普魯蘭復(fù)合被膜在枇杷采后保鮮中的應(yīng)用

張又丹，張麗娜，羅臣暮，胡雪瀅，王大慧

（蘇州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，江蘇蘇州 215123）

青種枇杷具有果大、質(zhì)優(yōu)、豐產(chǎn)、耐寒等優(yōu)點(diǎn)[1]，對(duì)消化、止渴、解暑有一定功效，深受人們的喜愛(ài)。但青種枇杷在采后儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中不耐貯藏，易腐敗變質(zhì)，同時(shí)失水程度較大，易導(dǎo)致果皮皺縮，使枇杷的食用價(jià)值與商業(yè)價(jià)值顯著降低，嚴(yán)重影響其推廣銷(xiāo)售。研究表明，普魯蘭多糖、魔芋葡甘聚糖等可食性薄膜已被應(yīng)用于許多產(chǎn)品，以控制水分轉(zhuǎn)移，氣體交換或氧化過(guò)程，對(duì)于果蔬保鮮具有較高的市場(chǎng)價(jià)值和研究?jī)r(jià)值[2-3]。

普魯蘭多糖是一種由出芽短梗霉產(chǎn)生的胞外多糖。其水溶液成膜性好，制成的薄膜保濕性強(qiáng)、光澤性好、有選擇透過(guò)性[4]，現(xiàn)已廣泛用于新鮮果蔬的被膜保鮮及抗氧化等方面。但是其制得的膜抗?jié)裥?、柔軟性較差且缺乏抗菌性[5-6]，為了改善薄膜性能，可加入明膠、殼聚糖等多糖形成復(fù)合膜[7-9]。殼聚糖有良好的機(jī)械屏障作用，又可抑制水果表面真菌的生長(zhǎng)[10]；鈣處理可延長(zhǎng)后熟過(guò)程，保持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，維持細(xì)胞膜的功能，防止果實(shí)軟化衰老，增加果實(shí)硬度[11-12]，故二者可改善復(fù)合膜的性能。研究表明，普魯蘭多糖復(fù)合液被膜對(duì)冬棗、草莓和荔枝保鮮具有一定的積極作用，能明顯延長(zhǎng)水果的貯藏期[13]。截至目前，對(duì)于枇杷等軟質(zhì)薄皮水果的保鮮，還沒(méi)有采用復(fù)合被膜方法的相關(guān)研究報(bào)道。因此，研究普魯蘭多糖、殼聚糖、氯化鈣復(fù)合被膜對(duì)枇杷保鮮效果的影響，以期為延長(zhǎng)枇杷常溫貯藏的貨架期提供可行的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西山青種枇杷，蘇州金庭鎮(zhèn)某農(nóng)業(yè)合作社果園提供；普魯蘭多糖，蘇州大學(xué)微生物生理與代謝調(diào)控研究室自制；碳酸氫鈉、氯化鈣、草酸、L -抗環(huán)血酸、冰乙酸、鹽酸、氫氧化鈉、殼聚糖和2,6 -二氯靛酚，上海生工生物工程股份有限公司提供；高嶺土，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供；所用試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UPT-ll-10T 型優(yōu)普系列超純水器，成都超純科技有限公司產(chǎn)品；JJ224BC 型電子天平，上海仁沃實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司產(chǎn)品；CT3 50K 型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)博勒飛（Brookfield） 公司產(chǎn)品；2W-018007 型阿貝折光儀，上海光學(xué)儀器工廠產(chǎn)品；PHSJ-3F 實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；UV2300Ⅱ型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；WH-966 型調(diào)速混勻器、HR-100 型干式恒溫器，太倉(cāng)市華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；5424R 型離心機(jī)，德國(guó)艾本德（Eppendorf） 股份公司產(chǎn)品；Biotek酶標(biāo)儀。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 復(fù)合涂膜液的制備

將不同質(zhì)量的普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣混合后制成9 種不同配比的可食膜涂液，并分別將可食膜液涂敷試驗(yàn)用枇杷。通過(guò)觀察枇杷的外觀，測(cè)定其腐爛指數(shù)和失重指數(shù)，用正交試驗(yàn)來(lái)分析各配比可食膜的保鮮效果，從而得出復(fù)合膜液中3 種成分的最佳配比。

1.3.2 涂膜處理

將294 個(gè)枇杷隨機(jī)分成2 組進(jìn)行試驗(yàn)。

（1） 試驗(yàn)組。枇杷的處理過(guò)程中，可食用膜的涂敷工藝采用浸涂法。即將147 個(gè)枇杷放入可食膜液中浸泡2 min，確保每顆枇杷表面的可食膜液厚度大致相同，取出后放在通風(fēng)處快速自然晾干，而后均勻分成7 組統(tǒng)一放置在塑料盤(pán)中，于室溫下貯藏30 d，每天記錄環(huán)境溫度和濕度、枇杷的外觀和質(zhì)量，并測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

（2） 對(duì)照組。將147 個(gè)枇杷不經(jīng)任何處理直接均勻分成7 組，統(tǒng)一放置在塑料盤(pán)中，于室溫下貯藏30 d。

1.3.3 取樣方法

每隔6 d 取樣一次，測(cè)定硬度和水分含量；每隔5 d 取樣一次，測(cè)定失重率、腐敗率、有機(jī)酸含量、維C 含量、多酚氧化酶活性、丙二醛含量。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 失重率的測(cè)定

在開(kāi)始貯藏前，稱(chēng)量枇杷果實(shí)的質(zhì)量。貯藏后每5 d 稱(chēng)量一次，每次稱(chēng)量在同一時(shí)間進(jìn)行，計(jì)算公式為：

式中：η——失重率，%；

W1——初次稱(chēng)量總質(zhì)量，g；

W2——再次稱(chēng)量總質(zhì)量，g。

1.4.2 腐敗率的測(cè)定

參考安磊等人[10]的方法，按果實(shí)腐爛的面積大小，將枇杷果實(shí)劃分為4 個(gè)腐爛級(jí)別：0 級(jí)，無(wú)腐爛；1 級(jí)，0～1/3 面積腐爛；2 級(jí)，1/3～2/3 面積腐爛；3 級(jí)，2/3～3/3 面積腐爛。計(jì)算公式為：

1.4.3 水分含量的測(cè)定

采用重量法。將枇杷果實(shí)去皮，稱(chēng)取4～6 g 果肉，置于120 ℃烘箱中烘干48 h，測(cè)定其干質(zhì)量，計(jì)算公式：

1.4.4 有機(jī)酸含量的測(cè)定

參考李浩洋[12]的方法，使用酸度計(jì)測(cè)定pH 值，滴定終點(diǎn)為8.2。結(jié)果以蘋(píng)果酸百分含量表示，計(jì)算公式：

式中：X——試樣中有機(jī)酸含量，g/kg；

C——?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度準(zhǔn)確的數(shù)值，mol/L；

V1——滴定試液時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的數(shù)值，mL；

V2——空白試驗(yàn)時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的數(shù)值，mL；

k——酸的換算系數(shù)：蘋(píng)果酸，0.067；

F——試液的稀釋倍數(shù)；

m——試樣質(zhì)量的數(shù)值，g。

1.4.5 維C 含量的測(cè)定

采用2,6 -二氯靛酚滴定法[13]，計(jì)算公式為：

式中：X——試樣中L（+）-抗壞血酸含量，mg/kg；

V——滴定試樣所消耗2,6 -二氯靛酚溶液的體積，mL；

V0——滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；

T——2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2,6 -二氯靛酚溶液相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù)（mg/mL）；

A——稀釋倍數(shù)；

m——試樣質(zhì)量，g。

1.4.6 硬度的測(cè)定

枇杷去皮后，取大小均勻、切面平整的果肉，用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。采用TA3/100 圓柱型探頭，測(cè)試速度0.50 mm/s，形變量20%。

1.4.7 多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO） 活性的測(cè)定

參照南京建成生物工程研究所多酚氧化酶（PPO） 測(cè)試盒提供的方法。

1.4.8 丙二醛（Malondialdehyde，MDA） 含量的測(cè)定

參照南京建成生物工程研究所植物丙二醛（MDA）測(cè)試盒提供的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣本均重復(fù)3 次求平均值，采用Excel 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和試驗(yàn)制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 普魯蘭多糖復(fù)合液被膜配方的優(yōu)化

采用正交試驗(yàn)對(duì)復(fù)合膜液配方進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)設(shè)三因素，每因素設(shè)三水平。

正交試驗(yàn)的因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)的因素與水平設(shè)計(jì)/%

果實(shí)失水會(huì)導(dǎo)致其表皮皺縮，品質(zhì)下降；另外，缺水還使以水為反應(yīng)介質(zhì)的生理生化代謝難以進(jìn)行，從而導(dǎo)致果實(shí)衰老腐爛，失去商品價(jià)值。失水是果實(shí)失重的主要因素，因此失重率是果實(shí)保鮮的一個(gè)重要參數(shù)。采用L9（34）對(duì)各因素對(duì)失重率的影響進(jìn)行考查。

貯藏7 d 后枇杷的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2 可看出，普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣的添加量對(duì)枇杷的失重率影響明顯，且第8 組試驗(yàn)的失重率最小，故該組膜液的添加量對(duì)枇杷的保鮮效果最好。

分析表2 中的極差Rj結(jié)果可知，3 個(gè)因素中以氯化鈣的添加量對(duì)枇杷的失重率影響最顯著，3 個(gè)因素對(duì)枇杷常溫貯藏期間的失重率影響的主次順序?yàn)槁然}添加量＞殼聚糖添加量＞普魯蘭多糖添加量。隨著普魯蘭多糖含量的增大，失重率減小，則保鮮效果越好。這是因?yàn)槠蒸斕m多糖復(fù)合膜具有保水作用，能夠有效地阻止水分散失。如果枇杷表面的普魯蘭多糖膜太薄，則不能有效地阻止水分散失，從而造成枇杷表皮結(jié)構(gòu)的破壞，使細(xì)胞質(zhì)膜透性發(fā)生變化，最終導(dǎo)致枇杷腐爛現(xiàn)象的發(fā)生。添加的殼聚糖可增大膜液的黏度，易于在枇杷表面形成一層透明膜；且殼聚糖具有一定的抗菌作用。鈣處理明顯減緩了枇杷果實(shí)的采后生理活力，因此它的影響大于殼聚糖和普魯蘭多糖對(duì)枇杷保鮮效果的影響。綜上所述，從枇杷的失重率這一方面考慮，復(fù)合膜液中普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣的最佳添加量分別為2.0%，1.5%，0.5%。

表2 貯藏7 d 后枇杷的測(cè)定結(jié)果

2.2 普魯蘭復(fù)合液被膜對(duì)枇杷常溫保鮮效果的影響

2.2.1 失重率

被膜處理對(duì)枇杷常溫貯藏的影響見(jiàn)圖1。

圖1 被膜處理對(duì)枇杷常溫貯藏的影響

在貯藏過(guò)程中，由于枇杷果實(shí)的呼吸作用和水分散失，果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)有所損耗，可以用失重率評(píng)定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失的程度。枇杷果實(shí)的失重率由圖1（a） 可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，枇杷果實(shí)的失重率不斷增大，且對(duì)照組的失重率較試驗(yàn)組明顯更高。圖1（b） 為20 d 時(shí)枇杷外觀的情況，由此可見(jiàn)普魯蘭多糖復(fù)合液被膜能明顯降低枇杷果實(shí)的失重率，抑制其水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗。

2.2.2 腐敗率

被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間腐敗率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間腐敗率的影響

腐敗率是枇杷品質(zhì)評(píng)定的關(guān)鍵因素。由圖2 可知，枇杷果實(shí)在貯藏過(guò)程中，腐敗率呈上升趨勢(shì)。在5 d 時(shí)，對(duì)照組枇杷開(kāi)始腐敗。而15 d 前，經(jīng)普魯蘭多糖復(fù)合液處理的枇杷，腐敗率有一段時(shí)間高于對(duì)照組。原因可能是在貯藏時(shí)，枇杷的腐敗會(huì)受多種因素的影響，15 d 前，試驗(yàn)組部分枇杷由于采摘過(guò)程中物理?yè)p傷、微生物感染等原因，出現(xiàn)急速腐敗，使腐敗率迅速升高。枇杷貯藏20 d 后，對(duì)照組的腐敗率又出現(xiàn)增大。表明長(zhǎng)時(shí)間貯藏時(shí)，普魯蘭多糖復(fù)合液被膜對(duì)枇杷果實(shí)的腐敗有一定的抑制作用。

2.2.3 硬度

被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間硬度的影響見(jiàn)圖3。

圖3 被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間硬度的影響

硬度是評(píng)價(jià)枇杷果實(shí)質(zhì)地的有效標(biāo)準(zhǔn)。由圖3可知，枇杷果實(shí)在貯藏過(guò)程中，由于水分的散失，硬度不斷升高。相較于試驗(yàn)組，對(duì)照組枇杷的硬度更高。第6 天時(shí)，對(duì)照組的硬度比試驗(yàn)組高50.35%；第30 天時(shí)，對(duì)照組的硬度達(dá)到了3 540 kg/cm2，比試驗(yàn)組2 485 kg/cm2提高了42.45%。普魯蘭多糖被膜處理對(duì)枇杷果實(shí)的硬度上升有明顯的抑制作用，這與被膜中氯化鈣的作用密切相關(guān)。

2.2.4 水分含量

被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間水分含量的影響見(jiàn)圖4。

圖4 被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間水分含量的影響

充足的水分含量使枇杷具有柔嫩多汁的口感，而水分散失則會(huì)使枇杷表皮皺縮、口感下降。因此，水分含量會(huì)對(duì)枇杷的感官評(píng)價(jià)帶來(lái)最直觀的影響。由圖4 可知，枇杷在貯藏過(guò)程中水分含量持續(xù)下降，且0～6 d 和24～30 d 期間水分含量下降最快，但對(duì)照組水分含量始終低于試驗(yàn)組。普魯蘭多糖復(fù)合液被膜能有效減少枇杷水分散失，減緩枇杷品質(zhì)的下降。在水分含量下降更多，且硬度上升幅度更大的情況下，對(duì)照組枇杷較試驗(yàn)組品質(zhì)下降更快，可食用性大大降低。

2.2.5 有機(jī)酸含量

被膜處理對(duì)有機(jī)酸含量的影響見(jiàn)圖5。

圖5 被膜處理對(duì)有機(jī)酸含量的影響

有機(jī)酸是決定水果口感的重要指標(biāo)。由圖5 可知，枇杷在貯藏過(guò)程中，有機(jī)酸的含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在貯藏的前10 d，有機(jī)酸含量下降趨勢(shì)較為平緩；在貯藏中期10～15 d，兩組枇杷有機(jī)酸含量都顯著降低。但是，總體而言，普魯蘭多糖復(fù)合液被膜處理對(duì)減緩枇杷果實(shí)中有機(jī)酸含量的作用不大。

2.2.6 維C 含量

被膜處理對(duì)維C 含量的影響見(jiàn)圖6。

維C 是果實(shí)的主要品質(zhì)指標(biāo)。由圖6 可看出，隨著枇杷果實(shí)貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，枇杷的維C 含量呈先增加后下降的趨勢(shì)，在成熟期間維C 的積累較多，這與周煜棉等人[14]報(bào)道的龍眼成熟過(guò)程中外觀色澤與品質(zhì)變化及其相關(guān)性分析研究結(jié)果一致。在貯藏10 d 時(shí)，維C 含量達(dá)到最高，試驗(yàn)組為4.60 mg/kg，對(duì)照組為3.92 mg/kg，這可能與試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)枇杷不成熟有關(guān)，而后在15 d 時(shí)分別下降到1.83 mg/kg 和1.46 mg/kg。對(duì)照組在15 d 后繼續(xù)下降，但貯藏25 d后維C 含量又有上升，原因有待進(jìn)一步研究。而試驗(yàn)組在15 d 后直至30 d，枇杷的維C含量維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平，表明枇杷長(zhǎng)時(shí)間貯藏時(shí)，被膜處理有利于保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.2.7 多酚氧化酶（PPO） 活性

被膜處理對(duì)枇杷酶促褐變的影響見(jiàn)圖7。

圖6 被膜處理對(duì)維C 含量的影響

圖7 被膜處理對(duì)枇杷酶促褐變的影響

枇杷在常溫貯藏過(guò)程中，比較容易出現(xiàn)酶促褐變，PPO 被認(rèn)為是此類(lèi)褐變發(fā)生的重要因素。所以，控制PPO 的活性可以在一定程度上減緩褐變的發(fā)生，保持枇杷的品質(zhì)。由圖7（a） 可看出，枇杷果實(shí)的PPO 活性在貯藏過(guò)程中總體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但對(duì)照組的PPO 活性均高于試驗(yàn)組。尤其是在貯藏20 d后，對(duì)照組PPO 活性上升趨勢(shì)明顯大于試驗(yàn)組。在貯藏的第30 天，試驗(yàn)組的PPO 活性為45.75 U/g，比對(duì)照組的PPO 活性（62.63 U/g） 降低了27.0%。綜合30 d 時(shí)枇杷肉質(zhì)的情況，可以看出試驗(yàn)組的處理有利于延緩枇杷果實(shí)的褐變。

2.2.8 丙二醛（MDA） 含量

被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間丙二醛含量的影響見(jiàn)圖8。

圖8 被膜處理對(duì)枇杷貯藏期間丙二醛含量的影響

枇杷在衰老和腐爛過(guò)程中會(huì)發(fā)生質(zhì)膜過(guò)氧化作用，而MDA 是質(zhì)膜過(guò)氧化作用的主要產(chǎn)物。因此，MDA 含量可以反映枇杷的衰老程度。由圖8 可知，貯藏期間，對(duì)照組和試驗(yàn)組枇杷果實(shí)的MDA 含量總體呈上升的趨勢(shì)，且對(duì)照組MDA 含量一直高于試驗(yàn)組。在貯藏的第20 天，對(duì)照組MDA 含量比試驗(yàn)組高1.79 mmol/g，試驗(yàn)組的處理對(duì)MDA 含量上升的抑制效果明顯。貯藏結(jié)束時(shí)，對(duì)照組MDA 含量比試驗(yàn)組高20.5%。表明被膜處理可以減緩枇杷的衰老，延長(zhǎng)果實(shí)的常溫貯藏期。

3 結(jié)論

將普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣分別以2.0%，1.5%和0.5%的比例混合制成復(fù)合液，并涂膜處理新鮮采收的青種枇杷，枇杷的失重率最小。以該配方的復(fù)合膜液涂膜枇杷，貯藏30 d 后，試驗(yàn)組失重率較對(duì)照組低17.24%，硬度水平低29.80%，維C 損耗、水分散失和腐敗率的上升水平都較試驗(yàn)組更小。在延緩果實(shí)衰老方面，貯藏30 d 后，PPO 活性比對(duì)照組降低了26.95%，MDA 含量比對(duì)照組降低了20.49%。因此，普魯蘭復(fù)合液被膜處理能有效維持枇杷果實(shí)的感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，延緩果實(shí)衰老，對(duì)延長(zhǎng)貯藏期有積極作用，具有一定的應(yīng)用前景。