海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒保鮮效果的研究

程麗林,聶小寶,王慶國,張玉晗,孫小迪,張長峰，*

(1.山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運保鮮技術(shù)重點實驗室,山東濟南 250103;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018；3.山東商業(yè)職業(yè)學(xué)院,山東濟南 250103)

海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒保鮮效果的研究

程麗林1,2,聶小寶1,3,王慶國2,張玉晗3,孫小迪3,張長峰1,3，*

(1.山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運保鮮技術(shù)重點實驗室,山東濟南 250103;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018；3.山東商業(yè)職業(yè)學(xué)院,山東濟南 250103)

采用不同配比的海帶多糖復(fù)合溶液對辣椒進行涂膜保鮮,研究了海帶多糖復(fù)合涂膜對室溫貯藏期辣椒的過氧化物酶、超氧化物歧化酶、葉綠素、VC、失重率、腐爛率的影響。結(jié)果表明:海帶多糖復(fù)合膜可顯著緩解辣椒的失重和腐爛率,降低了過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性,并保持有較高的葉綠素和VC含量。配方為2%海帶多糖+0.4%殼聚糖+0.2%魔芋葡甘聚糖,對辣椒的保鮮效果最好。

海帶多糖,辣椒,保鮮

辣椒(CapsicumannuumL.)屬于茄科辣椒屬,是一種重要的蔬菜作物[1]。原產(chǎn)于墨西哥,在我國已有數(shù)百年栽培歷史,現(xiàn)已成為人們喜食的蔬菜之一,其富含VC、VA、VB及Ca、P、Fe等多種礦物元素,對預(yù)防壞血病、高血壓、神經(jīng)炎、腸胃功能障礙等均具有明顯的效果[2]。辣椒原產(chǎn)熱帶,含水量高,貯藏期間溫度過低時,易發(fā)生冷害,溫度過高時,易腐爛、失水和萎蔫等現(xiàn)象,采后貯藏與銷售運輸過程中造成大量的損失。因此,生鮮辣椒的消費與發(fā)展受到限制[3-4]。

海帶是海洋生物資源重要組成部分之一,其產(chǎn)量位居世界首位。海帶既是食物又可入藥,含有多種生物活性成分如海帶氨酸、褐藻酸、甘露醇、多糖等[5]。從海帶中提取的多糖(1aminaran)是一種重要的活性成分,呈白色粉末狀,屬于水溶性的β-1,3葡聚糖。從海帶屬藻類中分離提取到的一些多糖,主要由褐藻膠(algin)、褐藻糖膠(fucoidan)和海帶淀粉(1aminaran)三部分組成,褐藻糖膠具有抗氧化、抗病毒、調(diào)節(jié)血脂、提高免疫力等作用[6]。其開發(fā)利用涉及到食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,在果蔬保鮮中應(yīng)用的相關(guān)報道較少。殼聚糖易在果蔬表面形成半透明膜,阻礙了病毒的入侵,且具有無毒、無污染、來源豐富等特點,在果蔬貯藏保鮮上應(yīng)用較為廣泛[7-8]。魔芋葡甘聚糖因其具有良好的成膜性、天然、生物可降解、無毒害等特點被廣泛的應(yīng)用于果蔬的保鮮[9-10]。

涂膜保鮮法,即在辣椒表面涂上一層保鮮液,是一種簡單的貯藏保鮮方法,不僅可以減少水分散失和養(yǎng)分損耗,而且可以推遲辣椒的生理衰老過程,從而達到保鮮的目的[11]。因此,本文以海帶多糖為原料,通過添加殼聚糖及魔芋葡甘聚糖制成海帶多糖復(fù)合溶液,研究復(fù)合涂膜對辣椒的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試辣椒 購于濟南市七里堡農(nóng)貿(mào)市場,品種為“魯椒3號”,選擇大小均一,無病蟲害、無機械損傷、成熟度一致;海帶多糖 寧夏凱源生物技術(shù)有限公司;殼聚糖、魔芋葡甘聚糖 河南潤城化工產(chǎn)品有限公司,上述試劑為食品級;丙酮、石英砂、碳酸鈣粉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、草酸 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;愈創(chuàng)木酚、氫氧化鈉、聚乙烯吡咯烷酮、EDTA-Na2、過氧化氫 國藥集團化學(xué)試劑有限公司;2,6-二氯酚靛酚鈉 上海金穗生物科技有限公司;VC天津巴斯夫化工有限公司;甲硫氨酸 Sigma公司;氮藍四唑 上海伊卡生物技術(shù)有限公司;核黃素 AMRESCO公司,上述試劑均為分析純。

722S可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司;湘儀TGL-16M臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司;移液器 德國 Eppendorf;熒光燈(反應(yīng)試管處照度為4000lx) 北京龍?zhí)祉w略科技有限公司;電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

參考張英慧[12]、盛瑋[13]的方法,有改動。以海帶多糖、殼聚糖、魔芋葡甘聚糖(KGM)為原材料配制成海帶多糖復(fù)合涂膜保鮮劑,以2%海帶多糖為基質(zhì),分別與0.4%殼聚糖、0.2%魔芋葡甘聚糖進行復(fù)合,2%海帶多糖+0.4%殼聚糖處理為A組;2%海帶多糖+0.2% KGM處理為B組;2%海帶多糖+0.4%殼聚糖+0.2% KGM處理為C組;2%海帶多糖為對照組(CK)。將果實隨機分為4組,每組100個,3個重復(fù),將辣椒放入不同處理涂膜劑中浸泡2～3min,取出自然晾干,置于常溫下貯藏。分別于第0、3、6、12、24d從各組中隨機取出20個辣椒進行各項指標(biāo)的測定。

1.3 測定指標(biāo)與測定方法

1.3.1 過氧化物酶活性(POD)測定 采用愈創(chuàng)木酚氧化[14]法,以每分鐘在470nm處吸光度變化0.01為一個酶活性單位(U)測定,結(jié)果以U·g-1·FW表示。

1.3.2 超氧化物歧化酶活性(SOD)指標(biāo)測定 參考文獻[15]采用SOD對氮藍四唑(NBT)光化還原抑制的方法測定,以抑制NBT光化還原的50%為1個酶活性單位(U·g-1)。

1.3.3 葉綠素含量的測定 隨機取2g辣椒,用80%的丙酮提取葉綠素,分別測定665、649和470nm的吸光度,并計算出葉綠素含量,以mg·g-1·FW表示。

1.3.4 VC含量的測定 采用2,6-二氯酚靛酚氧化滴定法[16]測定,以mg·100g-1·FW表示。

1.3.5 腐爛率的測定 腐爛率反映了海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒保鮮效果的影響,腐爛率(%)=腐爛果數(shù)/果實總數(shù)×100

1.3.6 失重率的測定 失重率是反映果蔬是否新鮮、飽滿的重要品質(zhì)指標(biāo)之一。辣椒組織中的含水量很高,賦予了果蔬新鮮、飽滿的外觀品質(zhì)及良好口感。辣椒失水,將導(dǎo)致重量變輕、腐爛變質(zhì)、風(fēng)味變差等。

分別測定待貯辣椒質(zhì)量(G1)和貯藏一段時間后的質(zhì)量(G2),則失重率(%)=(G1-G2)/G1×100

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件繪制圖表,并利用SPSS 19.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒采后過氧化物酶活性的影響

海帶多糖具有優(yōu)良的成膜性可在果蔬表面形成一層薄膜,可調(diào)節(jié)果蔬的呼吸作用,有效抑制酶活性。由圖1可知,辣椒采后POD酶活性不斷的升高,整個保鮮期間對照組POD活性均高于處理組(A組、B組、C組),其中C組辣椒POD活性得到明顯低于對照組,與CK差異顯著(p<0.05),海帶多糖復(fù)合涂膜能有效的抑制POD活性,且由海帶多糖、殼聚糖、魔芋葡甘聚糖組合成的復(fù)合涂膜劑效果最好。

圖1 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒POD活性的影響Fig.1 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on POD activity of pepper

2.2 海帶多糖處理對辣椒超氧化物歧化酶活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)是果實后熟衰老中保護性酶類,可以清除活性氧自由基,從而減少自由基對膜的損傷,達到延緩衰老的目的,其活性的高低在一定程度上反映了果實衰老的程度[17]。在貯藏期間,各組SOD活性呈先上升后下降的趨勢,經(jīng)海帶多糖復(fù)合涂膜(C組)處理,其SOD活性顯著低于對照組,維持了辣椒的生理活性,延緩了辣椒的衰老進程。A組SOD酶活性為12.7U·g-1,B組SOD酶活性為12.97U·g-1,兩組之間相差不大。對照組SOD酶活性為15.53U·g-1高于A組和B組。C組的SOD酶活性為11.77U·g-1,低于其他三組的酶活性,海帶多糖復(fù)合涂膜有效降低了SOD酶活,延緩了果實的衰老。

圖2 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒SOD活性的影響Fig.2 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on SOD activity of pepper

2.3 海帶多糖處理對辣椒葉綠素含量的影響

辣椒采后貯藏期間葉綠素會不斷的分解,含量逐漸下降。由圖3可以看出,在貯藏初期,葉綠素含量較穩(wěn)定,差異不明顯,隨著貯藏時間的延長,各組出現(xiàn)了明顯的差異。對照組和A組葉綠素含量下降幅度較大,C組葉綠素含量下降幅度較小,在貯藏期間辣椒的葉綠素含量呈不斷下降的趨勢,在貯藏第3d和第6d時,C組葉綠素含量顯著(p<0.05)高于A、B處理組。經(jīng)過C組涂膜處理后辣椒葉綠素含量始終高于A組和B組,海帶多糖復(fù)合涂膜有效抑制了葉綠素的分解,減緩了葉綠素含量的下降。

圖3 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒葉綠素含量的影響Fig.3 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on the chlorophyll content of pepper

2.4 海帶多糖處理對辣椒VC含量的影響

海帶多糖具有清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化及抗氧化作用,是一種天然抗氧化劑[18-19],對VC具有保護功能。VC含量的高低是判斷果實好壞的重要指標(biāo)之一,VC不僅是果實營養(yǎng)成分之一,同時也是果實體內(nèi)清除活性氧的重要抗氧化劑,對延緩果實衰老有一定效果。辣椒中的VC含量較高,在整個的貯藏期內(nèi),VC含量呈不斷下降的趨勢,在第6d和第12d時,經(jīng)涂膜處理后辣椒的VC含量顯著(p<0.05)高于其他處理。從第6d起,C組處理的VC含量下降的趨勢明顯低于其他組的處理結(jié)果。A組、B組和C組處理結(jié)果都好于對照組,并且C組處理達到最佳的保鮮效果。海帶多糖復(fù)合涂膜可有效減緩了VC含量的下降,維持了較高的VC含量。

圖4 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒VC含量的影響Fig.4 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on the VC content of pepper

2.5 海帶多糖處理對辣椒腐爛率的影響

海帶多糖中所含抗菌活性物質(zhì)可抑制大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和糞腸球菌等細菌的生長、繁殖[20-21],有效抑制了細菌對辣椒的感染,降低了辣椒的腐爛率。腐爛率是評價保鮮效果好壞最直觀的指標(biāo),通過腐爛率的計算可說明哪組處理效果最好。由圖5可知,在整個貯藏期間,C組的腐爛率遠低于A組、B組、CK組。貯藏前期,組與組之間差異不明顯,從第6d起差異顯著,隨著貯藏期的延長,CK組和B組腐爛率的升高趨勢遠高于A組和C組。C組效果最好,海帶多糖復(fù)合涂膜有效降低了辣椒的腐爛。

圖5 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒腐爛率的影響Fig.5 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on the rotting rate of pepper

2.6 海帶多糖處理對辣椒失重率的影響

張英慧[12]研究了海帶多糖可降低細胞膜相對透性而使膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以保持,降低了呼吸作用,減少了水分流失,從而達到保鮮效果。辣椒采后因失水導(dǎo)致辣椒皺縮,影響商品的外觀,降低了商品的銷售價格,因此保持辣椒的水分是保持商品價值的關(guān)鍵。由圖6看出,隨著貯藏時間的延長,辣椒的失重率逐漸的升高。經(jīng)過C組處理過的辣椒的失重率低于A組、B組、CK組,有效減緩了辣椒的失水情況,較好的保持了商品的品質(zhì)。

圖6 海帶多糖復(fù)合涂膜對辣椒失重率的影響Fig.6 Effect of Seaweed polysaccharide composite coatings on the weight loss of pepper

3 結(jié)論

采用天然植物提取液、多糖等對果蔬進行涂膜處理是一種便捷、經(jīng)濟的有效保鮮方法。海藻多糖是一種天然的植物保鮮劑,使用海藻多糖涂膜后可在果蔬表面形成一層薄膜,能有效調(diào)節(jié)果蔬的呼吸作用,降低POD、SOD活性,降低水分與營養(yǎng)的損耗,延遲其衰老腐敗。海帶多糖還具有抗氧化作用,其抗菌活性物質(zhì)可抑制細菌生長繁殖,有效降低了辣椒的腐爛。海帶多糖分別與殼聚糖和KGM結(jié)合所達到的保鮮效果次于三種提取物共同作用效果。三種提取物的協(xié)同作用對辣椒保鮮效果最好。本實驗本著天然、安全的選料原則,選用了天然提取物對辣椒進行了處理。結(jié)果表明:海帶多糖復(fù)合涂膜在POD酶活、SOD酶活、失重率、腐爛率方面低于對照組,高于其他兩組。在葉綠素和VC含量上高于其他三個組。因此,最佳的涂膜處理為2%海帶多糖+0.4%殼聚糖+0.2%魔芋葡甘聚糖。海帶多糖因其天然性、無毒性、保鮮性,有望作為一種新的涂膜劑組分應(yīng)用于果蔬采后貯藏及保鮮中。

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Effect of seaweed polysaccharide composite coating on preservation of pepper

CHENG Li-lin1,2,NIE Xiao-bao1,3,WANG Qing-guo2,ZHANG Yu-han3,SUN Xiao-di3,ZHANG Chang-feng1,3,*

(1.Shandong Key Laboratory of Storage and Transportation Preservation Technology of Agricultural Products,Jinan 250103,China;2.College of Food Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China;3.Shandong Institute of Commerce and Technology,Jinan 250103,China)

Seaweed polysaccharide composite coating with different concentrations was used for film-coating preservation of pepper during room temperature storage. The effect of composite coating membrane on pepper peroxidase,superoxide dismutase,chlorophyll,VC,weight loss rate,and rotting rate were investigated. The results indicated that the weight loss and rotting rate of pepper were significantly relieved;POD and SOD activity were reduced. Meanwhile,levels of chlorophyll and VCcontent of pepper were maintained high. The optimum proportion of seaweed polysaccharide,chitosan and konjac glucomannan of composite coating was 2%,0.4% and 0.2%,respectively.

seaweed polysaccharide;pepper;fresh-keeping

2014-05-13

程麗林(1987-),女,碩士,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品保鮮貯藏,食品加工與安全。

*通訊作者:張長峰(1976-),男,博士,副教授,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品保鮮貯藏。

山東省自然科學(xué)基金(ZR2012CM010);?？蒲袆?chuàng)新團隊項目(2012TDK01);“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃(2011BAD24B02)。

TS255.3

A

1002-0306(2015)07-0342-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.063