3种多糖对草莓的保鲜作用

安 磊，刘 曼

（北京工商大学食品学院/食品添加剂与配料北京高校工程研究中心/北京市食品风味化学重点实验室，北京 100048）

3种多糖对草莓的保鲜作用

安 磊，刘 曼

（北京工商大学食品学院/食品添加剂与配料北京高校工程研究中心/北京市食品风味化学重点实验室，北京 100048）

以草莓为对象，通过连续多次测定贮藏期内草莓的失重率、腐烂率、感官评价、硬度、可溶性固形物、维生素C、可滴定酸和抗氧化活性等指标，比较壳聚糖、海藻酸钠、魔芋葡甘聚糖等3种常用多糖保鲜材料的保鲜作用及特点。结果表明3种多糖对草莓贮藏期内的多个生理生化指标具有明显的改善作用，能有效延长草莓货架期。其中壳聚糖保鲜作用最好，魔芋葡甘聚糖对草莓有机酸的维持作用最好。

多糖；保鲜；壳聚糖；海藻酸钠；魔芋葡甘聚糖

生物多糖是自然界分布最广泛的高分子化合物之一，具有良好的成膜性和抗菌性，在食品保鲜领域具有重要的应用［1］。首先多糖分子之间相互作用可形成致密的网状结构，阻断果蔬与环境间的直接联系，降低果蔬的代谢水平和水分散失，其次，多糖还可以抑制多种细菌和真菌的生长繁殖，从而延长了果蔬的保鲜期。目前生物多糖主要用于涂膜保鲜，其中，壳聚糖、魔芋葡甘聚糖和海藻酸钠是研究和应用最多的生物多糖保鲜材料［2-4］，然而目前关于3种多糖保鲜作用及特点的比较研究较少。本研究选择货架期较短，容易腐败变质的草莓为保鲜对象，通过3种多糖对草莓的涂膜保鲜作用研究，比较3种多糖的保鲜作用及特点，为生物多糖保鲜材料的进一步开发提供实验资料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

草莓采自北京昌平草莓种植园，品种为丰香。挑选表面无伤痕、个体大小均匀、成熟度一致（8成熟）的新鲜草莓果实；壳聚糖（脱乙酰度≥90%，食用级）、海藻酸钠（食用级）和魔芋精粉（食用级）均购自河北百味生物科技有限公司；维生素C标准品购自上海政翔化学试剂研究所；DPPH购自TCI公司；醋酸，氯化钙，NaOH，无水乙醇，次氯酸钠，偏磷酸，Na2CO3等试剂购自国药集团化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器

LFRA1500g型质构仪，美国Brookfield公司；5810R型离心机，德国Eppendorf公司；PR-201型数字式手持糖度计，美国Atago有限公司；UV-2450型分光光度计，日本Shimadzu公司；722E型可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 3 种多糖保鲜液的配置

称取2.0 g壳聚糖溶于100 mL质量分数为1%的醋酸溶液中，NaOH调至pH值5～6，配置成质量分数2.0%的壳聚糖保鲜液。称取1.0 g海藻酸钠、0.5 g氯化钙溶于100 mL蒸馏水中，配置成质量分数1.0%的海藻酸钠保鲜液。制备魔芋葡甘聚糖，称取一定量的魔芋精粉，并向其中加入一定体积的60%的乙醇，充分润湿，用搅拌机搅拌1 min，接着用无水乙醇浸泡片刻再减压抽滤，将过滤产物在110℃条件下烘干，得到魔芋葡甘聚糖粉末。称取0.2 g魔芋葡甘聚糖粉、0.5 g氯化钙溶于100 mL蒸馏水中，配置成质量分数0.2%的魔芋葡甘聚糖保鲜液［5］。

1.3.2 草莓的分组及保鲜处理

将草莓根据感官评价得分均分为4组：对照组（未处理），壳聚糖组（2.0%壳聚糖保鲜液处理），海藻酸钠组（1.0%海藻酸钠保鲜液处理）和魔芋葡甘聚糖组（0.2%魔芋葡甘聚糖保鲜液处理），每组60～70个草莓。

分别将草莓（对照组除外）放入壳聚糖保鲜液、海藻酸钠保鲜液和魔芋葡甘聚糖保鲜液中浸泡1 min，捞出置于通风处晾干。称重后置于塑料盘内于4℃下贮藏。

1.3.3 测定指标及方法

在试验的第3，5，7，9天分别对草莓进行生理生化指标测定，包括失重率，腐烂率，硬度，感官评定，可溶性固形物、维生素C、可滴定酸含量及抗氧化活性。

1.3.3.1 失重率的测定

贮藏前称量草莓的重量，贮藏后每2天测一次，每次重复3次测量，见式（1）。

1.3.3.2 腐烂率的测定

腐烂率的测定见式（2）。

腐烂级别，0级为无腐烂；1级为0～1/3面积腐烂；2级为1/3～2/3面积腐烂；3级为2/3～3/3面积腐烂。

1.3.3.3 感官评定

对草莓外观、色泽、气味和腐烂度进行打分后取平均值，共有3个评分者（不知道实验的分组情况）。感官评定标准：5分为果实红黄色，外形完好，有特殊香味，有一定硬度，无腐烂；4分为果实鲜红色，散发淡淡香味；3分为果实红色，外表皱缩，香味浓郁；2分为果实色泽变暗，略带水浸状斑点，香气损失，萼片略褐，部分果实霉变；1分为果实软烂，萼片褐变严重，多数果实；0分为大部分果实霉变，有腐烂气味。

其他指标为草莓硬度采用质构仪测定，维生素C采用紫外分光光度计法测定，可滴定酸采用酸碱滴定法测定，可溶性固形物含量采用折光仪测定，抗氧化活性采用DPPH法测定［6-8］。每个指标按样本量测定或至少设3个重复组。

1.4 数据与统计

数据结果以±s表示。组间比较采用重复测量的one-way ANOVA方差分析及Dunnett t-检验。P＜0.05时，差异具有显著性。

2 结果与讨论

2.1 3 种多糖保鲜液对草莓失重率的影响

新鲜草莓的含水量可高达90%或以上，草莓在贮藏过程中的重量变化主要体现草莓失水量变化，失水会影响草莓的生理代谢和外观品质［9］。3种多糖对贮藏期间草莓失重率的影响见图1。

图1 3种多糖对贮藏期间草莓失重率的影响Fig.1 Effect of three polysaccharides on weight loss of strawberry fruits

由图1可知，在草莓贮藏期间，各组草莓的失重率均不断加大。与对照组比较，3种多糖涂膜处理可在第3，5，7，9天均显著降低的草莓失重率，其中2%壳聚糖处理对草莓失重率的减缓作用最明显。

2.2 3 种多糖保鲜液对草莓腐烂率的影响

腐烂是影响草莓品质的重要因素，3种多糖对贮藏期间草莓腐烂率的影响见图2。

由图2可知，在贮藏期间草莓的腐烂率不断上升，到第9天，草莓腐烂率达70%左右。壳聚糖涂膜可在贮藏期的第3，7，9天显著降低草莓的腐烂率，海藻酸纳和魔芋葡甘聚糖涂膜的这一作用不显著。

图2 3种多糖对贮藏期间草莓腐烂率的影响Fig.2 Effect of three polysaccharides on decay percentage of strawberry fruits

2.3 3 种多糖保鲜液对草莓硬度的影响

硬度是除腐烂率以外的又一感官指标，3种多糖对贮藏期间草莓硬度的影响见图3。

图3 3种多糖对贮藏期间草莓硬度的影响Fig.3 Effect of three polysaccharides on hardness of strawberry fruits

由图3可知，草莓在贮藏期间硬度不断下降。3种多糖涂膜均可显著延缓草莓硬度的变化。到贮藏期第9天，对照组的硬度已下降28%，而壳聚糖处理组硬度仅下降8.5%，海藻酸钠和魔芋葡甘聚糖处理组分别下降16.7%和17.2%。

2.4 3种多糖保鲜液对草莓感官评价的影响

草莓的感官评价是在贮藏期间对草莓外部品质的评价，能够最直观地反映草莓在贮藏期间的保鲜效果。贮藏期间草莓的色泽、气味、硬度等都发生明显变化。3种多糖对贮藏期间草莓感官评价的影响见图4。

如图4可知，对照组草莓感官评价得分从第3天的4分下降到第9天的2.8分，3种多糖处理可显著增加草莓的感官评分，其中壳聚糖涂膜作用最显著。

图4 3种多糖对贮藏期间草莓感官评价的影响Fig.4 Effect of three polysaccharides on sensory evaluation of strawberry fruits

2.5 3 种多糖保鲜液对草莓可溶性固形物含量的

影响

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）的含量高低，在一定程度上反映了贮藏过程中果实营养物质保留的多少。3种多糖对贮藏期间草莓TSS的影响见图5。

图5 3种多糖对贮藏期间草莓TSS的影响Fig.5 Effect of three polysaccharides on total soluble solids（TSS）of strawberry fruits

由图5可知，与失重率和硬度结果一致，3种多糖处理均可显著降低草莓可溶性固形物含量变化，同样，壳聚糖涂膜作用最显著。

2.6 3 种多糖保鲜液对草莓维生素C含量的影响

维生素C是草莓果实中重要的营养成分，同时也是一种重要的抗氧化剂，对延缓草莓腐败有一定的效果。3种多糖对贮藏期间草莓维生素C的影响见图6。

图6 3种多糖对贮藏期间草莓维生素C的影响Fig.6 Effect of three polysaccharides on ascorbic acid content of strawberry fruits

如图6所示，贮藏期内草莓的维生素C发生了巨大变化，对照组在第9天维生素C含量下降约

23%。3种多糖涂膜可不同程度的降低草莓维生素C的损失。壳聚糖涂膜在第5，7，9天均可显著降低草莓维生素C的损耗，更好的维持草莓营养品质。

2.7 3 种多糖保鲜液对草莓可滴定酸含量的影响

在草莓贮藏过程中，有机酸由于新陈代谢而不断被消耗，从而影响草莓风味与品质。3种多糖对贮藏期间草莓可滴定酸（titratable acid，TA）的影响见图7。

图7 3种多糖对贮藏期间草莓可滴定酸的影响Fig.7 Effect of three polysaccharides on titratable acid content of strawberry fruits

由图7可知，壳聚糖和魔芋葡甘聚糖涂膜可显著抑制有机酸的消耗，其中魔芋葡甘聚糖涂膜的作用更显著，提示魔芋葡甘聚糖对草莓风味可能具有较好的维持作用。

2.8 3 种多糖保鲜液对草莓抗氧化活性的影响

3种多糖对贮藏期间草莓抗氧化活性的影响见图8。

图8 3种多糖对贮藏期间草莓抗氧化活性的影响Fig.8 Effect of three polysaccharides on antioxidant activity of strawberry fruits

由图8可知，随着贮藏时间的延长，草莓对DPPH自由基的抑制率逐渐降低。3种多糖处理可不同程度的延缓草莓对DPPH自由基清除能力的下降。与其他指标一致，壳聚糖处理对维持草莓的DPPH清除能力作用最显著。

生物多糖具有食用安全，来源广泛、经济、环保等特点，兼具有良好的成膜性和抑菌性，是具有良好开发前景的天然保鲜材料。目前应用的多糖保鲜材料主要有壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、水溶性大豆多糖、短梗霉多糖、淀粉基等，主要应用于果蔬和冷鲜食品的保鲜。本研究经过文献调研，选择壳聚糖，海藻酸钠和魔芋葡甘聚糖的最适保鲜浓度［10-11］，研究它们对草莓的保鲜作用及特点。研究结果表明3种多糖均对草莓具有保鲜作用，这主要是由于多糖涂膜可在草莓表面形成一层保护性的屏障，改变草莓的内部环境，有效的减缓草莓的水分蒸腾作用和呼吸作用，从而减缓草莓的代谢及营养成分的流失［12-14］。

3种多糖中只有壳聚糖能显著降低草莓的腐烂率，一方面这可能与壳聚糖良好的机械屏障作用有关，另一方壳聚糖可抑制多种病原菌生长，特别是壳聚糖可诱导产生一种防御酶——几丁质酶，其可催化真菌细胞壁成分几丁质水解，从而抑制水果中真菌的生长［15-16］。而单一的魔芋葡甘聚糖或海藻酸钠抗菌性较差，同时这一结果也提示抑菌作用可能并非是多糖材料显著或共同的作用特点。此外，草莓中含有维生素C、多酚、类黄酮等天然抗氧化物质，能够抑制细胞内氧化反应的发生，清除自由基［17］，抗氧化活性是草莓的重要生物活性之一，其评价有多种体系和方法，本研究中采用的DPPH法只是评价草莓抗氧化活性的一个方面。

随着人们对健康饮食的关注，化学保鲜剂的超量与滥用引发了人们对食品安全的担忧。天然保鲜剂的研究与开发已成为食品保鲜技术的一个重要发展方向，然而目前天然保鲜材料还存在抗菌时效不佳，使用量较大等不足。本研究通过比较研究目前常用的3种多糖保鲜材料对草莓的保鲜作用及特点，为今后多糖及复配天然保鲜材料的开发提供科学的依据。

3 结论

研究结果表明3种多糖涂膜可显著改善草莓贮藏期的失重率、感官评价、硬度、TSS、维生素C、TA含量及抗氧化活性等生理生化指标，有效延长草莓的货架期。在3种多糖中，2%壳聚糖对贮藏期草莓的失重率、腐烂率、感官评价、硬度、TSS、维生素C含量和抗氧化性等指标的改善作用最显著，保鲜效果最好。并且，除TA外，1%海藻酸钠对草莓各生理生化指标的改善作用优于0.2%魔芋葡甘聚糖。而魔芋葡甘聚糖对可滴定酸的消耗具有较好的延缓作用，此作用优于壳聚糖和海藻酸钠，提示魔芋葡甘聚糖对草莓风味具有较好的维持作用。

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Quality and Shelf-Life Improvement of Three Polysaccharides on Strawberry Fruits

AN Lei，LIU Man
（School of Food and Chemical Engineering/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients/Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

To determine the efficacy of chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan on the shelflife and overall quality of strawberry fruits，we repeatedly estimated the weight loss，decay percentage，sensory evaluation，hardness，soluble solid content（TSS），ascorbic acid content，titratable acid（TA）content，and antioxidant activity of strawberry fruits coated with these three polysaccharides during the storage period.Results demonstrated that chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan could significantly delay the main changes of strawberry fruits.Among the three polysaccharides，chitosan was especially useful for extending the shelf-life and maintaing quality of strawberry fruits，and konjac glucanmannan was best for the maintenance of the TA content.

polysaccharides；preservation；chitosan；sodiun alginate；konjac glucomannan

李 宁）

TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.012

2095-6002（2015）03-0064-06

安磊，刘曼.3种多糖对草莓的保鲜作用［J］.食品科学技术学报，2015，33（3）：64-69.

AN Lei，LIU Man.Quality and shelf-life improvement of three polysaccharides on strawberry fruits［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（3）：64-69.

2014-09-01

北京市教育委员会教师队伍建设-青年英才计划项目（YETP1447）；北京市委组织部优秀人才计划项目（2013D005003000001）。

安 磊，女，讲师，博士，主要从事天然活性成分方面的研究。