桑叶复方对水果保鲜作用研究

徐佳琦，宁若男，杨晴雯，高 鹏，杨武林，王春丽，2，*

（1.华东理工大学药学院，上海 200237；2.上海市新药设计重点实验室，上海200237）

草莓和葡萄属于非呼吸跃变型水果[1]，果实柔软，营养丰富。但因其含水量高，组织易受到机械损伤和微生物侵袭而腐烂，不易储藏。梨是我国三大水果之一，产量居于首位。梨属于呼吸跃变型水果[1]，呼吸高峰后快速衰败。果肉易于腐烂，总损失达30%左右。因此，延长其保鲜时间，保持其商品价值，探索草莓、葡萄和梨等水果的保鲜方式具有重要意义。壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D-葡萄糖，具有良好的吸湿性、抑菌性和安全无毒[2]的优点。壳聚糖和中药的复合保鲜剂对草莓[3]、葡萄[4]等水果的保鲜研究，取得了一定的成效。目前，果蔬的保鲜方法主要有低温冷藏[5]、气调保鲜[6]、减压贮藏[7]和涂膜保鲜[8]。其中涂膜保鲜法是将保鲜剂涂布在果蔬表面上形成一层具有选择通透性的保护膜，由于果实自身的呼吸作用，使整个果实处于一种自发调节的微气调环境[9]，从而达到果蔬保鲜的目的。近几年研究[10]发现，单一涂膜剂对果蔬的保鲜效果并不理想，因此，高效的复合型涂膜保鲜剂已成为涂膜保鲜领域研究的重点。水果腐烂主要是由水果生理变化和微生物引起的[11]。艾叶、蒲公英和薄荷等中药提取物具有抑菌[12]、抗氧化[13]的作用。对果蔬保鲜作用明显。本文在前期工作基础上研究桑叶复方配合壳聚糖的成膜性，探讨其对易腐水果的保鲜作用，研究结果可为其在果蔬保鲜领域的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

葡萄和草莓 供试品种为市售马陆葡萄和奶油草莓，挑选无病虫害、无损伤、成熟度为八分熟、形态基本一致的果实用于实验；梨 品种为市售新疆贡梨，挑选大小均一（约200g），表面无伤，呈青黄色的果实；桑叶等中药 上海雷允上药房；壳聚糖 上海伟康科技有限公司，脱乙酰度≥90%；氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾 分析纯，江苏永华精细化学品有限公司；酚酞、抗坏血酸、可溶性淀粉、碘化钾 分析纯，国药集团化学试剂有限公司；碘、草酸 分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司。

JY5002精密电子天平 上海良平仪器仪表有限公司；FSH-2可调高速电动匀浆器 江苏金坛市佳美仪器有限公司；RJ-TGL-16C台式离心机 无锡市瑞江分析仪器有限公司；SHZ-3循环水多用真空泵上海沪西分析仪器厂有限公司；RE-52AA真空旋转蒸发仪 上海振捷实验设备有限公司；YH系列电子恒温水浴锅 江苏近湖镇教学仪器厂；Brix 0.0%～32.0%手持糖度计 上海天垒仪器仪表有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 桑叶复方提取物的制备 将桑叶、艾叶、蒲公英和薄荷（10g）四味中药与水按料液比1∶10的比例混合，加热回流2h，收集提取液，加同体积的水，加热回流1.5h，合并两次提取液，过滤，浓缩至0.1g/L，备用。采用正交实验筛选桑叶、艾叶、蒲公英的最优配比，因素水平表见表1。

1.2.2 中药-壳聚糖复合保鲜液的制备 以1.2.1中药提取液为溶剂配制1%的冰醋酸溶液，再以之为溶剂配制1%的壳聚糖溶液作为复合保鲜液。

1.2.3 保鲜方法 保鲜组：将供试水果浸入复合保鲜液7min取出，自然风干后，放入盛物盘内。葡萄和草莓放入4℃冰箱储存，梨在室温保存。

对照组：将供试水果浸入去离子水7min取出，自然风干后，放入盛物盘内。葡萄和草莓放入4℃冰箱储存，梨在室温保存。

1.2.4 分组方法 正交实验设计的三因素三水平法L9（33）分为9组，每组40个，按照1.2.3方法处理草莓，每隔1d测定相关指标。

验证实验中，草莓分为两组，每组40个，采用正交实验最优组合按照1.2.3方法处理草莓，每隔1d测定失重率，每隔2d测定VC、可滴定酸和可溶性固形物，设定三次平行组；对葡萄的保鲜实验中，葡萄分为两组，每串40个为一组，葡萄的处理方法保鲜与草莓相同，每隔1d测定失重率，每隔2d测定VC、可滴定酸和可溶性固形物，设定三次平行组；对梨的保鲜实验中，梨分为两组，每组40个，而每隔7d测定贡梨相关指标，设定三次平行组。

1.2.5 相关指标测定 失重率：采用称重法[14]。葡萄和草莓每天同一时间称量各组水果的总重量，梨为每周同一时间称量各组水果的总重量。计算式为：失重率（%）=（初始重量－称重量）/初始重量×100。

抗坏血酸（VC）含量测定：使用碘量法[15]。测定时每次将三次平行组混合在一起测定各相关指标，将结果取平均值。

可滴定酸（TA）含量测定：采用NaOH滴定法[16]。测定时每次将三次平行组混合在一起测定各相关指标，将结果取平均值。

可溶性固形物（SSC）测定：采用手持糖度计测量[9]。

2 结果与讨论

2.1 桑叶复方最佳比例确定

果实的失重包括水分和干物质两方面的损失，但蒸腾失水是主要因素，约占总失重的80%[17]，因而失重率主要反映贮藏期间以水分为主要成分的变化。以失重率做为评定草莓贮藏效果优劣的指标，通过数据分析，优化出桑叶复方最佳比例，结果见表2。

由表2可以推断，桑叶A、艾叶B、蒲公英C对草莓在贮藏期间失重率影响的主次顺序为：艾叶B＞蒲公英C＞桑叶A，最优配方为A1B1C3。即桑叶37.5g、艾叶37.5g、蒲公英12.5g和薄荷10g。

2.2 桑叶复方最优配方组对草莓保鲜作用

根据正交实验确定的复合保鲜液最佳配方做验证实验，草莓保鲜7d后，测定空白样品及其经过保鲜液涂膜后样品的各项指标，结果见图1～图4。

由图1～图4可知，在前期，由于采用的实验对象是独立的个体，其各个生理指标的初始含量存在一定的差异。因此最佳配方的优势并不能显现出来。然而，到了后期，经过较长时间的贮藏，可以明显看到，最佳配方组能够维持各项生理指标的稳定性，延缓酸性物质及糖类物质的转化和降解过程。可有效防止草莓水分、VC、TA和SSC等营养物质的损耗，有利于保持其口味和营养。该结果与我们寻找具有长时间贮藏保鲜效果的中草药复合剂的目标一致。

2.3 桑叶复方最优配方组对葡萄和梨的保鲜作用

选择非呼吸跃变型水果葡萄和呼吸跃变型水果梨做为供试品，来检验该配方的复合保鲜液是否对不同类型水果都具有良好的保鲜作用。

2.3.1 对失重率的影响 果蔬采摘后主要由于呼吸作用和水分蒸发导致重量的损失。水果贮藏过程中的失重不仅使其失去原有的新鲜状态，而且当失水达到一定程度时，还会引起生理代谢失调导致变坏、腐化。复合保鲜液对失重率指标的影响见图5～图6。

由图5和图6可以看出，最优配方组能够防止葡萄和梨的失水，10d葡萄的失重率只有1%，贮藏35d后梨的失重率只有5%，比对照组都要低一倍。结果显示，最优配方组能够有效地减弱葡萄和梨的蒸腾作用，减少水分的蒸发。造成该结果的原因是由于壳聚糖的成膜性，在水果表面形成一层保护膜，该膜能够有效的减缓水果的呼吸蒸腾作用，使水分不易流失。

2.3.2 对VC含量变化的影响 VC是果实中最重要的营养成分之一，它作为还原型物质在水果贮藏过程中极易被氧化，因此VC的含量是检测水果品质的重要指标之一。复合保鲜液对VC含量变化的影响见图7～图8。

由图7和图8可以看出，最优配方组能减缓VC的损失，对葡萄（9d）和梨（35d）的VC保存率分别为40%和74%，而空白组VC保存率分别为28%和46%，原因可能在于壳聚糖涂膜处理在葡糖及梨表面形成的半透膜降低了果实组织内部氧气的浓度，减缓了VC的氧化。同时中草药中的有效成分能抑制水果表面的微生物的活动，可延缓水果各营养物质的消耗。梨在保鲜时间内VC含量先上升后下降，在前14d最优组和对照组能够很好防止VC氧化减少，但是梨水分不断损失，导致VC含量上升，14d后在酶的作用下，VC很快氧化减少，但是最优配方组的下降趋势比对照组要缓，说明最优配方组能更好得减缓VC的损失。

2.3.3 对可滴定酸含量变化的影响 果蔬中的酸为其代谢活动中的呼吸物质，因此贮藏期间水果总酸的变化是反映营养物质消耗程度的重要指标，同时，酸度含量也是决定水果风味的一个重要因素。复合保鲜液对可滴定酸含量变化的影响，见图9～图10。

由图9～图10可知，软肉型果实的酸含量，采后随果实的软化而逐渐增加，在达到高峰值后又逐渐下降，而脆肉型果实的含酸量在采后，则随着果实的后熟与衰老逐渐减少，葡萄属于前者，贡梨属于后者。最优配方组使葡萄在第7d达到0.55%的酸含量最高峰，而对照组在第3d就达到了高峰0.42%。酸是果实呼吸最易利用的底物，是合成能量ATP的主要来源，最优配方组在前5d呼吸作用消耗的酸量大于果实软化产生的酸量，到第5d果实加剧软化，酸量大幅上升到高峰后下降。而对照组则在第3d果实就开始不断软化，使酸量上升，而果实软化最终导致水果腐烂。因此最优配方组能有效地使葡萄到达高峰的时间延迟而延迟果实腐烂。最优配方组使梨在35d的保鲜时间内总酸逐渐减少的趋势变得缓和，从12%下降到8%，最终保持较高的酸度，而对照组保鲜的梨酸含量下降趋势十分快速，从17%下降到6%。因此，最优配方组能够有效减缓梨的酸含量降低。

2.3.4 对可溶性固形物（SSC）含量的影响 测定可溶性固形物含量，即测定果实中可溶性糖含量，一方面可以体现水果风味的变化，另一方面可以说明果实中营养物质的残留量，进而说明水果的成熟度。因此，测定其含量在一定程度上可以反映水果成熟衰老的进程。复合保鲜液对可溶性固形物含量的影响，见图11～图12。

由图11可以看出，葡萄对照组的可溶性固形物SSC含量波动比较大，而最优配方组能够维持葡萄的可溶性固形物SSC含量的稳定，减缓葡萄中糖的损失。图12中，梨的可溶性固形物SSC含量总趋势是下降-上升-下降，下降是因为果实自身的呼吸作用消耗糖分，上升则可能由于果胶、纤维素等成分在酶的作用下降解产生糖，又会使得糖分有所增加。最优配方组和对照组前两周趋势相同，从第3周开始对照组可溶性固形物SSC含量开始下降，而最优组推迟一周才开始，看出最优配方组同样能够有效减缓梨中SSC的消耗。

3 结论

本研究选用1%的壳聚糖、桑叶复方提取液制成的复合保鲜液处理新鲜草莓、葡萄和梨。结果表明，该复合保鲜液可明显延缓VC、可溶性固形物和可滴定酸的降解速度，降低水分损失，而上述这些因素主要影响水果营养价值和风味，因此在保鲜时间内该复合保鲜液可以分别维持草莓、葡萄和梨的营养价值和水果风味变化，起到显著的保鲜效果，延长货架时间。该复合保鲜液的主要作用是：a.通过壳聚糖的成膜性能在水果表面形成半透膜，调节果实周围的微环境，可起到减少失水、隔绝氧气降低呼吸消耗等作用；b.桑叶复方提取液对草莓、葡萄和梨具有保鲜效果，可能是因为复方提取液中含有黄酮、有机酸等成分，其具有很强的抗氧化性，能够防护贮果细胞中膜脂蛋白质等大分子受到细胞代谢过程中产生的活性氧的攻击，有效地维护了膜结构的完整。c.这些成分还可以抑制酪氨酸酶，减缓水果褐变产生，并一定程度地抑制植物病原真菌的生长繁衍。因而该复合保鲜剂能从不同方面减缓水果的腐烂变质，延长水果的保鲜期。

水果腐烂的过程，由内因和外因构成，内因可以看成是其不断消耗体内的营养物质，外因则是霉菌的侵入。而中药具有很好的抗氧化性和抑菌性，可以很好的针对水果腐烂变质的内外因而达到保鲜水果的目的。目前中药保鲜剂还没有进行大规模商业化应用，主要受其有效成分的提取工艺和剂型的限制，且某些中药特殊的气味可能影响水果感官等。这些问题的改进，将不断推动中药保鲜剂在水果贮藏保鲜领域的应用。

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