殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜在草莓常溫貯藏中的應(yīng)用

曲夢(mèng)銳，劉雨辰，曹愷洋，王東營(yíng)

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

草莓（FragariaananassaDuch）為薔薇科（Rosaceae）草莓屬（Fragaria）多年生草本植物[1]，在我國(guó)各地均有種植。新鮮的草莓嬌嫩多汁，香氣濃郁，富含維生素、糖類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)等物質(zhì)，具有生津潤(rùn)肺、消暑解熱、促進(jìn)腸胃消化以及美容抗氧化等功效[2]。草莓不屬于呼吸躍變型水果，采摘后乙烯含量對(duì)其成熟度不會(huì)產(chǎn)生較大影響，為了保持較好的色澤、風(fēng)味及口感，需要在成熟度較高的時(shí)期進(jìn)行采摘[3]。然而，成熟的草莓皮薄肉嫩且含有較高的水分，采摘后貯運(yùn)過程極易受到機(jī)械損傷，進(jìn)而被微生物侵染而腐爛[4]，嚴(yán)重影響其營(yíng)養(yǎng)和商品價(jià)值。因此，尋找一種高效節(jié)能、綠色環(huán)保的保鮮方法至關(guān)重要。

目前，關(guān)于草莓保鮮技術(shù)的研究較多，常用的保鮮方法有物理保鮮（如溫度控制、氣調(diào)保鮮、超聲處理等）、化學(xué)保鮮、可食性膜保鮮、生物保鮮等[5-6]。可食性膜保鮮主要是以多糖、蛋白質(zhì)、淀粉等天然來源產(chǎn)物為基材，與其他具有抗氧化活性的物質(zhì)復(fù)配而成，制成的膜具有一定的氣體阻隔能力，能夠有效地降低果蔬的呼吸作用、代謝速率以及減少微生物侵染，因而具有一定的保鮮作用[7-8]。

殼聚糖（chitosan）是甲殼素類動(dòng)物脫乙酰化的產(chǎn)物，表現(xiàn)出良好的抗菌性、成膜性和降解能力[9]，是制備保鮮膜的理想材料。Li 等[10]初步總結(jié)了殼聚糖的抑菌機(jī)制，主要是電荷相互作用、形成胞外聚集物及破壞細(xì)胞膜及DNA 損傷等，表現(xiàn)出對(duì)真菌、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌生長(zhǎng)的抑制作用。植物精油是從植物中提取出來的一類具有生物活性的芳香物質(zhì)，芫荽（CoriandrumsativumL.）的莖葉、根和果實(shí)都可用于提取精油[11-12]。Shahwar 等[13]通過氣相色譜法分析了芫荽籽精油的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)芳樟醇、γ-松油烯、α-蒎烯、樟腦、乙酸癸香葉、檸檬烯、香葉醇、莰烯和D-檸檬烯等是其主要成分，且表現(xiàn)出顯著的自由基清除活性和較強(qiáng)的還原力，具有作為天然抗氧化劑應(yīng)用的潛力。

因此，本研究將芫荽精油與殼聚糖復(fù)合制備保鮮液，對(duì)草莓進(jìn)行浸泡涂膜，通過測(cè)定常溫密封貯藏期內(nèi)草莓果實(shí)的理化指標(biāo)的變化，探索該復(fù)合保鮮液對(duì)草莓保鮮效果的影響，以期為工業(yè)化草莓保鮮拓展新思路。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

草莓、芫荽、聚丙烯密封保鮮盒：市售；殼聚糖（生物試劑，脫乙酰度為90%）、吐溫80、冰乙酸、甘油、氫氧化鈉（均為分析純）：鄭州軒之成化工科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平（ME204E）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；萬能粉碎機(jī)（FW-100）：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；數(shù)顯恒溫磁力攪拌器（SN-MS-H280D）：上海尚儀儀器設(shè)備有限公司；超聲波清洗機(jī)（GW1530）：深圳市冠博科技實(shí)業(yè)有限公司。恒溫磁力電加熱套（SZCL-2）：鞏義市予華儀器有限公司；UV-6000 紫外可見分光光度計(jì)（UV-6000）：上海元析儀器有限公司；氮吹濃縮儀（MTN-2800W）：上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司；數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)（FJ200-SH）：上海滬析實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 樣品制備

1.3.1 芫荽精油的提取

參考王東營(yíng)等[14]的方法使用水蒸氣蒸餾法提取芫荽精油。取新鮮的芫荽剪掉根部，摘掉爛葉清洗干凈，在陰涼通風(fēng)處自然晾干，晾干后經(jīng)萬能粉碎機(jī)粉碎后裝入密封袋備用。稱取100 g 芫荽粉末裝入2 000 mL圓底燒瓶中，加入1 400 mL 三級(jí)水浸泡9.2 h，放入水蒸氣蒸餾提取裝置中連續(xù)提取9.2 h，取出餾出液加入一定量的正己烷進(jìn)行萃取，充分萃取后用氮吹濃縮儀去除正己烷即得芫荽精油，芫荽精油得率為0.54%。

1.3.2 殼聚糖-芫荽精油復(fù)合涂抹液的制備

參考Wang 等[15]的制備方法，稍作修改。取1%殼聚糖溶于冰乙酸，放入磁性攪拌器攪拌使殼聚糖充分溶解；依次加入乳化劑吐溫80（0.2%）、增塑劑甘油（甘油質(zhì)量比為0.15 g 甘油/1 g 殼聚糖），繼續(xù)將混合溶液磁力攪拌2 h。接著在混合溶液中加入芫荽精油（0.06%、0.12%、0.18%），為了確保芫荽精油均勻分布，所有保鮮液均使用數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)均質(zhì)化10 min，超聲波清洗器超聲30 min 以除去氣泡，最后得到芫荽精油濃度分別為0.06%、0.12%、0.18% 的保鮮液，冰箱密封冷藏備用。

1.3.3 貯藏保鮮試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選成熟度一致、品質(zhì)優(yōu)良的草莓600 枚，每150 枚為一組平均分成4 組。將草莓按組分別放進(jìn)精油濃度為0.06%、0.12%、0.18% 的保鮮液中浸泡60 s，撈出自然晾干；以超純水為空白對(duì)照組，將剩余一組的草莓放入超純水浸泡60 s，晾干分別放入對(duì)應(yīng)的聚丙烯保鮮盒。

將處理好的草莓在常溫25 ℃下密封貯藏8 d，分別在第0、2、4、6、8 天取一次樣，分別測(cè)定其感官品質(zhì)、腐爛率、失重率、VC含量、可滴定酸含量及丙二醛含量，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)試驗(yàn)3 次。

1.3.4 感官品質(zhì)評(píng)分測(cè)定

由經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的10 名學(xué)生組成感官評(píng)價(jià)小組，采取9 分制評(píng)分法，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 草莓感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality evaluation criteria of strawberries

1.3.5 腐爛率測(cè)定

參考鐘秋夏等[16]的方法，按草莓果實(shí)的腐爛面積分為5 個(gè)等級(jí)：0 級(jí)無任何腐爛，1 級(jí)、2 級(jí)、3 級(jí)和4 級(jí)腐爛面積分別占果實(shí)面積的0%～＜25%、25%～＜50%、50%～＜75%和75%～＜100%。腐爛率公式如下。

式中：D為腐爛率，%；m為腐爛級(jí)數(shù)，級(jí)；n為該級(jí)別樣品個(gè)數(shù)，個(gè)；N為總樣品個(gè)數(shù)，個(gè)；4 為最高腐爛級(jí)數(shù)，級(jí)。

參考吳子龍等[17]的方法，使用稱量法計(jì)算失重率，公式如下。

L=（G1-G2）/G1× 100

式中：L為失重率，%；G1為草莓貯藏前質(zhì)量，g；G2為草莓貯藏Nd 時(shí)的質(zhì)量，g。

1.3.7 VC含量測(cè)定

參考GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測(cè)定》，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定VC含量。

1.3.8 可滴定酸含量測(cè)定

參考楊蕾[18]的方法，采用酸堿滴定法測(cè)定可滴定酸含量。取3 g 草莓樣品加入100 mL 去離子水均質(zhì)，取上清液加入兩滴酚酞指示劑，以0.1 mol/L 氫氧化鈉溶液滴定，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積，結(jié)果以檸檬酸的量計(jì)算。

1.3.9 丙二醛含量測(cè)定

參考Yang 等[19]的方法，采用分光光度法測(cè)定丙二醛含量。取1 g 草莓樣品加入5 mL 10%三氯乙酸溶液勻漿，離心（3 500 r/min，10 min）取2 mL 上清液，并加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液，將混合溶液在100 ℃加熱20 min，取出并冷卻。取上清液并記錄其在450、532、600 nm 處的吸光度，草莓中丙二醛含量以μmol/g表示，公式如下。

為降低CO2在合成氣中比例，CaO強(qiáng)化的CO2捕集技術(shù)也在化學(xué)鏈氣化、制氫、重整等工藝中被研究[23-24]。通常利用CaO對(duì)含碳原料氣化的粗燃?xì)膺M(jìn)行CO2捕集，提升H2產(chǎn)率[25-26]。CaO強(qiáng)化的直接固體原料化學(xué)鏈氣化相關(guān)研究較少。

C=6.45 ×（A532-A600）-0.56 ×A450

式中：C為丙二醛含量，μmol/g；A532、A600和A450分別為其在532、600、450 nm 處的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel2016 記錄和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用Origin2018 進(jìn)行圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓感官品質(zhì)的影響

草莓的外觀、色澤和風(fēng)味是消費(fèi)者通過視覺和嗅覺可以直觀感受到的，是激發(fā)消費(fèi)者購(gòu)買欲的重要因素。草莓貯藏期內(nèi)感官品質(zhì)評(píng)分變化見圖1。

圖1 草莓貯藏期內(nèi)感官品質(zhì)評(píng)分變化Fig.1 Changes in sensory quality score of strawberries during storage period

由圖1 可知，各組草莓的感官品質(zhì)評(píng)分均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，表明草莓感官品質(zhì)逐漸降低。當(dāng)貯藏8 d 時(shí)，添加0.18% 芫荽精油保鮮組的感官品質(zhì)評(píng)分在6.6 左右，明顯高于其他各處理組，而對(duì)照組與低濃度精油處理組幾乎全部腐爛變質(zhì)無法食用。結(jié)果表明，0.18% 芫荽精油與殼聚糖復(fù)合涂膜處理可以明顯提高草莓的感官品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。

2.2 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓腐爛率的影響

草莓在貯藏過程中，極易受到機(jī)械損傷和微生物污染如被灰霉菌、根霉菌和炭疽病菌等致病菌侵染而出現(xiàn)腐爛變質(zhì)[20]。草莓貯藏期內(nèi)腐爛率變化見圖2。

圖2 草莓貯藏期內(nèi)腐爛率變化Fig.2 Changes in decay rate of strawberries during storage period

由圖2 可知，草莓在貯藏過程中隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)腐爛率也隨之增加。當(dāng)貯藏8 d 時(shí)，純水組的腐爛率高達(dá)89.5%，而同一時(shí)期0.18% 濃度的芫荽精油處理的保鮮組腐爛率不足30%，存在顯著性差異（P＜0.05）。這與Javanmardi 等[21]以百里香精油、長(zhǎng)葉薄荷精油的納米乳液應(yīng)用在草莓果實(shí)表面研究其對(duì)灰霉病菌生長(zhǎng)影響的結(jié)果一致。結(jié)果表明芫荽精油在控制草莓果實(shí)腐爛方面具有較高的抑菌活性，可以有效降低草莓貯藏期間的腐爛指數(shù)。

2.3 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓失重率的影響

草莓是水分含量極高的水果之一，在貯藏過程中進(jìn)行著強(qiáng)烈的呼吸作用和蒸騰作用，極易出現(xiàn)水分的流失。草莓貯藏期內(nèi)果實(shí)失重率變化見圖3。

圖3 草莓貯藏期內(nèi)失重率變化Fig.3 Changes in weight loss rate of strawberries during storage period

由圖3 可知，各組失重率均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐步上升。總體來看，經(jīng)芫荽精油與殼聚糖復(fù)合涂膜的保鮮組的失重率均低于純水組，其中，經(jīng)0.18%芫荽精油處理的保鮮組在貯藏第8 天時(shí)失重率僅為3.6%，而純水組、0.08% 保鮮組的失重率分別高達(dá)9.6% 和8.8%，說明較低濃度的芫荽精油處理與純水組對(duì)草莓失重率的影響差異不大，這可能是由于芫荽精油濃度過低，不能有效地減緩草莓的呼吸作用和蒸騰作用；而較高濃度的保鮮組可以有效延緩草莓果實(shí)的水分流失速度，保鮮效果較好。

2.4 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓VC 含量的影響

草莓富含豐富的VC，其含量是表明草莓新鮮度的重要指標(biāo)之一。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，草莓中的VC含量逐漸降低。不同貯藏時(shí)間草莓VC含量變化見圖4。

圖4 草莓貯藏期內(nèi)VC 含量變化Fig.4 Changes in VC content in strawberries during storage period

由圖4 可知，純水組的VC下降最迅速，接著是0.06% 保鮮組和0.12% 保鮮組，0.18% 保鮮組的草莓VC下降較為平緩。當(dāng)貯藏第8 天時(shí)，純水組的VC低至37.1 mg/100g，而0.08%、0.12% 和0.18% 保鮮組的VC分別是純水組的1.2、1.4 倍和1.9 倍。說明芫荽精油能夠較好地延緩草莓VC含量的降低速度。

2.5 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓可滴定酸含量的影響

草莓中的可滴定酸主要是蘋果酸和檸檬酸等有機(jī)酸，其含量是影響草莓風(fēng)味的重要因素之一。草莓貯藏期內(nèi)可滴定酸含量變化見圖5。

圖5 草莓貯藏期內(nèi)可滴定酸含量變化Fig.5 Changes in titratable acid content in strawberries during storage period

由圖5 可知，無論對(duì)照組還是不同精油濃度的保鮮組均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)可滴定酸含量降低。在第0 天時(shí)，草莓的可滴定酸含量為0.42%，而經(jīng)過8 d 的貯藏后，純水組的可滴定酸含量降低了66.7%，而0.18% 保鮮組的可滴定酸降低了28.6%，說明較高濃度精油涂膜有利于減緩草莓可滴定酸的下降速度，保鮮效果較好。

2.6 殼聚糖與芫荽精油復(fù)合涂膜對(duì)草莓丙二醛含量的影響

在貯藏過程果蔬的細(xì)胞膜脂質(zhì)會(huì)發(fā)生過氧化分解反應(yīng)，最終產(chǎn)物為丙二醛，丙二醛是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，其含量高低反映了果蔬的新鮮度[22]。草莓貯藏期內(nèi)丙二醛含量變化見圖6。

圖6 草莓貯藏期內(nèi)丙二醛含量變化Fig.6 Changes in malondialdehyde content in strawberries during storage period

由圖6 可知，純水組丙二醛含量上升較快，而添加精油的保鮮組能夠明顯減緩丙二醛的增長(zhǎng)速度，且與精油添加濃度呈正相關(guān)。在貯藏第8 天時(shí)，純水組的丙二醛高達(dá)66.7 μmol/g，而0.08%、0.16% 保鮮組以及0.18% 保鮮組的丙二醛含量分別為61.5、52.3、40.2 μmol/g，說明含有較高濃度芫荽精油保鮮組的草莓品質(zhì)相對(duì)較好。這可能與芫荽精油的抗氧化作用有關(guān)，Marangoni 等[23]通過在香腸中分別添加芫荽精油和二丁基羥基甲苯研究脂質(zhì)氧化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芫荽精油抗氧化活性較好，甚至優(yōu)于合成抗氧化劑二丁基羥基甲苯。

3 結(jié)論

草莓皮薄肉嫩，在采后在運(yùn)輸、銷售、貯藏等過程極易遭受機(jī)械損傷和微生物污染。傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)不足以達(dá)到更為完備的保鮮效果，因此，尋找一種綠色環(huán)保、價(jià)格低廉且保鮮效果優(yōu)異的保鮮技術(shù)至關(guān)重要。本研究以不同濃度芫荽精油與1%殼聚糖復(fù)合制備保鮮液對(duì)品質(zhì)優(yōu)良的草莓進(jìn)行浸泡涂膜處理，通過測(cè)定常溫密封貯藏期間草莓的感官品質(zhì)以及腐爛率、失重率、VC含量、可滴定酸含量和丙二醛含量等理化指標(biāo)，探究該復(fù)合保鮮液浸泡涂膜對(duì)草莓保鮮效果的影響。結(jié)果表明，與純水組相比芫荽精油與殼聚糖復(fù)合涂膜有利于草莓保持較好的感官品質(zhì)，且精油濃度越高保鮮效果也越好。貯藏8 d 時(shí)，芫荽精油濃度為0.18%的保鮮組草莓腐爛率低于30%，失重率、丙二醛含量分別比對(duì)照組低62.5% 和39.7%，VC含量與可滴定酸含量分別是對(duì)照組的1.9、2.1 倍，差異明顯，表明高濃度的芫荽精油涂膜有助于草莓保持良好的感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，將芫荽精油與殼聚糖復(fù)合制備保鮮液浸泡涂膜為草莓保鮮提供了新思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。