马来海松酸聚乙二醇柠檬酸酯对椪柑的保鲜性能

许嘉琍，姚姝凤，高宏,2，张海波,2，商士斌*

(1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室,国家林业和草原局林产化学工程重点开放性实验室,南京 210042；2.中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京 100091)

柑橘作为世界产量最大的水果，在我国的栽培面积和产量均居世界第一位，且富含蛋白质、矿物质、有机酸和VC等，受到人们的喜爱。然而柑橘在采后贮藏运输过程中极易遭受生理病害和机械损伤，致其腐败加快，造成较大的经济损失。因此为了延长柑橘的货架期，提高其价值，对其进行保鲜显得尤为重要。涂膜保鲜是柑橘保鲜应用较为广泛的一种，其在果蔬表面形成一层透明膜并有效地抑制果实呼吸强度、减少果皮蒸腾作用、减少水分蒸发，进而达到保鲜效果[1-2]。随着消费者环境保护意识日益增强，开发高效且无毒的涂膜保鲜剂，已经成为柑橘保鲜研究与开发的热点[3]。

松香作为一种重要的生物质资源，具有来源广泛、安全无毒等特性，被誉为“长在树上的石油”[4]。通过利用松香酸中的共轭双键引入亲水基团并适度酯化制备的改性松香树脂，其水溶性及成膜性得到一定的改善。将其应用于水果保鲜是近年来的研究热点，且优良效果也已初露端倪[5-6]。

椪柑是柑橘中的常见品种，有“橘中之王”之称。笔者以椪柑为研究对象，将马来海松酸聚乙二醇柠檬酸酯(MRPC)配成不同质量分数的保鲜剂，以涂膜形式用于椪柑保鲜，研究其对椪柑采后生理变化的影响及保鲜效果，从而拓展松香在果蔬保鲜方面的应用。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

椪柑(购于苏州)，选取成熟度均匀、大小均一、无病害霉变及机械损伤的椪柑为试验对象。MRPC，实验室自制。

氢氧化钾、柠檬酸、油酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、过氧化氢、愈创木酚、核黄素、氮蓝四唑、乙二胺四乙酸二钠、聚乙烯吡咯烷酮，均为分析纯；抗坏血酸、没食子酸，均为标准品；市售保鲜剂果蜡(吗啉脂肪酸盐)，武汉远程共创科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

质构仪TMS-PRO，美国FTC公司；数显糖度计PAL-1，日本ATAGO公司；紫外分光光度计TU-1810，北京普析通用仪器有限责任公司；冷冻离心机TGL-16M，湖南湘仪实验仪器开发有限公司；扫描电子显微镜3400-I，日本日立公司。

1.3 试验方法

1.3.1 果实采后处理方法

将椪柑进行如下处理：

清水组(CK)：仅对果实用清水处理。室温下贮藏至42 d，每6 d测定一次相关指标。

涂膜处理组：a)MRPC组，将MRPC与氢氧化钾、油酸、山梨酸钾按照一定的比例配制成不同质量分数(5%，10%和15%)的保鲜液。用海绵擦在椪柑上均匀涂抹，晾干；b)果蜡组，将市售保鲜剂(果蜡)用海绵擦在椪柑上均匀涂抹，晾干。每6 d测定一次相关指标，共测42 d。每次取样后，一部分进行质量损失率、硬度及可溶性固形物的测定；另一部分果皮剥尽，将果肉用液氮速冻，于-75 ℃保存，用于酶活的测定。

1.3.2 测定指标与方法

质量损失率的测定：从每组样中取6个椪柑作为样品，每6 d对椪柑进行称量，并按以下公式进行计算：

硬度的测定：采用质构仪进行测定。选用直径2 mm的不锈钢探头、25 N的感应元，在穿刺模式下，以30 mm/s的速度穿刺10 mm，回程距离75 mm。每组6个果实，每个果实测3个点，单位为N。

可溶性固形物含量的测定：每组6个果实，榨出果汁后，糖度计测定取平均值，单位为%。

超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定：参照Chance等[7]的方法。具体操作如下：称取2.5 g冻样溶于5 mL磷酸缓冲液(pH 7.8)中，4 ℃、1 200 r/min离心30 min，上清液为酶提取液，低温保存备用。在5支指形玻璃管中依序加入pH 7.8磷酸缓冲液、氮蓝四唑溶液、蛋氨酸溶液、酶提取液(其中两只对照管中以缓冲液代替酶提取液)、EDTA-Na2溶液和核黄素溶液。混匀后，将一支对照管置于暗处，其他各管于4 000 lx灯光下反应15 min后立即取出，并于暗处终止反应。以不照光管做空白参比，于560 nm处分别测定其他各管的吸光度值。

过氧化物酶(POD)活性的测定：参照Chen等[8]的方法。具体操作如下：称取2.5 g冻样溶于5 mL磷酸缓冲液(pH 5.5)中，4 ℃、1 200 r/min离心30 min，上清液为酶提取液，低温保存备用。在试管中加入愈创木酚溶液和酶提取液，再加入H2O2迅速混合开始反应，立即计时。以蒸馏水为空白参比，在反应15 s时开始记录反应体系在波长470 nm处吸光度值，记为初始值，然后每隔1 min记录1次，连续记录6个数据。重复3次。

过氧化氢酶(CAT)活性的测定：参照孙雯等[9]的方法。具体操作如下：称取2.5 g椪柑冻样溶于5 mL磷酸缓冲液(pH 7.0)中，4 ℃、1 200 r/min离心30 min，上清液为酶提取液，低温保存备用。酶促反应体系由H2O2和酶提取液组成。以蒸馏水为空白参比，在反应15 s时开始记录反应体系在波长240 nm处吸光度值，作为初始值，然后每隔30 s记录1次，连续获取6个数据。重复3次。

1.3.3 果皮的表面微观形貌测定

切下面积适当的椪柑果皮，冻干后表面喷金，采用扫描电子显微镜(SEM)观测果皮表面的微观形貌。

1.3.4 数据分析

试验结果采用SPSS 20.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 MRPC毒性检测

经广东华轻质量检测服务中心有限公司检测，MRPC中铅、汞、砷及镉的含量均符合GB 29987—2014《食品添加剂胶基及其配料》的标准。根据GB 4789.1—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验总则》，MRPC中耐热大肠菌群、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌均未被检出。经宁波海关技术中心检测，MRPC急性经口毒性为LD50>5 000 mg/kg，根据GB 15193.3—2014《食品安全国家标准急性经口毒性实验》，属实际无毒级。

2.2 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间质量损失率的影响

果蔬采后的损耗包括自然损耗和腐烂损耗两部分，自然损耗又包括由呼吸代谢引起的干物质的损耗和由蒸腾及呼吸作用引起的水分散失。由失水导致的质量损失约占自然损耗的75%～90%，减少果蔬在贮藏过程中的水分流失显得非常重要[10]。

不同质量分数的MRPC涂膜处理对椪柑质量损失率的影响见图1，外观形态的变化见图2。由图1可知，在整个贮藏期间涂膜处理组质量损失率显著低于CK组。第14天之前涂膜处理组质量损失率与CK组相比差异并不显著，但贮藏第14天开始，CK组椪柑质量损失率明显比涂膜组大，并且随着MRPC保鲜剂质量分数的增加，质量损失率呈上升的趋势，这可能是因为保鲜剂含量越大，吸湿性越强，导致果实腐烂速度过快。贮藏第42天，CK组质量损失率从0%增加到16.60%，明显高于所有涂膜处理组，且此时CK组椪柑已出现表皮皱缩的情况(图2)。这表明MRPC和果蜡涂膜均能有效减少椪柑的水分散失，且果蜡涂膜更能较好地保持椪柑水分。

图1 椪柑质量损失率随时间的变化Fig. 1 Changes in weight loss of ponkan during storage

图2 椪柑外观形态随时间的变化Fig. 2 Changes in apperance of ponkan during storage

2.3 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间硬度的影响

硬度是影响果蔬质量的重要指标之一。在水果采后贮藏期间，果实软化是十分常见的现象。研究表明，多种细胞壁水解酶协同作用下的果胶物质降解和交联能力下降是导致果实软化的重要原因[11]，且在果实失水严重的情况下，果肉会因干瘪而造成果实硬度增大[12]。

椪柑硬度随时间的变化见图3。由图3可知，随着贮藏时间的延长，椪柑硬度先降低后增大。在第7 天时，CK组椪柑硬度急剧下降，与涂膜处理组均有显著差异(P<0.05)，而涂膜组下降缓慢；贮藏7 d之后，CK组和涂膜处理组的椪柑硬度下降均较为缓慢；贮藏时间达到35 d时，CK组样因为严重失水而导致硬度急剧增加，10%和15% MRPC处理的椪柑硬度也略微增大，但与CK组相比，幅度较小，5%MRPC处理的椪柑硬度在42 d时才增大，这说明涂膜处理可抑制椪柑在贮藏期间硬度的变化。

图3 椪柑硬度随时间的变化Fig. 3 Changes in hardness of ponkan during storage

2.4 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物主要成分是糖类，随着椪柑贮藏时间的增加，成熟度增加，糖分不断积累[13]，且可溶性固形物含量变化幅度越小，贮藏期越长。MRPC涂膜处理对椪柑可溶性固形物含量的影响见图4。由图4可知，在贮藏期间，CK组椪柑可溶性固形物含量呈先上升后下降的趋势，于贮藏35 d达到峰值11.48%，且显著高于MRPC涂膜处理组(P<0.05)，与果蜡组无明显差异(P>0.05)；当贮藏时间达到35 d时，CK组样品的可溶性固形物含量开始下降，而不同涂膜处理组果实的可溶性固形物含量随着贮藏时间的延长均缓慢增长，说明涂膜能有效地抑制椪柑可溶性固形物的增长，延缓其成熟，从而延长其货架期，且5%MRPC涂膜处理效果显著优于果蜡处理(P<0.05)。

图4 椪柑可溶性固形物含量随时间的变化Fig. 4 Changes in soluble solid content of ponkan during storage

2.5 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间SOD活性的影响

MRPC涂膜处理对椪柑SOD酶活的影响见表1。由表1可知，在椪柑贮藏期间，CK组、5%和10%MRPC处理组SOD活性呈先上升后下降的趋势，且5%和10%MRPC处理组椪柑SOD活性显著高于CK组(P<0.05)；15%MRPC和果蜡涂膜处理组SOD活性呈缓慢上升的趋势，在贮藏前期与CK组无显著差异(P>0.05)，但在贮藏后期SOD活性明显高于CK组。这表明，涂膜能够较好地保持SOD的活性，减缓SOD活性降低，保持细胞内有较高的活性氧清除能力，从而抑制活性氧积累，减轻膜脂过氧化作用，保持了细胞膜结构的完整性[15]。

表1 椪柑SOD酶活随时间的变化Table 1 Changes in superoxide dismutase activity of ponkan during storage U/g

2.6 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间POD活性的影响

POD是常见于果蔬体内的一种重要的酶，与果蔬的许多生理过程和生化代谢过程密切相关。POD能够清除活性氧自由基，减少其对细胞膜的伤害，对椪柑起到一定的保护作用[16]。

MRPC涂膜处理对椪柑POD酶活的影响见表2。由表2可知，椪柑果实的POD活性在贮藏期间整体呈先上升后下降的趋势，CK组、5%和10%MRPC涂膜处理组POD活性在贮藏7 d时达到最大值，分别为1.34，2.04和4.52 U/g，且5%和10%MRPC涂膜处理组POD活性显著高于CK组(P<0.05)；15%MRPC和果蜡涂膜处理组在第21天时达到最大值，分别为2.07和2.41 U/g，有效推迟了峰值的出现，且显著高于CK组(P<0.05)。

表2 椪柑POD酶活随时间的变化Table 2 Changes in peroxidase activity of ponkan during storage U/g

2.7 不同质量分数MRPC处理对椪柑贮藏期间CAT活性的影响

CAT属于血红蛋白酶，能催化植物体内积累得到过氧化氢分解为水和分子氧，从而减少H2O2对果蔬组织可能造成的氧化伤害[17]。

MRPC涂膜处理对椪柑CAT酶活的影响见表3。由表3可知，在椪柑贮藏过程中，CAT酶活呈先上升后下降的趋势。贮藏至21 d时，CK组、10%和15%MRPC和果蜡涂膜处理组均出现酶活最高峰，贮藏至42 d时，CK组椪柑酶活为0.74 U/g,而10%和15%MRPC及果蜡涂膜处理组酶活分别为1.28，1.33和0.96 U/g，显著高于CK组(P<0.05)，且10%和15%MRPC处理组椪柑CAT活性均显著高于果蜡组(P<0.05)；5%MRPC涂膜处理组椪柑在35 d时出现酶活最高峰，在贮藏至42 d时，酶活降至1.40 U/g，显著高于CK组及果蜡组(P<0.05)。不同浓度MRPC涂膜处理组在贮藏后期酶活性差异不显著(P>0.05)，却显著高于CK组(P<0.05)，说明MRPC涂膜有效地保持了较高的CAT酶活性，从而减轻了自由基对果肉组织的伤害。

表3 椪柑CAT酶活随时间的变化Table 3 Changes in catalase activity of ponkan during storage U/g

图5 椪柑果皮表面微观形态Fig. 5 SEM images of ponkan with different treatments during storage

2.8 椪柑果皮表面微观形貌

不同质量分数MRPC处理和CK组椪柑的果皮表面微观形貌见图5。椪柑表皮的气孔是果实与外界环境进行气体交换以及果实蒸腾作用的途径，也是微生物的侵入位点[18]。图中显示CK组椪柑的果皮表面有较为明显的气孔存在，且表面较皱；而涂膜处理组椪柑的表面较为平滑且无明显气孔。这表明不同质量分数的MRPC涂膜均可抑制果实的蒸腾作用，阻止外界微生物侵入，同时能够维持椪柑自身的代谢活动，延缓其成熟速度，从而达到贮藏保鲜的效果。这与秦海容等[19]的研究结果一致。

3 结 论

1)MRPC的重金属含量合格，耐热大肠菌群、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌均未被检出；急性经口毒性属实际无毒级。

2)与CK组相比，MRPC涂膜处理的椪柑能够显著减少质量损失率。当贮藏至42 d时，经5%，10%和15%处理后的椪柑质量损失率分别比CK组低38.67%，28.73%和15.48%；且不同质量分数MRPC涂膜保鲜剂均可保持果皮硬度以及减少可溶性固形物的生成。

3)经5%，10%和15%MRPC保鲜剂涂膜处理的椪柑，具有较高的POD、SOD和CAT活性。当贮藏至42 d时，其SOD酶活分别为8.79, 8.93和8.28 U/g,POD酶活分别为1.65, 1.16 和1.07 U/g,CAT酶活分别为1.40, 1.28和1.33 U/g，均显著高于CK组，说明MRPC保鲜剂涂膜处理的椪柑可有效减少代谢产物的危害。

4)与市售保鲜剂果蜡相比，MRPC涂膜处理的椪柑可有效抑制硬度和可溶性固形物含量的变化，维持SOD、POD和CAT酶活。这说明MRPC在水果保鲜领域具有较好的应用潜力。