钙处理对灵武长枣质地品质与细胞壁多糖纳米结构的影响研究

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灵武长枣作为“国家地理保护产品”是宁夏灵武地区优良的特色鲜食枣种,在宁夏的地方林果经济中有着举足轻重的地位,其质脆肉丰、鲜爽甘甜、营养丰富、其果实可食率高达94.6%以上,鲜食品质极佳,深受消费者欢迎。但灵武长枣果实在采后极易发生失水软化表皮皱缩,鲜脆性降低等质地品质劣变,严重影响其营养特性及鲜食价值。随着灵武长枣栽培面积的不断扩大和种植技术的不断发展,在其销售流通过程中的贮运加工等环节中减轻鲜食果品的质地品质下降显得尤为重要。因此既要在采摘后通过无损检测手段实时检测灵武长枣品质,进行快速的质量评价及品质分级,也要采用低成本的方法且在保证食品安全的范围内延长枣果贮藏期从而实现地方经济效益最大化。由于鲜食果品的品质与其力学特性密切相关,为探讨利用流变特性参数评价灵武长枣质地指标的可行性,本文首先利用流变学理论分析灵武长枣的应力松弛特性,通过对不同贮藏期灵武长枣果样的应力松弛和TPA指标进行测定,并分析灵武长枣流变特性参数与TPA指标的相关关系,建立应力松弛参数预测灵武长枣质地的数学模型,结果表明七元件麦克斯韦模型可以很好的描述灵武长枣整枣的应力松弛行为(R2>0.9995),该模型下的应力松弛曲线的原始试验数据与预测值更为接近、各观测值的离散情况也可达到最小化,且灵武长枣的应力松弛行为主要是由三个麦克斯韦的黏性元件与弹性元件共同描述的,而应力松弛时间τ与TPA各指标之间同样没有显著相关关系(P>0.05)。通过逐步回归分析所建立的硬度、粘性、耐咀性、回复性指标的预测模型具有良好的验证结果,为灵武长枣的品质评价提供了一种无需预处理且非破坏性的有效快捷检测方法。针对灵武长枣在贮藏运输过程中质地劣化的问题,本文采用不同浓度CaC12浸渍的方法来处理采后灵武长枣,探索CaCl2处理对采后灵武长枣质地品质及理化指标的影响,选出最优浓度,并深入研究其对灵武长枣在贮藏过程中细胞壁多糖组分变化及细胞壁相关降解酶活性的影响,结果表明不同浓度钙处理组对灵武长枣失重率、硬度、SSC及TA等指标均有影响,其中2%CaCl2处理对灵武长枣果实硬度的下降及失重率的上升效果最佳,且在贮藏末期对SSC含量的下降有抑制作用,并能够延缓贮藏过程中TA含量的下降速率,维持灵武长枣的良好品质。同时,2%CaCl2处理显著抑制了细胞壁降解相关酶PME、PG、β-Gal、Cx的活性,因而维持了灵武长枣WSP和CSP的含量,抑制了灵武长枣SSP含量的下降,为果实硬度的保持提供了良好基础。通过灵武长枣质地品质与多糖组分及细胞壁降解酶间的相关性分析得知灵武长枣果实硬度,细胞壁组分与细胞壁降解酶之间存在着紧密的相关性,且2%CaCl2处理后灵武长枣各指标间的相关关系更为显著,说明2%CaCl2处理可用作灵武长枣采后贮藏的有效手段。果蔬在采收后的质地特性的变化是其各项复杂的生理生化反应层层交互、协同作用的结果,其中细胞壁多糖生物大分子物理结构形态变化是造成质地软化的重要因素。本文利用原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM),从分子水平进行了采后灵武长枣生理变化研究,提取获得多糖分子微观结构的定量参数,定性分析灵武长枣贮藏过程中细胞壁多糖降解过程,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)区分多糖的特征吸收峰以表征多糖分子结构特征。结果表明在贮藏初期,CK组与2%CaCl2处理组的CSP链以长链居多,链宽范围分别分布在23-78nm、15-93nm之间,且分支较多,而在贮藏末期,两组果实CSP果胶中长链、聚集体、分支明显减少,大多数果胶链被缩短和显著降解,短链数量增加,并伴有裂解的出现,CSP链宽度在不同程度上均有所下降,其中CK组与2%CaCl2处理组链宽范围分别降至15-70nm与19-82nm之间,表明2%CaCl2处理能够在贮藏过程中抑制CSP链由大宽度向小宽度降解的程度,延缓CSP链宽的降解。这与CSP果胶含量变化是一致的。对于链高度(V),可以发现2%CaCl2处理组在贮藏后期V值整体高于CK组,但两组在贮藏期前后V值无显著差异(P>0.05)。灵武长枣的FTIR特征吸收峰分析结果表明:WSP、CSP、SSP中均含有-OH、C-H、C-O-O、C=O、吡喃糖苷键存在,且发现吡喃糖苷键是参与果胶组分之间相互转换与降解的重要组分。三种果胶中均含有木糖,而2%CaCl2钙浸渍处理能够抑制灵武长枣WSP内部木糖的分解。以上结果为进一步研究灵武长枣多糖理化性质、立体结构、以及贮藏保鲜贮运等技术提供理论基础。
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