薛明珂，梁 文

（1.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100）

獼猴桃由于其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值被大多數(shù)人所喜愛，是抗壞血酸、多酚類物質(zhì)和類黃酮等物質(zhì)的良好來源。但由于獼猴桃生長(zhǎng)季節(jié)與產(chǎn)地氣候的限制，導(dǎo)致其鮮果消費(fèi)時(shí)間有限。因此，為了方便食用，將獼猴桃加工成切片進(jìn)行貯藏與售賣的形式越來越多。獼猴桃鮮果原有的果皮有助于果實(shí)自然保護(hù)，但去皮和切片等加工工藝操作會(huì)導(dǎo)致部分果肉細(xì)胞破裂、細(xì)胞內(nèi)容物外流、乙烯的釋放量增加、呼吸速率和微生物腐敗速度都加快，最終致使其貯藏期縮短。為了應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)象，目前已經(jīng)有多種貯藏保鮮技術(shù)應(yīng)用于延長(zhǎng)微加工水果的保質(zhì)期，如氣調(diào)貯藏、氣調(diào)包裝和化學(xué)藥劑處理等［1］。在健康飲食意識(shí)逐漸提升的當(dāng)今社會(huì)，消費(fèi)者對(duì)健康、安全、不添加化學(xué)防腐劑的優(yōu)質(zhì)食品的需求在逐漸增長(zhǎng)，因此，不斷開發(fā)出先進(jìn)的保鮮方法來提高鮮切水果的質(zhì)量，并延長(zhǎng)其保質(zhì)期就顯得尤為重要［2］。

現(xiàn)如今，食品納米技術(shù)的應(yīng)用在食品保鮮行業(yè)中具有強(qiáng)大的潛力，如納米顆粒、納米乳液、納米纖維或有價(jià)值的生物材料的納米封裝等，能通過控制生物活性物質(zhì)的釋放、抑制食品微生物、降低化學(xué)和感官特性的惡化等來延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期［1］。在這其中，納米乳液由于其穩(wěn)定的物理性質(zhì)，多被制成涂層應(yīng)用于新鮮果品的貯藏保鮮中，能通過控制質(zhì)地、改善顏色和減少病原微生物的生長(zhǎng)來延長(zhǎng)保質(zhì)期［3］。除此之外，納米乳液可以利用形成生物膜來增強(qiáng)活性成分（如抗氧化劑、調(diào)味劑、生物活性化合物或抗菌劑）的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而提高其生物利用率和有效性［4］。含有抗菌化合物（尤其是香草醛）的納米涂層可以提高鮮切蘋果等農(nóng)產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期?？箟难嶙鳛榭寡趸瘎┡c納米乳劑涂層一起使用，能有效抑制木瓜［5］、蘋果［6］和芒果［7］的褐變。

因此，本研究基于前人的研究基礎(chǔ)，利用含有抗菌劑和抗氧化劑的納米乳液涂層對(duì)鮮切獼猴桃進(jìn)行處理，探究其對(duì)冷藏鮮切獼猴桃品質(zhì)和保鮮期的影響，以期為后續(xù)納米涂層在食品保鮮中的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

獼猴桃試驗(yàn)原料來自陜西周至匯鑫果業(yè)專業(yè)合作社獼猴桃生產(chǎn)基地，于10月采購(gòu)成熟的海沃德獼猴桃后，選擇形狀良好、大小均勻的果實(shí)，放置于5 ℃、相對(duì)濕度70%～75%的環(huán)境中進(jìn)行貯藏。

海藻酸鈉、羧甲基纖維素、抗壞血酸、香草醛、聚山梨酯80、氯化鈣和次氯酸鈉等試劑均購(gòu)自杭州銘蕾生物科技有限公司；甲醇、培養(yǎng)基平板計(jì)數(shù)瓊脂、氯霉素葡萄糖瓊脂和無菌鹽水均購(gòu)自江蘇采薇生物科技有限公司。

1.2 納米乳液制備

將海藻酸鈉（2 g/100 mL）和羧甲基纖維素（2 g/100 mL）（CMC）分別溶解在70 ℃的超純水中，用磁力攪拌器在500 r/min 攪拌2 h，各取適量樣品作為粗乳液，并分別命名為AL 和CMC。從剩余的乳液中取適量樣品，將聚山梨酯80（2 g/100 mL）溶解于2 種溶液中，再分別加入與海藻酸鈉和羧甲基纖維素質(zhì)量相當(dāng)?shù)目箟难幔?.5%）和香草醛（0.5% 和1.0%），形成4 種納米乳液：AL-1（2%海藻酸鈉+0.5%抗壞血酸+0.5%香草醛）、AL-2（2%海藻酸鈉+0.5% 抗壞血酸+1.0% 香草醛）、CMC-1（2%羧甲基纖維素+0.5%抗壞血酸+0.5%香草醛）和CMC-2（2%羧甲基纖維素+0.5%抗壞血酸+1.0%香草醛）。使用均質(zhì)機(jī)（LR-300 型高剪切均質(zhì)機(jī)）將混合物在8 450 r/min 下均質(zhì)10 min，再用直徑為15 nm 的超聲波探頭以40 kHz 的頻率對(duì)所得混合物進(jìn)行超聲處理，以減小液滴直徑，達(dá)到充分乳化的目的。操作過程中，將容器放置于冰水中，去除在乳化過程中產(chǎn)生的熱量。

1.3 納米乳液性狀測(cè)定

zetaLitesizer 500 型安東帕納米粒度電位儀及ζ電位分析儀用于測(cè)定涂層形成乳液的液滴尺寸和ζ電位值。

使用日本艾安得SV-10A 型振動(dòng)式粘度計(jì)在室溫下以30 Hz 的恒定振幅振動(dòng)，測(cè)量2 種粗乳液和4種納米乳液的黏度，重復(fù)3 次。

涂層色度測(cè)量使用色度計(jì)，確定L*、a* 和b*值，并使用以下公式計(jì)算白度指數(shù)（WI）。

1.4 涂層

將獼猴桃從冷藏庫(kù)中取出后，用次氯酸鈉溶液（100 mg/kg）進(jìn)行消毒，自來水沖洗7 min 后瀝干，將洗凈的獼猴桃去皮，并用不銹鋼切片機(jī)切成約1 cm厚的切片，將切片浸入2%的氯化鈣溶液中10 min為后續(xù)涂層做準(zhǔn)備。將制備好的切片浸入4 種納米乳液AL-1、AL-2、CMC-1 和CMC-2 中3 min，另將等量的獼猴桃切片浸入水中3 min 作為空白對(duì)照。將浸泡后的獼猴桃片撈出放置于室溫（20±1.0）℃下進(jìn)行干燥后，將切片置于5 ℃相對(duì)濕度為70%～75%的條件下貯存30 d。

1.5 獼猴桃切片性質(zhì)測(cè)定

獼猴桃切片貯藏過程中，分別于第1、10、20、30 d測(cè)量以下指標(biāo)：使用天平測(cè)量切片重量，計(jì)算獼猴桃片在貯藏過程中的失重率；使用果汁混合研磨機(jī)從獼猴桃切片中提取汁液，用日本愛拓（ATAGO）PAL-1 型數(shù)顯折射儀糖度計(jì)對(duì)汁液進(jìn)行取樣測(cè)量獼猴桃片中可溶性固形物含量（TSS）；用NaOH 滴定法來測(cè)定獼猴桃片中可滴定酸的含量；用梅特勒-托利多pH 計(jì)測(cè)定提取汁液的pH；采用標(biāo)準(zhǔn)AOAC 方法，用2，6-二氯酚靛酚測(cè)定汁液中抗壞血酸的含量；使用Matth?us 法［8］測(cè)定獼猴桃切片中DPPH 自由基清除活性；用OPTON Q10/Q30 型顯微硬度測(cè)試儀取樣測(cè)量獼猴桃切片的硬度。在獼猴桃切片貯藏期間，每個(gè)貯存間隔對(duì)抽樣切片表面的腐敗率進(jìn)行計(jì)數(shù)觀察，記錄腐爛的概率。

1.6 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SAS9.1 版統(tǒng)計(jì)軟件通過雙向方差分析和Tukey 多重比較，在95%置信水平下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 粗乳液和納米乳液的特征

對(duì)于海藻酸鈉和羧甲基纖維素，粗乳液的平均液滴尺寸分別為1 400 nm 和1 200 nm，而納米乳液的液滴尺寸在210～350 nm，其中Al-2 和CMC-2 中最小的液滴尺寸分別為210 nm 和230 nm（表1）。超聲處理造成液滴破裂，導(dǎo)致納米乳液比其各自的粗乳液液滴尺寸小。從表1 可以看出，納米乳液的負(fù)ζ 電位值比粗乳液高，其中配方Al-2 和CMC-2 表現(xiàn)出較高的負(fù)ζ 電位值。Ceylan 等［2］在小麥胚芽油納米乳液山的試驗(yàn)中也得到了相似的結(jié)論，與粗乳液相比，納米乳液的平均液滴尺寸較小，負(fù)ζ 電位值較高，納米乳液比粗乳液的穩(wěn)定性高。納米乳液的黏度明顯低于粗乳液（P＜0.05）。超聲處理后納米乳液的白度指數(shù)（WI）比粗乳液的白度指數(shù)低，Acevedo-Fani 等［9］的研究指出，這與液滴尺寸有關(guān)，納米乳液的液滴尺寸小，導(dǎo)致其散射光比粗乳液弱，白度指數(shù)低，粗乳液液滴尺寸較大，散射光強(qiáng)烈，白度指數(shù)高［10］。

表1 粗乳液和納米乳液的液滴尺寸、ζ電位值、黏度和白度指數(shù)

2.2 失重率

失重是影響園藝產(chǎn)品在貯藏期間品質(zhì)的主要因素，產(chǎn)品表面水分蒸發(fā)能導(dǎo)致皺縮并變質(zhì)。納米乳液涂層對(duì)獼猴桃切片貯藏過程中失重率的影響如表2 所示。結(jié)果表明，在貯存30 d 后，對(duì)照處理損失率最大（15.0%），納米乳液涂層樣品的重量損失百分比有所降低，其中與CMC-1（8.9%）和CMC-2（9.1%）相比，配方AL-1（8.0%）和AL-2（8.1%）的失重率較低。此外還可得出，不同濃度的香草醛含量對(duì)失重率沒有顯著影響，這一結(jié)果與Takma 等［11］的觀點(diǎn)一致，其研究表明海藻酸鈉涂層中無論是否含有香草醛，對(duì)葡萄貯藏中的失重率都沒有顯著影響。納米乳液涂層減重效果的差異可能與其厚度和水蒸氣阻隔性能有關(guān)，涂層越厚，水分蒸發(fā)越少，失重越不顯著［12］。Maftoonazad 等［13］研究了關(guān)于使用生物聚合物涂層減少桃子重量的損失，發(fā)現(xiàn)羧甲基纖維素比海藻酸鈉具有更好的保重效果；與之相似的結(jié)論也在Kasim 等［14］的研究中體現(xiàn)，與對(duì)照相比，海藻酸鹽和CMC 涂層韭菜切片的重量損失較低，CMC 涂層的重量損失最小，這2 項(xiàng)研究的結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果不同。除了本試驗(yàn)使用的2 種納米涂層之外，Gardesh等［1］還觀察到殼聚糖納米乳液涂層的應(yīng)用能減少蘋果的重量損失。Foo 等［15］以及Kambhampati 等［16］分別使用殼聚糖蜂蠟和樹膠復(fù)合膜涂層減少了人心果和獼猴桃的重量損失。

表2 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間失重率的影響（單位：%）

2.3 可溶性固形物含量（TTS）

納米乳液涂層對(duì)獼猴桃切片貯藏過程中可溶性固形物總含量的影響見表3。對(duì)照處理和納米涂層樣品的TSS 隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，且兩者之間的TSS 含量存在顯著性差異（P＜0.05）。在貯藏滿30 d 時(shí)，納米涂層樣品的TSS 位于20%～24%，與其相比，對(duì)照樣品的TSS 為28%，明顯偏高（P＜0.05）。納米涂層樣品在儲(chǔ)存期間TSS 的增加較慢，可能由于納米涂層提高了氧氣阻隔性能，從而降低了呼吸速率，減慢了成熟過程［17］。在4種涂層配方儲(chǔ)存30 d后，AL-1 和AL-2 的TSS 增幅較?。ň黾?%），而CMC-1 和CMC-2 增幅較大，分別增加了9%和8%。Hegazy［18］的試驗(yàn)結(jié)果表明，與CMC 涂層相比，海藻酸鹽涂層的柿子果實(shí)的TSS 增加較少。除此之外，從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，香草醛的含量對(duì)TSS 的增加沒有顯著影響，這一結(jié)果與Benítez 等［19］在測(cè)定涂有蘆薈凝膠的獼猴桃片TSS 含量結(jié)果相似，香草醛含量的變化對(duì)TSS 的增加沒有顯著影響；Guerreiro等［20］的試驗(yàn)結(jié)果也支持這一結(jié)論，海藻酸鈉涂層中香草醛、丁香酚和檸檬醛濃度的改變對(duì)鮮楊梅的TSS 沒有顯著影響。

表3 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間可溶性固形物含量的影響 （單位：%）

2.4 可滴定酸含量（TA）

酸度是影響水果風(fēng)味的主要因素。不同配比涂層對(duì)獼猴桃切片在貯藏過程中TA 的影響如表4 所示。結(jié)果表明，在貯藏期間對(duì)照樣品和納米乳液涂層樣品的TA 均呈下降趨勢(shì)，對(duì)照樣品的下降趨勢(shì)較為顯著（由0.91%下降到0.71%）（P＜0.05），這可能是由于對(duì)照樣品的物質(zhì)消耗過快，最終有機(jī)酸也被當(dāng)作呼吸底物進(jìn)行消耗造成的。納米乳液涂層樣品的TA 略有下降，其中AL-1 的TA 減少的最少（由0.89%到0.84%）。這一結(jié)果與前人研究結(jié)論相似，Hegazy［18］觀察到，在柿子儲(chǔ)存的15 d 期間，與CMC相比，有海藻酸鹽涂層的柿子TA 降低較少；Maftoonazad 等［13］報(bào)道了桃果實(shí)在涂層后的TA 略有下降，涂有海藻酸鹽的樣品TA 降的最低；Kambhampati等［16］的研究結(jié)果表明，在涂有殼聚糖的獼猴桃果實(shí)中，香草醛含量的變化對(duì)其酸度值沒有顯著影響。

表4 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間可滴定酸含量的影響 （單位：%）

2.5 腐敗率

不同乳液涂層對(duì)獼猴桃切片在貯存過程中的腐敗率影響如圖1 所示。對(duì)照處理和納米乳液涂層均表現(xiàn)出一定程度的腐敗，其中，納米乳液涂層顯著降低了腐敗率。未涂層的樣品在經(jīng)過1 個(gè)月的貯存后，腐敗率由最初的0 提升至60%。在納米乳液涂層中，AL-2 和CMC-2 將獼猴桃切片的腐敗率分別降低到9%和17%，因此，這些乳液涂層能有效地防止腐敗，這與Maftoonazad 等［13］在桃果實(shí)上的研究結(jié)果相似，他們認(rèn)為香草醛的加入使得乳液涂層的抗菌活性增強(qiáng)，當(dāng)其在水果表面形成均勻涂層時(shí)，能夠有效抑制霉菌生長(zhǎng)，從而降低腐敗率。

圖1 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間腐敗率的影響

2.6 pH

獼猴桃切片在貯藏過程中pH 的變化如圖2 所示。結(jié)果表明，pH 隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，這與Benítez 等［19］的研究結(jié)果相同，涂有蘆薈凝膠的獼猴桃片在貯存期過后pH 也會(huì)增加。乳液涂層樣品與未涂層的樣品之間存在顯著差異（P＜0.05），未涂層樣品的pH在貯存30 d時(shí)升高的幅度最大（3.90），有乳液涂層的樣品pH 明顯偏低，海藻酸鈉和CMC涂層中使用高比例香草醛對(duì)獼猴桃片的pH 維持明顯比使用低比例香草醛有效，這與Hegazy［18］在柿子果實(shí)上的研究結(jié)果類似，但Maftoonazad 等［13］的研究表明涂層中香草醛含量的多少對(duì)桃果實(shí)pH 沒有顯著影響。

圖2 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間pH 的影響

2.7 硬度

獼猴桃切片在貯藏過程中果肉硬度的變化如圖3所示。隨著貯藏的進(jìn)行，所有處理的獼猴桃切片硬度均不斷下降，但未涂層樣品的下降更快，由貯藏初期的25.1 N降至結(jié)束時(shí)的12.1 N，這是由于成熟過程中原果膠酶和果膠甲酯酶對(duì)細(xì)胞壁和胞間層的分解作用導(dǎo)致的［18］。納米乳液涂層樣品相對(duì)于未涂層樣品，硬度下降較?。≒＜0.05）。這是由于涂層的氣體隔絕功能降低了O2濃度，增加了CO2濃度，改變了水果的內(nèi)部氣體成分，降低了果膠降解酶的活性，導(dǎo)致果膠化合物降解延遲，從而延緩了硬度下降的速度。

圖3 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間硬度的影響

在這4 種涂層中，CMC-2 和CMC-1 涂層的獼猴桃切片在貯藏結(jié)束硬度最高，分別為21.6 N 和20.7 N，AL-1、AL-2 涂層的樣品硬度較低，分別為17.1 N和16.9 N，因此CMC 在保持硬度方面比海藻酸鈉更有效，Maftoonazad 等［13］研究也展示相同的結(jié)果，CMC 在桃子的硬度保持方面顯示出比海藻酸鈉更好的效果。此外，不同濃度的香草醛對(duì)硬度沒有顯著影響。Plotto 等［7］在CMC 涂層中加入抗褐變劑和抗壞血酸，能夠有效降低芒果片的硬度損失；同時(shí)，香草醛濃度的變化對(duì)芒果片的硬度沒有顯著影響。

2.8 抗壞血酸含量

抗壞血酸的穩(wěn)定性易受溫度、pH、O2含量、金屬離子和酶活性等因素的影響，通常用作衡量水果的質(zhì)量指標(biāo)。獼猴桃切片在貯存期間抗壞血酸含量的變化如圖4 所示。結(jié)果表明，抗壞血酸含量會(huì)隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)下降，其中涂層處理減緩了下降速度。未涂層樣品的抗壞血酸含量由最初的為90 mg/100 g降低至結(jié)束時(shí)的70 mg/100 g（P＜0.05）。在4 種不同的涂層中，AL-1 的抗壞血酸含量在貯存期結(jié)束時(shí)最高，保持在83 mg/100 g 的高水平；與CMC 相比，海藻酸鈉涂層可更好地保留抗壞血酸含量，香草醛濃度的影響并不顯著。Gardesh 等［1］在蘋果涂膜的研究中表明，殼聚糖和海藻酸鹽與橄欖葉提取物結(jié)合對(duì)蘋果抗壞血酸的損失有緩解作用。Hegazy［18］也報(bào)道了未涂膜水果中抗壞血酸含量的降解程度高于納米乳液涂層樣品。

圖4 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間抗壞血酸的影響

2.9 DPPH 自由基清除活性

獼猴桃切片在貯存過程中DPPH 自由基清除活性逐漸降低，其中未涂層樣品下降的最為明顯（P＜0.05）。納米乳液涂層樣品在貯存過程中保留了抗氧化活性，可見涂層的保護(hù)屏障特性能夠減少酚類的酶促反應(yīng)。前人研究也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，Ceylan等［2］指明了海藻酸鹽涂層能夠提高葡萄的抗氧化活性；Müller 等［17］的研究表明應(yīng)用聚合物涂層（如阿拉伯樹膠、海藻酸鹽和殼聚糖）能夠保持園藝產(chǎn)品的抗氧化活性；Guerreiro 等［20］的研究表明改變精油涂層的濃度，對(duì)楊梅和葡萄柚的抗氧化活性影響沒有表現(xiàn)出顯著差異。

圖5 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間抗氧化活性的影響

2.10 微生物生長(zhǎng)

鮮切水果尤其是獼猴桃，因其切面面積大，受損組織易滲出水分和養(yǎng)分，能為微生物的生長(zhǎng)提供良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。圖6 和圖7 分別顯示了獼猴桃切片在貯存過程中總菌落、霉菌和酵母菌的數(shù)量。結(jié)果顯示，與涂層樣品相比，未涂層樣品的細(xì)菌總數(shù)明顯增加（P＜0.05），這表明納米乳液涂層能在獼猴桃切片貯存過程中有效抑制細(xì)菌的活性。這一現(xiàn)象是由于超聲處理后乳液液滴尺寸減小，反過來能增大液滴與切片樣品的接觸表面積，從而使抗菌化合物快速進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致的［21］。

圖6 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間總菌落數(shù)的影響

圖7 不同涂層處理對(duì)獼猴桃切片貯藏期間酵母菌和霉菌數(shù)量的影響

在乳液涂層中，與海藻酸鈉涂層相比，CMC 涂層在控制酵母和霉菌生長(zhǎng)方面更有效。在相同的CMC 含量涂層中，增加香草醛的含量對(duì)降低總菌落數(shù)、酵母菌和霉菌數(shù)有顯著影響。前人的試驗(yàn)結(jié)果表明殼聚糖涂層能顯著降低鮮切草莓片中的嗜溫細(xì)菌、酵母菌和霉菌數(shù)量，在殼聚糖中添加不同劑量的香草醛后，最高劑量的香草醛與殼聚糖混合涂層抑菌效果最明顯［21］。Guerreiro 等［20］研究表明，隨著精油化合物、丁香酚和檸檬醛濃度的增加，樹莓在貯存期內(nèi)表面微生物數(shù)量逐漸減少，這一結(jié)果與Rojas-Graü 等［6］的研究結(jié)果相似，他們指出加入檸檬醛精油的納米乳液涂層能夠有效抑制鮮切富士蘋果的微生物生長(zhǎng)。

3 小結(jié)

將含有抗氧化劑和抗菌化合物的納米乳液作為涂層應(yīng)用于鮮切獼猴桃片，對(duì)其品質(zhì)特性產(chǎn)生了較大的影響。與未涂層的對(duì)照樣品相比，這些納米乳液涂層成功地降低了獼猴桃切片的重量損失、腐爛率，保留了可溶性固形物含量、抗壞血酸和果肉硬度，延緩了果肉表面微生物的生長(zhǎng)。在4 種納米乳液配方施用1 個(gè)月后，AL-2 配方保存下的獼猴桃切片失重率僅為8.1%，腐敗率為9%，可溶性固形物含量增幅為5%，可滴定酸含量降幅為0.06%，pH 維持在3.73，抗壞血酸含量維持在83 mg/100 g，總菌落數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)均為4 cfu/g，相比較其他納米乳液配方，涂層效果較好。因此，本研究制備的含有0.5%抗壞血酸和1.0%香草醛的2%海藻酸鈉納米乳液涂層具有延長(zhǎng)保質(zhì)期的強(qiáng)大潛力，可被視為延長(zhǎng)鮮切獼猴桃片保質(zhì)期的一種替代方法，用于鮮切獼猴桃片工業(yè)化生產(chǎn)。