譚福能，金夢(mèng)飛

文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院（文山 663000）

草莓（拉丁名：Fragaria ananassa Duch）含水多，皮薄且組織嬌嫩，易受外界微生物侵染而導(dǎo)致果實(shí)變質(zhì)。草莓采后室溫下放置1～3 d就開(kāi)始變色、變味甚至腐爛，因而很大程度上限制了草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1-2]。目前草莓貯藏保鮮技術(shù)主要有冷藏法[3]、輻照保鮮法[4]、氣調(diào)保鮮法[5]、臭氧處理保鮮法[6]以及涂膜保鮮法[7]等。其中涂膜保鮮技術(shù)是在果實(shí)表面涂上一層液態(tài)膜，干燥后成為一層很均勻的膜，可以隔離果實(shí)與空氣的氣體交換，從而降低果實(shí)的呼吸作用、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，改善果實(shí)的硬度和新鮮飽滿程度，并減少病原菌的侵染而造成的腐爛，特別適用于草莓等水分含量較高的果蔬[8]。

殼聚糖（CS）來(lái)源廣泛，是自然界中含量?jī)H次于纖維素的天然性多糖[9]，因其具有綠色安全、天然可降解、成膜和抗菌性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，作為果蔬保鮮涂膜材料而被廣泛應(yīng)用[10-11]。但殼聚糖水溶性差的缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用，通過(guò)化學(xué)改性成水溶性良好的殼聚糖衍生物（如羧甲基殼聚糖[12]、季銨鹽殼聚糖[13]），其保鮮涂膜食用前更易清洗，同時(shí)具有更優(yōu)良的保濕性、成膜性、通透性、機(jī)械特性、抑菌特性。但單一的殼聚糖或其衍生物制成的保鮮涂膜機(jī)械強(qiáng)度和保鮮效果都不夠理想[14]，因此，將殼聚糖衍生物與高機(jī)械強(qiáng)度的高分子材料復(fù)配，再加入抗菌活性成分，能夠有效提升涂膜的保鮮效果。

因此，試驗(yàn)以不同羧甲基取代度的羧甲基殼聚糖（CMCS）為基底，與另一種具有優(yōu)良成膜性的天然高分子材料海藻酸鈉（SA）復(fù)配作為涂膜載體材料，添加抗菌活性成分納米二氧化硅粒子，制成復(fù)合保鮮涂膜，并將其用于對(duì)草莓保鮮研究。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

草莓，采收于云南省文山市郊區(qū)草莓園，采摘后草莓浸泡在體積分?jǐn)?shù)為2%的次氯酸鈉溶液中，浸泡3 min做消毒處理，晾干。

殼聚糖（食用級(jí)，脫乙酰度91%，國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑廠）；海藻酸鈉（食用級(jí)，南京化學(xué)試劑股份有限公司）；納米二氧化硅（粵盛化工科技有限公司）；羧甲基殼聚糖，采用文獻(xiàn)[15]方法制備。

P-E 240 C元素分析儀（美國(guó)PE公司）；WAY-2 S數(shù)字阿貝折射儀（北京華辰樂(lè)天生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；GY-1型果實(shí)硬度計(jì)（廈門智昊電子科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 羧甲基殼聚糖取代度的測(cè)定

分別取少量制備好的CMCS樣品，在50 ℃下真空干燥10 h后取出，充分研細(xì)后裝入儀器樣品池中，測(cè)定其中C、N元素含量，并通過(guò)C與N的質(zhì)量比（m(C)/m(N)）計(jì)算CMCS的取代度[16]。計(jì)算公式為：m(C)/m(N)=12×[6+2（1-A）+2B]/14。其中，A表示CS的脫乙酰度（此次試驗(yàn)中CS的脫乙酰度為91%），B表示CMCS的取代度。

1.2.2 處理方法

將不同取代度的CMCS溶于蒸餾水中，磁力攪拌2 h后加入少量甘油繼續(xù)攪拌0.5 h，然后取一定量的海藻酸鈉溶液和納米SiO2的混合液，60 ℃恒溫水浴加熱并攪拌20 min，取出后超聲30 min，備用，配成含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%羧甲基殼聚糖、0.8%海藻酸鈉、0.8%納米二氧化硅、1%甘油的復(fù)合涂膜液。

將新采摘的經(jīng)預(yù)處理后的草莓分為6組，每組25個(gè)。分別置于不用取代度的CMCS-SA-納米SiO2保鮮溶液、0.8% SA溶液、0.8% CS溶液、0.8%納米SiO2溶液和蒸餾水中浸泡50 s，取出后自然晾干，以未處理的草莓作為對(duì)照組。所有草莓樣品均套袋裝箱貯藏，貯藏溫度為22 ℃。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1) 腐爛率=（腐爛果實(shí)數(shù)/總果實(shí)數(shù)）×100%。

2) 失重率=（初始質(zhì)量-貯存后質(zhì)量）/初始質(zhì)量×100%。

3) 硬度：每組選取5個(gè)果實(shí)作為測(cè)定對(duì)象，在每個(gè)果實(shí)的赤道線上取3個(gè)不同的位置，利用硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果取平均值。

4) 可溶性固形物含量：利用折射儀進(jìn)行測(cè)定。

5) 抗壞血酸含量[17]：采用2, 6-二氯靛酚滴定法進(jìn)行測(cè)定。

6) 可滴定酸：采用參照文獻(xiàn)[18]的方法進(jìn)行測(cè)定，平行滴定3次，取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用SPSS 19.0軟件數(shù)據(jù)分析，取置信度為95%水平測(cè)驗(yàn)方法進(jìn)行顯著性比較，Origin 9.0軟件繪制曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 CMCS取代度

通過(guò)C與N的質(zhì)量比計(jì)算CMCS的取代度，結(jié)果見(jiàn)表1。試驗(yàn)選用的三個(gè)CMCS樣品的取代度分別為61.12%，63.36%和54.28%。

表1 CMCS樣品取代度

2.2 腐爛率

草莓的腐爛率是判斷保鮮效果最直觀的指標(biāo)之一。草莓腐爛率如圖1所示：腐爛率均隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸上升。在相同儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)，復(fù)合涂膜組和單一涂膜組草莓的腐爛率均明顯低于對(duì)照組，且具有顯著性差異（p＜0.05）。對(duì)照組草莓在第8天時(shí)，腐爛率是復(fù)合涂膜組的近3倍。復(fù)合涂膜組草莓的腐爛率也明顯低于單一涂膜組，同樣具有顯著性差異（p＜0.05）。說(shuō)明CMCS-SA-納米SiO2復(fù)合涂膜能有效控制草莓的代謝和腐爛。隨CMCS取代度的增加，復(fù)合涂膜組草莓的腐爛率有一定的下降。

圖1 不同涂膜對(duì)草莓腐爛率的影響

2.3 失重率

失重率是判斷草莓新鮮程度的重要指標(biāo)之一。草莓在貯藏過(guò)程中機(jī)體會(huì)發(fā)生呼吸作用和蒸發(fā)作用，使自身的水分散失。如圖2所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，草莓的失重率也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。在相同儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)，對(duì)照組和納米SiO2涂膜組失重率較大，分別為28.12%和23.04%，這說(shuō)明僅靠納米SiO2涂膜不能有效減少草莓水分散失。CS和海藻酸鈉涂膜組失重率相比對(duì)照組有所降低，為19.21%和18.92%，而在復(fù)合涂膜組中，草莓失重率（16.01%，15.63%和14.01%）相比對(duì)照組和單一涂膜組均有明顯降低，具有顯著性差異（p＜0.05），且隨CMCS取代度的增加而降低，說(shuō)明CMCS-SA-納米SiO2復(fù)合涂膜能有效控制草莓的代謝和水分散失，CMCS取代度越高，CMCS分子鏈上親水基團(tuán)數(shù)量越多，復(fù)合涂膜的保濕性越好，因而降低了草莓的失重率。

圖2 不同涂膜對(duì)草莓失重率的影響

2.4 硬度的測(cè)定

草莓硬度大小是由果肉中果膠含量所決定，硬度大小不僅影響口感，還直接影響運(yùn)輸和加工成本，根據(jù)草莓的硬度便可以判斷其成熟度。圖3顯示不同處理組草莓硬度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。從第2天開(kāi)始，各處理組的草莓硬度變化就有明顯差異，對(duì)照組處理硬度下降速度最快，CMCS復(fù)合涂膜組硬度下降速度明顯低于對(duì)照組和單一涂膜組的，且具有顯著性差異（p＜0.05）。說(shuō)明經(jīng)草莓復(fù)合保鮮液處理后腐爛速度明顯減慢，對(duì)照組草莓在第8天后基本腐壞，硬度降低明顯（僅為試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的27.2%），而CMCS復(fù)合涂膜組草莓在第8天硬度減少不大，三種不同取代度CMCS復(fù)合涂膜草莓硬度分別為試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的56.0%，59.6%和62.8%，CMCS取代度越高，草莓硬度越高。

2.5 可溶性固形物含量

可溶性固形物的主要成分是糖、酸、維生素、礦物質(zhì)和果膠等物質(zhì)。其含量高低直接反映草莓的呼吸速率和成熟度，是草莓保鮮效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[19]。在整個(gè)貯藏期內(nèi)，涂膜組和對(duì)照組草莓的可溶性固形物含量如圖4所示。在貯藏期的前6 d，對(duì)照組中的可溶性固形物含量迅速下降（下降了61%），可能是果實(shí)經(jīng)過(guò)后熟階段后，代謝速率加快，加快對(duì)可溶性固形物的消耗。之后可溶性固形物含量下降速度明顯變緩。在整個(gè)貯藏過(guò)程中，復(fù)合涂膜組始終保持較高的可溶性固形物的含量，明顯高于對(duì)照組和單一涂膜組，且具有顯著性差異（p＜0.05）。這是草莓經(jīng)過(guò)復(fù)合涂膜處理后能夠抑制代謝從而降低可溶性固形物的消耗量的結(jié)果。

圖3 不同涂膜對(duì)草莓硬度的影響

圖4 不同涂膜對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響

2.6 抗壞血酸含量

抗壞血酸作為一種營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)維持人體生理機(jī)能有重要的作用，因此抗壞血酸含量的高低直接體現(xiàn)了草莓的新鮮程度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由圖5可看出，草莓中抗壞血酸的含量隨著貯藏時(shí)間增加而呈下降趨勢(shì)，在第1天時(shí)，涂膜組和對(duì)照組中草莓的抗壞血酸含量的影響效果相差不大，但是從第2天以后，對(duì)照組中草莓中抗壞血酸含量下降速度明顯增加，在第8天時(shí)，復(fù)合涂膜組草莓抗壞血酸含量（34.61，36.21和36.99 mg）要明顯高于對(duì)照組（23.01 mg），且具有顯著性差異（p＜0.05）。在3組復(fù)合涂膜草莓中，抗壞血酸含量隨CMCS取代度的增大而增大。

2.7 可滴定酸含量

可滴定酸含量影響草莓果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)，其主要成分是有機(jī)酸。草莓中的可滴定酸一部分在貯藏過(guò)程中當(dāng)作呼吸底物被消耗掉，一部分則會(huì)轉(zhuǎn)化為糖分，成熟度越高，可滴定酸含量越少。因此，可滴定酸被認(rèn)為是評(píng)價(jià)草莓保鮮效果的重要指標(biāo)之一[20]。圖6為貯藏期間各組草莓中可滴定酸含量的變化?？梢钥闯觯瑥?fù)合涂膜組和對(duì)照組的可滴定酸含量在第1天含量差別并不明顯，但從第2天以后，各組中可滴定酸含量變化開(kāi)始顯著，尤其是對(duì)照組中可滴定酸下降速度較快，到第8天時(shí)可滴定酸含量為1.152%，說(shuō)明在此期間后對(duì)照組的呼吸和代謝速率快，可滴定酸消耗多。而復(fù)合涂膜組有機(jī)酸含量要高于對(duì)照組（為1.274%，1.281%和1.287%），且具有顯著性差異（p＜0.05），這表明復(fù)合涂膜對(duì)草莓的代謝能起到抑制作用。而CMCS取代度對(duì)復(fù)合涂膜組草莓中可滴定酸含量影響不大。

圖5 不同涂膜對(duì)草莓抗壞血酸含量的影響

圖6 不同涂膜對(duì)草莓可滴定酸含量的影響

3 結(jié)論

試驗(yàn)采用不同取代度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1% CMCS、0.8%SA和0.8%納米SiO2制成復(fù)合保鮮涂膜對(duì)草莓進(jìn)行保鮮。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合涂膜能有效降低草莓在貯藏期間的腐爛率、失重率、抗壞血酸、可滴定酸、可溶性固形物含量，減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失，延長(zhǎng)了貨架期。復(fù)合涂膜組的保鮮效果要優(yōu)于空白對(duì)照組和單一涂膜組，說(shuō)明CMCS、海藻酸鈉和納米SiO2三者之間可起到共同和協(xié)調(diào)作用。且隨著CMCS取代度的增大，復(fù)合涂膜對(duì)草莓的保鮮效果有一定的提升。