1 Колеж по химия и материали, Нормален университет Шанси, Линфен 041004, Китай

ефект

2 Технически колеж, Нормален университет Шанси, Линфен 041004, Китай

Резюме

Изследван е ефектът на карбоксиметил целулоза и алгинатно покритие в комбинация с бирена мая върху консервирането на гроздето след прибиране на реколтата. Гроздето след прибиране на реколтата беше покрито с 2% алгинат и 3% карбоксиметил целулоза, комбинирани с

CFU/ml бирена мая. Комбинираните третирани проби показаха добър сензорен характер на ден 13 в сравнение с контролните проби или само с проби с покритие. Увеличението на загубата на тегло и намаляването на общите разтворими твърди вещества от комбинираното третиране на гроздето бяха ограничени. Освен това защитните ензими, включително супероксиддисмутаза, пероксидаза и каталаза на комбинирана пробна обработка, показват по-високи активности. Съответно, повишаването на съдържанието на малоналдехид също беше ограничено и в комбинираните проби за третиране беше запазено повече витамин С. На 13-ия ден скоростта на загуба на тегло и общите разтворими твърди вещества от грозде, обработено с покритие + дрожди, са съответно 23,6% и 20,6% по-високи от тези на контролните проби. Покриването на гроздето с 2% алгинат и 3% карбоксиметил целулоза, комбинирано с бирена мая от CFU/ml, е добре доказан метод за консервиране на гроздето след прибиране на реколтата.

1. Въведение

През последните години конвенционалните производствени системи на плодове и зеленчуци се характеризират с прекомерно използване на химични съединения по време на третирането преди и след прибиране на реколтата. Гроздето е силно нетраен неклимактеричен плод с намален срок на годност поради гниене, загуба на тегло и разграждане на хранителните вещества по време на съхранението. Традиционно се обработва с различни химически продукти като SO2 за контрол на основния патоген след прибиране на реколтата [1]. Независимо от това, новите потребителски тенденции и последващите законодателни промени изискват по-здравословни, екологични системи за производство на храни.

Ядливите филми могат да се използват за защита на нетрайните хранителни продукти от влошаване чрез забавяне на дехидратацията, осигуряване на селективна бариера за влага, кислород и въглероден диоксид, потискане на дишането, подобряване на качеството на текстурата, подпомагане задържането на летливи ароматни съединения и намаляване на микробния растеж [2] . Карбоксиметил целулозата (CMC) е най-важното водоразтворимо производно на целулозата, с много приложения в хранително-вкусовата промишленост и в козметиката, фармацевтиката, детергентите и т.н. [3]. Алгинатът, полизахарид, получен от морски кафяви водорасли, има предимство при създаването на годни за консумация филми поради уникалните си колоидни свойства и способността си да образува силни гелове или неразтворими полимери при реакция с многовалентни метални катиони като калций [4]. Понастоящем CMC и алгинат се използват за консервиране на плодове, като пресен чесън, преработени ябълки [5, 6].

Биоконтролът след прибиране на реколтата е особено възможен за инхибиране на патогени на плодовете след прибиране на реколтата чрез инокулиране на антагонисти. Cryptococcus laurentii е изследван за биологичен контрол след бране на сиво плесенно гниене на ябълки, сиво плесенно и синьо плесенно гниене на круши [7]. Бирената мая се култивира от едноклетъчна гъба, наречена Saccharomyces cerevisiae и се прилага в бирената индустрия. Също така може да се отглежда, за да се правят хранителни добавки. Бирената мая е богат източник на минерали, особено хром, основен микроелемент, който помага на организма да поддържа нормални нива на кръвната захар, селен, протеини и витамини от В-комплекса [8].

Целта на тази работа е да се изследва ефекта на карбоксиметил целулозата и алгинатното покритие, комбинирано с бирена мая върху консервирането на гроздето след прибиране на реколтата при съхранение при околна температура. Опитахме се да проучим интегрирана стратегия за запазване на прясно грозде и да предоставим справка за други зеленчуци и плодове.

2. Материали и методи

2.1. Материали

Грозде (Vitis labrusca L. kyoho) са закупени от овощна градина в близост до Нормалния университет в Шанси и са оберени на предклимактеричен, но физиологично зрял етап по обяд. Гроздето с еднаква форма, размер, цвят и без дефекти беше избрано и бързо транспортирано в отворени кашони до лабораторията. Гроздовите частици бяха изрязани от плодника и се подготвиха за следващия експеримент.

Бирената мая е осигурена от микробиологичната лаборатория на Северозападния научно-технически университет по земеделие и гори. Карбоксиметил целулозата (хранителен клас) е закупена от Beifang Chemical Limited Company (Renqiu, Китай). Алгинатът (хранителен клас) е закупен от Datang Bioengineering Co., Ltd. (Хъбей, Китай). Тиобарбитурова киселина, метионин и нитроблуев тетразолий (биохимичен реагент) са закупени от Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. (Шанхай, Китай). Компанията Alfa Aesar (Тиендзин, Китай) доставя други реактиви, които са с аналитичен клас.

PDA културна среда се приготвя по следния метод. 10 g агар, 20 g глюкоза, 200 g обелен картоф и 1000 ml дейонизирана вода се вари в продължение на 30 минути. Остатъкът се отстранява чрез филтруване. По този начин е придобит PDA носител. Стерилизира се в продължение на 20 минути при 121 ° С с парна стерилизация под високо налягане. След охлаждане средата в тръбата се поставя в наклон. Ако за два дни не са наблюдавани бактерии, средата може да се използва в следващия експеримент.

2.2. Лечение на плодове

Бирената мая беше извадена от хладилника и поставена за 3 часа при стайна температура. След това се култивира с непрекъснати трансфери с използване на PDA среда. След това бирената мая се разрежда с няколко концентрации чрез 10 пъти метод на разреждане с дейонизирана вода.

20 g алгинат и 30 g карбоксиметил целулоза се разреждат до 1 литър, като се използва дейонизирана вода със или без бирена мая. Гроздето се измива с вода от чешмата и след това се потапя в различни разтвори за 2 минути. Единственото измито грозде беше сервирано като контролни проби. При всяко третиране бяха покрити около 350 плода и всяко третиране беше повторено три пъти. За ускоряване на сушенето беше използван вентилатор, генериращ нискоскоростен въздух. След това пробите се поставят в найлонови торбички и се съхраняват при температура на околната среда с 90% относителна влажност. Сродните параметри на гроздето се определят периодично.

2.3. Определяне на загуба на тегло и общо разтворими твърди вещества

Загубата на тегло се определя съгласно метода на Yu et al. [9]. При всяко третиране са избрани произволно 30 плода. Степента на загуба на тегло се изчислява, както следва: загуба на тегло

, където е първоначалното тегло и е теглото, измерено по време на съхранение.

Общите разтворими твърди вещества бяха анализирани по метода на Qiuping и Wenshui с модификации [10]. Тъкани (50 g) от шест плода се хомогенизират и след това се центрофугират при 8000 × g в продължение на 20 минути, като се използва центрофуга Eppendorf 5417R (Германия). Супернатантата се събира за измерване на общите твърди вещества (Brix) с помощта на рефрактометър (WYT-II, Qingyang Optical Instrument Co., Ltd., Ченгду, Китай).

2.4. Определяне на ензимните дейности

Активността на SOD (супероксиддисмутаза) се определя по модифициран метод [11]. Около 2 g плодова тъкан от десет плода се хомогенизира с 15 ml 50 mmol/L натриев фосфатен буфер (рН 7,8) и се центрофугира при 8000 g в продължение на 15 минути при 4 ° C с центрофуга Eppendorf 5417R (Германия). Супернатантата се събира като суров ензим на SOD. Реакционната смес (3 ml), съдържаща 0,1 ml ензимни екстракти, 50 mmol/L натриев фосфатен буфер (pH 7,8), 13 mmol/L метионин, 75 μmol/L нитроблуев тетразолий (NBT), 10

М EDTA и 20 М рибофлавин бяха осветени с помощта на флуоресцентна лампа (60 moL m −2 s -1) в продължение на 20 минути. Абсорбцията при 560 nm се записва с помощта на UV спектрофотометър (UV-1100, Shanghai Meipuda Instrument Co., Ltd., Shanghai, China). Аликвота от идентичен разтвор се съхранява на тъмно и служи като празна контрола. Една единица активност на SOD беше определена като количеството ензим, което катализира 50% намаление на SOD-инхибируемата редукция на NBT.

Активността на POD (пероксидаза) беше анализирана с помощта на модифициран метод [12]. Суровият ензим от POD се приготвя, докато суровият SOD ензим се екстрахира. Сместа за анализ съдържа 1,5 ml ензимен екстракт, 2 ml 50 mmol/L натриев фосфатен буфер (рН 7,8), 0,6 ml 0,04 М гваякол и 0,1 ml 15% H2O2. POD активността се измерва чрез увеличаване на абсорбцията при 470 nm. Една единица активност на POD се определя като увеличение на абсорбцията с 0,01 при 470 nm на грам за една минута.

Активността на CAT (каталаза) беше изследвана съгласно метода, описан от Tejera García et al. [13]. Тъкан (2 g) се хомогенизира с 15 ml натриев фосфатен буфер (рН 7,0), съдържащ 1% поливинил полипиролидон (PVPP) и се центрофугира при 8000 g в продължение на 15 минути при 4 ° С. Супернатантата се събира като суров ензим на CAT. CAT активността се измерва чрез добавяне на 0,6 ml ензимен екстракт към 2 ml натриев фосфатен буфер (рН 7,0), съдържащ 1 ml 0,03% H2O2 като субстрат. Разлагането на H2O2 беше измерено чрез намаляване на абсорбцията при 240 nm. Една единица беше определена като промяната 0.1 абсорбция на грам за една минута.

2.5. Определяне на съдържанието на малоналдехид (MDA)

MDA се измерва, както е описано по-рано от Xing et al. [12]. Месната тъкан (2,0 g) от 10 плода се хомогенизира с 10 ml 10% трихлороцетна киселина, съдържаща 0,5% (w/v) тиобарбитурова киселина. След това сместа се нагрява при 100 ° С в продължение на 10 минути. След бързо охлаждане на пробата до стайна температура и центрофугиране при 4000 g в продължение на 15 минути при 25 ° С, абсорбцията на супернатанта беше измерена както при 532, така и при 600 nm. Концентрация на MDA (μmoL g −1 прясно тегло) се изчислява чрез коефициент на екстинкция 155 Mm −1 cm -1 чрез формулата

2.6. Определяне на витамин С

Съдържанието на витамин С се измерва чрез титруване на 2,6-дихлориондофенол [14]. Накратко, тъкан (2 g) от 10 плода веднага се хомогенизира в 10 ml 2% разтвор на оксалова киселина и след това се центрофугира при 8000 g в продължение на 15 минути при 4 ° С. След това 2 ml супернатант се титрува до постоянен розов цвят, като се използва 0,1% от титруването на 2,6-дихлорофенолиндофенол. Концентрацията на витамин С се изчислява според обема на титруване на 2,6-дихлориондофенол.

2.7. Статистически анализ

Експерименталните данни бяха анализирани чрез ANOVA с помощта на статистическия софтуер DPS7.05 (Refine Information Tech. Co., Ltd., Hangzhou, China). Експерименталните данни са средните стойности ± SD на три повторения на определяния за всяка проба. Средните раздели бяха извършени чрез тест на Tukey;

се счита, че показва статистическа значимост.

3. Резултати и анализ

3.1. Сетивен характер

Както е показано в таблица 1, покритието от 2% алгинат и 3% карбоксиметил целулоза може да повиши качеството на гроздето след прибиране на реколтата по време на съхранението. На 13-ия ден контролната проба беше сериозно изгнила, нямаше блясък и издаваше силна лоша миризма, докато покритата проба беше само леко изгнила и лошата миризма беше по-ниска в сравнение с контролните проби. А бирената мая беше полезна за запазването на гроздето. С концентрацията от 1,5 × 10 7 CFU/mL до 1,5 × 10 9 CFU/mL в покритието, качеството на гроздето се повишава съответно. На 13-ия ден пробата от покритие +1,5 × 10 9 CFU/ml бирена мая беше блестяща, не изгнила, цветът беше ярко лилав и не се усещаше лоша миризма. Въпреки това, при концентрация 1,5 × 10 10, сензорният характер се влошава. Така че в следващия експеримент контролът, обработката на покритието (2% алгинат и 3% карбоксиметил целулоза) и обработката на покритие + дрожди (1,5 × 10 9) бяха допълнително изследвани.