鲜食葡萄采后二氧化硫(SO2)积累及其对花色苷降解和风味物质的影响

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在鲜食葡萄(Vitis vinifera L.)贮运行业中,二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)作为保鲜剂具有举足轻重的作用,即使随着葡萄保鲜技术的不断发展,SO2在葡萄产业中的地位依旧不可替代。近年来,由于SO2使用不当造成鲜食葡萄贮运过程中果皮漂白和果实中异味等问题引起国内外学者的广泛关注。本研究以红地球、木纳格、巨峰、无核白四种新疆主栽鲜食葡萄为研究对象,通过研究果柄结构与SO2积累量的相关性,确定熏蒸处理后SO2进入鲜食葡萄的途径和积累方式;在此基础上利用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)明确在贮藏期间SO2熏蒸处理对葡萄果皮中花色苷的种类及含量的影响;通过建立体外模拟体系,研究花色苷降解动力学,探讨SO2对花色苷可能的降解方式;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定SO2过量处理后鲜食葡萄浆果在贮藏过程中挥发性化合物含量的变化,旨在探究过量SO2漂白葡萄果皮和改变果实中风味的机制。主要研究内容与结果如下:(1)明确了SO2进入葡萄果实的主要途径和积累部位。以新疆主栽四种鲜食葡萄为试材,采用过量SO2处理,测定不同部位SO2积累量,研究SO2积累的主要途径。结果表明:不同品种葡萄果柄中SO2积累量显著高于穗轴,明确了SO2主要积累部位为果柄。利用石蜡切片和电子显微镜技术,观察果柄间的差异并测定果柄的生理指标,得出果柄含水量、皮孔面积与SO2积累量密切相关,果柄上的气孔、皮孔和裂缝是SO2进入果柄的主要途径。(2)分析了红地球和巨峰葡萄果皮中主要花色苷在SO2处理后的含量变化过程。在不同浓度SO2处理下,采用高效液相色谱串联质谱对红地球和巨峰两种鲜食葡萄果皮中的花色苷进行定性和定量分析。结果表明:不同条件SO2熏蒸处理降低了两种鲜食葡萄果皮中花色苷的含量。明确了红地球葡萄中的主要花色苷为芍药花素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷,而巨峰葡萄中的主要花色苷为锦葵色素3-O-葡萄糖苷。含量比例分析表明芍药花素和矢车菊素类化合物分别占红地球总花色苷含量的34.95%和19.91%,其中芍药花素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷含量较高,分别占果皮中花色苷总含量的31.68%和18.27%;巨峰葡萄中的锦葵色素类化合物最高,含量占总花色苷46.85%,而锦葵色素3-O-葡萄糖苷在总花色苷中含量占比最高(18.61%)。(3)明确了葡萄果皮中三种主要花色苷的降解动力学。以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药花素-3-O-葡萄糖苷、锦葵色素-3-O-葡萄糖苷为研究对象,在模拟体系测定不同浓度和温度处理下花色苷浓度变化。结果表明:三种花色苷的降解遵循一级降解动力学模型。三种花色苷在同一温度(25℃)条件下,花色苷降解速率随着SO2加入量的增加而增加,在热力学研究中,0℃条件下反应最缓慢,降解速率最小。推测SO2降解花色苷的机理为:随着SO2进入葡萄果实体内,改变了体系中的p H值,而p H值的改变使花色苷的稳定性和结构均发生变化,随后SO2与结构发生变化的花色苷发生褪色反应。(4)研究了过量SO2熏蒸处理对葡萄浆果在贮藏过程中挥发性化合物的影响。利用GC-MS,对两种鲜食葡萄贮藏过程中挥发性化合物进行分析,红地球葡萄中主要检测到酸类(14种)、醇类(7种)、醛类(11种)、酮类(5种)和萜类(2种);巨峰葡萄中含有酯类(13种)、醛类(9种)、醇类(10种)、萜类(6种)、酸类(11种)、酮类(6种)。过量SO2熏蒸处理对红地球葡萄中醛类和醇类物质影响最大,对巨峰葡萄中酯类物质影响最大。影响巨峰葡萄风味的主要挥发性化合物为乙酸乙酯,而红地球中主要挥发性化合物为2-己烯醛和2-己烯醇。葡萄采后贮藏过程中,挥发性化合物会随着贮藏时间的增加而逐渐减少,适量的SO2处理可以减缓葡萄贮藏过程中挥发性化合物的降低,而过量的SO2处理则会加快挥发性化合物的降低。
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