殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜對櫻桃番茄保鮮效果的影響

連 歡，魏雯雯，楊相政,2,*

（1.中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究所，山東 濟(jì)南 250220；2.浙江大學(xué)，浙江 杭州 310058）

櫻桃番茄因其豐富的營養(yǎng)和多汁的口感而廣受歡迎，其除了維生素、蘋果酸和檸檬酸含量相對較多外，還含有番茄紅素和谷胱甘肽等防癌、抗癌活性物質(zhì)[1-2]。然而，櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果蔬，在貯運期間極易出現(xiàn)失水、發(fā)霉、腐爛等現(xiàn)象，因此，櫻桃番茄的保鮮工作尤為重要[3]。目前，櫻桃番茄的保鮮方法包括氣調(diào)保鮮、低溫保鮮、化學(xué)保鮮、生物保鮮法，但是氣調(diào)保鮮法難度較大，成本較高，化學(xué)保鮮法會給人類健康帶來一定的危害[3]，而生物保鮮法因其安全性較高、無污染，已成為現(xiàn)階段人們研究的熱點之一。

殼聚糖是一種天然多糖類物質(zhì)，抗菌效果好，具有較強(qiáng)的抑制病原菌和腐敗微生物的作用[4]，其優(yōu)良的成膜性也被人們熟知，并已應(yīng)用于果蔬的涂膜保鮮中[5]。殼聚糖涂膜使果實表面形成的一層可食性薄膜，可阻隔果實與外界進(jìn)行氣體交換，使其呼吸強(qiáng)度大大減弱，減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，延長果實的貯藏時間，其還可代替不可降解包裝材料的使用[6]，以減少環(huán)境污染、保障食品安全。因其分子中帶有游離氨基，在酸性溶液中易成鹽，可以單獨使用，也可以與其他物質(zhì)混合使用[7]。

天然抗菌劑因其來源于自然界，具有很高的安全性。芳香植物精油和植物提取物中因含有大量的芳香醇類、酚酸類及類黃酮等活性成分，從而具有一定的抗氧化及抗菌作用，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、植物保護(hù)和園藝領(lǐng)域[8]。我國約有5 000余種植物含有抑菌成分，丁香、艾葉、魚腥草、黃苓、連翹、蒲公英等中草藥在果蔬保鮮方面有較多應(yīng)用[9]。丁香和荷葉是常見的中草藥，來源廣泛，價格低廉。丁香中主要化學(xué)成分為揮發(fā)油類，含量為14%～20%，其中丁香酚的相對含量為78%～95%。荷葉中除含有荷葉堿、檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸等物質(zhì)外，還含有黃酮類、揮發(fā)油等功能性成分，具有抗氧化、抗炎、抑菌等生理活性，且安全、有效[10]，在蘋果、葡萄、獼猴桃等果蔬的保鮮中顯示出較好的抑菌效果。孫思勝等[11]研究發(fā)現(xiàn)，丁香提取物處理能在一定程度上延緩葡萄果實病害腐爛的發(fā)生。吳永玲等[12]發(fā)現(xiàn)，薄荷丁香復(fù)配保鮮劑處理鮮切蘋果可有效抑制蘋果表面微生物的生長。李昂[13]發(fā)現(xiàn)，荷葉浸膏對獼猴桃有明顯的保鮮效果。目前，天然植物抗菌劑的開發(fā)處于起步階段，其抗菌機(jī)理還有待深入研究，從植物中提取天然抗菌物質(zhì)，開發(fā)新型植物防腐劑的前景非常廣闊。在殼聚糖溶液中添加天然植物提取物，制備并利用可食性復(fù)合膜對果蔬進(jìn)行保鮮成為近些年的研究熱點。

本研究在殼聚糖中加入丁香或荷葉提取物制備殼聚糖復(fù)合膜，并將其應(yīng)用于櫻桃番茄的涂膜保鮮中，考察櫻桃番茄在貯藏過程中品質(zhì)的變化，以期獲得一種安全有效的保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

櫻桃番茄（品種：釜山88），市售；殼聚糖（脫乙酰度：90%）、丁香提取物（精油含量為15%～20%，其主成分為70%～85%的丁香油酚和3%的乙?；∠阌头樱⒑扇~提取物（含1%～4%的荷葉堿），西安昌岳生物科技有限公司；冰醋酸、丙三醇、二水合草酸、酚酞、氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、次氯酸鈉，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

YP1002N打漿機(jī)，九陽股份有限公司；TCL-1013高速臺式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；ZG-EU-2600紫外分光光度計，上海卓光儀器科技有限公司；TA-XTplusC質(zhì)構(gòu)儀，北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司；HJ-2A磁力攪拌器，常州蘇瑞儀器有限公司；PAL-1數(shù)顯折射儀，日本愛拓科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 復(fù)合膜的制備

準(zhǔn)確稱取殼聚糖粉末1 g倒入燒杯中，然后緩慢多次加入50 mL 0.5%的乙酸溶液，在25℃下用磁力攪拌器攪拌約4 h，制備20 g/L的殼聚糖溶液。待殼聚糖完全溶解后，加入甘油（殼聚糖質(zhì)量的30%）繼續(xù)攪拌至溶解。分別取0.5、1 g的丁香提取物或荷葉提取物粉末用50 mL蒸餾水制備成10 g/L、20 g/L水提液后與殼聚糖溶液混合，繼續(xù)攪拌0.5 h至均勻，復(fù)合膜溶液中殼聚糖終濃度為10 g/L，丁香、荷葉提取物濃度分別為5 g/L和10 g/L。

1.2.2 櫻桃番茄的涂膜處理

將櫻桃番茄用蒸餾水沖洗干凈，通風(fēng)處自然晾干。然后在殼聚糖-植物提取物復(fù)合膜溶液中浸泡3 min，以蒸餾水代替復(fù)合膜溶液為空白對照（CK），以10 g/L的殼聚糖純?nèi)芤捍鎻?fù)合膜溶液為對照（CS），將浸泡后的櫻桃番茄撈出自然晾干后放入聚乙烯（PE）保鮮袋（厚度0.04 mm，氧氣透過率3 050 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1，二氧化碳透過率9 500 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1）中，每袋裝30個番茄，所有樣品置于0℃冷庫中貯藏，每14 d取樣進(jìn)行指標(biāo)測定，共取4次樣。每個處理3個重復(fù)。

本研究共設(shè)置4個殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理：10 g/L殼聚糖+5 g/L丁香提取物，記為0.5%DX；10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物，記為1%DX；10 g/L殼聚糖+5 g/L荷葉提取物，記為0.5%HY；10 g/L殼聚糖+10 g/L荷葉提取物，記為1%HY。

1.2.3 測定項目與方法

1.2.3.1 感官品質(zhì)

分別對貯藏前和貯藏56 d時的櫻桃番茄拍照，對比貯藏前后果實外觀、色澤的差異。

1.2.3.2 硬度

使用質(zhì)構(gòu)儀對每次隨機(jī)挑選的5粒果實進(jìn)行硬度測定。儀器相關(guān)參數(shù)的設(shè)定為：選用2 mm的探頭，測前速度1.00 mm/s，測中速度1.00 mm/s，測后速度5.00 mm/s，位移10.000 mm，觸發(fā)力5.0 g。

1.2.3.3 腐爛率

采用觀察法，對果實腐爛個數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，初始數(shù)量為n0，每14 d記錄腐爛果實的數(shù)量為n1。果實的腐爛率計算公式如下：

1.2.3.4 失重率

采用稱重法測定櫻桃番茄失重率，測定并記錄各組櫻桃番茄原始質(zhì)量記為m0（g），每14 d重新測定1次質(zhì)量，記為m1（g），失重率計算公式如下：

1.2.3.5 可溶性固形物含量

使用數(shù)顯折射儀進(jìn)行測定。

1.2.3.6 可滴定酸（TA）含量

將櫻桃番茄切碎混合后用研磨機(jī)打漿。使用氫氧化鈉滴定法測定果實的可滴定酸含量，根據(jù)NaOH滴定液消耗量，計算可滴定酸含量[14]。

1.2.3.7 VC含量

采用2,6-二氯酚靛溶液滴定法[14]測定。VC含量計算公式如下：

式中：V1為滴定用染料量，mL；V2為空白滴定用染料量，mL；m為滴定時樣品稀釋液中含樣品的量，g；T為1 mL染料相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中感官品質(zhì)的影響

由圖1可以看出，貯藏期間所有櫻桃番茄的外觀發(fā)生了明顯的變化。貯藏前果實整體呈現(xiàn)鮮亮的紅色，貯藏56 d后，櫻桃番茄整體呈現(xiàn)暗紅色；CK組和CS組果實變軟，部分果實上能看到菌斑并有腐爛果實出現(xiàn)；經(jīng)過殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理的果實沒有出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。由上可知，殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜對櫻桃番茄具有一定的保鮮作用。

圖1 不同處理組櫻桃番茄貯藏前（A）和貯藏56 d（B）時圖片F(xiàn)ig.1 Pictures of cherry tomatoes before(A)and storage for 56 d(B)in different treatment groups

2.2 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中硬度的影響

由圖2可知，貯藏56 d時，所有櫻桃番茄的硬度和初值相比均下降，由于果實中一些水解果膠和纖維素的酶類活性增加，導(dǎo)致果實細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散失去黏性[15]。CK組果實由于沒有經(jīng)過任何涂膜處理，硬度幾乎為直線下降，果皮硬度由399.4 g下降至56 d時的176.5 g。CS組和復(fù)合涂膜處理組的果實硬度相對較高，貯藏56 d時，1%DX處理組的番茄硬度最高，為220.8 g。由此可以看出，殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理能有效抑制果實變軟。Abugoch等[16]認(rèn)為，水分的流失也是引起果實硬度降低的重要原因之一，涂膜處理可以通過延緩果實水分損失來延緩果實軟化。

圖2 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中硬度的變化Fig.2 Hardness changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.3 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中腐爛率的影響

由圖3可以看出，所有櫻桃番茄的腐爛率隨著貯藏時間的延長而增加，櫻桃番茄果實采后易受微生物侵染，使果實表面出現(xiàn)斑點或腐爛。CK組在貯藏56 d時腐爛率達(dá)到17.78%，1%DX處理組的果實腐爛率最低，相比空白組降低了10.00個百分點。櫻桃番茄經(jīng)涂膜處理后，果實表面形成的膜可作為屏障阻止微生物的侵染，而且殼聚糖、丁香提取物和荷葉提取物本身是很好的抑菌劑，可抑制果實表面微生物的生長[9]。殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理在很大程度上降低了櫻桃番茄果實的腐爛率，保持了果實的品質(zhì)。

圖3 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中腐爛率的變化Fig.3 Decay rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.4 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中失重率的影響

櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果實，在貯藏過程中，受蒸騰作用和呼吸作用的雙重影響，櫻桃番茄極易失水[17]。由圖4可以看出，果實的失重率在貯藏期間整體呈上升趨勢；CK組果實失水最嚴(yán)重，在第56天時，失重率達(dá)到0.226 5%；1%DX處理組果實失重率相對最低，相對于CK組降低了0.06個百分點，對櫻桃番茄失水的抑制效果最好。殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理能在櫻桃番茄表面形成一層保護(hù)膜，阻塞了果實表面的皮孔，從而延緩果實的水分流失[18]，這與袁仲玉等[19]的研究結(jié)果一致。

圖4 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中失重率的變化Fig.4 Weight loss rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.5 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中可溶性固形物含量的影響

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，所有櫻桃番茄的可溶性固形物含量逐漸下降；CK組的櫻桃番茄可溶性固形物含量下降較劇烈，初值為5.9%，56 d時已降為4.2%；在貯藏后期，1%HY處理組的櫻桃番茄可溶性固形物含量和其他試驗組相比較高。櫻桃番茄果實在貯藏期間淀粉轉(zhuǎn)化的糖元不足以補充呼吸作用消耗的可溶性糖類物質(zhì)，導(dǎo)致果實可溶性固形物含量下降，這與隋思瑤等[20]的研究結(jié)果一致。涂膜處理能有效抑制呼吸作用，從而在一定程度上減緩櫻桃番茄可溶性固形物含量的下降，抑制果實衰老[21]。相比于其他處理，1%HY和1%DX處理抑制可溶性固形物降低的效果最好。

圖5 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可溶性固形物含量的變化Fig.5 Soluble solid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.6 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中可滴定酸含量的影響

由圖6可知，所有櫻桃番茄可滴定酸含量隨貯藏時間的延長整體呈下降趨勢?？傻味ㄋ嵋徊糠直还麑嵉暮粑饔孟?，另一部分則轉(zhuǎn)化為糖類[22]。CK組櫻桃番茄的可滴定酸含量在貯藏期間顯著低于其他試驗組，貯藏前果實的可滴定酸含量為0.32%，貯藏56 d時下降為0.20%；1%DX處理組的果實可滴定酸含量下降較緩慢。這是因為殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理在果實表面形成的膜抑制了果實呼吸作用對有機(jī)酸的消耗，有利于保持櫻桃番茄中可滴定酸含量。

圖6 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可滴定酸含量的變化Fig.6 Titratable acid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.7 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中VC含量的影響

VC是櫻桃番茄中重要的抗氧化劑，可在一定程度上清除活性氧，減緩果實衰老變質(zhì)的速度。由圖7可知，各組櫻桃番茄中的VC隨貯藏時間的延長而逐漸氧化分解，含量下降。貯藏前期和后期VC含量下降趨勢較緩慢，14～42 d果實VC含量急劇下降；整個貯藏過程中CK組果實的VC含量下降相對較快，從初值4.835 mg/100 g下降到貯藏56 d時的0.345 mg/100 g，下降了92.85%。1%DX涂膜處理組的櫻桃番茄VC損失最低，在貯藏56 d時VC含量相對于CK組果實提高了75.02%，說明10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物復(fù)合涂膜處理有效減緩了櫻桃番茄中VC的損失。

圖7 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中VC含量的變化Fig.7 VC contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

3 結(jié)論

殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理的櫻桃番茄相比空白對照，表皮堅硬程度持續(xù)時間長，失重率和腐爛率較低，營養(yǎng)成分也不易流失，貯藏保鮮效果有了明顯的提升；10 g/L殼聚糖和10 g/L丁香提取物復(fù)合涂膜能最大程度地發(fā)揮各成膜組分的功效，使果實表面形成抑菌膜，明顯降低櫻桃番茄的失重率和腐爛率，保持果實硬度以及可溶性固形物、可滴定酸、VC含量，提高果實的貯藏品質(zhì)。本研究獲得了一種安全有效的保鮮方法，為殼聚糖-植物提取物復(fù)合膜對櫻桃番茄的涂膜保鮮應(yīng)用提供了參考。