壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜保鲜砂糖橘的研究

江 敏，叶夏兰，丘秋洪

（湛江师范学院化学科学与技术学院，广东高校新材料工程技术开发中心，广东湛江524048）

壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜保鲜砂糖橘的研究

江 敏，叶夏兰，丘秋洪

（湛江师范学院化学科学与技术学院，广东高校新材料工程技术开发中心，广东湛江524048）

以壳聚糖为主要成膜材料，辅以纳米氧化锌，制备了一种新型、安全的涂膜剂壳聚糖——纳米氧化锌复合涂膜剂，研究和比较了用壳聚糖单膜处理及壳聚糖-纳米氧化锌复合膜处理对砂糖橘采后保鲜效果的影响。实验结果表明：壳聚糖-纳米氧化锌复合膜处理砂糖橘的总糖、总酸、VC含量及SOD酶活性均明显高于壳聚糖单膜及对照组，呼吸强度显著降低，在贮藏14d，砂糖橘的失重率为7.6%，好果率为97%。所以壳聚糖-纳米氧化锌复合涂膜可以显著降低砂糖橘的采后呼吸作用，较好地保持了砂糖橘的营养成分。

砂糖橘，壳聚糖，纳米氧化锌，涂膜，保鲜

砂糖橘又名十月橘，原产广东四会，为岭南佳果，深受消费者欢迎[1]。由于其果皮薄而脆嫩、含水含糖量高的特点，极易受机械损伤和微生物侵染，给采后贮运和流通带来困难，因此采后保鲜是延长砂糖橘品质的重要环节[2]。目前对砂糖橘的保鲜主要采用化学方法[3-4]，但存在有害物质残留[5]，对消费者健康有一定的影响。壳聚糖是自然界存在的天然高分子物质，作为一种新型无毒、天然的果蔬保鲜剂已经广泛应用到水果保鲜中[6-7]。但是在对壳聚糖涂膜的研究和应用中发现，壳聚糖作为涂膜剂仍存在一些问题，壳聚糖膜的湿态机械强度较差，膜的强度、韧性不够，透水率高[8]。本研究利用纳米氧化锌对壳聚糖进行改性，使壳聚糖膜的力学性能、保湿性和抗菌性能等得到提高和改善，增强了壳聚糖复合膜的保鲜果蔬效果，使室温下砂糖橘的保鲜时间得到延长。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

砂糖橘 采于广东阳江当地橘园，挑选大小均匀，成熟度一致，色橙黄，无机械损伤、无病虫的果实；壳聚糖（脱乙酰度95%） 湛江市新台兴海洋生物食品有限公司；纳米氧化锌 浙江舟山明日纳米材料有限公司；冰醋酸、铁氰化钾、愈创木酚、盐酸、三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、可溶性淀粉、碘化钾、焦性没食子酸、草酸、乙酸铅、乙二胺四乙酸二钠 均为分析纯；实验用水 均为去离子水。

XYJ_2型台式高速离心机 江苏省金坛市恒丰仪器制造有限公司；MP1100B电子天平 上海济成分析仪器有限公司；HH-4数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司；V-1100D可见分光光度计 上海美普达仪器有限公司；DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；756MC型紫外可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 壳聚糖的涂膜处理

1.2.1 壳聚糖单膜及复合膜的制备

1.2.1.1 单膜 称取10g壳聚糖充分溶于少量1%醋酸溶液中，超声波处理15min，使其均匀分散，定容于1L，制得1%的壳聚糖溶液，备用。

1.2.1.2 复合膜 称取10g壳聚糖充分溶于少量1%醋酸溶液中，加入2g纳米氧化锌，超声波处理15min，使其均匀分散，定容于1L，制得1L的壳聚糖—纳米氧化锌复合膜溶液，备用。

1.2.2 砂糖橘的涂膜处理 于采收当日，将砂糖橘分成三组，每组实验样品数量大概200个，第一组是不加涂膜剂的空白处理作为对照，第二组用配制好的质量分数1%的壳聚糖溶液浸泡3min后捞出，第三组用配制好的壳聚糖—纳米氧化锌（1.0%壳聚糖、0.2%纳米氧化锌）复合膜液浸泡3min后捞出，即可在砂糖橘表面形成一层透明光亮均匀完整的薄膜，放于超净工作台用风机吹干。将三组砂糖橘在室温下放置贮藏。

1.3 测定指标及方法

砂糖橘于采购当日分别进行总糖、总酸、VC含量、呼吸强度、失重率、过氧化物歧化酶（SOD酶）活性指标的测定，贮藏期间每2d测定1次，每次每组随机抽取砂糖橘4个，重复3次。

1.3.1 好果率的测定 好果率（%）=（好果数/总果数）×100%

1.3.2 失重率的测定 称量法。失重率（%）=（失重质量/原质量）×100%

1.3.3 总糖含量的测定 蒽酮比色法[9]。

本研究51例疑似脊柱骨折患者相关数据录入SPSS 19.0软件之中，疑似脊柱骨折患者CT检查与X线检查诊断灵敏度、特异度、准确性情况行χ2检验，采用（n%）表示。组间差异性较高以P＜0.05为准，对两组间统计学意义实施判定。

1.3.4 VC含量的测定 2，6-二氯靛酚滴定法[10]。1.3.5 总酸的测定 酸碱滴定法[11]。

1.3.6 呼吸强度的测定 静置法[12]。

1.3.7 SOD酶活性的测定 氮蓝四唑法[13]。

2 结果与分析

2.1 好果率的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中好果率的变化情况见图1。

图1 不同涂膜剂对砂糖橘好果率的影响Fig.1 Effect of different plastics on fresh fruit ratio of Shatang mandarin

由图1可知，在贮藏过程中，对照组的好果率呈不断下降趋势，贮藏14d，好果率为78%。而经过涂膜处理的砂糖橘的好果率明显高于对照，其中壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组好果率为97%，比对照高19%。说明壳聚糖—纳米氧化锌涂膜处理砂糖橘具有较好的保鲜效果，能更好地保持砂糖橘的商品价值。

2.2 失重率的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中失重率的变化结果见图2。

图2 不同涂膜剂对砂糖橘失重率的影响Fig.2 Effect of different plastics on loss weigh ratio of Shatang mandarin

由图2可知，贮藏期间，涂膜组、对照组失重率均逐渐上升，但对照组的失重率明显高于涂膜组，而壳聚糖—纳米氧化锌复合膜处理砂糖橘的失重率低于壳聚糖单膜，这是因为涂膜阻止了水分的散失，而加入的纳米氧化锌较好地改善了壳聚糖膜的透水性。壳聚糖—纳米氧化锌复合膜处理砂糖橘在贮藏14d时，其失重率比对照低5.0%。

2.3 总糖含量的变化

图3 不同涂膜剂对砂糖橘总糖含量的影响Fig.3 Effect of different plastics on total suger content of Shatang mandarin

由图3可知，在贮藏过程中，砂糖橘中总糖含量呈相对平稳的趋势，这主要是由于糖的转化和糖的代谢趋于平衡的状态，对于砂糖橘的贮藏是有利的。从总糖含量来看，涂膜组总糖含量总体来说高于对照，涂膜处理能较好地抑制砂糖橘中多糖物质的呼吸氧化作用，壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组总糖含量比对照高2.3%。

2.4 VC含量的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中VC含量的变化见图4。

由图4可知，随着贮藏时间的延长，砂糖橘中VC含量总的变化趋势为下降。涂膜组对砂糖橘中VC含量保持效果总体来说均优于对照。说明壳聚糖涂膜对果实与外界的气体交换起抑制作用，而且通过纳米氧化锌对膜性能方面改进后，复合膜内部形成高CO2低O2的环境，从而使还原型VC不易被氧化。因此，壳聚糖—纳米氧化锌复合涂膜在贮藏后期较好地保留了砂糖橘的VC，在贮藏14d VC含量比对照提高8.2mg/100g。

图4 不同涂膜剂对砂糖橘VC含量的影响Fig.4 EffectofdifferentplasticsonVCcontentofShatangmandarin

2.5 总酸含量的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中总酸含量的变化见图5。

图5 不同涂膜剂对砂糖橘总酸含量的影响Fig.5 Effect of different plastics on total acid content of Shatang mandarin

由图5可知，随着储藏期的延长，砂糖橘中的总酸含量大体呈下降趋势，主要原因是果蔬中的有机酸作为呼吸基质，是合成能量ATP的主要来源，同时也是细胞内很多生化过程所需中间代谢物的提供者，因此总酸含量在达到最高点后均呈下降趋势。经涂膜处理的砂糖橘在贮藏期间总酸含量总体来说明显高于对照组，壳聚糖—纳米氧化锌复合涂膜的砂糖橘总酸含量保持较高，比对照组高0.045g/100g，说明复合涂膜可以使呼吸代谢减慢，从而可以有效地延缓贮藏期间总酸含量的降低。

2.6 呼吸强度的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中呼吸强度的变化情况见图6。

由图6可以看出，对照组与涂膜组在室温下呼吸强度变化趋势相似，总体呈下降趋势。整体来看，壳聚糖涂膜组的砂糖橘呼吸强度在整个采后阶段均低于对照，说明壳聚糖涂膜后由于膜的阻碍作用，较好地抑制了砂糖橘呼吸作用。与壳聚糖涂膜组相比，壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组在整个贮藏过程能更好地保持较低的呼吸强度，这个与加入的纳米氧化锌对其膜性质的改善密切相关。砂糖橘贮藏14d时，壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组的呼吸强度比对照组的呼吸强度低2.7mg/kg·h。

图6 不同涂膜剂对砂糖橘呼吸强度的影响Fig.6 Effect of different plastics on respiration rate of Shatang mandarin

2.7 SOD酶活性的变化

不同方式处理的砂糖橘在贮藏过程中SOD酶活性的变化见图7。

图7 不同涂膜剂对砂糖橘过氧化物歧化酶（SOD酶）活性的影响Fig.7 Effect of different plastics on SOD activity of Shatang mandarin

SOD酶能清除水果体内产生的自由基，它的活性随果实的衰老而下降。由图7可知，对照和涂膜处理的砂糖橘的SOD活性总体呈现下降趋势，对照的下降速度较快，而壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组较壳聚糖涂膜组和对照组相对较慢，说明壳聚糖—纳米氧化锌涂膜组可以抑制SOD活性的下降。其原因可能是壳聚糖—纳米氧化锌涂膜处理后，在砂糖橘的表面形成很薄的半透膜，能阻止氧气通过，减少果实内产生的超氧阴离子自由基的缘故。在贮藏14d，壳聚糖—纳米氧化锌涂膜处理的砂糖橘的SOD酶活力为99.43U/g，比对照高20.57U/g。

3 结论

3.1 壳聚糖—纳米氧化锌涂膜保鲜砂糖橘在室温条件下（温度30℃，湿度85%）贮藏第14d时，其总糖，总酸、VC含量及SOD酶活性均高于壳聚糖涂膜组和对照组，好果率达97%，失重率为7.6%，明显优于对照，说明复合涂膜可以降低砂糖橘的采后呼吸作用，保持砂糖橘营养成分，对砂糖橘的保鲜有较好作用，且复合涂膜处理效果优于壳聚糖单膜。

3.2 与壳聚糖单膜相比，壳聚糖—纳米氧化锌复合膜的持水性、透光性得到改善，这对减少果蔬的有氧呼吸、延缓呼吸高峰的出现，保持水果的风味有较好的作用，使砂糖橘的保鲜期得到明显的延长。

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Study on the preservation effect of chitosan and nano-ZnO compound coating on Shatang mandarin

JIANG Min，YE Xia-lan，QIU Qiu-hong
（Chemistry Science and Technology School，Zhanjiang Normal University，Development Center for New Materials Engineeringamp;Technology in Universities of Guangdong，Zhanjiang 524048，China）

Chitosan was chosen as the main film-forming material，supplemented with nano ZnO to prepare a new type and safe preservative--compound film agent of chitosan-nano ZnO.The preservation effects of coating on Shatang mandarin with chitosan and chitosan-nano ZnO were studied and compared at room condition（temperature 30℃，humidity 85%）.The results showed that the total suger，total acid，VCcontent and SOD activity were significantly higher than chitosan and control.Respiration rate was lower than chitosan and control，loss weigh rate was 7.6%，fresh fruit was 97%.It was known that chitosan-nano ZnO film could significantly reduce Shatang mandarin post harvest respiration and well keep nutrients of Shatang mandarin.

Shatang mandarin；chitosan；nano zinc oxide；coating；preservation

TS255.3

A

1002-0306（2012）01-0348-04

2011－08－23

江敏（1977-），女，硕士，实验师，研究方向：食品功能成分的制备与应用及食品的加工与保鲜。