劉 琨，陳 勇*，黃煇榮

(廣西大學化學化工學院，廣西 南寧 530004)

熱活化膨潤土涂膜在芒果保鮮中的應用

劉 琨，陳 勇*，黃煇榮

(廣西大學化學化工學院，廣西 南寧 530004)

鈣基膨潤土分別經(jīng)200℃和400℃高溫焙燒活化，以液固比為15:1制得不同活化膨潤土保鮮液。芒果果實經(jīng)不同活化膨潤土保鮮液涂膜處理后于26～28℃貯藏。在貯藏過程中分別測定芒果果實轉(zhuǎn)黃指數(shù)、腐爛指數(shù)、質(zhì)量損失率、果膠含量、可溶性糖含量、總酸含量、呼吸強度等芒果各項生理指標。結(jié)果表明，200℃活化膨潤土能夠更好地抑制芒果轉(zhuǎn)黃和腐爛，減少水分散失，減緩果膠的降解，抑制呼吸高峰的出現(xiàn)，阻止糖的積累和酸的降解，與未活化膨潤土以及400℃活化土相比，能夠有效延緩芒果的后熟進程并達到保鮮的效果。

膨潤土；活化；涂膜；芒果；保鮮

膨潤土是一種以蒙脫石類礦物為主要成分的細粒黏土[1]。蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)是由兩層硅氧四面體片中間夾一層鋁(鎂)氧八面體片構(gòu)成的2:1型層狀硅酸鹽。由于蒙脫石的層間結(jié)構(gòu)松散，水分子或其他有機分子可以進入空間，使得膨潤土具有較強吸水性、高分散性、吸附膨脹性、黏結(jié)性、懸浮性、可塑性、觸變性、潤滑性和陽離子交換性等性能，應用十分廣泛[2-4]。在不同溫度條件下焙燒膨潤土，可使蒙脫石表面及結(jié)構(gòu)層間的分子水和有機質(zhì)蒸發(fā)掉，使黏土礦物結(jié)構(gòu)變得疏松，部分羥基脫失，裸露的斷鍵增多，礦物的比表面積增大，水化膨脹性增大，使膨潤土的吸附性能和吸水性能發(fā)生變化，其活性提高[5-6]。

采收后的芒果(Mangifera indica L.)對病害的敏感性增強，極易腐爛。目前，用于水果保鮮的方法主要分為化學法和物理法。物理方法主要有氣調(diào)貯藏、冷藏等，化學法主要有使用殺菌劑，多糖類涂膜等，殺菌劑使用最為廣泛。多糖類涂膜法使用的物質(zhì)在作為保鮮材料的同時，還必須添加殺菌劑[7-9]。

膨潤土作為一種無機非金屬材料，因其多種特殊性能，具備作為保鮮材料的可行性，而且價格低廉，在水果保鮮領(lǐng)域里具有開發(fā)應用前景。本實驗將鈣基膨潤土通過焙燒熱活，提高膨潤土的活性，并涂膜于芒果進行保鮮實驗研究，旨在開發(fā)膨潤土應用新領(lǐng)域，為芒果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供應用基礎(chǔ)研究成果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

廣西寧明鈣基膨潤土；海南象牙芒；乙醇、濃硫酸、苯酚、氫氧化鈉、氯化鋇、草酸、碘、碘化鉀(均為分析純) 廣東汕頭市西隴化工廠；葡萄糖(食品級)國藥集團化學試劑有限公司；咔唑 萬榮縣百盛精細化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SXJ-1數(shù)顯直流無級調(diào)速攪拌器械 鄭州長城科工貿(mào)易有限公司；722分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；AB104-N電子分析天平 上海梅特勒-托利多儀器有限公司；T-500型電子天平 常熟雙杰測試儀器廠；TDL-40B低速臺式離心機 泉州光學儀器廠；MJ-25BM01A型榨汁機 廣東美的精品電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 熱活化膨潤土的制備

稱取一定質(zhì)量的經(jīng)烘干的膨潤土，利用馬弗爐分別在200℃和400℃條件下焙燒1h，取出，分別制得200℃和400℃活化膨潤土。

1.3.2 保鮮液的制備

分別稱取一定量未活化膨潤土、200℃活化膨潤土和400℃活化膨潤土，各自加一定量的蒸餾水，按液固比15:1的比例充分攪拌均勻，制得3種膨潤土懸浮液。

1.3.3 處理方法

選取無病害，無機械損傷，成熟度一致，且大小均勻的海南象牙芒，用清水沖洗芒果表面，晾干后，分成4組，每組30個果，將其中3組分別用未活化膨潤土保鮮液、400℃活化膨潤土保鮮液和200℃活化膨潤土保鮮液涂膜處理，并分別記為a、b組和c組。未用膨潤土涂膜處理的芒果作為對照組。4組芒果于26～28℃室溫貯藏。

整個實驗在芒果出產(chǎn)季節(jié)(5～8月)重復4～5次，每次測試重復3次。

1.3.4 測定項目與方法[10-15]

芒果果皮顏色分成5個級別：0級(全綠)；1級(果蒂處微黃)；2級(果蒂處及以外局部變黃)；3級(果面約2/3變黃)；4級(果面全黃)。

根據(jù)果體腐爛面積的大小，將腐爛分為4個級別：0級(無腐爛)；1級(腐爛面積小于果體面積的10%)；2級(腐爛面積占果體總面積的10%～30%)；4級(腐爛面積超過果體總面積的50%)。

采用直接稱果體質(zhì)量測定質(zhì)量損失率；咔唑比色法測定果膠物質(zhì)含量；苯酚-硫酸比色法測定可溶性總糖含量；堿中和滴定法測定可滴定總酸含量；靜置法測定果實呼吸強度。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐爛指數(shù)

炭疽病和蒂腐病是導致芒果腐爛的主要病害。在貯藏期間，芒果極易感染這兩種病害。從圖1可看出：在貯藏第4天時，對照組和b組芒果均開始出現(xiàn)腐爛；在貯藏10d時腐爛程度迅速增加；在貯藏到第18天時，兩組芒果腐爛指數(shù)分別高達62.5%和59.38%。然而，a組和c組芒果，在貯藏第8天時才開始出現(xiàn)腐爛，且腐爛指數(shù)增加緩慢；在貯藏第18天時，c組芒果腐爛指數(shù)為25%，分別比a、b、對照組降低了33.3%、57.8%和60%。結(jié)果表明，200℃活化膨潤土保鮮液涂膜顯著地抑制了芒果的腐爛，其效果優(yōu)于其他保鮮處理。經(jīng)過200℃活化的膨潤土，裸露的斷鍵增多，礦物的比表面積增大，成膜性增強，能夠減少氧氣進入果實內(nèi)部，從而抑制細菌的生長繁殖；而吸附性能增加，能夠更有效地吸附果實散發(fā)出來的水分而抑制細菌生長，同時還可能吸附細菌菌體。

圖1 各組保鮮液涂膜對芒果腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effect of coating with different bentonite suspensions on decay index of mango fruit during ambient storage

2.2 轉(zhuǎn)黃指數(shù)

圖2 各組保鮮液涂膜對芒果轉(zhuǎn)黃指數(shù)的影響Fig.2 Effect of coating with different bentonite suspensions on skin yellowing index of mango fruit during ambient storage

未成熟的芒果，果皮顏色呈橄欖綠。隨著芒果的成熟，其果皮顏色逐漸轉(zhuǎn)黃。從圖2可看出，在貯藏第4天時，對照組和b組芒果果皮均開始轉(zhuǎn)黃；在貯藏18d時，兩組芒果果皮轉(zhuǎn)黃指數(shù)分別高達93.75%和90.63%。然而，a組和c組芒果分別在貯藏第6天和第8天才開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)黃；在貯藏第18天時，c組芒果的轉(zhuǎn)黃指數(shù)為50%，分別比a、b組和對照組降低了15.8%、44.83%和46.7%。結(jié)果表明，200℃活化膨潤土保鮮液涂膜能夠顯著地抑制芒果果皮轉(zhuǎn)黃，減緩后熟進程。經(jīng)過200℃活化的膨潤土成膜性能相對較好，更有效地調(diào)節(jié)了果實的呼吸。

2.3 質(zhì)量損失率

圖3 各組保鮮液涂膜對芒果質(zhì)量損失率的影響Fig.3 Effect of coating with different bentonite suspensions on weight loss of mango fruit during ambient storage

由于芒果自身呼吸和外界蒸騰作用，采摘后的芒果在貯藏期間會有一定的質(zhì)量損失。質(zhì)量損失率是衡量芒果保鮮效果的重要指標之一。由圖3可看出，在貯藏期間，對照組和b組芒果的質(zhì)量損失率基本接近；在貯藏第18天時，兩組芒果的質(zhì)量損失率分別高達14.05%和13.64%。然而，在貯藏期間，a組和c組芒果質(zhì)量損失率均低于對照組和b組；在貯藏第18天時，c組質(zhì)量損失率為8.52%，分別比a、b、對照組降低了21.47%、37.54%、39.36%。結(jié)果說明，200℃活化膨潤土保鮮液涂膜能夠有效地降低芒果的質(zhì)量損失率，主要原因是經(jīng)過200℃活化的膨潤土成膜性能最好，能夠有效地阻止水分損失。

2.4 果膠

圖4 各組保鮮液涂膜對芒果原果膠含量的影響Fig.4 Effect of coating with different bentonite suspensions on protopectin content of mango fruit during ambient storage

在未成熟果實中，果膠物質(zhì)與纖維素結(jié)合以原果膠的形式存在。隨著果實的成熟，原果膠部分被分解為可溶性果膠，果實組織也就變得松馳，軟化，硬度下降。從圖4、5分析得出：在貯藏期間，芒果的原果膠含量呈下降趨勢，可溶性果膠含量呈上升趨勢；c組芒果原果膠含量下降速度和可溶性果膠含量的上升速度明顯低于其他組分。結(jié)果表明，200℃活化膨潤土保鮮液涂膜能更好地減緩果膠的降解速度，主要原因是200℃活化的膨潤土成膜性能相對較好，更有效地調(diào)節(jié)了果實的生理進程，從而更好地保持芒果的硬度，利于芒果的貯藏。

圖5 各組保鮮液涂膜對芒果可溶性果膠含量的影響Fig.5 Effect of coating with different bentonite suspensions on soluble protopectin content of mango fruit during ambient storage

2.5 可溶性糖含量

圖6 各組保鮮液涂膜對芒果可溶性糖含量的影響Fig.6 Effect of coating with different bentonite suspensions on soluble sugars content of mango fruit during ambient storage

由圖6可知，在貯藏期間，對照組和b組芒果糖含量的變化趨勢基本一致，都呈先上升后下降的趨勢，可能原因是在貯藏前期，由于淀粉或纖維素的水解轉(zhuǎn)換，芒果總糖含量呈上升趨勢，在貯藏后期，由于芒果自身的呼吸作用需要以消耗糖來作為呼吸底物，總糖含量又會下降；在貯藏第12天時，對照組和b組芒果糖含量變化出現(xiàn)糖峰值，分別為8.75%和8.49%，之后迅速下降。然而，在貯藏第17天時，a組才出現(xiàn)糖峰值，其值為7.79%；c組芒果總糖含量的上升速度最為緩慢，并無峰值出現(xiàn)。結(jié)果表明，200℃活化的膨潤土保鮮液涂膜更有效地調(diào)節(jié)了果實的生理進程，有效阻止了芒果總糖的積累，延緩了芒果的后熟進程。

2.6 呼吸強度

從圖7可知，在貯藏期間，4組芒果的呼吸強度總體上呈先上升后下降的趨勢；在貯藏第12天時，對照組芒果的呯吸強度達到峰值，為39.05mg CO2/(kg·h)；經(jīng)過膨潤土保鮮液涂膜處理的芒果，其呼吸強度維持在較低水平；與其他組分芒果相比，c組芒果無明顯的呼吸高峰。結(jié)果表明，膨潤土保鮮液涂膜能夠阻礙芒果呼吸，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)，且200℃活化膨潤土保鮮液涂膜的效果優(yōu)于其他保鮮處理，更有效地調(diào)節(jié)果實的呼吸，明顯降低了呼吸強度，減緩了后熟進程。

圖7 各組保鮮液涂膜對芒果呼吸速率的影響Fig.7 Effect of coating with different bentonite suspensions on respiration rate of mango fruit during ambient storage

2.7 總酸

圖8 各組保鮮液涂膜對芒果總酸含量的影響Fig.8 Effect of coating with different bentonite suspensions on total acids content of mango fruit during ambient storage

從圖8可看出，在貯藏期間，芒果的總酸含量呈下降趨勢；b組與對照組芒果總酸含量下降速度快于c組和a組；在貯藏第17天時，a、b組和對照組芒果總酸含量分別降至0.47%、0.17%和0.13%，而此時c組芒果的總酸含量為0.64%，比a、b組和對照組分別高了36.1%、276.5%和392.3%。結(jié)果表明，200℃活化膨潤土保鮮液涂膜能有效地阻止芒果總酸的降解，其效果優(yōu)于其他保鮮處理。

3 結(jié) 論

200℃活化的膨潤土保鮮液涂膜能夠顯著抑制芒果果皮轉(zhuǎn)黃和果實腐爛及其呼吸高峰的出現(xiàn)，減少水分散失，減緩芒果果膠的分解速度，保持果實較高的硬度，從而減少貯存及運輸過程中的機械損傷。同時200℃活化的膨潤土保鮮液涂膜有效阻止了芒果可溶性糖的積累及總酸的降解，延緩了芒果的后熟進程。 然而，400℃活化的膨潤土保鮮處理效果較差，幾乎等同于空白對照組，可能的原因是焙燒膨潤土的溫度過高，導致其吸水性和黏性下降，甚至破壞膨潤土的結(jié)構(gòu)骨架和卷邊構(gòu)造，造成膨潤土的成膜性和分散性下降。而適當?shù)臏囟?200℃)活化有利于提高膨潤土的吸水性和吸附性，并且使成膜性得到進一步提高，所以其保鮮性能得到加強。

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Application of Thermoactivated Bentonite Coating for Mango Preservation

LIU Kun，CHEN Yong*，HUANG Hui-rong
(School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)

Ca-based bentonite was roasted at 200 or 400 ℃ for thermal activation. After diluted with water at a liquid/ solid ratio of 15:1, suspensions of the activated and non-activated bentonite were coated onto the surface of mangoes. The treated mangoes were stored at 26 to 28 ℃ and measured for yellowing index, decay index, weight loss rate, the contents of protopectin, soluble sugar and total acid and respiration rate. The results showed that the 200 ℃ activated bentonite significantly decreased skin yellowing, decay incidence, weight loss rate, and slowed down protopectin degradation in mango. Meanwhile, the occurrence of the respiration peak was delayed, and sugar accumulation and acid degradation were retarded. Compared with treatment with nothing or the 400 ℃ activated bentonite, the 200 ℃ activated bentonite was more effective in delaying their post-harvest ripening and thus achieving the purpose of preservation.

bentonite；activation；coating；mango；preservation

TS255.3

A

1002-6630(2013)18-0272-04

10.7506/spkx1002-6630-201318056

2012-07-20

國家自然科學基金地區(qū)科學基金項目(50964001)

劉琨(1962—)，女，教授，博士，研究方向為礦物綜合利用。E-mail：kunliuuw@gxu.edu.cn

*通信作者：陳勇(1986—)，男，碩士，研究方向為化工分離過程。E-mail：chenyong2009biye@163.com