壳聚糖涂膜对无花果冷藏保鲜效果的研究

孟宪昉，吴子健，张晴晴，刘斌

（1.天津商业大学理学院，天津300134；2.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津300134；3.天津市制冷技术重点实验室，天津商业大学，天津300134）

无花果（Ficus carica Linn.），亦称“圣果”，是一种具有很高营养与药用价值的桑科榕属植物果实，其所含的活性成分具有防癌抗癌、防治心血管疾病、降血压等功能[1]，深受广大消费者的喜爱。但是无花果的采收通常在其几乎完全成熟时实施，且成熟果实含水较高，极易受损的果皮难以保护内在的果肉，这些特殊性造成了无花果鲜果极易腐烂且贮藏困难，例如：常温下无花果储存期仅为1 d～2 d，即便低温下（0℃～10℃）也不会超过10 d[2-4]。这些都大大限制了无花果的销售与应用，严重影响着其经济价值。利用可食性天然保鲜膜对果蔬进行有效的保鲜日益成为一种趋势，特别是壳聚糖为代表的天然产物保鲜剂具有无毒、可环保性、原料丰富且成本较低等诸多的优点，日益受到愈来愈受果蔬保鲜的认可和重视[5-6]。因此，研究壳聚糖涂膜技术对无花果冷藏保鲜效果的影响具有一定的必要性和实际应用意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

无花果：取自山东烟台市；壳聚糖、3，5-二硝基水杨酸、2，6-二氯靛酚、愈创木酚：sigma公司；其他试剂均为国产分析纯。

AUW120D型电子天平：日本岛津公司；WFZ800-D3B紫外可见分光光度计：北京瑞利分析仪器公司；FE20型pH计：梅特勒-托利多仪器上海有限公司；LRH-250-Ⅱ生化培养箱：广东省医疗器械厂；LDZX-40SCI立式电热压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；HWS24型电热恒温水浴锅、DHP-9162型电热恒温干燥箱：上海一恒科技有限公司；FA25型高速剪切分散乳化机：上海弗鲁克流体机械制造有限公司；XW-80A微型漩涡混合仪：上海沪西分析仪器厂有限公司；UDK159全自动凯氏定氮仪：意大利VELP公司；3-18K低温高速离心机：德国Sigma公司。

1.2 无花果壳聚糖涂膜保鲜过程

采摘并选取果重为（200.000±1.000）g的无花果，立即用沾有无菌生理盐水的无菌纱布将果实表面清理干净，再拭干多余水份，果实晾干称量后以每组150个果分为对照组（未经水溶性壳聚糖涂抹处理）和壳聚糖处理组，壳聚糖处理组果实用1.5%壳聚糖溶液（溶液温度55℃）涂膜处理，待涂层晾干形成后，与对照组果实一起置于专用果盒内密封，并放在4℃下贮存。定期称重并取样测定保鲜指标。

1.3 多酚氧化酶活力的测定

贮存期内，每隔2 d取样5.000 g果实肉，置于适量预冷的磷酸盐缓冲液（pH5.5，0.5 mol/L）研磨匀浆，匀浆液离心（4 000 r/min，4℃）10 min，取上清液，沉淀再用5.00 mL缓冲液提取2次并离心取上清，合并3次上清并定容至25.00 mL，按照刘萍等[7]方法提取并测定多酚氧化酶活力。

1.4 无花果总酸度的测定[8]

贮存期内，每隔2 d取样40.000 g果肉，加入40 mL纯水研磨成匀浆，移入250 mL容量瓶中，75℃～80℃水浴30 min，冷却后定容摇匀并过滤，收集滤液，用0.01 mol/L标准NaOH溶液滴定来测定总酸度。

1.5 无花果还原糖含量的测定[9]

贮存期，每隔2 d取样2.000 g果肉，放入研钵中研磨至糊状，用水转移入10 0mL容量瓶，当体积接近70 mL时，加2滴～3滴甲基红指示剂。然后将容量瓶置于80℃水浴30 min，将果肉内的还原糖充分提取出来，然后冷却定容至100 mL，摇匀离心（4 000 r/min）10 min，取上清液。根据菲林试剂比色法测定还原性糖含量。

1.6 VC的测定[10]

贮存期内，每隔2 d，取无花果可食部分30.000 g，置于30.00 mL草酸溶液（20 g/L）中，组织匀浆并样品转移至100 mL容量瓶，并用草酸溶液（10 g/L）稀释定容至刻度线，摇匀过滤。按照2，6-二氯靛酚滴定法测定无花果果肉中的VC含量。

1.7 无花果内蛋白质含量的测定[11]

贮存期内，每隔2 d取样10.000 g按照凯氏定氮法测定无花果中蛋白质含量。

2 结果与讨论

2.1 壳聚糖涂膜对果实失重率的影响

壳聚糖涂膜对失重率变化的影响如图1所示。

图1 壳聚糖涂膜对贮藏期间无花果失重率的影响Fig.1 Effect of chitosan coating on receptaculum fici caricae weight loss during preservation

无花果10 d贮存期内，每隔2天取样精确称量，得到其质量的变化，按如下公式计算：

贮存10 d内实验组与对照组的无花果对比显示：壳聚糖涂膜能有效降低无花果贮存时的失重率，降低范围为0.86%～1.73%，且在贮存6 d时实验组失重率最低，为1.48%。壳聚糖具有一定的憎水性并且能稳定的在无花果表面形成的薄膜，能制止果实内部水分的迁移，减少了水分的损失；另一方面较为致密的膜也能抑制果实的气体交换，壳聚糖膜对CO2透过能力较差，无花果所释放出的CO2被阻隔在膜内侧，使CO2浓度升高，有效降低呼吸强度。因此能有效降低失重率，保证果实鲜度[12-13]。

2.2 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中多酚氧化酶（PPO）活性的影响

壳聚糖涂膜对果实贮存期多酚氧化酶（PPO）活性的抑制作用结果如图2所示。

图2 壳聚糖涂膜对果实贮存期多酚氧化酶（PPO）活性的影响Fig.2 Effect of chitosan coating on polyphenol oxidase activity in receptaculum fici caricae during preservation

实验组和对照组的果实随着贮存时间延长会使得其果肉中的PPO活性提高，但经壳聚糖涂膜处理的实验组果实PPO活性的变化较对照组低，特别是贮存10 d，实验组PPO活性较对照组低约10.89 U，说明壳聚糖涂膜延缓了PPO活性的提高速率。果实组织发生褐变主要是PPO催化果实中的单宁物质氧化生成有色物质的结果，严重降低食果的外观性以及风味特点。而壳聚糖成膜形成致密层有效降低O2分压，缓解果实的褐变[12，14]。

2.3 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中过氧化物酶（POD）的影响

壳聚糖涂膜对贮存期内果实中过氧化物酶（POD）的影响如图3所示。

图3 壳聚糖涂膜对果实贮存期过氧化物酶（POD）活性的影响Fig.3 Effect of chitosan coating on peroxydase activity in receptaculum fici caricae during preservation

实验组和对照组的果实随着贮存时间延长也会使得其果肉中POD活性提高，但经壳聚糖涂膜处理的实验组果实POD活性较对照组低，在第十天实验组较对照组的POD活性约低8.42 U，说明壳聚糖涂膜可以延缓POD活性的升高。通常在过氧化氢存在下，POD可催化吲哚乙酸的氧化分解以及叶绿素、多酚的氧化和聚合，其的活性高低标示着果实是否成熟或衰老，是果实内一种重要的衰老参数酶，并且其活性的增高也会加剧果肉组织的褐变[15]。

2.4 壳聚糖涂膜对贮存期内果实总酸度的影响

壳聚糖涂膜对贮存期内果实总酸度的影响如图4所示。

贮藏期内实验组和对照组果实的总酸度均随贮藏时间的延长而降低，而且壳聚糖涂膜对于总酸度变化的影响不大，特别是冷藏10 d的时候，两组差别不大。可能壳聚糖涂膜法无法控制有机酸类物质的氧化分解，这是需要进一步解决的问题。

2.5 壳聚糖涂膜对贮存期内果实VC含量的影响

壳聚糖涂膜对贮存期内果实VC含量的影响如图5所示。

图4 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中总酸度的影响Fig.4 Effect of chitosan coating on total acidity in receptaculum fici caricae during preservation

图5 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中VC含量的影响Fig.5 Eeffect of chitosan coating on the content of vitamin C in receptaculum fici caricae during preservation

无花果贮藏过程中，实验组与对照组的VC含量均随贮藏时间的延长而降低，但实验组的VC含量始终高于对照组，而且下降趋势比对照组缓慢。通常无花果中含有促使VC氧化的酶，壳聚糖膜减少了果实在膜内外的气体交换，故降低了膜内O2浓度，减少了VC的氧化[15]。

2.6 壳聚糖涂膜对贮存期内果实蛋白质和还原糖含量的影响

壳聚糖涂膜对贮存期内果实蛋白质含量的影响如图6所示。

图6 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中蛋白质含量的影响Fig.6 Eeffect of chitosan coating on protein content in receptaculum fici caricae during preservation

无花果贮藏过程中，实验组与对照组的蛋白质含量均随贮藏时间的延长而降低，但实验组的蛋白质含量始终高于对照组，并且下降趋势较对照组相对缓慢，实验组蛋白质含量的变化表明壳聚糖涂膜法可减少无花果蛋白质的损失。

而壳聚糖涂膜对贮存期内果实还原糖含量的影响如图7所示。

图7 壳聚糖涂膜对贮存期内果实中还原糖含量的影响Fig.7 Effect of chitosan coating on reducing sugar content in receptaculum fici caricae during preservation

实验组还原糖含量较对照组低，且随着时间的延长降低的程度较大，在贮存10 d时降低了9.39%。壳聚糖涂膜对于果实保鲜时还原糖含量变化的影响有不同趋势的研究报道：一种研究结果认为壳聚糖涂膜的实验组果实中的还原糖含量较未处理的对照组高，如1998年Kittur等[16]研究壳聚糖涂膜对香蕉的保鲜效果以及2002年Srinivasa等[17]研究壳聚糖涂膜对芒果的保鲜效果；另一种研究结果则相反，如2010年王国武等[18]研究壳聚糖对无花果保鲜效果的影响所得结果。可能的原因是各自壳聚糖涂膜方式的不同，本研究与Kittur以及Srinivasa是将果实在壳聚糖溶液进行浸渍，这种方法有利于降低果实在贮存冷藏时的新陈代谢[5]。

3 结论

壳聚糖涂膜处理可有效防止无花果失重率的增加；降低了多酚氧化酶和过氧化物酶的活性；有效维持了无花果总酸度、VC含量以及蛋白质含量，降低了还原糖含量。

[1] 李明,安熙强,马媛.无花果研究进展[J].新疆中医药,2010,28(1):79-80

[2] 应铁进,傅红霞,程文虹.钙和热激处理对无花果的采后生理效应和保鲜效果[J].食品科学,2003,24(7):149-152

[3] 王文生,杨少桧.无花果保鲜包装贮运技术[J].保鲜与加工,2009,9(1):39-39

[4]张晓娜.1-MCP和臭氧处理对无花果贮藏生理及品质的影响[D].河北农业大学,2011

[5] Bautista-Baños S,Hernández-Lauzardo A N,Velázquez-del Valle M G,et al.Chitosan as a potential natural compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities[J].Crop Protection,2006,25(2):108-118

[6] 李月,朱启忠,张立霞,等.壳聚糖涂膜对无花果的保鲜效应研究[J].安徽农业科学,2009,36(35):15691-15692

[7] 刘萍,李明军.植物生理实验技术[M].北京:科学出版社,2008:122-123

[8] 沈霞,徐引娟.分析化学实验[M].北京:中国石化出版社,2012:35-37

[9]叶志彪.园艺产品品质分析[M].北京:中国农业出版社,2011:198-200

[10]梁文珍.果蔬贮藏加工实用技术[M].北京:化学工业出版社,2011:151-153

[11]李启隆,胡劲波.食品分析科学[M].北京:化学工业出版社,2010:75-78

[12]曹馨月,齐海萍,郜伟,等.壳聚糖涂膜在果蔬保鲜中的应用研究进展[J].安徽农业科学,2013,40(33):16336-16338

[13]周挺,陈洁.壳聚糖的膜性质及其在果蔬保鲜方面的应用研究进展[J].食品工业科技,2004,22(6):81-83

[14]贺立红,宾金华.高等植物中的多酚氧化酶[J].植物生理学通讯,2001,37(4):340-345

[15]李瑞美,李海明,潘世明,等.中草药制剂对果蔗保鲜过程VC和过氧化物酶变化的影响[J].福建农业学报,2012,27(7):739-742

[16]Kittur F S,Kumar K R,Tharanathan R N.Functional packaging properties of chitosan films[J].Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und-Forschung A,1998,206(1):44-47

[17]Srinivasa P,Baskaran R,Ramesh M,et al.Storage studies of mango packed using biodegradable chitosan film[J].European Food Research and Technology,2002,215(6):504-508

[18]王国武,苗厚刚,邹文娟,等.壳聚糖对无花果保鲜效果的影响[J].江苏农业科学,2010(3):337-339