結合能力強的水分隨時(shí)間的延長(cháng)有所增加的結論; 這可能是受水分梯度的影響半結合水向結合水遷移使水分重新分布。從貯藏第 20d 開(kāi)始結合水信號幅值開(kāi)始減小, 減小可能是因為干物質(zhì)內的營(yíng)養成分和酶等分解使部分結合水遷移為半結合水而蒸發(fā)脫除。Ca2+可保護棗果細胞生物膜,并參與大分子物質(zhì)與水的結合,維持膜結構正常,在貯藏過(guò)程中,結合水幅值高于對照組。 半結合水是指棗果組織內親附于膠體表面的水分, 自由水是指棗果組織及其細胞內相對自由流動(dòng)的水分,這部分水分很容易被脫出。 自由水隨貯藏天數大致呈線(xiàn)性增加,對照組中半結合水和自由水要高于鈣處理組, 這可能是因為Ca2+與大分子物質(zhì)相互作用, 在細胞間形成交聯(lián)立體空穴而截留維持了較多的水分, 阻礙了水分的外遷, 添加外源鈣鹽可以顯著(zhù)地改變棗果中的水分狀態(tài)分布和含量。 2.4 鈣處理對大平頂棗可溶性固形物含量的影響 可溶性固形物含量能直接反應果蔬的成熟度和品質(zhì)狀況。在貯藏期間,大平頂棗的可溶性固形物含量呈現出波動(dòng)上升的趨勢, 貯藏 20d后,鈣處理組中可溶性固形物含量比對照組高,可能是由于鈣處理抑制了棗的呼吸代謝強度, 使淀粉的降解幅度過(guò)了呼吸消耗的幅度,從而延緩大平頂棗的成熟過(guò)程,推遲棗的衰老進(jìn)程,增加棗的耐貯藏性。 來(lái)源:惠合膠體磨研磨設備廠(chǎng) |