劉香軍

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

殼聚糖精油生物涂膜劑對蘋果保鮮效果的研究

劉香軍

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

以蘋果為試材，在8°C、相對濕度95%的貯藏條件下，考察1.5%殼聚糖處理、0.25%精油處理以及1.5%殼聚糖+0.25%精油處理對蘋果失重率、可滴定酸度、多酚氧化酶（PPO）活性、總酚含量、細(xì)胞質(zhì)膜透性以及感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：三種處理均對蘋果的變質(zhì)有抑制作用，其中1.5%殼聚糖+0.25%精油處理的效果最優(yōu)，貯藏期達(dá)150d時(shí)，色澤、質(zhì)地均正常，無腐爛果實(shí)，失重率為8%，可滴定酸度為0.25%，PPO活性為13%，總酚含量為26%，細(xì)胞質(zhì)膜透性為35%，均優(yōu)于對照組和1.5%殼聚糖、0.25%精油單獨(dú)處理組。

殼聚糖；精油；生物涂膜劑；蘋果；保鮮

蘋果是我國廣泛種植的果樹品種之一，口感優(yōu)質(zhì)，營養(yǎng)豐富，深受廣大人民的喜愛。蘋果具有抗氧化、抗衰老、抗癌、防治心血管病以及抗輻射、防過敏等作用[1]。蘋果的營養(yǎng)非常豐富，含有多種維生素和酸類物質(zhì)，蘋果皮中含有豐富的抗氧化成分及其他生物活性物質(zhì)，食用蘋果時(shí)連帶蘋果皮一起吃掉，對健康非常有益[2,3]。

蘋果中富含水分、多酚物質(zhì)，呼吸作用強(qiáng)，極易受微生物侵染，從而產(chǎn)生病害[4]。涂膜保鮮劑[5]主要是利用覆膜來抑制水果的呼吸作用，同時(shí)抑制微生物的活動(dòng)，從而減少蘋果病害。目前常用的涂膜保鮮劑主要有糖類、蛋白質(zhì)類、多糖蔗糖酯類，其次還有蠟、中草藥類等[6,7]。殼聚糖類的涂膜劑應(yīng)用很多，但是結(jié)合丁香精油抑菌防腐作用的涂膜保鮮劑尚未見報(bào)道。因此，本文以蘋果的失重率、可滴定酸度、多酚氧化酶（PPO）活性、總酚含量、細(xì)胞質(zhì)膜透性以及感官品質(zhì)為參考指標(biāo)，研究了殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果保鮮效果的影響，考察了殼聚糖丁香精油生物涂膜劑的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果，購于天津塘沽金元寶農(nóng)貿(mào)市場；

水溶性殼聚糖，食品級，濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司；

丁香精油，含量99%，丁香酚相對百分含量78.55%；

丙三醇，分析純，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；

吐溫-80，分析純，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

WH7401-50B電動(dòng)攪拌器，天津威華儀器設(shè)備有限公司；

F22Z均質(zhì)機(jī)，上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；

PL203電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；

721-E可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；

DDS-307數(shù)字式電導(dǎo)率儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

首先將蘋果在4℃冷庫內(nèi)預(yù)冷約24h后再進(jìn)行涂膜處理。實(shí)驗(yàn)共分為四個(gè)處理，分別如下：

CK：清水處理（對照）；T1：1.5%殼聚糖處理；T2：0.25%精油處理；T3：1.5%殼聚糖+0.25%丁香精油處理。

將浸泡5min后的果實(shí)取出，在濾網(wǎng)上放置5min，然后風(fēng)干50min。將處理后的樣品放入聚乙烯包裝袋中（500mm×70mm），每袋裝20個(gè)果實(shí)，將200mL無菌水放入燒杯中，將燒杯放入袋中以保持袋中的濕度在95%以上，將上述各處理樣品置于8℃條件下挽口進(jìn)行貯藏。每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)。貯藏期間，每隔30d測定一次相應(yīng)的指標(biāo)。

1.4 殼聚糖精油生物涂膜劑的制備工藝[8]

以殼聚糖溶液（1.5%）作為成膜劑，乙酸（0.5%）作為溶劑，丙三醇（0.70%）作成膜助劑，將上述各溶液混合，并用電動(dòng)攪拌器攪拌1h，然后加入丁香精油溶液（0.25%）和吐溫-80（0.2%），再繼續(xù)攪拌30min。最后在無菌條件下，21600rpm均質(zhì)1min，靜置1.5h，即得殼聚糖丁香精油混合涂膜劑。

1.5 蘋果各品質(zhì)指標(biāo)測定方法

1.5.1 失重率的測定

失重率采用重量法進(jìn)行測定，計(jì)算方法如式（1）所示。失重率（%）

1.5.2 可滴定酸度的測定[9]

采用酸堿中和法，結(jié)果以蘋果酸百分?jǐn)?shù)表示，其換算系數(shù)為0.067，單位為%。取蘋果樣品10g，在研缽中研碎，轉(zhuǎn)移至200mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，然后離心取上清液10mL，用0.01mol/LNaOH滴定。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行三次重復(fù)。

1.5.3 多酚氧化酶（PPO）活性的測定[10]

取10g樣品進(jìn)行冰浴研磨，按1:2（m/v）的比例加入pH 6.8磷酸緩沖液中（含2%的PVPP），然后在10000g、4℃條件下冷凍離心10min，上清液即為PPO的粗酶液。采用分光光度法，在420nm波長下進(jìn)行比色，酶液加入后開始計(jì)時(shí)，每30s記錄一次吸收值，測量三次求平均值。

1.5.4 總酚含量的測定[11]

取果實(shí)組織10g，先用95%的乙醇溶液25mL冷藏提取48～72h，然后用搗碎機(jī)搗勻后，4°C條件下10000rpm離心10min，取1mL上清液，加入95%的乙醇溶液1mL、5mL蒸餾水、11mol/L福林酚溶液0.5mL進(jìn)行反應(yīng)，然后加入1mL的5%（w/v）Na2CO3。在黑暗條件下貯存1h，在725nm下測定吸光值，三次重復(fù)求平均值。

1.5.5 細(xì)胞質(zhì)膜透性的測定

采用電導(dǎo)儀法進(jìn)行測定[12]。用打孔器（直徑為10mm）得到10塊樣品果肉，用蒸餾水清洗三次，放入加有20mL蒸餾水試管中，靜置30min后測定其電導(dǎo)率P1，倒入燒杯中沸水煮10min，冷卻至室溫后靜置10min，測定電導(dǎo)率P2，測定三次求平均值，計(jì)算公式如式（2）。

式中：P0—空白電導(dǎo)率。

1.5.6 感官評價(jià)

將果實(shí)用2%次氯酸鈉溶液浸泡3min，用蒸餾水沖洗后，挑選10名經(jīng)過感官評定培訓(xùn)的專業(yè)人員，分別對果實(shí)的表觀、風(fēng)味及質(zhì)地進(jìn)行評價(jià)。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，其中9分為感官品質(zhì)最好。

表1 果實(shí)感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1Fruit sensory evaluation criteria

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值的分析和差異顯著性分析（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果失重率的影響

蘋果中富含水分，在貯運(yùn)過程中，由于本身的呼吸作用和蒸騰作用，蘋果的水分會(huì)大量喪失，這是造成蘋果失重的主要原因[13]。

圖1 各處理組蘋果失重率的變化（n=3）Fig.1Changes in weightlessness rate of each treatment group apple（n=3）

圖1研究了8℃的貯藏條件下，不同處理對蘋果失重率的影響。由圖可知，在150d的貯藏時(shí)間內(nèi)，各處理組的蘋果失重率均呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，對照組的失重率明顯高于其他三個(gè)處理組。貯藏結(jié)束時(shí)，對照組的失重率最高（27%），1.5%殼聚糖+0.25%精油處理的失重率最低（8%），而1.5%殼聚糖和0.25%精油處理的失重率差異較小，分別為12%和13%。因此，1.5%殼聚糖+0.25%精油生物涂膜劑對蘋果貯藏期間水分流失的抑制效果好，對蘋果保鮮有明顯的效果。

2.2 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果可滴定酸度的影響

可滴定酸是蘋果貯運(yùn)過程中品質(zhì)的重要評價(jià)指標(biāo)，果實(shí)由于呼吸作用需要消耗自身的營養(yǎng)物質(zhì)，主要是可溶性固形物，可溶性固形物含量減少，可滴定酸度下降，造成果實(shí)內(nèi)的糖酸比例失調(diào)，使蘋果的風(fēng)味發(fā)生變化[14]。圖2顯示了8℃貯藏150d，不同處理組蘋果可滴定酸度的變化情況。由圖可知，四個(gè)處理組中蘋果可滴定酸度總體呈現(xiàn)下降趨勢，貯藏90d時(shí)，其它三個(gè)處理組的可滴定酸度均高于對照組，說明1.5%殼聚糖處理、0.25%精油處理以及1.5%殼聚糖+0.25%精油處理對蘋果的可滴定酸度的下降均有抑制作用，當(dāng)貯藏時(shí)間為150d時(shí)，0.25%的丁香精油處理組和1.5%殼聚糖+0.25%精油處理組的蘋果可滴定酸度最高，為0.25%，明顯高于對照組的（0.12%）?？梢姡?.25%精油處理和1.5%殼聚糖+0.25%精油處理降低了果實(shí)的呼吸代謝速率，降低了可溶性固形物的消耗。

圖2 各處理組蘋果可滴定酸度含量的變化（n=3）Fig.2Changes in titratable acid of each treatment group apple（n=3）

2.3 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶（PPO）可以催化各種酚類物質(zhì)氧化成醌類物質(zhì)，然后再聚合成黑色素，黑色素隨時(shí)間的延長逐漸變黑，是引起褐變的主要因素之一，大大地影響了蘋果的品質(zhì)[15]。因此，有效抑制PPO活性對于蘋果貯藏保鮮具有重要的意義。

圖3（見下頁）顯示了8℃貯藏150d，不同處理組蘋果PPO活性的變化情況。由圖可知，四個(gè)處理組在前30d均維持較高的PPO活性，隨著貯藏時(shí)間的延長，各處理組中PPO活性均呈現(xiàn)下降的趨勢，在150d時(shí)，1.5%殼聚糖+0.25%精油處理的蘋果的PPO活性最低（14U/g），即該處理具有良好的保鮮效果，褐變反應(yīng)及口味的變化最小。

圖3 各處理組蘋果PPO活性的變化（n=3）Fig.3Changes in PPO activity of each treatment group apple（n=3）

2.4 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果總酚含量的影響

多酚物質(zhì)是蘋果中的重要組成成分之一，其不僅與新鮮蘋果加工的風(fēng)味有關(guān)，還能有效抑制水果在貯藏期間的褐變反應(yīng)，而且是人體內(nèi)的生理活性物質(zhì)[16]。因此，蘋果中總酚含量的變化是蘋果品質(zhì)變化的重要衡量指標(biāo)。

圖4 各處理組蘋果總酚含量的變化（n=3）Fig.4Changes in total phenols of each treatment group apple（n=3）

圖4顯示了8℃貯藏150d，不同處理對蘋果總酚含量的影響。由圖可知，四個(gè)處理組中蘋果果實(shí)總酚含量隨著貯藏時(shí)間的延長，整體呈現(xiàn)上升趨勢，1.5%殼聚糖+0.25%精油處理的蘋果在150d時(shí)總酚含量最高（26mg/100g），明顯高于對照組（19mg/100g）。試驗(yàn)結(jié)果表明，1.5%殼聚糖+0.25%精油生物涂膜劑可以有效抑制蘋果貯藏期間的褐變反應(yīng)。

2.5 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響

蘋果在貯運(yùn)期間，自身的衰老和環(huán)境的脅迫造成果實(shí)組織電解質(zhì)滲出和細(xì)胞膜透性的增加，因此細(xì)胞膜透性可以作為衡量蘋果貯藏期間品質(zhì)變化的重要指標(biāo)[17]。

圖5 各處理蘋果膜透性的變化（n=3）Fig.5Changes in cell membrane permeability of each treatment group apple（n=3）

圖5研究了8℃貯藏150d，不同處理對蘋果細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響。由圖可知，在貯藏結(jié)束時(shí)，CK組相對電導(dǎo)率最高，為47%，1.5%殼聚糖+0.25%精油處理組樣品的相對電導(dǎo)率最低，僅為35%。試驗(yàn)結(jié)果表明，1.5%殼聚糖+0.25%精油生物涂膜劑能夠抑制蘋果貯藏期間相對電導(dǎo)率的增加，從而達(dá)到保鮮的目的。

2.6 殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果感官品質(zhì)的影響

在8℃、貯藏期達(dá)到150d時(shí)，對各處理組的蘋果進(jìn)行感官評分，如表2所示。

表2 各處理組蘋果的感官評分Table 2Changes in sensory quality of each treatment group apple

由表可知，1.5%殼聚糖+0.25%精油處理組的感官評分最高，為8.5分；1.5%殼聚糖處理組和0.25%精油處理組分別為6.5分和7.0分，均低于綜合處理結(jié)果，但都高于CK組，因此1.5%殼聚糖+0.25%精油生物涂膜劑對蘋果具有良好的保鮮效果。

3 結(jié)論

通過對蘋果失重率、可滴定酸度、多酚氧化酶（PPO）活性、總酚含量、細(xì)胞質(zhì)膜透性以及感官品質(zhì)各個(gè)方面的研究，結(jié)果得出1.5%殼聚糖+0.25%精油處理對以上各個(gè)指標(biāo)均具有良好的效果，而1.5%殼聚糖、0.25%精油也均優(yōu)于CK處理，但是較1.5%殼聚糖+0.25%精油處理效果差。因此殼聚糖丁香精油生物涂膜劑對蘋果貯藏具有良好的保鮮效果，可以有效的減少蘋果失重率的下降，抑制可滴定酸度的改變，抑制褐變反應(yīng)的發(fā)生，以及防止細(xì)胞膜的損壞，從而保持蘋果的良好感官品質(zhì)。

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Effect of Chitosan Oil Biological Coating Agent on Apple Preservation

LIU Xiang-Jun
（College of Food Engineering＆Biotechnology,Tianjin University of Science＆Technology,Tianjin 300457,China）

In this study,apples were stored under the conditions of relative humidity of 95%and 8℃,to investigate the effect of chitosan(1.5%),oil processing(0.25%)and chitosan(1.5%)+oil processing(0.25%)on the apple weight loss rate, titratable acid,polyphenol oxidase(PPO),total phenols,cell membrane permeability and the quality of sensory.Results indicated that,three treatments had inhibitory effect on apple.Especially,1.5%chitosan+0.25%essential oil treatment had the best effect.After 150 days storage,the color and texture of apples were all normal,and there were no rotten fruits. What's more,weight loss rate reached a value of 8%,titratable acid was 0.25%,the PPO was 13%,the total phenol was 26%and membrane permeability was 35%,which are all better than the control group,1.5% chitosan treated group and 0.25%essential oil treated group.

Chitosan;essential oil;biological coating agent;apple;preservativation

TS275.5

A

1008-1038(2015)04-0012-05

2014-10-09

國家863計(jì)劃項(xiàng)目（2013AA101703）

劉香軍（1990—），女，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏保鮮