安 磊，劉 曼

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

3種多糖對草莓的保鮮作用

安 磊，劉 曼

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

以草莓為對象，通過連續(xù)多次測定貯藏期內(nèi)草莓的失重率、腐爛率、感官評價(jià)、硬度、可溶性固形物、維生素C、可滴定酸和抗氧化活性等指標(biāo)，比較殼聚糖、海藻酸鈉、魔芋葡甘聚糖等3種常用多糖保鮮材料的保鮮作用及特點(diǎn)。結(jié)果表明3種多糖對草莓貯藏期內(nèi)的多個(gè)生理生化指標(biāo)具有明顯的改善作用，能有效延長草莓貨架期。其中殼聚糖保鮮作用最好，魔芋葡甘聚糖對草莓有機(jī)酸的維持作用最好。

多糖；保鮮；殼聚糖；海藻酸鈉；魔芋葡甘聚糖

生物多糖是自然界分布最廣泛的高分子化合物之一，具有良好的成膜性和抗菌性，在食品保鮮領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用［1］。首先多糖分子之間相互作用可形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻斷果蔬與環(huán)境間的直接聯(lián)系，降低果蔬的代謝水平和水分散失，其次，多糖還可以抑制多種細(xì)菌和真菌的生長繁殖，從而延長了果蔬的保鮮期。目前生物多糖主要用于涂膜保鮮，其中，殼聚糖、魔芋葡甘聚糖和海藻酸鈉是研究和應(yīng)用最多的生物多糖保鮮材料［2-4］，然而目前關(guān)于3種多糖保鮮作用及特點(diǎn)的比較研究較少。本研究選擇貨架期較短，容易腐敗變質(zhì)的草莓為保鮮對象，通過3種多糖對草莓的涂膜保鮮作用研究，比較3種多糖的保鮮作用及特點(diǎn)，為生物多糖保鮮材料的進(jìn)一步開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)資料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草莓采自北京昌平草莓種植園，品種為豐香。挑選表面無傷痕、個(gè)體大小均勻、成熟度一致（8成熟）的新鮮草莓果實(shí)；殼聚糖（脫乙酰度≥90%，食用級）、海藻酸鈉（食用級）和魔芋精粉（食用級）均購自河北百味生物科技有限公司；維生素C標(biāo)準(zhǔn)品購自上海政翔化學(xué)試劑研究所；DPPH購自TCI公司；醋酸，氯化鈣，NaOH，無水乙醇，次氯酸鈉，偏磷酸，Na2CO3等試劑購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器

LFRA1500g型質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield公司；5810R型離心機(jī)，德國Eppendorf公司；PR-201型數(shù)字式手持糖度計(jì)，美國Atago有限公司；UV-2450型分光光度計(jì)，日本Shimadzu公司；722E型可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 3 種多糖保鮮液的配置

稱取2.0 g殼聚糖溶于100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸溶液中，NaOH調(diào)至pH值5～6，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%的殼聚糖保鮮液。稱取1.0 g海藻酸鈉、0.5 g氯化鈣溶于100 mL蒸餾水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的海藻酸鈉保鮮液。制備魔芋葡甘聚糖，稱取一定量的魔芋精粉，并向其中加入一定體積的60%的乙醇，充分潤濕，用攪拌機(jī)攪拌1 min，接著用無水乙醇浸泡片刻再減壓抽濾，將過濾產(chǎn)物在110℃條件下烘干，得到魔芋葡甘聚糖粉末。稱取0.2 g魔芋葡甘聚糖粉、0.5 g氯化鈣溶于100 mL蒸餾水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的魔芋葡甘聚糖保鮮液［5］。

1.3.2 草莓的分組及保鮮處理

將草莓根據(jù)感官評價(jià)得分均分為4組：對照組（未處理），殼聚糖組（2.0%殼聚糖保鮮液處理），海藻酸鈉組（1.0%海藻酸鈉保鮮液處理）和魔芋葡甘聚糖組（0.2%魔芋葡甘聚糖保鮮液處理），每組60～70個(gè)草莓。

分別將草莓（對照組除外）放入殼聚糖保鮮液、海藻酸鈉保鮮液和魔芋葡甘聚糖保鮮液中浸泡1 min，撈出置于通風(fēng)處晾干。稱重后置于塑料盤內(nèi)于4℃下貯藏。

1.3.3 測定指標(biāo)及方法

在試驗(yàn)的第3，5，7，9天分別對草莓進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定，包括失重率，腐爛率，硬度，感官評定，可溶性固形物、維生素C、可滴定酸含量及抗氧化活性。

1.3.3.1 失重率的測定

貯藏前稱量草莓的重量，貯藏后每2天測一次，每次重復(fù)3次測量，見式（1）。

1.3.3.2 腐爛率的測定

腐爛率的測定見式（2）。

腐爛級別，0級為無腐爛；1級為0～1/3面積腐爛；2級為1/3～2/3面積腐爛；3級為2/3～3/3面積腐爛。

1.3.3.3 感官評定

對草莓外觀、色澤、氣味和腐爛度進(jìn)行打分后取平均值，共有3個(gè)評分者（不知道實(shí)驗(yàn)的分組情況）。感官評定標(biāo)準(zhǔn)：5分為果實(shí)紅黃色，外形完好，有特殊香味，有一定硬度，無腐爛；4分為果實(shí)鮮紅色，散發(fā)淡淡香味；3分為果實(shí)紅色，外表皺縮，香味濃郁；2分為果實(shí)色澤變暗，略帶水浸狀斑點(diǎn)，香氣損失，萼片略褐，部分果實(shí)霉變；1分為果實(shí)軟爛，萼片褐變嚴(yán)重，多數(shù)果實(shí)；0分為大部分果實(shí)霉變，有腐爛氣味。

其他指標(biāo)為草莓硬度采用質(zhì)構(gòu)儀測定，維生素C采用紫外分光光度計(jì)法測定，可滴定酸采用酸堿滴定法測定，可溶性固形物含量采用折光儀測定，抗氧化活性采用DPPH法測定［6-8］。每個(gè)指標(biāo)按樣本量測定或至少設(shè)3個(gè)重復(fù)組。

1.4 數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)果以±s表示。組間比較采用重復(fù)測量的one-way ANOVA方差分析及Dunnett t-檢驗(yàn)。P＜0.05時(shí)，差異具有顯著性。

2 結(jié)果與討論

2.1 3 種多糖保鮮液對草莓失重率的影響

新鮮草莓的含水量可高達(dá)90%或以上，草莓在貯藏過程中的重量變化主要體現(xiàn)草莓失水量變化，失水會影響草莓的生理代謝和外觀品質(zhì)［9］。3種多糖對貯藏期間草莓失重率的影響見圖1。

圖1 3種多糖對貯藏期間草莓失重率的影響Fig.1 Effect of three polysaccharides on weight loss of strawberry fruits

由圖1可知，在草莓貯藏期間，各組草莓的失重率均不斷加大。與對照組比較，3種多糖涂膜處理可在第3，5，7，9天均顯著降低的草莓失重率，其中2%殼聚糖處理對草莓失重率的減緩作用最明顯。

2.2 3 種多糖保鮮液對草莓腐爛率的影響

腐爛是影響草莓品質(zhì)的重要因素，3種多糖對貯藏期間草莓腐爛率的影響見圖2。

由圖2可知，在貯藏期間草莓的腐爛率不斷上升，到第9天，草莓腐爛率達(dá)70%左右。殼聚糖涂膜可在貯藏期的第3，7，9天顯著降低草莓的腐爛率，海藻酸納和魔芋葡甘聚糖涂膜的這一作用不顯著。

圖2 3種多糖對貯藏期間草莓腐爛率的影響Fig.2 Effect of three polysaccharides on decay percentage of strawberry fruits

2.3 3 種多糖保鮮液對草莓硬度的影響

硬度是除腐爛率以外的又一感官指標(biāo)，3種多糖對貯藏期間草莓硬度的影響見圖3。

圖3 3種多糖對貯藏期間草莓硬度的影響Fig.3 Effect of three polysaccharides on hardness of strawberry fruits

由圖3可知，草莓在貯藏期間硬度不斷下降。3種多糖涂膜均可顯著延緩草莓硬度的變化。到貯藏期第9天，對照組的硬度已下降28%，而殼聚糖處理組硬度僅下降8.5%，海藻酸鈉和魔芋葡甘聚糖處理組分別下降16.7%和17.2%。

2.4 3種多糖保鮮液對草莓感官評價(jià)的影響

草莓的感官評價(jià)是在貯藏期間對草莓外部品質(zhì)的評價(jià)，能夠最直觀地反映草莓在貯藏期間的保鮮效果。貯藏期間草莓的色澤、氣味、硬度等都發(fā)生明顯變化。3種多糖對貯藏期間草莓感官評價(jià)的影響見圖4。

如圖4可知，對照組草莓感官評價(jià)得分從第3天的4分下降到第9天的2.8分，3種多糖處理可顯著增加草莓的感官評分，其中殼聚糖涂膜作用最顯著。

圖4 3種多糖對貯藏期間草莓感官評價(jià)的影響Fig.4 Effect of three polysaccharides on sensory evaluation of strawberry fruits

2.5 3 種多糖保鮮液對草莓可溶性固形物含量的

影響

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）的含量高低，在一定程度上反映了貯藏過程中果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)保留的多少。3種多糖對貯藏期間草莓TSS的影響見圖5。

圖5 3種多糖對貯藏期間草莓TSS的影響Fig.5 Effect of three polysaccharides on total soluble solids（TSS）of strawberry fruits

由圖5可知，與失重率和硬度結(jié)果一致，3種多糖處理均可顯著降低草莓可溶性固形物含量變化，同樣，殼聚糖涂膜作用最顯著。

2.6 3 種多糖保鮮液對草莓維生素C含量的影響

維生素C是草莓果實(shí)中重要的營養(yǎng)成分，同時(shí)也是一種重要的抗氧化劑，對延緩草莓腐敗有一定的效果。3種多糖對貯藏期間草莓維生素C的影響見圖6。

圖6 3種多糖對貯藏期間草莓維生素C的影響Fig.6 Effect of three polysaccharides on ascorbic acid content of strawberry fruits

如圖6所示，貯藏期內(nèi)草莓的維生素C發(fā)生了巨大變化，對照組在第9天維生素C含量下降約

23%。3種多糖涂膜可不同程度的降低草莓維生素C的損失。殼聚糖涂膜在第5，7，9天均可顯著降低草莓維生素C的損耗，更好的維持草莓營養(yǎng)品質(zhì)。

2.7 3 種多糖保鮮液對草莓可滴定酸含量的影響

在草莓貯藏過程中，有機(jī)酸由于新陳代謝而不斷被消耗，從而影響草莓風(fēng)味與品質(zhì)。3種多糖對貯藏期間草莓可滴定酸（titratable acid，TA）的影響見圖7。

圖7 3種多糖對貯藏期間草莓可滴定酸的影響Fig.7 Effect of three polysaccharides on titratable acid content of strawberry fruits

由圖7可知，殼聚糖和魔芋葡甘聚糖涂膜可顯著抑制有機(jī)酸的消耗，其中魔芋葡甘聚糖涂膜的作用更顯著，提示魔芋葡甘聚糖對草莓風(fēng)味可能具有較好的維持作用。

2.8 3 種多糖保鮮液對草莓抗氧化活性的影響

3種多糖對貯藏期間草莓抗氧化活性的影響見圖8。

圖8 3種多糖對貯藏期間草莓抗氧化活性的影響Fig.8 Effect of three polysaccharides on antioxidant activity of strawberry fruits

由圖8可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，草莓對DPPH自由基的抑制率逐漸降低。3種多糖處理可不同程度的延緩草莓對DPPH自由基清除能力的下降。與其他指標(biāo)一致，殼聚糖處理對維持草莓的DPPH清除能力作用最顯著。

生物多糖具有食用安全，來源廣泛、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)，兼具有良好的成膜性和抑菌性，是具有良好開發(fā)前景的天然保鮮材料。目前應(yīng)用的多糖保鮮材料主要有殼聚糖、魔芋葡甘聚糖、海藻酸鈉、水溶性大豆多糖、短梗霉多糖、淀粉基等，主要應(yīng)用于果蔬和冷鮮食品的保鮮。本研究經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研，選擇殼聚糖，海藻酸鈉和魔芋葡甘聚糖的最適保鮮濃度［10-11］，研究它們對草莓的保鮮作用及特點(diǎn)。研究結(jié)果表明3種多糖均對草莓具有保鮮作用，這主要是由于多糖涂膜可在草莓表面形成一層保護(hù)性的屏障，改變草莓的內(nèi)部環(huán)境，有效的減緩草莓的水分蒸騰作用和呼吸作用，從而減緩草莓的代謝及營養(yǎng)成分的流失［12-14］。

3種多糖中只有殼聚糖能顯著降低草莓的腐爛率，一方面這可能與殼聚糖良好的機(jī)械屏障作用有關(guān)，另一方殼聚糖可抑制多種病原菌生長，特別是殼聚糖可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種防御酶——幾丁質(zhì)酶，其可催化真菌細(xì)胞壁成分幾丁質(zhì)水解，從而抑制水果中真菌的生長［15-16］。而單一的魔芋葡甘聚糖或海藻酸鈉抗菌性較差，同時(shí)這一結(jié)果也提示抑菌作用可能并非是多糖材料顯著或共同的作用特點(diǎn)。此外，草莓中含有維生素C、多酚、類黃酮等天然抗氧化物質(zhì)，能夠抑制細(xì)胞內(nèi)氧化反應(yīng)的發(fā)生，清除自由基［17］，抗氧化活性是草莓的重要生物活性之一，其評價(jià)有多種體系和方法，本研究中采用的DPPH法只是評價(jià)草莓抗氧化活性的一個(gè)方面。

隨著人們對健康飲食的關(guān)注，化學(xué)保鮮劑的超量與濫用引發(fā)了人們對食品安全的擔(dān)憂。天然保鮮劑的研究與開發(fā)已成為食品保鮮技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，然而目前天然保鮮材料還存在抗菌時(shí)效不佳，使用量較大等不足。本研究通過比較研究目前常用的3種多糖保鮮材料對草莓的保鮮作用及特點(diǎn)，為今后多糖及復(fù)配天然保鮮材料的開發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明3種多糖涂膜可顯著改善草莓貯藏期的失重率、感官評價(jià)、硬度、TSS、維生素C、TA含量及抗氧化活性等生理生化指標(biāo)，有效延長草莓的貨架期。在3種多糖中，2%殼聚糖對貯藏期草莓的失重率、腐爛率、感官評價(jià)、硬度、TSS、維生素C含量和抗氧化性等指標(biāo)的改善作用最顯著，保鮮效果最好。并且，除TA外，1%海藻酸鈉對草莓各生理生化指標(biāo)的改善作用優(yōu)于0.2%魔芋葡甘聚糖。而魔芋葡甘聚糖對可滴定酸的消耗具有較好的延緩作用，此作用優(yōu)于殼聚糖和海藻酸鈉，提示魔芋葡甘聚糖對草莓風(fēng)味具有較好的維持作用。

［1］王伏超，李軍國，董穎超，等.多糖及改性多糖作為涂膜保鮮材料的研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2012，33（5）：299-304.

［2］胡曉亮，周國燕，王春霞，等.海藻酸鈉在水果貯藏保鮮中的應(yīng)用［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38（1）：143-146.

［3］王首宇.殼聚糖涂膜保鮮技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.甘肅農(nóng)業(yè)，2011（5）：11-12.

［4］盧秀彬，劉倍毓，鐘耕，等.魔芋葡甘聚糖涂膜在果蔬保鮮上的應(yīng)用［J］.食品工業(yè)科技，2011，21（3）：450-452.

［5］陳思力.魔芋葡甘聚糖丙烯酰胺改性膜的研究及其在蘆柑保鮮中的應(yīng)用［D］.福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2010.

［6］王喜波，張英華.食品檢測與分析實(shí)驗(yàn)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013：23-24.

［7］米書梅，阮征，溫艷梅，等.幾種常見果蔬抗氧化活性與多酚和維生素C的關(guān)系［J］.食品工業(yè)科技，2013，34（1）：133-136.

［8］Neeta B G，Pooja R P，Ramana R.Improvement of quality and shelf-life of strawberries with edible coatings enriched with chitosan［J］.Postharvest Biology and Technology，2013，85（10）：185-195.

［9］Duan J，Wu R，Strik B C，et al.Effects of edible coatings on the quality of fresh blueberries（Duke and Elliott）under commercial storage conditions［J］.Postharvest Biol Technol，2011，59（1）：71-79.

［10］任玉鋒，馬玉賢.海藻酸鈉涂膜對靈武長棗低溫保鮮效果的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（15）：7175-7176.

［11］石磊，王世平，顧介明，等.不同濃度殼聚糖膜對葡萄保鮮效果的研究［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（8）：99-101.

［12］Atress A S H，El-Mogy M M，Aboul-Anean H E，et al. Improving strawberry fruit storability by edible coating as a carrier of thymol or calcium chloride［J］.Journal of Horticultural Science&Ornamental Plants，2010，2（3）：88-97.

［13］Maftoonazad N，Ramaswamy H S，Marcotte M.Shelflife extension of peaches through sodium alginate and methyl cellulose edible coatings［J］.International Journal of Food Science and Technology，2008，43（6）：951-957.

［14］Velickova E，Winkelhausen E，Kuzmanova S，et al. Impact of chitosan-beeswax edible coatings on the quality of fresh strawberries（Fragaria ananassa cv Camarosa）under commercial storage conditions［J］.LWT：Food Sci Technol，2013，52（2）：80-92.

［15］任建敏.殼聚糖抗菌抗氧化活性及其在食品保鮮中應(yīng)用［J］.食品工業(yè)科技，2012，33（16）：400-404.

［16］Li Yongcai，Sun Xiaojuan，Bi Yang，et al.Antifungal activity of chitosan on Fusarium sulphureum in relation to dry rot of potato tuber［J］.Agricultural Sciences in China，2009，8（5）：597-604.

［17］羅婭，唐勇，馮珊，等.6個(gè)草莓品種營養(yǎng)品質(zhì)與抗氧化能力研究［J］.食品科學(xué)，2011，32（7）：52-56.

Quality and Shelf-Life Improvement of Three Polysaccharides on Strawberry Fruits

AN Lei，LIU Man
（School of Food and Chemical Engineering/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients/Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

To determine the efficacy of chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan on the shelflife and overall quality of strawberry fruits，we repeatedly estimated the weight loss，decay percentage，sensory evaluation，hardness，soluble solid content（TSS），ascorbic acid content，titratable acid（TA）content，and antioxidant activity of strawberry fruits coated with these three polysaccharides during the storage period.Results demonstrated that chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan could significantly delay the main changes of strawberry fruits.Among the three polysaccharides，chitosan was especially useful for extending the shelf-life and maintaing quality of strawberry fruits，and konjac glucanmannan was best for the maintenance of the TA content.

polysaccharides；preservation；chitosan；sodiun alginate；konjac glucomannan

李 寧）

TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.012

2095-6002（2015）03-0064-06

安磊，劉曼.3種多糖對草莓的保鮮作用［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，33（3）：64-69.

AN Lei，LIU Man.Quality and shelf-life improvement of three polysaccharides on strawberry fruits［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（3）：64-69.

2014-09-01

北京市教育委員會教師隊(duì)伍建設(shè)-青年英才計(jì)劃項(xiàng)目（YETP1447）；北京市委組織部優(yōu)秀人才計(jì)劃項(xiàng)目（2013D005003000001）。

安 磊，女，講師，博士，主要從事天然活性成分方面的研究。