壳聚糖-山梨酸钾复合涂膜对鲜果枸杞保鲜品质的影响

禄 璐,张曦燕,李晓莺,何 军

(宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所,宁夏银川 750002)

壳聚糖-山梨酸钾复合涂膜对鲜果枸杞保鲜品质的影响

禄 璐,张曦燕*,李晓莺,何 军

(宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所,宁夏银川 750002)

研究不同壳聚糖复合液涂膜对枸杞鲜果保鲜效果的影响。设置不同浓度壳聚糖复合液处理枸杞鲜果,常温25 ℃下,每隔1 d测定枸杞鲜果的硬度、电导率、可溶性固形物、PPO酶活、POD酶活、VC含量,筛选出最佳壳聚糖复合液。结果表明:1.0%壳聚糖与0.1%山梨酸钾混合,醋酸调节pH至4.0其保鲜效果最好,常温25 ℃下可贮藏7 d,保持果肉细胞膜通透性,维持果实硬度、电导率、可溶性固形物,VC损失最小,延缓果实衰老,延长枸杞鲜果贮藏期。

鲜果枸杞,壳聚糖,涂膜,保鲜

宁夏素有“世界枸杞之乡”的美誉,是枸杞的原产地和主产区,但长期都以干果销售为主。每年的6～8月是枸杞鲜果集中成熟的季节,果实颗粒大,皮薄肉厚,籽少味甘,内含枸杞多糖、多种氨基酸,钙、铁、磷、硒等营养成分,是一种营养价值极高、具有保健作用的水果[1]。枸杞鲜果易受病原菌和微生物侵害,放置2～3 d就会皱缩、腐烂、霉变,尤其是在夏季,鲜果采摘后难以贮藏及长途运输[2],致使终端消费市场少有鲜果枸杞销售,给宁夏枸杞产业的发展带来一系列问题。

壳聚糖是近些年常用的保鲜剂,安全、高效、生物可降解[3-4]。研究表明,壳聚糖涂膜能显著延长苹果[5]、草莓[6]、芒果[7]、圣女果[8]等果蔬的货架期,抑制微生物生长[9-10]。目前针对壳聚糖涂膜枸杞鲜果的研究较少,李晓莺等[11]研究了常温下壳聚糖对枸杞鲜果贮藏过程的影响;陈松江等[12]研究低温下壳聚糖涂膜对枸杞鲜果保鲜效果的影响,但为壳聚糖单一涂膜,评价指标为腐烂率、失重率、感官评价等常规指标。本文采用壳聚糖—山梨酸钾复合液,酸性条件下(pH≤4.0)对枸杞鲜果涂膜处理,跟踪测定硬度、电导率、可溶性固形物、PPO酶活、POD酶活、VC含量,结合感官评价,筛选出最佳壳聚糖复合液,延长枸杞鲜果保鲜期。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

枸杞鲜果 品种为“宁农杞9号”,宁夏农林科学院园林场枸杞资源圃;壳聚糖(脱乙酰度80%～85%) 食品级,河北石家庄华昇科技有限公司;山梨酸钾 食品级,郑州特正商贸有限公司;醋酸(≥99.8%) 色谱纯,天津市大茂化学试剂厂;PPO、POD、抗坏血酸试剂盒 苏州科铭生物技术有限公司。

电子天平、Seven Easy-电导仪 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;PAL-1手持式糖度计 日本ATAGO(爱拓)公司;AIGU数显硬度计 上海高致精密仪器有限公司;UV-755型紫外-可见分光光度计 北京分析仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 最佳壳聚糖复合液选择 采摘鲜果枸杞挑出残次果,分成6组,每组约500 g,分别放入配制好的壳聚糖复合液(如表1所示)中浸泡30 s,捞出沥干水分,快速风干,分别记为1#、2#、3#、4#，醋酸调节pH至4.0;同时设置0#空白组,即采摘的鲜果枸杞不做任何处理;0-1#水洗组,用自来水冲洗30 s;以上6组样品装入打孔的塑料盒中,放置在25 ℃恒温箱中贮藏,每隔1 d分别测定各组枸杞鲜果的理化指标,包括果实硬度、可溶性固形物、电导率、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、VC含量。

表1 不同壳聚糖浓度复合液配制

1.2.2 感官跟踪记录 常温25 ℃贮藏条件下,记录各组枸杞鲜果贮藏期内出现果实皱缩、霉点、快速霉变、80%及以上霉变的各时间点,并汇总分析。

1.2.3 电导率测定 称取果实10.0 g,研磨至浆液,倒入小烧杯中,将电极没入浆液中,搅拌,至读数稳定,记录数据,测定5次,取平均值。

1.2.4 可溶性固形物测定 称取果实10.0 g,研磨至浆液,PAL-1手持式糖度计用蒸馏水校零,胶头滴管吸取浆液润洗后,测定5次,读数,取平均值。

1.2.5 硬度测定 硬度计接通电源,选择“N”模式,取枸杞鲜果,拇指与食指分别固定枸杞尖端,速度平稳向不锈钢针刺穿,记下读数,测定15次,取平均值。

1.2.6 PPO、POD酶活测定 试剂盒法(分光光度计法),每个样品做三组平行。

1.2.7 还原型抗坏血酸(AsA)含量 试剂盒法(分光光度计法),每个样品做三组平行。

1.3 数据处理

数据统计分析采用SPSS Statistics 21.0 软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞电导率的影响

由图1可知,同等放置条件下,未涂膜组0#与0-1#的电导率均随贮藏时间延长而增大;反之,壳聚糖涂膜的枸杞鲜果,电导率先降后增,且与原始电导率相差不大,尤其是2#(25 ℃)组,电导率基本无变化,说明涂膜可以保持细胞膜的通透性,控制水分、氧气与进入细胞,防止鲜果枸杞腐烂渗汁。

图1 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞电导率的影响Fig.1 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry electrical conductivity

2. 2 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞硬度的影响

从图2可以看出,涂膜组与未涂膜组的果实硬度均出现先升高后下降的趋势,可能是枸杞鲜果采摘后呼吸速率降低,外界刺激果实细胞中的多酚氧化酶加快细胞壁木质化程度,致使硬度有所增大[13]。但随着果胶类物质的消耗,果实硬度缓慢下降。其中2#、3#组变化最为平稳,贮藏结束与刚采摘时的果实硬度基本一致。

图2 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞硬度的影响Fig.2 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry hardness

2. 3 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞可溶性固形物(SSC)的影响

由图3可知,未涂膜组枸杞的可溶性固形物(SSC)升高后降低,说明采摘后果实细胞呼吸作用减弱,糖类物质积累[14],随着时间推移,微生物开始迅速繁殖,如鲜果枸杞易感致病菌Alternariaspp.、镰刀菌Fusariumspp.、Cladosporiumspp.等,消耗大量糖类、果胶等大分子物质,0#组和0-1#组从第5 d 起,果实的SSC含量迅速下降;而涂膜组鲜果枸杞SSC随时间推移变化不大,其中2#、3#可溶性固形物最为平稳。

图3 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞可溶性固形物的影响Fig.3 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry soluble solids content

2.4 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞多酚氧化酶(PPO)的影响

果蔬细胞受到外界的刺激和损伤都有可能会造成PPO酶活的升高。由图4可知,未涂膜组与涂膜组PPO活性均呈上升趋势,第5 d起,PPO酶活上升缓慢。PPO通过催化木质素及形成醌类化合物,使细胞免受病菌的侵害,也可通过形成醌类物质直接发挥抗病作用,一定程度而言,PPO活性一定程度上反映细胞的抗逆性和自身免疫力,PPO活性保持的越好,果蔬细胞抵抗病原菌的能力就越强[15]。但同时,随着PPO酶活的升高,PPO酶与多酚物质结合,使果蔬发生褐变,致使枸杞鲜果颜色变深,尤其是未涂膜组枸杞鲜果贮藏至后期呈现深红色。

图4 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞PPO活性的影响Fig.4 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry PPO enzyme activity

图5 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞POD活性的影响Fig.5 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry POD enzyme activity

2.5 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞过氧化物酶(POD)的影响

由图6可知,由于采摘后果实细胞呼吸作用减弱,涂膜组和未涂膜组鲜果枸杞POD酶活迅速降低;从第3 d开始,未涂膜组0#、0-1#组酶活缓慢升高,在第5 d出现一个小高峰,细胞呼吸速率加快,酶活升高,加快细胞代谢,致使可溶性固形物也在此时下降,随后酶活又开始降低。但至第7 d起,未涂膜组的鲜果枸杞POD酶活较涂膜组的下降较快,说明壳聚糖复合涂膜可以延缓果实衰老,保持基本生理活性[16]。

2. 6 壳聚糖涂膜对鲜果枸杞VC含量的影响

涂膜组与未涂膜组在前3 d VC含量下降均较快,但在后续贮藏期内,涂膜组下降缓慢,到第7 d VC含量基本保持稳定,维持在60～80 mg/100 g,尤其是2#,VC含量保持最好;而未涂膜组VC继续下降,含量不足刚采摘时的30%。说明涂膜可以阻止的氧气进入细胞,防止VC氧化分解[17]。

图6 不同壳聚糖浓度对鲜果枸杞VC含量的影响Fig.6 Effects of different concentrations of chitosan on fresh wolfberry VC content

2.7 枸杞鲜果的贮藏期内感官跟踪

在枸杞鲜果的贮藏期间,跟踪观察各组样品,记录发生品质变化的时间点,如图7所示。

图7 枸杞鲜果贮藏期内品质感官变化Fig.7 Change of fresh wolfberry quality at storage

未涂膜组(0#、0-1#)常温下放置2 d,很快出现皱缩,1～2 d后由于皮软渗汁,微生物开始繁殖,出现霉点,霉菌在温度适宜的条件下疯长,4 d后80% 以上的枸杞鲜果霉变;而涂膜组在第6、7 d出现霉点,至第10、11 d,80% 以上的枸杞鲜果霉变。其中,4#组在第5 d有部分果实表面出现裂痕,紧接着开始出现霉点,可能是4#组涂膜太厚,影响细胞呼吸,涨裂后汁水外渗,引起微生物繁殖。故枸杞鲜果贮藏期感官评价以2#、3#效果最佳。

结合各理化指标分析与感官评价,筛选出2#为最佳壳聚糖复合液,即1.0% 壳聚糖与0.1%山梨酸钾混合,醋酸调节pH至4.0。图8、图9分别为未涂膜(0#)与涂膜组(2#)常温25 ℃条件下贮藏第7 d对比图。

图8 未涂膜鲜果枸杞放置第7 dFig.8 Un-coating fresh wolfberry on the 7th days

图9 涂膜鲜果枸杞放置第7 dFig.9 Coating fresh wolfberry on the 7th days

3 结论

由1.0%壳聚糖与0.1%山梨酸钾混合,醋酸调节 pH至4.0 制成壳聚糖复合液,对枸杞鲜果进行涂膜处理,可维持果肉细胞膜通透性,维持可溶性固形物、电导率、硬度等基本理化指标,推迟霉变时间,延缓果实衰老,常温25 ℃下,枸杞鲜果的贮藏期由3 d延长至7 d,说明壳聚糖与山梨酸钾复合使用,在酸性条件下能够更有效地发挥保鲜作用,但其抑菌性及抑菌效果还需进一步研究。

[1]吕海棠,刘同慧,冯瑞琴. FTIR法测定枸杞中的有效成分[J]. 食品工业科技,2012(6):102-103,107.

[2]赵建华,李浩霞,安巍,等. 采后枸杞鲜果褐变与其活性氧代谢的关系[J]. 西北植物学报,2008,10:2023-2027.

[3]董泽义,谭丽菊,王江涛. 壳聚糖保鲜膜研究进展[J]. 食品与发酵工业,2014(6):147-151.

[4]Avila Adelaida,Bierbrauer Karina,Pucci Graciela,et al. Study of optimization of the synthesis and properties of bio-composite films based on grafted chitosan[J]. Journal of Food Engineering,2012,109(4):752-761.

[5]范林林,李萌萌,冯叙桥,等. 壳聚糖涂膜对鲜切苹果贮藏品质的影响[J]. 食品科学,2014,22:350-355.

[6]曹雪慧,杨方威,朱丹实,等. 壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响[J]. 食品与发酵工业,2014(4):205-209.

[7]范方方. 膨润土/壳聚糖/PVA膜性能及其保鲜芒果的研究[D].南宁：广西大学,2015.

[8]李亚娜,李瑞勇. 壳聚糖涂膜对圣女果的保鲜性能研究[J]. 包装与食品机械,2011(3):9-11,23.

[9]刘梅,毛致富,江小平,等. 壳聚糖成膜溶液及其膜相关性质研究[J]. 食品科学,2014(9):11-15.

[10]黄志成,唐冰,钟杰平,等. 壳聚糖食品保鲜膜抗菌性及其应用的研究进展[J]. 食品与发酵工业,2013(2):140-145.

[11]李晓莺,何军,葛玉萍,等. 壳聚糖涂膜对枸杞鲜果常温保鲜的研究[J]. 安徽农业科学,2009,14:6597-6598.

[12]陈松江,袁莉,毕阳,等. 采后壳聚糖处理对薄膜包装枸杞鲜果低温贮藏品质的影响[J]. 食品工业科技,2011,12:418-420.

[13]Qi H P,Hu W Z,Jiang A L,et al. Extending shelf-life of Fresh-cut ‘Fuji’ apples with chitosan-coatings[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2011,12(1):62-66.

[14]杨胜平,谢晶,钱韻芳,等. 壳聚糖复合保鲜剂涂膜与MAP保鲜“妃子笑”荔枝[J]. 食品科学,2013(8):279-283.

[15]Avila Adelaida,Bierbrauer Karina,Pucci Graciela,et al. Study of optimization of the synthesis and properties of bio-composite films based on grafted chitosan[J]. Journal of Food Engineering,2012,109(4):752-761.

[16]彭勇. 可食性壳聚糖活性包装膜成膜组分研究[D]. 上海：上海交通大学,2014.

[17]Tezotto-Uliana J V,Fargoni G P,Geerdink G M,et al. Chitosa applications pre-or postharvest prolong raspberry shelf-life quality[J]. Postharvest Biology and Technology,2014,91(2):72-77.

Effect of chitosan-potassium sorbate compound liquid film coating on preservation of fresh wolfberry

LU Lu,ZHANG Xi-yan*,LI Xiao-ying,HE Jun

(Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Wolfberry Engineering Research Center,Yinchuan 750002,China)

Research on the effect of different chitosan compound fluid films on preservation of fresh wolfberry was carried out. The hardness,electrical conductivity,soluble solids content,PPO and POD enzyme activity,VCcontent of fresh wolfberry were detected once a day at normal temperature of 25 ℃ to select the best chitosan compound liquid. The results showed that 1.0% chitosan and 0.1% potassium sorbate mixed with acetic acid of pH4.0 had the best preservation effect. The fresh wolfberry could be preserved for 7 days at normal temperature of 25 ℃ and the cell permeability,hardness,electrical conductivity,soluble solids content and VCcontent could be kept well. The fruit senescence was put off and storage period of fresh wolfberry was extended.

fresh wolfberry;chitosan;coating;preservation

2016-11-21

禄璐(1989-),女,硕士研究生,研究实习员,研究方向:农产品加工与贮藏,E-mail:lulubing8901@163.com。

*通讯作者:张曦燕(1976-),女,大学本科,副研究员,研究方向:农产品加工与贮藏,E-mail:zhangxy911@163.com。

一二三产业融合发展农业技术推广示范项目(YES-16-0506);宁夏农林科学院科技创新先导资金项目(NKYJ-16-05、NKYZ-16-05)。

TS202

A

1002-0306(2017)09-0257-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.040