壳聚糖涂膜保鲜芦笋的研究

路志芳， 袁 超， 焦海冰

(安阳工学院生物与食品工程学院，河南安阳 455000)

绿芦笋营养价值高，在国际市场上享有“蔬菜之王”的美称，其产品具有很大的需求量，由于绿芦笋的嫩茎水分含量大，呼吸作用强，容易腐烂，而且采后容易失水，导致根茎硬化，所以阻碍了绿芦笋在医药、食品等领域广阔的发展前景[1]。

壳聚糖是以C6H9O4NH2为单体的高聚物，每个单体中有1个六元杂环结构[2]。壳聚糖的分子量、脱乙酰化度、壳聚糖分子中存在的各种游离羟基和氨基都会影响壳聚糖的成膜性质[3]。Lin等用不同浓度的壳聚糖进行试验，发现在较低浓度的壳聚糖处理下(0.5%)，通过提高维生素C的含量可以提高保鲜效果[4]。Eissa用不同浓度壳聚糖保鲜鲜切蘑菇，发现浓度越高，产品质量越高[5]。吴小勇等通过测定几种壳聚糖的最低抑菌浓度，发现pH值在5.5～6.0能够发挥最强的抗菌能力[6]。目前，针对壳聚糖的抗菌成膜特性和保鲜原理等方面我国正在进行广泛而深入的研究[7]。

本试验将壳聚糖配制成不同浓度对芦笋进行涂膜，并用保鲜膜裹包，主要研究壳聚糖涂膜保鲜芦笋后理化指标和感官指标的变化，对照常温、低温来保鲜芦笋。通过检测和评定不同浓度壳聚糖涂膜后各种理化指标和感官指标，来探索壳聚糖涂膜保鲜芦笋的可行性和最佳浓度，进而为芦笋保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

绿芦笋，购自上海老一贸易有限公司；壳聚糖(脱乙酯度≥90%)，购自上海金穗生物科技有限公司；乙醇(95%)、草酸、抗坏血酸、酚酞、冰乙酸、氢氧化钠和2，6-二氯靛酚钠均为分析纯，购自天津市天力化学试剂有限公司。

JA2003电子天平，购自上海舜宇恒平仪器有限公司；HH-6数显电子恒温水浴锅，购自常州国华电器有限公司；JJ-2B组织捣碎机，购自金坛市中正仪器制造有限公司；可见分光光度计，购自济南海能仪器股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 材料处理方法 壳聚糖溶于1%的乙酸水溶液中，在60 ℃的恒温水浴锅中充分搅拌，用去离子水定容到 100 mL 容量瓶中，制备成不同浓度(0.25%、0.5%、1.0%、1.5%)的溶液，室温下贮存涂膜使用。将芦笋分成5组进行不同涂膜处理(其中1组为空白对照)，处理时间均为30 s，直接使用食品级PE保鲜膜包裹后，将芦笋分别置于25 ℃常温和4 ℃低温下贮藏，25 ℃条件下每隔2 d测定1次，4 ℃条件下每隔 6 d 测定1次，各样平行2次。

1.2.2 感官评定 采用10分制评定方法[8]，分4级标准对绿芦笋的色泽、鲜嫩度、形态、腐烂度和风味5项指标进行打分。选用8位记分员，对测定结果求平均值。具体评分标准见表1。

1.2.3 失重率的测定

1.2.4 总酸含量的测定 采用酸碱滴定法[9]测定总酸含量。

1.2.5 维生素C含量的测定 采用2，6-二氯靛酚法[10]测定维生素C含量。

1.2.6 叶绿素含量的测定 分光光度计法[9]测定叶绿素的含量。

1.2.7 数据分析 运用SPSS 19.0进行显著差异分析(Duncan’s multiple range test)，显著差异水平取P<0.05，数据为2次测量的平均值；使用Origin 8.0进行图形设计。

表1 感官评定标准

2 结果与分析

2.1 壳聚糖处理对绿芦笋感官品质的影响

从图1可以看出，壳聚糖处理的绿芦笋感官品质下降速率为0.5%<1.0%<0.25%<1.5%，说明壳聚糖的浓度对绿芦笋的贮藏保鲜品质存在明显影响，浓度为0.5%的壳聚糖形成的薄膜厚度和均匀度都较好，可以起到良好的保鲜效果。经壳聚糖处理后在低温下贮藏12 d时，绿芦笋在感官上仍极好，得分都在8.5分以上，18 d后在感官上发生轻微变化，仍都在8分以上，储存到24 d时感官上发生明显变化，但还可以被消费者接受；而未经壳聚糖处理的绿芦笋在12 d时，茎部就有一定程度的老化失水，到18 d时就与经壳聚糖处理过的绿芦笋有极显著差异(P<0.01)(表2)。图2、图3为空白和试验组对照图。

表2 壳聚糖涂膜处理芦笋在4 ℃低温贮藏期间感官品质变化的方差分析

从图4可以看出，壳聚糖处理的绿芦笋感官品质下降速率为0.5%<1.0%<1.5%<0.25%，与低温下的变化趋势不一致，原因可能为常温下的呼吸作用更强，0.25%壳聚糖形成的薄膜厚度和均匀度均较差，不能很好地保护芦笋的表皮，导致其感官品质较差。常温下贮藏4 d感官上就发生明显变化，但处理组仍明显优于对照，经0.5%壳聚糖处理的绿芦笋感官评分仍接近9分。常温下经壳聚糖处理的绿芦笋与对照在感官上差异达到极显著(P<0.01)(表3)。图5、图6为空白和试验组对照图。

表3 壳聚糖涂膜处理芦笋在25℃常温贮藏期间感官品质变化的方差分析

2.2 壳聚糖处理对绿芦笋失重率的影响

从图7可以看出，低温下的0.5%壳聚糖处理的绿芦笋失重率升高得最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%，与低温下的感官品质变化一致。低温下贮藏6 d时经壳聚糖处理过的绿芦笋的失重率均小于1.5%，经0.5%壳聚糖处理过的绿芦笋的失重率竟低至0.65%，均极显著低于未处理组的失重率2.98%(P<0.01)(表4)。低温下贮藏12 d后失重率都明显上升，说明此时绿芦笋的品质有所下降，原因可能是芦笋的呼吸作用增强，导致茎部失水加快。低温下贮藏30 d时，处理组的失重率均小于15%，而未处理组的失重率已接近25%，说明壳聚糖涂膜处理能显著降低绿芦笋的失重率。

从图8可以看出，常温下0.5%壳聚糖处理的绿芦笋失重率升高最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%，与常温下的感官品质变化不一致。原因可能是常温下呼吸作用强度高，1.5%的壳聚糖浓度过大，形成的薄膜较厚，影响其正常呼吸作用，芦笋易腐烂，失重率下降较快。常温下贮藏2 d时经壳聚糖处理的绿芦笋失重率均较低(小于3%)，而未处理组的失重率7.32%远高于处理组。常温贮藏2 d后失重率明显上升，说明此时绿芦笋内部呼吸作用增强，加快了水分消耗。常温下绿芦笋的处理组与未处理组在失重率上差异极显著(P<0.01)(表5)。

表4 壳聚糖涂膜处理芦笋在低温贮藏期间失重率变化的方差分析

表5 壳聚糖涂膜处理芦笋在常温贮藏期间失重率变化的方差分析

2.3 壳聚糖处理对绿芦笋总酸含量的影响

果蔬中有机酸含量是衡量果蔬品质的一个重要指标。从图9可以看出，低温贮藏期间绿芦笋的酸度含量呈下降趋势，0.5%壳聚糖处理的绿芦笋总酸含量下降最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%，与低温下感官品质变化一致。低温下贮藏前6 d酸度含量的下降速度较快，之后趋于缓慢。原因是此时绿芦笋的呼吸作用增强，有机酸一部分作为呼吸底物被大量消耗掉，另一部分转化为糖。经壳聚糖涂膜处理的绿芦笋酸度含量下降比未处理组缓慢，1.5%壳聚糖处理的绿芦笋的酸度含量整体略高于未处理组，而0.5%处理组的酸度含量明显高于低温对照。说明壳聚糖的浓度也会对芦笋的品质产生影响，高浓度的壳聚糖反而会对芦笋造成伤害。由表6可知，经壳聚糖处理的绿芦笋在低温下的酸度含量与未处理组间差异极显著(P<0.01)。

表6 壳聚糖涂膜处理芦笋在4 ℃低温贮藏期间总酸变化的方差分析

从图10可以看出，常温贮藏期间绿芦笋的酸度含量呈下降趋势，0.5%壳聚糖处理的绿芦笋总酸含量下降最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%，与常温下的感官品质变化不一致。原因可能是常温下呼吸作用强度高，1.5%的壳聚糖浓度过大，形成的薄膜较厚，影响其正常呼吸作用，芦笋易腐烂，酸度含量下降较快。常温下贮藏前2 d酸度含量的下降速度较快，之后稍趋于缓慢。说明此时绿芦笋的呼吸作用加强，有机酸作为呼吸底物被大量消耗掉。常温下经壳聚糖涂膜处理过的绿芦笋酸度含量下降速度低于对照，差异达到极显著水平(P<0.01)，不同浓度之间涂膜处理的效果差异也达到极显著水平(P<0.01)(表7)。常温下经壳聚糖涂膜处理后的绿芦笋酸度含量下降速度高于同浓度下的低温处理组，说明低温下可以有效减缓绿芦笋品质的变化。

2.4 壳聚糖处理对绿芦笋维生素C含量的影响

从图11可以看出，随着贮存时间的延长，涂膜组与对照组维生素C含量都呈下降趋势，但涂膜组维生素C含量下降较缓慢。0.5%壳聚糖处理的绿芦笋维生素C含量下降最缓慢，其余依次为0.25%、1.0%、1.5%，与低温下感官品质变化不一致。原因可能是低温下的呼吸作用较弱，1.0%壳聚糖形成的薄膜与0.25%的相比较厚，影响芦笋在低温下的呼吸作用。低温下贮藏30 d时0.5%的壳聚糖涂抹过的绿芦笋的维生素C含量为107.6 mg/kg，而空白对照的维生素C含量仅为70.6 mg/kg，显著高于空白组(P<0.01)(表8)。

表7 壳聚糖涂膜处理芦笋在25 ℃常温贮藏期间总酸变化的方差分析

表8 壳聚糖涂膜处理芦笋在4 ℃低温贮藏期间维生素C变化的方差分析

常温下维生素C的含量变化如图12所示，可以看出，随着贮存时间的延长，涂膜组与对照组维生素C含量均呈下降趋势，涂膜组维生素C含量下降速度较对照组缓慢，0.5%壳聚糖处理的绿芦笋维生素C含量变化最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%，与低温下的维生素C含量变化不一致。原因可能是维生素C含量变化受温度的影响较大，常温下的呼吸作用较强。由表9可知，常温下经壳聚糖处理的绿芦笋的维生素C含量与未处理组间差异达到极显著(P<0.01)(表9)。

表9 壳聚糖涂膜处理芦笋在常温贮藏期间维生素C变化的方差分析

2.5 壳聚糖处理对绿芦笋叶绿素含量的影响

低温贮藏绿芦笋的叶绿素含量下降趋势如图13所示。经壳聚糖涂膜处理后的绿芦笋叶绿素含量普遍减少缓慢，与对照组相比差异达极显著水平(P<0.01)(表10)。0.5%壳聚糖处理的绿芦笋叶绿素含量下降最缓慢，其余依次为0.25%、1.0%、1.5%。低温贮藏下12 d后，处理组的叶绿素含量仍下降缓慢，但对照组的叶绿素含量却迅速下降，与处理组间体现出较大差距，可见经壳聚糖处理后的绿芦笋有明显的优势，壳聚糖处理可以延缓叶绿素的分解，在较长时间内能够保持绿芦笋的色泽。

表10 壳聚糖涂膜处理芦笋在4 ℃低温贮藏期间叶绿素变化的方差分析

常温下叶绿素含量变化趋势如图14所示。常温下经壳聚糖涂膜处理的绿芦笋叶绿素含量普遍减少缓慢，与对照组相比差异达极显著水平(P<0.01)(表11)。处理组与对照组的叶绿素含量均随时间延长而降低，原因是在贮藏过程中，水分损失导致叶绿素酶活性增大，加快了叶绿素的降解，叶绿素含量随时间延长而逐渐减少，出现失绿黄化的现象。0.5%壳聚糖处理的绿芦笋叶绿素含量下降最缓慢，其余依次为1.0%、0.25%、1.5%。1.5%处理组的叶绿素含量与其他处理组相比最低，说明壳聚糖的浓度对绿芦笋的贮藏品质也有影响，浓度过大可能会损伤芦笋嫩茎，所以选择适宜的壳聚糖浓度对绿芦笋进行涂膜保鲜是非常必要的。

3 结论

由试验可知，壳聚糖涂膜保鲜可延长芦笋贮藏期，具有良好的保鲜作用。综合各项指标可以看出，在整个贮藏期间，用不同浓度壳聚糖处理后的芦笋与没有用壳聚糖处理的芦笋相比，有机酸含量、叶绿素含量、维生素C含量都极显著增加，失重率极显著下降。低温贮藏下的芦笋比常温贮藏的有机酸含量、叶绿素含量、维生素C含量更高，失重率更低。总体分析表明，用0.5%壳聚糖溶液对芦笋进行涂膜并结合低温贮藏的保鲜效果最好。

表11 壳聚糖涂膜处理芦笋在25 ℃常温贮藏期间叶绿素变化的方差分析