殼聚糖-納米氧化鋅復合涂膜保鮮砂糖橘的研究

江 敏，葉夏蘭，丘秋洪

（湛江師范學院化學科學與技術學院，廣東高校新材料工程技術開發(fā)中心，廣東湛江524048）

殼聚糖-納米氧化鋅復合涂膜保鮮砂糖橘的研究

江 敏，葉夏蘭，丘秋洪

（湛江師范學院化學科學與技術學院，廣東高校新材料工程技術開發(fā)中心，廣東湛江524048）

以殼聚糖為主要成膜材料，輔以納米氧化鋅，制備了一種新型、安全的涂膜劑殼聚糖——納米氧化鋅復合涂膜劑，研究和比較了用殼聚糖單膜處理及殼聚糖-納米氧化鋅復合膜處理對砂糖橘采后保鮮效果的影響。實驗結果表明：殼聚糖-納米氧化鋅復合膜處理砂糖橘的總糖、總酸、VC含量及SOD酶活性均明顯高于殼聚糖單膜及對照組，呼吸強度顯著降低，在貯藏14d，砂糖橘的失重率為7.6%，好果率為97%。所以殼聚糖-納米氧化鋅復合涂膜可以顯著降低砂糖橘的采后呼吸作用，較好地保持了砂糖橘的營養(yǎng)成分。

砂糖橘，殼聚糖，納米氧化鋅，涂膜，保鮮

砂糖橘又名十月橘，原產(chǎn)廣東四會，為嶺南佳果，深受消費者歡迎[1]。由于其果皮薄而脆嫩、含水含糖量高的特點，極易受機械損傷和微生物侵染，給采后貯運和流通帶來困難，因此采后保鮮是延長砂糖橘品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[2]。目前對砂糖橘的保鮮主要采用化學方法[3-4]，但存在有害物質(zhì)殘留[5]，對消費者健康有一定的影響。殼聚糖是自然界存在的天然高分子物質(zhì)，作為一種新型無毒、天然的果蔬保鮮劑已經(jīng)廣泛應用到水果保鮮中[6-7]。但是在對殼聚糖涂膜的研究和應用中發(fā)現(xiàn)，殼聚糖作為涂膜劑仍存在一些問題，殼聚糖膜的濕態(tài)機械強度較差，膜的強度、韌性不夠，透水率高[8]。本研究利用納米氧化鋅對殼聚糖進行改性，使殼聚糖膜的力學性能、保濕性和抗菌性能等得到提高和改善，增強了殼聚糖復合膜的保鮮果蔬效果，使室溫下砂糖橘的保鮮時間得到延長。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

砂糖橘 采于廣東陽江當?shù)亻賵@，挑選大小均勻，成熟度一致，色橙黃，無機械損傷、無病蟲的果實；殼聚糖（脫乙酰度95%） 湛江市新臺興海洋生物食品有限公司；納米氧化鋅 浙江舟山明日納米材料有限公司；冰醋酸、鐵氰化鉀、愈創(chuàng)木酚、鹽酸、三羥甲基氨基甲烷、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氫氧化鈉、可溶性淀粉、碘化鉀、焦性沒食子酸、草酸、乙酸鉛、乙二胺四乙酸二鈉 均為分析純；實驗用水 均為去離子水。

XYJ_2型臺式高速離心機 江蘇省金壇市恒豐儀器制造有限公司；MP1100B電子天平 上海濟成分析儀器有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司；V-1100D可見分光光度計 上海美普達儀器有限公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；756MC型紫外可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 殼聚糖的涂膜處理

1.2.1 殼聚糖單膜及復合膜的制備

1.2.1.1 單膜 稱取10g殼聚糖充分溶于少量1%醋酸溶液中，超聲波處理15min，使其均勻分散，定容于1L，制得1%的殼聚糖溶液，備用。

1.2.1.2 復合膜 稱取10g殼聚糖充分溶于少量1%醋酸溶液中，加入2g納米氧化鋅，超聲波處理15min，使其均勻分散，定容于1L，制得1L的殼聚糖—納米氧化鋅復合膜溶液，備用。

1.2.2 砂糖橘的涂膜處理 于采收當日，將砂糖橘分成三組，每組實驗樣品數(shù)量大概200個，第一組是不加涂膜劑的空白處理作為對照，第二組用配制好的質(zhì)量分數(shù)1%的殼聚糖溶液浸泡3min后撈出，第三組用配制好的殼聚糖—納米氧化鋅（1.0%殼聚糖、0.2%納米氧化鋅）復合膜液浸泡3min后撈出，即可在砂糖橘表面形成一層透明光亮均勻完整的薄膜，放于超凈工作臺用風機吹干。將三組砂糖橘在室溫下放置貯藏。

1.3 測定指標及方法

砂糖橘于采購當日分別進行總糖、總酸、VC含量、呼吸強度、失重率、過氧化物歧化酶（SOD酶）活性指標的測定，貯藏期間每2d測定1次，每次每組隨機抽取砂糖橘4個，重復3次。

1.3.1 好果率的測定 好果率（%）=（好果數(shù)/總果數(shù)）×100%

1.3.2 失重率的測定 稱量法。失重率（%）=（失重質(zhì)量/原質(zhì)量）×100%

1.3.3 總糖含量的測定 蒽酮比色法[9]。

本研究51例疑似脊柱骨折患者相關數(shù)據(jù)錄入SPSS 19.0軟件之中，疑似脊柱骨折患者CT檢查與X線檢查診斷靈敏度、特異度、準確性情況行χ2檢驗，采用（n%）表示。組間差異性較高以P＜0.05為準，對兩組間統(tǒng)計學意義實施判定。

1.3.4 VC含量的測定 2，6-二氯靛酚滴定法[10]。1.3.5 總酸的測定 酸堿滴定法[11]。

1.3.6 呼吸強度的測定 靜置法[12]。

1.3.7 SOD酶活性的測定 氮藍四唑法[13]。

2 結果與分析

2.1 好果率的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中好果率的變化情況見圖1。

圖1 不同涂膜劑對砂糖橘好果率的影響Fig.1 Effect of different plastics on fresh fruit ratio of Shatang mandarin

由圖1可知，在貯藏過程中，對照組的好果率呈不斷下降趨勢，貯藏14d，好果率為78%。而經(jīng)過涂膜處理的砂糖橘的好果率明顯高于對照，其中殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組好果率為97%，比對照高19%。說明殼聚糖—納米氧化鋅涂膜處理砂糖橘具有較好的保鮮效果，能更好地保持砂糖橘的商品價值。

2.2 失重率的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中失重率的變化結果見圖2。

圖2 不同涂膜劑對砂糖橘失重率的影響Fig.2 Effect of different plastics on loss weigh ratio of Shatang mandarin

由圖2可知，貯藏期間，涂膜組、對照組失重率均逐漸上升，但對照組的失重率明顯高于涂膜組，而殼聚糖—納米氧化鋅復合膜處理砂糖橘的失重率低于殼聚糖單膜，這是因為涂膜阻止了水分的散失，而加入的納米氧化鋅較好地改善了殼聚糖膜的透水性。殼聚糖—納米氧化鋅復合膜處理砂糖橘在貯藏14d時，其失重率比對照低5.0%。

2.3 總糖含量的變化

圖3 不同涂膜劑對砂糖橘總糖含量的影響Fig.3 Effect of different plastics on total suger content of Shatang mandarin

由圖3可知，在貯藏過程中，砂糖橘中總糖含量呈相對平穩(wěn)的趨勢，這主要是由于糖的轉(zhuǎn)化和糖的代謝趨于平衡的狀態(tài)，對于砂糖橘的貯藏是有利的。從總糖含量來看，涂膜組總糖含量總體來說高于對照，涂膜處理能較好地抑制砂糖橘中多糖物質(zhì)的呼吸氧化作用，殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組總糖含量比對照高2.3%。

2.4 VC含量的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中VC含量的變化見圖4。

由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，砂糖橘中VC含量總的變化趨勢為下降。涂膜組對砂糖橘中VC含量保持效果總體來說均優(yōu)于對照。說明殼聚糖涂膜對果實與外界的氣體交換起抑制作用，而且通過納米氧化鋅對膜性能方面改進后，復合膜內(nèi)部形成高CO2低O2的環(huán)境，從而使還原型VC不易被氧化。因此，殼聚糖—納米氧化鋅復合涂膜在貯藏后期較好地保留了砂糖橘的VC，在貯藏14d VC含量比對照提高8.2mg/100g。

圖4 不同涂膜劑對砂糖橘VC含量的影響Fig.4 EffectofdifferentplasticsonVCcontentofShatangmandarin

2.5 總酸含量的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中總酸含量的變化見圖5。

圖5 不同涂膜劑對砂糖橘總酸含量的影響Fig.5 Effect of different plastics on total acid content of Shatang mandarin

由圖5可知，隨著儲藏期的延長，砂糖橘中的總酸含量大體呈下降趨勢，主要原因是果蔬中的有機酸作為呼吸基質(zhì)，是合成能量ATP的主要來源，同時也是細胞內(nèi)很多生化過程所需中間代謝物的提供者，因此總酸含量在達到最高點后均呈下降趨勢。經(jīng)涂膜處理的砂糖橘在貯藏期間總酸含量總體來說明顯高于對照組，殼聚糖—納米氧化鋅復合涂膜的砂糖橘總酸含量保持較高，比對照組高0.045g/100g，說明復合涂膜可以使呼吸代謝減慢，從而可以有效地延緩貯藏期間總酸含量的降低。

2.6 呼吸強度的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中呼吸強度的變化情況見圖6。

由圖6可以看出，對照組與涂膜組在室溫下呼吸強度變化趨勢相似，總體呈下降趨勢。整體來看，殼聚糖涂膜組的砂糖橘呼吸強度在整個采后階段均低于對照，說明殼聚糖涂膜后由于膜的阻礙作用，較好地抑制了砂糖橘呼吸作用。與殼聚糖涂膜組相比，殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組在整個貯藏過程能更好地保持較低的呼吸強度，這個與加入的納米氧化鋅對其膜性質(zhì)的改善密切相關。砂糖橘貯藏14d時，殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組的呼吸強度比對照組的呼吸強度低2.7mg/kg·h。

圖6 不同涂膜劑對砂糖橘呼吸強度的影響Fig.6 Effect of different plastics on respiration rate of Shatang mandarin

2.7 SOD酶活性的變化

不同方式處理的砂糖橘在貯藏過程中SOD酶活性的變化見圖7。

圖7 不同涂膜劑對砂糖橘過氧化物歧化酶（SOD酶）活性的影響Fig.7 Effect of different plastics on SOD activity of Shatang mandarin

SOD酶能清除水果體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，它的活性隨果實的衰老而下降。由圖7可知，對照和涂膜處理的砂糖橘的SOD活性總體呈現(xiàn)下降趨勢，對照的下降速度較快，而殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組較殼聚糖涂膜組和對照組相對較慢，說明殼聚糖—納米氧化鋅涂膜組可以抑制SOD活性的下降。其原因可能是殼聚糖—納米氧化鋅涂膜處理后，在砂糖橘的表面形成很薄的半透膜，能阻止氧氣通過，減少果實內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子自由基的緣故。在貯藏14d，殼聚糖—納米氧化鋅涂膜處理的砂糖橘的SOD酶活力為99.43U/g，比對照高20.57U/g。

3 結論

3.1 殼聚糖—納米氧化鋅涂膜保鮮砂糖橘在室溫條件下（溫度30℃，濕度85%）貯藏第14d時，其總糖，總酸、VC含量及SOD酶活性均高于殼聚糖涂膜組和對照組，好果率達97%，失重率為7.6%，明顯優(yōu)于對照，說明復合涂膜可以降低砂糖橘的采后呼吸作用，保持砂糖橘營養(yǎng)成分，對砂糖橘的保鮮有較好作用，且復合涂膜處理效果優(yōu)于殼聚糖單膜。

3.2 與殼聚糖單膜相比，殼聚糖—納米氧化鋅復合膜的持水性、透光性得到改善，這對減少果蔬的有氧呼吸、延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，保持水果的風味有較好的作用，使砂糖橘的保鮮期得到明顯的延長。

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Study on the preservation effect of chitosan and nano-ZnO compound coating on Shatang mandarin

JIANG Min，YE Xia-lan，QIU Qiu-hong
（Chemistry Science and Technology School，Zhanjiang Normal University，Development Center for New Materials Engineeringamp;Technology in Universities of Guangdong，Zhanjiang 524048，China）

Chitosan was chosen as the main film-forming material，supplemented with nano ZnO to prepare a new type and safe preservative--compound film agent of chitosan-nano ZnO.The preservation effects of coating on Shatang mandarin with chitosan and chitosan-nano ZnO were studied and compared at room condition（temperature 30℃，humidity 85%）.The results showed that the total suger，total acid，VCcontent and SOD activity were significantly higher than chitosan and control.Respiration rate was lower than chitosan and control，loss weigh rate was 7.6%，fresh fruit was 97%.It was known that chitosan-nano ZnO film could significantly reduce Shatang mandarin post harvest respiration and well keep nutrients of Shatang mandarin.

Shatang mandarin；chitosan；nano zinc oxide；coating；preservation

TS255.3

A

1002-0306（2012）01-0348-04

2011－08－23

江敏（1977-），女，碩士，實驗師，研究方向：食品功能成分的制備與應用及食品的加工與保鮮。