殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜對蘭考蜜瓜保鮮效果的影響

◎ 萬 冰，王江潔，龐阿倩，姚 冬，曾 毅

（1.蘭考三農(nóng)職業(yè)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)系，河南 蘭考 475300；2.蘭考三農(nóng)職業(yè)學(xué)院信息工程系，河南 蘭考 475300）

哈密瓜，屬葫蘆科（Cucur-bitaceae）黃瓜屬（Cucumis）植物，以口感獨(dú)特、營養(yǎng)豐富、質(zhì)地優(yōu)良等深受各地消費(fèi)者的青睞。哈密瓜收獲期處于夏季，加上采后貯藏條件不佳，很容易腐敗變質(zhì)，不僅導(dǎo)致品質(zhì)降低，還會造成重大經(jīng)濟(jì)損失[1]。因此，急需開發(fā)高效的哈密瓜保鮮技術(shù)，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

殼聚糖作為甲殼素脫乙?；奶烊划a(chǎn)物，成膜性強(qiáng)，可生物降解，能延緩果蔬的成熟過程[2]。易靜等[3]采用殼聚糖和茶多酚對草莓進(jìn)行復(fù)合涂膜，保鮮效果較好；GIANFRANCO等[4]采用殼聚糖和乙醇復(fù)合處理對采后葡萄進(jìn)行保鮮，發(fā)現(xiàn)葡萄在貯藏期間失重率、腐爛率均有所降低；LIU等[5]研究了抗壞血酸和殼聚糖復(fù)合處理對李子的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)李子中各抗氧化酶可以保持較高活性，抗壞血酸和殼聚糖復(fù)合處理可以明顯延緩果實(shí)衰老。植酸，化學(xué)名為環(huán)己醇六磷酸酯，是一種從天然植物中提取的安全、多功能的食品添加劑，可以抑制褐變、氧化反應(yīng)，從而對食品進(jìn)行保鮮[6]。王陸玲[7]研究報(bào)道植酸與增效劑復(fù)合能夠延緩果實(shí)中抗壞血酸的降解，保持可溶性固形物含量。陳超等[8]研究表明，采用殼聚糖-植酸對黃巖蜜橘復(fù)合涂膜時，表面形成的膜可有效控制水分流失，使果實(shí)品質(zhì)得到有效改善。于有偉等[9]研究表明，殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜鮮切蓮藕能夠降低丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量，延緩褐變，同時保持較高的維生素C水平。

目前在哈密瓜保鮮方面的研究對象多為新疆和河套等地的哈密瓜品種，而對具有地方特色的蘭考蜜瓜則研究較少。同時，在哈密瓜保鮮技術(shù)上多采用的是物理、化學(xué)方法，而在生物保鮮技術(shù)方面報(bào)道較少，尤其是使用殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜對采后哈密瓜進(jìn)行保鮮還未見報(bào)道。因此，本文采用殼聚糖、植酸和殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜處理蘭考蜜瓜，研究其貯藏期內(nèi)硬度、可溶性固形物、抗壞血酸含量、丙二醛含量以及多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性變化，探究殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜的保鮮價(jià)值，為蘭考蜜瓜選擇高效的保鮮技術(shù)和綜合效果評定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試哈密瓜品種“玉蘭香”采自河南省蘭考縣杜寨村蜜瓜產(chǎn)業(yè)園。選擇大小、成熟度基本一致，無機(jī)械損傷，無病蟲害的果實(shí)，將果實(shí)單獨(dú)套網(wǎng)狀袋后放入標(biāo)準(zhǔn)紙箱（4個/箱）中，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室散去田間熱后置于6～8 ℃冷庫中貯藏待用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

清洗蜜瓜表面，晾干后分為4組，每組54個瓜，分別在蒸餾水、2%殼聚糖溶液、1%植酸溶液和2%殼聚糖+1%植酸溶液中浸泡10 min，取出室溫瀝干后貯藏于6～8 ℃冷庫內(nèi)。在貯藏后第0 d、6 d、12 d、18 d、24 d、30 d進(jìn)行相關(guān)生理指標(biāo)的測定，每個處理取3個瓜，3次重復(fù)，共216個哈密瓜。

1.2.2 指標(biāo)測定

（1）硬度、可溶性固形物和抗壞血酸含量的測定。將瓜沿著赤道部位切開，在切面上任選中心軸對稱的6點(diǎn)，用數(shù)顯式果實(shí)硬度計(jì)測定距果皮下0.5 cm處的硬度，取平均值為果實(shí)硬度，以kg·cm-2表示；可溶性固形物含量采用VR-113 brix/ATC型手持折光儀進(jìn)行測定；抗壞血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定[10]。

式中：X為抗壞血酸含量，mg/100 g鮮重；V為滴定消耗的2,6-二氯靛酚的體積，mL；V0為空白消耗的2,6-二氯靛酚的體積，mL；T為2,6-二氯靛酚的滴定度，mg·mL-1；W為樣品質(zhì)量，g；F為試液的稀釋倍數(shù)。

（2）丙二醛（MDA）含量及多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定。MDA含量測定按照GAO等[11]的方法。

式中：Y為MDA含量，μmol·g-1；D為吸光度值；V為提取液體積，mL；W為樣品鮮重，g。

PPO活性的測定參照MAHDAVIAN等[12]的方法稍作修改，酶活單位（U）以每克組織每分鐘內(nèi)吸光度變化0.01表示；POD活性的測定參照MAHDAVIAN等[12]的方法，酶活單位（U）以每克組織每分鐘內(nèi)吸光度變化0.01表示；SOD活性的測定按照YINGSANGA等[13]的方法，酶活單位（U）以每克樣品每分鐘光化還原抑制50%氮藍(lán)四唑表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析，p＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間硬度的影響

由圖1可知，蘭考蜜瓜的硬度在貯藏期間逐漸下降。其中，殼聚糖-植酸復(fù)合處理的硬度下降最為緩慢，對照組的硬度下降最快。貯藏至30 d時，對照組的硬度為4.41 kg·cm-2，單獨(dú)殼聚糖涂膜、單獨(dú)植酸涂膜和復(fù)合涂膜的硬度分別為6.67 kg·cm-2、6.78 kg·cm-2和8.16 kg·cm-2，復(fù)合涂膜處理比單獨(dú)殼聚糖涂膜、單獨(dú)植酸涂膜和對照組的硬度分別提高了22.3%、20.3%、85.0%（p＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明殼聚糖涂膜、植酸涂膜、殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜處理能有效保持蘭考蜜瓜的硬度，其中殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜效果最好。

圖1 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜硬度的影響圖

2.2 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間可溶性固形物含量的影響

由圖2可知，蘭考蜜瓜的可溶性固形物含量在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，采后果實(shí)生理活動在不停地進(jìn)行，營養(yǎng)物質(zhì)也在不斷地發(fā)生變化。對照組的可溶性固形物含量在第6天達(dá)到峰值（13.94%），殼聚糖涂膜、植酸涂膜和殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜分別在第12天達(dá)到峰值，分別為13.73%、13.51%、14.32%。貯藏至24～30 d，殼聚糖、植酸和殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜的可溶性固形物含量均顯著高于對照組（p＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明涂膜處理均可延緩采后蜜瓜果實(shí)可溶性固形物含量的下降，保持蘭考蜜瓜的品質(zhì)，提高果實(shí)耐藏性。

圖2 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜可溶性固形物含量的影響圖

2.3 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間抗壞血酸含量的影響

由圖3可知，蘭考蜜瓜的抗壞血酸含量隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。貯藏12～18 d，殼聚糖涂膜、植酸涂膜和殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜處理抗壞血酸含量顯著高于對照組（p＜0.05）；24～30 d時，復(fù)合涂膜處理組顯著高于單獨(dú)涂膜（p＜0.05），兩種單獨(dú)涂膜無顯著差異（p＞0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明在延緩蘭考蜜瓜抗壞血酸含量下降方面單獨(dú)涂膜差異不大，復(fù)合涂膜效果優(yōu)于單獨(dú)涂膜，有助于保持果實(shí)的新鮮度。

圖3 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜抗壞血酸含量的影響圖

2.4 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間MDA含量的影響

果蔬采后在貯藏時易發(fā)生膜脂過氧化，MDA作為膜脂過氧化產(chǎn)物，其含量通常用來表示細(xì)胞膜受損程度。由圖4可知，蘭考蜜瓜的MDA含量在30 d貯藏期內(nèi)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，且上升速率有所加快，表明蘭考蜜瓜在貯藏期間存在膜脂過氧化作用，且該進(jìn)程逐漸增強(qiáng)。貯藏18～30 d，殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜處理MDA含量顯著低于單獨(dú)涂膜（p＜0.05），且顯著低于對照組（p＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明殼聚糖和植酸涂膜對MDA含量的升高有延緩作用，有助于保護(hù)細(xì)胞膜的完整性，其中殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜效果最優(yōu)。

圖4 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜MDA含量的影響圖

2.5 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間PPO活性的影響

PPO作為果蔬采后貯藏過程中重要的氧化酶，通過催化酚類物質(zhì)進(jìn)行氧化作用，可間接反映細(xì)胞受損程度。由圖5可知，各處理組PPO活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，可能是隨著貯藏時間的延長，機(jī)體生理代謝旺盛，酶活性逐漸增強(qiáng)，后期隨著組織的衰老，酶活性不斷下降。貯藏中后期（6～30 d），對照組蘭考蜜瓜PPO活性均顯著高于涂膜處理組（p＜0.05）；24～30 d，單獨(dú)涂膜顯著高于復(fù)合涂膜處理（p＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明涂膜處理可以抑制PPO活性的增強(qiáng)，減輕細(xì)胞受損，且殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜比單獨(dú)涂膜效果好，單獨(dú)涂膜之間差異不明顯。

圖5 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜PPO活性的影響圖

2.6 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間POD活性的影響

POD是植物組織體內(nèi)清除自由基系統(tǒng)的關(guān)鍵酶類，與果實(shí)衰老進(jìn)程密切相關(guān)。由圖6可知，蘭考蜜瓜POD活性在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，各處理組均在第18天達(dá)到峰值，其原因可能是貯藏前期機(jī)體自由基代謝活動旺盛，酶活性升高，后期機(jī)體衰老導(dǎo)致酶活性降低。在貯藏期間，復(fù)合涂膜處理POD活性一直保持在較高水平，貯藏至30 d時，復(fù)合涂膜處理POD活性顯著高于單獨(dú)涂膜（p＜0.05），而單獨(dú)涂膜處理組之間無顯著差異（p＞0.05），但顯著高于對照組（p＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明涂膜處理可以有效保持POD活性，延緩組織衰老，殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜效果最優(yōu)。

圖6 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜POD活性的影響圖

2.7 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜貯藏期間SOD活性的影響

SOD是活性氧代謝系統(tǒng)中的關(guān)鍵保護(hù)酶，與POD協(xié)同作用清除機(jī)體內(nèi)多余的活性氧，維持機(jī)體動態(tài)平衡。由圖7可知，各處理組蘭考蜜瓜SOD活性在貯藏0～6 d緩慢下降，6～18 d逐漸上升，貯藏后期不斷下降。SOD活性上升的原因可能是蘭考蜜瓜受到環(huán)境脅迫，機(jī)體產(chǎn)生了調(diào)節(jié)代謝保護(hù)性反應(yīng)，而貯藏后期細(xì)胞修復(fù)能力下降，致使SOD活性下降。貯藏中后期（18～30 d），復(fù)合涂膜處理SOD活性顯著高于單獨(dú)涂膜（p＜0.05），對照組活性最低。試驗(yàn)結(jié)果表明涂膜處理能夠較好地保持SOD活性，減少機(jī)體受損程度，提高果實(shí)抗性。其中，殼聚糖-植酸復(fù)合涂膜效果優(yōu)于單獨(dú)涂膜。

圖7 不同涂膜處理對蘭考蜜瓜SOD活性的影響圖

3 結(jié)論與討論

蘭考蜜瓜在采后貯運(yùn)期間，受到外界環(huán)境因素如光照、溫度和微生物等的影響，極易腐爛變質(zhì)，導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值下降，加快膜脂過氧化速度和機(jī)體衰老速度。隨著貯藏時間的延長，蘭考蜜瓜營養(yǎng)物質(zhì)不斷流失，具體表現(xiàn)為硬度下降、可溶性固形物含量先上升后下降、抗壞血酸含量下降、營養(yǎng)成分分解。而蘭考蜜瓜PPO、POD和SOD抗氧化酶類活性呈先上升后下降的趨勢，其原因可能是機(jī)體在貯藏前期自由基代謝旺盛，在底物的刺激下酶活性逐漸增強(qiáng)，而后期進(jìn)入衰老進(jìn)程，生理代謝降低，活性氧累積較多，造成酶活性不斷下降。殼聚糖和植酸涂膜可以較好地維持蘭考蜜瓜貯藏期的品質(zhì)，維持組織的POD、SOD活性，抑制PPO活性的增強(qiáng)，減弱MDA對果實(shí)組織的傷害。殼聚糖和植酸涂膜在蘭考蜜瓜表面形成的半透性膜使果實(shí)表面結(jié)構(gòu)致密，可以抵抗外界不良環(huán)境和微生物入侵，維持果實(shí)營養(yǎng)，該結(jié)果與CHIEN等[14]的研究結(jié)論相似。

2%的殼聚糖和1%的植酸復(fù)合涂膜能夠保持蘭考蜜瓜貯藏期的硬度、可溶性固形物含量和抗壞血酸含量，維持POD和SOD活性，抑制PPO活性的增強(qiáng)，維持口感，還能減少機(jī)體MDA含量的積累，減輕細(xì)胞受損程度，其效果優(yōu)于2%殼聚糖和1%植酸單獨(dú)涂膜處理。在本研究的基礎(chǔ)之上，還可進(jìn)一步探索蘭考蜜瓜活性氧代謝機(jī)制并進(jìn)行分子水平方面的研究，以探明其內(nèi)在機(jī)理，更好地為蘭考蜜瓜保鮮技術(shù)提供理論參考。