殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀對(duì)楊梅的保鮮效果研究

◎ 吳 超，王江琴

（貴州師范學(xué)院 生物科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550018）

楊梅（Myrica rubra（Lour.）S. et Zucc.）又名龍睛、朱紅，屬楊梅科楊梅屬小喬木或灌木植物，為我國特色水果，原產(chǎn)于我國東南地區(qū)[1]。楊梅果實(shí)富含人體所需的維生素和氨基酸，色澤艷麗，甜酸可口，號(hào)稱“開胃第一果”[2]，深受消費(fèi)者喜愛。同時(shí)，楊梅具有很高的藥用價(jià)值，含有抑制腫瘤細(xì)胞生長的抗癌物質(zhì)，其葉、仁、果實(shí)、樹皮均可作藥材[3]。

然而，由于楊梅果實(shí)采收成熟期集中在5～7月，處于高溫多雨季節(jié)，加之沒有外果皮，肉柱柔嫩，極易受損，采后生理代謝旺盛，致使果實(shí)衰老加速且對(duì)病原微生物的抵抗力下降而極不耐貯運(yùn)，如不加任何處理，常溫貨架期僅2～4 d，有“一日采收、二日變色、三日變味”的說法[4]。楊梅鮮銷僅占40%，這一弊端限制了楊梅的遠(yuǎn)銷和大規(guī)模生產(chǎn)種植[5]。目前尚未從根本上解決楊梅的保鮮貯運(yùn)問題[6]，楊梅采后保鮮成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)技術(shù)瓶頸，當(dāng)務(wù)之急是解決楊梅的保鮮問題，開發(fā)高效、安全、廣譜的天然防腐保鮮劑成為食品科學(xué)研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)[7]。本研究以楊梅果實(shí)為試驗(yàn)材料，在冷藏（4 ℃）條件下，結(jié)合PET＋PE復(fù)合膜包裝（不抽真空），采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀對(duì)藍(lán)莓的復(fù)合涂膜配方，初步研究其對(duì)藍(lán)莓的保鮮效果，為延長楊梅貯藏保鮮期提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

楊梅，采自貴陽市烏當(dāng)區(qū)阿栗楊梅園。殼聚糖，廣州馨之味食品配料商城；ε-聚賴氨酸，浙江新銀象生物工程有限公司；山梨酸鉀，寧波王龍科技股份有限公司，均為食品添加劑；鹽酸、抗壞血酸、氫氧化鈉、乙醇和醋酸均為分析純；食品包裝袋（PET＋PE復(fù)合，0.16 mm）。

1.2 儀器設(shè)備

HTP-312型電子天平，上?；ǔ彪娖饔邢薰荆籇ZF-4000真空包裝機(jī)，浙江鼎業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司；HH-8電子恒溫水浴鍋，上海梅香儀器有限公司；HY-TD型手持折光儀，杭州恒儀儀表科技有限公司；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；UV-8000型紫外可見分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 單因素試驗(yàn)

為便于試驗(yàn)設(shè)計(jì)和開展，正式試驗(yàn)前，在常溫（無包裝、包裝）、冷藏（4 ℃，無包裝、包裝）條件下對(duì)楊梅的保藏情況進(jìn)行初步試驗(yàn)。

分別稱取并配制殼聚糖（0%、0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%）、山梨酸鉀（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%）及ε-聚賴氨酸（0 g·kg-1、0.01 g·kg-1、0.02 g·kg-1、0.03 g·kg-1、0.04 g·kg-1和0.05 g·kg-1），分別對(duì)楊梅進(jìn)行各濃度梯度（0%或0 g·kg-1試驗(yàn)組為對(duì)照組）保鮮涂膜處理浸泡2 min，分別存入常溫（無包裝、包裝）與4 ℃冷藏（無包裝、包裝）保藏，觀測楊梅在貯藏過程中的變化，主要采用感官評(píng)價(jià)，初步得出單因素試驗(yàn)時(shí)各自濃度梯度中的較好的保鮮劑濃度。

1.3.2 正交試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀為正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素，進(jìn)行L9（33）正交試驗(yàn)，因素水平表見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.3 指標(biāo)測定

（1）感官評(píng)價(jià)。直觀觀測果實(shí)顏色、開裂、氣味、長霉等現(xiàn)象。

（2）還原糖測定。依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測定》（GB 5009.7—2016）采用酸堿直接滴定法。

（3）可滴定酸測定。依據(jù)《食品中總酸的測定》（GB/T 12456—2008 GB 5009.239—2016）采用酸堿滴定法。

（4）可溶性固形物含量測定。使用HY-TD型手持折光儀測定。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

主要利用軟件Statistica 17、Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

試驗(yàn)過程中，將經(jīng)各單因素處理的楊梅分別置于常溫和冷藏（4 ℃）條件下，通過感官評(píng)價(jià)對(duì)比經(jīng)不同處理在包裝或不包裝時(shí)楊梅在貯藏過程中的變化，如圖1～圖8。

常溫條件下，圖1是無袋包裝保藏的楊梅，其在保藏1 d后就開始出現(xiàn)部分開裂與被霉菌感染現(xiàn)象，圖2是其保藏第3 d，楊梅基本被霉菌感染并開裂。圖3為采用袋裝楊梅樣品組，在保藏3 d后，并無霉菌感染跡象，也無開裂狀況，但在第6 d開始出現(xiàn)如圖4所示的少量汁液流出及脹袋現(xiàn)象。通過楊梅在常溫保藏下感官評(píng)價(jià)得出，有袋包裝相對(duì)于無袋包裝的保鮮方式可以延長楊梅的保鮮時(shí)間。

圖1 常溫?zé)o袋包裝保藏1 d的楊梅圖

圖2 常溫?zé)o袋包裝保藏3 d的楊梅圖

圖3 常溫袋裝保藏3 d的楊梅圖

圖4 常溫袋裝保藏6 d的楊梅圖

在冷藏（4 ℃）條件下，圖5為單因素試驗(yàn)中的冷藏?zé)o袋包裝保藏的楊梅，在其保藏2 d后，并未出現(xiàn)常溫保藏時(shí)的開裂及長霉現(xiàn)象，在保藏6 d后，如圖6所示，楊梅開始出現(xiàn)開裂和長霉現(xiàn)象。圖7為冷藏采用袋裝保藏楊梅組，保藏3 d后無明顯變化，在冷藏保藏6 d后（圖8），楊梅未出現(xiàn)失重、發(fā)霉、開裂及袋脹氣現(xiàn)象，保藏效果較好于冷藏?zé)o袋組以及常溫有袋組、常溫?zé)o袋組。

圖5 冷藏?zé)o袋包裝保藏2 d的楊梅圖

圖6 冷藏?zé)o袋包裝保藏6 d的楊梅圖

圖7 冷藏袋裝保藏3 d的楊梅圖

圖8 冷藏袋裝保藏6 d的楊梅圖

通過對(duì)楊梅在常溫和冷藏條件下的單因素試驗(yàn)（感官評(píng)價(jià)）得出：有袋包裝較無袋包裝的保鮮方式效果更好，楊梅在冷藏條件下的保鮮效果要好于其常溫條件下的保鮮效果。經(jīng)感官評(píng)價(jià)，對(duì)本單因素試驗(yàn)來說，殼聚糖各濃度梯度保鮮效果較好的是1%、1.5%、2%；ε-聚賴氨酸各濃度梯度保鮮效果較好的是0.02 g·kg-1、0.03 g·kg-1、0.04 g·kg-1；山梨酸鉀各濃度梯度保鮮效果較好的是0.2%、0.3%、0.4%。

2.2 正交試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)得出的試驗(yàn)結(jié)果，在冷藏（4 ℃）條件下較常溫條件下具有更長的保鮮期，因而，本正交試驗(yàn)選擇在冷藏（4 ℃）條件下進(jìn)行。將在單因素中試驗(yàn)篩選出3種保鮮劑中各自較佳的3個(gè)濃度進(jìn)行L9（33）正交試驗(yàn)，在貯藏過程中測定其腐爛率的變化，在貯藏43 d以后，其中對(duì)照組和3號(hào)楊梅試驗(yàn)組腐爛率超過2/3，超過此腐爛率的楊梅實(shí)驗(yàn)組即停止測定，故選定分析數(shù)據(jù)為貯藏第43 d的數(shù)據(jù)，結(jié)果如下。

2.2.1 楊梅還原糖含量的變化

在冷藏（4 ℃）條件下，如圖9所示，楊梅的還原糖含量隨著楊梅保藏天數(shù)的不斷增加，在6月5日至6月20日，全部試驗(yàn)樣品還原糖含量總體呈現(xiàn)上升趨勢，而空白樣品的還原糖含量上升速度最快，其次是9、5、8和7號(hào)試驗(yàn)組，還原糖含量上升速度最慢的分別是1、6和3號(hào)試驗(yàn)組；在貯藏14 d后，對(duì)照組還原糖含量呈現(xiàn)明顯下降趨勢，期間呈現(xiàn)增長速度相對(duì)穩(wěn)定的是9、5、8和7號(hào)試驗(yàn)組，3號(hào)試驗(yàn)組在貯藏28 d后還原糖含量開始急速下降。

圖9 冷藏（4 ℃）楊梅還原糖含量的變化圖

如表2所示，在冷藏保藏下的楊梅試驗(yàn)組中，因數(shù)A的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T3最大，T2次之，T1最小，即T3＞T2＞T1，意味著因數(shù)A中的3個(gè)濃度中，0.04 g·kg-1的ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.03 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因數(shù)B中的3個(gè)濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T1最大，T2次之，T3最小，即T1＞T2＞T3，意味著因素C的3個(gè)濃度中0.2%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.3%和0.4%的山梨酸鉀。

表2 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的還原糖含量正交結(jié)果分析表

（續(xù)表2）

在R分析中，ε-聚賴氨酸這一列最大，為3.52，其次是山梨酸鉀，為2.02，而殼聚糖最小為1.14，說明當(dāng)ε-聚賴氨酸組合的水平變動(dòng)時(shí)，還原糖含量隨之發(fā)生了較大的變動(dòng)，而殼聚糖的水平變動(dòng)時(shí)，雖還原糖含量也隨之發(fā)生變動(dòng)，但變動(dòng)的幅度相對(duì)較小，由此根據(jù)R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對(duì)還原糖含量影響的主次順序是A＞C＞B，故ε-聚賴氨酸對(duì)楊梅還原糖的保鮮效果起到重要作用，且較好的保鮮濃度配方為A3B2C1（ε-聚賴氨酸：0.04 g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.2%）。

2.2.2 楊梅可滴定酸含量變化

在冷藏（4 ℃）條件下，楊梅在保藏過程中可滴定酸含量如圖10所示，前期增加，后期逐步降低，空白對(duì)照組變化起伏相對(duì)較大，而復(fù)合保鮮劑處理各試驗(yàn)組相對(duì)較平穩(wěn)。

圖10 冷藏（4 ℃）楊梅可滴定酸含量的變化圖

如表3顯示，在冷藏（4 ℃）條件下的楊梅試驗(yàn)組中，因數(shù)A的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數(shù)A中的3個(gè)濃度中，0.03 g·kg-1ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.04 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數(shù)B中的3個(gè)濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因素C3個(gè)濃度中的0.3%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.2%和0.4%的山梨酸鉀。

表3 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的可滴定酸含量正交結(jié)果分析表

在R分析中，殼聚糖這一列最大，為0.15%，其次是ε-聚賴氨酸，為0.07%，而山梨酸鉀最小為0.06%，說明當(dāng)殼聚糖組合的水平變動(dòng)時(shí)，可滴定酸含量隨之發(fā)生了較大的變動(dòng)，而山梨酸鉀的水平變動(dòng)時(shí)，雖可滴定酸含量也隨之發(fā)生變動(dòng)，但變動(dòng)的幅度相對(duì)較小，由此根據(jù)R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對(duì)可滴定酸含量影響的主次順序是B＞A＞C，故殼聚糖對(duì)楊梅可滴定酸的保鮮效果起到最關(guān)鍵作用，且較好的保鮮濃度配方為A2B2C2（ε-聚賴氨酸：0.03g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。經(jīng)對(duì)組合（A2B2C2）進(jìn)行驗(yàn)證，該組合可滴定酸含量較本正交試驗(yàn)組中較優(yōu)組（A3B2C1，可滴定酸含量最高）高出4個(gè)百分點(diǎn)，可滴定酸含量的變化幅度更小。

2.2.3 楊梅可溶性固形物含量的變化

在冷藏（4 ℃）條件下，測定楊梅可溶性固形物含量的變化，如圖11所示，6號(hào)試驗(yàn)組的固形物含量變化比較不穩(wěn)定，變化最為快速，上升最快下降最快的是冷藏儲(chǔ)存的對(duì)照組，其次下降最快的分別是3號(hào)、1號(hào)、7號(hào)、5號(hào)、4號(hào)試驗(yàn)組，相對(duì)較穩(wěn)定的為8號(hào)、2號(hào)和9號(hào)試驗(yàn)組。

圖11 冷藏（4 ℃）楊梅可溶性固形物含的變化圖

如表4顯示，在冷藏保藏下的楊梅試驗(yàn)組中，因數(shù)A的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T3最大，T2次之，T1最小，即T3＞T2＞T1，意味著因數(shù)A的3個(gè)濃度中，0.04 g·kg-1ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的固形物含量變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.03 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數(shù)B的3個(gè)濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的固形物含量變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個(gè)數(shù)值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因素C的3個(gè)濃度中0.3%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的固形物變化相對(duì)穩(wěn)定，保鮮效果要較好于濃度0.2%和0.4%的山梨酸鉀。

表4 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的固形物含量正交結(jié)果分析表

在R分析中，山梨酸鉀這一列最大，為1.74%，其次是殼聚糖，為1.64%，而ε-聚賴氨酸最小為1.63%，說明當(dāng)山梨酸鉀組合的水平變動(dòng)時(shí)，固形物含量隨之發(fā)生了較大的變動(dòng)，而ε-聚賴氨酸的水平變動(dòng)時(shí)，雖固形物含量也隨之發(fā)生變動(dòng)，但變動(dòng)的幅度相對(duì)較小，由此根據(jù)R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對(duì)固形物含量影響的主次順序是C＞B＞A，故山梨酸鉀對(duì)楊梅固形物的保鮮效果起到重要作用，且較好的保鮮濃度配方為A3B2C2（ε-聚賴氨酸：0.04g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。經(jīng)對(duì)組合（A3B2C2）進(jìn)行驗(yàn)證，該組合可溶性固形物含量較本正交試驗(yàn)組中較優(yōu)組（A3B3C2，可溶性固形物含量最高）高出2個(gè)百分點(diǎn)，可溶性固形物含量的變化相對(duì)更穩(wěn)定。

綜上，從楊梅在貯藏過程中還原糖、可滴定酸、可溶性固形物含量的變化來看，正交試驗(yàn)結(jié)果并不完全一致，因而選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)顯得特別重要。在本試驗(yàn)中，殼聚糖濃度表現(xiàn)出一致性，均顯示較好保鮮濃度（B2）為1.5%；而ε-聚賴氨酸則在還原糖、可溶性固形物方面顯示較好保鮮濃度（A3）為0.04 g·kg-1；山梨酸鉀則在可滴定酸、可溶性固形物含量指標(biāo)上顯示較好保鮮濃度（C2）為0.3%。綜合試驗(yàn)組A3B2C1、A2B2C2、A3B2C2（此三組分別為以還原糖、可滴定酸、可溶性固形物為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)的較優(yōu)組合）對(duì)還原糖、可滴定酸、可溶性固形物含量的變化的影響分析對(duì)比，較好的復(fù)合涂膜保鮮濃度配方為A3B2C2（ε-聚賴氨酸：0.04 g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。

3 結(jié)語

本研究以楊梅為試材，探究殼聚糖、ε-聚賴氨酸和山梨酸鉀復(fù)合涂膜對(duì)楊梅的最佳保鮮效果組合。在4℃條件下，結(jié)合PET＋PE復(fù)合膜包裝（不抽真空），運(yùn)用正交試驗(yàn)法優(yōu)化，具有較好保鮮鮮果的殼聚糖、ε-聚賴氨酸和山梨酸鉀復(fù)合涂膜的最佳濃度配比為：1.5%殼聚糖、0.04 g·kg-1ε-聚賴氨酸、0.3%山梨酸鉀。

本試驗(yàn)雖然通過綜合分析對(duì)比得出復(fù)合涂膜的最佳濃度配比，但仍需進(jìn)一步結(jié)合楊梅主要理化指標(biāo)進(jìn)行深入研究和驗(yàn)證，以得出更加優(yōu)化的ε-聚賴氨酸、殼聚糖和山梨酸鉀復(fù)合涂膜保鮮組合，以取得更好的保鮮效果。