植酸魔芋葡甘聚糖混合涂膜液对黄秋葵保鲜探究

何国菊，胡吉刚，何艳，杨胜云，唐菁菁

贵阳学院生物与环境工程学院（贵阳 550005）

黄秋葵是一种有较高营养价值和医疗保健功效的蔬菜[1]，主要在高温季节以嫩果食用。秋葵嫩果气孔发达，高温季节失水及呼吸消耗极快，易导致黄化、纤维化而失去食用价值[2]，严重制约销售。黄秋葵如不能及时食用或加工，需采取措施延长保鲜期。因食品安全问题，使用无毒生态保鲜剂是保鲜发展的方向。目前对黄秋葵生态保鲜方法主要是在非冷害低温贮藏条件下探寻一些安全、有效防腐保鲜剂[3]。但冷链技术耗能大、技术性强、投资成本高，在贮存、运输、销售过程中温度起伏变化易造成果蔬成熟期间的冷害，引起腐烂变质。

涂膜保鲜以多糖作为生物涂膜材料，具有天然、无毒、使用方便等特点[4]。在涂膜剂中添加生理活性调节剂，可进一步提高保鲜效果[5]。试验在室温（15～23 ℃）下，用涂膜液涂抹秋葵后装入保鲜袋，探讨MA自然气调结合保鲜袋适时刺孔处理对秋葵的保鲜效果。涂膜剂拟挑选安全无毒的改性魔芋葡甘聚糖、植酸、二氧化氯等物质，通过试验优化保鲜剂组成、保鲜条件，研究涂膜后对秋葵品质的影响，为延长黄秋葵保鲜期提供理论数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄秋葵嫩荚采收标准及预处理：以花后5～6 d、荚长8～9 cm左右为宜，购于贵阳秋葵种植基地，采后运回实验室室温预冷1 h。挑选大小均匀、无损伤黄秋葵备用；聚乙烯袋式保鲜袋，厚度为0.01 mm；食品级魔芋精粉和卵磷脂，成都新星城明生物科技公司；稳定型液态ClO2，山东英联化学科技有限公司；测定指标中所用试剂均为分析纯。

刺孔保鲜袋：用直径0.6 mm针在保鲜袋前后两面上各均匀刺孔2行，每行长度为20 cm，行间距10 cm，孔间距 4 cm左右。

1.2 改性魔芋葡甘聚糖的制备

将魔芋精粉改性后可除掉其腥味，增大溶解度，增强溶胶稳定性[6]。试验参照文献[7]方法，以魔芋精粉为原料制备魔芋葡甘聚糖，用氢氧化钙处理魔芋葡甘聚糖，制备改性魔芋葡甘聚糖。

1.3 指标测定方法

叶绿素：采用分光光度法[8]测定；纤维素：采用蒽酮比色法[9]测定；VC：采用2,6-二氯酚靛酚法[10]测定；丙二醛（MDA）：采用TBA显色法[11]测定；商品率：采用感官评价法[12]测定。

1.4 数据分析

试验数据均为平行测定3次的平均值。主要采用Excel 2007进行数据统计处理.

1.5 涂膜液组成对秋葵叶绿素质量分数的影响

涂膜液组成变化见处理一至处理九。（改性）魔芋葡甘聚糖拟作成膜剂使用，植酸、二氧化氯拟作生理活性物质设计。处理一至处理九中生理活性药液总浓度基本一样。涂膜液组成：处理一，水，用于对照；处理二，0.25%植酸溶液；处理三，2.5 mg/L二氧化氯溶液；处理四，2 g/L改性魔芋葡甘聚糖溶液；处理五，0.05%植酸，2 mg/L二氧化氯；处理六，0.25%植酸，2 g/L改性魔芋葡甘聚糖；处理七，2.5 mg/L二氧化氯，2 g/L改性魔芋葡甘聚糖；处理八，0.05%植酸、2 g/L二氧化氯、2g/L改性魔芋葡甘聚糖；处理九，0.05%植酸、2 g/L二氧化氯、2 g/L魔芋葡甘聚糖。挑选没有损伤的新鲜黄秋葵，每20个秋葵分为1组，共9组。分别放入按照处理一至处理九配制好的保鲜液中浸泡2 min，然后取出，平铺自然晾干后，装入未刺孔保鲜袋中常温贮藏（13～20 ℃，相对湿度为65%～80%，下同），分别于贮藏第0（刚采摘的当天），第3和第9天测叶绿素的质量分数。

1.6 保鲜袋刺孔时间对黄秋葵叶绿素质量分数的影响

根据1.5小节的试验结果，试验涂膜液组成分为0.05%植酸、2 g/L二氧化氯、2 g/L改性魔芋葡甘聚糖。选择保鲜剂涂膜过的黄秋葵，随机每20条1袋，共7袋。第1袋作为对照组，采用无刺孔的保鲜袋包装。剩余6袋，分别于1，2，3，4，5和6 d进行刺孔处理。常温贮藏，每2 d检测叶绿素。当天有刺孔任务时先测样后对袋刺孔。

1.7 秋葵在膜液中浸泡时间对叶绿素质量分数的影响

以不涂膜秋葵为对照，将预处理好的秋葵，以植酸质量分数0.05%、二氧化氯质量浓度2 g/L、改性魔芋葡甘聚糖质量分数0.5%溶液为涂膜液，分别浸渍10 s，30 s，1 min，1.5 min，2 min和2.5 min，晾干后装于保鲜袋中贮藏，第3天对袋刺孔（下同），分别于第0，第3，第6，第9，第12和第15天分别测定叶绿素质量分数。

1.8 涂膜液组分浓度对黄秋葵纤维素质量分数的影响

以涂膜液中植酸质量分数、二氧化氯质量浓度、改性魔芋葡甘聚糖质量分数三个因素按表1进行L9(33)正交试验，得到表2中试验号1～9对应组成的涂膜液。随机每20条秋葵装1袋，共9袋，每袋分别涂膜对应1～9试验号的涂膜液，自然晾干。常温贮藏，在第3天对保鲜袋进行刺孔，第8天测各袋中秋葵纤维素的质量分数。

表1 涂膜液浓度正交试验因素水平

表2 涂膜液中组分浓度变化正交试验结果

1.9 优化保鲜参数下涂膜对秋葵品质的影响

以不涂膜秋葵为对照，将预处理好的秋葵，以植酸质量分数0.05%、二氧化氯质量浓度2 g/L、改性魔芋葡甘聚糖质量分数0.3%的混合溶液为涂膜液，浸渍1 min，自然晾干后装于保鲜袋中，第3天对袋刺孔，间隔3～4 d检查秋葵，计算商品率。同时在上述时间选择具有商品性的秋葵测定叶绿素、纤维素、VC、MDA的质量分数。

2 结果与分析

2.1 涂膜液组成对秋葵叶绿素质量分数的影响

叶绿素不仅能从外观，也能从内在品质反映秋葵的保鲜程度。由图1可知：对比第0，第3和第9天对应的3个系列，以第0天为参照，第9天各处理组叶绿素质量分数与第3天相比降速更快，反映各处理组中黄秋葵随着贮藏时间延长，叶绿素质量分数呈下降的趋势。

图1 不同处理方式对秋葵叶绿素质量分数的影响

但各处理组相比较，叶绿素降速快慢程度各不相同。处理八叶绿素质量分数减少最少和最慢，该涂膜液中同时含植酸、二氧化氯与改性魔芋葡甘聚糖三种物质，涂膜效果最好；处理二至处理九与处理一相比，叶绿素降低得更慢，说明在涂膜液加入魔芋葡甘聚糖、二氧化氯或植酸对秋葵均具有一定的保鲜效果；处理二、处理三与处理四、处理六、处理七、处理八、处理九的区别是后者添加了改性魔芋葡甘聚糖。根据试验结果，添加改性魔芋葡甘聚糖后，叶绿素质量分数降速减缓，第9天各处理组相比，添加该物质的叶绿素质量分数至少提高26%，说明添加成膜剂魔芋葡甘聚糖是很有必要的，有利于黄秋葵的保鲜；通过试验结果说明二氧化氯、植酸对秋葵涂膜保鲜起到了生理活性调节剂的作用。处理八与处理五相比，叶绿素降得更慢，说明成膜液中二氧化氯和植酸的加入比使用单独的成膜剂保鲜效果更好，在秋葵保鲜中有较大必要性。对比处理二、处理三和处理五组，说明二氧化氯与植酸复合使用效果更好；处理八和处理九相比，区别在于处理八用的成膜剂是改性魔芋葡甘聚糖，处理九用的成膜剂是魔芋葡甘聚糖，根据图1可知改性魔芋葡甘聚糖的保鲜效果更好。原因可能是改性魔芋葡甘聚糖脱去了魔芋葡甘聚糖分子上乙酰基，有利于分子间羟基氢键相互交联，成膜韧性增强，成膜性能更好。综上所述，9种处理方式中，涂膜液组成分为0.05%植酸、2 g/L二氧化氯与0.5%改性魔芋葡甘聚糖，最有利于黄秋葵的保鲜。在贮藏第9天，未涂膜组的叶绿素仅保持在36%，复合保鲜组叶绿素保持在90%。

2.2 保鲜袋刺孔时间对黄秋葵叶绿素质量分数的影响

根据图2各折线斜率可知，保鲜袋刺孔时间在第3天时叶绿素降速最慢，可以较好地保持秋葵色泽。根据图2各贮藏时间叶绿素质量分数和降速趋势，第1天和第2天刺孔保鲜效果均略低于不刺孔组，说明刺孔时间太早。第4，第5和第6天刺孔组，从后几天看，叶绿素保鲜结果确实优于不刺孔组，但差于第3天刺孔组，刺孔时间越往后效果明显更差。原因可能是秋葵采摘后如呼吸等生理活动仍在进行，贮藏袋内保持适当浓度O2、CO2、水蒸气等气体，可减慢“成熟-老化-腐败”过程。密封早期袋内秋葵呼吸旺盛，袋内O2浓度迅速降低，CO2浓度升高，自发调节抑制呼吸代谢。后期适时刺孔处理，能有效改变保鲜袋透气、透湿性，减缓因氧气浓度太低导致乙醇、乙醛等挥发性物质积累，降低品质。总之，秋葵涂膜后MA自然气调与保鲜袋适时刺孔对秋葵保鲜比单纯MA自然气调效果更好，第3天对保鲜袋刺孔时叶绿素保持得最好，在贮藏期第8天，同比复合保鲜的未刺孔组，叶绿素高6%左右。

图2 袋刺孔时间对黄秋葵贮藏期叶绿素质量分数的影响

2.3 秋葵在膜液中浸泡时间对叶绿素质量分数的影响

由图3可知，各组叶绿素质量分数从贮藏开始后均处于下降的趋势。但与对照组相比，当膜液浸滞时间为1～2 min时，叶绿素降解较慢，尤其当浸液时间为1 min时，叶绿素降速最慢，到第15天时叶绿素质量分数可达初始量的80%左右。故选择膜液浸液时间为1 min。

图3 秋葵在膜液中浸泡时间对叶绿素质量分数影响

2.4 涂膜液中组分浓度对黄秋葵保鲜期纤维素质量分数的影响

黄秋葵纤维素质量分数越高，可食用性越差，是反映秋葵保鲜效果和可食用性的一个重要指标。经测定刚采回的秋葵纤维素质量分数为0.32%。由表2可看出，最有利于抑制纤维素增加的组合是A2B2C2，即植酸质量分数为0.05%、二氧化氯质量浓度为2 g/L、改性魔芋葡甘聚糖质量分数为0.3%，该组合下第8天的纤维素的质量分数仅0.52%，仅增加60%。根据极差数据可看出，各因素的影响顺序为二氧化氯质量浓度（B）＞改性魔芋葡甘聚糖质量分数（C）＞植酸质量分数（A）。

2.5 优化保鲜参数下涂膜对秋葵品质的影响

由图4可知，涂膜组秋葵叶绿素质量分数降低明显慢得多，在贮藏的第19天，叶绿素质量分数是0.095 mg·g-1，是未涂膜组的15倍。说明涂膜处理能抑制秋葵叶绿素的降解。

图4 优化参数下贮藏秋葵叶绿素质量分数的变化

由图5可知，涂膜组秋葵纤维素质量分数增速明显慢得多，在贮藏的第19天，纤维素质量分数是0.72%，不到未涂膜组30%。说明涂膜处理能有效抑制秋葵的纤维化。

图5 优化参数下贮藏秋葵纤维素质量分数的变化

黄秋葵含VC较丰富，其质量分数可作为评价黄秋葵品质的重要指标。根据图6可知，涂膜组秋葵VC质量分数明显降低得更慢，在贮藏的第19天，VC仍保持在61%，超过未涂膜组的4倍，未涂膜的对照组VC仅保持在13%左右。说明涂膜处理能在一定程度上阻隔氧气进入细胞，抑制抗坏血酸酶活性，使秋葵VC降解更慢。

图6 优化参数下贮藏秋葵VC质量分数的变化

MDA是膜脂过氧化作用的重要产物，常把MDA作为评价膜脂过氧化程度的指标[13]，高质量分数MDA对细胞有一定毒性，在贮藏时应设法抑制MDA质量分数；由图7可知，随着秋葵贮藏时间的延长，秋葵的MDA均呈增加的趋势。与未涂膜组相比，涂膜组的MDA增速缓慢得多。在第19天，涂膜组的MDA质量分数仅为对照组的59%。说明涂膜液成分延缓了秋葵细胞膜脂的氧化，在一定程度上维持了采后秋葵膜的生理功能。

图7 保鲜处理对秋葵贮藏期MDA质量分数的影响

商品率是体现保鲜效果的直接指标。由图8可知，涂膜组的秋葵商品率随着贮藏时间的延长明显比未涂膜组降低缓慢得多。在第19天，涂膜组的商品率仍可达到80%，是未涂膜组的8倍。

图8 优化参数下保鲜处理对秋葵商品率的影响

2.6 讨论

此次试验的涂膜液采用魔芋葡甘聚糖、植酸、氧化氯3种天然或无毒的物质组成复合保鲜液进行保鲜，体现出较好的保鲜鲜果。魔芋葡甘聚糖是一种天然的植物多糖，溶于水后形成一种高黏度的假塑料性溶液，在可食性膜的研究和应用方面具有广阔的前景[14]。魔芋葡甘聚糖可以在果实表面形成薄膜，在黄秋葵表面形成较好的半透膜气调环境，可减少果实水分蒸腾，抑制果实采后的呼吸，减少果实营养消耗及变化。植酸是从植物种籽中提取的一种有机酸类化合物，是一种高效、安全、无副作用的天然食品防腐剂[15]，可减弱被保鲜物氧化变质，具有杀菌作用。二氧化氯是国际上公认为安全、无毒的绿色保鲜剂，可减少促进成熟的乙烯的释放，杀菌能力强，无残留，不影响食品风味和外观品质。植酸和二氧化氯这两种物质的加入，减少了致病菌侵染，减缓了其软化和腐烂变质。上述三个物质的复合使用更有利于秋葵采后保鲜。此次试验对黄秋葵以无毒无害的保鲜剂涂抹处理、常温下自然气调包装结合袋刺孔处理的保鲜方法，安全，保鲜效果好，具有较大发展前景。

3 结论

通过系列优化试验，根据秋葵贮藏期叶绿素和纤维素检测指标结果，对秋葵优化后的保鲜工艺为：常温下，秋葵在由0.05%植酸、2 g/L二氧化氯、0.5%改性魔芋葡甘聚糖三种物质组成的复合保鲜膜液中浸渍1 min，自然晾干装于保鲜袋中。然后进行MA自然气调贮藏，并于秋葵贮藏期第3天对保鲜袋刺孔更有利于秋葵的保鲜。在优化工艺下复合保鲜剂结合保鲜袋第3天刺孔处理显著（p＜0.05）延缓黄秋葵VC和叶绿素质量分数降低、抑制纤维素和MDA质量分数增加、促进商品率提高。与对照组相比，在贮藏的第19天：VC仍保持在61%，超过未涂膜组的4倍；涂膜组秋葵MDA质量分数仅为对照组的59%；涂膜组商品率仍可达到80%，是未涂膜组的8倍。说明此次选用的复合保鲜剂和适时刺孔的MA自然气调能延缓黄秋葵采后成熟衰老的进程。