殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜貯藏品質(zhì)及生理的影響

姚亞明，彭　菁，劉　檀，陳繼昆，梅為云，潘磊慶，屠　康,

（1.南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.云南省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，云南 昆明 650032；3.云南石林綠汀甜柿產(chǎn)品開發(fā)有限公司，云南 石林 652200）

殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜貯藏品質(zhì)及生理的影響

姚亞明1，彭菁1，劉檀1，陳繼昆2，梅為云3，潘磊慶1，屠康1,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.云南省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，云南 昆明 650032；3.云南石林綠汀甜柿產(chǎn)品開發(fā)有限公司，云南 石林 652200）

以“大烏嘴”黃花菜為試材，采用殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜進行保鮮，研究其對黃花菜貯藏期間品質(zhì)和生理變化的影響。結果表明：殼聚糖處理、納米包裝及二者結合處理都能延緩黃花菜的衰老。殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜的保鮮效果最佳，能夠降低質(zhì)量損失率，有效地抑制VC、還原糖含量的降低，保持較高的超氧化物歧化酶及過氧化氫酶活性。二者結合處理過的黃花菜在（4±0.5）℃、相對濕度75%～80%的環(huán)境中貯藏18 d后，好花率仍然保持在90%以上。

黃花菜；殼聚糖；納米包裝；貯藏品質(zhì)；生理

黃花菜（Hemerocallis citrina Baroni），又稱金針菜、忘憂草、萱草，是百合科多年生草本植物，具有多種人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)，屬于藥食兩用的食品。黃花菜與香菇、木耳、冬筍并稱為四大珍品，其鈣和組纖維的含量為4 種之最，綜合營養(yǎng)價值僅次于香菇［1-2］。作為江蘇省宿遷市的一種特色蔬菜，“大烏嘴”黃花菜的種植歷史悠久，品質(zhì)和經(jīng)濟效益較高。但鮮黃花菜極不耐貯藏，常溫條件下10 h內(nèi)就會因萎蔫失水、黃化開花而失去商品價值［3］，這些制約了鮮黃花菜的長距離運輸和銷售。因此，采用合適的保鮮方法以延緩黃花菜的衰老，延長貯藏期，能在一定程度上促進黃花菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

殼聚糖是由甲殼素脫去糖基上的乙酰基所形成的多糖，也稱為脫乙酰甲殼素，具有成膜性、殺菌保鮮能力并可被生物降解，能在果蔬表面形成半透性的膜，從而改變內(nèi)部氣體環(huán)境，減少蒸騰損失，保持果蔬的品質(zhì)［4-5］。納米包裝材料是指傳統(tǒng)包裝材料中加入尺寸為1～100 nm的分子或納米顆粒制備而成的新型包裝材料。納米顆粒改變了原有包裝的結構和特性，使其具有較好的透氣性、物理性能和抑菌性，廣泛應用于食品、醫(yī)療等領域［6］。合適的包裝材料能形成有利于果蔬貯藏的氣調(diào)環(huán)境，延緩果蔬的成熟衰老［7］。目前，國內(nèi)外已有殼聚糖在番茄［8］、黃秋葵［9］、木瓜［10］等果蔬保鮮中的應用，也有研究納米包裝材料對香菇［11］、冬棗［12］、金針菇［13］等果蔬貯藏品質(zhì)的影響，但是鮮見殼聚糖及納米包裝材料應用于黃花菜保鮮的相關報道。

本實驗運用殼聚糖處理、納米包裝及二者結合處理黃花菜，研究貯藏期間黃花菜品質(zhì)和生理指標的變化，探討殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜保鮮的效果。

1　材料與方法

1.1材料

實驗所用黃花菜的品種為“大烏嘴”，采摘于江蘇省宿遷市。采后立即運回實驗室，并進行預冷。挑選長短在8～12 cm范圍內(nèi)、顏色呈黃綠色、無機械傷的黃花菜。

納米包裝材料：參照尹曉婷等［14］的制備方法，由聚乙烯中添加21%納米母粒，混勻后經(jīng)擠出成型吹制而成。納米母粒包含納米銀、納米TiO2、凹凸棒土等。普通包裝材料為聚乙烯。包裝袋大小均為175 mm×200 mm，厚度為80 μm。

1.2試劑與儀器

殼聚糖（脫乙酰度90.2%） 山東奧康生物科技有限公司。

UV-1800型紫外分光光度計 島津（中國）有限公司；3K15型高速冷凍離心機 德國Sigma公司；塑料薄膜封口機 永康市特力包裝機械公司；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；JY5002型電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；CR-10型便攜式色差計 日本Minolta公司。

1.3方法

1.3.1樣品處理

預實驗選取0.0、0.5、1.0 g/100 mL及1.5 g/100 mL的殼聚糖處理黃花菜（結果未顯示），最終得到殼聚糖的最佳質(zhì)量濃度為1.0 g/100 mL。具體為：稱取相對量的殼聚糖于蒸餾水中，加少量乙酸攪拌溶解，并調(diào)pH值至6.0，即得質(zhì)量濃度為1.0 g/100 mL的殼聚糖處理液。

將新鮮黃花菜隨機分為4組，每組12袋，每袋200 g。實驗分組如下，對照組：未經(jīng)殼聚糖處理，直接裝入聚乙烯包裝袋；處理組1：1.0 g/100 mL的殼聚糖處理液浸泡30 s后置于自然通風處晾干，裝入聚乙烯包裝袋；處理組2：未經(jīng)殼聚糖處理，直接裝入納米包裝袋；處理組3：1.0 g/100 mL的殼聚糖處理液浸泡30 s后置于自然通風處晾干，裝入納米包裝袋。上述所有處理封口后貯藏于（4±0.5） ℃、相對濕度為75%～80%的環(huán)境中。每隔6 d，每組各取3 袋作為3 個重復測定各項指標，共測定24 d。

1.3.2指標測定

1.3.2.1好花率和質(zhì)量損失率的測定

好花率：好花率是指花蕾色澤正常、未開放、無腐爛的花朵數(shù)占總花數(shù)的百分比［15］；質(zhì)量損失率：采用稱重法進行測定，計算見下式［9］：

1.3.2.2L*值、a*值和b*值的測定

采用便攜式色差儀測定黃花菜的L*值、a*值和b*值，選取每瓣的中間部位進行測定，共測定3次。每組重復測定5 次，計算平均值。L*值表示亮度，其值變化范圍100～0，亮度從純白到純黑；a*值表示紅綠，正值代表紅色，負值代表綠色；b*值代表黃藍，正值為黃色，負值為藍色。

1.3.2.3VC和還原糖含量的測定

VC含量：采用分光光度法［16］測定；還原糖含量：采用3,5-二硝基水楊酸法進行［17］測定。

1.3.2.4超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性的測定

參照曹建康等［16］的方法，并進行改進。稱取0.5 g樣品，置于研缽中，加入5.0 mL pH 7.8的磷酸鈉緩沖液，在冰浴條件下研磨成勻漿，于4 ℃、12 000 r/min離心30 min，上清液即為酶提取液，低溫保存?zhèn)溆谩OD活性單位（U）以每分鐘每克樣品的反應體系對氮藍四唑光化還原抑制50%表示；CAT活性單位（U）以每克樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01表示。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用SAS 8.2分析軟件進行統(tǒng)計處理，利用鄧肯氏多重比較法在P值為0.05的水平下進行方差分析。

2　結果與分析

2.1殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜好花率和質(zhì)量損失率的影響

圖1　殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜好花率（A）和質(zhì)量損失率（B）的影響Fig.1　Effects of chitosan treatment combined with nano-packing on marketable flower rate （A） and weight loss rate （B） of daylily

好花率是黃花菜感官品質(zhì)的綜合體現(xiàn)，其在貯藏過程中呈下降趨勢，如圖1A所示。對照組的好花率在整個過程中都顯著低于各處理組（P＜0.01），貯藏至24 d，好花率僅為30.77%，此時對照組的大部分黃花菜已經(jīng)腐爛變質(zhì)。殼聚糖處理、納米包裝及二者結合處理都能抑制黃花菜的開花，延緩好花率的降低。納米包裝組及二者結合處理組的好花率顯著高于殼聚糖處理組（P＜0.05），貯藏至18 d，好花率仍達90%以上。但貯藏至24 d，納米包裝組的黃花菜褐變較嚴重，好花率降為67.63%，顯著低于二者結合處理組（P＜0.05）。因此，殼聚糖處理結合納米包裝能保持較高的好花率，延長黃花菜的保鮮期。

貯藏前，采用GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》測得黃花菜的含水量高達84.44%。在貯藏過程中極易因蒸騰作用和呼吸作用造成營養(yǎng)物質(zhì)的消耗和水分的散失，引起質(zhì)量損失。如圖1B所示，黃花菜的質(zhì)量損失率隨著貯藏時間的延長而逐漸增加，這與高建曉等［18］的研究結果吻合。對照組的質(zhì)量損失率在整個貯藏過程中均高于處理組，貯藏至24 d，質(zhì)量損失率為3.72%。此時，殼聚糖處理組和納米包裝組的質(zhì)量損失率分別為3.03%、3.22%，各組之間差異顯著（P＜0.05）。說明殼聚糖處理及納米包裝對黃花菜質(zhì)量損失率的增加具有抑制作用，殼聚糖處理的效果優(yōu)于納米包裝，這可能是由于殼聚糖在黃花菜表面形成的無色透明薄膜阻礙了呼吸作用和蒸騰作用，減少水分和營養(yǎng)成分的消耗［19］。而二者結合處理組在貯藏24 d時的質(zhì)量損失率最低，為2.83%，顯著低于另外3 組（P＜0.05），這說明殼聚糖處理結合納米包裝在抑制質(zhì)量損失率增加方面的效果最佳，能使質(zhì)量損失率達到最低水平。

2.2殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜色澤的影響

圖2　殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜a*值的影響Fig.2　Effects of chitson treatment combined with nano-packing on a*value of daylily

色澤是評價果蔬成熟衰老及是否具有商品價值的重要指標。a*值代表紅綠，測定值小于0則表示測定對象顯綠色。鮮黃花菜因含有大量葉綠素而使得其色澤偏綠，在貯藏過程中，葉綠素的降解會引起a*值不斷上升。隨著貯藏時間的延長，黃花菜的綠色程度逐漸減弱，a*值變大，如圖2所示。與L*值和b*值相比，a*值的變化較明顯，更能反映出黃花菜色澤變化的情況。

貯藏前6 d，各處理組a*值的上升速率均小于對照組。貯藏至24 d，對照組及殼聚糖處理組的a*值由-8.1分別上升為-3.4、-4.7，兩組之間差異顯著（P＜0.05）；此時納米包裝組及二者結合處理組的a*值均為-5.3，明顯低于另外2 組（P＜0.05）。整個過程中，納米包裝組及二者結合處理組a*值的上升幅度最小。這表明3 種處理都能減緩黃花菜a*值的上升，納米包裝及二者結合處理都能最大程度地降低綠色減少的程度，起到護綠的作用。

2.3殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜VC和還原糖含量的影響

圖3　殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜VC（A）和還原糖（B）含量的影響Fig.3　Effects of chitson treatment combined with nano-packing on vitamin C content （A） and reducing sugar content （B） of daylily

VC和還原糖是黃花菜體內(nèi)重要的營養(yǎng)成分，其變化情況反映了貯藏效果的優(yōu)劣及黃花菜衰老的程度。如圖3A所示，黃花菜的VC含量在貯藏過程中呈下降趨勢，與對照組相比，各處理組的VC含量下降相對緩慢。貯藏至24 d，對照組的VC含量僅為8.27 mg/100 g，此時，殼聚糖處理組、納米包裝組、二者結合處理組的VC含量為8.88、9.26 mg/100 g及10.32 mg/100 g，均顯著高于處理組，且3 組之間差異顯著（P＜0.05）。結果表明：3 種處理都能抑制VC的氧化分解，納米包裝的抑制效果優(yōu)于殼聚糖處理。與殼聚糖處理及納米包裝相比，二者結合處理在抑制VC降解方面效果最佳。

還原糖在貯藏過程中的變化趨勢如圖3B所示。糖類是果蔬重要的能量貯藏物質(zhì)，也是呼吸作用的主要底物，采后呼吸作用的消耗導致還原糖含量逐漸降低。貯藏至18 d，對照組的還原糖含量降為6.20 g/100 g，此時殼聚糖處理組、納米包裝組及二者結合處理組的還原糖含量分別比對照組高了7.14%、4.30%及10.9%，各組之間差異顯著（P＜0.05）。而貯藏至24 d，殼聚糖處理組、納米包裝組及二者結合處理組的還原糖含量分別為5.51、5.49 g/100 g及5.65 g/100 g，3 組之間無顯著性差異（P＞0.05）。但對照組的還原糖含量為5.18 g/100 g，明顯低于各處理組（P＜0.05）。結果表明：殼聚糖處理、納米包裝及二者結合處理都能延緩還原糖含量的下降，殼聚糖處理的效果略優(yōu)于納米包裝。與殼聚糖處理及納米包裝相比，二者結合處理在延緩貯藏過程中還原糖含量下降方面效果最佳。

2.4殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜酶活性的影響

SOD和CAT是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶，共同作用于活性氧和自由基的清除，從而減少自由基對植物體的傷害［20］。由圖4A可知，SOD活性在貯藏過程中呈先上升后下降的趨勢。這可能是因為SOD是一種誘導酶，貯藏前期，自由基的產(chǎn)生刺激了SOD活性的增強；而貯藏后期，清除自由基的消耗及其他有害物質(zhì)的積累使得SOD活性逐漸降低［21］。貯藏至6 d，對照組和殼聚糖處理組的SOD活性達到最大值，分別為16.36 U/g和16.62 U/g；而納米包裝和二者結合處理推遲了SOD的活性高峰，12 d時達到最大值，峰值分別為17.46 U/g和18.43 U/g，顯著大于另外兩組（P＜0.01）。峰值之后，SOD活性逐漸下降。貯藏至24 d，對照組的SOD活性降為13.04 U/g，此時殼聚糖處理組、納米包裝組及二者結合處理組的SOD活性比對照組高了8.67%、12.35%及15.11%，各組之間差異顯著（P＜0.05）。結果表明：3 種處理都能保持較高的SOD活性，延緩黃花菜的衰老。納米包裝的效果優(yōu)于殼聚糖處理，二者結合處理的效果最佳，能最大程度地減弱自由基造成的氧化傷害。

圖4　殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜SOD活性（A）和CAT活性（B）的影響Fig.4　Effects of chitson treatment combined with nano-packing on SOD （A） and CAT activities （B） of daylily

CAT能防止過量H2O2對植物組織造成傷害，如圖4B所示，其活性在貯藏過程中逐漸下降［22］，3種處理均能延緩CAT活性的降低。貯藏至24 d，對照組的CAT活性由463.74 U/g降為246.58 U/g，下降了46.83%；殼聚糖處理組、納米包裝組分別下降了40.39%、35.25%，均顯著低于對照組且各組之間差異顯著（P＜0.05）。此時殼聚糖處理結合納米包裝組的CAT活性為317.78 U/g，整個過程只下降了31.47%，保持了相對較高的活性。表明殼聚糖處理及納米包裝均有利于采后黃花菜CAT活性的保持，二者結合處理的效果最佳，能最大程度地減少H2O2對植物細胞的毒害作用。

3　討論與結論

黃花菜的采摘季節(jié)為高溫多雨的夏季（6—8 月），采后黃花菜的蒸騰作用和呼吸作用旺盛，各種生理代謝加快，極易導致黃花菜失水萎蔫、黃化開花，造成植物體的氧化傷害，從而加速黃花菜的衰老。

殼聚糖被認為是一種理想的成膜材料，在果蔬表面形成的半透性膜既改變了內(nèi)部氣體氛圍，減弱呼吸作用，又減少了蒸騰損失［23］，從而影響果蔬的硬度、質(zhì)量損失率及風味。Han Cong等［24］研究結果表明0.5 g/100 mL及1.0 g/100 mL殼聚糖處理都能減少絲瓜質(zhì)量的損失和硬度的下降，維持多酚含量；此外1.0 g/100 mL殼聚糖有效地延緩了纖維素的增加。本實驗結果表明，1.0 g/100 mL殼聚糖處理有效地降低了黃花菜的質(zhì)量損失率，并且在保持色澤、VC及還原糖含量方面具有一定積極作用。殼聚糖在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)隨著質(zhì)量濃度的增加保鮮效果越明顯，超過最佳質(zhì)量濃度后保鮮效果下降。這可能是由于殼聚糖質(zhì)量濃度過高時膜層太厚，不能滿足果蔬的正常呼吸，造成缺氧而引起品質(zhì)劣變［25］。果蔬的種類和品種不同，最佳的殼聚糖質(zhì)量濃度也可能不同，本實驗所用的殼聚糖質(zhì)量濃度與李慧妍等［9］研究結果相符。不同包裝材料產(chǎn)生的氣調(diào)作用不同，邊曉琳［26］研究表明納米粒子使包裝材料具有特殊的氣體選擇性和透過性。與聚乙烯包裝相比，納米包裝能保持更低O2更高CO2的環(huán)境，減緩金針菇外觀劣變，減少活性氧自由基的產(chǎn)生并提高抗氧化酶的活性，延長貯藏時間。相類似，本實驗中納米包裝較好地抑制了黃花菜的開花、保持較高的SOD、CAT活性。

與納米包裝相比，1.0 g/100 mL殼聚糖處理在抑制水分及還原糖損失方面的效果較優(yōu)；在保持色澤及SOD、CAT活性方面，納米包裝的效果優(yōu)于1.0 g/100 mL殼聚糖處理。將1.0 g/100 mL殼聚糖處理與納米包裝相結合，不僅能降低質(zhì)量損失率，有效地抑制VC、還原糖含量的降低，而且SOD、CAT活性均高于二者單獨處理。1.0 g/100 mL殼聚糖處理結合納米包裝能更有效地保持黃花菜的貯藏品質(zhì)，延緩黃花菜的衰老；該條件下處理的黃花菜在（4±0.5）℃、相對濕度75%～80%的環(huán)境中貯藏24 d，好花率仍保持在75%以上。因此，殼聚糖處理和納米包裝對采后黃花菜的保鮮具有重要的影響，對于運輸和消費過程中黃花菜食用價值和營養(yǎng)價值的保持具有潛在的應用價值。

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Effect of Chitosan Treatment Combined with Nano-Packaging on Quality and Physiological Changes of Daylily

YAO Yaming1, PENG Jing1, LIU Tan1, CHEN Jikun2, MEI Weiyun3, PAN Leiqing1, TU Kang1,*
（1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China；2. Center of Agricultural Products Quality and Safety of Yunnan Province, Kunming 650032, China；3. Shilin Luting Sweet Persimmon Product Development Co. Ltd., Shilin 652200, China）

The daylily cultivar ‘Dawuzui' was used to explore the effects of chitosan treatment combined with nanopackaging on the quality and physiological changes of daylily during storage. Results indicated that chitosan treatment, nano-packaging and their combination delayed the senescence of daylily. The quality of daylily was best preserved when chitosan treatment was combined with nano-packaging. This combinatorial treatment decreased the rate of weight losses, effectively inhibited the reduction of VC and sugar contents, and maintained higher activities of superoxide dismutase and catalase. As a result, the marketable fl ower rate of daylily remained more than 90% after storage for 18 days at （4 ± 0.5） ℃and a relative humidity of 75%-80%.

daylily； chitosan； nano-packaging； storage quality； physiology

10.7506/spkx1002-6630-201620047

TS205.9

A

1002-6630（2016）20-0282-05

姚亞明, 彭菁, 劉檀, 等. 殼聚糖處理結合納米包裝對黃花菜貯藏品質(zhì)及生理的影響［J］. 食品科學, 2016, 37（20）：282-286. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620047. http：//www.spkx.net.cn

YAO Yaming, PENG Jing, LIU Tan, et al. Effect of chitosan treatment combined with nano-packaging on quality and physiological changes of daylily［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 282-286. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/ spkx1002-6630-201620047. http：//www.spkx.net.cn

2016-03-28

宿遷市農(nóng)業(yè)科技支撐計劃項目（L201403）；昆明市科技計劃項目（2015-2-N-01966）

姚亞明（1991—），女，碩士，研究方向為采后生物學與貯運技術。E-mail：2014108051@njau.edu.cn.

屠康（1968—），男，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品無損檢測、農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：kangtu@njau.edu.cn