壳聚糖涂膜对‘红宝石无核’葡萄保鲜效果的影响

王哲，史红梅*，任凤山，王咏梅

（山东省葡萄研究院，山东济南 250100）

葡萄是一种皮薄多汁的水果，在贮藏与运输过程中易出现腐烂、干梗等现象，严重影响葡萄的商品价值。因此，采用适当的保鲜方法保护葡萄品质，减少损失是非常必要的。近年来，国内外对果蔬保鲜方法主要有低温贮藏法、化学保鲜法和涂膜法等[1]。其中低温贮藏对设备要求高，因此其成本较高；化学保鲜法（如SO2熏蒸）应用广泛，但易造成有害物质残留；涂膜法作为一种全新的果蔬保鲜法，通过在果蔬表面涂上天然高分子物质，使其形成一层涂膜，从而达到保鲜效果[2]。特别是壳聚糖作为成膜材料，安全、易操作，有良好的保鲜效果。

壳聚糖是一种甲壳素N-脱乙酰基产物，是自然界中仅次于纤维素的第二大天然生物多糖，具有可降解、无毒的特点[3]，其水溶液喷涂于果蔬表面可形成一层半透膜。该膜具有选择通透性，一方面阻止外界空气进入膜内；另一方面使果蔬内部CO2含量增加，O2含量降低[4]，从而减缓呼吸作用，起到果蔬保鲜的作用。由于壳聚糖安全无毒、可生物降解的特性，已被广泛应用于苹果[5]、水蜜桃[6]、樱桃[7-8]、芒果[9]、无花果[10]的贮藏保鲜。壳聚糖在葡萄保鲜中的应用也很多，Gao等[11]用壳聚糖涂膜葡萄，在0 ℃、95%相对湿度条件下贮藏60 d，结果表明，壳聚糖涂膜在抑制果实衰老和预防采后病害方面效果较好。冯波等[12]对壳聚糖在常温下对葡萄的抑菌保鲜作用进行研究，表明壳聚糖涂膜能有效抑制病原菌生长，减缓果实的腐败，并减少营养成分如单宁、VC、可滴定酸等的损失。赵凤等[13]的研究表明，壳聚糖涂膜处理能降低葡萄的腐烂率、呼吸代谢强度及水分散失程度，从而有效地保持葡萄的外观及品相。王豫颖等[14]在采收前对新疆‘无核白’葡萄喷施壳聚糖，结果表明壳聚糖可有效降低‘无核白’葡萄在贮藏过程中的落果率。但有研究表明，壳聚糖涂膜果蔬存在一定的浓度阈值，浓度过高会导致保鲜效果下降，并使成本大幅增加[15-17]。

本研究以不同浓度的壳聚糖水溶液，涂膜于‘红宝石无核’葡萄表面，通过检测葡萄贮藏过程中失重率、可滴定酸（TA）、可溶性固形物（TSS）等的变化，分析壳聚糖涂膜对葡萄的保鲜效果，确定葡萄保鲜最佳的壳聚糖涂膜浓度，以期为生产实际提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：‘红宝石无核’葡萄，采自蓬莱市小门家镇柞树庄葡萄园，要求果形端正，成熟度相当，果实大小、色泽均一，无损伤。试剂：壳聚糖、氢氧化钠、酚酞、三氯乙酸等为分析纯。

1.2 葡萄果实涂膜处理

将‘红宝石无核’葡萄果实分别置于质量分数0.5%（处理1）、1%（处理2）、1.5%（处理3）壳聚糖水溶液中浸泡1 min，取出后自然晾干，以清水（CK）作对照。每个处理3次重复，将处理完毕的葡萄装入PVC保鲜袋中，在温度为（2±1）℃、相对湿度80%～85%条件下贮藏，每10 d取样测定一次相关指标。

1.3 失重率测定

于不同时期称量贮藏各组样品的质量，计算失重率，计算公式：失重率/%=（1-m1/m0）×100，其中m1为不同贮藏时期样品质量，m0为贮藏开始时样品质量。

1.4 果实品质参数测定

采用硫代巴比妥酸法[18]测定丙二醛（MDA）含量；使用RHB-32ATC型手持折光仪测定TSS含量；酸碱滴定法测定葡萄果实TA含量；用碘量法[19]测定葡萄果实VC含量。每个处理重复测定3次。

2 结果与分析

2.1 不同处理对‘红宝石无核’葡萄失重率的影响

果实的失重包括水分和干物质两方面的损失，其中水分的蒸发损耗占绝大多数，因此失重率主要反应果实在贮藏期间水分的变化情况[20]。由图1可知，葡萄果实的失重率随着贮藏时间的延长逐渐上升，其中CK上升最为明显，而各处理组均明显低于CK，在贮藏到50 d时，3个处理的失重率分别只有CK的65.8%、48.7%、45.0%，说明壳聚糖涂膜处理可以有效降低贮藏过程中葡萄果实水分的损失，其原因可能是壳聚糖能够通过在果实表面形成一层薄膜，阻碍蒸腾作用，降低果实水分损失速率，从而降低果实在贮藏期的失重率[21]。

2.2 不同处理对‘红宝石无核’葡萄MDA含量的影响

MDA是葡萄果实衰老过程中膜脂过氧化的关键产物之一，是评价膜脂过氧化程度的重要指标，MDA含量越高，表示细胞膜受伤害程度越高，因此其含量高低可用来评价果实衰老程度[22]。由图2可知，随着贮藏时间的延长，各处理果实中的MDA含量也不断升高，贮藏50 d时，3个壳聚糖处理果实MDA含量分别是CK的1.03倍、0.936倍、0.928倍，结果表明，用0.5%壳聚糖水溶液涂膜处理葡萄果实并不能抑制MDA在果实内的积累，而用1%和1.5%处理则可起到较好的效果。

图1 壳聚糖涂膜对贮藏‘红宝石无核’葡萄失重率的影响Figure 1 Effect of chitosan coating on weight loss rate of 'Ruby Seedless' grape during storage

2.3 不同处理对‘红宝石无核’葡萄TA含量的影响

TA对葡萄果实的风味有重要的作用，是衡量葡萄品质的依据之一，同时TA作为呼吸作用的底物，随着贮藏时间的增加，其含量会不断下降，因此TA含量变化可以用来评价果实的贮藏保鲜效果[23]。由图3可知，随着贮藏时间的延长，各组葡萄果实中TA含量整体呈现下降趋势，贮藏50 d时，处理2和处理3的TA含量分别是CK的1.05

倍和1.03倍，说明壳聚糖涂膜能够在一定程度上减缓TA的降解与损耗，对维持葡萄果实风味品质有一定的作用。

2.4 不同处理对‘红宝石无核’葡萄TSS含量的影响

TSS指水果中所有溶解于水的化合物的总称，包括糖类、氨基酸和维生素等。TSS是衡量葡萄品质的重要指标[24]。但壳聚糖涂膜对果蔬TSS含量影响的研究存在不同观点，黄向红等[25]认为壳聚糖涂膜处理使果实TSS损失更大，而陈安和等[26]、乐培思等[27]则认为壳聚糖涂膜对TSS有明显的保护作用。由图4可知，各组中TSS含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势，但在整个贮藏期中波动较大，这可能与贮藏过程中果实的呼吸作用和水分散失等因素导致TSS含量变化趋势不明显有关。贮藏50 d时，处理1、2和3果实中TSS含量分别是CK的1.09、1.10和1.24倍。但由于TSS含量在贮藏期波动较大，因此壳聚糖涂膜处理对葡萄果实TSS含量影响尚不明确。

图2 壳聚糖涂膜对贮藏‘红宝石无核’MDA含量的影响Figure 2 Effect of chitosan coating on MDA content during'Ruby Seedless' grapeivne storage

图3 壳聚糖涂膜对贮藏‘红宝石无核’TA含量的影响Figure 3 Effect of chitosan coating on titratable acid content during 'Ruby Seedless' grapevine storage

2.5 不同处理对‘红宝石无核’葡萄VC含量的影响

VC是葡萄中最重要的营养物质之一，能够清除果实内的氧自由基，从而延缓果实衰老[28]。在葡萄贮藏过程中，由于果实失重（主要是失水）导致pH上升，从而使VC极易受到破坏[29]。由图5可知，随着贮藏时间的增加，各组葡萄果实中VC含量呈下降趋势，贮藏50 d时，处理1和处理3果实VC含量明显低于CK，分别只有CK的0.79倍和0.83倍，而处理2则是CK的1.15倍。试验表明，1%壳聚糖涂膜处理对减少葡萄果实中VC损失有较好效果，而0.5%和1.5%则无效果。

图4 壳聚糖涂膜对贮藏‘红宝石无核’TSS含量的影响Figure 4 Effect of chitosan coating on total soluble solids content during 'Ruby Seedless' grapevine storage

图5 壳聚糖涂膜对贮藏‘红宝石无核’VC含量的影响Figure 5 Effect of chitosan coating on VC content during 'Ruby Seedless' grapevine storage

3 讨论与结论

壳聚糖作为一种可食性生物制剂，具有良好的成膜特性，作用于葡萄果实表面可形成一层半透膜。该膜对气体有选择通透性，形成低氧和高CO2的微环境，从而抑制果实的代谢速率，减缓水分的散失和营养成分的消耗，起到保鲜效果。本研究表明，经1%壳聚糖涂膜处理的葡萄果实在贮藏50 d时，TA和VC含量在各处理中最高，失重率和MDA含量仅略高于1.5%壳聚糖涂膜处理，综合来看1%壳聚糖涂膜对‘红宝石无核’的保鲜效果最佳，这与冯波等[12]的研究结果一致，而与赵玉梅等[16-17]的2%壳聚糖涂膜处理保鲜效果最佳的结论存在差异。

虽然壳聚糖涂膜对葡萄有较好的保鲜效果，单一壳聚糖膜受储存环境的影响较大，尤其高湿度的环境极易破坏膜的整体性，从而影响其进一步发挥作用。基于此，下一步将研究壳聚糖与其他天然无毒害的成分复配以复合涂膜的形式作用于葡萄果实，以进一步提高壳聚糖保鲜效果。