N、S改性TiO2及其與淀粉復(fù)合膜的抑菌性能及保鮮效果

黃卓林,張 靜,宋賢良

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642)

我國(guó)的果蔬種植面積和產(chǎn)量均居世界之首。但是由于儲(chǔ)運(yùn)保鮮技術(shù)不完善,我國(guó)每年果蔬損失超過(guò)25%[1]。果蔬腐爛是造成其損失的重要原因,主要包括生理[2]、微生物[3]和化學(xué)[4]三方面。目前廣泛采用的果蔬貯藏技術(shù)有低溫貯藏法、氣調(diào)貯藏法、輻射貯藏法、生物技術(shù)保鮮、微生物拮抗保鮮、臭氧離子貯藏法及涂膜劑保鮮法等[5-6]。上述方法主要是通過(guò)抑制微生物及酶的活性進(jìn)而延長(zhǎng)果蔬的保鮮期。其中,以淀粉為原料的涂膜保鮮法具有方法簡(jiǎn)便、成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)[7-9],并且涂膜層具有較好的選擇透氣性、阻水性,在一定程度上可以抑制采后水果在貯藏過(guò)程中的呼吸作用和蒸騰作用,減少果蔬自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和水分的減少。

淀粉是微生物繁殖的天然培養(yǎng)基,因此需添加適宜的抑菌材料增強(qiáng)淀粉膜的抗菌性能[10]。以TiO2為代表的半導(dǎo)體光催化抑菌材料具有安全、穩(wěn)定性好[11]、廣譜抗菌、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)[12-13],但因其帶隙較寬,只能在紫外光照射的條件下才能被激發(fā)[14-15]。非金屬元素?fù)诫s改性納米TiO2不僅克服了其寬帶隙的缺點(diǎn),將TiO2的光響應(yīng)范圍拓寬到可見(jiàn)光區(qū)域[6],同時(shí)也可以改善淀粉膜的機(jī)械性能[16-17]。目前采用N、S改性納米TiO2與淀粉復(fù)合構(gòu)筑具有抗菌和保鮮功能的復(fù)合膜的研究尚未見(jiàn)有報(bào)道。

本文采用非金屬元素N、S對(duì)納米TiO2進(jìn)行改性得到N-TiO2和S-TiO2可見(jiàn)光催化材料,并將改性后的光催化材料通過(guò)內(nèi)部摻雜法負(fù)載到淀粉膜上,得到N、S改性TiO2/淀粉復(fù)合膜。研究粉體光催化材料及其淀粉復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑菌效果以及復(fù)合涂膜對(duì)圣女果的保鮮作用,以期為新型涂膜保鮮材料的研究開(kāi)發(fā)提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大腸桿菌(O78) 由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供;納米TiO2粉(平均粒徑21 nm) 德國(guó)Degussa公司;玉米淀粉(食品級(jí)) 黃龍食品工業(yè)有限公司;圣女果 超市(廣州五山);氯化鈉、氫氧化鈉、草酸、脲、硫脲、乙醇、Tris堿干粉、乙酸、乙二胺四乙酸以及配制LB固體培養(yǎng)基所需的瓊脂粉、酵母浸膏、胰蛋白胨等 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

D8 ADVANCE型X射線多晶衍射儀 德國(guó)Bruker公司;XL-30-ESEM型環(huán)境掃描電子顯微鏡 荷蘭FEI公司;VERTEX 70傅里葉變換紅外光譜儀 德國(guó)Bruker公司;752N紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;SW-CJ-IFD超凈工作臺(tái) 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;E27-白光6400K85W國(guó)能三基色節(jié)能燈 普王科技照明電器廠;DX-35BI座式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;JJ-2組織搗碎勻漿機(jī) 金壇市恒豐儀器廠;FZ-A型輻照計(jì) 北京師范大學(xué)光電儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 N、S摻雜改性TiO2材料的制備 稱(chēng)取兩份2 g的TiO2粉末分別與8 g脲和5.7 g硫脲粉末混合,用瑪瑙研缽充分研磨后在400 ℃的馬弗爐中煅燒3 h,冷卻、研磨后,得N-TiO2和S-TiO2粉末。將制備的N-TiO2和S-TiO2粉末進(jìn)行XRD與FTIR測(cè)試。

1.2.2 表征方法 通過(guò)X-射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FTIR)等技術(shù)表征TiO2、N-TiO2和S-TiO2的晶型結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵。

1.2.2.1 XRD測(cè)試條件 Cu靶,Kα射線,λ=0.15405 nm,掃描速度5 °/min,掃描范圍2θ=20°～90°,管電壓為40 kV,管電流30 mA。

1.2.2.2 晶粒尺寸計(jì)算 根據(jù)XRD分析結(jié)果并通過(guò)Scherrer公式晶體尺寸對(duì)TiO2、N-TiO2和S-TiO2的晶粒尺寸(D)進(jìn)行估算。

式中:D為晶粒垂直于晶面方向的平均厚度(nm)；β為樣品衍射峰半高寬度；θ為衍射角；λ為X射線波長(zhǎng)。

1.2.2.3 FTIR測(cè)試條件 將干燥后的待測(cè)樣品與KBr粉末混合均勻后壓片,置于樣品架中,以空氣為背景,掃描范圍為400～4000 cm-1,分辨率為2 cm-1。

1.2.3 淀粉復(fù)合膜的制備 淀粉復(fù)合膜的制備參照宋賢良等[12]的方法:在50 mL蒸餾水中分別加入0.3 g的TiO2、N-TiO2和S-TiO2粉末,超聲波分散30 min后得到A液;在50 mL蒸餾水中加入5 g的玉米淀粉和0.3 g的卡拉膠,攪拌分散均勻后得B液;將A、B液混合后加入1.6 g的甘油為增塑劑。在85 ℃條件下水浴攪拌加熱15 min至糊化;流延法涂膜(12 cm×10 cm的玻璃模板)后置于50 ℃的烘箱中干燥,取出自然冷卻8～12 h,揭膜后裁成直徑為1.5 cm的圓片,紫外燈下滅菌30 min后備用。

1.2.4 TiO2、N-TiO2、S-TiO2光催化抑制大腸桿菌實(shí)驗(yàn) 無(wú)菌條件下,在8 mL生理鹽水的試管中加入1 mL濃度為105CFU/mL的大腸桿菌菌懸液,再分別加入1 mL濃度為10 g/L的TiO2、N-TiO2、S-TiO2懸濁液為樣品組,以加入1 mL蒸餾水的試管作為空白組,黑暗處理的為無(wú)光照組。用渦流振蕩器將材料和菌液混合均勻,然后轉(zhuǎn)移至帶有普通熒光燈的反應(yīng)器中,控制光源距反應(yīng)器中液面的距離為8 cm(實(shí)際測(cè)得光照強(qiáng)度4.40 mW/cm2)。每20 min取樣100 μL,涂布培養(yǎng),3次重復(fù),18 h后計(jì)數(shù)、拍照并計(jì)算抑菌率。將光照反應(yīng)100 min后的大腸桿菌菌液經(jīng)離心、固定、漂洗、脫水、干燥、噴金等處理后置于掃描電鏡下觀察(加速電壓為20 kV)。

1.2.5 淀粉復(fù)合膜抑制大腸桿菌實(shí)驗(yàn) 無(wú)菌條件下取100 μL濃度約為105CFU/mL的大腸桿菌懸液至LB固體培養(yǎng)基上,涂布均勻。將1.2.3中制備得到的TiO2、N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜貼在已涂布大腸桿菌的培養(yǎng)基后,開(kāi)始光照處理,每隔一段時(shí)間將平板取出倒置于生化培養(yǎng)箱中37 ℃黑暗培養(yǎng)(間隔取樣時(shí)間為:第1 h內(nèi)30 min/次,其余時(shí)間1 h/次),待菌落長(zhǎng)出后測(cè)量抑菌圈的直徑并對(duì)實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)的抑菌情況進(jìn)行拍照。

1.2.6 圣女果保鮮涂膜 按照1.2.3中淀粉復(fù)合膜的制備方法分別制備TiO2、N-TiO2和S-TiO2的涂膜液,加熱糊化后冷卻備用。

挑選市售的無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲(chóng)害、大小均勻、成熟度基本一致的圣女果,洗凈、擦干。將干燥潔凈的圣女果放入上述涂膜液中,圣女果表面被膜液均勻涂布后撈出,室溫下晾干。根據(jù)涂膜液的不同,將圣女果分為T(mén)iO2組、N-TiO2組和S-TiO2組,無(wú)膜組不進(jìn)行任何涂膜處理,空白膜組為涂膜液中只含玉米淀粉、卡拉膠和甘油。將無(wú)膜組和涂膜處理后的圣女果放入培養(yǎng)箱(27±2 ℃)中光照處理。測(cè)定涂膜圣女果在8 d內(nèi)失重率、腐爛率、維生素C含量、總酸含量以及總糖含量的變化。

1.2.8 腐爛率測(cè)定 分別記錄貯藏第1 d圣女果數(shù)量n0與不同貯藏時(shí)間內(nèi)的爛果(觀察圣女果霉變、病變、腐爛情況,全果可食部分少于4/5時(shí)為爛果)數(shù)量nt,按下式求出腐爛率。

1.2.9 失重率測(cè)定 測(cè)定每一個(gè)樣品在取樣時(shí)間的重量mt(g)以及初始質(zhì)量m0(g),按下式計(jì)算失重率。

1.2.10 維生素C含量的測(cè)定 參照GB 5009.86-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測(cè)定》[18]。

1.2.11 總酸含量的測(cè)定 參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測(cè)定》[19]。

1.2.12 總糖含量的測(cè)定 圣女果中總糖含量的測(cè)定采用DNS比色法。其中,葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制按田曉菊[20]的方法,所測(cè)得曲線為y=1.632X-0.0026,R2=0.9999。

樣品預(yù)處理:準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g圣女果果漿,放入250 mL三角瓶中,加15 mL蒸餾水及10 mL 6 mol/L的鹽酸,置于70 ℃恒溫水浴中水解30 min。待三角瓶中的水解液冷卻后過(guò)濾,加入2～3滴酚酞指示劑至濾液中,用6 mol/L的NaOH中和至微紅色,用蒸餾水定容在200 mL容量瓶中,混勻,作為總糖待測(cè)液。

參照GB 5009.7-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖含量的測(cè)定》中的方法測(cè)定還原糖含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次,使用Jade 6.5對(duì)樣品的X射線衍射圖譜進(jìn)行分析,使用Origin 9.1處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 X射線衍射分析

圖1是TiO2、N-TiO2和S-TiO2的XRD分析結(jié)果,與標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)比,TiO2、N-TiO2和S-TiO2在2θ=25.28°、48.05°以及55.06°分別出現(xiàn)明顯的二氧化鈦銳鈦礦特征衍射峰,在2θ=27.54°、36.06°、41.32°以及54.28°出現(xiàn)金紅石相的特征衍射峰,表明樣品由銳鈦礦相和金紅石相組成。N-TiO2和S-TiO2的XRD并沒(méi)有出現(xiàn)N和S元素的特征衍射峰,這表明N和S摻雜并不會(huì)引起TiO2晶體結(jié)構(gòu)的改變[21]。與TiO2相比,N-TiO2和S-TiO2的衍射峰強(qiáng)度有所下降,且衍射峰位置有所移動(dòng),表明N、S元素?fù)诫s進(jìn)入TiO2中[22]。按1.2.2.2中方法測(cè)得TiO2、N-TiO2和S-TiO2晶粒尺寸分別為19.6、23.3和25.8 nm,改性后的N-TiO2和S-TiO2晶粒尺寸有所增大。這是因?yàn)樵陟褵^(guò)程N(yùn)、S摻雜進(jìn)入TiO2的晶格,產(chǎn)生了晶格膨脹進(jìn)而導(dǎo)致晶粒尺寸增大[23]。

圖1 TiO2、N-TiO2和S-TiO2的X射線衍射圖譜Fig.1 X-ray diffraction(XRD)patterns of TiO2,N-TiO2and S-TiO2

2.2 傅里葉紅外光譜分析

圖2為T(mén)iO2、N-TiO2和S-TiO2的傅里葉紅外圖譜。三種樣品在1000 cm-1以下出現(xiàn)的吸收峰為T(mén)iO2晶體中Ti-O的特征振動(dòng)峰,在1630與3450 cm-1處分別出現(xiàn)歸屬于水分子中-OH的彎曲振動(dòng)峰以及與鈦原子相連的-OH的伸縮振動(dòng)峰。N-TiO2樣品中在1401 cm-1處出現(xiàn)N-H的彎曲振動(dòng)峰,這可能是由于樣品中摻雜的N與表面吸附的水所造成[24]。S-TiO2在1053和1406 cm-1處分別出現(xiàn)O-S的伸縮振動(dòng)峰和S=O的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰[25];在1200 cm-1處出現(xiàn)的C-O的彎曲振動(dòng)峰,這可能是樣品制備中硫脲造成的。

圖2 TiO2、N-TiO2和S-TiO2的傅里葉紅外圖譜Fig.2 FTIR spectra of TiO2,N-TiO2and S-TiO2

2.3 TiO2、N-TiO2和S-TiO2對(duì)大腸桿菌的抑制效果

圖3 TiO2、N-TiO2和S-TiO2對(duì)大腸桿菌的抑制效果Fig.3 Inhibition effect of TiO2,N-TiO2and S-TiO2 on E.coli

圖4 TiO2、N-TiO2和S-TiO2對(duì)大腸桿菌抑菌率的影響Fig.4 Effect of TiO2,N-TiO2 and S-TiO2 on the antibacterial rate of E.coli

2.4 N、S改性TiO2材料光照處理后的大腸桿菌形態(tài)觀察

對(duì)不同材料光照處理100 min后的大腸桿菌表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察?？瞻捉M的大腸桿菌呈完整的桿狀,表面光滑(圖5a)。TiO2光照處理后的大腸桿菌表面粗糙,菌體皺縮,這是納米TiO2顆粒附著在大腸桿菌表面所造成的(圖5b)。經(jīng)N-TiO2和S-TiO2光照處理后的大腸桿菌無(wú)完整形態(tài),破損的菌體表面布滿納米材料顆粒。這表明光催化反應(yīng)可以破壞大腸桿菌的生理活動(dòng),導(dǎo)致其失活,同時(shí)也證明了改性后的材料具有比TiO2更好的抑菌性能。

圖5 不同材料光照處理后大腸桿菌的形態(tài)Fig.5 Morphology of E.coli after irradiation with different materials注a:空白組;b:TiO2組;c:N-TiO2組;d:S-TiO2組。

2.5 N、S改性TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果

圖6為光照5 h不同淀粉復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果,可以觀察到這三種復(fù)合膜都沒(méi)有形成明顯的抑菌圈,這可能與復(fù)合材料無(wú)法在培養(yǎng)基上擴(kuò)散有關(guān)。但是從圖7可看出TiO2、N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜上的大腸桿菌菌落數(shù)隨光照時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速減少,當(dāng)光照時(shí)間達(dá)到2 h后,三種復(fù)合膜上的菌落數(shù)逐漸接近于0。在光照時(shí)間2 h內(nèi),N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜上菌落數(shù)少于TiO2/淀粉復(fù)合膜,這表明使用非金屬元素N和S改性后的N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜的抑菌能力強(qiáng)于TiO2/淀粉復(fù)合膜。

圖6 TiO2、N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果Fig.6 Antibacterial effect of TiO2,N-TiO2 and S-TiO2/starch composite films on E.coli

圖7 TiO2、N-TiO2和S-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果Fig.7 Antibacterial effect of TiO2,N-TiO2 and S-TiO2/starch composite films on E.coli

2.6 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果保鮮效果的影響

2.6.1 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果腐爛率的影響 采后果蔬在貯藏過(guò)程中會(huì)由于呼吸作用和蒸發(fā)作用引起自身水分損失,使得果實(shí)組織細(xì)胞失去原有的飽滿狀態(tài),呈現(xiàn)萎蔫、疲軟的形態(tài),進(jìn)而更容易遭受微生物的侵染而逐漸腐爛。由圖7可看出,空白的淀粉膜具有抑制圣女果腐爛的作用,因?yàn)榈矸勰た梢愿艚^環(huán)境中微生物對(duì)圣女果的侵染。在光照下TiO2具有抑菌作用,因此添加TiO2粉體可以改善復(fù)合膜的抑菌性能。此外,添加一定量的TiO2粉體可以改善復(fù)合膜的物理性能,降低膜的透濕性和透氣性,阻擋外部環(huán)境中微生物對(duì)圣女果的侵染作用[30]。經(jīng)過(guò)改性后的N-TiO2和S-TiO2抑菌性能進(jìn)一步增強(qiáng),因此可以將圣女果的腐爛率抑制在較低的水平。其中S-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果的腐爛率抑制效果最好,相比無(wú)膜組,S-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果的腐爛率降低了6.25%。這可能是因?yàn)镾-TiO2提高了光能利用率,產(chǎn)生了更多的超氧自由基和羥基自由基用以抑制微生物的活性[13,26]。

圖8 不同復(fù)合淀粉膜對(duì)圣女果腐爛率的影響Fig.8 Effect of different composite starch films on the decay rates of cherry tomato

2.6.2 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果失重率的影響 新鮮果蔬都含有大量的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),隨著果蔬成熟度的增加,果蔬內(nèi)部的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)逐漸消耗,進(jìn)而導(dǎo)致其質(zhì)量減少[31]。從圖7中可以看出,隨著貯藏天數(shù)的增加,圣女果的失重率逐漸上升。其中,在貯藏的5 d后,相比于涂膜處理組,無(wú)膜組圣女果的失重率的快速上升。這說(shuō)明涂膜處理能夠抑制圣女果的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)散失,使失重率較無(wú)涂膜處理的低。在復(fù)合涂膜中添加TiO2及改性后的N-TiO2和S-TiO2,圣女果的失重率進(jìn)一步得到改善。這是因?yàn)樘砑舆m量的改性TiO2材料有助于淀粉分子間羥基的締合并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而減少了淀粉膜中的親水基團(tuán),進(jìn)而增強(qiáng)了復(fù)合膜的阻水性能[31],使涂膜圣女果的水分散失減少,從而抑制了失重率的升高。

圖9 不同復(fù)合淀粉膜對(duì)圣女果失重率的影響Fig.9 Effect of different composite starch films on weight loss rates of cherry tomato

2.6.3 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果維生素C含量的影響 新鮮水果中富含維生素C(VC),作為一種高效的抗氧化劑,VC是衡量水果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。但是VC在貯藏過(guò)程中極易發(fā)生降解,所以常用VC含量損失率來(lái)評(píng)價(jià)水果的品質(zhì)。圖10是儲(chǔ)存過(guò)程中VC含量的變化情況,經(jīng)過(guò)8 d的貯藏,無(wú)膜組的VC含量為5.03 mg/100 g,而涂膜組的VC含量均高于5.34 mg/100 g。這說(shuō)明涂膜處理可以延緩貯藏期間圣女果VC含量的損失。與空白淀粉膜相比,添加N-TiO2、S-TiO2涂膜的圣女果VC含量在貯藏后期依然較高。其原因是添加適量的復(fù)合材料降低了淀粉膜的透氣性,抑制了淀粉膜內(nèi)外的氣體交換,造成淀粉膜內(nèi)O2含量減少,CO2含量升高,減緩了VC的氧化[13];另一方面,涂膜處理造成淀粉膜內(nèi)低O2分壓減弱了圣女果的呼吸作用[33],使其所消耗的VC減少。但是,相對(duì)于只添加了TiO2的復(fù)合膜,N-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)VC含量降低的抑制作用并不明顯。其原因可能是改性N-TiO2粒徑有所增大,從而影響了淀粉膜的阻氣性能。

圖10 不同淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果VC含量的影響Fig.10 Effect of different composite starch films on VC contents of cherry tomato

2.6.4 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果總酸含量的影響 在圣女果貯藏過(guò)程中,其內(nèi)部有機(jī)酸會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成可溶性糖,所以其總酸含量會(huì)不斷降低。圖10是不同淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果總酸含量的影響。無(wú)膜組在貯藏8 d后總酸含量為5.02%,涂膜處理后的圣女果總酸含量均高于5.30%,說(shuō)明涂膜處理可以抑制貯藏期內(nèi)圣女果總酸含量的降低。其中經(jīng)S-TiO2淀粉涂膜的圣女果在8 d后總酸含量達(dá)到5.62%。改性后的N-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果總酸含量的降低的抑制作用反而不如TiO2/淀粉復(fù)合膜。這可能是改性N-TiO2粒徑有所增大[29],摻雜進(jìn)淀粉膜后增大了淀粉網(wǎng)格的間隙,從而影響了淀粉膜的阻氣性能,進(jìn)而造成儲(chǔ)存過(guò)程中圣女果的呼吸作用提升。

圖11 不同淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果總酸含量的影響Fig.11 Effect of different starch composite films on total acid content of cherry tomato

2.6.5 改性TiO2/淀粉復(fù)合涂膜對(duì)圣女果總糖含量的影響 糖分含量是影響水果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和口感的重要因素,是水果甜味的主要來(lái)源。在貯藏過(guò)程中,圣女果的呼吸作用會(huì)消耗糖分,所以總糖含量逐漸減少。從圖11可以看出,涂膜處理可以抑制圣女果中總糖含量的降低。這是由于涂膜處理使淀粉膜內(nèi)的O2分壓降低,從而可以抑制了圣女果的呼吸作用。但是,相較于TiO2復(fù)合涂膜,S-TiO2/淀粉涂膜和N-TiO2/淀粉涂膜對(duì)總糖含量降低的抑制作用有限,這可能是因?yàn)镾-TiO2/淀粉涂膜和N-TiO2/淀粉涂膜可以有效抑制圣女果的失重率,使貯藏期內(nèi)的圣女果的水分含量的降低速度低于總糖含量的降低速度,最終造成TiO2復(fù)合涂膜的圣女果總糖含量比N-TiO2和S-TiO2/淀粉涂膜的偏高。

圖12 不同淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果總糖含量的影響Fig.12 Effect of different starch composites films on the total sugar contents of cherry tomato

3 結(jié)論

以N、S元素對(duì)TiO2進(jìn)行改性,XRD與FTIR分析表明:N、S元素?fù)诫s進(jìn)入TiO2中,使其局部發(fā)生微小畸變,但并未改變TiO2的晶型。改性后的N-TiO2、S-TiO2材料的光催化性能提高,因此光照下對(duì)大腸桿菌具有更好的抑制效果。與TiO2相比,N-TiO2、S-TiO2對(duì)大腸桿菌的抑制率分別提高了24%和30%。將改性后的S-TiO2、N-TiO2應(yīng)用于淀粉涂膜液涂膜包裝圣女果,結(jié)果表明:在貯藏8 d后,與無(wú)膜組相比,N-TiO2與S-TiO2/淀粉復(fù)合涂膜處理對(duì)圣女果的腐爛率和失重率均有較好的抑制效果,N-TiO2與S-TiO2/淀粉復(fù)合涂膜液均可有效降低圣女果VC含量、總酸含量和總糖含量的損失,維持圣女果的采后新鮮度。其中,S-TiO2/淀粉復(fù)合膜對(duì)圣女果的腐爛率、失重率以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失的抑制作用效果更佳。