壳聚糖-姜精油涂膜对草莓贮藏品质的影响

（邯郸学院生命科学与工程学院，河北省高校冀南太行山区野生资源植物应用技术研发中心，河北邯郸056005）

草莓（Fragaria ananssa Duch）为蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）多年生宿根性草本植物，果实色泽鲜艳、果肉细嫩多汁、风味独特、营养丰富，素有“水果皇后”的美誉[1]。草莓含水量高，皮薄易腐烂，常温下放置1 d～2 d即失去商品价值，极大限制了草莓的产业发展[2]。因此，研究简单方便、经济适用的保鲜方法，延长草莓的鲜食品质，提高保鲜效果是目前研究的热点。

壳聚糖是广泛存在于自然界的一种天然高分子材料甲壳素的重要衍生物。壳聚糖具有较好的成膜性，能在水果表面形成一种半透膜，阻气阻水，使果实内部形成较低氧气和较高二氧化碳的环境，有效抑制和延缓果实呼吸速率，保持果实整体质量和延长保质期[3]。大量研究证明，果蔬经壳聚糖涂膜处理后，在贮藏期间呼吸代谢、失重、可滴定酸、风味颜色变化均得到很大改善[4-5]。但是单一的壳聚糖涂膜膜韧性较差、透水率较大，溶解性差[6]。

植物精油是重要的植物体内次生代谢产物，具有多种生物活性、良好的抑菌效果，且安全无毒，是一种理想的天然果蔬保鲜剂[7]。研究表明，添加植物精油可以降低壳聚糖膜的水蒸气透过率和断裂伸长率[8]，因此，本文在壳聚糖溶液中添加姜精油，研究了壳聚糖-姜精油保鲜液涂膜处理对草莓贮藏品质的影响，为提高草莓贮、运、销品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与主要试剂

新鲜草莓：购于本地超市，挑选大小均一、外观完好、无损伤、无腐烂、色泽和成熟度一致的果实进行试验。

姜精油：采用魏娟等[9]的方法由邯郸学院生命科学与工程学院实验室自提；壳聚糖（脱乙酰度≥90%）：购自上海生工生物工程股份有限公司，用浓度1%的冰乙酸溶液溶解；乙醇、2，6-二氯靛酚、盐酸、碳酸氢钠：分析纯，天津市河东区红岩试剂厂；抗坏血酸标准品（≥99%）：美国Sigma公司。

1.2 主要仪器与设备

BSA-220电子天平：德国赛多利斯公司；N-110旋转蒸发仪：上海爱朗仪器有限公司；DDS-307电导率仪：上海雷磁公司；TGL-16M台式高速冷冻离心机：湘仪离心机仪器有限公司；T9紫外可见光分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 保鲜液的配制

取一定量的壳聚糖配制成浓度为1%的壳聚糖溶液。再添加姜精油，分别配制成0.05%、0.10%和0.20%的壳聚糖-姜精油保鲜涂膜液，标记为0.05%保鲜组、0.10%保鲜组和0.20%保鲜组。

1.3.2 草莓处理

将草莓分成15颗一组，共20组，分别放入到0.05%保鲜组、0.10%保鲜组和0.20%保鲜组的壳聚糖-姜精油保鲜涂膜液中浸泡60 s，捞出自然晾干，装入聚乙烯包装盒中，于室温（25℃）贮藏。以超纯水作为对照组（CK），将草莓在超纯水中浸泡60 s，捞起、转移、室温（25℃）贮藏。每组处理3次重复。

1.3.3 指标测定

将处理好的草莓贮藏10 d，贮藏期间每隔1天取一次样，一次取1组，测定各种指标，重复3次。

感官指标：参照文献[10]的感官评价标准，结合本试验制定评价表评定。见表1。

表1 草莓的感官评定标准Table 1 Sensory evaluation criteria of strawberry

腐烂率：参照文献[11]按果实腐烂面积大小将果实划分为4级：0级，无腐烂；1级，腐烂面积小于果实面积的10%；2级腐烂面积占果实面积的10%～30%；3级，腐烂面积大于果实面积的30%，按下式计算腐烂指数。

腐烂率/%=∑（腐烂级别×该级果实数）/（最高腐烂级别×总果实数）×100

失重率的测定：失重率/%=（贮藏前质量-贮藏后质量）/贮藏前质量×100

细胞膜透性（cell membrane permeability，CMP）采用相对电导率法测定；可滴定酸采用标准NaOH滴定法测定；可溶性糖采用蒽酮比色法测定；维生素C（Vitamin C，VC）采用2，6-二氯靛酚滴定法测定；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法测定，参照文献[12]进行。

1.4 数据统计分析

试验数据采用SPSS19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 感官品质

草莓贮藏期间感官品质的变化见图1。

图1 草莓贮藏期间感官品质的变化Fig.1 Variation of sensory quality of strawberry during storage

由图1可以看出，草莓在贮藏期间感官品质表现一致，随贮藏时间的延长，感官品质呈现下降的趋势。对照组CK在贮藏后第2天出现草莓颜色变暗、轻微萎缩的现象，而在第4天和第6天之间有一个急剧变化的明显过程，草莓颜色开始转为褐色，出现青绿霉斑，失去了食用价值。处理组则表现不一致，与对照组相比，在贮藏初期（0～4 d）多数处理组的感官品质略低于对照，而在贮藏后期（6 d～10 d）多数处理组的感官品质好于对照，其中，T2处理组表现最佳，效果明显。处理组内比较，T2处理组表现最佳，显著优于T1和T3处理组，直至贮藏第10天，感官品质评分仍能在4分，稍有腐烂情况出现。其次是T1处理组，T2处理组感官品质最差，贮藏第6天，感官品质降至4分，至贮藏第8天已经完全腐烂。说明，壳聚糖-姜精油保鲜液对草莓起到了一定的保鲜作用，尤其是在贮藏初期，不过壳聚糖-姜精油的浓度也会对保鲜效果有影响，当姜精油浓度较大时，反而降低了感官品质，推测可能与药害[13]反应有关。

2.2 腐烂率

果实腐烂率是判断贮藏效果的重要表观指标。草莓贮藏期间腐烂率的变化见图2。

图2 草莓贮藏期间腐烂率的变化Fig.2 Variation of the rot rate of strawberry during storage

由图2可以看出，草莓腐烂率随贮藏时间的延长呈明显地上升趋势，不过不同处理对草莓的腐烂率存在一定差异。CK组整个贮藏期间腐烂率较高，高于T1和T2处理组，低于T3处理组。处理组内比较，T3处理组的草莓腐烂率最高，T1处理组其次，最低的是T2处理组，贮藏时间越长，差异越显著，在贮藏末期（第10天），T2处理组腐烂率仅为T3处理组的35%。可见，壳聚糖-姜精油保鲜液在一定程度上延缓了草莓果的腐烂，随着姜精油的浓度继续增加，与感官品质相似，草莓腐烂率增加，出现药害反应。

2.3 失重率

失重率能够反映水果在贮藏期间整体营养物质的含量变化，不仅影响果实的感官特性，还影响果实的口感，随着草莓的成熟呼吸消耗更加剧了草莓的失重萎蔫[14]。草莓贮藏期间失重率的变化见图3。

从图3可以看出，草莓的失重率随贮藏时间的延长呈逐渐上升的趋势，整体看来，对照组的失重率与处理组基本接近，多数对照组的失重率略高于处理组，差异不明显。处理组内比较，失重率最高的是T3处理组，最低的是 T2 处理组，贮藏 2、4、6、8、10 d，T2 处理组分别占T3处理组的70.24%、67.74%、37.88%、53.90%和52.76%，明显好于T3处理组。这种精油浓度较大，反而加剧果实水分损失的现象，在李远颂的研究中也有类似现象[5]，认为可能与壳聚糖的脱乙酰度和相对分子量有关。

图3 草莓贮藏期间失重率的变化Fig.3 Variation of the weightlessness rate of strawberry during storage

2.4 VC含量

VC是草莓主要营养成分，在贮藏期间VC极易被氧化而损失[15]。草莓贮藏期间VC含量的变化见图4。

图4 草莓贮藏期间VC含量的变化Fig.4 Variation of vitamin C content of strawberry during storage

由图4可见，随着贮藏时间延长，草莓的VC含量均呈现下降的趋势。整体来看，多数对照组VC含量低于处理组，尤其是T2处理组，对照组始终低于后者，在贮藏第8天二者差异最大，对照组仅达到T2处理组的71%，说明壳聚糖-精油保鲜液处理能够减少草莓VC含量的损失。处理组内比较来看，仍是T2处理组VC含量最高，其次是T1处理组，T3处理组保鲜效果较差，草莓VC含量的损失率最大。

2.5 可滴定酸含量

草莓中的可滴定酸参与生物体代谢，一部分作为呼吸底物被消耗，另一部分转化为糖，供细胞代谢，因此，可滴定酸的含量变化可以反映出营养物质被消耗的程度，也是决定风味的一个重要因素[10]。草莓贮藏期间可滴定酸含量的变化见图5。

图5 草莓贮藏期间可滴定酸含量的变化Fig.5 Variation of titratable acid content of strawberry during storage

由图5可知，在贮藏期间，无论是对照组还是处理组，草莓的可滴定酸含量均呈现下降的趋势，虽然整体上多数对照组可滴定酸含量高于处理组，这主要是由于T1和T3处理组可滴定酸含量相对较低所致，而T2处理组可滴定酸含量仍高于对照组，尤其到贮藏末期（第8天），T2处理组可滴定酸含量是对照的2.01倍，显著高于对照组（P＜0.05）。处理组内比较来看，T2处理组可滴定酸含量最高，草莓的可滴定酸耗损最小。

2.6 可溶性糖含量

可溶性糖是果蔬中的重要风味物质，其含量的高低直接影响着果蔬的口味变化，尤其对甜度的影响较大，因此一定程度上反映了果实品质。草莓贮藏期间可溶性糖含量的变化见图6。

从图6可以看出，随着贮藏时间的延长，草莓的可溶性糖被发酵为醇类物质，迅速减少，降低了贮藏品质。对照组含量从2.07%降到0.47%，处理组也逐渐降低，不过多数处理组草莓的可溶性糖含量略高于对照组，其中T2处理组的可溶性糖含量一直高于对照组，在贮藏第 2、4、6、8 天，分别是对照的 1.15、1.17、1.07、1.64倍。处理组内比较来看，T2处理组可溶性糖含量最高，能够较好地保持草莓的风味和营养成分。

图6 草莓贮藏期间可溶性糖含量的变化Fig.6 Variation of soluble sugar content of strawberry during storage

2.7 细胞膜透性

细胞膜透性与细胞膜的半透性功能丧失程度有关，果实组织细胞的细胞膜受到破坏后，其细胞膜的透性会增大，导致细胞内的电解质外渗，电导率增大，从而降低果实的贮藏品质[16]。草莓贮藏期间细胞膜透性的变化见图7。

图7 草莓贮藏期间细胞膜透性的变化Fig.7 Variation of cell membrane permeability of strawberry during storage

由图7可知，随着贮藏时间的延长，草莓的相对电导率均呈现大幅上升的趋势，多数对照组相对电导率高于处理组，说明处理组一定程度上能够减弱细胞膜透性的增加。处理组内比较来看，T2处理组相对电导率上升的幅度最小，一直低于各处理组，贮藏末期更为明显，在贮藏的第8天，T2处理组的相对电导率为62.97%，分别是T1和T3处理组的70.23%和69.03%，因此，T2组的处理更有利于对草莓贮藏品质的保持。

2.8 丙二醛含量

丙二醛含量往往与果实中脂质氧化的结果呈正相关，能够反映果实膜脂的氧化程度，从而进一步反映果实组织细胞的完整度以及果实的新鲜程度[17]。草莓贮藏期间丙二醛含量的变化见图8。

图8 草莓贮藏期间丙二醛含量的变化Fig.8 Variation of malondialdehyde content of strawberry during storage

随着贮藏时间的延长，无论是对照组还是处理组，丙二醛含量均逐步上升，多数对照组丙二醛含量略高于处理组，差异不显著；只有T2处理组例外，在贮藏的第4、6、8天，对照组丙二醛含量显著高于T2处理组（P＜0.05），分别是处理组的 1.21、1.31、1.28 倍。处理组内比较来看，T2处理组丙二醛含量最低，可见T2处理可以有效延缓草莓丙二醛含量的增加，比较而言，产生的毒害物质最少，所受胁迫最轻，保鲜效果最好。

3 结论与讨论

涂膜保鲜技术是在果蔬表面均匀地涂抹上高分子液态膜，利用膜内形成的气调环境及防腐剂的功能抑制果实呼吸作用、延缓果实营养物质代谢和衰老腐烂，该方法简单易行，且成本较低[18]。有研究表明，壳聚糖浓度为1%，其成膜时间较短、均匀且干燥，最为适宜。浓度过小或过大，均不易成膜，且会导致膜的厚度不均[19]。

本文采用1%的壳聚糖溶液添加姜精油对草莓进行涂膜处理，综合感官品质、腐烂率、失重率、可滴定酸、VC、可溶性糖、细胞膜透性和丙二醛含量各项指标，多数壳聚糖-姜精油处理组优于对照。草莓属浆果类水果，常温条件下极易失水、受损伤染菌而腐烂，因此，延长草莓的贮藏保鲜时间，不仅要控制失水萎蔫，减少营养物质的损失，还要抑制微生物的生长。由于壳聚糖和精油的成膜、抗菌、抗氧化作用大大降低了草莓失水和染菌腐败的风险，进而减少了内部可滴定酸的呼吸消耗和VC的氧化消耗，抑制了细胞膜透性的增加和脂质化作用，失重率和腐烂率大大下降，起到了较好地抗菌保鲜作用。

此外，3种浓度的姜精油制成的涂膜液处理草莓，浓度为0.10%的精油处理贮藏效果最好，其次是0.05%的精油处理，较差的是0.20%的精油处理，这也说明适宜浓度的精油处理有助于对果蔬的保鲜，而浓度过低或过高，反而会缩短果蔬的贮藏期[20]。