常温下壳聚糖涂膜对蓝莓保鲜效果的研究

方海峰　薛伟

摘要 [目的]研究常温下蓝莓在产地的采后保鲜技术。[方法]在常温下将浓度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的壳聚糖以及对照组（蒸馏水）对蓝莓进行涂膜处理，研究各处理蓝莓腐烂率、呼吸强度、硬度、花青素含量、丙二醛（MDA）含量的变化。[结果]与对照组比较后发现，各浓度壳聚糖都对蓝莓有保鲜效果，综合各指标分析后得出，壳聚糖浓度在2.0%～2.5%范围内对蓝莓的保鲜效果最佳。[结论]研究可为壳聚糖用于果蔬保鲜以及蓝莓的采后保鲜提供参考。

关键词 蓝莓；壳聚糖；浓度；保鲜

中图分类号 S663.2；TS255.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）16-05243-03

蓝莓有“浆果之王”的美誉，是人类五大健康食品之一，具有极高的营养价值[1]。蓝莓果成熟期在6～8月份，常温下成熟果实在采后2～4 d便开始腐烂，蓝莓的这种不耐贮性，严重制约了其产业的发展[2-4]。郑永华用40%、60%、80%和100% O2及空气气流连续处理蓝莓，结果表明，60%～100% O2处理显著抑制蓝莓果实的呼吸速率和乙烯释放速率[5]。孙贵宝将蓝莓果放置在冷藏库中，并长期给予高压静电场处理， 结果显示，暴露于高压静电场下的蓝莓果的贮藏保鲜度明显提高[6]。周慧娟等用不同强度的电子束照射蓝莓发现，处理组保鲜效果明显[7]。姜爱丽等用体积分数为99.9%的高CO2处理蓝莓果实，结果表明，高CO2短时冲击用于采后蓝莓果实贮前的“休克冲击”处理，具有抑制果实生理代谢和保持品质的保鲜效果[8]。

壳聚糖（Chitosan）是自然界的第二大天然生物多糖甲壳素的脱乙酰化产物，价廉易得、易于加工，其涂膜以无毒、无污染、来源丰富及良好的气体渗透性而被广泛应用于果蔬保鲜[9-13]。徐根娣等用壳聚糖保鲜液处理白桃，结果表明，白桃的失水率、腐烂率明显降低，可溶性固形物含量增加，总糖含量提高，有效降低了果实的膜透性[14]。张举印等研究表明，壳聚糖涂膜能有效降低红富士苹果的失重率和腐烂率，延缓果肉硬度下降，减少可溶性固形物、总酸和VC的损失，降低果实呼吸速率[15]。目前尚无关于壳聚糖对近成熟蓝莓保鲜研究的报道。笔者在常温下以不同浓度的壳聚糖涂膜7～8成熟蓝莓，寻找蓝莓在产地采后处理的最佳浓度。

1 材料与方法

1.1 材料 试验用野生蓝莓采自大兴安岭加格达奇蓝莓基地，挑选7～8成熟，无机械伤和病虫害的果实去柄后备用。主要试剂：壳聚糖，食品级。主要仪器与设备：GY.3指针式果实硬度计，浙江托普仪器有限公司；101.3型干燥箱，上海市实验仪器厂；电子恒温水浴锅，深圳国华仪器厂；DS.1高速组织捣碎机，常州国华电器有限公司；MA.100电子分析天平，杭州有展称重技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 保鮮液制备。以1%冰乙酸为溶剂，制备0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%壳聚糖溶液；对照组（CK）为无菌水。

1.2.2 试验设计。分别称取蓝莓500 g，放入不同浓度的壳聚糖溶液及对照组中浸泡 3 min，控干溶液放置在阴凉通风处晾干，贮藏于百盛蓝莓科技开发有限公司实验室（18±2）℃。以上处理分别重复 3次，每隔1 d进行一次相关指标测定，另设同样3组处理，进行腐烂率和质量损失率测定。

1.2.3 测定方法。腐烂率测定，每天在各处理中随机选取100个蓝莓查看腐烂个数，腐烂率=腐烂个数/100×100%；硬度，使用GY.3指针式果实硬度计测试；呼吸强度[mg/（kg·h）]，采用静置法[16]；花青素含量，采用溶剂提取法[17]；VC含量，采用2，6.二氯靛酚盐滴定法[17]，以鲜果的含量计算；丙二醛（MDA）含量，采用硫代巴比妥酸比色法[17]测定。

1.3 数据分析 采用Origin 9.0软件绘图。数据用SPSS 19.0进行统计分析，采用新复极差法进行方差分析，检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同浓度壳聚糖对蓝莓贮藏期腐烂率的影响 由图1可知，各处理的蓝莓在贮藏期间腐烂率逐渐上升，且对照（CK）上升速度最快，贮藏至3 d时腐烂率已近30%，大部分蓝莓蒂痕处变质。在0～2.0%内随着壳聚糖浓度的上升对果实腐烂率的抑制效果越来越明显，与CK相比，2.0%壳聚糖对蓝莓腐烂的抑制效果最好，贮藏至9 d时，对照组腐烂率是其4.3倍，显著差异（P<0.05）。当壳聚糖浓度高于2.0%时对果实腐烂的抑制效果降低，这说明壳聚糖能抑制果实腐烂，在其浓度为2.0%时效果最佳。因为壳聚糖具有良好的成膜性和抑菌性，涂膜可以抑制果实呼吸作用、防止微生物侵害，延缓了蓝莓的腐烂进程。

图1 蓝莓贮藏期间腐烂率的变化2.2 不同浓度壳聚糖对蓝莓贮藏期呼吸强度的影响 呼吸作用是实现蓝莓物质和能量代谢的唯一途径，呼吸作用越强果实各营养成分下降越快。由图2可知，各处理的呼吸强度先上升后下降，其中对照组贮藏至2 d时达到最大值，而壳聚糖处理的蓝莓在3～4 d才达到最大值，在贮藏后期各处理呼吸强度均低于CK，随着壳聚糖浓度上升抑制效果增强，与CK比较在浓度为1.5%、2.0%、2.5%的壳聚糖处理的蓝莓呼吸强度较低，显著差异（P<0.05），但是这3种浓度之间相比无显著差异（P>0.05）。说明壳聚糖在蓝莓贮藏前期通过抑制果实呼吸作用延长了果实的采后成熟期，壳聚糖浓度为1.5%～2.5%时效果最佳。因为壳聚糖具有良好的成膜性，能在果实表面形成一层保护膜，该涂膜具有很好的透气性可以抑制果实的呼吸作用；还具有抑菌性能抑制微生物的侵害，保护了果实细胞的完整性从而抑制呼吸作用。

图2 蓝莓贮藏期呼吸强度的变化2.3 不同浓度壳聚糖对蓝莓贮藏期硬度的影响 果实的硬度可以反映其细胞壁构成物质、细胞间结合度以及相关分解酶的变化。由图3可以看出，在贮藏期间各处理蓝莓的硬度变化趋势均是先上升后下降。CK在贮藏至2 d时硬度开始下降，在7 d时已严重腐烂无法进行硬度测试，而壳聚糖处理的蓝莓在第3天才开始下降，随着壳聚糖浓度上升蓝莓的硬度增大，2.0%、2.5%的壳聚糖处理的蓝莓硬度与另外几组构成显著差异（P<0.05），与对照组相比构成极显著性差异（P>0.01）。说明壳聚糖能减缓果实硬度的降低，浓度为2.0%～2.5%时效果最佳。因为壳聚糖能抑制果实的呼吸作用、减少微生物对果实的侵害，从而减缓了细胞壁纤维素和半纤维素的降解[17]、细胞间果胶减少，有效地减缓了果实采后硬度的降低。

图3 蓝莓在贮藏期间硬度的变化2.4 不同浓度壳聚糖对蓝莓贮藏期花青素含量的影响 花青素是蓝莓主要的功能性成分之一。由图4可以看出，各处理蓝莓的花青素含量变化均是先增加后减少的，因为在贮藏前期果实采后成熟过程花青素不断形成，而后随着蓝莓果实衰老其含糖量、VC、pH变化导致花青素含量下降[18]。与CK相比，壳聚糖处理的蓝莓花青素含量高而且较晚出现最大值，在贮藏后期，随着壳聚糖浓度的增加，花青素含量上升，2.5%的壳聚糖处理的蓝莓花青素含量最高，贮藏至6 d时2.5%壳聚糖处理的蓝莓花青素含量是CK的1.7倍，差异显著（P<0.05）。这说明在壳聚糖能有效减缓蓝莓花青素含量降低，主要因为壳聚糖抑制了果实的呼吸作用。

图4 蓝莓在贮藏期间花青素含量的变化2.5 不同浓度壳聚糖对蓝莓贮藏期丙二醛（MDA）含量的影响 丙二醛（MDA）含量是果实被氧化以及过氧化的程度的重要指标，MDA含量越高说明果实损伤越严重[19]。从图 5 可看出，各处理蓝莓的MDA含量均逐渐增加，壳聚糖处理的蓝莓MDA含量低于对照组，而且随着壳聚糖浓度的增加MDA含量减小，与CK相比， 1.5%～2.5%的壳聚糖处理的蓝莓MDA含量最低，均构成极显著差异（P<0.01），但这3种浓度间无显著差异（P>0.05）。这说明壳聚糖能抑制果实的过氧化反应，浓度为1.5%～2.5%时效果最佳，原因可能是壳聚糖能抑制果实的呼吸作用从而提升了果实过氧化物酶活性，抑制了细胞膜脂的过氧化速度[19]，降低果实的过氧化损伤。

图5 蓝莓在贮藏期间丙二醛含量的变化3 结论

不同浓度的壳聚糖都可以降低蓝莓果实的腐烂率、呼吸强度、花青素含量、丙二醛产量，提高其硬度和过氧化物酶活性，但程度有所不同。因为不同浓度的壳聚糖涂膜力学性能、渗透性、抑菌性均有所不同，在壳聚糖浓度较低时，渗透性好但力学性能不佳，浓度较高时相反[20]，用矩阵分析法优化岳晓华等对壳聚糖单膜的测试结果[21]后发现，在其浓度为2.0%时综合性能最佳。综合该试验的各项指标发现，壳聚糖对蓝莓保鲜的适用浓度范围为2.0%～2.5%，这与壳聚糖单膜的性能研究结果基本一致，所以壳聚糖对蓝莓涂膜保鲜的适用浓度在2.0%～2.5%。在后续研究中将尝试把壳聚糖与其他改性材料共混，进一步优化壳聚糖对蓝莓的保鲜性能。

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