Ultrastructure characteristics and quality changes of low-moisture Chilgoza pine nut (Pinus gerardiana) during the near-freezing-temperature storage

ABSTRACT

The effects of thermal treatment on the ultrastructure and quality of Chilgoza pine nuts stored at near-freezing temperature were investigated. The moisture content of pine nuts was adjusted to 13.3%, compared to the initial 17.3% moisture content. Thermal treatment improved the storage stability. The hydrolysis of lipids was delayed in low-moisture pine nuts, resulting in a significant inhibition of free fatty acid accumulation in pine nuts. Low-moisture pine nuts also showed lower peroxide and thiobarbituric acid (TBA)​ values compared with the control. Ultrastructure characterization revealed that thermal treatment maintained the cell integrity, deferred the degradation of the plasmalemma and protected the internal lipid droplet. Thermal treatment better retained the antioxidant components, including total phenolics and vitamin E, and reduced the activities of lipase and lipoxygenase in pine nuts. These results indicated that thermal treatment could retard the senescence and deterioration of quality in pine nuts stored at a near-freezing temperature.

RESUMEN

Se investigaron los efectos del tratamiento térmico en la ultrastructura y la calidad del piñón de pino Chilgoza almacenado a una temperatura cercana a congelación. El contenido de humedad de los piñones de este pino fue de 13,3%, en comparación con el contenido de humedad inicial de 17,3%. El tratamiento térmico mejoró la estabilidad de almacenamiento. La hidrólisis de los lípidos se retardó en los piñones de pino de baja humedad, resultando en una inhibición significativa de la acumulación de ácidos grasos libres en los piñones. Los piñones de pino de baja humedad también mostraron unos índices bajos de peróxido y TBA en comparación con la muestra control. La caracterización de la ultrastructura reveló que el tratamiento térmico mantuvo la integridad de las células, atrasó la degradación de la plasmalema y protegió la gota lipídica interna. El tratamiento térmico retuvo de forma más favorable los componentes antioxidantes, como el total fenólico y la vitamina E, además redujo la actividad de la lipasa y la lipoxigenasa en los piñones. Estos resultados indicaron que el tratamiento térmico podría retardar la senescencia y la deterioración de la calidad de los piñones almacenados a una temperatura cercana a la congelación.

KEYWORDS:

• Pinus gerardiana
• thermal treatment
• near-freezing temperature storage
• lipid quality
• ultrastructure

PALABRAS CLAVE:

• Pinus gerardiana
• tratamiento térmico
• almacenamiento a temperatura cercana a la congelación
• calidad lipídica
• ultrastructura

Acknowledgments

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31401478), the National Postdoctoral Science Foundation of China (2015M570760), China Scholarship Council (201508210023), the Postdoctoral Special Funding of Chongqing City (Xm2015021), the Research Project from Science & Technology Department of Liaoning Province of China (number 2015103020).​

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.​

Additional information

Funding

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31401478), the National Postdoctoral Science Foundation of China​ (2015M570760), China Scholarship Council (201508210023), the Postdoctoral Special Funding of Chongqing City (Xm2015021), the Research Project from Science & Technology Department of Liaoning Province of China (number 2015103020).