殼聚糖和ε-聚賴氨酸處理 對青椒貯藏品質的影響

周 湘，李思敏

（廣東廣墾綠色農產品有限公司，廣東廣州 510630）

青椒作為常見的蔬菜為廣大消費者喜愛，在采收后貯藏、運輸和銷售期間，由于自身的呼吸作用和外界環(huán)境的影響，其品質會快速下降。青椒的產季是7—9月，由于環(huán)境溫度高、濕度大，發(fā)生變質的概率極高，會造成巨大的經濟損失[1]。新鮮果蔬中含有大量的水分，是影響其口感與風味的重要成分，但其較高的含水量也給微生物和酶等創(chuàng)造了有利的條件，導致新鮮果蔬的貯藏性能差、容易腐爛和變質。這種腐敗變質稱為生物敗壞，主要是細菌、霉菌、酵母等微生物的破壞而引起的敗壞。此外，采收后新鮮果蔬在貯藏過程中一直保持著鮮活狀態(tài)，仍是一個有生命的有機體，還會進行水分蒸發(fā)及呼吸作用等復雜的生命活動，這與果蔬的貯藏品質密切相關，會影響其貨架期。使用保鮮液處理采收后的果蔬，可以大大改善其貯藏品質。

蝦蟹殼等水產加工廢棄物中主要部分為甲殼質，其經脫乙酰反應后得到殼聚糖，殼聚糖天然、無毒副作用，不僅可以為綠色包裝、保鮮、醫(yī)療用品等提供價格低廉、性能優(yōu)異的材料來源，還能使廢棄的蝦殼、蟹殼回收利用，解決其帶來的環(huán)境污染問題。近年來，殼聚糖因自身具有抑菌性，被越來越多地應用于果品保鮮，以穩(wěn)定果蔬貯藏品質，延長果蔬貨架期[2-4]。ε-聚賴氨酸是一種陽離子聚合多肽，這種生物防腐劑在80年代就首次應用于食品防腐，其能在人體內分解為賴氨酸，而賴氨酸是人體必需的8種氨基酸之一，也是世界各國允許在食品中強化的氨基酸。因此ε-聚賴氨酸是一種營養(yǎng)型抑菌劑，抑菌譜廣，安全性高于其他化學防腐劑，其急性口服毒性為5 g·kg-1。ε-聚賴氨酸的抑菌性質及特點使其在食品的保鮮防腐中有良好的應用前景?！妒称钒踩珖覙藴?食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）已規(guī)定可將ε-聚賴氨酸用于果蔬保鮮[5]。

本研究利用殼聚糖和ε-聚賴氨酸及其復合保鮮液處理市售青椒，從青椒保青效果、腐爛率和失水率等方面研究其對貯藏品質的影響，為青椒保鮮貯藏、減少腐爛浪費奠定研究基礎。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

青椒，由廣東廣墾綠色農產品有限公司提供，大小均勻、無損傷和無病蟲害；殼聚糖，浙江玉環(huán)甲殼素廠提供；ε-聚賴氨酸，南京軒凱生物科技股份有限公司提供，胡蘿卜軟腐果膠桿菌（Pectobacterium carotovorum），由中國科學院微生物研究所提供。

3種保鮮液分別為聚糖保鮮液（CTS，濃度為 2 g·L-1，將殼聚糖溶于濃度為1%的醋酸溶液）、 ε-聚賴氨酸保鮮液（PL，濃度為0.05 g·L-1）以及殼聚糖和ε-聚賴氨酸復配保鮮液（CP，殼聚糖保鮮液和ε-聚賴氨酸保鮮液按體積比1∶1比例復配），對照樣（CK）為去離子水。上述保鮮液溶劑均為去離子水。

1.2 儀器與設備

JJ500A型電子天平，昆山托普泰克電子有限公司；X85-2恒溫磁力攪拌器，上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

選取大小一致青椒共20顆，在處理液中浸泡 5 min，取出后置于不銹鋼托盤中于常溫下放置。分別于第3天、第6天、第9天、第12天及第15天測定保青效果、腐爛率、失水率及抑菌率。

1.3.2 青椒青色指數與腐爛率測定

（1）青椒青色指數。青椒青色指數按青椒表面變色程度劃分為4個級別，0級表示表面完全沒有變色，1級表示表面變色面積小于50%，2級表示表面變色面積大于50%，3級表示表面全部變色。青椒青色指數按式（1）計算。

（2）青椒腐爛率按青椒表面發(fā)生的腐爛面積劃分為4個級別，0級表示表面沒有發(fā)生腐爛，1級表示表面腐爛面積達10%，2級表示腐爛面積20%～30%，3級表示表面完全腐爛。青椒腐爛率按式（2）計算。

1.3.3 青椒失水率測定

青椒失水率按式（3）計算。

式中：m為青椒初始質量，g；n為青椒儲藏時間為t時的質量，g。

1.3.4 抑菌試驗

將貯藏的胡蘿卜軟腐果膠桿菌接種于營養(yǎng)肉汁瓊脂斜面，30 ℃培養(yǎng)24 h，向斜面中加入10 mL無菌水，刮取菌苔并混勻，調整菌液濃度為106個/mL。取菌液100 μL涂布營養(yǎng)肉汁瓊脂平板，30 ℃培養(yǎng)24 h， 在距平板中心3 cm同心圓處打取直徑為6.8 mm的菌餅，以備抑菌試驗使用。將抑菌劑與營養(yǎng)肉汁瓊脂培養(yǎng)基（46 ℃）以1∶9的體積比進行混合，得到一定濃度的含藥平板，將菌餅的有菌面貼在含藥培養(yǎng)基中央。用無菌水做空白對照。將上述平板于 30 ℃培養(yǎng)24 h，十字交叉法測量菌落直徑，按公式（4）計算抑菌率。

1.4 數據處理

采用Excel 2010軟件分析處理所得數據，取平均值。

2 結果與分析

2.1 對青椒保青效果的影響

青椒采收后經過處理其失去光合作用的能力，葉綠體自身不能更新且被分解，葉綠素分子遭到破壞。葉綠素降解是植物衰老最明顯的標志，會影響植物的色澤。由圖1可知，將青椒儲藏3～15 d，隨著儲藏時間的延長，青椒青色指數逐步下降，前 9 d變化緩慢，之后變色速度明顯變大。與對照樣CK比較，經過3種保鮮液處理的青椒變色速度都有所減緩，CP組對青椒的保青效果優(yōu)于CTS組，ε-PL組的效果相對較差，但仍明顯高于對照樣，CP組的青色指數在第15天時是對照樣的2.7倍。分析認為，隨著貯藏時間的延長，果蔬品質會發(fā)生劣變，往往伴隨著色澤的變化，因此青色指數可以直觀地反映采摘后青椒品質變化。由此可見，按1∶1配制的殼聚糖和ε-聚賴氨酸復合保鮮液保青效果最佳。

圖1 不同保鮮液對青椒保青效果的影響

2.2 對青椒腐爛率的影響

采摘后的青椒生命活動沒有停止，自身代謝依然存在，受微生物的影響，其在貯藏期間會發(fā)生腐爛。由圖2可知，青椒的腐爛率隨著貯藏的時間延長逐步增大，在開始的前6 d基本上沒有發(fā)生腐爛，之后腐爛速度快速增大。從3種保鮮液的保鮮效果來看，CP＞CTS＞ε-PL的效果。貯藏至15 d，使用CP保鮮液的腐爛率為50%，而使用ε-PL保鮮液的腐爛率為61%，效果差異明顯。

分析認為，青椒采后造成腐爛病害的病原菌有鐮刀菌、蔬菜軟腐病菌和黃曲霉菌等微生物，而鐮刀菌、盤長孢狀刺盤孢菌和蔬菜軟腐病菌3種病菌具有潛伏侵染特性。辣椒果實的果肉和果柄（包括尊片）在抗病性方面存在較大差異，微生物通過傷口侵入辣椒果肉而引起嚴重腐爛。殼聚糖和ε-聚賴氨酸具有廣譜抗菌性，對青椒采摘后具有良好的保 護性。

圖2 不同保鮮液對青椒腐爛率的影響

2.3 對青椒失水率的影響

青椒采后存在生命活動，呼吸作用一直延續(xù)，繼續(xù)消耗水分。同時水分的蒸發(fā)也會造成失水。而水分減少會使青椒皺縮，促進呼吸作用并消耗干物質，從而對青椒的營養(yǎng)價值產生較大的影響。由圖3可知，青椒在貯藏的前9 d失水速度不大，繼續(xù)延長儲藏時間，失水速度加快，失水率增大。從3種保鮮液的效果比較來看，CP溶液浸泡對青椒的水分保持效果最優(yōu)，CTS溶液浸泡的效果次之，ε-PL的效果相對較低。上述3種保鮮方式下的青椒失水率顯著低于對照樣，表明經過保鮮液處理后青椒的保水效果較好。

分析認為，經過采摘后的青椒呼吸旺盛、代謝加快帶動機體更快蒸騰失水，故貯藏前期失水較快。貯藏15 d時，CK組失水率達3.5%，這表明細胞結構已被破壞；CTS和ε-PL兩組失水率在2.4%左右，這可能與CTS和ε-PL具有一定的成膜性相關，抑制了自由水相對含量的降低。CP失水率為1.9%，可能是因為復合處理增強了青椒對不良環(huán)境的耐受，抗逆反應強烈，主要通過減少自由水使得機體新陳代謝速率下降，并通過增加結合水含量增強抗逆能力。

圖3 不同保鮮液對青椒失水率的影響

2.4 對抑菌效果的影響

青椒貯運過程中極易發(fā)生細菌性軟腐病，且可快速蔓延，導致水分外滲，果肉腐爛，從而失去食用價值。胡蘿卜軟腐果膠桿菌是青椒軟腐的主要原因。青椒主產季在7—9月，此時會有大量青椒集中上市，積壓時間較長，且夏季高溫高濕的氣候條件可明顯增加細菌性軟腐病的發(fā)生概率，使青椒采后損耗居高不下。由圖4可知，保鮮液對貯藏青椒的抑菌效果隨著貯藏時間的延長，效果越來越差。與對照樣相比較，CT、ε-PL及CP保鮮液對青椒的腐敗都有抑制效果，其中CP保鮮液的抑菌效果在貯藏3 d時高達90%，15 d時降至76%，效果非常明顯；與CT及ε-PL相比，開始3 d內抑菌效果差距不大，但隨著貯藏時間延長，CP保鮮液的抑菌效果明顯優(yōu)于CT及ε-PL。分析認為，殼聚糖及ε-聚賴氨酸都具有抑菌作用，但是兩者單獨使用效果不及兩者復合作用效果明顯。

圖4 不同保鮮液對青椒腐敗抑菌效果的影響

3 結論

采用殼聚糖、ε-聚賴氨酸及兩者的復配溶液處理青椒都可以改善青椒的保青效果，降低腐爛率和失水率，3種方法均可起到保鮮作用，且殼聚糖和ε-聚賴氨酸復配溶液對青椒的保鮮效果最優(yōu)，其次為殼聚糖溶液，ε-聚賴氨酸溶液相對較差。