壳聚糖、壳寡糖涂膜保鲜对鲜切菠萝品质的影响

张慧欣，张 红，汪 梦，车雨晴

（德州学院，山东德州 253000）

菠萝风味独特、酸甜可口，富含有机酸和维生素C，具有促进食欲、清理肠胃等功效，因此受到了广大消费者的欢迎[1]。但新鲜菠萝在食用时去皮麻烦，给消费者带来不便[2]。为方便食用，市场上推出了鲜切菠萝的新型售卖形式，但鲜切菠萝储存期短，一度成为鲜切菠萝销售的限制条件。

壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖，具有良好的成膜性，所形成的膜可以抑制呼吸、减少水分散失[3-4]。在食品工业中，壳聚糖可以起到粘合剂、填充剂和保湿剂等作用。壳聚糖是一种广泛存在于自然界的天然高分子化合物，可以抑制某些细菌、霉菌的生长[5]，具有一定的成膜性，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。壳寡糖溶解度较高，易被生物体吸收。在食品工业方面，壳寡糖可被用作食品保鲜薄膜，它能够通过抑制果蔬呼吸代谢、阻止水分散失、保持果实硬度、推迟转色、延缓可溶性固形物、抗坏血酸和可滴定酸等含量的下降，从而改善贮藏品质[6-7]。壳寡糖与壳聚糖均有较高的生物相容性和广泛的细菌抑制效果，与传统的合成保鲜剂相比，壳寡糖与壳聚糖具有低残留、高效且环保无毒的优势，均已广泛应用于水果蔬菜采后的保鲜处理[8]。已有研究表明，经壳聚糖溶液处理后的鲜切菠萝，多酚氧化酶（PPO）活性、微生物生长被有效抑制，维生素C、可溶性固形物的损耗降低，感官品质得到改善，贮藏期延长[9]。

鲜切菠萝是由新鲜菠萝经清洗、去皮、切分、包装等处理制作而成，因其方便、新鲜、卫生，在我国发展迅速，越来越受消费者青睐，其产业具有非常广阔的发展前景，但储存期短的问题成为其销售的阻碍因子。壳寡糖、壳聚糖都有无毒、低残留等特性，利用壳聚糖、壳寡糖的成膜性和抑菌活性对水果蔬菜做保鲜处理，能明显延长果蔬的货架期，这种方法是近几年新兴起的一种绿色保鲜技术[10-13]。本课题致力于研究不同浓度的壳聚糖、壳寡糖溶液对鲜切菠萝品质的影响来探索鲜切菠萝易变质问题的解决对策，以期找到合适的方法延长鲜切菠萝贮藏期，促进鲜切菠萝产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菠萝，市售，挑选大小均匀、新鲜、成熟、无病害、无破损的菠萝作为实验果。

壳聚糖（水溶性）、壳寡糖，食品级，山东卫康生物医药科技有限公司。草酸、抗坏血酸，天津恒兴化学试剂制造有限公司；2,6-二氯靛酚，上海仁捷生物科技有限公司。市售聚乙烯保鲜膜、保鲜袋、标签纸等。

1.2 仪器与设备

WYT-4 数显手持糖度计，泉州光学仪器厂；TLE4002E 型天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；海尔冰箱，BCD-221WDPCU1，深圳市首舟科技有限公司。

1.3 保鲜实验

1.3.1 鲜切菠萝保鲜处理

新鲜的菠萝→整理清洗→去皮→切分→保鲜处理→包装→贮藏

1.3.2 操作要点

（1）样品处理

挑选大小、成熟度一致的新鲜菠萝，去掉头部和尾部，削去外皮，然后用专用菠萝刀斜削，边削边旋，削除芽眼，切开分成4 大块，去除硬芯，切成长2 cm 左右的小块，分成7 份，每份（100±2）g。挑选的原材料应为成熟度一致、外观良好、无损伤的新鲜菠萝，以防对实验产生影响。菠萝在切分时尽量切成均匀的小块，且每组菠萝小块个数、大小基本相同，以保证壳聚糖、壳寡糖溶液对其浸泡作用相同。

（2）保鲜处理

分别配制好0.5%、1.0%、1.5%的壳聚糖溶液，0.5%、1.0%、1.5%的壳寡糖溶液。然后将鲜切菠萝分别用上述浸泡液常温下浸泡3 min，同时取一组用清水浸泡作对照。壳聚糖溶液、壳寡糖溶液以及清水浸泡液要在处理菠萝前准备好，防止菠萝因鲜切后于空气中放置而对实验产生影响。

（3）包装、贮藏

将浸泡完的鲜切菠萝取出，用保鲜袋密封包装好，放入5 ℃冰箱中贮存，并分别于0、2、4、6、8、10 d 时取样检验。浸泡后的鲜切菠萝取出后，要确保其不再有液体滴落，防止有浸泡液对实验数据产生影响。

1.4 菠萝指标的检测方法

1.4.1 果肉感官评价

选择20 名（10 男10 女）品评人员评判不同处理后的鲜切菠萝感官品质，按鲜切菠萝的颜色（20%）、硬度（20%）、风味（30%）及外观（30%）进行打分，满分10 分，评分标准见表1。结果取平均值，总分为1～3 分代表不可接受，4～7 分代表可以接受，8～10 分代表乐意接受[14]。

表1 鲜切菠萝的感官评分标准Table 1 Sensory scoring standards of fresh-cut pineapple

1.4.2 质量损失率测定

用称量法测定质量损失率。分别测定鲜切菠萝储存0、2、4、6、8、10 d 时的质量，然后计算鲜切菠萝不同储存时长的质量损失率。计算公式见式（1）。

式中，X为鲜切菠萝质量损失率，%；A为储存前鲜切菠萝的质量，g；B为储存后鲜切菠萝的质量，g。

1.4.3 可溶性固形物含量测定

用手持糖量计进行测定[15]。

1.4.4 维生素C 含量测定

采用2,6-二氯靛酚法测定[16]。利用酸碱滴定原理进行鲜切菠萝中维生素C 的测定，计算公式见式（2）。

式中，c为试样中维生素C 的含量，mg/100 g；V1为待测样品用2,6-二氯靛酚溶液的滴定体积，mL；V2为空白对照用2,6-二氯靛酚溶液的滴定体积，mL；T为2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，mg/mL；A 为稀释倍数；m为试样质量，g；100 为换算系数。

1.5 数据分析

用Excel 2010 进行作图和数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理方法对鲜切菠萝储藏期间感官品质的影响

由图1（a）可得，壳聚糖溶液浓度为1.0%时，鲜切菠萝的感官评分最高，储藏到第6 天时仍然有良好的感官品质，这表明适宜浓度的壳聚糖浸泡液能很好地保持鲜切菠萝的颜色、硬度、风味及外观。由图1（b）可得，以1.0%壳寡糖溶液处理的鲜切菠萝感官评分最高，但与1.0%壳聚糖溶液处理的鲜切菠萝不同，其在第6 天时未能保持良好的感官品质。出现这一差异的原因可能是壳寡糖本身带有微量酸涩味，对鲜切菠萝的风味产生影响，导致其感官评分较低。

图1 不同浓度壳聚糖、壳寡糖处理后鲜切菠萝的感官品质变化Fig.1 Sensory changes of fresh-cut pineapple treated with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

由图1 可见，随着贮藏时间的延长，对照组及不同浓度壳聚糖、壳寡糖溶液处理的实验组的鲜切菠萝感官评分均呈下降趋势。对照组的鲜切菠萝在第4 天开始感官品质明显降低，风味变淡、硬度降低、颜色变浅。鲜切菠萝原有的品质已经丧失，向腐烂方向发展。而经过壳聚糖、壳寡糖溶液处理的鲜切菠萝，整体上要比对照组感官得分高。从而得出结论，壳聚糖和壳寡糖处理均能明显延长鲜切菠萝的贮藏期。

2.2 不同处理方法对鲜切菠萝贮藏期质量损失率的影响

在储藏过程中鲜切菠萝由于果实组织发生蒸腾作用，其水分含量逐渐降低[17]。从图2 可以看出，无论是对照组还是不同浓度壳聚糖、壳寡糖溶液处理组，鲜切菠萝质量损失率均呈现出上升趋势。且经过壳寡糖及壳聚糖溶液处理的鲜切菠萝质量损失率从第4 天开始均明显低于对照组，同时就质量损失速率而言，实验组的更小，因此可以说由壳聚糖、壳寡糖溶液处理过的鲜切菠萝保持果实质量的效果明显优于对照组。出现此结果的原因为壳聚糖、壳寡糖膜层具有阻水性和通透性，抑制了鲜切菠萝的水分散失，所以经壳聚糖、壳寡糖处理的样品质量损失率比对照组要低，其中1.0%壳聚糖溶液、1.0%壳寡糖溶液处理的鲜切菠萝质量损失率最低，保存葡萄品质的效果最好。

图2 不同浓度壳聚糖、壳寡糖处理后鲜切菠萝的质量损失率变化Fig.2 Changes in the quality loss rate of fresh-cut pineapple after treatment with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

2.3 不同处理方法对鲜切菠萝贮藏期可溶性固形物含量的影响

由图3 可知，随着贮藏时间的增长，对照组与实验组鲜切菠萝果实内的可溶性固形物含量呈下降趋势，但下降速率和程度有所不同。对照组在1～6 d 下降较快，实验组在1～4 d 下降较快，之后下降速度减缓。第6 天时，对照组鲜切菠萝的可溶性固形物含量已降至5.9%，并随着时间的推移逐渐降低，而壳聚糖、壳寡糖处理组鲜切菠萝的可溶性固形物含量在第10 天时仍高于此值。分析原因，一方面，刚开始贮藏时鲜切使菠萝受到了机械损伤，菠萝本身的生理生化反应加快，果实组织中的大分子物质快速降解成小分子物质；另一方面，一些小分子糖类被微生物损耗，使前期鲜切菠萝的可溶性固形物含量迅速下降，随后因为鲜切菠萝适应了贮藏环境，生理生化反应逐渐放慢，所以下降速度变慢。实验显示，壳聚糖、壳寡糖处理使鲜切菠萝中的可溶性固形物含量下降变慢，对贮藏过程中鲜切菠萝营养物质的保持有积极作用。

图3 不同浓度壳聚糖、壳寡糖处理后鲜切菠萝的可溶性固形物含量变化Fig.3 Changes in the soluble solid content of fresh-cut pineapple treated with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

2.4 不同处理方法对鲜切菠萝贮藏期维生素C 含量的影响

不同浓度壳聚糖、壳寡糖处理过的鲜切菠萝维生素C 含量变化如图4 所示。由图知，经壳聚糖、壳寡糖溶液处理后的鲜切菠萝，维生素C 含量的保存率明显优于对照组。虽然对照组与实验组鲜切菠萝的维生素C 含量在贮存过程中都有损失，但损失的速度和幅度不同，经过处理的鲜切菠萝维生素C 损失速度缓慢，贮藏到第8天，壳聚糖、壳寡糖处理的实验组维生素C 含量均高于对照组，由图4（a）可知，0.5%、1.0%、1.5%的壳聚糖溶液处理的鲜切菠萝维生素C 含量分别比对照高76%、34%、33%；由图4（b）可知，0.5%、1.0%、1.5%壳寡糖溶液处理的鲜切菠萝维生素C 含量分别比对照高76%、38%、30%。造成维生素C 损失的原因可能是鲜切菠萝的切口使其失去了天然保护层，菠萝组织中的维生素C 与空气中的氧充分接触，在氧化酶的作用下发生反应而损失。而经壳聚糖、壳寡糖处理后的鲜切菠萝维生素损失较对照组少，其原因可能是壳聚糖、壳寡糖在鲜切菠萝表面形成一层保护膜，阻断了鲜切菠萝与空气的接触，使鲜切菠萝营养成分的损失减少，能够保持良好品质。

图4 不同浓度壳聚糖、壳寡糖处理的鲜切菠萝维生素C 含量的变化Fig.4 Changes in vitamin C content of fresh-cut pineapple after treatment with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

3 讨论与结论

涂膜保鲜是指人为形成具有一定阻隔性的膜，可调节鲜切产品与环境间的气体交换，减弱其氧化作用，降低鲜切产品水分蒸发，阻挡微生物侵染，同时能更好地保持产品的营养成分及色、香、味、形，延长其货架寿命。涂膜还是一种方便和安全的方法[18]，因此在食品行业中越来越受关注，在保证果蔬品质和延长新鲜果蔬货架期等方面是一项非常有前途的技术。任小娜等[19]研究了壳聚糖复合涂膜对冷藏无花果品质变化的影响，并得到了理想的涂膜条件。采用壳聚糖、壳寡糖溶液涂膜处理后的新鲜菠萝，有较好的抑制细菌、保持新鲜的效果。壳聚糖、壳寡糖溶液的处理显著提高了维生素C 的保存率，减缓了可溶性固形物含量的降低，对鲜切菠萝中营养物质的保存起到了积极作用。

根据实验，通过壳聚糖、壳寡糖溶液处理过的新鲜菠萝，贮藏期比对照组的感官得分高，可以有效延长新鲜菠萝的保存期。关于外观品质，从硬度和感官评定两方面来考虑。壳聚糖、壳寡糖处理过的实验组与对照组相比，实验组可以有效减缓新鲜菠萝的腐烂，保持更好的颜色。其中，壳聚糖1.0%浓度时最有效。在内部品质方面，1.0%的壳聚糖处理组在质量损失率、可溶固体物含量、维生素C 含量等指标测定中，保持新鲜度的效果很好。本次实验得出，于（5±1）℃的贮藏环境中鲜切菠萝的最佳处理条件为1.0%的壳聚糖。本研究仅分析了壳聚糖、壳寡糖对鲜切菠萝的物理化学等几个方面品质的影响，并未做生物方面如微生物生长情况及抑菌效果方面的探索，相关影响还有待于进一步研究。