玫瑰精油和壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜效果的影响

车雨晴，张 红，赵 屹，张慧欣

（德州学院，山东德州 253000）

草莓（Fragaria ananassaDuch）属于多年生草本植物，含有丰富的氨基酸、维生素C 等营养物质，含水量较高，果皮较薄，组织娇嫩，在收获、贮藏及售卖过程中容易受到机械损伤及微生物的污染，引起腐烂变质，室温下只能储存1～2 d，这极大地影响了草莓的种植及产业发展[1]。目前草莓的保鲜方法主要有化学保鲜、物理保鲜和生物保鲜三类[2]。化学保鲜主要是使用杀虫剂、防腐剂等化学试剂来达到延长草莓储存期的目的，具有成本低、效果强、操作简便等优点，但易引起食物中毒或其它潜在危害。物理保鲜是指将物理方法如气调保藏、热处理、辐照等技术应用于果蔬保鲜中，我国草莓的保鲜以低温冷藏为主，保存效果不理想且成本高。生物保鲜是指从生物体内提取出某些具有杀菌、抑菌等作用的物质应用于食品保鲜或利用生物技术获得安全性高的保鲜剂，主要有微生物保鲜和涂膜保鲜，这是目前果蔬保鲜研究的热点。

玫瑰精油是指从玫瑰花中提取得到的具芳香气味的油状混合液体[3]，具有安全、可降解、易提取等优点，所含成分较复杂，主要包括醇类、酚类、黄酮类、多糖等物质，有抗氧化活性及一定的抑菌活性[4]。壳聚糖是一种广泛存在于自然界的天然高分子化合物[5],可以抑制某些细菌、霉菌的生长[6]，具有一定的成膜性，其配制成溶液涂膜于果蔬表面时，可以在果蔬表面形成一层薄膜，这层薄膜可以起到阻隔空气的作用。壳聚糖还具有生物可降解性、无毒性、可再生等特点[7]。目前已有研究表明壳聚糖应用于果蔬时具有明显的保鲜防腐作用，如张松阳等[8]研究了壳聚糖对草菇的保鲜效果，发现草菇在15 ℃条件下恒温储存时，使用1.0%壳聚糖溶液浸泡30 s 后可以达到最佳的保鲜效果；路志芳等[9]发现相比于25 ℃，鲜黄瓜在4 ℃条件下使用1.0%壳聚糖溶液进行处理后能取得更好的保鲜效果。

玫瑰精油具有特殊的香气，具有易挥发、不溶于水等特性，将玫瑰精油单独应用于果蔬保鲜时，会影响果蔬的品质及口感，壳聚糖具有成膜机械强度较弱、防水性能弱、对于某些真菌的生长抑制作用弱等问题，单独应用于果蔬保鲜时其保鲜效果并没有完全发挥出来。但将玫瑰精油与壳聚糖复配后，两者能够相互作用，壳聚糖能在一定程度上遮盖植物精油的刺激性气味，玫瑰精油可以增强壳聚糖的防水性能及增强成膜的机械强度，而且两者复合使用时，抑菌效果有增强的可能。因此将植物精油与壳聚糖复合后应用于果蔬保鲜时，能取得比两者单独应用时更好的保鲜效果[10-12]。本试验是在前人研究的基础上，以不同浓度的玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液对草莓进行浸泡处理，每隔24 h 测定草莓在存放过程中的失重率、腐烂率、可溶性固形物含量、维生素C 含量及总酸含量等指标的变化，探究玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液对草莓的保鲜效果，为玫瑰精油的应用及开发天然保鲜剂提供更多参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售新鲜草莓：选取大小均匀、成熟度相似、外表无任何损伤的草莓。

玫瑰精油，广州露姿生物科技有限公司；壳聚糖，山东卫康生物医药科技有限公司；2,6-二氯靛酚，安徽酷尔生物工程有限公司；氢氧化钠、活性炭、抗坏血酸、草酸、酚酞，天津市大茂化学试剂厂；无水乙醇、醋酸，天津市富宇精细化工有限公司。

1.2 仪器与设备

TLE4002E 型天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；糖量计，泉州光学仪器厂。

1.3 方法

对照组CK：1.25%壳聚糖溶液，其配制方法参考文献[13]；处理组A：0.1%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液（1.25 g 壳聚糖与1 mL 玫瑰精油配成100 mL 溶液）；处理组B：浓度为0.2%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液；处理组C：0.4%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液；处理组D：0.6%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液；处理组E：浓度为0.8%的玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液。

挑选大小基本一致、外表无任何损伤的草莓，按质量平均分成六组，分别于上述复合涂膜液中浸泡5 min，捞起来自然晾干后，于4 ℃下冷藏存放。每隔24 h 测定草莓的失重率、腐败率、可溶性固形物含量、维生素C 含量及总酸含量。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 失重率

采用称质量法测定样品失重率，具体计算公式见式（1）。

1.4.2 腐烂指数

按照曾令晋等[14]的方法测定草莓腐烂指数，具体计算公式见式（2）。根据草莓腐烂面积的大小，将果实腐烂级别划分为4 个等级。0 级：未腐烂的草莓；1 级：腐烂面积小于草莓总面积的10%；2 级：腐烂面积占草莓总面积的10%～30%之间；3 级：腐烂面积大于草莓总面积的30%。

1.4.3 可溶性固形物含量

采用糖量计测定可溶性固形物含量[15]。

1.4.4 维生素C 含量

采用2,6-二氯靛酚法测定维生素C 含量[16]。使用活性炭进行颜色吸附后滴定。

1.4.5 总酸含量

采用酸碱滴定法测定草莓中总酸的含量[16]。使用活性炭进行颜色吸附，总酸含量以柠檬酸计。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office 2016 进行统计、绘图。

2 结果与分析

2.1 不同涂膜保鲜液对草莓失重率的影响

草莓含水量比较高，采后在储存过程中，由于呼吸作用和蒸腾作用等生理生化反应，水分容易流失，出现果实的萎靡、腐烂变质等现象[17]，从而使草莓失重、品质降低、口感变差等。不同涂膜保鲜液对草莓失重率的影响见图1。由图知，随着储存时间的延长，经过不同保鲜液处理的草莓，其失重率呈现上升趋势。储存6 d 内，A～E 组的草莓失重率比CK 组的草莓低，按照失重率从小到大的顺序排序依次为B＜A＜C＜D＜E＜CK，储存6 d 后，E 组草莓的失重率逐渐比CK 组的高，第9 d 时，D 组草莓的失重率与CK 组最为接近，此时CK 组的失重率达到12.98%，D 组失重率为11.31%，E 组失重率为13.75%。整体来看，浓度为0.2%的玫瑰精油与壳聚糖复合处理的草莓失重率效果较好，浓度为0.8%的玫瑰精油与壳聚糖复合后的保鲜液的效果较差。这说明一定浓度的玫瑰精油与壳聚糖的复合涂膜液对于草莓的保鲜效果比单独使用壳聚糖的效果好，这可能是因为壳聚糖可以在草莓表面形成一层薄膜，而玫瑰精油的加入增强了膜的韧性，从而使膜阻隔空气的能力增强，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，减缓草莓水分流失。而当玫瑰精油浓度偏高时，可能会对草莓正常的生理生化反应等方面产生一些影响，从而导致失重率偏高。

图1 不同涂膜保鲜液对草莓失重率的影响Fig.1 Effects of different coating preservatives on weight loss rate of strawberry

2.2 不同涂膜保鲜液对草莓腐烂指数的影响

草莓的组织细胞比较娇嫩，容易在运输及储存过程中受到碰撞而给微生物入侵的机会，导致腐烂现象的出现，因此，可以通过测定草莓的腐烂指数，确定草莓的外观是否完整以及是否还能食用，进一步判断草莓的保鲜效果[18]。图2 显示了不同涂膜保鲜液对草莓腐烂指数的影响，由图可以看出，随着储存时间的延长，经过不同保鲜液处理的草莓其腐烂指数都呈现上升趋势。其中，CK、D、E 这三组草莓在储存2 d 后逐渐出现腐烂现象，A、B、C 这三组草莓在前3 d 的腐烂指数为0，从第3 d 后开始出现腐烂现象。整体来看，腐烂指数按照从小到大的顺序排序为B＜A＜C＜D＜E＜CK。储存期到第9 天时，CK组的腐烂指数达到27.78%，E 组腐烂指数达到24.56%，B 组腐烂指数仅为15.79%。由此可以得出结论，玫瑰精油与壳聚糖混合处理的草莓其腐烂指数比壳聚糖处理的要低，其中浓度为0.2%的玫瑰精油-壳聚糖处理的草莓腐烂指数最低。这可能是由于玫瑰精油与壳聚糖都有一定的抑菌效果，两者经过混合后，抑菌效果有所增强，从而更有效地抑制了微生物的生长。同时玫瑰精油的加入使壳聚糖在草莓表面形成的薄膜韧性加强，在一定程度上对果实的呼吸作用有抑制效果，因此可以起到减缓草莓腐烂的效果。由实验发现，玫瑰精油浓度高时，抑制效果反而有所下降，猜测玫瑰精油浓度过高时可能会对壳聚糖的作用或者草莓的生理生化反应产生影响。

图2 不同涂膜保鲜液对草莓腐烂指数的影响Fig.2 Effects of different coating preservatives on decay index of strawberry

2.3 不同涂膜保鲜液对草莓可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物主要是指食品中的可溶性糖类及其他可溶性物质，通过可溶性固形物含量的变化可以判断果蔬的成熟情况[19]。

由图3 可以看出，在整个试验过程中，经过处理的六组草莓其可溶性固形物呈现下降趋势，这是因为草莓在储存的过程中会进行呼吸作用，同时会有微生物生长繁殖的情况出现，这些生理生化变化过程都要依靠糖类物质的消耗才能进行[20]。在储存1 d 后，A、B、C、D、E 组的可溶性固形物的含量比CK 组的高。其中，B 组草莓的可溶性固形物含量下降最少，由最初的9%下降到6.6%；其次是A 组草莓，第9 天时可溶性固形物含量为6.4%，与B组相差不是很大；但是储存过程中E 组草莓的可溶性固形物含量与CK 组很接近，特别是第9 天时，E 组可溶性固形物含量与CK 组达到同一水平，为4.9%。整体来看，使用玫瑰精油与壳聚糖复合涂膜液处理的草莓，其可溶性固形物的含量比用壳聚糖处理的草莓要高。其中0.2%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液的效果相对来说最好。由此可以说明，对于草莓的保鲜，玫瑰精油与壳聚糖的复合使用比单独使用壳聚糖时的效果要好，这可能是因为两者复合之后更进一步减缓了草莓的呼吸作用，同时对于微生物的抑制作用也有所增强。但是精油浓度高时，抑制效果反而逐渐减小。

图3 不同涂膜保鲜液对草莓可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effects of different coating preservatives on soluble solid content of strawberry

2.4 不同涂膜保鲜液对草莓维生素C 含量的影响

草莓中维生素C 的含量比较高，但在储存过程中会因为生理生化作用或者被微生物侵染而使维生素C 分解，从而使其含量降低[21]。

图4 显示了不同涂膜保鲜液对草莓维生素C 含量的影响。由图可以看出，随着储存时间的延长，CK 组和处理组的维生素C 含量均呈现下降趋势。其中，B 组草莓的维生素C 含量损失较少，第9 d 时维生素C 含量为50.72 mg/100 g；其次是A 组，且A 组与B 组的维生素C含量很接近，CK 组的维生素C 含量损失最多，第9 d 时维生素C 含量下降到38.12 mg/100 g。由此得出结论，在储存期内，经过玫瑰精油与壳聚糖复合处理的草莓其维生素C 含量比壳聚糖处理的要高，也就是说，玫瑰精油与壳聚糖复合涂膜液的保鲜效果比壳聚糖的效果好，其中浓度为0.2%的玫瑰精油与壳聚糖复合涂膜液的效果最好，而精油浓度偏高时，抑制维生素C 含量降低的作用反而减小。

图4 不同涂膜保鲜液对草莓维生素C 含量的影响Fig.4 Effects of different coating preservatives on vitamin C content of strawberry

2.5 不同涂膜保鲜液对草莓总酸含量的影响

果蔬中所含有的酸是果蔬进行代谢活动的底物，在一定程度上能够影响果蔬的风味和品质。储存期间果蔬的总酸含量变化可以反映营养物质被消耗的程度[22]。图5 显示了不同涂膜保鲜液对草莓总酸含量的影响。由图可以看出，在储存期内，随着储存时间的延长，各组草莓总酸含量都呈现下降趋势。其中，B 组草莓的总酸含量损失较少，第9 天时总酸含量为0.61%；CK 组的总酸含量损失最多，第9 天时总酸含量下降到0.49%。这说明对于草莓的保鲜效果比壳聚糖要好，其中0.2%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液的效果最好。这是因为在储存期间，草莓的呼吸作用及其他生理过程都会消耗有机酸，同时部分有机酸会转化为糖，从而使酸度随着储存时间的增加而降低。草莓经过壳聚糖溶液的浸泡后可以在表面形成一层膜，玫瑰精油的加入增强了膜的韧性，从而使阻隔空气的能力增强，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，同时玫瑰精油与壳聚糖的抑菌效果可能也会增强。

图5 不同涂膜保鲜液对草莓总酸含量的影响Fig.5 Effects of different coating preservatives on total acid content of strawberry

3 讨论

涂膜保鲜是将天然生物大分子制备成适宜浓度的溶液后，均匀涂抹于果实表面，形成一层致密的薄膜，起到减少外界空气与果实表面接触面积的作用，在果实内部能形成低氧高二氧化碳的环境，从而能够抑制果实的呼吸作用等生理生化反应，防止外界微生物对果实的污染，减少果实水分的损失，延缓果蔬腐烂变质的速度[23]，这是目前果蔬保鲜研究的热点，并且已经取得一定成果。如Perdones 等[24]研究发现，向壳聚糖中添加柠檬精油不仅可以增强壳聚糖的抗真菌活性，更好减慢草莓的呼吸速率，同时也能增加果香；Shahbazi 等[25]用含有薄荷挥发油的羟甲基纤维素食用涂膜保鲜草莓，可以提高草莓的储存期；郭俊花等[26]研究了花椒提取物与壳聚糖复合膜对冬枣的保鲜效果，得出在4 ℃低温冷藏时，50 mg/mL的花椒提取液与2%的壳聚糖溶液复合的保鲜液能更好地维持冬枣的品质，延长冬枣的保鲜期。

本试验配置了浓度为1.25%的壳聚糖溶液及浓度分别为0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的玫瑰精油，并将玫瑰精油与壳聚糖混合形成复合涂膜液研究其对草莓的保鲜效果。将经过1.25%的壳聚糖溶液处理的草莓为对照组，经过玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液处理的草莓为试验组，研究在4 ℃冷藏条件下的草莓保鲜情况。由试验结果可知，随着储存时间的延长，六组草莓的失重率、腐烂指数都呈现上升趋势，草莓的可溶性固形物含量、维生素C含量及总酸含量逐渐降低，果实逐渐腐烂。相比较使用壳聚糖处理的草莓而言，经过复合保鲜液处理的草莓，失重率的上升有所减缓，腐烂的速度有所降低，可溶性固形物含量、维生素C 含量及总酸含量的损失都比较少。在试验过程中发现浓度为0.1%及0.2%的玫瑰精油能使草莓气味更加浓郁，0.4%的玫瑰精油使草莓气味有所减弱，而0.6%及0.8%浓度的玫瑰精油基本掩盖了草莓本身的气味。因此可以得出，本试验中，0.2%玫瑰精油-壳聚糖复合涂膜液应用于草莓保鲜时效果最佳。这说明玫瑰精油与壳聚糖的复合涂膜液对于草莓的保鲜效果比单独使用壳聚糖的效果好，玫瑰精油与壳聚糖的复合能增强膜的韧性，使膜阻隔空气的能力增强，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，减缓草莓水分流失，同时两者经过混合后的抑菌效果可能有所增强，但玫瑰精油浓度较高时，保鲜效果反而不太好。

本试验是在前人研究的基础上进一步分析了不同浓度（0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）的玫瑰精油与壳聚糖的复配对于草莓冷藏保鲜的影响，因此对于其它浓度的玫瑰精油与其它浓度的壳聚糖复配后会产生什么样的影响及本试验得出的最佳保鲜液用于其他果蔬类时是否能取得最佳保鲜效果等问题还有待进一步研究。同时对于玫瑰精油浓度高时，保鲜效果反而不太强的机理尚不清楚，可能是以下原因所致：一是精油浓度过高时，对草莓的生理生化反应的抑制效果可能会减弱；二是精油浓度过高时，会对壳聚糖本身的性质有影响，从而影响保鲜效果；三是精油与壳聚糖混合后可能会发生某种反应，而这种反应的产物对于保鲜效果有一定作用，当精油浓度过高时，会抑制这种产物的作用，从而导致精油浓度过高时保鲜效果不强。但具体原因还有待于进一步地分析研究。