張龍濤　陳荔紅　黃旭輝　蘇曉芳　鄭寶東

摘 要 為了開發(fā)枇杷貯藏保鮮新技術(shù)，以福建地產(chǎn)枇杷為試材，研究仙草膠-卡拉膠復(fù)合膜對(duì)枇杷貯藏期間的果實(shí)品質(zhì)及采后生理變化的影響。研究結(jié)果顯示，復(fù)合涂膜處理可以保護(hù)細(xì)胞膜，降低呼吸強(qiáng)度，抑制枇杷的生理代謝，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，加入的尼辛、納他霉素等抑菌配料可抑制金黃色葡萄球菌、青霉菌等微生物的生長(zhǎng)，提高貯藏的保鮮效果。

關(guān)鍵詞 可食性膜；仙草膠；卡拉膠；抑菌；涂膜；枇杷；保鮮

中圖分類號(hào) S667.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract To develop new preservative technology for loquat， the effect of composite edible coating（based on hsian-tsao gum， carrageenan， nisin and natamycin）on postharvest fruit quality and physiological characters were evaluated during cold storage at 4 ℃. Results showed that composite edible coating exhibited a beneficial effect on the overall quality of loquat in the preservation by protecting the cell wall and reducing respiratory intensity， inhibiting physiological metabolism and decreasing the nutrient loss. The anti-organism material， such as nisin and natamycin， showed significant inhibitory effects on Staphylococcus aureus， Listeria monocytogenes and Penicillium.

Key words Edible film； Hsian-tsao gum； Carrageenan； Antimicrobial property； Coating； Loquat； Preservation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.023

枇杷[Eriobotrya japonica（Thunb.）Lindl]通常成熟于高溫高濕季節(jié)，在貯藏、運(yùn)輸過程中容易出現(xiàn)果實(shí)軟化、腐爛變質(zhì)等現(xiàn)象，貯藏保鮮技術(shù)關(guān)系該產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。目前常用的低溫冷藏、氣調(diào)貯藏保鮮、化學(xué)處理等保鮮技術(shù)尚存在種種不足，低溫貯藏容易引起枇杷果實(shí)的低溫冷害癥狀；氣調(diào)貯藏保鮮操作復(fù)雜、成本高；化學(xué)保鮮劑存在化學(xué)殺菌劑殘留等食品安全問題。開發(fā)方便、適用、高效的枇杷保鮮技術(shù)為產(chǎn)業(yè)亟需。

可食性材料涂膜是近年來蔬果保鮮技術(shù)關(guān)注的熱點(diǎn)，通過在果蔬表面形成一定阻隔性的膜，可以減少果實(shí)失水，降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，緩解品質(zhì)下降，延長(zhǎng)果蔬的貨架期[1]，但其在果蔬貯藏保鮮中的應(yīng)用還存在一系列亟待解決的問題，如，易滋生微生物、涂膜厚度不均、導(dǎo)致果蔬的厭氧呼吸等。通過成膜材料的改性或交聯(lián)改善通透性，加入合適的天然抑菌劑（尼辛、納他霉素、各種天然提取物）抑制微生物生長(zhǎng)，是涂膜保鮮技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的新思路。

仙草膠是以仙草莖葉為原料提取制得的仙草多糖[2]，具有良好的天然水溶膠性能。Chien-Hsien Chen等[3]將適量脫色仙草葉膠與木薯淀粉混合，探討以淀粉-仙草葉膠來制備可食膜的可行性。而卡拉膠是從紅藻細(xì)胞壁中提取的水溶性多糖，具有較好的成膜特性和凝膠特性，能與其它食品膠具有良好的協(xié)同增效作用，多用于改善食品膠體的穩(wěn)定性和食用品質(zhì)，但在果蔬保鮮方面目前尚未見相關(guān)應(yīng)用。二者在穩(wěn)定性、增稠性、薄膜成型性等方面各有優(yōu)點(diǎn)[4]，并具有復(fù)合成膜特性。到目前為止，仙草膠-卡拉膠復(fù)合膜在果蔬保鮮方面的相關(guān)研究與應(yīng)用未見報(bào)道。因此，本研究以脫色仙草膠-卡拉膠復(fù)配，添加抑菌配料后涂膜應(yīng)用于枇杷保鮮，研究其對(duì)枇杷貯藏品質(zhì)及采后生理指標(biāo)的影響，旨在為開發(fā)新型高效、無毒、無殘留的枇杷保鮮劑提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

枇杷：供試的東湖早枇杷采自福建閩侯，果實(shí)采收后于當(dāng)日運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，選擇大小、成熟度（八成熟）基本一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。

供試微生物：金黃色葡萄球菌、李斯特菌、枯草芽孢桿菌；青霉菌、根霉菌、黑曲霉菌、綠木霉菌、枇杷炭疽病菌（以上菌種由福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供）。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) （1）仙草膠提取液的制備。參照趙秀真[5]的方法制得仙草膠提取液，提取液pH為8.0～8.5，多糖含量為0.1%～0.12%（以溶液計(jì)），可溶性固形物含量為1.0%。

（2）脫色仙草膠-卡拉膠抑菌膜液的制備。課題組經(jīng)過單因素試驗(yàn)和均勻正交試驗(yàn)優(yōu)選了復(fù)合涂膜的配方和制備工藝（另文發(fā)表），具體制備過程如下：

脫色仙草膠提取液（多糖濃度0.32%）→調(diào)節(jié)pH至7.0→卡拉膠1.28%→甘油1.5%→蔗糖酯0.1%→乳化均勻→尼辛200 mg/L→納他霉素20 mg/L→混勻。

（3）保鮮試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，CK組：清水浸泡2 min；PE組：厚度為0.02 mm的聚乙烯（PE）薄膜單體包裝；涂膜組：仙草膠-卡拉膠復(fù)合抑菌涂膜處理，浸泡1 min；每個(gè)處理重復(fù)3次。4 ℃貯藏，每隔5 d測(cè)定失重率、腐爛指數(shù)、細(xì)胞膜透性、呼吸強(qiáng)度、總糖、總酸等指標(biāo)。

1.2.2 項(xiàng)目測(cè)定 （1）失重率。

失重率=■×100%

（2）腐爛指數(shù)。參考方強(qiáng)等[6]的方法，將枇杷按腐爛情況劃分為以下5級(jí)，0級(jí)：無腐爛；l級(jí)：腐爛面積小于果實(shí)表面25%；2級(jí)：腐爛面積占果實(shí)表面（25%～50%）；3級(jí)：腐爛面積占果實(shí)表面（50%～75%）；4級(jí)：腐爛面積大于果實(shí)表面75%。

腐爛指數(shù)=■×l00%

（3）細(xì)胞膜透性的測(cè)定。用打孔器從3個(gè)果實(shí)中取果實(shí)圓片2 g，蒸餾水洗滌3次，吸干水分后加入25 mL蒸餾水，室溫下放置2 h后用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率，然后放入沸水浴加熱20 min，冷卻后把煮沸液倒入量筒中定容至25 mL，再用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率。記下煮沸前的電導(dǎo)率（Sc1）和煮沸后的電導(dǎo)率（Sc2）。

（細(xì)胞膜透性）相對(duì)電導(dǎo)率=■×100%

（4）呼吸強(qiáng)度的測(cè)定。取果實(shí)4個(gè)，稱取重量（W），然后放入干燥皿中（空白組不裝果實(shí)），干燥皿內(nèi)置有20 mL、1 mol/L的NaOH溶液，在室溫下放置2 h（t）后取出，加入5 mL BaCl2飽和溶液，再滴入1%的酚酞2滴，用0.5 mol/L的草酸滴定至紅色消失，記錄所用草酸的毫升數(shù)（Va）。[空白組為（V0）]。

呼吸強(qiáng)度=■×103，單位：[mg/（kg·h）]

式中：22-NaOH與CO2的質(zhì)量轉(zhuǎn)換數(shù)，單位：g/mol；C-草酸溶液物質(zhì)的量濃度，mol/L。

（5）總糖。苯酚-硫酸法[7]。精確稱取15 g搗碎的樣品，加少量水混勻后，定容至250 mL。用濾紙過濾，吸取濾液1.0 mL，加水定容至50 mL，從中吸取1.0 mL樣液，加入蒸餾水1.0 mL，然后加入6%的苯酚水溶液1.0 mL，再迅速加入濃硫酸5.0 mL，顯色后在冷水中冷卻，在波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度，以水代替糖溶液作空白對(duì)照。

總糖=■×10-4，（%）

（6）總酸。精確稱取15 g搗碎的樣品，加少量水混勻后，定容至上250 mL。用濾紙過濾，吸取濾液20 mL于三角瓶中，加1%酚酞2滴，用0.01 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，保持30 s不褪色為終點(diǎn)，記錄NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

總酸=■×100%，（以蘋果酸計(jì)）

式中：C-NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；V-滴定耗用NaOH的量（mL）；m-樣品質(zhì)量（g）；K-換算成適當(dāng)酸的系數(shù)，其中蘋果酸0.067。

以上指標(biāo)均平行測(cè)定3次。

（7）復(fù)合膜抑菌活性的測(cè)定。

將供試菌種的菌懸液在培養(yǎng)及平板上涂布均勻后，將滅菌后的濾紙片（直徑為6 mm）浸泡于膜液中，5 min后將其輕貼于平板中心，待干后倒置于恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)，細(xì)菌置于37 ℃培養(yǎng)24 h，霉菌置于28 ℃培養(yǎng)48 h。測(cè)定抑菌圈直徑大小，每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行畫圖處理，并利用DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)枇杷失重率的影響

枇杷屬于非呼吸躍變型果實(shí)，由于機(jī)體的蒸騰作用和呼吸作用使得果實(shí)失水皺縮，失重率上升。由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同處理的枇杷均出現(xiàn)失重率上升現(xiàn)象。與CK組相比，PE處理可以有效降低枇杷的失重率，涂膜處理可以在果實(shí)表皮形成一層類似蠟質(zhì)的薄膜，抑制水分的蒸發(fā)和呼吸強(qiáng)度，從而降低失重率，但效果不及PE處理。這是由于聚乙烯薄膜有利于保持袋內(nèi)較高的相對(duì)濕度（90%～95%），提供低O2、高CO2的微環(huán)境，從而抑制枇杷失水皺縮。

2.2 不同處理對(duì)枇杷腐爛指數(shù)的影響

枇杷果實(shí)在貯藏期間，由于果實(shí)的衰老和病原微生物的侵染，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)逐漸出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。由圖2可知，與CK組相比，PE處理加大了果實(shí)的腐爛指數(shù)，這是由于PE處理雖然使枇杷果實(shí)保持一個(gè)較高的相對(duì)濕度，但是高濕的環(huán)境有利于病菌微生物的生長(zhǎng)，造成貯藏期間PE處理組腐爛指數(shù)較高，呈現(xiàn)萎蔫、疲軟的形態(tài)，逐漸失去商業(yè)價(jià)值。

涂膜處理可以有效減少枇杷果實(shí)貯藏期間的腐爛指數(shù)。30 d時(shí)腐爛指數(shù)為4.6%，對(duì)照組則高達(dá)36.2%，這是由于涂膜處理可以抑制果實(shí)與環(huán)境間的氣體交換，阻止空氣中的氧與果實(shí)之間發(fā)生氧化作用[8]；此外，涂膜中的尼辛、納他霉素具有抑菌作用，有效地防止了環(huán)境中細(xì)菌和霉菌等微生物侵染，從而降低果實(shí)腐爛變質(zhì)。

2.3 不同處理對(duì)枇杷細(xì)胞膜透性的影響

枇杷果實(shí)在貯藏過程中，隨著采后時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)細(xì)胞膜系統(tǒng)受破壞程度加大，相對(duì)電導(dǎo)率逐漸增加，果實(shí)衰老變質(zhì)速度相應(yīng)加快[9]。由圖3可知，枇杷果實(shí)在不同處理下貯藏，相對(duì)電導(dǎo)率均逐漸增加。與CK組相比，PE組在貯藏前期相對(duì)電導(dǎo)率增速較為緩慢，在貯藏后期，相對(duì)電導(dǎo)率反而高于CK組。這是由于貯藏前期PE組能起到調(diào)節(jié)枇杷果實(shí)微環(huán)境的作用，但在貯藏后期高濕的環(huán)境引起細(xì)胞膜損傷，導(dǎo)致電解質(zhì)的外滲，使其透性增大。涂膜處理減小了皮孔與果肉細(xì)胞空隙的通道，可以抑制枇杷果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率的上升，起到保護(hù)細(xì)胞膜的作用。

2.4 不同處理對(duì)枇杷呼吸強(qiáng)度的影響

由圖4可知，枇杷果實(shí)在貯藏期間呼吸強(qiáng)度呈逐漸下降趨勢(shì)。相較CK組和PE組，涂膜處理的枇杷果實(shí)下降趨勢(shì)更明顯，原因是涂膜處理具有氣調(diào)作用，能有效控制膜形成的微環(huán)境中的氣體濃度，減緩枇杷果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，有利于延長(zhǎng)枇杷的保鮮期。

2.5 不同處理對(duì)枇杷總糖的影響

由圖5可知，枇杷果實(shí)在采后貯藏過程中，總糖含量呈先上升后逐漸下降趨勢(shì)。在貯藏 0～5 d內(nèi)，枇杷果實(shí)的總糖含量均有所上升，可能是枇杷淀粉等多糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及蔗糖分解為單糖有關(guān)[10]；貯藏5 d后枇杷果實(shí)的總糖呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。與CK組和PE組相比，涂膜處理可以顯著地延緩總糖含量的下降。

2.6 不同處理對(duì)枇杷總酸的影響

枇杷鮮果中蘋果酸含量較高（約占85%），其次為乳酸、草酸等[11]。隨著果實(shí)成熟度的提高，枇杷果實(shí)的總酸含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。這與總酸在整個(gè)貯藏過程中首先被作為呼吸基質(zhì)消耗有關(guān)[12]。由圖6可知，在貯藏0～10 d內(nèi)，酸代謝明顯加速，枇杷果實(shí)總酸含量快速下降；貯藏10 d后，下降趨勢(shì)減慢。與CK組和PE組相比，涂膜處理可以顯著地延緩總酸含量的下降，有利于提供果實(shí)采后代謝所需的呼吸基質(zhì)，從而延長(zhǎng)枇杷果實(shí)的貯藏期。

2.7 仙草膠-卡拉膠復(fù)合抑菌膜的抑菌效果

目前，尼辛和納他霉素是國際上唯一獲準(zhǔn)的2種生物防腐劑[13]。Sanjurjo等[14]研究結(jié)果表明，可食膜中添加尼辛比單獨(dú)添加尼辛的抑菌效果更佳。Cong等[15]研究了在溫度30 ℃，溫度70%的條件下，納他霉素在殼聚糖涂膜哈密瓜保鮮中的應(yīng)用，結(jié)果表明，抑菌涂膜保鮮有助于降低失重率，延緩水果的衰老速度。而枇杷貯藏過程中常常會(huì)受到金黃色葡萄球菌等細(xì)菌及霉菌的侵染，因此，在涂膜液中添加相應(yīng)的抑菌劑能夠有效地提高枇杷的貯藏期。由表1可知，加入200 mg/L尼辛、20 mg/L納他霉素的仙草膠-卡拉膠復(fù)合抑菌膜對(duì)金黃色葡萄球菌等細(xì)菌及青霉菌等霉菌均有明顯的抑制作用。其中該抑菌膜對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果最佳，抑菌圈直徑達(dá)到18 mm。對(duì)綠木霉菌和和黑曲霉菌的抑制效果相對(duì)較差，但是抑制圈直徑也均達(dá)到10 mm以上，復(fù)合枇杷保鮮的抑菌要求。

3 討論與結(jié)論

本研究利用仙草膠-卡拉膠復(fù)配對(duì)枇杷涂膜，并與其它枇杷保鮮方式進(jìn)行對(duì)比，探討了仙草膠-卡拉膠涂膜處理對(duì)枇杷保鮮的影響。研究結(jié)果表明，聚乙烯薄膜處理可以有效降低枇杷的失重率，但會(huì)加速腐爛的發(fā)生。利用仙草膠、卡拉膠、尼辛、納他霉素等天然原料為主要成分制成的涂膜液，可以顯著減小枇杷皮孔與果肉細(xì)胞空隙的通道，抑制枇杷果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率的上升，起到保護(hù)細(xì)胞膜，降低呼吸強(qiáng)度的作用，抑制枇杷生理代謝，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，對(duì)枇杷的室溫貯藏有很好的保鮮效果。這是因?yàn)橥磕ぬ幚砜梢栽诠麑?shí)表皮形成一層類似蠟質(zhì)的薄膜，抑制水分的蒸發(fā)和呼吸強(qiáng)度，并且這一層類似蠟質(zhì)的薄膜，還能減小皮孔與果肉細(xì)胞空隙的通道，抑制果實(shí)與環(huán)境間的氣體、水分等交換。此外，涂膜中的尼辛、納他霉素等抑菌配料可有效抑制金黃色葡萄球菌、青霉菌微生物的生長(zhǎng)，具有較強(qiáng)的抑菌作用，有效地防止環(huán)境中細(xì)菌和霉菌等微生物侵染，從而降低果實(shí)腐爛變質(zhì)。本研究結(jié)果可為枇杷產(chǎn)業(yè)亟待解決的貯藏保鮮問題提供技術(shù)支撐，同時(shí)拓展了可食性材料涂膜的開發(fā)思路。

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