殼聚糖聯(lián)合處理對(duì)新鮮果蔬的應(yīng)用研究進(jìn)展

摘 要：殼聚糖具有優(yōu)良的成膜性和抑菌作用，是一種理想的安全的果蔬保鮮劑替代品，但是單一的使用殼聚糖處理具有其局限性。本文綜述了近年來(lái)殼聚糖結(jié)合精油、生物防治劑、物理防治等協(xié)同用于果蔬采后貯藏、病害防治和果蔬品質(zhì)維護(hù)方面的應(yīng)用研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：殼聚糖 果蔬 研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：TS255.3???????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research Progress on Chitosan Application in Fruits and Vegetables Preservation

WANG Linliang

（Guangxi Subtropical Crops Research Institute，Nanning 530001，China）

Abstract： Chitosan with excellent film-forming properties and bacteriostasis is an ideal and safe preservative of fruits and vegetables. But single use of chitosan has limitations. This article reviews the researches on application of chitosan combining with essential oils， biological control and physical prevention in postharvest storage， disease control and overall quality maintenance of fruits and vegetables.

Key words： Chitosan; fruits and vegetable; research progress

大部分水果的損失都是由于微生物腐敗造成的。生鮮農(nóng)產(chǎn)品在采后和長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中，由于其生理生化特性發(fā)生了變化，采后病害的易感性和品質(zhì)劣化程度均有所增加。這些變化可能會(huì)利于采后病原菌的發(fā)育和疾病的發(fā)生，是供應(yīng)鏈損失的主要原因。因此，研發(fā)讓果蔬采后貯藏的品質(zhì)保鮮與病害防護(hù)的技術(shù)，將有助于減少這些采后損失。

在當(dāng)前研究中，用于替代合成殺菌劑、控制新鮮農(nóng)產(chǎn)品采后病害及延長(zhǎng)其貨架期的眾多方法材料中，殼聚糖〔（1，4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖〕被證明是一種理想的包衣材料。殼聚糖既能抑制導(dǎo)致腐爛的真菌與食源性病原菌的生長(zhǎng)，又能誘導(dǎo)宿主組織的抗性反應(yīng)。殼聚糖涂層能夠在水果和蔬菜表面形成半透膜，從而延緩呼吸速率，減緩重量損失，保持整體質(zhì)量，延長(zhǎng)貨架期[1]。此外，該涂層還可作為其他功能性食品添加劑（如礦物質(zhì)、維生素、其他藥物營(yíng)養(yǎng)保健化合物）的摻入基質(zhì)，或者作為聯(lián)合其他抗菌制劑（如抑菌精油、化學(xué)抑菌制劑、生物抑菌制劑等）使用[2]。這些食用添加劑可以增強(qiáng)果蔬的有益特性，或者能夠改善殼聚糖的抗菌活性，防止果實(shí)品質(zhì)的劣化。殼聚糖涂層已被美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)為GRAS（一般公認(rèn)安全）材質(zhì)，其在生鮮農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)中應(yīng)用對(duì)消費(fèi)者和環(huán)境都是安全的。本文綜述了近年來(lái)殼聚糖在果蔬保鮮應(yīng)用的研究，為殼聚糖在果蔬采后貯藏的研究和應(yīng)用提供參考。

1 殼聚糖在果蔬采后處理的應(yīng)用

殼聚糖具有廣譜抗菌性，對(duì)真菌、革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌都有抑制作用。1 %殼聚糖的應(yīng)用減少了甜櫻桃采后病害[3]。殼聚糖和低聚殼聚糖處理降低鏈格孢菌和蘋(píng)果輪紋病菌引起的發(fā)病率，抑制了25℃貯藏的梨果實(shí)的損傷擴(kuò)展;殼聚糖和低聚殼聚糖的抗病作用具有濃度依賴性，并且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)抗病作用減弱，實(shí)驗(yàn)證明在室溫下儲(chǔ)存5 d與剛開(kāi)始儲(chǔ)存時(shí)相比，最低濃度的殼聚糖對(duì)疾病的控制效果最低[4]。江英等[5]研究表明，殼聚糖涂膜保鮮梅杏后于 0 ℃低溫貯藏，以濃度為 0.75 g/L 的殼聚糖溶液保鮮效果最佳，該處理組的梅杏在貯藏至 20 d 時(shí)，腐爛率比對(duì)照組低 20.40 %，果實(shí)中可溶性固形物含量始終高于對(duì)照組，且細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)保持較為完整。

2 殼聚糖與抑菌精油聯(lián)合應(yīng)用

殼聚糖涂層可作為載體，加入具有抗菌活性或抗真菌活性植物精油或提取物，這不僅可以有效改善復(fù)合膜的力學(xué)性能，還可以增加膜的抗菌性。孟金明等[6]以殼聚糖和乳清蛋白作為主要成膜基質(zhì)，添加6 %木姜子精油，對(duì)采后枇杷進(jìn)行涂膜處理，能明顯抑制多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶的活性，從而延長(zhǎng)其貨架期。

楊雅景等[7]制備的殼聚糖—肉桂醛抗菌復(fù)合保鮮劑，可明顯抑制荔枝的黑根霉霉變。吳子龍等[8]采用濃度為1 %的殼聚糖與不同濃度的姜精油配制成保鮮液，對(duì)草莓進(jìn)行涂膜處理，有效地保持草莓的感觀品質(zhì)，能夠更好地延緩草莓貯藏品質(zhì)的下降;其中，殼聚糖和0.10 %姜精油保鮮液處理草莓的貯藏品質(zhì)最佳，而殼聚糖和0.20 %姜精油保鮮液處理的草莓貯藏品質(zhì)較差，說(shuō)明加入精油的含量也不是越高越好。另外還有關(guān)于丁香精油、黃皮精油、太行菊精油與殼聚糖進(jìn)行復(fù)配的報(bào)道[9-11]。

3 殼聚糖與化學(xué)抑菌劑聯(lián)合使用

馬國(guó)軍等[12]研究了以殼聚糖為主要原料的 3 種保鮮劑：自制殼聚糖保鮮劑（2 %殼聚糖溶液+0.5 %壬基酚聚氧乙烯醚）、雙林、鮮倍得（濃度均為 2 %），分別對(duì)芒果進(jìn)行涂膜處理。結(jié)果顯示，殼聚糖+助劑保鮮液對(duì)芒果青色的保持最為顯著，鮮倍保鮮液能最大程度上維持 VC 含量，雙林保鮮液的防腐效果最明顯，但在維持可溶性糖含量方面的效果甚微。李昌寶等[13]研究發(fā)現(xiàn)10 g/L殼聚糖與0.2 g/L納他霉素、10 g/L茶多酚、19.2 g/L檸檬酸復(fù)合可有效抑制冷藏（4℃±1）過(guò)程中荔枝的腐敗，保護(hù)荔枝表皮顏色，同時(shí)可較好地抑制荔枝PPO、POD活性的上升，以及可溶性固形物含量的下降，對(duì)保持荔枝感官品質(zhì)也有積極作用。

4 殼聚糖與生物防治聯(lián)合應(yīng)用

微生物源天然抗菌劑抑菌范圍廣，穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，與殼聚糖協(xié)同作用可增強(qiáng)抑菌效果。田理剛[14]等研究了膜醭畢赤酵母和殼聚糖復(fù)合處理對(duì)柑橘果實(shí)采后炭疽病的防治效果，以及在接種炭疽菌的情況下誘導(dǎo)柑橘果實(shí)抗病性的機(jī)制，結(jié)果表明：1×108 cells/mL的膜醭畢赤酵母和0.1 g/L的殼聚糖單獨(dú)處理均能夠有效抑制柑橘果實(shí)炭疽病的發(fā)病率，而復(fù)合處理的防治效果更好。Martinez-Castellanos等[15]在熱帶水果中，單獨(dú)與2 %殼聚糖聯(lián)合應(yīng)用植物乳桿菌，可以保持紅毛丹果實(shí)的品質(zhì)特征。同樣，0.2 %糖殼聚糖與假絲酵母菌聯(lián)合應(yīng)用對(duì)柑桔和檸檬青霉病引起的蘋(píng)果灰霉、藍(lán)霉和綠霉的控制作用比單獨(dú)使用酵母或糖殼聚糖更有效[16]。

殼聚糖還可與微生物抗菌素聯(lián)合使用，如與乳酸鏈球菌素、ε- 聚賴氨酸等協(xié)同抑菌，既不會(huì)改變?nèi)梭w腸道內(nèi)正常菌群，也不會(huì)產(chǎn)生其他抗菌素所出現(xiàn)的抗性問(wèn)題，更不會(huì)與其他抗菌素出現(xiàn)交叉抗性[17]。

5 殼聚糖與果蔬采后物理防治在保鮮中的應(yīng)用

殼聚糖可與果蔬采后保鮮的物理防治手段相結(jié)合，如紫外線照射、低溫處理、熱固化等。Shao等[18]研究了1 %殼聚糖涂覆蘋(píng)果前后38℃熱處理4 d的效果，對(duì)人工接種的蘋(píng)果在貯藏期間進(jìn)行藍(lán)霉和灰霉的完全控制，殼聚糖包衣后熱處理提高了貯藏果實(shí)的品質(zhì)。王靜等[19]發(fā)現(xiàn)55℃熱水浸泡3 min+2 %殼聚糖涂膜處理“西州蜜25號(hào)”、“西州蜜25號(hào)”哈密瓜，可明顯降低腐爛率，抑制呼吸強(qiáng)度上升，減少乙烯釋放量，提高過(guò)氧化物酶（POD）、苯丙胺酸解氨酶（PAL）、β-1，3-葡聚糖酶（GLU）、幾丁質(zhì)酶（CHT）的活性，對(duì)保護(hù)膜的穩(wěn)定性效果較好。

6 殼聚糖與生物熱解液聯(lián)合應(yīng)用

生物質(zhì)是指一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機(jī)物質(zhì)。生物質(zhì)熱解液是由生物質(zhì)熱解油的水溶性部分經(jīng)過(guò)提取、精制得到的水溶性液體，其含有較多的酸類、胺類、酮類及酚類等物質(zhì)。將殼聚糖與生物質(zhì)熱解液聯(lián)用，可提高殼聚糖對(duì)果蔬采后腐爛病的防治效果。付長(zhǎng)雪等[20]生物質(zhì)熱解液和殼聚糖對(duì)辣椒炭疽病菌的抑菌實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩者以不同比例混合使用時(shí)對(duì)辣椒炭疽病菌的抑制具有增效作用，且生物質(zhì)熱解液和殼聚糖EC50溶液按1∶1比例混合時(shí)共毒因子最大。夏新童等[21]用生物質(zhì)熱解液與殼聚糖復(fù)合可較好地抑制圣女果PG和PPO活性的增長(zhǎng)并減緩POD活性的下降速率，同時(shí)可減緩可溶性果膠和過(guò)氧化氫含量的增長(zhǎng)并延緩酚類物質(zhì)含量的下降，說(shuō)明生物質(zhì)熱解液與殼聚糖復(fù)合涂被液處理有利于圣女果的貯藏與保鮮。

7 展望

殼聚糖經(jīng)證明是一種可行的果蔬保鮮劑替代品。復(fù)合可食用涂膜可以用適合的材料來(lái)提供果蔬產(chǎn)品所需的保護(hù)屏障，同時(shí)這些材料還能作為特定功能添加劑的載體，如抗氧化劑和抗菌素等，可以避免病原體或食源性微生物在水果和蔬菜產(chǎn)品表面的生長(zhǎng)[22]。殼聚糖與礦物質(zhì)、維生素或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組合，可以增強(qiáng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且不會(huì)降低其口感的可接受度。這種新一代的可食涂層允許添加抗氧化劑、維生素、營(yíng)養(yǎng)保健品和天然抗菌劑，甚至可以控制其[23-24]。雖然關(guān)于殼聚糖在果蔬采后腐爛防治方面的有效性已有大量資料，但它在大規(guī)模試驗(yàn)中的應(yīng)用以及在商品化農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的整合仍進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。此外，有關(guān)殼聚糖抗真菌和抗菌活性的幾個(gè)機(jī)制目前仍不清楚，其確切作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

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基金項(xiàng)目：廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目;廣西科技重大專項(xiàng)（桂科AA17204038-1）。

作者簡(jiǎn)介：王淋靚（1988-），工程師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏，E-mail：wanglinliang@sina.cn。

收稿日期：2020-04-19