壳聚糖-茶树精油涂膜对圣女果保鲜的影响

李 岩，梁生明，东莎莎，张 鑫

（1.威海职业学院康养学院，山东威海 264200；2.中华全国供销合作总社职业技能鉴定指导中心，北京 100071；3.中华全国供销合作总社济南果品研究所，山东 济南 250220）

圣女果，又称樱桃番茄，味美可口，营养丰富，深受人们喜爱[1]。圣女果属于呼吸跃变型果实，皮薄多汁，不耐贮运，易受机械损伤及微生物侵染，导致果实失水变软、腐烂变质[2]。果蔬采后保鲜技术有物理、化学和生物保鲜三大类[3-5]。其中，在圣女果的保鲜过程中，采用最多的方式是温控，即低温贮藏。低温（5±1）℃可有效地保持圣女果果实的色泽和质地，一定程度上抑制其腐烂率[6]。单一低温保鲜效果十分有限，低温与其他保鲜方式协同处理有助于果蔬延长货架期[7-9]。

壳聚糖与精油复合涂膜能够抑制果实呼吸作用和乙烯的产生，提高抑菌效果，因此二者复配使用在果蔬保鲜领域应用广泛[10-12]。茶树精油具有广谱的抗微生物活性和抗氧化性，有成为新型生物保鲜剂的潜力，但其对不同品种果实的保鲜效果不一[13]。目前，关于低温下壳聚糖和茶树精油联合对圣女果的保鲜研究不多[14]。为此，我们在参阅文献的基础上[15]，选用2%的壳聚糖与不同浓度的茶树精油进行复合配制，研究复合液对圣女果的保鲜效果，以期为圣女果贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

圣女果购自本地农户，挑选新鲜且大小一致、无机械伤、无病害、色泽鲜艳的圣女果作为供试材料。冰乙酸、2,6-二氯靛酚、二水合草酸、碳酸氢钠、无水乙醇等试剂均为分析纯，购于上海仁捷生物科技有限公司；抗坏血酸标准品（色谱纯），美国Sigma 公司；壳聚糖（脱乙酰度80.0%～95.0%），国药集团化学试剂有限公司，用浓度1%的冰乙酸溶液溶解；茶树精油，云南森美达生物科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

YP6002 分析天平，上海越平科学仪器有限公司；BCD-216SDN 冰箱，青岛海尔股份有限公司；WY-T 型手持折光仪，上海淋誉贸易有限公司；GY-4 数显果实硬度计，山东环美分析仪器有限公司；T9 紫外可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司UNIQUE-S15 型超纯水机，锐思捷科学仪器有限公司；美的RH2275 电磁炉，美的生活电器制造有限公司；九阳C012 打浆机，九阳股份有限公司；H1850 型台式高速离心机，湘仪离心机仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 壳聚糖-茶树精油保鲜液的配制

多项研究表明，与0.5%、1%的壳聚糖溶液相比，2%的壳聚糖涂液对圣女果的保鲜效果最好[14-15]，因此本试验采用2%的壳聚糖浓度。分别称取2 g 壳聚糖粉末，将其溶于1%（体积比）的100 mL 冰乙酸溶液中，使用电动搅拌器搅拌约35 min，使其完全溶解成浓度为2%的壳聚糖溶液，再向其中添加不同体积分数（0.05%、0.10%和0.20%）的茶树精油，配制成壳聚糖-茶树精油复合保鲜液，分别记为T1、T2 和T3 保鲜组，具体浓度设置如表1所示。

表1 壳聚糖-茶树精油保鲜液的浓度设置Table 1 Concentration setting of chitosan-tea tree essential oil preservative solution

1.3.2 圣女果保鲜处理

有研究表明，与0 ℃和常温相比，4～5 ℃低温条件下的圣女果保鲜效果最佳，且壳聚糖涂膜处理的圣女果在4 ℃贮藏15 d 后，鲜食品质仍较好[10]。因此，本试验冷藏温度为4 ℃，处理时间为15 d。将圣女果分为4 组，每组50 颗，用蒸馏水冲洗后自然晾干，然后在不同浓度的壳聚糖-茶树精油复合膜溶液中浸泡90 s，而对照组（CK）以超纯水代替复合膜溶液进行浸泡处理。随后捞出圣女果自然晾干，装入聚乙烯包装盒中，于4 ℃条件下冷藏，分别于0、5、10、15 d 取样进行指标测定，每个处理重复3 次。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 感官评价

由10 人组成感官评定小组，按照表2 的评价标准对试验期间的圣女果进行感官评分。

表2 圣女果感官品质评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of cherry tomato

1.4.2 理化指标

失重率采用称重法测定[16]，见公式（1）。

式中，m1为贮藏前的样品质量，g；m2为贮藏一段时间后的样品质量，g。

硬度用硬度计从圣女果中部匀速插入，测其硬度。可溶性固形物（TSS）含量用阿贝折光仪测定[17]；VC 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法[18]测定。

1.5 数据处理

使用Microsoft Excel 2010 软件处理数据，采用SPSS 19.0 软件对数据进行统计分析，利用Origin 8.5 软件进行制图。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖-茶树精油对冷藏圣女果感官品质的影响

如图1 所示，随着贮藏时间的延长，圣女果感官品质呈下降趋势。在贮藏过程中，壳聚糖-茶树精油处理的圣女果感官评分均高于对照。在贮藏15 d 时，圣女果的感官评分从高到低依次为T2、T1、T3、CK。

图1 圣女果贮藏期间感官品质的变化Fig.1 Variation of sensory quality of cherry tomatoes during storage

2.2 壳聚糖-茶树精油对冷藏圣女果失重率的影响

果蔬采摘后仍会进行蒸腾作用和呼吸作用等生理生化活动，加速了果实水分散失及自身储备物质分解，继而造成果蔬失重[19]。由图2 可以看出，果实的失重率在贮藏期间呈上升趋势，对照CK 的失重率最高。在第10天时，CK 组果实失重率高达8.5%，比T1 处理高了1.72%，比T2 处理提高2.72%，比T3 提高2.07%。在第15天时，CK 组果实失重率高达11.02%，而T2 处理组果实的失重率最低，仅为8.35%，比CK 低了2.67%。失重率的高低影响果实货架期的长短，壳聚糖-茶树精油涂膜处理圣女果，有利于封闭果皮的裂纹和皮孔，从而延缓果实失水，抑制失重率的增加[20]。

图2 圣女果贮藏期间失重率的变化Fig.2 Variation of the weight loss rate of cherry tomatoes during storage

2.3 壳聚糖-茶树精油对冷藏圣女果硬度的影响

硬度是评价番茄果实新鲜程度的重要指标之一[21]。如图3 所示，圣女果在贮藏过程中，硬度呈下降趋势，果实变软。贮藏前圣女果的硬度为2.5 kg/cm2，贮藏10 d时，T2 处理硬度高达2.23 kg/cm2，而对照组的硬度仅为1.8 kg/cm2。贮藏15 d 时，T2 处理组圣女果的硬度为1.9 kg/cm2，高于T1 和T3 处理组，且显著高于对照（1.45 kg/cm2）。果实硬度的下降可能与圣女果果皮水分散失、细胞壁多糖的降解、细胞壁降解相关酶活性的变化及细胞壁结构松散等因素有关[22]。

图3 圣女果贮藏期间硬度的变化Fig.3 Variation of the hardness of cherry tomatoes during storage

2.4 壳聚糖-茶树精油对冷藏圣女果TSS 的影响

TSS 主要由可溶性糖、有机酸等营养成分组成[23]。如图4 所示，圣女果TSS 的含量呈先增加后减少的趋势。贮藏10 d 时，对照组TSS 含量最低，比贮藏前降低6.7%，而T2 处理组TSS 含量最高，比贮藏前增加1.7%。贮藏15 d 时，圣女果TSS 含量从高到低依次为T2、T1、T3、CK，分别比贮藏前下降5%、8%、10%和13.3%。这可能由于在贮藏初期果实内的淀粉转化成了可溶性糖，而贮藏后期糖被呼吸作用所消耗，导致果实可溶性固形物含量下降[24]。

图4 圣女果贮藏期间TSS 含量的变化Fig.4 Variation of TSS contents of cherry tomatoes during storage

2.5 壳聚糖-茶树精油对冷藏圣女果VC 含量的影响

圣女果是VC 含量高的水果之一。如图5 所示，贮藏后圣女果的VC 含量呈下降趋势。贮藏10 d 时，对照组VC 含量比贮藏前下降了20.8%，而T3、T1 和T2 处理组分别比贮藏前降低了16.3%、13.8%和7%。贮藏15 d 时，T2 处理组圣女果VC 含量最高，约为23 mg/100 g。随着贮藏时间的延长，圣女果中的VC 逐渐被氧化失活[25]，壳聚糖-茶树精油能在一定程度上延缓圣女果VC 的氧化，尤其是T2 处理效果较好。

图5 圣女果贮藏期间VC 含量的变化Fig.5 Variation of the vitamin C content of cherry tomatoes during storage

3 小结与讨论

精油与壳聚糖复合涂膜具有良好的抗菌能力，能有效抑制果蔬呼吸作用、减少营养物质损耗、维持果实新鲜度和硬度[26]。研究表明，肉桂精油、姜精油、花椒精油、丁香精油等具有较强的抗菌活性，将其加入壳聚糖涂膜溶液中可延长圣女果的保鲜期[27-29]。由灰葡萄孢霉引发的灰霉病是造成圣女果采后损失的重要病害，茶树精油能够破坏果实采后病原菌菌体形态、超微结构、细胞代谢，诱导增强果实抗病防御能力从而起到保鲜作用[30]。相比于松木精油、肉桂精油等植物精油，茶树精油对灰葡萄孢霉等多种病原菌的抑制效果更强、商业化应用前景更广，但其在圣女果保鲜领域尚未大规模应用[31]。复合涂膜的成本及使用浓度等因素是限制其规模化、产业化应用的因素[21]。刘开华等[32]研究发现向2%的壳聚糖水溶液中添加200～300 mg/kg 茶多酚制得的涂膜液能显著延长圣女果的保鲜期。适宜浓度的精油有助于果蔬的保鲜，浓度过低则精油的抑菌功效不足，浓度过高可能会对果实产生药害[30]。在草莓果实采后保鲜中的研究也表明，0.10 mL/L 茶树精油对草莓的保鲜效果最好，优于0.05、2.00 mL/L 茶树精油[33]。此外，贮藏温度不仅影响果实采后的呼吸作用和各种酶的活性，还对茶树精油中萜烯类化合物和醇类化合物含量影响较大，较低的贮藏温度有利于延缓其有效成分的变化，维持其抗菌保鲜能力，但温度过低会引起冷害[30]。本试验中壳聚糖-茶树精油涂膜结合4 ℃冷藏能够降低圣女果的失重率，抑制果实硬度的下降，延缓了可溶性固形物含量的变化速度，同时减缓了VC 含量的下降，有利于圣女果的保鲜。其中，添加0.10%茶树精油的壳聚糖复合涂膜液效果最好，优于添加0.05%和2%茶树精油的复合保鲜体系，但有关该复合涂膜剂对圣女果的保鲜机制还有待进一步探索。

本实验得出，同单一的低温保鲜相比，壳聚糖-茶树精油涂膜结合4 ℃冷藏的组合方式能显著减少贮藏期圣女果的失重率，抑制可溶性固形物、VC 等营养成分流失，对圣女果的保鲜效果更佳。与含0.05%和0.20%茶树精油的壳聚糖复合涂膜相比，添加0.10%茶树精油的复合涂膜对圣女果的保鲜效果最好，该研究结果为茶树精油在圣女果保鲜领域的产业化应用提供参考。