羧甲基壳聚糖涂膜保鲜铁皮石斛的研究

罗卫梅

（益阳医学高等专科学校，湖北益阳 413000）

铁皮石斛为兰科植物铁皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）的新鲜或干燥茎[1]。铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热、润肺止咳的功效，是我国传统且名贵的中药材，在民间素有“救命仙草”的美誉。

铁皮石斛为传统的鲜用药材。中医认为石斛“生者优良”，讲究“生品为上”，在使用铁皮石斛时，常要求以铁皮石斛鲜品入药。诸多历史记载及应用同样表达了中医“非鲜石斛不用”的观点。例如，《本草备要》中记载“石斛养胃圣药，鲜者性更凉，润燥生津。”《本草害利》中记载“川石斛，少逊鲜石斛，性加寒，尤退虚热。虚证宜干，实证宜鲜。”《医醇剩义》中的祛烦养胃汤、《临证指南》中的叶氏养胃汤、三鲜汤（鲜石斛、鲜生地、鲜沙参）等著名方剂，均强调以鲜石斛入方。在全国高等院校教材《中药学》中记载“鲜石斛清热生津之功效更佳，所以热病伤津，舌干口渴之证当用鲜石斛”。现代诸多研究表明，铁皮石斛在干燥过程中，功效成分如石斛多糖及一些生物活性物质会有所损失，而鲜药材可以最大程度地保存有效成分，所以吃新鲜的铁皮石斛效果更好[2-3]。现代大量药理学研究表明，铁皮石斛有增强免疫、抗疲劳、抗氧化、促进唾液分泌、降血糖、降血压、抗肝损伤和抗肿瘤等作用，因此铁皮石斛鲜品作为保健食品越来越受到消费者的青睐[4-5]。但是由于铁皮石斛鲜品鲜嫩多汁，在运输及贮藏过程中极易失水萎蔫，不易保存，因此目前铁皮石斛多以干品“铁皮枫斗”进行出售。本文对铁皮石斛鲜品的贮藏保鲜进行研究，具有重要的现实意义。

壳聚糖是涂膜保鲜技术研究中的重要原材料，不仅具有良好的成膜性和气体阻隔性，还具有优异的抗菌、抗氧化性，壳聚糖涂膜作为一种果蔬保鲜的有效手段被国内外研究学者广泛研究应用[6]。笔者目前暂未发现有关壳聚糖涂膜应用于鲜药材保鲜的研究，更未发现壳聚糖涂膜应用于新鲜铁皮石斛保鲜的研究。

由于壳聚糖仅能溶解在pH 值小于6.5 的酸性溶液中，为拓展其应用范围，人们对其进行改性，开发出能直接溶于水的羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl Chitosan，CMCS）。CMCS 保留了壳聚糖（Chitosan，CS）的各种特性，因此也是一种有前景的食品包装成膜材料[7]。本文采用不同浓度的CMCS 溶液涂膜保鲜铁皮石斛，并用食品级PE 保鲜膜包裹，于常温下（8 ～18 ℃）保鲜，通过对贮藏过程中铁皮石斛的品质进行测定，考察其对新鲜铁皮石斛的贮藏保鲜效果，为铁皮石斛在常温下延长贮藏保鲜期和提升市场价值提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜品铁皮石斛，网购于安徽冠龙旗舰店，经益阳市食品药品监督管理局蔡洪鲲副主任药师鉴定为仿野生铁皮石斛鲜条；羧甲基脱乙酰壳多糖（脱乙酰度≥90%），购于北京华迈科生物；D-无水葡萄糖对照品（批号：110833-202109，质量分数为99.9%，中国食品药品检定研究所）；无水乙醇、苯酚、浓硫酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；实验室自制超纯水。

1.2 仪器与设备

T2600 紫外可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；SYG-A2-4 电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；JY5002 电子天平，上海宇恒平科学仪器有限公司；FA1104M 电子分析天平，上海精其仪器有限公司；大龙移液器；HH-200A 森陶乐小型破壁机；KQ-50B 型超声仪；TDZ5-WS 离心机，湖南迈克尔实验仪器有限公司；ZWL-PA1-10L 超纯水仪。

1.3 试验方法

1.3.1 保鲜剂的制备

准确称取CMCS 粉末0.50 g、1.00 g、2.00 g 和3.00 g，分别加入装有200 mL 超纯水的烧杯中，在60 ℃的恒温水浴锅中搅拌2 h，直至CMCS 完全溶解，获得质量浓度分别为0.25%、0.50%、1.00%和1.50%的CMCS 溶液，室温下贮存涂膜使用。

1.3.2 涂膜方法

将长约30 cm，直径0.2 ～0.5 cm，粗细均匀的新鲜铁皮石斛随机分为6 组(每组60 根)，其中4组分别浸泡在不同浓度的CMCS 溶液中3 min，浸泡完全后捞出，置于阴凉通风处自然晾干，使用食品级PE 保鲜膜包裹；另外2 组以纯净水涂膜自然晾干后，其中1 组使用保鲜膜包裹，另1 组不用保鲜膜包裹。将6 组均置于常温阴凉处（8 ～18 ℃）贮 藏， 于 贮 藏 后0 d、6 d、12 d、18 d、24 d 及30 d 对其失重率、石斛多糖含量及感官特性进行测定。

1.3.3 感官评价

按照铁皮石斛的色泽、形态、风味、口感及霉变5 项指标[8]，分4 级标准打分，各级分值分别为2.0、1.5、1.0、0.5 和0，总分为10 分。10 分为产品极好，整株呈铁绿色，茎形态饱满，无失水皱缩，具有特有的青草香气，口感多汁嫩滑，无霉斑，具体见表1。

表1 感官品质评定标准表

1.3.4 失重率的测定

失重率计算公式如下：

式中：M0为样品原始质量；g，M1为样品贮藏一定时间后的质量，g。

1.3.5 石斛多糖的含量评定

石斛多糖的测定采用硫酸-苯酚法。①铁皮石斛鲜品供试液的制备。取铁皮石斛剪成约为0.5 cm的小段，精密称取20 g，放入破壁机中，加入4倍量水，控制温度在20 ℃以下，匀浆10 min。用6 倍量水少量多次地洗涤破壁机，将匀浆液和洗涤液转移至500 mL 圆底烧瓶中，加热回流1 h，双层200 目纱布过滤；滤渣加10 倍量水加热回流1 h，双层200 目纱布过滤；滤渣再次重复上述操作，合并3 次滤液。取上述滤液2 mL 置于15 mL 离心管中，加入无水乙醇10 mL，摇匀，冷藏1 h，取出后4 000 r/min 离心20 min，弃去上清液，沉淀用10 mL 无水乙醇洗涤，将沉淀置于阴凉通风处晾干后，加水置于60 ℃水浴锅中搅拌溶解，转移至25 mL 容量瓶中，放凉，加水至刻度，摇匀即得。②铁皮石斛多糖含量测定以无水葡萄糖为对照品,采用苯酚硫酸显色法及紫外分光光度法进行检测[9-10]。

2 结果与分析

2.1 CMCS 涂膜处理对铁皮石斛感官品质的影响

铁皮石斛在贮藏期间的感官品质变化如表2 所示。CMCS 涂膜处理的铁皮石斛品质下降速率均小于对照组，贮藏至18 d 时，整株基本呈铁绿色，茎形态饱满，仅折断处周围出现皱缩，仍具有明显的青草香气，口感多汁嫩滑，无霉斑。但贮藏至24 d时，采用保鲜膜包裹的铁皮石斛组均出现不同程度的霉变，其中无CMCS 涂膜组与1.50%CMCS 涂膜组霉变程度大于0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜组，而无涂膜无包膜组无霉变现象。贮藏至30 d 时，感官品质如图1 所示，无处理组整体呈黄绿色，中度萎缩，有轻微香草气，口感轻度纤维化，无霉斑，1.50%CMCS 涂膜包膜组，整体呈微绿色，轻度萎缩，具有香草气的同时也有霉味，口感无纤维化，中度霉斑。分析原因，可能是储藏至21 ～22 d 时，气温异常升高，日间气温达25 ℃以上，铁皮石斛的呼吸强度增高，保鲜膜内蓄积大量水汽，形成高温高湿环境，导致霉变；0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜包膜组因涂膜处理抑制呼吸，且具有一定的抗菌效果，霉变程度浅；而1.50%CMCS 涂膜可能因为浓度大，形成了较厚的薄膜，影响其正常呼吸，霉变程度大于其他浓度。

表2 壳聚糖处理对铁皮石斛感官评分的影响（单位：分）

图1 贮藏至30 d 的铁皮石斛图

2.2 CNCS 涂膜处理对铁皮石斛失重率的影响

由于铁皮石斛采收后含水量高且组织幼嫩，保护组织不发达，水分极易蒸发散失，导致嫩茎失重，缩短了铁皮石斛的保鲜期，品质降低，故失重率可作为一个衡量其保鲜效果的重要指标。从图2 可看出，随着贮藏时间的延长，失重率不断增加。贮藏至30 d 时，涂膜包膜处理组的失重率分别为4.28%、3.35%、3.57%和5.03%，均低于包膜无涂膜组的失重率13.13%，远远低于无涂膜无包膜组的失重率30.53%。实验说明，CMCS 涂膜可协同保鲜膜帮助减少水分的蒸发，原因是CMCS 涂膜处理可在铁皮石斛表面形成一层透明薄膜，减少贮藏过程中水分的蒸发[11]。0.25%CMCS 和1.50%CMCS 涂膜处理的失重率略高于0.50%和1.00%CMCS 涂膜处理，原因可能是0.25%形成的膜厚度和均匀度差，不能很好地保护表皮，而1.50%的壳聚糖浓度过大，形成的薄膜较厚，影响其正常的呼吸作用，因此铁皮石斛的失重率下降相对较快。

图2 CMCS 涂膜对铁皮石斛失重率的影响

2.3 CNCS 涂膜处理对铁皮石斛中石斛多糖含量的影响

铁皮石斛多糖为铁皮石斛的主要生物活性成分，铁皮石斛的多糖质量分数越高，质量越重，代表其品质越好，生理活性越强[12]。在整个贮藏过程中，无包膜无涂膜的铁皮石斛中多糖含量呈逐渐降低的趋势，由38.83%降至33.75%。经涂膜处理的铁皮石斛多糖含量初期有所下降，贮藏6 ～18 d 时含量较平稳，贮藏至24 d 时含量快速下降，这与贮藏至24 d 时铁皮石斛因出现霉变而导致感官品质快速降低一致，30 d 后的1.50%CMCS 涂膜铁皮石斛的多糖含量仅有28.56%，低于无包膜无涂膜组的33.75%，分析原因可能是霉菌消耗了大量的营养物质所致。经0.50%CMCS 与1.00%CMCS 涂膜的铁皮石斛在整个贮藏过程中多糖含量均高于无涂膜无包膜的铁皮石斛，但最终的差异不大，具体见图3。

图3 CMCS 涂膜对铁皮石斛多糖含量的影响

3 结论

本研究以水溶性壳聚糖羧甲基（CMCS）为原料，配制不同浓度的CMCS 溶液对铁皮石斛进行涂膜并联合PE 保鲜膜保鲜处理。结果表明，CMCS涂膜联合PE 保鲜膜对铁皮石斛具有保鲜作用，且0.50%CMCS 和1.00%CMCS 涂膜联合保鲜膜的保鲜效果最好。此外，虽然PE 保鲜膜能减缓铁皮石斛的失重率，但铁皮石斛经保鲜膜包裹后易发生霉变现象，进而导致铁皮石斛的感官品质及多糖含量明显下降，而铁皮石斛在阴凉处易失水萎缩，但不易腐烂及霉变，故可考虑以0.50%或1.00%CMCS 对铁皮石斛进行涂膜处理后置阴凉处或冷藏贮藏，以延长铁皮石斛的保鲜期。