林素英，陳 宇，童麗華，戴建華，沈愛慧，吳錦程*

(莆田學院環(huán)境與生物工程學院，福建 莆田 351100)

羧甲基殼聚糖對枇杷果實保鮮效果的影響

林素英，陳 宇，童麗華，戴建華，沈愛慧，吳錦程*

(莆田學院環(huán)境與生物工程學院，福建 莆田 351100)

以八成熟‘早鐘6號’枇杷果實為試材，研究羧甲基殼聚糖涂膜對8℃貯藏條件下枇杷果實品質的影響及其在枇杷保鮮中的作用。結果表明：羧甲基殼聚糖涂膜可延緩貯藏期間枇杷果實可溶性固形物(TSS)、總酸(TA)和VC含量的下降，減少果實的質量損失、減緩木質素的積累，抑制多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。采用羧甲基殼聚糖涂膜處理可較好地保持冷藏條件下枇杷果實的品質，減緩木質化進程，在枇杷貯藏保鮮中具有較好的應用前景。

枇杷；羧甲基殼聚糖；改性；保鮮

枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)為原產(chǎn)我國南方的特產(chǎn)水果，營養(yǎng)豐富，風味獨特，具有清肺和胃、降氣祛痰之功效，被譽為綠色保健果品。福建是枇杷主產(chǎn)地之一，‘早鐘6號’枇杷是福建主栽品種之一，果實皮薄多汁，成熟于高溫多雨季節(jié)，采后易受機械傷害和細菌感染而失水皺縮或腐爛，因而不耐貯藏和運輸，外銷困難，制約了枇杷種植效益的提高[1-2]。目前國內外對枇杷貯藏保鮮技術有不少的相關研究報道，主要包括薄膜包裝[3]、低溫貯藏[1]、氣調[4]、冷激[5]、熱激[6]、化學處理[7]等方法，其中以氣調冷藏保鮮效果相對較好，但經(jīng)氣調冷藏后果肉發(fā)生木質化敗壞，使果實質地生硬，口感粗糙，失去商品價值[8]，且設備投資大，冷激、熱激技術難度較大，常見的化學保鮮劑可能存在殘留，因此尋求安全、有效、廉價的天然涂膜保鮮劑是枇杷保鮮的發(fā)展趨勢[9]。

殼聚糖是天然的生物多糖，具有安全無毒，易于生物降解、良好的生物相容性、成膜特性和較強的抗菌保鮮防腐能力，作為天然保鮮劑已應用于許多水果的貯藏保鮮[10]，在枇杷的保鮮方面也有報道[11-13]，但殼聚糖對不同貯藏條件和品種的枇杷保鮮效果存在差異，且殼聚糖只能溶于pH值小于6.5的酸性溶液中而限制了其應用，水溶性是殼聚糖能否發(fā)揮抗菌性的決定性因素[14]，因此，將殼聚糖改性以增加水溶性和抗菌性并應用于果蔬保鮮已成為近年研究的熱點。引入羧甲基能增強殼聚糖水溶性，已有研究[14]表明羧甲基殼聚糖的抗菌活性較殼聚糖強，能更好保持果蔬品質，目前將羧甲基殼聚糖應用于枇杷保鮮未見報道。本研究將殼聚糖進行化學改性得到羧甲基殼聚糖并用于‘早鐘6號’枇杷的保鮮，旨在探討羧甲基殼聚糖對枇杷保鮮效果的影響，以期為羧甲基殼聚糖應用于枇杷的采后貯藏保鮮提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

‘早鐘6號’采自福建莆田枇杷主產(chǎn)區(qū)。

殼聚糖(脫乙酰度為90%) 國藥集團化學試劑有限公司；L-苯丙氨酸、磷酸、乙醇、冰乙酸、鹽酸、三氯乙酸、鄰苯二酚、硼酸、氫氧化鈉、氯乙酸、異丙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、2,2-二聯(lián)吡啶均為分析純。

FHM-5型果實硬度計 日本竹村電機制作所；PHS-25型酸度計 通州市南興無線電廠；WYA-2W型阿貝折光儀 廈門精藝興業(yè)科技有限公司；722型可見分光光度計 上海方瑞儀器有限公司；Avanti J-E型冷凍高速離心機 德國Beckman公司；UV-1240型可見-紫外分光光度計 日本島津公司；YXQ-LS-50SII型立式蒸汽滅菌器 上海博訊實業(yè)有限公司。

1.2 羧甲基殼聚糖制備

羧甲基殼聚糖的制備參照李萬海等[15]的方法，并略加修改。在三口燒瓶中加入殼聚糖5g、異丙醇50mL，攪拌使其溶脹0.5h，再加入40% NaOH溶液25mL，攪拌3h，使殼聚糖在堿性條件下溶脹形成堿化中心，溶脹過程控制溫度為25℃。將6g氯乙酸分3次加入溶液中，每次間隔10min，控制反應在65℃條件下進行2h。反應完后冷卻，向上述溶液中加入50mL蒸餾水，用冰乙酸調pH值至7.0，真空抽濾，濾餅用95%的乙醇溶液多次洗滌，過濾，所得產(chǎn)品放入烘箱60℃烘干，得到3.7g米黃色粉末狀的羧甲基殼聚糖，取代度[16]為0.85。

1.3 涂膜液制備

稱取殼聚糖20g，用1%乙酸溶液溶解，超聲分散均勻，定容至2000mL，得到1g/100mL殼聚糖天然涂膜液。稱取羧甲基殼聚糖20g，用0.5%乙酸溶液溶解，超聲分散均勻，定容至2000mL，得到1g/100mL羧甲基殼聚糖涂膜液。

1.4 材料處理

選取大小、成熟度基本一致、無蟲病害、無機械損傷、八成熟的‘早鐘6號’枇杷果實為試材。果實分別采用殼聚糖涂膜液(處理1，記為T1)和羧甲基殼聚糖涂膜液(處理2，記為T2)浸漬1min后撈出并自然晾干，以果實不作涂膜處理為對照(記為CK)。各處理組和對照組枇杷果實分裝于PE保鮮袋，袋口不完全密封，稱質量后置于8℃培養(yǎng)箱避光貯藏，每5d取出7個枇杷測定相關指標。

1.5 指標測定

果實品質相關指標：質量損失率參照張春萍等[9]的方法測定；果實硬度用FHM-5型果實硬度計測定[2]；可溶性固形物(total soluble solids，TSS)采用阿貝折光儀測定[17]；總酸(titrable acid，TA)用酸堿中和法(以蘋果酸表示)測定[8]；VC含量參照陳建勛等[18]的方法測定，結果用mg/100g表示，以鮮質量計；木質素含量測定參照朱海英等[19]的方法，以鮮質量計。

相關酶活性測定參照吳錦程等[2]的方法，多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性以每分鐘內吸光度變化0.01為1個酶活力單位，結果以U/g表示，以鮮質量計；苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammo-nialyase，PAL)活性以反應液30min變化0.01吸光度為1個酶活性單位，結果以U/g表示，以鮮質量計。

以上各指標測試重復3次取平均值，實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20軟件統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 涂膜處理對枇杷果實貯藏期間質量損失的影響

圖1 不同處理對枇杷果實質量損失的影響Fig.1 Effect of different coating treatments on weight loss of loquat fruits

果實的質量損失率可以反映果實的商品價值，質量損失率越大，表明果實的水分和營養(yǎng)成分流失越多，即保鮮的效果越差[20]。由圖1可以看出，隨貯藏時間的延長，果實質量損失率均呈上升趨勢，殼聚糖涂膜處理T1和羧甲基殼聚糖涂膜處理T2的枇杷果實在貯藏期間質量損失率均低于未涂膜處理的CK，且隨著貯藏進程的推進，T1和T2處理與CK之間質量損失率差異逐漸增大，且T2處理的果實質量損失率低于T1處理。果實貯藏至30d，T2處理的果實質量損失率僅為CK的41.6%，T1處理的76.6%。統(tǒng)計分析顯示T1處理與CK之間差異顯著(P＜0.05)，T2處理與CK之間差異顯著(P＜0.05)，可見殼聚糖和羧甲基殼聚糖涂膜均能減緩果實貯藏期間的質量損失，其中羧甲基殼聚糖涂膜處理對減緩果實質量損失更有效果。

2.2 涂膜處理對枇杷果實硬度的影響

由圖2可以看出，果實貯藏期間硬度呈先降后升趨勢，總體升高的變化趨勢，先降低與八成熟果實采后早期后熟有關。貯藏前5d，T2處理的果實硬度略微上升，且T2＞T1＞CK，說明涂膜處理可能對枇杷果實采后早期后熟軟化起到抑制作用。在果實貯藏的10～30d，T1處理的果實硬度最高，T2處理的果實硬度最低，但不同處理的果實之間硬度差異并不顯著(P＞0.05)。結果顯示，羧甲基殼聚糖涂膜有助于減緩果實硬度上升，但作用并不明顯。

圖2 不同處理對枇杷果硬度的影響Fig.2 Effect of different coating treatments on firmness of loquat fruits

2.3 涂膜處理對枇杷果實可溶性固形物(TSS)含量及總酸(TA)含量的影響

圖3 不同處理對枇杷果實TSS(A)和總酸含量(B)的影響Fig.3 Effect of different coating treatments on TSS content and TA content of loquat fruit

由圖3A可以看出，貯藏期間TSS含量呈先升后降的變化趨勢，貯藏前期含量上升可能與枇杷果實尚未完全成熟，淀粉等物質逐漸降解為可溶性的小分子物質有關[20]。實驗中T2處理的果實TSS含量上升趨勢持續(xù)較久，含量較高，說明T2處理能延緩果實后熟。貯藏后期各處理含量變化差異大，CK組20d開始含量快速減少，T1處理25d開始加速減少，T2處理則放緩了原降低速率，并保持較高含量。貯藏30d后，CK、T1和T2處理的果實TSS含量分別為貯藏前含量的78.8%、81.4%和94.0%。整個貯藏過程果實TSS含量保持T2＞T1＞CK，說明T1、T2處理均能延緩果實TSS含量的降低。統(tǒng)計分析顯示T2處理與CK之間差異顯著(P＜0.05)，說明羧甲基殼聚糖涂膜處理能更好減緩果實TSS含量的降低。

在貯藏過程中，總酸(TA)含量呈下降趨勢，由圖3B可見，前15d，CK、T1和T2處理變化趨勢相似，TA含量區(qū)別不明顯。15d開始差異變大，其中T1和T2處理的曲線變平緩，含量降低較少，且T2＞T1＞CK，貯藏30d后，T2處理含量為CK的131.3%、T1處理的106.1%。統(tǒng)計分析顯示T2處理與CK之間差異極顯著(P＜0.01)，說明羧甲基殼聚糖涂膜處理能顯著延緩TA含量的降低，更好保持枇杷果實風味，效果優(yōu)于殼聚糖涂膜。

2.4 涂膜處理對枇杷果實VC含量的影響

圖4 不同處理對枇杷果實VC含量的影響Fig.4 Effect of different coating treatments on vitamin C content of loquat fruits

VC含量變化是評價枇杷果實營養(yǎng)品質和貯藏效果的一個指標，從圖4可見，VC含量呈先升后降的變化趨勢，貯藏的前5d升高，之后持續(xù)降低，總體減少。相對于CK和T1處理，T2處理的果實VC含量減少較慢且值較大，貯藏30d，T2處理的含量為CK的129.7%，T1處理的105.0%，統(tǒng)計結果顯示各處理差異不顯著(P＞0.05)，說明涂膜處理可減緩枇杷果實VC的損失，但作用不明顯。

圖5 不同處理對枇杷果實木質素含量的影響Fig.5 Effect of different coating treatments on lignin content of loquat fruits

2.5 涂膜處理對枇杷果實木質素含量的影響枇杷果實低溫貯藏可導致冷害現(xiàn)象，使果肉木質化，木質素含量是判定冷藏枇杷果實木質化程度的指標[3]。由圖5可以看出，貯藏過程枇杷果實木質素含量呈上升趨勢，含量大小為CK＞T1＞T2，貯藏10d開始木質素含量上升較快。貯藏30d后，CK、T1和T2處理組分別從0.44%升至1.87%、1.83%和1.65%。統(tǒng)計分析表明T2處理CK之間差異極顯著(P＜0.01)，T1處理和CK之間差異不顯著(P＞0.05)，說明羧甲基殼聚糖涂膜處理可顯著減緩木質素含量的積累。

2.6 涂膜處理對枇杷果實多酚氧化酶(PPO)活性的影響

多酚氧化酶(PPO)是采后果實貯藏過程中引起褐變的主要酶類，且能促進木質素的合成[4]。由圖6可以看出，貯藏期間枇杷果實的PPO活性整體呈上升趨勢，15d后活性快速增加，可見貯藏后期是PPO活性上升的關鍵時期。貯藏過程T2處理的枇杷PPO活性保持較低，且與CK、T1處理的差異均達到顯著水平(P＜0.05)，說明羧甲基殼聚糖涂膜處理對枇杷果實的成熟與衰老起到了明顯的抑制作用。

圖6 不同處理對枇杷果實PPO活性的影響Fig.6 Effect of different coating treatments on PPO activity of loquat fruits

2.7 涂膜處理對枇杷果實苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影響

圖7 不同處理對枇杷果實PAL活性的影響Fig.7 Effect of different coating treatments on PAL activity of loquat fruits

PAL是木質素合成代謝的關鍵酶[16]，能促進木質素的合成，提高組織的木質化程度[3]。由圖7可以看出，枇杷果實的PAL活性隨貯藏時間的延長而上升，貯藏前10d增長較慢，中后期較快。整個過程PPO活性保持CK＞T1＞T2，其中T1處理與CK之間差異顯著(P＜0.05)，T2處理與CK之間差異達到極顯著水平(P＜0.01)，說明涂膜處理抑制了PAL酶的活性，使其維持在相對較低的水平，其中羧甲基殼聚糖涂膜處理的效果更佳。

3 討論與結論

枇杷果實貯藏中，果實由于失水與呼吸消耗產(chǎn)生質量損失，果實的酸、可溶性糖等作為呼吸底物而被逐步消耗，表現(xiàn)為含量遞減。由于殼聚糖可在果實表面形成一層薄膜，對氣體有選擇性通透，使果實內形成一個低O2、高CO2體積分數(shù)的環(huán)境，抑制了果實的呼吸強度，阻礙果實水分蒸發(fā)和病菌侵入，從而減少果實內物質轉化和呼吸基質的消耗[13]。羧甲基殼聚糖的抑菌保鮮機理與殼聚糖相似，同時研究[21]認為引入—CH2COO-可與結構中的NH3+基團形成氫鍵，使分子鏈舒展，此時NH3+能與細菌更充分作用而表現(xiàn)出比殼聚糖更強的抗菌活性。本實驗羧甲基殼聚糖涂膜處理的枇杷果實貯藏30d后的TSS含量、TA含量、VC含量和質量損失率分別為不涂膜處理的對照組的119.3%、129.7%、131.3%和41.6%，為未改性的殼聚糖涂膜組的115.5%、106.1%、105.0%和76.6%，保鮮效果最佳。統(tǒng)計分析顯示殼聚糖涂膜處理與對照組之間質量損失率差異到達顯著水平(P＜0.05)，TA含量差異則達到極顯著水平(P＜0.01)，而殼聚糖涂膜處理與對照組之間僅質量損失率達到顯著水平(P＜0.05)，說明殼聚糖經(jīng)羧甲基化改性后能更好保持枇杷果實的品質。

防止果實的木質化敗壞，是枇杷貯藏中迫切需要解決的關鍵問題[6]。單純的低溫貯藏可導致果實細胞壁物質代謝發(fā)生異常，木質素含量增加，硬度變大。PPO是主要的氧化酶，可通過氧化酚類物質而促進木質素的合成，PAL是能催化苯丙氨酸轉化為肉桂酸，促進木質素的合成，提高組織的木質化程度，從而促進組織的衰老敗壞[22]。實驗結果表明羧甲基殼聚糖涂膜處理的果實木質素含量、PPO活性和PAL活性增加較緩慢且值較小，貯藏30d后僅為不涂膜的對照組的76.7%、81.2%和53.7%，為未改性的殼聚糖涂膜處理的90.2%、87.1%和91.7%。統(tǒng)計結果表明木質素含量與PPO活性、PAL活性呈顯著正相關(r＞0.8)，羧甲基殼聚糖涂膜處理與對照之間木質素含量、PAL活性差異達到極顯著水平(P＜0.01)，PPO活性差異達到顯著水平(P＜0.05)，與殼聚糖涂膜處理的PPO活性差異達到顯著水平(P＜0.05)，而殼聚糖涂膜處理僅PPO活性與對照組有顯著差異(P＜0.05)，說明羧甲基殼聚糖涂膜能有效減緩木質化進程。

本實驗3組枇杷果實在貯藏期內均完好未腐爛，結果表明羧甲基殼聚糖涂膜處理減少了果實質量損失率，延緩了TSS含量、TA含量和VC含量的降低，抑制了硬度、木質素含量、PPO活性和PAL活性的上升，說明殼聚糖經(jīng)羧甲基化改性能更好保持果實品質，減緩木質化，比殼聚糖的保鮮效果更好，作為枇杷果實的保鮮劑有較好地應用前景。

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Effectiveness of Carboxymethyl Chitosan Coating to Preserve Loquat Fruits

LIN Su-ying，CHEN Yu，TONG Li-hua， DAI Jian-hua，SHEN Ai-hui，WU Jin-cheng*
(College of Environment and Biological Engineering, Putian University, Putian 351100, China)

The effect of carboxymethylation chitosan coating on the quality of loquat fruits “Zaozhong No. 6”(Eriobotrya japonica LindI. cv. Zaozhong No.6) with 80% maturity during storage 8 ℃ was investigated to evaluate its effectiveness to preserve loquat. The results showed that carboxymethylation chitosan coating delayed the reduction of total soluble solid (TSS), total acids (TA) and VC, reduced fruit weight loss and lignin accumulation and inhibited polyphenol oxidase (PPO) and phenylalanin ammo-nialyase (PAL) activities. This treatment was effective in preserving the quality of loquat fruits and retard lignifications. Accordingly carboxymethylation chitosan coating will have promising applications for loquat preservation.

loquat fruits；carboxymethyl chitosan；modification；preservation

S379.2；O629.12

A

1002-6630(2013)18-0312-05

10.7506/spkx1002-6630-201318064

2012-08-24

福建省高校服務海西重點建設項目(2008HX02)；福建省自然科學基金項目(2008J0071)；福建省科技計劃重點項目(2011N0028)

林素英(1979—)，女，講師，碩士，研究方向為天然產(chǎn)物化學與化學生物學。E-mail：linjq27@163.com

*通信作者：吳錦程(1965—)，男，教授，學士，研究方向為果實采后生理生化。E-mail：wjc2384@163.com