張 璇，葛永紅，王健源，門衍玉，孫 彤,*，勵(lì)建榮,*

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州 121013；2.中糧麥芽（大連）有限公司，遼寧 大連 116200）

我國(guó)是果蔬生產(chǎn)大國(guó)，且果蔬生產(chǎn)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。常溫條件下，果蔬產(chǎn)品會(huì)因微生物的大量繁殖、酶的活性及果蔬本身的后熟作用而發(fā)生腐敗變質(zhì)。一般可采用氣調(diào)保鮮[1]和低溫保鮮[2]等方法延長(zhǎng)果蔬的保鮮期，但其保鮮效果仍不甚理想。開發(fā)一種安全性能高、成本低、保鮮效果好的果蔬貯藏方法迫在眉睫。多糖涂膜技術(shù)是目前的研究熱點(diǎn)之一，其利用多糖形成的致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使涂膜具有極好的阻氣性，阻斷果蔬與環(huán)境的直接聯(lián)系，減少病原菌、腐敗菌對(duì)果蔬的直接侵染，使每個(gè)果實(shí)都形成一個(gè)微型“氣調(diào)庫(kù)”，從而延長(zhǎng)果蔬的保鮮期[3]。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）是一種天然的高分子可溶性膳食纖維，具有黏度高、吸水性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、成膜性好等特點(diǎn)，常被用作食品保鮮劑[4]。將KGM涂膜保鮮技術(shù)應(yīng)用于蘋果[5]、草莓[6]、牛角椒[7]等已有報(bào)道。殼聚糖（chitosan，CS）具有廣譜抗菌性能，可抑制多種細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)[8]，亦可在果蔬表面形成薄膜，減緩其呼吸作用，以達(dá)到保鮮的目的[9]。單一CS涂膜的抗菌性能優(yōu)，但成膜后的保濕性和強(qiáng)韌性較差，從而降低其應(yīng)用效果[10]。采用KGM與CS復(fù)合，可增加CS的水溶性，提高涂膜機(jī)械性能的同時(shí)還可充分發(fā)揮CS的抗菌性能。

姜辣素含有姜烯酮、姜酮、姜萜酮等主要成分，具有較強(qiáng)的抑菌、保鮮、護(hù)色等性能，其安全性高，應(yīng)用前景廣闊[11-13]。在涂膜中加入姜辣素有望提高其抗菌、保鮮性能。納米硅基氧化物（SiOx）是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的白色粉末狀非金屬材料，可以作為食品添加劑，有助于提高多糖涂膜的力學(xué)性能，降低其透水率，進(jìn)而使涂膜的保鮮效果更好[14]。本課題組前期研究結(jié)果表明，原位合成納米SiOx有助于SiOx粒子在CS涂膜中的分散，可使納米粒子在形成過(guò)程中與CS形成氫鍵，促進(jìn)CS涂膜理化性能和保鮮性能的提高[15]。生姜（Zingiber officinale Roscoe）為姜科姜屬多年生草本植物，姜的新鮮根莖具有抗炎、抗菌、調(diào)節(jié)血脂和抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用[16]，是集調(diào)味和藥用于一體的多用途蔬菜；但其在貯藏過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)失鮮、褐變等問(wèn)題。

本實(shí)驗(yàn)以KGM/CS復(fù)合涂膜為基底，以生姜為保鮮對(duì)象，采用姜辣素和原位合成納米SiOx對(duì)復(fù)合涂膜進(jìn)行改性，為生姜保鮮涂膜的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生姜購(gòu)于錦州市蔬菜批發(fā)市場(chǎng)，產(chǎn)地為山東省濰坊市昌邑市。挑選新鮮、無(wú)病斑、無(wú)機(jī)械損傷、色澤均勻、大小一致的生姜作為實(shí)驗(yàn)材料。

CS（脫乙酰度≥95%，食品級(jí)） 上海晶純?cè)噭┯邢薰?；魔芋甘聚糖（食品?jí)） 杭州藝福茶業(yè)有限公司；冰乙酸、丙三醇、甲醇、鹽酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉等均為分析純，去離子水和無(wú)菌水自制。

1.2 儀器與設(shè)備

CJJ79-1型磁力加熱攪拌器 山東威瑞科教儀器有限公司；SK6210HP超聲波清洗器 上?？瞥瑢?dǎo)儀器有限公司；DGG-9053AD型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；S-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、CS150GX3離心機(jī) 日本日立公司；Scimitar 2000 Near傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)T-IR）儀 美國(guó)安捷倫公司；Utima IV-X射線粉末衍射儀 日本Rigaku公司；AG135電子分析天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；CYES-II型O2/CO2氣體測(cè)定儀 上海嘉定學(xué)聯(lián)實(shí)業(yè)有限公司；TA.XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；UV-2250紫外-可見光光度計(jì) 日本尤尼柯儀器有限公司；721N型可見光分光度計(jì) 美國(guó)瓦里安公司；LRH-150生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 復(fù)合涂膜的制備

1.5 g/100 mL的CS冰醋酸溶液（含體積分?jǐn)?shù)1.0%冰醋酸）與0.6 g/100 mL KGM水溶液等體積混合，按混合溶液的體積滴加0.3%甘油，攪拌均勻后，將混合溶液于53 kHz，280 W條件下超聲脫氣，得KGM/CS復(fù)合涂膜溶液。取40 mL涂膜溶液于20 cm×20 cm亞克力板上流延成膜，30 ℃干燥脫水24 h，得KGM/CS復(fù)合涂膜；在KGM/CS涂膜溶液中加入CS和KGM總質(zhì)量1%的姜辣素，充分混合后再流延成膜，得姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜；在KGM/CS和姜辣素混合溶液中加入酸性硅溶膠（以SiO2為CS和KGM總質(zhì)量的0.03%計(jì)），再流延成膜，得SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜。

1.3.2 復(fù)合涂膜表征分析

微觀結(jié)構(gòu)觀察：涂膜在20 kV的條件下噴金處理后，采用掃描電子顯微鏡觀察其微觀形貌。

FT-IR光譜分析：將干燥涂膜研磨后，采用KBr壓片法測(cè)定FT-IR光譜，步寬2 cm-1，波數(shù)范圍為4 000～400 cm-1。

X射線衍射測(cè)定：采用CuKα輻射，工作電壓40 kV，工作電流50 mA，步寬0.02°，掃描范圍5°～70°。

1.3.3 復(fù)合涂膜理化性能測(cè)定

參考吳朝凌等[17]的方法，采用TA.XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定復(fù)合涂膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，樣品長(zhǎng)70 mm、寬20 mm，夾具距離為40 mm。

參考GB/T 1038—2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法 壓差法》[18]，采用O2/CO2氣體測(cè)定儀測(cè)定O2/CO2含量，分別按公式（1）、（2）計(jì)算復(fù)合涂膜的O2和CO2透過(guò)量。

式中：OP表示O2透過(guò)量/（cm2/（d·kPa））；CDP表示CO2透過(guò)量/（cm2/（d·kPa））；V1、V2分別表示O2、CO2氣體24 h的穩(wěn)定透氣體積/mL；d表示膜的平均厚度/cm；A表示膜的有效透氣面積/cm2；ΔP表示測(cè)定時(shí)膜兩側(cè)的氣體壓差/kPa。

采用稱質(zhì)量法測(cè)定水蒸氣透過(guò)量[19]。在稱量瓶中放入少許的蒸餾水，使用復(fù)合涂膜密封稱量瓶瓶口，放置于30 ℃烘箱中，每隔12 h稱量一次稱量瓶的質(zhì)量，連續(xù)測(cè)量3 次。水蒸氣透過(guò)量按公式（3）計(jì)算。

式中：Δm表示稱量瓶質(zhì)量減少量/g；A表示膜的面積/m2；t表示測(cè)定時(shí)間/h。

將制備好的復(fù)合涂膜剪成比色皿大小，用透明膠帶粘貼在比色皿架上，采用紫外-可見光光度計(jì)測(cè)定其在450 nm波長(zhǎng)處的透光率。采用透光率乘以涂膜厚度表示復(fù)合涂膜的透光性[17]。

1.3.4 生姜處理

選用大小相似的生姜，隨機(jī)分成若干組，除對(duì)照組（無(wú)任何處理）外，分別浸漬于提前制備好的膜液中，2 min后取出，自然風(fēng)干，放入生化培養(yǎng)箱中，于13 ℃保存，貯藏一定時(shí)間后取出，測(cè)定其鮮度指標(biāo)。

1.3.5 質(zhì)量損失率的測(cè)定

準(zhǔn)確稱量貯藏前和貯藏過(guò)程中生姜的質(zhì)量，按式（4）計(jì)算質(zhì)量損失率。

式中：m表示樣品的原始質(zhì)量/g；mt表示貯藏t時(shí)間后樣品的質(zhì)量/g。

1.3.6 生姜生化指標(biāo)測(cè)定

參照曹建康等[20]的方法，采用蒽酮比色法測(cè)定生姜中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。參照年彬彬等[21]的方法測(cè)定生姜的過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）活力，參照Z(yǔ)ucker[22]的方法測(cè)定苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia lyase，PAL）活力。參照Pirie等[23]的方法測(cè)定生姜總酚和類黃酮含量，總酚含量以每克鮮質(zhì)量生姜在280 nm波長(zhǎng)處光密度值在3 min內(nèi)的變化量（ΔOD280nm）表示，類黃酮含量以每克鮮質(zhì)量生姜在325 nm波長(zhǎng)處光密度值在3 min內(nèi)的變化量（ΔOD325nm）表示。參照姜心等[24]的方法測(cè)定生姜中纖維素酶活力。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)設(shè)3 次平行，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用單因素方差分析，并以軟件SPSS 20.0軟件進(jìn)行Tukey檢驗(yàn)修正，P＜0.05表示差異顯著。使用Origin 8.0軟件繪圖。

采用模糊綜合評(píng)價(jià)法[6]進(jìn)行水資源承載能力的評(píng)價(jià)，采用層次分析法[1]和熵權(quán)法對(duì)各指標(biāo)確定權(quán)重。根據(jù)山塘水資源的利用特點(diǎn)，考慮到水資源的供需平衡狀況及開發(fā)潛力，同時(shí)也能夠反映出山塘的等供水設(shè)施的現(xiàn)狀以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況等，選取以下指標(biāo)：

2 結(jié)果與分析

2.1 KGM/CS復(fù)合涂膜表征分析結(jié)果

圖1 KGM/CS復(fù)合涂膜的斷面微觀形貌Fig. 1 Cross-sectional morphology of KGM/CS composite coatings

由圖1A可知，KGM/CS復(fù)合涂膜較平整，有裂紋存在；當(dāng)加入姜辣素后，涂膜中褶皺、裂紋增多（圖1B）；繼續(xù)加入原位合成納米SiOx后，涂膜褶皺分布均勻，裂紋幾乎消失（圖1C）。涂膜中加入姜辣素后，影響了涂膜的脫水歷程，表現(xiàn)為涂膜內(nèi)形成褶皺且裂紋增大。再繼續(xù)加入原位合成納米SiOx后，納米粒子表面的活性基團(tuán)與KGM和CS形成氫鍵，在涂膜脫水過(guò)程中增強(qiáng)了涂膜內(nèi)高分子之間的相互作用，使涂膜脫水更加均勻，減少了裂紋的產(chǎn)生。

圖2 KGM/CS復(fù)合涂膜的FT-IR（A）、XRD（B）譜圖Fig. 2 FT-IR spectra (A) and XRD patterns (B) of KGM/CS composite coatings

由復(fù)合涂膜的F T-I R譜圖（圖2 A）可見，在3 500～3 300 cm-1處的中等強(qiáng)寬吸收峰是由非締合的O—H和N—H的伸縮振動(dòng)引起的，1 651 cm-1處的吸收峰是由O-H的彎曲振動(dòng)引起的。2 927、2 852 cm-1處的弱吸收峰是CS和KGM中次甲基或甲基的C-H伸縮振動(dòng)吸收峰[25]。1 651、1 556 cm-1和1 416 cm-1分別是CS的酰胺I、酰胺II和酰胺III的特征吸收峰[25]，1 045 cm-1處的吸收峰應(yīng)歸屬于C—O—C鍵的伸縮振動(dòng)，654 cm-1處的吸收峰為C—H面外伸縮振動(dòng)吸收峰。加入姜辣素和原位合成納米SiOx后，1 651 cm-1處的吸收峰藍(lán)移至1 640 cm-1處，1 045 cm-1處的吸收峰略向低波數(shù)偏移，且在3 500～3 300 cm-1處的寬吸收峰變得較窄。繼續(xù)添加原位合成納米SiOx，由于納米粒子的存在，1 045 cm-1處的吸收峰繼續(xù)向低波數(shù)偏移，且654 cm-1處的吸收峰亦向低波數(shù)偏移，說(shuō)明姜辣素和原位合成納米SiOx均影響復(fù)合涂膜內(nèi)化學(xué)鍵的振動(dòng)，可能是由于姜辣素和原位合成納米SiOx表面的活性基團(tuán)與涂膜主要成分CS和KGM形成了氫鍵，干擾了其化學(xué)鍵的振動(dòng)，或干擾了其分子內(nèi)共軛基團(tuán)的相互作用。

由圖2B可見，KGM/CS復(fù)合涂膜在2θ＝20.7°處有強(qiáng)度較大的寬吸收峰，在11.3°處有較弱的尖峰，與劉毅等[26]對(duì)KGM的研究結(jié)果相似，且在本課題組的前期研究中證明了2θ＝20.7°是CS的衍射峰[27]。加入姜辣素后，11.3°處的衍射峰消失，20.7°處的衍射峰略向小角度偏移至19.7°；再繼續(xù)加入原位合成納米SiOx，該衍射峰偏移至20.2°處。說(shuō)明姜辣素干擾了涂膜主要成分KGM和CS晶體的合成，原位合成納米SiOx粒子表面含有大量羥基活性基團(tuán)，與KGM和CS形成較強(qiáng)的氫鍵作用，從而使非晶態(tài)發(fā)生改變，衍射峰發(fā)生偏移。

2.2 KGM/CS復(fù)合涂膜的理化性能分析結(jié)果

表1 KGM/CS復(fù)合涂膜的理化性能Table 1 Physicochemical properties of KGM/CS composite coatings

由表1可知，加入姜辣素后，KGM/CS復(fù)合涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率提高，而O2、CO2透過(guò)量無(wú)顯著變化，水蒸氣透過(guò)量、透光性都明顯降低。繼續(xù)加入原位合成的納米SiOx，涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、O2和CO2透過(guò)量都顯著提高，水蒸氣透過(guò)量無(wú)顯著變化，而透光性略有下降。復(fù)合涂膜中加入姜辣素后使分子間氫鍵作用力增強(qiáng)，分子排列更加緊密，雖然涂膜內(nèi)裂紋增多，但形成的褶皺使涂膜的抗變形能力增強(qiáng)，進(jìn)而機(jī)械性能提高。繼續(xù)加入原位合成納米SiOx后，其表面的活性基團(tuán)與KGM和CS形成氫鍵，使涂膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密。當(dāng)涂膜受到拉力作用時(shí)，與KGM和CS相交聯(lián)的SiOx納米粒子可以起到多相分散負(fù)荷的作用，從而增強(qiáng)了復(fù)合涂膜的機(jī)械性能；加入姜辣素后復(fù)合涂膜的O2和CO2透過(guò)量無(wú)顯著性變化，說(shuō)明涂膜內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)變化不顯著，而加入原位合成的納米SiOx后，可能改變了原KGM/CS復(fù)合涂膜內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)，形成了具有選擇性的微孔，使其透氣性能明顯提高。加入姜辣素和原位合成的納米SiOx后復(fù)合涂膜的透光性能逐漸降低，可能是涂膜內(nèi)的分子間相容性變差，使透光性能下降。

2.3 KGM/CS復(fù)合涂膜對(duì)生姜保鮮性能的影響

2.3.1 KGM/CS復(fù)合涂膜對(duì)生姜質(zhì)量損失率和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

質(zhì)量損失是生姜貯藏過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題，會(huì)造成生姜萎蔫，使其感官品質(zhì)受到嚴(yán)重影響[28]。由圖3A可知，生姜的質(zhì)量損失率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。這主要由生姜的呼吸作用和水分蒸騰引起[29]。與對(duì)照生姜相比，經(jīng)涂膜處理后，其質(zhì)量損失率上升速率減緩，這是由于在生姜表面形成涂膜可以阻礙生姜與空氣的接觸，減少其蒸騰作用和水分散失；加入姜辣素后涂膜內(nèi)分子間氫鍵作用力增強(qiáng)，雖然涂膜內(nèi)出現(xiàn)裂痕，但涂膜內(nèi)的褶皺形成使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，水蒸氣透過(guò)量顯著降低，則生姜質(zhì)量損失率減小；繼續(xù)加入原位合成納米SiOx后，其表面的活性基團(tuán)與KGM和CS形成氫鍵，使涂膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，生姜的質(zhì)量損失率顯著低于同期其他涂膜處理組。生姜在貯藏前期質(zhì)量損失率上升較快，貯藏后期質(zhì)量損失率上升緩慢，說(shuō)明在貯藏后期生姜的呼吸強(qiáng)度減弱，所消耗的糖、酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較少。

圖3 貯藏過(guò)程中生姜質(zhì)量損失率（A）和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)（B）的變化Fig. 3 Changes in mass loss rate (A) and soluble sugar content (B) in ginger rhizomes during storage

糖類是果蔬甜味的主要來(lái)源，也是果蔬的主要成分之一。作為呼吸底物，糖類在呼吸過(guò)程中分解放出熱量，使果蔬含糖量在貯藏過(guò)程中逐漸下降[30]。如圖3B所示，生姜中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。與對(duì)照組相比，經(jīng)涂膜處理后，生姜的可溶性總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降減緩，說(shuō)明涂膜可以抑制生姜的呼吸作用，減少了可溶性糖的消耗；采用SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜處理后，生姜中可溶性總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他同期樣品，這是由于涂膜中加入的原位合成納米SiOx使其結(jié)構(gòu)更加致密，減弱了生姜有氧呼吸，降低了生姜中糖分的消耗。在貯藏前期，生姜中可溶性總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降趨勢(shì)較緩，這是由于生姜中部分淀粉轉(zhuǎn)化成可溶性糖，而隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，生姜的有氧呼吸作用減弱，無(wú)氧呼吸加劇，加快了可溶性糖的消耗。

圖4 貯藏過(guò)程中生姜POD（A）、PAL（B）活力以及總酚（C）和類黃酮（D）含量的變化Fig. 4 Changes in activities of peroxidase (A) and phenylalanine ammonia lyase (B) and contents of total phenol (C) and flavonoids (D) in ginger rhizomes during storage

POD屬于氧化還原類酶，在過(guò)氧化氫的作用下，易引起酚類和類黃酮的氧化聚合而導(dǎo)致果蔬組織褐變[31]。由圖4A所示，生姜的POD活力在貯藏前期呈上升趨勢(shì)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)略有下降，貯藏后期又逐漸上升。經(jīng)涂膜處理后，生姜的POD活力均低于同期對(duì)照組，且隨時(shí)間延長(zhǎng)，其變化幅度較小，其中SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜處理后的效果最佳，POD活力最低。貯藏過(guò)程中生姜POD的活力增強(qiáng)可能與乙烯的作用有關(guān)，高等植物在衰老以及逆境條件下，乙烯的合成量會(huì)大大增加。生姜經(jīng)涂膜處理后，與O2的接觸減少，乙烯的產(chǎn)生量也減少，因此POD活力減弱。由于SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜的結(jié)構(gòu)更加致密，減少了生姜的呼吸作用，故其POD活力變化最小。在貯藏前期，培養(yǎng)箱中O2濃度大，導(dǎo)致生姜中產(chǎn)生大量乙烯，從而增強(qiáng)了生姜的POD活力。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，生姜的呼吸作用減弱，乙烯產(chǎn)生量下降，POD活力下降。貯藏后期，因?yàn)樯M織細(xì)胞衰老，乙烯產(chǎn)生量增大，從而使POD活力增強(qiáng)。

PAL是苯丙烷代謝途徑中的第一個(gè)關(guān)鍵酶，它可催化苯丙氨酸脫氨基生成苯乙烯酸[32]。如圖4B所示，貯藏期間生姜的PAL活力無(wú)明顯變化。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照生姜PAL活力緩慢增長(zhǎng)，12 d后略呈下降趨勢(shì)。經(jīng)涂膜處理后，生姜的PAL活力變化幅度很小，且各組間無(wú)明顯差異。這可能是由于生姜表面的致密涂膜使生姜的呼吸作用減弱，其中防御系統(tǒng)被激活的速度減慢。

總酚和類黃酮是苯丙烷代謝的產(chǎn)物，其含量可以反映果蔬的抗氧化活性。由圖4C可知，生姜中的總酚含量在貯藏前3 d快速降低，其后呈小幅度變化。對(duì)照生姜中總酚含量在貯藏12 d后明顯降低，經(jīng)KGM/CS涂膜和姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜處理后生姜中的總酚含量在3 d后緩慢升高至平衡。經(jīng)SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜處理后，生姜中的總酚含量變化幅度最小。

由圖4D所示，生姜中類黃酮含量在貯藏期間的變化趨勢(shì)為先升高后降低，在貯藏前3 d，類黃酮含量升高較快，3～12 d期間，生姜中類黃酮含量變化不明顯，12 d后，未經(jīng)涂膜處理的生姜中類黃酮含量明顯降低，低于同期涂膜處理組。在貯藏前期，生姜褐變度增大導(dǎo)致生姜中總酚含量下降。貯藏后期，隨著生姜細(xì)胞組織衰老和生姜內(nèi)部底物的減少，總酚和類黃酮不斷被氧化，導(dǎo)致其含量下降。保鮮涂膜處理后的生姜，由于涂膜的阻隔作用，有效地抑制了O2的進(jìn)入，減少了底物的消耗，進(jìn)而抑制了生姜的氧化，減緩了其衰老。

2.3.3 KGM/CS復(fù)合涂膜對(duì)生姜纖維素酶活力的影響

纖維素酶可以將細(xì)胞壁中的纖維素分解成寡糖或單糖[33]。生姜中纖維素酶活力的變化代表著生姜內(nèi)粗纖維含量的變化，生姜粗纖維的變化與生姜細(xì)胞壁木質(zhì)化有很大的關(guān)系[34]。如圖5所示，對(duì)照生姜中纖維素酶活力始終高于經(jīng)涂膜處理的生姜。在貯藏前9 d，經(jīng)涂膜處理的生姜中纖維素酶活力變化較小，而未經(jīng)涂膜處理的生姜中纖維素酶活力有小幅增長(zhǎng)。在貯藏后期，生姜中的纖維素酶活力明顯下降，對(duì)照生姜中纖維素酶活力始終高于同期涂膜處理的樣品，其中經(jīng)SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜處理的生姜中纖維素酶活力最低。纖維素酶可引起纖維素等細(xì)胞壁組分降解，從而使生姜變軟，汁液流失。涂膜處理有效抑制了生姜的有氧呼吸，使纖維素酶活力降低，從而對(duì)纖維素的破壞減少，使細(xì)胞壁保持完好。其中SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜具有優(yōu)異的理化性能，處理效果最優(yōu)，該結(jié)果與POD活力結(jié)果一致。

圖5 保鮮過(guò)程中生姜的纖維素酶活力變化Fig. 5 Changes in cellulase activity in ginger rhizomes during preservation process

3 結(jié) 論

向KGM/CS復(fù)合涂膜中加入姜辣素后，各組分分子間氫鍵作用力增強(qiáng)，涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率提高，水蒸氣透過(guò)量、透光性都明顯降低；繼續(xù)加入原位合成的納米SiOx，涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、O2和透CO2透過(guò)量都顯著提高，水蒸氣透過(guò)量無(wú)顯著變化，而涂膜透光性略有下降。以未做任何處理的生姜為空白對(duì)照，研究了改性前后KGM/CS復(fù)合涂膜對(duì)生姜的保鮮性能。結(jié)果表明，涂膜處理后生姜的質(zhì)量損失率、總酚和類黃酮的損失均降低，POD和PAL活力變化較小，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降速率減緩。其中SiOx/姜辣素-KGM/CS復(fù)合涂膜效果最優(yōu)，可更好地保持生姜品質(zhì)。