壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜品质的影响

马 捷,胡慧敏,孙 琰,王 毅,毕 阳

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜品质的影响

马 捷,胡慧敏,孙 琰,王 毅,毕 阳*

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

将鲜切“西州蜜”哈密瓜用2%的壳聚糖处理,研究壳聚糖涂膜处理对鲜切瓜块冷藏期间品质影响。结果表明,壳聚糖涂膜可有效降低鲜切哈密瓜贮藏期间果实失重率,延缓硬度下降,同时,壳聚糖涂膜还能有效维持瓜块的色泽,以及可溶性固形物和可滴定酸的含量,此外,壳聚糖涂膜还能显著抑制果块表面菌落总数、酵母菌、霉菌、大肠菌群数的增长。感官评价结果表明经壳聚糖涂膜处理的鲜切哈密瓜果实的良好食用品质可维持至9 d,比对照组延长3 d。

壳聚糖,鲜切,哈密瓜,品质

哈密瓜是我国西北地区的特色水果,素有“瓜中之王”的美称[1]。由于哈密瓜的主要消费地距产地甚远,加之果实采后烂损严重,可食比率仅为60%左右,物流成本居高不下。为了降低哈密瓜采后的腐烂率,企业往往采用低成熟度采后的方法,但果实品质难以维持[2]。鲜切是降低采后物流成本、维持果蔬品质、提高可食率的技术[3]。但由于切割所造成的机械伤害会促进果实后熟,加速品质劣变和微生物污染,货架期显著缩短[4],因此,生产中亟待开发保证鲜切哈密瓜品质的技术。

壳聚糖(聚-N-乙酰-D-葡萄糖胺)是天然多糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖,无毒、可生物降解、生物相容性好,具有良好的成膜性、阻氧性和抑菌性[5],已广泛应用于果蔬保鲜[6]。有报道表明,壳聚糖涂膜能显著延长鲜切苹果[7-8]、菠萝蜜[9]、杨桃[10]、芒果[11]等果实的货架期,有效维持品质,抑制微生物生长。壳聚糖结合氯化钙可明显降低鲜切白兰瓜的失重率,延缓硬度和色泽的变化,抑制微生物的生长,有效延长货架期[12]。但尚未见关于壳聚糖对鲜切哈密瓜品质及微生物影响的报道。

本文拟采用壳聚糖对鲜切哈密瓜果块进行涂膜处理,研究处理对冷藏期间果块失重率、硬度、色度、可溶性固形物及可滴定酸含量等品质指标的影响;检测霉菌、酵母菌以及大肠菌群、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌四种致病菌在果块表面的变化;评价贮藏后期的果块感官指标,以期为鲜切哈密瓜的产品开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试供哈密瓜品种“西州蜜” 于2015年8月10日采自甘肃省民勤县收成乡露天栽培大田中,采收时果实可溶性固形物含量为13%～14%。单果套发泡网袋后入标准包装箱(4个/箱),当天运抵本实验室在7 ℃冷库中贮藏待用;壳聚糖(脱乙酰度≥90%,食品级) 法国WN Group of Publishers Ltd公司;菌落总数测试片、霉菌酵母菌测试片、大肠菌群测试片、沙门氏菌测试片、金黄色葡萄球菌测试片和李斯特菌检测板 均购自于广州达元绿洲食品安全科技股份有限公司。

表1 感官评价标准

WYT-32型手持折光仪 厦门中村光学仪器厂;SPX-30085H-II型恒温培养箱 上海新苗医疗器械制造有限公司;SW-CJ-2FD型超净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司;GY-1型水果硬度计 杭州托普仪器有限公司;SP60型色差计 美国爱色丽公司;LDZX-30KBS型立式压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂。

1.2 实验方法

1.2.1 壳聚糖涂膜液的制备 将20 g壳聚糖溶于1000 mL无菌蒸馏水中,用玻璃棒搅拌助溶,使其完全溶解,制成2%壳聚糖溶液。

1.2.2 壳聚糖处理 参照成善汉[13]的方法并加以修改。挑选成熟度一致,大小均匀,无机械损伤和病害的果实,先用自来水清洗、然后在2%的NaClO溶液中浸泡消毒3 min、取出晾干后在超净工作台内进行切分。去皮及瓜瓤后,取赤道部位果肉切分为上底约3×2 cm、下底约5×2 cm、高约3.5～4 cm的梯形瓜块。将瓜块浸泡于2%壳聚糖涂膜液中5 min,捞出后沥干,装入15×15 cm的PP塑料带盖保鲜盒,封盖后放入7 ℃冷库中贮藏,每3 d进行取样,以无菌蒸馏水浸泡处理作对照。

1.2.3 品质指标的测定

1.2.3.1 失重率测定 采用称量法。

1.2.3.2 硬度测定 参照Yuan[14]的方法并进行改进,在瓜块表面,均匀取4个点用硬度计进行测定。

1.2.3.3 色度测定 随机选取5块果肉用色差仪进行颜色分析,由比色分析系统得到颜色坐标值L*、a*、b*值,总色差使用Geraldine[15]提出的公式计算。

ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

式中:ΔE*表示总色差,ΔL*、Δa*和Δb*分别表示取样当天测定值与贮藏第0 d测定值的差。

1.2.3.4 可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量测定 参照Yuan[14]的方法。在取样当天随机取哈密瓜果块,将瓜块汁液挤于手持折光仪上测定。

1.2.3.5 可滴定酸(titratable acid,TA)含量测定 采用酸碱滴定法[16]。称取3.00 g果肉组织,研磨成匀浆。用煮沸冷却的蒸馏水移入100 mL容量瓶中,定容、摇匀。用干滤纸及漏斗过滤。用移液管吸取滤液10 mL,注入锥形瓶,加入2～3滴1%酚酞指示剂,用标定后的0.01 mol/L的NaOH溶液滴定。

上述各项指标的测定每个处理均使用3个瓜块,重复3次。

1.2.4 微生物指标的测定 参照测试片和检测板使用说明书。在果块表面用消毒的不锈钢刀切取样品2.0 g在洁净工作台中研磨,用灭菌生理盐水(霉菌酵母菌含量测定使用灭菌蒸馏水)配制成1、10-1、10-2、10-3、10-4和10-5倍5个不同浓度的稀释液,分别吸取1 mL稀释液均匀滴加到测试片和检测板上,待培养基凝固后用自封袋封装平放于恒温培养箱内。霉菌、酵母菌测试片置于29 ℃恒温培养箱内培养72 h,菌落总数测试片、大肠菌群测试片、沙门氏菌测试片、金黄色葡萄球菌测试片和李斯特菌检测板置于37 ℃恒温培养箱内培养24 h,选择有特异性显色斑点数目在10～150的测试片和检测板进行计数。

1.2.5 感官评价 参考王丽[17]和周任佳[18]的方法。由10个专业人员组成评价小组,在贮藏第9 d和第12 d时参照表1标准进行评价,结果取平均值。

1.2.6 数据处理 使用Excel 2010软件处理数据,计算标准偏差(±SE)并制图。使用SPSS 19.0对数据进行单因素方差分析(p<0.05为差异显著)。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间品质的影响

2.1.1 对失重率和硬度的影响 冷藏期间壳聚糖处理组和对照组失重率均呈逐步上升趋势,但壳聚糖处理组失重率显著低于对照组,第12 d时,壳聚糖处理组失重率比对照组低24.1%(图1A);而硬度方面,壳聚糖处理组和对照组果肉在冷藏期间均呈逐渐下降趋势,但壳聚糖处理组的果肉硬度明显要高于对照组,在第9 d和12 d时,分别高出对照组20.2%和13.3%(图1B)。

图2 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间L*(A)、a*(B)、b*(C)和总色差(D)的影响.Fig.2 Effect of chitosan coating on L*(A),a*(B),b*(C)and overall color difference(D)of fresh-cut Hami melon during cool storage

图1 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间失重率(A)和硬度(B)的影响.Fig.1 Effect of chitosan coating on weight loss(A)and firmness(B)of fresh-cut Hami melon during cool storage.注:竖线表示标准误(±SE),不同字母表示同一贮藏天数处理组和对照组的差异显著(p<0.05),图2～图4同。

2.1.2 对色泽的影响 冷藏期间壳聚糖处理组和对照组L*值、a*值和b*值均呈逐步下降趋势,且壳聚糖处理组均高于对照组,第12d时,处理组L*值、a*值和b*值分别高于对照组4.3%、24.3%和13.3%(图2A、2B、2C)。相反的是,冷藏期间壳聚糖处理组和对照组总色差值均逐步升高,壳聚糖处理组始终低于对照组,在第12 d时,低于对照组14.5%(图2D)。

2.1.3 对TSS和TA含量的影响 冷藏期间壳聚糖处理组和对照组TSS含量均呈下降趋势,但壳聚糖处理组TSS含量均高于对照组,在第9 d和12 d时,分别高出对照组5.6%和6.9%(图3A);冷藏期间壳聚糖处理组和对照组TA含量均呈逐渐上升趋势,但壳聚糖处理组增加趋势平缓并始终低于对照组,第12 d时,低于对照组35.2%(图3B)。

图3 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间TSS含量(A)和TA含量(B)的影响.Fig.3 Effect of chitosan coating on TSS(A)and TA(B)content of fresh-cut Hami melon during cool storage

2.2 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间微生物数量的影响

冷藏期间壳聚糖处理组和对照组的菌落总数、酵母菌、霉菌和大肠菌群数量均逐步上升,但处理组的增加趋势明显低于对照组,对照组上述4项指标在贮藏6 d后均快速增加,而处理组在9 d后才开始缓慢增加,第12 d时,处理组菌落总数、酵母菌、霉菌和大肠菌群数量仅分别为对照组的1/5、1/9、1/5和1/6(图4A、4B、4C、4D)。在整个冷藏期间,对照组和处理组中均未检出沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌。

图4 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间菌落总数(A)、酵母菌(B)、霉菌(C)和大肠菌群(D)数量的影响.Fig.4 Effect of chitosan coating on aerobic plate count(A),yeasts(B),molds(C) and coliforms(D)of fresh-cut Hami melon during cool storage

2.3 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏期间感官指标的影响

图5 壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜冷藏9d(A)和12d(B)感官指标的影响Fig.5 Effect of chitosan coating on sensory index in fresh-cut Hami melon after 9 d(A)and 12 d(B)of cool storage

第9 d时,壳聚糖处理组除色泽指标得分差距不大,口感、香气和腐烂指标均显著优于对照组,瓜块无腐烂,品质与初采时的果实接近(图5A)。第12 d时,虽然壳聚糖处理组色泽、口感、香气以及腐烂得分高于对照组(图5B),但瓜块开始腐烂,品质明显降低,已不具食用价值。故9 d和6 d分别为壳聚糖处理组和对照组的最长保质期。

3 讨论

水分蒸腾是导致鲜切果蔬贮藏期间重量损失的主要原因[19],壳聚糖涂膜可在鲜切瓜块表面形成具有一定阻水性膜[20],从而有效抑制了瓜块的水分蒸腾,降低了失重率。壳聚糖膜还具有一定的通透性,可增加各种气体分子的穿透阻力,在果实内形成一个低O2、高CO2浓度的微气调环境,从而降低了乙烯产生速率和呼吸强度,延缓了成熟和衰老进程[21]。本研究发现,壳聚糖涂膜能较好保持瓜块硬度(图1B),有效维持瓜块的色泽(图2)、TSS和TA含量(图3)。这与壳聚糖涂膜抑制甜瓜果实的乙烯产生和呼吸强度[22],降低细胞壁水解酶的活性[23],延缓类胡萝卜素的降解[24],减呼吸底物的消耗,降低三羧酸循环的活性密切相关[25]。该结果与Chong等[12]采用壳聚糖结合氯化钙处理鲜切白兰瓜上的研究结果类似。

本研究发现壳聚糖涂膜对鲜切哈密瓜微生物生长繁殖的有效抑制(图4),因其具有良好的抗菌活性密切相关[26],由于壳聚糖的静电作用会改变微生物细胞膜的结构,导致细胞膜破坏,胞内电解质泄露[27]。壳聚糖还能影响微生物DNA、mRNA和蛋白质合成,从而抑制微生物的生长和繁殖[28]。壳聚糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特单核增生菌等常见致病菌的较强抑制作用,与其选择性螯合影响微生物生长的起关键金属离子,减缓微生物对必须营养元素的吸收有关[29]。

综上所述,壳聚糖涂膜可通过延缓成熟和衰老有效推迟冷藏期间鲜切哈密瓜的品质劣变,其良好的抗菌活性显著抑制了果块表面菌落总数、酵母菌、霉菌、大肠菌群的生长,涂膜处理可使鲜切哈密瓜的良好食用品质维持至9 d。

4 结论

本研究结果表明,壳聚糖涂膜处理能有效降低贮藏期间鲜切哈密瓜失重率,延缓硬度的下降,有效维持色泽、TSS和TA含量的变化,显著抑制菌落总数、酵母菌、霉菌和大肠菌群数的增长,有效延长了货架期。

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Effect of chitosan coating on quality of fresh-cut Hami melons

MA Jie,HU hui-min,SUN Yan,WANG Yi,BI Yang*

(College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Fresh-cut Hami melon ‘Cucumismelocv. Xizhoumi’ was coated with 2% of chitosan,the effects of coating treatment were studied on quality,microbial indexes and sensory characteristics of fresh-cut fruit during cool storage. The results showed that chitosan coating effectively decreased the weight loss,and maintained the firmness of fruit during storage. Meanwhile,the chitosan treatment significantly maintained the color,and the content of total soluble solids(TTS)and titratable acid(TA)of the melon pieces. In addition,the coating significantly inhibited the growth of aerobic plate count,yeasts,molds and coliforms on the surface of fruit pieces. The results of sensory evaluation showed that the good edible quality of the treated melon pieces kept to the 9th day,which extended 3 days than the control.

chitosan;fresh-cut;Hami melon;quality

2016-04-18

马捷(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：果蔬采后生物学与技术，E-mail：mj3695@163.com。

*通讯作者:毕阳(1962-)，男，博士，教授，研究方向:果蔬采后生物学与技术，E-mail：biyang@gsau.edu.cn。

公益性行业(农业)科研专项(201303075)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000