殼聚糖-CMC復(fù)合膜對(duì)小貴妃芒果貯藏品質(zhì)的影響

摘要 ［目的］研究殼聚糖-羧甲基纖維素鈉（CMC）復(fù)合膜對(duì)小貴妃芒果貯藏品質(zhì)的影響。［方法］以殼聚糖和CMC為成膜劑，制備殼聚糖膜、CMC膜、殼聚糖-CMC復(fù)合膜，以這3種膜處理的小貴妃芒果分別為A、B、C組，并設(shè)置CK組。在室溫（20±2）℃下貯藏，通過(guò)測(cè)定A、B、C、CK組的病情指數(shù)、腐爛率、失重率、酸度、可溶性固形物和掃描電鏡分析，研究3種膜對(duì)小貴妃芒果貯藏品質(zhì)的影響。［結(jié)果］貯藏20 d后，復(fù)合膜處理的小貴妃芒果病情指數(shù)、腐爛率和失重率最低，酸度和可溶性固形物含量最高。掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜交聯(lián)良好，結(jié)構(gòu)均勻致密。［結(jié)論］CMC膜對(duì)小貴妃芒果貯藏沒(méi)有保鮮的作用，殼聚糖-CMC復(fù)合膜和殼聚糖膜對(duì)小貴妃芒果貯藏有防腐保鮮的作用，并且保鮮效果殼聚糖-CMC復(fù)合膜大于殼聚糖膜。

關(guān)鍵詞 芒果；殼聚糖；羧甲基纖維素鈉（CMC）；貯藏；保鮮

中圖分類號(hào) TS255.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）19-0164-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.19.035

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Chitosan-CMC Composite Film on the Storage Quality of Xiaoguifei Mango Fruit

LI Jin-hong， LI Li， WU Jian-hua et al

（Panzhihua Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Panzhihua， Sichuan 617000）

Abstract ［Objective］To study the effect of chitosan-CMC composite film on the storage quality of Xiaoguifei mango.［Method］Chitosan membrane， CMC membrane， and chitosan-CMC composite membrane were prepared using chitosan and carboxymethylcellulose sodium （CMC） as film-forming agents. The Xiaoguifei mangoes treated with these three types of membranes were divided into groups A， B and C， and the CK group was set. Storage at room temperature （20± 2）℃， the effects of three types of membranes on the storage quality of Xiaoguifei mango were studied by measuring the disease index， decay rate， weight loss rate， acidity， soluble solids and scanning electron microscopy analysis of groups A， B， C and CK. ［Result］After 20 days of storage， the disease index， decay rate and weight loss rate of Xiaoguifei mango treated with composite film were the lowest， while the acidity and soluble solids content were the highest. Scanning electron microscopy analysis revealed that the composite film had good cross-linking and a uniform and dense structure.［Conclusion］The CMC film had no preservation effect on the storage of Xiaoguifei mangoes， while chitosan-CMC composite film and chitosan film had a preservation effect on Xiaoguifei mangoes， and the preservation effect of chitosan-CMC composite film was greater than that of chitosan film.

Key words Mango;Chitosan;Carboxymethylcellulose;Storage;Retain freshness

基金項(xiàng)目 四川省科技廳定向財(cái)力轉(zhuǎn)移支付項(xiàng)目（2017NZYZF0119）；四川省科普培訓(xùn)項(xiàng)目（2019JDKP0034）；攀枝花市現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2020006）。

作者簡(jiǎn)介 李進(jìn)紅（1993—），女，四川達(dá)州人，助理研究員，碩士，從事農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程研究。*通信作者，研究員，從事果樹學(xué)研究。

收稿日期 2023-11-20

芒果（Mangifera indica L.）是典型的呼吸躍變型水果，運(yùn)輸振動(dòng)和呼吸高峰會(huì)加速果實(shí)的衰老腐敗^［1］。殼聚糖和羧甲基纖維素納（CMC）作為天然高分子材料，由于其綠色、安全、無(wú)毒等特點(diǎn)，它們?cè)谘娱L(zhǎng)水果貯藏壽命方面具有潛在優(yōu)勢(shì)，使其成為食品保鮮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)^［2-3］。傳統(tǒng)單一成分的天然高分子膜在性能上存在不足，限制了它們的廣泛應(yīng)用。通過(guò)物理混合，不同高分子材料間能產(chǎn)生相互作用，這一過(guò)程有助于彌補(bǔ)各單一成分膜的性能短板，實(shí)現(xiàn)性能上的互補(bǔ)和提升，從而拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。涂膜保鮮技術(shù)是一種創(chuàng)新方法，它利用天然高分子材料，在水果和蔬菜的外部構(gòu)建一層具備特定屏障功能的薄膜。這樣的薄膜能夠創(chuàng)造一個(gè)氧氣濃度較低而二氧化碳濃度較高的微型環(huán)境，有效減緩果蔬的呼吸活動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗^［4-5］。因此，筆者利用殼聚糖和CMC為成膜原材料，通過(guò)殼聚糖膜、CMC膜、殼聚糖-CMC復(fù)合膜3種膜對(duì)芒果進(jìn)行涂膜處理，評(píng)價(jià)芒果的貯藏品質(zhì)，研究3種膜對(duì)芒果的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小貴妃芒果，購(gòu)于攀枝花水果批發(fā)市場(chǎng)，果實(shí)處于商業(yè)成熟階段，產(chǎn)地四川攀枝花；殼聚糖，脫乙酰度80%～95%，山東穗華生物科技有限公司；羧甲基纖維素鈉，分析純，濟(jì)寧棠邑化工有限公司；乙酸，優(yōu)級(jí)純，濟(jì)南世紀(jì)通達(dá)化工有限公司；氫氧化鉀，優(yōu)級(jí)純，天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠。

JCS-21002C電子天平，上海然浩電子有限公司；PAL-BX/ACID15數(shù)顯糖酸度計(jì)，日本愛(ài)拓株式會(huì)社公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州越新儀器制造有限公司；LC-OES-2005H懸臂式電動(dòng)攪拌器，上海力辰邦西儀器科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 殼聚糖溶液的制備。

準(zhǔn)確稱取殼聚糖15.00 g，在常溫下，加至1 L 1%乙酸溶液溶解，用電動(dòng)攪拌器將其攪拌均勻，使其呈透明狀態(tài)，得到15 g/L殼聚糖溶液，室溫下冷卻待用。

1.2.2 CMC溶液的制備。

準(zhǔn)確稱取CMC 15.00 g，溶于1 L蒸餾水充分溶脹，在50 ℃恒溫水浴鍋中水浴20 min，用電動(dòng)攪拌器將其攪拌均勻，得到15 g/L CMC溶液，室溫下冷卻待用。

1.2.3 殼聚糖-CMC復(fù)合膜溶液的制備。

將5 mL 15 g/L的CMC溶液倒入玻璃容器中，然后將5 mL 15 g/L 殼聚糖溶液加入CMC溶液中，然后充分?jǐn)嚢璧玫綒ぞ厶?CMC復(fù)合膜溶液。

1.2.4 芒果的涂膜處理。

將采摘的芒果用清水清洗掉表面的雜質(zhì)，晾干后保持果面干凈。采用多層厚紗布，使其完全浸透涂膜液，將膜液均勻地涂抹在芒果表面，然后置于室溫下，通風(fēng)干燥。其中，對(duì)照組（CK）為蒸餾水涂抹，A組為單層涂抹殼聚糖膜液，B組為單層涂抹CMC膜液，C組先涂抹一層殼聚糖膜液，待芒果表面干燥后，再涂抹一層CMC膜液。

1.2.5 芒果貯藏試驗(yàn)。

將A、B、C、CK這4組芒果分別放置到標(biāo)記號(hào)的紙箱內(nèi)，統(tǒng)一放置在室溫（20 ℃±2 ℃）下進(jìn)行貨架期試驗(yàn)。

1.2.6 測(cè)定芒果貯藏特性。

通過(guò)掃描電子顯微鏡圖對(duì)膜的表征進(jìn)行分析。通過(guò)觀察芒果的表觀品質(zhì)、腐爛率^［6］、病情指數(shù)^［7］、失重率^［8］、可溶性固形物（SSC）及酸度，研究芒果的貯藏品質(zhì)。

腐爛率=腐爛果數(shù)總果數(shù)×100%

參照黃銘慧等^［7］的方法，按照果實(shí)表面腐爛面積分為0～4級(jí)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)果（無(wú)病斑）、1級(jí)果（小于1/10病斑）、2級(jí)果（1/10～1/4病斑）、3級(jí)果（大于1/4～1/2病斑）、4級(jí)果（大于1/2病斑）；病情指數(shù)按下式計(jì)算：

病情指數(shù)=∑腐爛級(jí)別×該級(jí)別果數(shù)最高級(jí)別×總果數(shù)×100%

失重率=貯藏前果實(shí)重量-貯藏后果實(shí)重量貯藏前果實(shí)總重×100%

小貴妃芒果的可溶性固形物含量和酸度都使用PAL-BX/ACID15數(shù)顯糖酸度計(jì)測(cè)定，其酸度以酒石酸的含量來(lái)表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Origin 9.0進(jìn)行圖形處理，運(yùn)用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 芒果的貯藏品質(zhì)分析

2.1.1 不同處理對(duì)小貴妃芒果表觀品質(zhì)的影響。

由圖1可知，所有小貴妃芒果的果皮都隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而變黃。與對(duì)照組（CK）對(duì)比，CMC處理（B組）對(duì)延緩芒果果皮轉(zhuǎn)黃效果不明顯，殼聚糖處理（A組）和殼聚糖-CMC處理（C組）都能明顯延緩果皮轉(zhuǎn)黃。殼聚糖-CMC復(fù)合涂膜比單獨(dú)殼聚糖涂膜更能明顯延緩芒果果皮的轉(zhuǎn)黃，20 d后殼聚糖-CMC復(fù)合涂膜的果皮仍光滑無(wú)明顯皺縮，病斑和腐爛出現(xiàn)的個(gè)數(shù)最少。說(shuō)明殼聚糖和殼聚糖-CMC涂膜有利于抑制小貴妃芒果的葉綠素酶、果皮苯丙氨酸解氨酶和查爾酮酶等酶的活性，延緩葉綠素的降解和花青素、花色素苷的合成^［9-10］。

2.1.2 不同處理對(duì)小貴妃芒果腐爛率和病情指數(shù)的影響。炭疽病和蒂腐病是導(dǎo)致芒果腐爛的主要病害。在芒果采收后熟的過(guò)程中，病原菌發(fā)病，芒果果皮和果蒂形成黑斑，進(jìn)而形成腐爛，使芒果降低甚至失去商業(yè)價(jià)值^［11］。

由圖2可知，對(duì)照組（CK）和CMC（B組）的病情指數(shù)分別為19.9%、21.9%，腐爛率分別為7.1%、7.3%。與對(duì)照組相比，CMC涂膜（B組）并不能延緩小貴妃芒果的黑斑和腐爛的形成，甚至還會(huì)增加小貴妃芒果的得病率。殼聚糖涂膜（A組）能有效延緩病黑斑發(fā)生率，降低腐爛率，其病情指數(shù)和腐爛率分別為12.5%、4.4%。殼聚糖-CMC復(fù)合涂膜（C組）病情指數(shù)和腐爛率分別為7.1%、3.3%，其防腐防病效果比單獨(dú)使用殼聚糖涂膜（A組）的效果更好，可能是由于CMC的添加使成膜的效果更好，使復(fù)合膜的表面積增大，有利于阻止氧氣接觸芒果，從而抑制病原菌的生長(zhǎng)繁殖^［12-13］。

2.1.3 不同處理對(duì)小貴妃芒果失重率的影響。從圖3可以看出，所有芒果的失重率隨著貯藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，對(duì)照組（CK）的芒果失重率在貯藏期間一直高于所有處理組的芒果失重率^［14］，貯藏結(jié)束后失重率為10.2%。殼聚糖處理組（A組）和CMC處理組（B組）在貯藏期間失重率相差不大，貯藏結(jié)束后，失重率分別為7.8%、8.1%，殼聚糖-CMC復(fù)合處理（C組）的芒果失重率為7.3%，低于其他3組。

不同處理果實(shí)重量損失的主要原因是呼吸和蒸騰過(guò)程引起的水分損失。試驗(yàn)結(jié)果表明，殼聚糖、CMC、殼聚糖-CMC可降低芒果果實(shí)的呼吸速率，殼聚糖-CMC處理芒果的失重率最低，可能是與殼聚糖-CMC具有較高的蒸汽屏障有關(guān)^［15-16］。芒果涂膜處理通過(guò)在水果表面形成半滲透層對(duì)水蒸氣起選擇性滲透作用，最大限度地減少蒸騰損失。有研究表明，通過(guò)改變果實(shí)的內(nèi)部大氣，可以降低蒸騰速率并延緩衰老^［17］。

2.1.4 不同處理對(duì)小貴妃芒果可溶性固形物的影響。可溶性固形物（TSS）主要包含糖類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)等，其含量隨著原果膠等物質(zhì)的水解，以及水分的流失而逐漸升高^［18-19］。從圖4可以看出，所有芒果的TSS含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。對(duì)照組（CK）和CMC處理組（B組）的TSS在10 d時(shí)達(dá)到最高峰，殼聚糖處理組（A組）和殼聚糖-CMC處理組（C組）在15 d左右TSS含量最大。20 d時(shí)，殼聚糖、CMC、殼聚糖-CMC、對(duì)照組的TSS含量分別為17.1%、17.0%、17.7%、17.0%，無(wú)明顯差異。

殼聚糖和殼聚糖-CMC處理都能延緩TSS含量的增加趨勢(shì)，減緩芒果后熟，保持其品質(zhì)，提高貯藏性。TSS含量先增加，可能是由于芒果的原果膠在代謝過(guò)程中轉(zhuǎn)化為可溶性果膠、淀粉等多糖類物質(zhì)在代謝過(guò)程中轉(zhuǎn)化為可溶性低聚糖，從而使TSS含量升高；TSS達(dá)到高峰后下降是由于芒果細(xì)胞的衰老和呼吸等生命活動(dòng)消耗了芒果的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)^［20］。

2.1.5 不同處理對(duì)小貴妃芒果酸度的影響。

有機(jī)酸在各種酶的作用下作為底物被消耗，含量不斷降低^［21-22］。從圖5可以看出，所有芒果的酸度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，與對(duì)照組相比，CMC處理組（B組）不能抑制芒果酸度的下降，殼聚糖處理組（A組）和殼聚糖-CMC處理組（C組）都能抑制芒果酸度的下降，殼聚糖-CMC處理組的抑制效果最好。

2.2 殼聚糖膜、CMC膜、殼聚糖-CMC膜的掃描電鏡分析

通過(guò)電子顯微鏡可以看見薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。從圖6可以看出，殼聚糖膜（A組）表面光滑致密平整，且為多孔結(jié)構(gòu)。CMC膜（B組）表面紋理清晰均勻。殼聚糖-CMC膜（C組）表面凹凸不平，沒(méi)有出現(xiàn)分層，且膜致密而均勻，說(shuō)明殼聚糖和CMC有很好的交聯(lián)，2種物質(zhì)相互作用形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)^［23-24］。

3 結(jié)論與討論

殼聚糖-CMC復(fù)合膜處理小貴妃芒果，能明顯提高小貴妃的貯藏品質(zhì)，達(dá)到保鮮和延長(zhǎng)貨架期的目的。結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)，在殼聚糖、CMC、殼聚糖-CMC、對(duì)照組中，殼聚糖-CMC復(fù)合膜在小貴妃貯藏保鮮中綜合能力最好。單獨(dú)使用殼聚糖涂膜，也能提高小貴妃芒果的貯藏品質(zhì)。但單獨(dú)使用CMC涂膜，不僅不會(huì)提高小貴妃芒果的貯藏品質(zhì)，還會(huì)使病情指數(shù)和腐爛率高于CK組，所以單獨(dú)使用CMC涂膜對(duì)小貴妃芒果的貯藏保鮮有負(fù)面效果^［25-27］。

國(guó)內(nèi)外很多研究證明，CMC和殼聚糖無(wú)論是單獨(dú)使用還是復(fù)合其他材料，在蔬菜水果保鮮方面都有積極作用。該試驗(yàn)中CMC對(duì)小貴妃芒果沒(méi)有促進(jìn)保鮮的效果，可能是CMC材料雖然能在芒果表面形成一道膜屏障，減少芒果的水分蒸發(fā)，但是形成的膜空隙小、透氣性太差，導(dǎo)致抑制芒果呼吸作用的同時(shí)，讓O、CO不能及時(shí)進(jìn)行交換，使其病情指數(shù)和腐爛率高于CK組^{［3，28-30］}。殼聚糖和殼聚糖-CMC復(fù)合膜都能在芒果表面形成致密均勻且空隙合適的膜，所以都能提高小貴妃芒果的貯藏品質(zhì)。CMC的加入使殼聚糖-CMC復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于殼聚糖膜，在抑制芒果腐爛和保鮮上效果更好^［31］。

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