几种可食膜在杭晚蜜柚柚瓣保鲜中的应用研究

陈雪梅，黎 英，邱丰艳

（1.龙岩学院生命科学学院，福建 龙岩 364012；2.龙岩学院闽西特色农产品精深加工公共服务平台，福建 龙岩 364012）

杭晚蜜柚是福建省龙岩市上杭县从我国台湾省引种的泰国蜜柚芽变中选育的晚熟蜜柚新品种，该品种是上杭县培育的具有自主知识产权的第一个果树新品种，也是龙岩市果树育种史上第二个自主选育并通过福建省农作物品种审定委员会认定的果树新品种，于2009年完成省级品种认定，2015年被评为“闽西八大珍”。杭晚蜜柚果肉呈白色，汁多化渣，具有果型圆、果实大、皮薄肉厚、不裂瓣、不裂果、不木质化等特点，是目前国内综合性状优秀的晚熟柚新品种之一，其以优良的品质、酸甜可口的风味深受广大消费者的喜爱。

目前，蜜柚产业发展存在以下几个主要问题：一是蜜柚以鲜果销售为主，集中采摘上市，必然影响价格；二是在柚子组成中，柚皮是一层很厚的海绵体，这给蜜柚的食用、加工带来极大的不便。无论是鲜食还是加工，果皮是其主要副产物，而柚皮具有很高的食用和药用价值。资料表明，柚皮中含有大量的膳食纤维、果胶、有机酸、VB、VC、钙、铁、锌等营养成分，还含有精油、柚苷等活性成分[1-2]。柚皮约占整个果实的35%～60%[1]，废弃的大量柚皮如不及时处理，既会浪费资源，又污染环境。随着都市生活节奏的加快，消费者在食品的选择上增加了便捷的要求。将蜜柚去皮加工成柚瓣，以“净果”或“鲜切水果”形式供应市场，既方便消费者的食用，同时又能集中回收柚皮，为柚皮果脯等加工提供大量原料。

但是，失去果皮保护的柚瓣更容易腐败变质，保鲜期大大缩短，为了延长“柚瓣净果”的货架期，对柚瓣进行涂膜保鲜研究具有一定的现实意义。水果的涂膜保鲜应选择纯天然、无毒无害、成膜性好、具有较高透明度的物质作为涂膜剂，将它们涂抹在水果的表面，可以形成薄层透明、均匀完整、对人体无害的“绿色液体包装”，该包装能抑制果蔬组织水分蒸发，阻止空气中的氧与食品之间所发生的氧化作用，减少营养损耗，防止微生物滋生，从而更好地保持食品的营养价值及色、香、味、形，延长其货架期[3]。目前，常用涂膜剂有壳聚糖、魔芋葡苷聚糖、海藻多糖、可溶性淀粉、羧甲基纤维素、蜂蜡等制成的复合膜，这些复合膜在苹果、菠萝、板栗仁等鲜切果蔬的涂膜保鲜[3-7]以及蜜柚保鲜[8-9]研究中均有应用报道。但是，国内外关于蜜柚涂膜保鲜的研究对象大都集中于琯溪蜜柚[8-11]。刘福喜等[12]曾对杭晚蜜柚和沙田柚果实的贮藏性进行了对比试验。杭晚蜜柚作为蜜柚中的一个特殊品种，鲜见相关的保鲜研究报道，而琯溪蜜柚的涂膜保鲜以及鲜切苹果、鲜切菠萝[13]的涂膜保鲜都为杭晚蜜柚柚瓣的涂膜保鲜提供一定参考。

本研究以杭晚蜜柚为试材，将蜜柚去皮分瓣，探讨几种可食性复合膜对蜜柚柚瓣涂膜保鲜的效果，为杭晚蜜柚的去皮保鲜研究提供可行的技术依据，同时为蜜柚以“柚瓣净果”形式供应市场，延长货架期提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

杭晚蜜柚：购于龙岩市上杭县，成熟度一致，大小相近，柚皮完整，无病害。

壳聚糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、柠檬酸、海藻酸钠、异抗坏血酸钠（食品级）：河南万邦化工科技有限公司；蜂蜡（食品级）：十里桃花手工坊天然黄蜂蜡；甘油、吐温（食品级）：西陇科学股份有限公司；氯化钡、氢氧化钠、草酸、碘酸钾、碘化钾、可溶性淀粉、2,6-二氯靛酚钠、抗坏血酸、酚酞等，均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

WY032T型手持折光仪，上海物理光学仪器有限公司；JJ-1电动搅拌器，常州博远实验分析仪器厂；HH-4型电热恒温水浴锅，江苏科析仪器有限公司；FA1004B电子分析天平，上海越平科学仪器有限公司；TA-XT2i质构仪，英国Stable Micro System公司；JYL-C19V型打浆机，九阳股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 可食膜的制备

根据相关参考文献，分别以魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、CMC-Na这3种成膜剂为主要成分，添加增塑剂甘油等其他成分，经搅拌混合乳化制成可食性复合膜。

葡甘聚糖复合膜的制备[9-10]：取纯化的魔芋精粉8 g、蜂蜡2 g、甘油4 mL、吐温2 mL，与1 000 mL蒸馏水混合，置于75℃恒温水浴锅中用恒速搅拌器低速（300 r/min）搅拌至复合膜溶胀充分，备用。

壳聚糖复合膜的制备[13-14]：取1 g柠檬酸，溶解于1 000 mL蒸馏水中，加入1.5 g壳聚糖，用恒速搅拌器低速（300 r/min）搅拌，在搅拌过程中缓慢加入0.4 g海藻酸钠，继续搅拌直至完全溶解，备用。

CMC-Na复合膜的制备：取0.5 g柠檬酸，溶解于1 000 mL蒸馏水中，加入0.4 g羧甲基纤维素钠，用恒速搅拌器低速（300 r/min）搅拌，在搅拌过程中缓慢加入0.05 g异抗坏血酸钠，继续搅拌直至完全溶解，备用。

1.2.2 杭晚蜜柚柚瓣的涂膜保鲜试验设计

试验设3个涂膜组和1个对照组。挑选新鲜的杭晚蜜柚，去皮、去海绵体，选择囊衣完整、2～3片连在一起的小块柚瓣，分别放入不同的复合膜液中浸泡30 s，取出晾干，装入透明的塑料水果盒（盒盖有气孔）中，常温28℃贮藏。以未处理的柚瓣为对照（CK），每2 d测定柚瓣的失重率、可溶性固形物含量、有机酸含量、VC含量、乙醇含量、汁胞粒化指数、硬度、菌落总数指标，同时结合感官评价（外观、气味、口感等），研究杭晚蜜柚柚瓣在货架期间的品质变化规律。

1.2.3 测定项目与方法

1.2.3.1 失重率

采用量差法测定，即贮藏过程损失的质量（主要是水分）与贮藏前质量之比。

1.2.3.2 可溶性固形物含量

参考曹建康等[15]的方法测定。

1.2.3.3 总酸含量

参照GB/T 12456—2008[16]中的方法测定。

1.2.3.4 VC含量

参照GB 5009.86—2016[17]中的方法测定。

1.2.3.5 乙醇含量

采用K2Cr2O7氧化滴定法[11]测定。蜜柚果肉研磨捣碎后，称取30 g捣碎液，用氢氧化钙调pH至10，进行蒸馏，吸取10 mL蒸馏液，滴入适量的硫酸亚铁铵溶液，进行重铬酸钾滴定。

1.2.3.6 汁胞粒化

汁胞粒化程度用粒化指数表示，参照郑国华等[18]的方法测定。

1.2.3.7 硬度

使用质构仪测定。将柚瓣切成1 cm×1 cm×1 cm的果丁样品，使用直径为2 mm的圆柱探头，测前速度5.0 mm/s，测试速度0.5 mm/s，测试后返回速度10.0 mm/s，穿刺果丁的中心点。每组试验穿刺5个样品，读取并记录第1个峰值即硬度，结果取平均值。

1.2.3.8 菌落总数

参照GB 4789.2—2016[19]中的方法，去囊衣，取果肉测定。

1.2.4 数据处理

采用Excel 2007软件处理数据并作图，试验数据均为3次重复试验结果的平均值，结果以x¯±s表示，采用SPSS20进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间失重率的变化

由图1可知，随着货架时间的延长，各组柚瓣的失重率逐渐升高，且CK组失重率显著高于各涂膜组（P＜0.05）。常温货架10 d时，CK组失重率达到了14.1%，而涂膜组中以葡甘聚糖膜组失重率最低，仅有9.9%。观察柚瓣外观发现，CK组柚瓣囊衣皱缩，颜色微黄，失去光泽，而各涂膜组囊衣微缩，保持原有的乳白色。这主要是因为常温货架期间蒸腾作用和呼吸作用引起组织水分消耗，同时柚瓣失去果皮的保护，加快了果肉水分从内部转移至表皮的散失。而涂膜处理可以在柚瓣囊衣外面形成一层极薄的保护膜，封闭部分气孔，提供一个相对密闭的环境，从而抑制水分蒸发和呼吸作用，减缓蜜柚柚瓣的失水。试验还表明，不同涂膜处理组间柚瓣的失重率有差别，其中以葡甘聚糖复合膜组的失重率最低，这可能与膜的通透性有关。

图1 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间失重率的影响Fig.1 Effects of different treatmentson weight loss rates of Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.2 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间可溶性固形物含量的变化

杭晚蜜柚属于晚熟品种，可溶性固形物含量比一般的蜜柚高。由图2可知，随着货架时间的延长，各组蜜柚柚瓣中的可溶性固形物含量先上升后下降，CK组可溶性固形物含量的下降速度显著高于各涂膜组（P＜0.05）。可溶性固形物含量上升的可能原因是双重作用引起的：一是采收后果实的成熟使内容物转化；二是水分的散失使糖、酸等溶质浓缩。货架后期可溶性固形物含量下降的原因则是呼吸消耗内容物所致。不同处理组出现高峰的时间不同，CK组柚瓣最早（货架2 d）达到高峰，而各涂膜组稍后（货架4 d），说明涂膜处理可以减少水分蒸发，抑制呼吸作用，从而减少营养物质的损耗。其中，葡甘聚糖涂膜组的可溶性固形物含量变化趋势较平稳，保鲜效果最好，货架10 d时，其可溶性固形物含量最高，为11.5%，比CK高3个百分点。

图2 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effectsof different treatmentson solublesolidscontents of Hangwan pomelo petal during normal temperatureshelf-life

2.3 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间总酸含量的变化

蜜柚的有机酸以柠檬酸为主，有机酸计算结果以柠檬酸表示。由图3可见，随着货架时间的延长，蜜柚柚瓣的总酸含量呈逐渐下降趋势，各涂膜组的下降趋势显著低于CK组（P＜0.05），其中，葡甘聚糖涂膜组的变化趋势最缓慢。货架10 d时对各组柚瓣进行感官评定发现：CK组柚瓣风味寡淡，口感不佳；葡甘聚糖涂膜组柚瓣新鲜，酸甜适中，风味突出；其余两组风味稍淡化。分析原因可能是涂膜处理可降低组织的呼吸代谢，避免有机酸作为底物被消耗掉，从而维持柚瓣原有的风味。

图3 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间总酸含量的影响Fig.3 Effectsof different treatmentson total acidscontents of Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.4 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间VC含量的变化

由图4可知，货架期间杭晚蜜柚柚瓣的VC含量逐渐减少。CK组下降最快，货架10 d时，VC含量为18.6 mg/100 g，仅为初始值的38.3%；而各涂膜组VC下降较慢，葡甘聚糖组下降最缓慢，10 d时VC含量为34.5 mg/100 g，比同期CK组高15.9 mg/100 g。这是因为蜜柚去皮后，柚瓣果肉中的VC更容易与空气接触，被氧气氧化引起损失；而涂膜组可在柚瓣表面形成一层保护膜，降低氧气的通过率，同时涂膜组的总酸含量比CK组高，VC在酸性环境中较稳定，有机酸可保护VC不被氧化。

图4 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间VC含量的影响Fig.4 Effectsof different treatmentson VCcontentsof Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.5 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间乙醇含量的变化

乙醇含量是衡量果蔬无氧呼吸的指标。图5表明，随着货架时间的延长，蜜柚柚瓣中乙醇含量逐渐增加。在货架前4天，CK组乙醇含量低于各涂膜组；货架6 d时，CK组反超各涂膜组；货架第10天，CK组乙醇含量显著高于同期各涂膜组（P＜0.05）。可能是因为随货架时间的延长，CK组柚瓣严重脱水，柚瓣囊衣皱缩形成很致密的结构，使果肉处于缺氧状态从而生成大量酒精。从气味上对柚瓣进行评价发现：CK组柚瓣不新鲜，酒精味和霉味较明显；而各涂膜组无明显异味，仍保留有淡淡的清甜气味。比较货架10 d时各涂膜组的乙醇含量，由低到高排序为葡甘聚糖组＜壳聚糖组＜CMC-Na组，说明葡甘聚糖复合膜提供了一个更适宜杭晚蜜柚柚瓣保鲜的“微气调”环境。

图5 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间乙醇含量的影响Fig.5 Effectsof different treatmentson ethanol contentsof Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.6 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间汁胞粒化的变化

柑橘类果实枯水（或称粒化）是采后贮藏过程中普遍发生的一种生理病害。杭晚蜜柚具有不裂瓣的特点，新鲜的柚瓣果肉几乎不存在汁胞粒化现象。但是，去皮的柚瓣随着水分的散失，粒化指数逐渐上升，粒化指数的变化程度与各自的处理方法有关。由图6可知，各涂膜组蜜柚柚瓣的粒化指数显著低于CK组（P＜0.05）。这是因为柚瓣去皮后导致相关酶活性升高，加快了果肉的水分向囊衣转移，从而引起汁胞粒化；同时呼吸作用消耗营养物质，乙醇含量升高引起生理失调，这也导致汁胞粒化[18,20]。汁胞粒化程度与水分含量密切相关，严重脱水会加剧粒化的发生[9]，而涂膜具有保护膜的结构和功能，因此相对CK组能抑制粒化的发生。各涂膜组中，葡甘聚糖复合膜组的失重率最小，相应的粒化指数也较低。

图6 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间粒化指数的影响Fig.6 Effectsof different treatmentson granulation indicesof Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.7 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间硬度的变化

由图7可知，随着货架时间的延长，各处理组柚瓣硬度均呈下降趋势。硬度的下降既表明果实水分的散失，同时也反映果实的衰老和软化。其中，CK组硬度下降得最快；葡甘聚糖复合膜组下降最少，4 d时约下降11%，10 d时约下降30.6%；其他2个涂膜组介于CK和葡甘聚糖复合膜组之间。说明涂膜处理能更好的保持果肉水分，维持果粒之间的黏合，延缓果肉质地软化，保持原有的咀嚼性，延长保鲜期。同时对货架10 d的保鲜柚瓣进行感官评价，发现CK组柚瓣出现部分软烂和变色现象，去除囊衣后果肉瘫软分散，CMC-Na组和壳聚糖组果肉粘连，但果粒之间较疏松，而葡甘聚糖复合膜组柚瓣较饱满，果肉仍粘连紧密，这也说明硬度大小能反映柚子果粒之间的结合力[10]。

图7 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间硬度的影响Fig.7 Effectsof different treatmentson hardnessof Hangwan pomelo petal during normal temperature shelf-life

2.8 杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间菌落总数的变化

对鲜切果蔬来说，控制微生物数量是提高其流通品质的关键[21-22]。失去果皮保护的柚瓣更容易感染霉菌和细菌，从而导致其腐败变质，品质急剧下降。由图8可知，CK组的菌落总数在货架前4天增长较缓慢，而后期增长迅速；各涂膜组菌落总数显著低于同期CK组（P＜0.05）。可能的原因是涂膜形成了一层保护膜，对微生物与柚瓣营养物的接触又多了一层防护，因此可抑制菌落总数的快速增加。另外发现，各涂膜组中抑菌效果最好的是壳聚糖复合膜，其次是CMC-Na膜，最后是葡甘聚糖复合膜。这可能与膜的酸碱性有关，壳聚糖和CMC-Na膜都是溶解在酸性溶液中，而pH值低可抑制微生物的生长。货架10 d时，3种膜处理柚瓣的菌落总数对数值均低于5，且大小非常接近，说明抑菌作用差别不大。

图8 不同处理对杭晚蜜柚柚瓣常温货架期间菌落总数的影响Fig.8 Effectsof different treatments on total bacterial amounts of Hangwan pomelo petal duringnormal temperature shelf-life

目前，我国对鲜切水果的菌落总数的限量没有相关的统一标准，依照一般食品限量标准，菌落总数不得超过1×104CFU/g，按照此标准，CK组的保鲜期不超过4 d，各涂膜组可达6～8 d。

3 结论

（1）本试验采用3种可食膜对杭晚蜜柚柚瓣进行涂膜保鲜，结果表明：相对未经任何处理的柚瓣，涂膜能有效阻隔果肉与外界的接触，从而降低柚瓣的失重率，减少可溶性固形物、VC等营养物质的消耗，延缓乙醇的产生和汁胞粒化现象的发生，维持果肉原有的口感和硬度，降低菌落总数。

（2）综合考虑各测定指标和感官评价，CK组柚瓣的保鲜期为4 d左右，涂膜组可延长到6～8 d。由此可见，涂膜可以较好地维持柚瓣品质，延长货架期。3种可食膜中，以葡甘聚糖复合膜的保鲜效果较好。

（3）本试验易操作、成本低，试验是在常温下进行的，若结合冷藏，则贮藏保鲜期可进一步延长，后续有待研究。