3種多糖對(duì)草莓的保鮮作用

安 磊，劉 曼

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

3種多糖對(duì)草莓的保鮮作用

安 磊，劉 曼

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

以草莓為對(duì)象，通過(guò)連續(xù)多次測(cè)定貯藏期內(nèi)草莓的失重率、腐爛率、感官評(píng)價(jià)、硬度、可溶性固形物、維生素C、可滴定酸和抗氧化活性等指標(biāo)，比較殼聚糖、海藻酸鈉、魔芋葡甘聚糖等3種常用多糖保鮮材料的保鮮作用及特點(diǎn)。結(jié)果表明3種多糖對(duì)草莓貯藏期內(nèi)的多個(gè)生理生化指標(biāo)具有明顯的改善作用，能有效延長(zhǎng)草莓貨架期。其中殼聚糖保鮮作用最好，魔芋葡甘聚糖對(duì)草莓有機(jī)酸的維持作用最好。

多糖；保鮮；殼聚糖；海藻酸鈉；魔芋葡甘聚糖

生物多糖是自然界分布最廣泛的高分子化合物之一，具有良好的成膜性和抗菌性，在食品保鮮領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用［1］。首先多糖分子之間相互作用可形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻斷果蔬與環(huán)境間的直接聯(lián)系，降低果蔬的代謝水平和水分散失，其次，多糖還可以抑制多種細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)繁殖，從而延長(zhǎng)了果蔬的保鮮期。目前生物多糖主要用于涂膜保鮮，其中，殼聚糖、魔芋葡甘聚糖和海藻酸鈉是研究和應(yīng)用最多的生物多糖保鮮材料［2-4］，然而目前關(guān)于3種多糖保鮮作用及特點(diǎn)的比較研究較少。本研究選擇貨架期較短，容易腐敗變質(zhì)的草莓為保鮮對(duì)象，通過(guò)3種多糖對(duì)草莓的涂膜保鮮作用研究，比較3種多糖的保鮮作用及特點(diǎn)，為生物多糖保鮮材料的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供實(shí)驗(yàn)資料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草莓采自北京昌平草莓種植園，品種為豐香。挑選表面無(wú)傷痕、個(gè)體大小均勻、成熟度一致（8成熟）的新鮮草莓果實(shí)；殼聚糖（脫乙酰度≥90%，食用級(jí)）、海藻酸鈉（食用級(jí)）和魔芋精粉（食用級(jí)）均購(gòu)自河北百味生物科技有限公司；維生素C標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海政翔化學(xué)試劑研究所；DPPH購(gòu)自TCI公司；醋酸，氯化鈣，NaOH，無(wú)水乙醇，次氯酸鈉，偏磷酸，Na2CO3等試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器

LFRA1500g型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)Brookfield公司；5810R型離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf公司；PR-201型數(shù)字式手持糖度計(jì)，美國(guó)Atago有限公司；UV-2450型分光光度計(jì)，日本Shimadzu公司；722E型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 3 種多糖保鮮液的配置

稱取2.0 g殼聚糖溶于100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸溶液中，NaOH調(diào)至pH值5～6，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%的殼聚糖保鮮液。稱取1.0 g海藻酸鈉、0.5 g氯化鈣溶于100 mL蒸餾水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的海藻酸鈉保鮮液。制備魔芋葡甘聚糖，稱取一定量的魔芋精粉，并向其中加入一定體積的60%的乙醇，充分潤(rùn)濕，用攪拌機(jī)攪拌1 min，接著用無(wú)水乙醇浸泡片刻再減壓抽濾，將過(guò)濾產(chǎn)物在110℃條件下烘干，得到魔芋葡甘聚糖粉末。稱取0.2 g魔芋葡甘聚糖粉、0.5 g氯化鈣溶于100 mL蒸餾水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的魔芋葡甘聚糖保鮮液［5］。

1.3.2 草莓的分組及保鮮處理

將草莓根據(jù)感官評(píng)價(jià)得分均分為4組：對(duì)照組（未處理），殼聚糖組（2.0%殼聚糖保鮮液處理），海藻酸鈉組（1.0%海藻酸鈉保鮮液處理）和魔芋葡甘聚糖組（0.2%魔芋葡甘聚糖保鮮液處理），每組60～70個(gè)草莓。

分別將草莓（對(duì)照組除外）放入殼聚糖保鮮液、海藻酸鈉保鮮液和魔芋葡甘聚糖保鮮液中浸泡1 min，撈出置于通風(fēng)處晾干。稱重后置于塑料盤(pán)內(nèi)于4℃下貯藏。

1.3.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

在試驗(yàn)的第3，5，7，9天分別對(duì)草莓進(jìn)行生理生化指標(biāo)測(cè)定，包括失重率，腐爛率，硬度，感官評(píng)定，可溶性固形物、維生素C、可滴定酸含量及抗氧化活性。

1.3.3.1 失重率的測(cè)定

貯藏前稱量草莓的重量，貯藏后每2天測(cè)一次，每次重復(fù)3次測(cè)量，見(jiàn)式（1）。

1.3.3.2 腐爛率的測(cè)定

腐爛率的測(cè)定見(jiàn)式（2）。

腐爛級(jí)別，0級(jí)為無(wú)腐爛；1級(jí)為0～1/3面積腐爛；2級(jí)為1/3～2/3面積腐爛；3級(jí)為2/3～3/3面積腐爛。

1.3.3.3 感官評(píng)定

對(duì)草莓外觀、色澤、氣味和腐爛度進(jìn)行打分后取平均值，共有3個(gè)評(píng)分者（不知道實(shí)驗(yàn)的分組情況）。感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：5分為果實(shí)紅黃色，外形完好，有特殊香味，有一定硬度，無(wú)腐爛；4分為果實(shí)鮮紅色，散發(fā)淡淡香味；3分為果實(shí)紅色，外表皺縮，香味濃郁；2分為果實(shí)色澤變暗，略帶水浸狀斑點(diǎn)，香氣損失，萼片略褐，部分果實(shí)霉變；1分為果實(shí)軟爛，萼片褐變嚴(yán)重，多數(shù)果實(shí)；0分為大部分果實(shí)霉變，有腐爛氣味。

其他指標(biāo)為草莓硬度采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，維生素C采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定，可滴定酸采用酸堿滴定法測(cè)定，可溶性固形物含量采用折光儀測(cè)定，抗氧化活性采用DPPH法測(cè)定［6-8］。每個(gè)指標(biāo)按樣本量測(cè)定或至少設(shè)3個(gè)重復(fù)組。

1.4 數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)果以±s表示。組間比較采用重復(fù)測(cè)量的one-way ANOVA方差分析及Dunnett t-檢驗(yàn)。P＜0.05時(shí)，差異具有顯著性。

2 結(jié)果與討論

2.1 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓失重率的影響

新鮮草莓的含水量可高達(dá)90%或以上，草莓在貯藏過(guò)程中的重量變化主要體現(xiàn)草莓失水量變化，失水會(huì)影響草莓的生理代謝和外觀品質(zhì)［9］。3種多糖對(duì)貯藏期間草莓失重率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓失重率的影響Fig.1 Effect of three polysaccharides on weight loss of strawberry fruits

由圖1可知，在草莓貯藏期間，各組草莓的失重率均不斷加大。與對(duì)照組比較，3種多糖涂膜處理可在第3，5，7，9天均顯著降低的草莓失重率，其中2%殼聚糖處理對(duì)草莓失重率的減緩作用最明顯。

2.2 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓腐爛率的影響

腐爛是影響草莓品質(zhì)的重要因素，3種多糖對(duì)貯藏期間草莓腐爛率的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，在貯藏期間草莓的腐爛率不斷上升，到第9天，草莓腐爛率達(dá)70%左右。殼聚糖涂膜可在貯藏期的第3，7，9天顯著降低草莓的腐爛率，海藻酸納和魔芋葡甘聚糖涂膜的這一作用不顯著。

圖2 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓腐爛率的影響Fig.2 Effect of three polysaccharides on decay percentage of strawberry fruits

2.3 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓硬度的影響

硬度是除腐爛率以外的又一感官指標(biāo)，3種多糖對(duì)貯藏期間草莓硬度的影響見(jiàn)圖3。

圖3 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓硬度的影響Fig.3 Effect of three polysaccharides on hardness of strawberry fruits

由圖3可知，草莓在貯藏期間硬度不斷下降。3種多糖涂膜均可顯著延緩草莓硬度的變化。到貯藏期第9天，對(duì)照組的硬度已下降28%，而殼聚糖處理組硬度僅下降8.5%，海藻酸鈉和魔芋葡甘聚糖處理組分別下降16.7%和17.2%。

2.4 3種多糖保鮮液對(duì)草莓感官評(píng)價(jià)的影響

草莓的感官評(píng)價(jià)是在貯藏期間對(duì)草莓外部品質(zhì)的評(píng)價(jià)，能夠最直觀地反映草莓在貯藏期間的保鮮效果。貯藏期間草莓的色澤、氣味、硬度等都發(fā)生明顯變化。3種多糖對(duì)貯藏期間草莓感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖4。

如圖4可知，對(duì)照組草莓感官評(píng)價(jià)得分從第3天的4分下降到第9天的2.8分，3種多糖處理可顯著增加草莓的感官評(píng)分，其中殼聚糖涂膜作用最顯著。

圖4 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓感官評(píng)價(jià)的影響Fig.4 Effect of three polysaccharides on sensory evaluation of strawberry fruits

2.5 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓可溶性固形物含量的

影響

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）的含量高低，在一定程度上反映了貯藏過(guò)程中果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留的多少。3種多糖對(duì)貯藏期間草莓TSS的影響見(jiàn)圖5。

圖5 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓TSS的影響Fig.5 Effect of three polysaccharides on total soluble solids（TSS）of strawberry fruits

由圖5可知，與失重率和硬度結(jié)果一致，3種多糖處理均可顯著降低草莓可溶性固形物含量變化，同樣，殼聚糖涂膜作用最顯著。

2.6 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓維生素C含量的影響

維生素C是草莓果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)也是一種重要的抗氧化劑，對(duì)延緩草莓腐敗有一定的效果。3種多糖對(duì)貯藏期間草莓維生素C的影響見(jiàn)圖6。

圖6 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓維生素C的影響Fig.6 Effect of three polysaccharides on ascorbic acid content of strawberry fruits

如圖6所示，貯藏期內(nèi)草莓的維生素C發(fā)生了巨大變化，對(duì)照組在第9天維生素C含量下降約

23%。3種多糖涂膜可不同程度的降低草莓維生素C的損失。殼聚糖涂膜在第5，7，9天均可顯著降低草莓維生素C的損耗，更好的維持草莓營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

2.7 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓可滴定酸含量的影響

在草莓貯藏過(guò)程中，有機(jī)酸由于新陳代謝而不斷被消耗，從而影響草莓風(fēng)味與品質(zhì)。3種多糖對(duì)貯藏期間草莓可滴定酸（titratable acid，TA）的影響見(jiàn)圖7。

圖7 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓可滴定酸的影響Fig.7 Effect of three polysaccharides on titratable acid content of strawberry fruits

由圖7可知，殼聚糖和魔芋葡甘聚糖涂膜可顯著抑制有機(jī)酸的消耗，其中魔芋葡甘聚糖涂膜的作用更顯著，提示魔芋葡甘聚糖對(duì)草莓風(fēng)味可能具有較好的維持作用。

2.8 3 種多糖保鮮液對(duì)草莓抗氧化活性的影響

3種多糖對(duì)貯藏期間草莓抗氧化活性的影響見(jiàn)圖8。

圖8 3種多糖對(duì)貯藏期間草莓抗氧化活性的影響Fig.8 Effect of three polysaccharides on antioxidant activity of strawberry fruits

由圖8可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，草莓對(duì)DPPH自由基的抑制率逐漸降低。3種多糖處理可不同程度的延緩草莓對(duì)DPPH自由基清除能力的下降。與其他指標(biāo)一致，殼聚糖處理對(duì)維持草莓的DPPH清除能力作用最顯著。

生物多糖具有食用安全，來(lái)源廣泛、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)，兼具有良好的成膜性和抑菌性，是具有良好開(kāi)發(fā)前景的天然保鮮材料。目前應(yīng)用的多糖保鮮材料主要有殼聚糖、魔芋葡甘聚糖、海藻酸鈉、水溶性大豆多糖、短梗霉多糖、淀粉基等，主要應(yīng)用于果蔬和冷鮮食品的保鮮。本研究經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，選擇殼聚糖，海藻酸鈉和魔芋葡甘聚糖的最適保鮮濃度［10-11］，研究它們對(duì)草莓的保鮮作用及特點(diǎn)。研究結(jié)果表明3種多糖均對(duì)草莓具有保鮮作用，這主要是由于多糖涂膜可在草莓表面形成一層保護(hù)性的屏障，改變草莓的內(nèi)部環(huán)境，有效的減緩草莓的水分蒸騰作用和呼吸作用，從而減緩草莓的代謝及營(yíng)養(yǎng)成分的流失［12-14］。

3種多糖中只有殼聚糖能顯著降低草莓的腐爛率，一方面這可能與殼聚糖良好的機(jī)械屏障作用有關(guān)，另一方殼聚糖可抑制多種病原菌生長(zhǎng)，特別是殼聚糖可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種防御酶——幾丁質(zhì)酶，其可催化真菌細(xì)胞壁成分幾丁質(zhì)水解，從而抑制水果中真菌的生長(zhǎng)［15-16］。而單一的魔芋葡甘聚糖或海藻酸鈉抗菌性較差，同時(shí)這一結(jié)果也提示抑菌作用可能并非是多糖材料顯著或共同的作用特點(diǎn)。此外，草莓中含有維生素C、多酚、類黃酮等天然抗氧化物質(zhì)，能夠抑制細(xì)胞內(nèi)氧化反應(yīng)的發(fā)生，清除自由基［17］，抗氧化活性是草莓的重要生物活性之一，其評(píng)價(jià)有多種體系和方法，本研究中采用的DPPH法只是評(píng)價(jià)草莓抗氧化活性的一個(gè)方面。

隨著人們對(duì)健康飲食的關(guān)注，化學(xué)保鮮劑的超量與濫用引發(fā)了人們對(duì)食品安全的擔(dān)憂。天然保鮮劑的研究與開(kāi)發(fā)已成為食品保鮮技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，然而目前天然保鮮材料還存在抗菌時(shí)效不佳，使用量較大等不足。本研究通過(guò)比較研究目前常用的3種多糖保鮮材料對(duì)草莓的保鮮作用及特點(diǎn)，為今后多糖及復(fù)配天然保鮮材料的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明3種多糖涂膜可顯著改善草莓貯藏期的失重率、感官評(píng)價(jià)、硬度、TSS、維生素C、TA含量及抗氧化活性等生理生化指標(biāo)，有效延長(zhǎng)草莓的貨架期。在3種多糖中，2%殼聚糖對(duì)貯藏期草莓的失重率、腐爛率、感官評(píng)價(jià)、硬度、TSS、維生素C含量和抗氧化性等指標(biāo)的改善作用最顯著，保鮮效果最好。并且，除TA外，1%海藻酸鈉對(duì)草莓各生理生化指標(biāo)的改善作用優(yōu)于0.2%魔芋葡甘聚糖。而魔芋葡甘聚糖對(duì)可滴定酸的消耗具有較好的延緩作用，此作用優(yōu)于殼聚糖和海藻酸鈉，提示魔芋葡甘聚糖對(duì)草莓風(fēng)味具有較好的維持作用。

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Quality and Shelf-Life Improvement of Three Polysaccharides on Strawberry Fruits

AN Lei，LIU Man
（School of Food and Chemical Engineering/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients/Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

To determine the efficacy of chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan on the shelflife and overall quality of strawberry fruits，we repeatedly estimated the weight loss，decay percentage，sensory evaluation，hardness，soluble solid content（TSS），ascorbic acid content，titratable acid（TA）content，and antioxidant activity of strawberry fruits coated with these three polysaccharides during the storage period.Results demonstrated that chitosan，sodium alginate，and konjac glucanmannan could significantly delay the main changes of strawberry fruits.Among the three polysaccharides，chitosan was especially useful for extending the shelf-life and maintaing quality of strawberry fruits，and konjac glucanmannan was best for the maintenance of the TA content.

polysaccharides；preservation；chitosan；sodiun alginate；konjac glucomannan

李 寧）

TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.012

2095-6002（2015）03-0064-06

安磊，劉曼.3種多糖對(duì)草莓的保鮮作用［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，33（3）：64-69.

AN Lei，LIU Man.Quality and shelf-life improvement of three polysaccharides on strawberry fruits［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（3）：64-69.

2014-09-01

北京市教育委員會(huì)教師隊(duì)伍建設(shè)-青年英才計(jì)劃項(xiàng)目（YETP1447）；北京市委組織部?jī)?yōu)秀人才計(jì)劃項(xiàng)目（2013D005003000001）。

安 磊，女，講師，博士，主要從事天然活性成分方面的研究。