壳聚糖丁香精油生物涂膜保鲜剂对圣女果品质的影响

(西华大学生物工程学院食品生物技术重点实验室，四川 成都 610039)

小蕃茄，又称圣女果、樱桃番茄和葡萄番茄，含有丰富的糖、有机酸、矿物质和多种维生素，特别是人体必需的Vc含量是普通蕃茄的17倍，维生素PP的含量居果蔬之首。自然采摘后，因为含水量较大及遭受病害，使得圣女果的贮藏比较困难，其鲜销期一般只有1～2周[1-2]。随着人们生活水平的提高,对新鲜、高质量和高营养食物的需求也不断增加,因此研究圣女果的保鲜具有非常重要的意义。目前，果蔬保鲜的方法有很多，但涂膜保鲜因其易于操作、成本较低等优点，不仅成为研究的热点，更是得到广泛的开发和应用。

涂膜保鲜是通过在果蔬表面或内部异质界面上人工涂一层薄膜，一方面阻塞果蔬表面的气孔和皮孔以及抑制对气体的交换，减少水分的蒸发，改善果蔬外观品质，另一方面充当防腐抑菌剂的载体，避免微生物的污染，从而达到延长其保鲜期的目的。壳聚糖作为一种新型无毒无害的天然食品保鲜剂，被广泛应用于食品工业领域[3]。丁香精油因其广谱杀菌活性和安全性而作为食品防腐剂也被广泛应用于果蔬贮藏保鲜上[4]。壳聚糖膜可以作为精油类抗菌剂的载体，这是因为载体中精油逐渐释放气体到包装袋中并在包装内保持较高的浓度，从而达到杀死包装空间和果蔬表面微生物的目的[5-6]。

本文以壳聚糖成膜材料为载体，制备丁香精油生物保鲜剂，通过对圣女果果实腐烂率、Vc含量、多酚氧化酶(PPO)活性等几个重要指标进行测定，考察该生物涂膜保鲜剂对圣女果品质的影响，为进一步研究和开发圣女果生物防腐保鲜剂提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验试材

供试圣女果购于四川郫县红光镇农贸市场。挑选大小均一，无机械伤和病虫害侵染的果实，立即运往西华大学生物工程学院试验冷库，剔除因运输和采收不慎造成的有伤果实，并迅速在4 ℃库内预冷约24 h后进行处理。

1.2 试验试剂与仪器

均质乳化机(F22Z)，上海弗鲁克流体机械制造有限公司；高效液相色谱仪(VARIAN 500)，美国Varian 公司；可见分光光度计(721-E)，上海光谱仪器有限公司；数字式电导率仪(DDS-307)，上海精密科学仪器有限公司；紫外分光光度计(756PC型)，上海光谱仪器有限公司；数显PH (PHS-25)，上海精密科学仪器有限公司；冷冻离心机(Centrifuge5804R)，德国Eppendorf公司。

1.3 试验方法

1.3.1 涂膜的制备及样品处理

壳聚糖丁香精油涂膜的制备参照Ojagh等[7]报道的方法。壳聚糖溶液(1.0%)，以0.5%乙酸作为溶剂，0.75%的丙三醇作成膜助剂，上述混合溶液用搅拌器搅拌1 h至壳聚糖完全溶解，然后加入质量分数为0.25%的丁香精油和0.2% 吐温-80作为乳化剂，再继续搅拌30 min得到壳聚糖丁香精油混合涂膜，最后加入0.1%的二甲基硅油作为消泡剂后，在无菌条件下21 600 r/min 均质1 min。上述溶液静置1 h并用小涂布棒去掉上面的泡沫即得实验用涂膜。

将经筛选后贮存的圣女果放入2%次氯酸钠浸泡3 min，风干，将经过上述处理的一定量的圣女果随机以120个果为一组，每个处理3次重复，分为4个处理：处理1，对照；处理2，壳聚糖涂膜保鲜剂(保鲜剂搅拌过程中不加丁香精油)；处理3，丁香精油保鲜剂(保鲜剂搅拌过程中不加壳聚糖)；处理4，壳聚糖丁香精油涂膜保鲜剂。将处理后的样品放入聚乙烯包装袋中，将清水处理作为对照(CK) 的果实装入保鲜袋中，再将各处理样品置8 ℃条件下挽口贮藏，贮藏期间测定相关指标。

1.3.2 腐烂率和失重率测定

果实腐烂率采用重量法测定，果实腐烂率等于腐烂果实的重量占总重量的百分比。失重率采用重量法测定，失重率就是贮藏后的重量占贮藏前总重量的百分比。

1.3.3 可滴定酸测定

参照Xing等[5]的方法，用酸碱中和法测定，结果以苹果酸百分数表示，折算系数为0.067。取均匀样品10 g，置于研钵中研碎，倒入200 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，混合均匀，离心取上清夜10 mL，用0.01 mol·L-1NaOH滴定，单位 g/100g，重复3次求平均值。

1.3.4 Vc含量测定

样品中Vc含量的测定参照Xin等[8]的方法采用液相色谱法进行测定。10 g果肉用100 mL含有45 g·L-1的偏磷酸和7.2 g·L-1的1,4-二硫代苏糖醇(DTT)捣碎均匀后，在4 °C条件下12 000 r/min离心10 min。样品上清液经0.45 μm 过滤膜过滤后，取20 μL准备进样。液相色谱系统配备Varian 325-LC UV-Detector (Varian，Inc. USA)，反相C18瓦里安液相色谱柱(250 mm × 4.6 mm)，在245 nm下测定Vc的含量。0.01% 的偏磷酸pH值为2.6 的溶液为流动相，流速为1 mL·min-1，结果用mg Vc/100 g表示。

1.3.5 多酚氧化酶(PPO)活性的测定

参考Xing等[8]的方法，测定果实中PPO活性。将已预冷的10 g样品在冰浴中研磨，按1∶2的比例加入已预冷的pH为6.8的磷酸氢二钠- 磷酸二氢钠缓冲液中(0.2 mol·L-1，含2%的PVPP)，将研磨好的莲藕液装入离心管中，然后10 000 r/min (0～4 ℃) 冷冻离心10 min，得到上清液即为PPO的粗酶液。使用pH为 7.0磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液(0.05 mol·L-1) 配制0.02 mol/L的邻苯二酚溶液为反应底物，25 ℃水浴保温2 min后将0.1 mL粗酶液加入到2.9 mL底物溶液中在420 nm下比色，酶液加入后开始计时，每30 s记录一次吸收值。在测定条件下，吸收值变化0.000 1个单位定义为一个酶活。结果用(U /(min·mL))表示，以酶的比活力表示其活性变化，重复3次求平均值。

1.3.6 感官评价

感官评定方法及标准[8]：将果实用2%次氯酸钠浸泡3 min，用水冲洗后，挑选6名经过感官评定培训的专业人员，分别对果实的外观、气味和滋味等感官品质进行打分：1～9分，9分质量最好；9分：色泽正常，无任何腐烂，品质好；7分：色泽较正常，品质较好；5分：色泽尚好，品质尚可；3分：大面积腐烂，品质差；1分：腐烂变质，完全不能食用。

2 结果与讨论

2.1 不同处理方法对圣女果失重率的影响

不同壳聚糖丁香精油涂膜保鲜剂对圣女果失重率的影响如图1所示。在整个贮藏保鲜过程中各处理与对照的失重率均处于上升趋势，从图中可以看出，对照样品失重率变化增度最大，贮藏12 d后，其失重率为6.45%，壳聚糖丁香生物保鲜剂处理的圣女果样品中失重率增幅最小，贮藏12 d后，其失重率为3.12%，而壳聚糖处理的样品失重率为3.85%。失重率分析结果表明，适量壳聚糖丁香生物保鲜剂保鲜圣女果可以减缓果实中水分损失，降低果实所受胁迫程度和伤害。

图 1 不同处理对圣女果失重率的影响

2.2 不同处理方法对圣女果腐烂率的影响

壳聚糖丁香生物保鲜剂处理对圣女果果实腐烂率的影响如图2所示。在 20 ℃ 贮藏12 d后，不同处理对圣女果果实腐烂呈现不同的控制作用。而对照样品贮藏后致病率最高，达到17.3%。涂膜处理对果实腐烂起到一定的控制作用。其中壳聚糖丁香精油生物涂膜剂处理的果实腐烂率最低，仅为4.7%。结果表明，壳聚糖和丁香精油的结合处理能够控制果实的衰老进程，在一定程度上保护果实免受微生物的浸染，保持了圣女果果实品质。

图 2 不同处理对圣女果腐烂率的影响

2.3 不同处理方法对圣女果可滴定酸质量分数的影响

圣女果 中含有大量的有机酸，由于采后果实仍具有较高的生理活性和呼吸强度，因不能从外界获取营养成分，需消耗自身营养以维持其自身的呼吸、代谢等生理活动，其中一部分作为呼吸底物被消耗，一部分转化为还原性糖进行代谢活动。壳聚糖丁香生物保鲜剂对圣女果可滴定酸含量的影响如图3所示。在贮藏过程中，圣女果果实可滴定酸呈下降趋势，总酸度降低趋势越小，则保鲜效果越好。贮藏12 d后，对照样品质量分数降低趋势最为明显，在贮藏结束时含量最低，为0.33%。对于壳聚糖涂膜保鲜剂、丁香精油保鲜剂和壳聚糖丁香精油保鲜剂的应用，果实中有机酸的降低趋势渐为缓慢。在各处理中的壳聚糖丁香生物保鲜剂对于减缓有机酸含量消耗效果最好，贮藏12 d后为0.53%。

图 3 不同处理对圣女果可滴定酸含量的影响

2.4 不同处理方法对圣女果Vc含量的影响

圣女果中含有丰富的维生素 C，而维生素 C 是人类营养中最重要元素之一，也是衡量水果营养价值的重要指标之一。不同处理对圣女果Vc的影响如图4。圣女果中Vc含量的初始含量为11.8 mg/100g，在整个贮藏过程中随着时间的延长 Vc 的含量逐渐减少，贮藏12 d后，对照、壳聚糖保鲜剂、丁香精油保鲜剂和壳聚糖丁香精油保鲜剂各处理样品的Vc含量分别为4.36、5.45、4.84 和 5.93 mg/100 g，对照品Vc损失率最大，经过壳聚糖丁香精油保鲜剂处理后，Vc损失率最小。可见，壳聚糖丁香生物保鲜剂对减缓 Vc损失具有一定的作用[8- 9]。

图 4 不同处理对圣女果Vc质量分数的影响

2.5 不同处理方法对圣女果PPO活性的影响

不同处理方法对圣女果果实PPO活性的影响如图5所示。在贮藏期间，圣女果果实PPO活性变化大致经历先上升再下降趋势。由图可知，贮藏12 d后，对照样品PPO活性由15.5 U/g降为9.87 U/g，而经过壳聚糖保鲜剂、丁香精油保鲜剂和壳聚糖丁香精油处理的果实PPO活性分别为11.57、14.07和14.87 U/g，明显高于对照，但呈现下降趋势； 因此，为了保持圣女果果实较高的PPO活性，建议采用壳聚糖丁香精油处理处理方式。

图 5 不同处理对圣女果PPO酶活性的影响

2.6 不同处理方法对圣女果感官品质的影响

感官品质是果蔬产品的重要评价指标之一。不同处理对圣女果果实感官品质的影响如图6所示。对不同处理圣女果果实的感官品质综合评价表明，随着贮藏时间的延长，感官品质逐渐下降，经壳聚糖丁香精油保鲜剂处理的样品在贮藏结束后仍保持较好的感官品质，感官接受度达到7.1，而对照和丁香精油保鲜剂处理的样品分别仅为3.80分和4.73分。壳聚糖丁香生物保鲜剂的使用量对果实感官品质也有一定的影响，适宜的用量对果实贮藏感官品质至为重要。

图 6 不同处理对圣女果感官评价的影响

3 结论

通过对品质指标的测定，验证了壳聚糖丁香精油生物涂膜保鲜剂对圣女果品质贮藏的有效性。结果表明，该保鲜剂对圣女果品质的保鲜性影响如下：保鲜剂﹥壳聚糖﹥丁香精油﹥空白处理，壳聚糖丁香生物保鲜剂能够较好地保持圣女果的品质，能够降低果实的腐烂率和失重率，并保持较高的Vc含量，减缓可滴定酸的降解，能够显著抑制PPO的活性，延长货架期。本研究表明该保鲜剂对圣女果具有良好的保鲜作用，可为新型保鲜剂的应用推广提供参考。

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