马来松香季戊四醇酯对椪柑保鲜效果的研究

张海波， 许嘉琍， 姚姝凤， 高 宏,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；江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，江苏 南京 210042；2.中国林业科学研究院 林业新技术研究所，北京 100091)

柑橘是我国重要的农产品之一，因富含营养物质而广受欢迎。然而柑橘生产具有较强的区域性、季节性，采后极易腐败，从而造成较大的经济损失[1]。因此，对柑橘进行安全有效的采后保鲜处理显得尤为重要。同时，随着人们对食品安全的日益重视，化学杀菌剂引起的残留问题备受关注[2-5]，开发安全、无毒、环保、成本低的生物基果蔬涂膜保鲜剂替代化学杀菌剂进行采后处理成为了研究热点。涂膜保鲜是一种简单高效的采后贮藏保鲜方法，通过在果蔬表面形成一层半透过性的膜来抑制果蔬水分散失、调节果实呼吸作用，从而延长果蔬货架期[6-7]。目前常用的涂膜保鲜剂主要为多糖类，而多糖因含有较多的羟基而极易吸湿，导致果实表面滋生细菌，加快腐烂速度。松香是我国重要的林业生物质资源，其独特的三环菲骨架结构赋予其较好的耐热性、疏水性以及相容性等，在包装材料、食品生产、医药卫生等多个领域有较为广泛的应用[8-10]。何炜静等[11]制备了中药保鲜果蜡并研究其保鲜性能，结果表明：由虫胶、中药抑菌剂和马来松香改性树脂所制备的中药保鲜果蜡对芒果具有明显的保鲜效果。高宏[12]提供了一种改性松香基果蔬保鲜被膜剂的制备方法，该被膜剂与乙醇具有较好的相溶性，光泽持久且耐候性好。说明松香还具有成膜性好、无毒和抗菌的特性，在涂膜保鲜领域表现出较好的应用前景。因此，本研究利用马来松香季戊四醇酯(MRPE)为原料配成保鲜剂，以涂膜的形式用于椪柑保鲜，考察了松香基涂膜剂对椪柑的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量以及酶活等保鲜性能的影响，以期为松香产品在保鲜领域的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

供试椪柑采自苏州，均为八成熟左右，挑选无病虫害、无机械损伤、大小均匀的椪柑进行实验。马来松香季戊四醇酯(MRPE)根据文献[13]制备，酸值为169.0 mg/g，软化点为135.0 ℃，重均相对分子质量为1 523。

柠檬酸、磷酸氢二钠、过氧化氢、愈创木酚、核黄素、氢氧化钾、油酸、氮蓝四唑、乙二胺四乙酸二钠、聚乙烯吡咯烷酮，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；抗坏血酸标准品，麦克林试剂；没食子酸标准品，源叶生物科技有限公司；市售保鲜剂吗啉脂肪酸盐(MFAS)，武汉远程共创科技有限公司。

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

1.2 保鲜液制备及椪柑处理

将MRPE与氢氧化钾、油酸(提亮剂)及山梨酸钾(防腐剂)按照质量比1 ∶0.3 ∶0.06 ∶0.06配成质量浓度为100 g/L的保鲜液。将挑选出的椪柑分成3组，每组18个；仅对果实用清水处理作空白对照组；将MRPE保鲜液用海绵擦在椪柑上均匀涂抹处理作MRPE涂膜处理组；将市售保鲜剂吗啉脂肪酸盐(MFAS)用海绵擦在椪柑上均匀涂抹处理作MFAS涂膜处理组。处理后将果实晾干，贮藏每隔6 d测定一次相关指标，自然状态下贮藏至42 d。

1.3 指标测定

1.3.1失重率的测定 称取新鲜果实和贮藏后果实的质量，并按下式进行计算：

(1)

1.3.2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，每组样测6个果实，每个果实随机选3个点进行测量，直接读取数值，取平均值。

1.3.3可溶性固形物含量的测定 利用榨汁器榨出果汁，采用PAL-1型数显糖度计进行测定，读数，测3次取平均值。

1.3.4丙二醛(MDA)含量的测定 椪柑中MDA含量采用硫代巴比妥酸显色法测定[14]。将椪柑于液氮中冷冻并保存于-75 ℃超低温冰箱中，取椪柑冻样(1.5 g)溶解于10%三氯乙酸溶液中，然后在10 000 r/min 速度下离心10 min。取3 mL的上清液与3 mL的0.67%硫代巴比妥酸溶液混合，将混合溶液沸水浴20 min后立即冷却，接着离心10 min。取上清液在600、 532和450 nm处测量样品的吸光度。每组样品测定重复3次。溶液中丙二醛的浓度按式(2)计算，椪柑中丙二醛的量按式(3)计算：

C=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

(2)

(3)

式中：C—溶液中丙二醛浓度，μmol/L; OD—吸光度值，波长分别为450、532和600 nm；WMDA—椪柑中丙二醛的量，nmol/g；V—上清液总体积，mL；Vs—测定所需上清液体积，mL；m—样品质量,g。

1.3.5可滴定酸含量的测定 采用酸碱滴定法。将50 g椪柑样品磨碎，并转移到500 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。静置30 min后，过滤得到滤液。量取20 mL加入到锥形瓶中，滴加2滴酚酞指标剂，使用0.1% NaOH标准溶液滴定，计算可滴定酸的量。

1.3.6超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定 参照Chance等[15]的方法测定。称取2.5 g冻样溶于 5 mL 磷酸缓冲液(pH值7.8，下同)中，将匀浆全部转入到离心管中，在4 ℃条件下以1 200 r/min速度离心30 min，将上清液(酶提取液)收集后于低温下保存以备用。在5支指形玻璃管中按照顺序都加入以下6种溶液：磷酸缓冲液、氮蓝四唑溶液、蛋氨酸溶液、上清液(酶提取液)、EDTA-Na2溶液和核黄素溶液。混合均匀后，将其中一支作为对照管置于暗处，其他各管置于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。SOD活性按照式(4)计算：

(4)

式中：ASOD—SOD活性，U/g; ODc—对照管中混合溶液的吸光度值； ODs—光照后混合溶液的吸光度值；t—光照反应时间，min。

1.3.7过氧化物酶(POD)活性的测定 参照Chen等[16]的方法测定。使用乙酸-乙酸钠缓冲液(pH值5.5，下同)配制含有10 mmol/L聚乙二醇600、质量分数4%聚乙烯吡咯烷酮，以及质量分数1%的聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)的混合溶液，称取2.5 g椪柑冻样溶于5 mL混合溶液。在4 ℃条件下以1 200 r/min 速度离心30 min，将得到的上清液(酶提取液)收集后于4 ℃保存备用。在试管中加入25 mmol/L 乙酸-乙酸钠缓冲液配制的愈创木酚溶液和上清液，再加入H2O2溶液(乙酸-乙酸钠的缓冲液稀释30% H2O2溶液配制而成)迅速混合开始反应，以蒸馏水为空白参比，并立即开始计时。以反应15 s时波长470 nm处吸光度值为初始值，然后每隔1 min记录一次，连续记录6个数据。重复3次。POD活性按照式(5)计算：

(5)

式中：APOD—POD活性，U/g; ΔOD470—在波长470 nm处吸光度的变化值。

1.3.8过氧化氢酶(CAT)活性的测定 参照孙雯等[17]的方法测定。使用磷酸钠缓冲液(pH值7.5)，配制含有5 mmol/L二硫苏糖醇和质量分数5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液的混合溶液，称取2.5 g椪柑冻样溶于5 mL混合溶液。在4 ℃条件下以1 200 r/min速度离心30 min，将上清液收集后于低温下保存备用，酶促反应体系由H2O2溶液和上清液组成。以蒸馏水为参比空白，将反应15 s时波长240 nm处吸光度值设为初始值，然后每隔30 s记录一次，连续获取6个数据。重复3次。CAT活性按式(6)计算：

(6)

式中：ACAT—CAT活性，U/g; ΔOD240—在波长240 nm处吸光度的变化值。

2 结果与讨论

2.1 椪柑涂膜保鲜过程中失重率的变化

图1 椪柑失重率随时间的变化Fig.1 Changes in weight loss of ponkan during storage

图1为椪柑失重率随时间的变化。由图可知，贮藏期间椪柑失重率呈上升的趋势，且MRPE涂膜处理组与MFAS涂膜处理组椪柑的失重率均小于空白对照组，说明MRPE能有效地抑制水分流失。这可能是经过涂膜处理后，MRPE在椪柑表面形成一层较为致密和均匀的薄膜，在一定程度上抑制了椪柑的蒸腾作用，减少了有机物的消耗和水分的散失[18]。贮藏至42 d时，MRPE涂膜处理组失重率为11.38%，比空白对照组低31.39%。但与市售保鲜剂MFAS涂膜处理组相比，MRPE涂膜处理组的失重率高于MFAS涂膜处理组，说明与MFAS相比，MRPE保持水分效果较差。

2.2 椪柑涂膜保鲜过程中硬度的变化

表1为椪柑硬度随时间的变化。如表所示，MRPE和MFAS涂膜处理组椪柑的硬度在贮藏过程中呈下降的趋势，空白对照组椪柑的硬度呈先下降后上升的趋势。果实硬度在保鲜初期随着果实细胞壁结构退化而下降，但是随着成熟过程中水分散失导致表皮干瘪而变硬，因此减少水分散失维持水果的硬度对保鲜十分重要[19]。

表1 椪柑硬度随时间的变化

在室温下贮藏7 d时，空白对照组硬度急剧下降，而涂膜处理组硬度下降较为缓慢，且明显高于对照组。贮藏至35 d时，空白对照组硬度急剧上升，这可能是对照组失水严重所导致，而MRPE和MFAS涂膜处理组硬度仍呈缓慢下降的趋势,且MRPE涂膜处理组硬度变化明显小于市售MFAS保鲜剂处理组，说明MRPE涂膜处理能有效抑制椪柑硬度的变化，保持水果品质。

2.3 椪柑涂膜保鲜过程中可溶性固形物的变化

果蔬的可溶性固形物含量变化幅度越小，说明营养物质较少地分解成为葡萄糖，故其贮藏期越长。MRPE和MFAS涂膜处理对椪柑可溶性固形物含量的影响如图2(a)所示。由图可知，在椪柑贮藏期间，空白对照组可溶性固形物的含量呈先上升后下降的趋势。这是由于贮藏前期果实内部的淀粉转化为可溶性糖所致，可溶性固形物含量的增加用以补充呼吸消耗，但是贮藏后期淀粉转化的糖远不足以补充呼吸消耗，可溶性固形物含量逐渐下降。与之相比，涂膜处理组的可溶性固形物的含量呈缓慢增加的趋势。Certel认为涂膜处理可以通过调节气体进入果实的速率，降低呼吸代谢，从而减缓果实中可溶性固形物的质量分数的变化[20]。由图可知，在贮藏期间MRPE涂膜处理组的椪柑的可溶性固形物含量均低于MFAS涂膜处理组，这说明与MFAS涂膜处理相比，MRPE涂膜处理更有效地减缓了可溶性固形物的变化，从而延缓其成熟，延长其货架期。

2.4 椪柑涂膜保鲜过程中丙二醛的变化

在椪柑老化过程中或逆境条件下，常发生细胞膜过氧化。丙二醛是脂质氧化过程中产生的，可作为脂质过氧化的指标，其含量与脂质过氧化程度呈正相关[21]，与椪柑的抗逆性成反比，可以反映椪柑细胞膜的完整性和新鲜度。由图2(b)可知，当贮藏时间超过35 d后，MRPE涂膜处理的丙二醛(MDA)含量低于空白对照组与MFAS涂膜处理组，说明MRPE涂膜处理组具有长时间贮藏的优势。贮藏至42 d时，MRPE涂膜处理组中丙二醛为6.44 nmol/g，比空白对照组低26.23%，且效果明显优于市售MFAS涂膜处理组。

2.5 椪柑涂膜保鲜过程中可滴定酸的变化

可滴定酸作为鉴别果实品质、衡量果实贮藏质量的重要指标，其含量高代表水果成熟度低。由图2(c)可知，随贮藏时间延长，可滴定酸含量呈先上升后下降，再上升再下降的波浪形变化。在贮藏前期，椪柑的可滴定酸含量呈上升的趋势，这可能是因为采收时成熟度较低，随着成熟度增加有机酸继续积累导致。随着有机酸的代谢转化，含量降低；而贮藏后期可滴定酸含量的上升可能是因为椪柑果实水分散失所导致，其中尤以空白对照组变化最为明显。同时在贮藏14～35 d内，MRPE涂膜处理组可滴定酸含量波动较小，说明MRPE涂膜处理能有效减缓可滴定酸含量的变化，较好地维持椪柑原有的风味。

图2 椪柑中可溶性固形物(a)、丙二醛(b)和可滴定酸(c)随时间的变化

2.6 椪柑涂膜保鲜过程中SOD活性的变化

为了延缓水果贮藏期间由氧化损伤引起的衰老，植物进化出一套完整的抗氧化系统，包括酶和非酶组分。椪柑果实中的抗氧化酶包括清除游离活性氧的酶，如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等。SOD作为内源活性氧清除剂，能够在逆境胁迫或衰老过程中清除植物体内过量的活性氧，维持氧代谢的平衡并保护膜结构，从而在一定程度上延缓果实的衰老过程[22]。由表2可知，随着贮藏时间的延长，空白对照组SOD活性呈现先上升后下降的趋势，并在贮藏28 d时达到峰值，为8.51 U/g；MRPE和MFAS涂膜处理组椪柑至42 d时，SOD活性分别为9.90和8.16 U/g，且在整个贮藏期内，MRPE涂膜处理组的SOD酶活始终高于空白对照组及市售MFAS涂膜处理组。这说明MRPE涂膜处理能够提高椪柑SOD活性、提高抗氧化能力，从而延缓果实衰老。

表2 椪柑超氧化物歧化酶活性随时间的变化

2.7 椪柑涂膜保鲜过程中POD活性的变化

POD是果蔬体内普遍存在的一种还原酶，能够清除活性氧自由基，减少其对细胞膜的伤害，POD活性可作为果实后熟和衰老的参数[23]。由表3可知，在椪柑采后贮藏过程中，MRPE、MFAS涂膜处理组和空白处理组果实的POD活性整体呈先上升后下降的趋势，当贮藏至7 d时，空白处理组POD酶活达到最大值为1.34 U/g,而MFAS和MRPE涂膜处理组分别在21和28 d达到最大值，分别为2.41和2.45 U/g，且在贮藏后期，涂膜处理组酶活始终高于空白处理组，当贮藏至42 d时，MRPE和MFAS涂膜处理组POD活性相差不大，但明显高于空白对照组。这说明MRPE涂膜处理可增强POD活性，减少活性氧自由基累积。

表3 椪柑过氧化物酶活性随时间的变化

2.8 椪柑涂膜保鲜过程中CAT活性的变化

CAT能催化植物体内积累的过氧化氢分解为水和分子氧，从而减少H2O2对果蔬组织造成的氧化伤害[24]。不同处理组椪柑CAT酶活如表4所示。

表4 椪柑过氧化氢酶活性随时间的变化

从表中可知在椪柑贮藏期间，贮藏至21 d时，空白对照组、MRPE涂膜处理组和MFAS涂膜处理组酶活达到最高值，分别为1.53、 1.47 和1.44 U/g，无明显差异；继续延长贮藏时间，空白对照组CAT酶活急剧下降，MRPE和MFAS涂膜处理组酶活显著高于空白对照组，且两者之间无明显差异。贮藏至42 d，MRPE与MFAS涂膜处理组CAT酶活分别为1.02和0.96 U/g，分别高于空白对照组37.8% 和29.7%。说明MRPE涂膜处理组具有较好的CAT活性，进而减少H2O2对果蔬组织造成的氧化伤害。

3 结 论

将MRPE配成保鲜剂，以涂膜的形式用于椪柑保鲜，并对椪柑室温贮藏期间的失重率、硬度、可溶性固形物含量、丙二醛、可滴定酸含量以及酶活等生理指标进行了研究。研究发现：贮藏至42 d时，MRPE涂膜处理组失重率仅为11.39%，比空白对照组低31.39%，比MFAS涂膜处理组略高；涂膜处理组较空白对照组更能有效地维持硬度，到贮藏后期，空白对照组因失水萎缩而导致硬度急剧增加，而涂膜处理组的硬度均处于缓慢下降的趋势，贮藏42 d时，MRPE和MFAS涂膜硬度分别为1.61和1.47 N。MRPE与MFAS涂膜处理组均能显著减缓可溶性固形物含量的变化，从而延缓其成熟。贮藏至42 d时，MRPE涂膜处理组中的丙二醛为6.44 nmol/g，比空白对照组低26.23%，且效果明显优于市售MFAS组。在14～35 d贮藏期内，MRPE涂膜处理组可滴定酸含量波动小，能有效减缓可滴定酸含量的变化。贮藏至42 d时，MRPE与MFAS涂膜处理组的SOD活性分别为9.90和8.16 U/g，明显高于空白对照组；且MRPE涂膜处理组POD酶活始终高于空白对照组；MRPE与MFAS涂膜处理组CAT酶活分别为1.02和0.96 U/g，分别高于空白对照组37.8%和29.7%。综上所述，MRPE涂膜处理组能较好地维持椪柑的贮藏品质，在椪柑贮藏保鲜方面有很好的应用前景。