宋雪健，王欣卉，王春圻，李志江,3，李娟，王洪江，孟令偉，張東杰,3*，張愛武，魏甜甜，于金池

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學食品學院，黑龍江大慶 163319）（2.黑龍江省雜糧加工及質(zhì)量安全工程技術研究中心，黑龍江大慶 163319）（3.國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江大慶 163319）

多糖（Polysaccharide）是由十個以上的單糖通過糖苷鍵結(jié)合的高分子碳水化合物，包括淀粉（Amylum）、纖維素（Cellulose）、阿拉伯膠（Gum Arabic）、瓊脂（Agar）等。多糖分子可以通過氫鍵相互作用，形成一個連續(xù)復雜的網(wǎng)絡結(jié)構[1,2]，具有一定的成膜性，是傳統(tǒng)石油基包裝材料的可替代品。瓊脂是由瓊脂糖（Agarose）和瓊脂膠（Agaropectin）構成的多聚半乳糖，瓊脂糖是由1→3-β-D-半乳糖和1→4-3，6 內(nèi)醚-ɑ-L-半乳糖結(jié)合成的鏈狀結(jié)構[3]；瓊脂膠與瓊脂糖的分子結(jié)構較為相似，但由于甲氧基（CH3O-）、硫酸基等基團的存在導致瓊脂膠沒有凝膠功能，但會在瓊脂的制作過程中隨著工藝流程漸漸被除去[4,5]。瓊脂的穩(wěn)定性強，無毒無害，美國食品和藥物管理局（FDA）自1972年就開始認定瓊脂膠為安全的（GRAS）成分。我國也出臺了相應的國家標準《食品安全國家標準 食品添加劑瓊脂》（GB/T 1886.239-2016）[6]。瓊脂具有較強的凝膠特性，即使?jié)舛鹊椭?.004%仍然能形成凝膠，但離子、pH 值等因素會影響凝膠強度。瓊脂單獨成份制備的膜性能指標較差，組織粗糙、易脆及較硬。但上述缺點可通過與其他材料復合進行改進。瓊脂與其他材料一起制備膜的研究也已有報道，如Sousa 等[7]在95 ℃的條件下，將1%（m/m）的瓊脂和干基重的15%甘油，共混10 min，制備的瓊脂膜其厚度為（7±1）μm。Jang等[8]研究發(fā)現(xiàn)瓊脂和質(zhì)量分數(shù)為1.5 wt%（基于瓊脂重）的甘油制備的薄膜其斷裂伸長率為47.17%，明顯高于瓊脂與山梨醇、果糖等增塑劑制備的薄膜。上述研究結(jié)果表明，甘油是提高瓊脂膜彈性的最有效的增塑劑。將瓊脂與其他生物聚合物共混，可以有效地改變其單獨成膜的功能特性。此外，Mahuwala 等[9]利用質(zhì)量比為2:2 的瓊脂/木薯淀粉共混，1.2 g 甘油作為增塑劑制備的復合膜理化性能較好，其水蒸氣透過率為2.02×10?1± 0.22×10?1g/(m·s·Pa)。Rhim 等[10]研究發(fā)現(xiàn)卡拉膠和瓊脂進行復配，可以提升瓊脂膜的抗拉強度和透明度。

Nisin 是一種天然生物抗菌劑，是由乳酸鏈球菌通過菌株的代謝過程得到的由34 個氨基酸組成的多肽化合物，化學式為C143H230N42O37S7[11,12]。Nisin 對大多數(shù)革蘭氏陽性菌表達出較強的抑制作用，可以通過阻礙細胞膜上的磷脂化合物的合成，影響硫氫基團的活性進而使造成細胞膜受損，導致具體失活[13]。Nisin 于1988年被FDA 列入一般公認安全名單[14]，1990年，我國國標中正式批準Nisin 可使用于作為食品防腐劑[15]。

果蔬的腐敗變質(zhì)首先是受到細菌的侵害后，才進一步感染真菌、霉菌，在果蔬保鮮中對細菌的控制極為重要。近些年來，Nisin 作為細菌抗菌劑也被應用于包裝領域。如Lopes 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在殼聚糖/果膠復合凝聚物中加入Nisin，可以賦予其抑菌功能，并且可以延緩Nisin 的釋放，提高其在食品保鮮中的穩(wěn)定性。Sivarooban 等[17]在大豆分離蛋白膜中加入10 000 IU/g 的 Nisin、1wt%的葡萄籽提取物及0.16wt%的EDTA 制備的薄膜具有較好的理化性能，能抑制李斯特菌、大腸桿菌及沙門氏菌的滋生。Wang等[18]制備的含有Nisin的N-琥珀酰殼聚糖抗菌膜能夠起到延長草莓貨架期的效果。綜上所述，Nisin 在作為抗菌劑被應用于抗菌保鮮材料的研究具有一定的可行性，并且將Nisin 與瓊脂進行復合的研究較為少見，因此，本研究采用瓊脂作為成膜基材，Nisin 作為抗菌劑，卡拉膠作為增強劑來制備復合抗菌膜，并將其應用于果蔬的保鮮研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

瓊脂，北京索萊寶科技有限公司；Nisin（效價≥1 000 000 IU/g），南京森貝伽生物科技有限公司；卡拉膠，滕州市香凝生物工程有限責任公司；丙三醇，遼寧泉瑞試劑有限公；腦心浸液瓊脂（BHI），青島高科園海博生物技術有限公司；2,6-二氯靛酚，上海研生實業(yè)有限公司；抗壞血酸，天津富宇化工廠；氫氧化鈉，天津市大茂化學試劑廠；鄰苯二甲酸氫鉀，穗冠化工；藍莓，購置于北京華聯(lián)超市；妙潔密實袋（PE），煙臺白馬包裝有限公司。

1.2 試驗設備

XLW 型智能電子拉力試驗機，濟南蘭光機電技術有限公司；DGG-9140B 型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海森信實驗儀器廠；BYT-B1 型透氣性測試儀，濟南蘭光機電技術有限公司；TSY-T1H 透濕性測試儀，濟南蘭光機電技術有限公司；FMJ-450 雙面加熱塑料封口機，濟南蘭光機電技術有限公司；DMN 型光澤度儀，天津市其立科技有限公司；WGT-S 透光率/霧度測定儀，上海儀電物理光學儀器有限公司；JSM-6390LV 掃描電子顯微鏡，日本JEOL 公司；NicoletiS5 傅里葉變換紅外光譜儀，美國Dynamica Velocity 公司；HGA-02 頂空氣體分析儀，濟南蘭光機電技術有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 復合抗菌膜的制備

試驗參照Wang 等[19]的研究方法，確定了瓊脂的質(zhì)量分數(shù)為1.6%（m/V，占水比，下同），0.2% （m/V）的卡拉膠，0.6% （m/V）的甘油于220 mL 的蒸餾水中，用保鮮膜覆蓋燒杯口，防止液體蒸發(fā)，在100 ℃的水浴條件下，中速共混，待其充分溶解后，分別將質(zhì)量分數(shù)為0.00%、0.20%、0.24%、0.28%、0.32%、0.36%的Nisin 分散于30 mL 的蒸餾水中，并加入成膜液中，混勻，將250 mL 成膜液流延于20×29 cm 的玻璃板上，待其凝固成型，在35 ℃的條件下干燥8 h，即可得到復合膜，并將其置于溫度為25 ℃、相對濕度為50%的條件下保存24 h 后對其性能指標進行分析。

1.3.2 復合抗菌膜的性能表征

1.3.2.1 厚度的測定

試驗參考óscar 等[20]的研究方法但有所修改，在復合膜的上中下位置處各去3 個點利用電子數(shù)顯螺旋測微器進行測量，并取平均值，即為復合膜的厚度。

1.3.2.2 抑菌性能

試驗選取金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，SA）和單增李斯特菌（Listeria monocytogenes，LM）作為目標菌，將菌種在（37±1）℃的條件下進行活化3代，采用0.9%的生理鹽水進行梯度稀釋，使其濃度達到108CFU/mL。吸取100 μL 菌液于BHI 培養(yǎng)基中涂布均勻待用。將含有不同濃度Nisin 的抗菌膜裁剪成直徑為6 mm 的小圓圈，至于上述培養(yǎng)皿中央，于（37±1）℃條件下培養(yǎng)48 h，用游標卡尺對抑菌圈寬度進行測量。用公式1 對抑菌圈寬度進行計算[21]。

式中：

D——抑菌圈寬度，mm；

D1——抑菌圈外徑，mm；

D2——抗菌膜直徑，單位為mm。

1.3.2.3 水溶性（Water-solubility，WS）及溶脹度（Swelling Degree，SD）的測定

參照Ghanbarzadeh 等[22]的方法經(jīng)改進后進行水溶性測量。將膜裁剪成20×20 mm 的正方形樣品，置于培養(yǎng)皿中于80 ℃下恒溫干燥至恒重。將膜稱重后放入盛有20 mL 蒸餾水的培養(yǎng)皿中。室溫下溶脹1 h 后將膜取出，再次干燥至恒重，然后稱重。計算膜的水溶性。

式中：

m1——第一次稱重的質(zhì)量，g；

m2——第二次稱重的質(zhì)量，g。

將膜裁剪成20×20 mm 的正方形樣品，于65 ℃條件下恒溫干燥至恒重，稱重后放入蒸餾水中，室溫下浸泡2 h，將膜取出后放于濾紙上，用濾紙將膜表面的水吸干后稱重。計算膜的溶脹度。

式中：

m3——第一次稱重的質(zhì)量，g；

m4——第二次稱重的質(zhì)量，g。

1.3.2.4 光學性能的測定

將復合膜裁剪成 5×5 cm 的正方形，參考GB/T 2410-80-2008 及美國材料試驗協(xié)會標準ASTM D1 003-61-2007，對復合膜的透光率（Transmittance，T）及霧度（Haze，H）進行測定[23]。

選取入射角度為75°的光澤度測試儀，根據(jù) GB/T 8941-2007 進行光澤度（Glossiness，G）的測試，其中標準板進行標定處理差值在1.2 Gs 之內(nèi)即可[24]。

1.3.2.5 阻隔性能的測定

參照國標GB/T 12704-1997 的標準方法，對復合膜的透氧系數(shù)（Oxygen Permeability，OP）進行測試，高純氧氣濃度為99.99%。參考Zhang 等[25]研究方法對對包裝膜的透濕量（Water Vapor Permeability，WVP）進行測定。測試的環(huán)境溫度為25 ℃、相對濕度為50%。

1.3.2.6 機械性能的測定

將抗菌膜裁剪成2×15 cm 的尺寸，設置儀器上移速度為25 mm/min，初始夾距為50 mm，對抗菌膜的抗拉強度（Tensile strength，TS）及斷裂伸長率（Elongation at Break，EB）進行測試。

將膜裁剪成寬為15 mm，長為150 mm 的長條，將其中的一端用封口機封合。設置拉力試驗機的初始夾距為50 mm，拉引速率為50 mm/min。以熱封部位為中心，將抗菌膜打開呈180°，對熱封強度（Heat Sealing Strength，HS）進行測試。試驗結(jié)果單位以N/15 mm 表示。

1.3.2.7 微觀結(jié)構的測定

（1）掃描電鏡測定（SEM）

將抗菌膜剪裁成樣條，平鋪于粘有導電膠的載體上進行表面噴金處理，采用合適的放大倍數(shù)觀察膜的表面結(jié)構[26]。

（2）紅外光譜測定（FT-IR）

采用FT-IR 結(jié)合溴化鉀壓片前處理，對復合膜的內(nèi)部結(jié)構及其官能團信息，在波數(shù)為400～4 000 cm-1范圍內(nèi)進行信息采集分析[27]。

1.3.3 復合抗菌膜的保鮮研究

1.3.3.1 藍莓的包裝設計理論基礎

采用抗菌膜對藍莓進行最優(yōu)的包裝方式進行保鮮研究。藍莓的最優(yōu)O2體積分數(shù)為5%，CO2體積分數(shù)為20%[28]。在4 ℃的條件下O2的擴散系數(shù)為0.063 m2·h-1，在20 ℃的條件下O2的擴散系數(shù)為0.069 m2·h-1。

采用頂空氣體分析儀在相對濕度為90%，溫度分別為4、20 ℃的條件下用取樣針刺透硅膠密封墊測定果蔬的消耗氧氣速率，設置采樣時間間隔為5 s，分析時間為15 s，多次測量取平均值。試驗根據(jù)氣調(diào)包裝氣體傳質(zhì)模型公式4 對抗菌膜的氣調(diào)包裝方式進行設計。

式中：

N——抗菌膜的打孔數(shù)量；

D——氣體的擴散系數(shù)，m2/h；

Ap——所打孔的孔面積，m2；

P——分壓，atm；

Pa——大氣壓，atm；

L——抗菌膜的厚度，μm；

Ld——在穿孔深度為穿孔直徑的1.1 倍時氣體擴散阻力的校正穿孔長度，m；

R——氣體常數(shù)，m3·atm·k-1·mol-1；

——抗菌膜的透氣性，mol·μm·m-2·h-1·atm-1；

S——抗菌膜的表面積，m2；

W——被包裝物的質(zhì)量，kg；

RO2——O2的消耗速率，mol·kg-1·h-1。

1.3.3.2 果蔬的處理方法

試驗選取200 g 藍莓作為研究對象，分別用抗菌膜（含有Nisin 的復合膜）、瓊脂膜（不含有Nisin 的復合膜）、PE 膜進行包裝處理，其中PE 膜作為對照組，分別在溫度為4 ℃、20 ℃，相對濕度為90%條件下進行儲藏，研究隨著儲藏時間的延長抗菌膜對果蔬的保鮮效果。藍莓在4 ℃的條件下取樣時間間隔為6 d；在20℃條件下取樣時間間隔為1 d。

1.3.3.3 失水率的測定

將藍莓從包裝袋中取出，根據(jù)公式5 對果蔬的失水率進行測定[29]。

式中：

A——失水率，%；

m0——貯前質(zhì)量，g；

mt——貯間測定質(zhì)量，g。

1.3.3.4 菌落總數(shù)

根據(jù)GB/T 4789.2-2016（食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定）標準對菌落總數(shù)進行測定。

1.3.3.5 可溶性固形物含量的測定（SSC）

試驗選取果實中部的果肉，吸取汁液均勻涂在阿貝折射儀上進行測定[30]。

1.3.3.6 硬度的測定

用GY-4 型水果硬度計進行硬度值測試。

1.3.3.7 Vc 含量的測定

采用2,6-二氯靛酚法進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 20.0 軟件結(jié)合Duncan 計算方法進行數(shù)據(jù)分析，p＜0.05 表示差異顯著。所有指標均測量3 次取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 復合抗菌膜的性能表征

2.1.1 Nisin 質(zhì)量分數(shù)對復合膜厚度的影響

研究發(fā)現(xiàn)隨著Nisin的質(zhì)量分數(shù)增加抗菌膜的厚度也隨之變大，從0.065 mm 增加到0.103 mm，并且添加Nisin 的抗菌膜與未添加的相比較具有顯著性的差異（p＜0.05），可能是Nisin 分子會與瓊脂分子形成交聯(lián)反應，提升成膜基材凝膠化，導致膜厚度增加。試驗制備的瓊脂膜抗菌膜與Wang 等[19]制備的瓊脂膜抗菌膜（厚度為0.201 mm）相比較具有厚度薄，節(jié)省材料的優(yōu)點，導致這一結(jié)果的原因，可能是成膜組分的相容性較好。

2.1.2 Nisin 濃度對復合膜抗菌效果的影響

金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌是導致果蔬變質(zhì)的微生物之一，因此對其進行抑制是延長果蔬貨架期的重要保障。由圖2可知，對于金黃色葡萄球菌來說，隨著Nisin 濃度的增加，復合膜的抑菌圈寬度由1.533 mm增加到4.133 mm，并呈現(xiàn)出顯著的差異性（p＜0.05），證明Nisin 與其他組分進行了較好的融合，且保持了良好的抑菌活性。本文的研究與Lan 等[31]得到的研究結(jié)果相一致，并且于張樂等[32]研究的乳鏈菌肽對明膠-酪蛋白鈣復合抗菌膜相比較，本試驗制備的復合抗菌膜中Nisin 濃度較低，但對于金黃色葡萄球菌有著相似的抑菌圈寬度，證明了本試驗中抗菌膜有較好的抑菌效果。試驗結(jié)果表明復合抗菌膜對于李斯特菌也有一定的抑菌效果。整體抑菌圈寬度呈上升趨勢，由1.131 mm增加到2.197 mm，但差異不夠明顯，特別是相鄰兩濃度梯度之間差異不顯著。該結(jié)果與Abdollahzadeh 等[33]將乳酸鏈球菌素（100 AU）、肉桂精油（0.6wt%）和氧化鋅納米顆粒（10 mg/15 mL）加入到瓊脂基膜中，制備的共混膜具有顯著抑制單核增生李斯特菌生長的作用，并對食品品質(zhì)無影響，取得的研究結(jié)果相一致，說明不同的成膜材料可能不影響Nisin 的抑菌效果。在Nisin 質(zhì)量分數(shù)為0.28%時，相比較0.24%以下，試驗制備的復合抗菌膜對兩種細菌有較強的抑制效果。因此，試驗制備的復合抗菌膜表現(xiàn)出較強的抑菌效果，復合試驗預期，可以進行下一步試驗。

圖1 Nisin 濃度對復合膜厚度的影響Fig.1 Effect of Nisin concentration on the thickness of film

圖2 Nisin 濃度對復合膜的抑菌圈寬度影響Fig.2 Effect of Nisin concentration on the bacteriosphere width of the composite film

2.1.3 復合膜的綜合性能指標評價

由表1可知，復合膜的水溶性和溶脹度均隨著Nisin 質(zhì)量分數(shù)的增加而增大（p＜0.05），在質(zhì)量分數(shù)為0.28%時，水溶性為45.01%，溶脹度為197.01%，說明試驗制備的復合膜具有可降解特性、復合環(huán)?；牟牧涎芯磕康?。試驗制備的復合膜水溶性與Bi等[34]等采用殼聚糖/花青素/甘油制備的復合膜（水溶性為16.97% ～19.30%）相比較，具有較大的水溶效果。

表1 Nisin 濃度對復合膜的綜合性能指標影響Table 1 Effect of Nisin concentration on the comprehensive performance index of the composite film

透光率是指光線透過抗菌膜的光通量和射到抗菌膜上的光通量的比值。霧度是指光線透過薄膜而偏離入射光線方向的散射光通量與透射光通量的比值。透光率和霧度是食品包裝材料中的關鍵參數(shù)，直接影響消費者對產(chǎn)品的接受程度。對于復合膜而言，透光率和霧度成反比。Nisin的顏色為淡黃色，復合膜的透光率隨著Nisin質(zhì)量分數(shù)的增加而降低（p＜0.05），但當Nisin 的質(zhì)量分數(shù)為0.28%時，透光率為79.78%，霧度為70.01%。較低的透光率和較高霧度可以更好的減少光照對被包裝物的影響，與普通包裝材料相比試驗制備的復合膜一定程度上對果蔬能予以較好的保護作用[35]。

光澤度與復合膜表面的粗糙程度有直接關系。雖然Nisin 鑲嵌于瓊脂/卡拉膠膜表面或貫穿其分子層時，會造成表面光滑度降低，因Nisin 的濃度較低，所以對于復合膜的光澤度無顯著差異（p＞0.05）。

透氧系數(shù)是衡量抗菌膜透氣性能的參數(shù)之一，數(shù)值越大，表明透氣性越高。研究發(fā)現(xiàn)Nisin 的濃度與復合膜的透氧系數(shù)存在正相關。Nisin 的濃度與復合膜的透濕量成正比，隨著濃度的增加，透濕量由298.40 g·m-2·d-1增加到440.91 g·m-2·d-1，由此驗證了水溶性增大的原因，并推斷Nisin 的濃度可能會影響到復合膜的機械性能。

機械性能是評價包裝材料應用能力的體現(xiàn)。如圖3可知，Nisin 的質(zhì)量分數(shù)與復合膜的抗拉強度成反比，當Nisin 質(zhì)量分數(shù)從0.00%增加到0.36%時，復合膜的抗拉強度從24.23 MPa 下降到12.88 MPa。說明Nisin分子的存在確實降低了成膜基材分子間的相互作用力。當Nisin 質(zhì)量分數(shù)為0.28%時，復合膜的熱封強度為3.21 N/15 mm，抗拉強度為16.09 MPa，與張金麗等[36]利用12 g/L 的瓊脂和40 g/L 的明膠（1:1）、0.4 g 甘油及不同體積的銀納米顆粒制備的復合膜（抗拉強度為13.92～14.89 MPa）相比較具有較強的機械性能。

圖3 Nisin 濃度對復合膜的機械性能影響Fig.3 Effect of the Nisin concentration on the mechanical properties of the composite films

2.1.4 復合膜微觀結(jié)構分析

2.1.4.1 掃描電鏡結(jié)果與分析

由圖4可知當復合膜中不添加Nisin 時，復合膜的相容性較好，表面均勻、平整，但隨著Nisin 質(zhì)量分數(shù)的增加，復合膜開始出現(xiàn)了明顯的團聚現(xiàn)象，并且濃度越大，復合膜的團聚現(xiàn)象越多越大，進而驗證了復合膜的各項性能指標測試結(jié)果。試驗與李迪等[37]研究結(jié)果相吻合。通過綜合對復合膜的抑菌性、機械性能等指標的綜合評價，以及考慮實際應用中成本的問題，故試驗選取Nisin 質(zhì)量分數(shù)為0.28%的復合膜進行進一步研究及保鮮效果評價。

圖4 不同Nisin 含量復合膜的掃描電鏡圖Fig.4 SEM micrograph of composite films with different Nisin concentration

2.1.4.2 紅外光譜分析

由圖5可知，A、B 兩條圖譜大體呈相似趨勢，瓊脂在3 400 cm-1處有一個寬峰，屬于羥基O-H 和N-H 的伸縮振動峰的疊加；2 923 cm-1和2 927 cm-1為殘?zhí)腔系募谆虼渭谆腃-H 的伸縮振動吸收峰；1 151 cm-1處出現(xiàn)了C-O-C 振動吸收峰，1 091 cm-1處出現(xiàn)了C-O振動吸收峰。Nisin-瓊脂基抗菌膜與瓊脂膜進行對比，二者最大不同在于1 652 cm-1有明顯的C=O 伸縮振動吸收峰，1 598 cm-1處出現(xiàn)的伯胺基的N-H 彎曲振動峰[38]，說明Nisin 中酰胺基成功與瓊脂中氨基進行鍵合，形成了Nisin-瓊脂的共聚物。

圖5 復合膜的紅外光譜圖Fig.5 Infrared spectrogram of the composite film

2.2 復合膜的保鮮效果研究

2.2.1 果蔬的包裝設計分析

綜合上述的研究成果，從抑菌能力、性能指標、成本分析及應用價值角度出發(fā)，研究采用Nisin 質(zhì)量分數(shù)為0.28%的抗菌膜對果蔬進行保鮮研究。因果蔬中水分的含量較大，且儲藏環(huán)境較為濕潤，故選取高濕條件下進行包裝設計。包裝設計的依據(jù)源自果蔬的呼吸強度與抗菌膜的透氣能力處于相平衡的狀態(tài)，避免造成無氧損傷或者氧氣濃度過高對果蔬造成的傷害，從而達到延長貨架期的目的。由于包裝材料的透氣系數(shù)較低，無法滿足水果的適宜儲藏條件，因此需要進行打孔處理，孔徑為0.302 mm，且各組的打孔位置相一致，其他處理組也需要做相應的操作。

2.2.2 藍莓的保鮮效果

表2 藍莓的包裝方式Table 2 Packaging method of blueberry

2.2.2.1 藍莓的失水率

水果在儲藏期內(nèi)其呼吸作用會造成水分流失。由圖6可知，藍莓的失水率隨貯藏時間的延長而逐漸增大，在4 ℃條件下貯藏15 d，PE 保鮮袋組的最大失水率為0.98%，抗菌膜組1.88%，瓊脂膜組2.03%。在20℃條件下儲藏5 d，PE 組最大失水率為1.98%，抗菌膜組5.76%，瓊脂膜組5.25%。試驗與Chiabrando 等[39]利用殼聚糖對藍莓進行涂膜保鮮減緩藍莓水分的流失的作用相一致。藍莓在20 ℃條件下的失水率遠高于4℃，主要由于溫度越高藍莓果實的呼吸作用越強。PE保鮮袋組要優(yōu)于其他處理組，雖然PE 膜也打孔了，但由于空隙較小，且PE 膜的透水性較差，故水蒸氣難以散發(fā)，一定程度上增大了保鮮膜內(nèi)部空氣環(huán)境濕度，減少了水分的蒸發(fā)，更加有利于微生物的滋生?？咕ね杆詢?yōu)于瓊脂膜，但隨著抗菌劑的釋放遷移與溶解，使得抗菌膜和瓊脂膜對于保水性的差異逐漸減?。╬＞0.05）。

圖6 不同溫度條件對藍莓失水率的影響Fig.6 Effect of temperature on the rate of water loss blueberries

2.2.2.2 藍莓的菌落總數(shù)

由圖7所示，在不同條件下藍莓中菌落總數(shù)呈“J”型增長趨勢，在低溫條件下菌落增長速率較為緩慢。抗菌膜組菌落數(shù)明顯少于其他對照組，證明隨時間的延長，抗菌膜中抗菌劑的釋放與遷移，抑制了藍莓表面細菌的滋生及外部環(huán)境細菌的侵害，延緩了藍莓的腐爛變質(zhì)。在儲藏期滿時，在4 ℃和20 ℃的條件下，抗菌膜組的菌落總數(shù)為4.20 lg cfu/g、6.37 lg cfu/g 明顯低于其他處理組（p＜0.05）。試驗取得的結(jié)果與許琳琳[40]利用枯草芽孢桿菌環(huán)脂肽/海藻酸鈉復合膜對藍莓進行保鮮研究得到的結(jié)果相似。PE 組內(nèi)的藍莓因呼吸作用釋放的水蒸氣，無法全部排出保鮮袋外，造成了內(nèi)部空氣濕度環(huán)境過大，水分的回流加速了藍莓的腐敗與潰爛，驗證了失水率分析中給出的猜想。

圖7 不同貯藏溫度對菌落總數(shù)的影響Fig.7 Effects of different storage temperature on the total number of colonies

2.2.2.3 藍莓的可溶性固形物

SSC 是衡量水果的成熟度、果品品質(zhì)的重要參考指標之一。圖8表示藍莓中SSC 的隨貯藏時間的變化過程，開始階段由于藍莓的水分流失及成熟度進一步提高，使SSC 小幅度上升，后因微生物的影響及呼吸作用使藍莓中營養(yǎng)物質(zhì)開始流失，導致其開始下降。在4 ℃和20 ℃條件下，儲藏期滿時，對照組藍莓的SSC 降低到10.08%和10.37%，明顯低于抗菌膜組且具有顯著性差異（p＜0.05），因此，抗菌膜組能有效地減緩SSC 的流失。楊清菁等[41]在4 ℃和20 ℃的儲藏條件下，采用0.5wt%殼聚糖對藍莓果實進行涂膜處理，結(jié)果表明該方法對SSC 含量影響較小，試驗與其得到的結(jié)果相似。

圖8 不同貯藏溫度對可溶性固形物的影響Fig.8 Effects of different storage temperatures of soluble solids

2.2.2.4 藍莓的硬度

硬度是反應果蔬成熟度、耐貯存性、果品品質(zhì)的重要指標之一，通過硬度的檢測對下一步的運輸和貯藏提供依據(jù)。由圖9可知，藍莓的硬度隨著儲藏時間的延長而逐漸降低。在不同溫度條件下抗菌膜組藍莓硬度的分別從5.89×105Pa 降低到4.58×105Pa，5.87×105Pa降低到4.69×105Pa，與其他處理組相比較具有顯著性差異（p＜0.05）。主要是因為抗菌膜可以有效的抑制藍莓中微生物的增長與繁殖，減緩藍莓營養(yǎng)成分的損失，故硬度下降趨勢較為緩慢?？咕鷦㎞isin 對細菌的抑制能有效地減緩藍莓果肉中膠層和纖維素等物質(zhì)的分解，抑制了藍莓硬度的降低[42]。

圖9 不同貯藏溫度對藍莓硬度的影響Fig.9 Effects of different storage temperature on the hardness of blueberries

2.2.2.5 藍莓的Vc 含量

新鮮的藍莓中含有大量的Vc，采后隨著儲藏時間的延長Vc 極易被氧化而造成流失。藍莓的Vc 含量的變化如圖10所示。藍莓中的Vc 含量隨著貯藏時間延長而逐漸降低，但降低程度存在差異。在4 ℃條件下抗菌膜組與其他處理組相比較具有顯著性差異（p＜0.05）。Vc 含量從51.99 mg/100 g 下降到44.25 mg/100 g，瓊脂膜組從51.99 mg/100 g 下降到42.78 mg/100 g，PE 組從52.03 mg/100 g 下降到41.91 mg/100 g，在高溫條件下，也是抗菌膜組優(yōu)于其他處理組（p＜0.05）。這是因為抗菌膜組能有效地抑制微生物的滋生，降低藍莓的腐爛速率，并且抗菌膜阻隔性好，將藍莓與外界隔絕，降低了Vc 的氧化作用，達到了延長貨架期的目的。汪東風等[43]研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比較，殼聚糖膜對藍莓保鮮時能有效地減低Vc 的流失，試驗與其得到結(jié)果相類似。

圖10 不同貯藏溫度對Vc 含量的影響Fig.10 Effects of different storage temperature conditions on the content of Vc

3 結(jié)論

研究采用1.6wt%的瓊脂、0.2wt%的卡拉膠作為主要的成膜基材，體積分數(shù)0.6%的甘油作為增塑劑、不同質(zhì)量分數(shù)的Nisin 作為抗菌劑制備環(huán)?？咕ぃζ湫阅苤笜思皩λ{莓的保鮮效果進行研究，結(jié)果表明，隨著Nisin 質(zhì)量分數(shù)（0.00%、0.20%、0.24%、0.28%、0.32%、0.36%）增加，復合抗菌膜的水溶性、霧度、透光率、透氧系數(shù)、熱風強度及抗拉強度存在顯著性差異。

復合抗菌膜能有效地抑制導致藍莓腐敗變質(zhì)特征菌，金黃色葡萄球菌和李斯特菌的滋生，并且當Nisin濃度為0.28%時對兩者的抑菌圈寬度分別為3.326 mm和1.812 mm，說明了該抗菌膜可以應用于藍莓的保鮮研究。

采用Nisin 濃度為0.28%的抗菌膜對藍莓進行合理的包裝設計，研究其保鮮效果，結(jié)果表明，抗菌膜與對照組相比較能有效地抑制藍莓中菌落數(shù)的增加，減緩可溶性固形物、硬度、Vc 的流失，可以起到延長其貨架期的目的。