几种天然保鲜剂对旱地番茄的保鲜效果

朱俊玲，冯娟，牛丽艳，卢智*

1. 山西农业大学食品科学与工程学院，山西功能食品研究院（太谷 030801）；2. 山西长治职业技术学院（长治 046000）

旱地番茄酸甜可口、风味特别且多汁，是一种呼吸跃变型果实，可直接食用，也可加工成熟食食用。其产量高，适合大量种植。作为营养学家公认营养丰富的食物，旱地番茄既包含蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养成分，也含有VB1、VB2、VC、VP等多种其维生素和钙、铁、钾、磷等矿物质元素。旱地番茄在助消化、提高免疫力、防治心血管疾病、抗氧化、去除黑色素、补血利尿等方面效果显著，并能降压、减肥、防癌、抗癌。在临床试验中，其对癞皮病和血友病治疗有一定作用。然而，旱地番茄果实颗粒较大且含水量高，鲜嫩皮薄，在储藏运输过程中极易受到机械损伤，在室温下4～5 d表皮就会皱缩，很难保持其原有品质。此外，旱地番茄在储存期间易受溃疡病、实腐病、软腐病等多种病害的影响或侵染，容易导致霉变败坏，造成大量损失[1-2]。

番茄的保鲜方法主要有气调贮藏、低温贮藏、防腐保鲜剂、涂膜保鲜处理等。其中，气调贮藏的结果虽然理想，但从经济上考虑，投资太大，且浆果类易受温度影响；传统贮藏方法使用的保鲜剂会残留在番茄表面而对人体不利。因此，从自然界提取经济、有效的天然保鲜剂，越来越成为研究食品保鲜的热点。涂膜保鲜主要是通过可食的成膜剂在果蔬表面形成具有降低水果生理活动、减缓内部水分散失、抑制微生物生长等作用而达到长期贮藏目的。在制膜过程中，加入抗菌、抑菌类物质抑制微生物生长繁殖，制成复合膜使用，达到更好保鲜效果，复合膜使用成为新热点。

壳聚糖、海藻酸钠、溶菌酶、乳酸链球菌素、魔芋精粉和茶多酚作为天然保鲜剂，毒副作用小。试验研究20 ℃左右温度下贮藏旱地番茄经海藻酸钠，壳聚糖、溶菌酶、乳酸链球菌素、魔芋精粉和茶多酚6种天然保鲜剂制成10种不同涂膜剂处理番茄，随贮藏期延长，生理生化指标的变化，以感官品质、腐烂率、质量损失率、硬度、呼吸强度、VC含量、可溶性固形物含量、抗氧化能力等作为保鲜效果的评价指标，对不同天然保鲜剂效果进行比较，分析总结各种天然保鲜剂不同处理对于旱地番茄贮藏效果的优劣，为旱地番茄延长贮藏期提供理论和实际依据，以获取较佳贮藏方法，使番茄得到更合理市场配置。Ali等[5]以阿拉伯胶作为保鲜材料涂膜番茄，提高旱地番茄在贮藏过程中的感官品质，降低旱地番茄在贮藏过程中生理生化指标变化程度。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与设备

1.1.1 原材料

旱地番茄，普罗利丝品种，采自山西省晋中市太谷县侯城乡，于2017年3月29日采收。采收时未完全成熟，采收后马上用塑料集装箱运回实验室，把运输过程中破坏的挑出，选择符合试验要求的绿熟期且大小基本一致的果实试验。

1.1.2 主要试剂

氯化钡（AR，郑州亿中化工原料有限公司）；氢氧化钠（AR，广东台山粤桥塑料试剂）；酚酞（GB，永安标准溶液水处理药剂专营店）；草酸（AR，青州市科缔化工有限公司）；2, 6-二氯靛酚（BR，上海一研生物科技有限公司）；二甲苯（AR，济南宝辉化工有限公司）；磷酸二氢钾（AR，青州市科缔化工有限公司）；磷酸氢二钠（AR，北京中远华盾科贸有限公司）；铁氰化钾（AR，德州润昕实验仪器有限公司）；三氯乙酸（AR，天津市福晨化学试剂厂）；三氯化铁（AR，上海金山化工厂）；壳聚糖（BR，广东中山广州浩发生物科技有限公司）；海藻酸钠（BR，山东万达生物科技）；溶菌酶（BR，河南巧手食品添加剂有限公司）；乳酸链球菌素（BR，上海伯奥生物科技有限公司）；魔芋精粉（AR，西安裕华生物科技有限公司）；茶多酚（BR，郑州天顺食品添加剂有限公司）；柠檬酸（AR，潍坊英轩实业有限公司）。

PBS缓冲液按式（1）和（2）配制。

式中：A-为KH2PO4摩尔浓度，mol/L；A2-为Na2HPO4摩尔浓度，mol/L；C为预配制PBS摩尔浓度，mol/L。

1.1.3 仪器与设备

电子分析天平（BS 210 S，北京赛多利斯仪器系统有限公司）；硬度计（GY-1，北京美泰科仪检测仪器有限公司）；糖度计（PAL-1，深圳市汇科计量检测技术有限公司）；pH计（杭州联测自动化技术有限公司）；组织捣碎机（FSH-2，江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）；电热恒温水浴锅（DK-S 22，苏州江东精密仪器有限公司）；离心机（GT 10-1，北京雷勃尔离心机有限公司）；可见光分光光度计（UV-5800 PC，上海研润光机科技有限公司）。

1.2 材料处理

选取直径约7 cm，无机械损伤、果实饱满、无病虫害、成熟度尽可能一致且感官品质较好的普罗利丝旱地番茄作为试验原材料。根据预试验结果，结合魔芋精粉和壳聚糖水溶性差的特点，采用柠檬酸溶液作为助剂，进行涂膜保鲜液配制。涂膜处理方案如表1所示，浸泡1 min后自然晾干，每组11个，做好标记，室温贮存，每隔3 d测定1次，未经保鲜剂处理的为第1组。试验重复数为3。

表1 采收后旱地番茄处理方案

1.3 指标测定方法

1.3.1 感官评价

由7人组建感官评定小组，依据旱地番茄的外观、气味、质地、腐烂程度，综合打分，结果取平均值[6]。

感官评定标准：5分，果形好，果面光滑细腻，色泽诱人，有旱地番茄的浓郁香味，硬度大，无腐烂；4分，果形较好，果面相对光滑，香味较淡，硬度大，无腐烂；3分，果实部分软化，果面轻微皱缩，无腐烂；2分，果实软化程度加深，果面皱缩，有异味显露，部分发霉腐烂；1分，果形差，果面皱缩严重，霉变腐烂气味较重。

1.3.2 腐烂指数

根据腐烂面积，将腐烂情况划分为4级：0级，无腐烂；1级，腐烂面积小于果实表面10%；2级，腐烂面积占果实表面10%～30%；3级，腐烂面积大于果实表面30%[7]。

1.3.3 质量损失率测定

采用称重法[8]测定。每隔3 d各个处理组均测定3次。

式中：Vn为保鲜nd后果实的质量损失率；m0为果实的原始质量/g；mn'为保鲜nd后果实质量，g。

1.3.4 呼吸强度测定

采用静置法[9]。

1.3.5 硬度测定

使用GY-1型果实硬度计[10]（测头直径3.5 mm）垂直插入果实，因番茄属于浆果，皮薄，插入时需一直观察，以破皮数值记为硬度。测定过时赤道部位的果皮组织3个等距位置点的硬度，重复3次。

1.3.6 可溶性固形物（SSC）含量测定

取旱地番茄赤道部位的果皮组织，用纱布包裹挤压出汁液，用手持折光仪测定SSC，各处理组选取一个旱地番茄不同部位测定3次，取平均值[11]。

1.3.7 VC含量测定

选用2, 6-二氯靛酚滴定法[12]。

1.3.8 总抗氧化能力测定

采用普鲁士蓝法[13]测定总抗氧化能力。

2 结果与分析

用Origin 8.0软件对试验数据进行制图，对试验数据进行结果与分析。

2.1 腐烂指数

表2结果显示，在贮藏初期，各处理组旱地番茄果实中的果胶物质与细胞壁紧密结合，果形好，质地坚挺，香气浓郁，基本无腐烂；在贮藏6 d后各处理组均出现果面部分皱缩，果实部分软烂，不同情况的霉变，而海藻酸钠和溶菌酶处理后在贮藏6 d后仍无腐烂，壳聚糖和茶多酚处理贮藏6 d后腐烂极不明显；贮藏12 d后各处理组的旱地番茄均进一步皱缩，软化程度严重；贮藏15 d后果实几乎全部软烂变质，主要是由于随贮藏期的延长，原果胶被分解成果胶，果面皱缩，组织形态软烂，果胶进一步转化为果胶酸，旱地番茄果肉彻底软烂，此外在果实成熟衰老过程中，果肉抗菌能力逐渐下降，易受到微生物侵染，加剧果肉腐烂变质的速度。海藻酸钠和溶菌酶复合涂膜处理与壳聚糖和溶菌酶复合涂膜处理的旱地番茄腐烂程度基本一致，壳聚糖和茶多酚复合涂膜处理的旱地番茄腐烂指数最低，原因在于壳聚糖是一种阳离子表面活性剂，其中的NH3+可与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，从而改变细菌细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，此外壳聚糖表面的氨基基团还可以螯合对微生物生长起关键作用的金属离子，尤其是酶的辅助因子，保护果实不受微生物入侵[14-15]。使用壳聚糖和茶多酚复合处理，其抑制效果更佳，这是因为其抑制效果更为明显，这是因为茶多酚有抑菌性能，对腐败菌和致病性细菌均有不同程度抑制作用。然而，贮藏15 d壳聚糖单一涂膜处理腐烂指数低于壳聚糖和溶菌酶复合涂膜处理略不合常理，原因可能是受到环境干扰少。

表2 各组不同处理下旱地番茄的腐烂指数

2.2 感官品质

从表2可以看出，随着贮藏期延长，各处理组旱地番茄的感官分值逐渐降低，原因在于随贮藏期延长，旱地番茄表皮逐渐皱缩，果肉逐渐变软，风味逐渐变差，硬度逐渐降低，腐烂指数逐渐增加。贮藏3 d后效果较为明显，各处理组虽未出现腐烂，但表面有些不新鲜表现，且对照组表现较其他组差异显著，溶菌酶、海藻酸钠、乳酸链球菌素和茶多酚单一涂膜处理的贮藏效果一致，感官分值略有降低。壳聚糖单一涂膜处理，壳聚糖和溶菌酶复合处理，溶菌酶和海藻酸钠复合处理，乳酸链球菌素和魔芋精粉复合处理及壳聚糖和茶多酚复合处理的贮藏效果较好且一致；贮藏6 d后，各组看到明显转色和腐烂，对照组、溶菌酶单一涂膜处理与海藻酸钠单一涂膜处理贮藏效果一致。魔芋精粉单一处理与海藻酸钠和溶菌酶复合涂膜处理的贮藏效果优于其他组。原因在于海藻酸钠是一种水溶液黏度大，稳定性高，具有较好的成膜特性的天然多糖类化合物；贮藏9 d后，对照组、溶菌酶单一涂膜处理贮藏效果一致。经壳聚糖与茶多酚复合处理的果实呈现鲜亮红色，这是因为茶多酚对果实中的色素具有保护功能。且同时用壳聚糖和茶多酚处理后，因壳聚糖形成的膜具有通透性且阻止水分蒸腾，番茄的香味仍然浓郁，从而使得果实的感官品质相较于其他组效果更好。在贮藏12和15 d后，对照组感官分值低于各处理组，溶菌酶、海藻酸钠、壳聚糖、乳酸链球菌素、魔芋精粉和茶多酚单一涂膜处理的贮藏效果一致。壳聚糖和溶菌酶复合处理，溶菌酶和海藻酸钠复合处理以及壳聚糖和茶多酚复合处理的贮藏效果较好且一致。结果表明，贮藏过程中，壳聚糖和溶菌酶复合处理、海藻酸钠和溶菌酶复合处理与壳聚糖和茶多酚复合处理且贮藏效果最佳。原因可能是，壳聚糖和海藻酸钠均具有良好的成膜特性，结合溶菌酶的抑菌作用，效果更佳。

表3 各组感官评分 分

2.3 质量损失率变化

新鲜旱地番茄的胡萝卜素，VC和B族维生素含量很高，含水量在80%～90%之间。表4显示，经各个处理组涂膜保鲜的旱地番茄，其质量损失率随着贮藏时间的延长均在增加，其中对照组的损失率最为明显。主要是因为，采收后的旱地番茄失去来自母体和土壤供应的养分与水分，而蒸腾作用仍未停止进行，这将引起果实的自然损耗。水分散失和干物质消耗是使旱地番茄果实受到质量损失的主要缘由。从表4可以看出，过涂膜处理能缓解失重率下降，这是因为涂膜能降低水分蒸发，呼吸作用减弱，物质损耗减慢。贮藏初期，3 d后各处理组质量损失率在增加但较慢，原因在于蒸腾作用引起组织水分蒸发；贮藏6 d后质量损失加快，对照处理、溶菌酶单一涂膜处理、海藻酸钠单一涂膜处理、壳聚糖单一涂膜处理、乳酸链球菌素单一涂膜处理以及茶多酚单一涂膜处理的质量损失率变化速度基本一致。壳聚糖和溶菌酶复合处理、海藻酸钠和溶菌酶复合处理、乳酸链球菌素和魔芋精粉复合处理以及壳聚糖和茶多酚复合处理的质量损失率和变化速度均低于其他几组；在贮藏9，12和15 d后，质量损失率仍在增加，质量损失率增加速度与6 d后基本一致，贮藏15 d后，对照组旱地番茄质量损失率达17.8%。对照组处理后的旱地番茄质量损失率显著高于其他各个天然保鲜剂处理组，壳聚糖和溶菌酶复合处理、海藻酸钠和溶菌酶复合处理、乳酸链球菌和魔芋精粉复合处理以及壳聚糖和茶多酚复合处理效果明显，尤其是经壳聚糖和茶多酚复合处理后效果极佳。壳聚糖和溶菌酶复合处理质量损失率为8.8%，和对照组比较质量损失率降低9%，海藻酸钠和溶菌酶复合处理质量损失率为9.6%，和对照组比较质量损失率降低8.2%，壳聚糖和茶多酚复合处理质量损失率为5.7%，和对照组比较质量损失率降低1.21%。壳聚糖和茶多酚复合处理后失重率最为不显著，这是因为茶多酚能有效抑制微生物生长，减少因微生物繁殖而引起的营养物质消耗而使失重率上升，降低果实的病理性失水[16]。

表4 不同处理下旱地番茄的质量损失率 %

2.4 呼吸强度变化

表5表明，11组旱地番茄的呼吸强度在15 d内均呈现先上升后下降趋势，有很明显呼吸高峰，属于呼吸跃变型果实。贮藏6 d后，前6种涂抹保鲜处理出现呼吸峰，峰值较对照结果呼吸强度减弱；贮藏9 d后，后5种处理出现呼吸峰，且呼吸强度也减弱。结果表明，与对照组相比，各种保鲜剂涂膜处理后旱地番茄的呼吸峰延后，呼吸强度减弱。造成的原因可能是，壳聚糖、海藻酸钠和魔芋精粉本身具备很好的成膜特性，辅以溶菌酶很好的抑菌性，效果更佳，涂膜处理后，覆盖在旱地番茄表面形成一层薄膜，该膜具有气体选择渗透性，在番茄内部形成一个微气调环境，减少果实内外气体交换，阻止果实内氧气含量减少，二氧化碳含量上升，抑制果实呼吸，减少营养物质消耗，从而达到延长贮存期效果。溶菌酶和海藻酸钠复合涂膜处理、溶菌酶和壳聚糖复合处涂膜理效果显著，减少营养物质损耗。

表5 不同处理下旱地番茄的呼吸强度变化

2.5 硬度变化

随着贮藏期延长，旱地番茄在成熟过程中一些能水解果胶物质和纤维素的酶类活性增加，果胶层溶解，纤维分解，果实细胞壁结构松散失去黏性，造成果肉软化，从而使旱地番茄硬度逐渐下降。从表5可以看出，各处理组旱地番茄果实随着贮藏期延长硬度下降，尤其是对照组。由于选取试验原材料旱地番茄品质不一，故在贮藏初期各组硬度不一致；贮藏3 d后，对照组硬度下降明显比其他组快，贮藏15 d后硬度下降趋于平稳，未见异常。各处理组和对照组相比较保鲜效果显著。贮藏15 d后对照组处理的旱地番茄硬度仅为初始值的49.4%，经1%的海藻酸钠单一涂膜处理后硬度为初始值的82.6%，比对照组高出33.2%；经1%壳聚糖单一涂膜处理后硬度为初始值的76.8%，比对照组高出27.4%，与对照组之间存在显著差异，故壳聚糖单一涂膜处理和海藻酸钠单一涂膜处理在延缓旱地番茄硬度下降、保持果形和感官品质方面效果更佳。

表6 不同处理下旱地番茄的硬度变化

2.6 可溶性固形物（SSC）含量变化

果实中可溶性固性物含量反映成熟过程中果实的酸度向甜度转化程度，随着果实成熟，旱地番茄的可溶性固性物含量越来越多。这主要是因为旱地番茄果实内部的淀粉转化成可溶性糖。由表7可知，经各个组的天然保鲜剂涂膜处理后的果实可溶性固形物含量增加速率均高于对照组，主要原因在于保鲜剂处理后有效抑制呼吸作用引起的可溶性固性物含量降低，与对照组存在差别，其中溶菌酶与壳聚糖复合处理15 d后可溶性固形物含量约为6.48%，海藻酸钠和溶菌酶复合处理15 d后可溶性固形物含量约为6.17%，这两者效果最为显著。壳聚糖和茶多酚复合处理以及乳酸链球菌素和魔芋精粉复合处理的抑制作用也较为显著，不仅因为魔芋精粉和壳聚糖在果实表面形成的保护膜减缓因呼吸作用引起的糖类物质降低，而且茶多酚和乳酸链球菌素作为天然的抗菌素，抑制微生物利用果实的营养物质生长繁殖。同时，壳聚糖兼具有抗菌能力。

2.7 VC含量变化

新鲜旱地番茄VC含量约为19 mg/100 g。从表8可以看出，在整个贮藏过程中，旱地番茄VC含量持续降低，原因在于VC极易被氧化分解而失去活性，若环境温度较高且氧气充足，会加快其氧化速度。溶菌酶、海藻酸钠、乳酸链球菌素、茶多酚、壳聚糖、魔芋精粉均能抑制番茄VC含量的损失，经过成膜剂处理的VC含量下降相对缓慢，这是因为在果实表面形成的薄膜能减弱气体交换，降低VC被氧化所需要的氧气浓度。贮藏3 d后，各个处理组VC含量均有下降，其中乳酸链球菌素和魔芋精粉复合处理以及茶多酚单一涂膜处理，下降较其他组要慢；在贮藏9 d后，溶菌酶和海藻酸钠复合涂膜处理VC含量骤降，较为异常，其他处理组VC含量均缓慢下降；在贮藏15 d后，与对照组相比其他各个处理组VC含量下降较缓慢，可见其保鲜效果较好，对照组VC含量为原来的37.2%，尤其是溶菌酶单一涂膜处理VC含量为原来的70.9%，溶菌酶和壳聚糖复合涂膜处理以及壳聚糖和茶多酚复合涂膜处理，VC含量分别为原来的67.3%和68.2%，效果更为显著。

表7 不同处理下旱地番茄的可溶性固形物（SSC）含量变化 %

表8 不同处理下旱地番茄VC含量变化

2.8 总抗氧化能力变化

旱地番茄在贮藏过程，随着VC含量下降，番茄红素、胡萝卜素等在损失，抗氧化能力也在下降。表9显示，随贮藏期的延长，旱地番茄VC含量持续降低，故抗氧化能力减弱。经保鲜剂处理的旱地番茄，其抗氧化能力减弱的速度明显不如对照组快。结果表明，不同保鲜剂的处理对旱地番茄总抗氧化能力的减弱起到延缓作用，尤其是溶菌酶和壳聚糖的复合涂膜以及海藻酸钠溶菌酶复合处理，效果明显。

表9 不同处理下旱地番茄的总抗氧化能力变化

3 结论与讨论

旱地番茄在常温条件下仅能保鲜1周。试验结果表明，20 ℃常温条件下贮藏15 d后的旱地番茄，使用天然保鲜剂单独处理及复合处理对抑制番茄生理生化功能的衰退和贮藏期的延长均有一定效果。但相对比而言，经壳聚糖和茶多酚复合处理番茄，贮藏15 d后，感官品质最好，可溶性固形物含量上升，腐烂指数、失重率最小，VC含量、硬度、总抗氧化能力、呼吸强度下降均较为缓慢，且壳聚糖和茶多酚均为纯天然提取物，来源丰富，价格低廉，对人体无损害，认为保鲜效果最佳。

4 不足和展望

由于各个组选取的原材料的品质不均一，各个处理组得到的初始数据有差异，受自身基础条件限制，在贮藏过程中感官指标和生理生化指标变化速率均有一定程度差异，阻碍了试验数据分析和结论的获得。处理样品时，操作不当，试剂配制不准确，测定不及时，仪器局限性、周围环境等的影响对试验结果均有影响。这些方面亟需在试验中加强与改进，使旱地番茄保鲜问题得到进一步解决。