低场核磁共振技术研究钙处理对大平顶枣保鲜效果

摘要：利用氯化钙处理大平顶枣，通过低场核磁共振技术监测枣贮藏过程中水分分布状态和含量，研究钙处理对枣的保鲜效果。试验结果表明，氯化钙溶液浸渍具有很好的保鲜效果，钙盐处理可以很好地保持大枣的质构特性，维持枣果的水分和营养成分。经低场 NMR 谱拟合后，分别对应反演谱 T2值为结合水 T21（0.1-10ms）、半结合水T22（10-200ms）和自由水 T23（200-1000ms），对大枣贮藏过程的水分进行动态监控，能够有效区分不同新鲜度的大平顶枣，为大枣的无损检测提供参考。
大平顶枣（Ziziphus jujuba Mill.cv.Dapingding），别名平顶枣，枣果甜中具酸，鲜脆可口，营养丰富，盛产于辽宁省西部的朝阳县及朝阳市郊区，是朝阳大枣中的抗逆性强丰产稳产的优良大枣品种。但其鲜枣较难贮藏，常温下仅能保持几天的鲜脆状态，枣果易失水皱缩、腐烂软化，果肉一旦变软、汁液流失，鲜食品质便会大大下降。
新鲜果蔬含水量的多少、水分状态对其品质、腐败敏感度有很大的影响，研究果蔬中的水分含量及分布迁移对于果蔬贮藏保鲜具有重要的现实意义。
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）及其成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种有效的研究分析扩散的方法，可用于食品体系中的水、脂肪或糖等分子的研究。在食品体系中，水分基本上是以“结合水”和“自由水”两种形式存在，NMR 的氢核自旋-晶格弛豫时间 T1和自旋-自旋弛豫时间 T2，反映了食品中水分与一些亲水性物质的结合程度，从而可以用 NMR 研究被测食品中水分的分布和迁移流动。NMR 的检测特点使其应用于食品科学尤其是鲜活农产品的研究具有明显的优势。
目前，鲜枣贮藏保鲜方法很多，但关于大平顶枣采后生理生化特性变化及贮藏保鲜研究方面的文献报道还较少。采后钙盐处理能较好地维持果实质构特性，影响果肉细胞的生理代谢和细胞膜结构功能，推迟果实衰老过程。为此，本试验在 4℃条件下对大平顶鲜枣进行钙盐溶液浸渍处理，以期为大平顶枣的贮藏保鲜提供一定的依据。同时尝试利用低场核磁共振成像系统对大平顶枣水分状态和迁移分布进行检测分析，为更充分地判断大平顶枣的贮藏品质提供参考。

1 材料与方法
1.1 材料与试剂
大平顶枣，原料为刚采摘的新鲜八成熟左右鲜枣。运回实验室后，挑选无病虫害、无机械伤、果型大小匀的枣果，立即入 0±0.5℃冷库预冷 48h，以排出枣果的田间热。无水氯化钙为分析纯。
1.2 主要仪器与设备
2WAJ 型阿贝折光仪；MIR-254 低温恒温培养箱；TA.XT Plus 物性测试仪；NMI20 核磁共振成像仪。
1.3 方法
预冷完成后，测定大平顶枣各项指标的初始值。
空白对照组为以蒸馏水浸泡 5min，钙处理组是利用2.0%氯化钙溶液浸渍 5min，取出晾干，放置于 4±0.3℃低温恒温培养箱中，每周测定一次指标。
1.3.1 失重率的测定
失重率（%）=大平顶枣原始总重量（g）-大平顶枣测定当天总重量（g）大平顶枣原始总重量（g）×
1.3.2 可溶性固形物含量的测定
使用 2WAJ 型阿贝折光仪测定可溶性固形物含量。
1.3.3 质构特性的测定
使用 TA.XT Plus 物性测试仪进行穿刺试验，采用 P/2 针状探头，测前速度 5mm/s，测中速度 1mm/s，侧后速度 5mm/s，穿刺深度根据枣果大小设定，应小于（枣果横径-果核横径）/2，本实验将穿刺深度设为5mm，每果取横径处阴阳面 2 个部位测得，每处理组样品随机取 20 个果实，取平值。
1.3.4 NMR 成像水分分布测定
主要参数设置为，回波个数 EchoCnt：20000，回波时间的一半 τ（μs）：200.00，累加次数（要求为偶数）NS：14，采样频率 SW（kHz）：100，90°脉冲时间（μs）：13.50，180° 脉冲时间（μs）：27.00；采样点数Td：800140。
1.3.5 数据统计分析
试验数据是多次重复的平值，用 SPSS 19.0统计软件分析各试验组数据结果的平值、标准偏差，利用 Duncan 新复差法进行多重比较，使用Excel 2007 作图描绘各试验指标的变化曲线。

2 结果与分析
2.1 钙处理对大平顶枣失重率的影响
在 4℃冷藏条件下，大枣的失重率逐渐增加。空白处理组的失重率在贮藏后期已接近20.0%，钙处理可在一定程度上维持大枣的水分，大平顶枣较低的失重率应该是由于 4℃低温冷藏所致。低温冷藏可以显著地维持鲜枣的鲜重，减少枣果细胞的呼吸作用和蒸腾作用造成的水分、有机营养物质等成分的损失。
2.2 钙处理对大平顶枣质构特性的影响
在整个贮藏期间，空白组的大平顶枣果肉硬度是下降的趋势，钙处理组大平顶枣的果肉硬度在前中期维持较好，贮藏 1 个月（28d）后其值才明显下降，说明钙盐处理能很好地维持枣果果肉细胞的质构特性和组织结构。钙处理可维持细胞壁、细胞膜结构与功能的稳定，避免代谢紊乱；Ca2+可与果胶酸生成不溶于水的果胶酸钙，在细胞间形成共价键桥而维持组织的质地，抑制软化。
2.3 钙处理对大平顶枣 MRI 水分分布状态的影响
T2反演谱，应用联合迭代重建反演算法（Simultaneous Iteative Re-construction Technique，SIRT）解得连续光谱，按照波峰所覆盖区域界定水分状态。水分在枣果中可分为结合水、半结合水和自由水 3 种形态，分别对应反演谱 T2值的范围为 T21（0.1-10ms）、T22（10-200ms）和 T23（200-1000ms）。
结合水是指存在于枣果中的化学物质中，与物质分子呈化合状态，性质稳定，一般不能被干燥去除的水分。在贮藏的前期，结合水信号幅值随贮藏时间的延长总体呈现增加的趋势，这与林向阳等研究面团中结合能力强的水分随时间的延长有所增加的结论；这可能是受水分梯度的影响半结合水向结合水迁移使水分重新分布。从贮藏第 20d 开始结合水信号幅值开始减小，减小可能是因为干物质内的营养成分和酶等分解使部分结合水迁移为半结合水而蒸发脱除。Ca2+可保护枣果细胞生物膜，并参与大分子物质与水的结合，维持膜结构正常，在贮藏过程中，结合水幅值高于对照组。
半结合水是指枣果组织内亲附于胶体表面的水分，自由水是指枣果组织及其细胞内相对自由流动的水分，这部分水分很容易被脱出。
自由水随贮藏天数大致呈线性增加，对照组中半结合水和自由水要高于钙处理组，这可能是因为Ca2+与大分子物质相互作用，在细胞间形成交联立体空穴而截留维持了较多的水分，阻碍了水分的外迁，添加外源钙盐可以显著地改变枣果中的水分状态分布和含量。
2.4 钙处理对大平顶枣可溶性固形物含量的影响
可溶性固形物含量能直接反应果蔬的成熟度和品质状况。在贮藏期间，大平顶枣的可溶性固形物含量呈现出波动上升的趋势，贮藏 20d后，钙处理组中可溶性固形物含量比对照组高，可能是由于钙处理抑制了枣的呼吸代谢强度，使淀粉的降解幅度过了呼吸消耗的幅度，从而延缓大平顶枣的成熟过程，推迟枣的衰老进程，增加枣的耐贮藏性。

来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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