摘 要:目的:以酒糟醇溶蛋白為基本成分制備一種納米復(fù)合涂膜劑,并檢測(cè)其對(duì)荔枝的保鮮效果。
方法:從酒糟中提取醇溶蛋白,添加納米涂膜載劑(納米氧化鋅、甘油、聚乙二醇-4000、羥丙基甲基纖維素、抗壞血酸、2-羥基丙酸和70%乙醇水溶液)制備納米復(fù)合涂膜。分別使用純水、涂膜載劑、復(fù)合涂膜劑處理荔枝,觀察保留枝柄荔枝、去除枝柄荔枝在常溫下的保存情況,以荔枝外觀變化、壞果率、失重率、維生素C含量、可溶性固體物含量以及可滴定酸含量為指標(biāo)評(píng)價(jià)保鮮性能。結(jié)果:復(fù)合涂膜組在荔枝保鮮中的表現(xiàn)顯著優(yōu)于其他組別。外觀方面,去柄荔枝貯藏第3天時(shí)復(fù)合涂膜組果肉正常,第5天僅失水皺縮,而純水組和載劑組出現(xiàn)腐爛霉變;留柄荔枝貯藏第15天時(shí)復(fù)合涂膜組僅表皮褐變,純水組已霉變。壞果率方面,貯藏15 d時(shí),復(fù)合涂膜組去柄/留柄荔枝的壞果率(50%/30%)顯著低于涂膜載劑組(90%/50%)和純水組(100%/90%)。失重率方面,復(fù)合涂膜組失重率始終最低。營(yíng)養(yǎng)成分方面,在儲(chǔ)藏第8天時(shí),留柄荔枝復(fù)合涂膜組維生素C(6.92 mg/100 g)、可溶性固形物(12.05%)和可滴定酸(0.107%)含量均高于載劑組和純水組,品質(zhì)更優(yōu)。結(jié)論:酒糟醇溶蛋白復(fù)合涂膜劑可顯著延長(zhǎng)荔枝保鮮期,降低壞果率(與純水組相比),有效抑制失重,并延緩維生素C等關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的降解。表明添加酒糟醇溶蛋白可顯著提升荔枝保鮮性能。
關(guān)鍵詞:酒糟;醇溶蛋白;納米涂膜;荔枝;保鮮
Abstract: Objective: To prepare a nano composite coating agent based on prolamin from distiller’s grains and test its preservation effect on lychee. Method: Extracting prolamin from distiller’s grains and adding nano coating carrier (nano ZnO, glycerol, PEG-4000, hydroxypropyl methylcellulose, vitamin C, L(+)-lactic acid, 70% ethanol solution) to prepare nano composite coating. Treat lychee with pure water, coating carrier, and composite coating agent respectively, observe the room temperature storage of lychee with retained stem and removed stem over time, and evaluate the preservation performance based on the appearance changes, fruit failure rate, weight loss rate, vitamin C content, soluble solid content, and titratable acid content of lychee. Result: The performance of the composite coating group in litchi preservation was significantly better than that of other groups. In terms of appearance, the pulp of the composite coating group was normal on the 3rd day of storage, and only the water loss shrank on the 5th day, while the pure water group and the carrier group showed rot and mildew. On the 15th day of storage, only the epidermis was browned in the composite coating group, and the control group was mildewed. In terms of fruit failure rate, the fruit failure rate of lychee with stalk/stalk retention in the composite coating group (50%/30%) was significantly lower than that in the coating carrier group (90%/50%) and pure water group (100%/90%) after 15 days of storage. In terms of weight loss rate, the weight loss rate of the composite coating film group was always the lowest. In terms of nutrients, the contents of vitamin C (6.92 mg/100 g), soluble solids (12.05%) and titratable acid (0.107%) were significantly higher than those in the control group on the 8th day of storage, and the quality was better. Conclusion: Distiller’s grains gliadin composite coating can significantly prolong the shelf life of lychee, reduce the rate of bad fruit (compared with the pure water group), effectively inhibit weight loss, and delay the degradation of key nutritional indicators such as vitamin C. The results showed that the addition of distiller’s grains gliadin could significantly improve the preservation performance of lychee.
酒糟是釀酒過(guò)程中谷物經(jīng)酵母發(fā)酵后產(chǎn)生的廢棄物,又叫丟糟,是釀酒行業(yè)最大的副產(chǎn)物[1]。我國(guó)每年可產(chǎn)生2 000萬(wàn)~3 000萬(wàn)t丟糟,這些酒糟一般用作肥料、燃料或豬飼料等,附加值低[2],對(duì)環(huán)境可能造成污染。如何合理利用酒糟資源,提升其附加價(jià)值,是全國(guó)酒企業(yè)面臨的難題。醇溶蛋白是植物種子中的一種儲(chǔ)藏蛋白,廣泛存在于多種禾本科植物種子的胚乳中,是谷物發(fā)芽生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。研究顯示,醇溶蛋白在高粱和小麥中含量豐富,其在高粱蛋白中的占比約為65%[3],在小麥蛋白中的占比約為60%[4]。在白酒釀造發(fā)酵和蒸餾過(guò)程中,谷物中的糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭投趸?,蛋白質(zhì)則殘留在酒糟中[5]。研究表明,醇溶蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)主要為α-螺旋,具有較高的疏水性、耐熱性、耐酸性、成膜性以及自組裝性[6]。此外,醇溶蛋白因來(lái)源于植物,綠色安全,具有可持續(xù)性,是食品保鮮領(lǐng)域理想的材料成分之一。
荔枝是亞熱帶特有的水果,我國(guó)是世界最大的荔枝生產(chǎn)國(guó),占全球荔枝總產(chǎn)量的70%以上[7]。荔枝果肉甜美,且富含有機(jī)酸、維生素C、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有健脾開胃和消腫解毒的功效,深受消費(fèi)者喜愛[8]。然而,荔枝果實(shí)成熟期正值高溫季節(jié),采摘后常溫下壽命不足3 d,主要表現(xiàn)為果皮快速褐變和霉?fàn)€,是最難以貯藏的水果之一,其短暫的貨架期成為遠(yuǎn)銷和出口的瓶頸[9]。因此,研制綠色安全的荔枝保鮮劑對(duì)于荔枝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。目前,荔枝的貯藏保鮮方法有涂膜保鮮、氣調(diào)保鮮、輻射保鮮以及低溫貯藏保鮮[10],但尚未見將酒糟醇溶蛋白復(fù)合涂膜材料應(yīng)用于荔枝果實(shí)采后保鮮的研究報(bào)道。
近年來(lái),納米涂膜技術(shù)在食品保鮮領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。納米涂膜由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)和特性,具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),如抗菌活性、抗氧化性能等[11],能夠抑制微生物的生長(zhǎng),從而降低水果腐爛和質(zhì)地變化,有助于保持水果中的營(yíng)養(yǎng)成分。目前,納米涂膜技術(shù)已被成功應(yīng)用于食品保鮮領(lǐng)域,如甘春梅等[12]研究CaO2納米顆粒復(fù)合涂膜對(duì)荔枝保鮮的效果,發(fā)現(xiàn)該涂層可有效延緩荔枝果實(shí)的衰老。趙璐玲等[13]研制了納米SiO2/聚偏二氯乙烯復(fù)合涂膜,發(fā)現(xiàn)其能夠很好地維持溏心蛋的色香味。
本研究以白酒酒糟醇溶蛋白為基本成分,添加由納米氧化鋅、甘油、聚乙二醇-4000(Macrogol-4000,PEG-4000)、羥丙基甲基纖維素(Hydroxypropyl Methylcellulose,HPMC)、抗壞血酸(Vitamin C,VC)、2-羥基丙酸[L(+)-Lactic Acid,LA]、70%乙醇水溶液配制而成的納米涂膜載劑,將酒糟醇溶蛋白開發(fā)為水果涂膜保鮮劑應(yīng)用于荔枝常溫保鮮。納米氧化鋅具有良好的抗菌性和光催化性能,能夠有效抑制微生物生長(zhǎng);甘油可作為增塑劑,能夠提高涂膜的柔韌性和附著力,防止涂膜開裂;PEG-4000作為成膜助劑,能夠提高涂膜的均勻性和穩(wěn)定性;HPMC作為增稠劑,能夠提高涂膜的黏度和成膜性;VC作為抗氧化劑,能夠延緩水果的氧化褐變;LA作為pH值調(diào)節(jié)劑,能夠維持涂膜的穩(wěn)定性;70%乙醇水溶液作為溶劑,能夠溶解醇溶蛋白和其他成分,形成均勻的涂膜液。通過(guò)分析荔枝外觀、壞果率和失重率指標(biāo)在貯藏期間的變化,評(píng)價(jià)酒糟醇溶蛋白復(fù)合涂膜對(duì)荔枝的保鮮性能,以期為白酒酒糟資源再利用提供一種可行的方案,也為荔枝的采后貯藏提供新的技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
新鮮荔枝:品種為“大紅袍”,產(chǎn)地為四川省瀘州市合江縣;白酒酒糟:濃香型白酒丟糟,瀘州老窖提供;甘油、聚乙二醇-4000、抗壞血酸、L-乳酸、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鈉、鹽酸:分析純,上海麥克林生化科技股份有限公司;無(wú)水乙醇:生工生物工程(上海)股份有限公司;納米氧化鋅(≤100 nm):上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
Avanti J-26XP高速離心機(jī),美國(guó)Beckman公司;HGK-55全自動(dòng)凱氏定氮儀,上海赫冠有限公司;HWS-24電熱恒溫水浴鍋,上海將來(lái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;KQ-250B超聲清洗儀,上海蟻霖科學(xué)儀器有限公司;HS-DHG電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海和晟儀器科技有限公司;Millipore-Q超純水系統(tǒng),美國(guó)Millipore公司;XL-02A多功能粉碎機(jī),長(zhǎng)沙旭眾機(jī)械設(shè)備有限公司;PHSJ-3F型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì),上海儀分科學(xué)儀器有限公司;FA1004N分析天平,上海奧豪斯儀器有限公司;冷凍干燥機(jī),美國(guó)LABCONCO公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 酒糟前處理
白酒酒糟原料為潮濕、40 ℃左右的濕酒糟,需將酒糟翻曬晾干,于電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重。用1~4目的篩網(wǎng)篩除糠殼,再用粉碎機(jī)粉碎1~3次。
1.3.2 酒糟醇溶蛋白的提取
為提取到純度較高的蛋白質(zhì),先對(duì)酒糟粉進(jìn)行脫脂脫色處理:向酒糟粉中以料液比1∶10(g∶mL)的比例加入無(wú)水乙醇,超聲輔助(250 W、50 ℃)浸提1 h后抽濾,保留濾餅。參照WANG等[14]的方法并稍作修改,按料液比1∶10(g∶mL)的比例向?yàn)V餅中加入70%乙醇水溶液,調(diào)節(jié)pH值至10.0,超聲輔助(250 W、50 ℃)浸提1 h后離心(5 000 r·min-1,15 min),保留上清液。用20%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3.0,轉(zhuǎn)移至旋蒸瓶中,于78 ℃條件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),將所得沉淀水洗并干燥,即得酒糟醇溶蛋白。
1.3.3 酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑的制備
參照TAYLOR等[15]的方法并稍作修改。各成分的用量均由前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。準(zhǔn)確稱取1 g納米ZnO、1 g L-乳酸、1 g VC、3 g甘油、5 g PEG-4000和5 g HPMC,在50 ℃條件下緩慢加入100 mL 70%乙醇水溶液,勻速攪拌15 min直至溶液質(zhì)地均勻分散,即制得納米復(fù)合涂膜載劑。準(zhǔn)確稱取3 g酒糟醇溶蛋白粉末加入上述涂膜載劑中,繼續(xù)勻速攪拌15 min后,即制得酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑。
1.3.4 荔枝涂膜處理
(1)挑選30個(gè)外觀相似、大小均一、無(wú)褐斑、無(wú)病蟲害、表皮無(wú)破損的新鮮荔枝,保留枝柄,用蒸餾水洗凈后隨機(jī)分為3組,每組10個(gè)。隨機(jī)選取1組荔枝在酒糟醇溶蛋白涂膜劑中浸沒(méi)5 s后拿出,使涂膜液均勻覆蓋于荔枝表面,標(biāo)記為EG1組,將荔枝放置于托盤中,碼放整齊,在室溫條件下貯藏15 d,并進(jìn)行外觀觀察及壞果率、失重率測(cè)定。另外兩組采用相同方法分別使用涂膜載劑、純水進(jìn)行浸沒(méi)處理,標(biāo)記為CG1組、BG1組。
(2)另取上述所述標(biāo)準(zhǔn)荔枝30個(gè),去除枝柄,裸露果肉(即破壞荔枝表皮完整性),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),相應(yīng)處理組記為EG2組、CG2組、BG2組。
(3)另取上述所述標(biāo)準(zhǔn)的荔枝30個(gè),保留枝柄,用蒸餾水洗凈后隨機(jī)分為3組,每組10個(gè),處理方法同EG1組、CG1組、BG1組荔枝,在室溫條件下貯藏8 d,每隔兩天從每組荔枝中隨機(jī)選取2個(gè)荔枝進(jìn)行維生素C含量、可溶性固體物含量及可滴定酸含量的測(cè)定。
1.3.5 失重率測(cè)定
采用稱重法測(cè)定荔枝的失重率。從第1天開始,每隔1 d對(duì)去柄組荔枝計(jì)重1次;從第0天開始,每隔2 d對(duì)留柄組荔枝計(jì)重1次,并按公式(1)計(jì)算荔枝的失重率。
失重率=(W0-W1)/W0×100%(1)
式中:W0為荔枝的初始質(zhì)量,g;W1為稱重當(dāng)天荔枝的質(zhì)量,g。
1.3.6 壞果率的測(cè)定
荔枝果實(shí)在貯藏期間出現(xiàn)霉?fàn)€以及散發(fā)酸臭氣味時(shí)記為壞果。從第0天開始,每天統(tǒng)計(jì)去柄組荔枝壞果數(shù);從第1天開始,每隔1 d統(tǒng)計(jì)留柄組荔枝壞果數(shù),計(jì)算荔枝的壞果率。
壞果率=(壞果個(gè)數(shù)/荔枝數(shù)量)×100%(2)
1.3.7 果肉維生素C含量的測(cè)定
參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測(cè)定》(GB 5009.86—2016)進(jìn)行果肉維生素C含量測(cè)定。
1.3.8 可溶性固體物測(cè)定
參照《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》(GB/T 8210—2011)進(jìn)行可溶性固體物(Total Suspended Solid,TSS)測(cè)定。
1.3.9 可滴定酸測(cè)定
參照《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》(GB/T 8210-2011)進(jìn)行可滴定酸(Titratable Acid,TA)測(cè)定。
1.4 數(shù)據(jù)處理
使用Excel、GraphPad Prism等軟件分析數(shù)據(jù)、制圖。測(cè)定結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05為顯著性差異。
2 結(jié)果與分析
2.1 荔枝外觀變化
將不同處理組荔枝在25 ℃條件下貯藏并記錄期間荔枝的整體外觀,外觀變化見圖1所示??梢钥闯觯A藏0 d時(shí),各組荔枝果實(shí)飽滿,表皮紅潤(rùn),無(wú)明顯差別。貯藏第3天,BG2組(去柄純水組)部分荔枝枝柄處出現(xiàn)腐爛、散發(fā)酸臭氣味現(xiàn)象;EG2組(去柄復(fù)合涂膜劑組)荔枝枝柄處果肉正常,無(wú)異味產(chǎn)生。貯藏第5天時(shí),BG2組(去柄純水組)荔枝枝柄處出現(xiàn)大面積霉菌侵染,果肉已腐爛;EG2組(去柄復(fù)合涂膜劑組)荔枝枝柄處果肉正常無(wú)異味產(chǎn)生,僅果肉表皮失水皺縮。此外,在貯藏期間,BG2組有果蠅產(chǎn)生,而EG2組則無(wú)此現(xiàn)象。貯藏第15天時(shí),BG1組(留柄純水組)大部分荔枝長(zhǎng)滿霉菌,EG1組(留柄復(fù)合涂膜劑組)大部分荔枝僅發(fā)生表皮褐變。以上結(jié)果說(shuō)明酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效抑制荔枝果實(shí)的腐爛和霉菌生長(zhǎng),延緩果實(shí)的褐變和失水。這可能是因?yàn)榇既艿鞍拙哂幸欢ǖ某赡ば院涂咕?,能夠在荔枝表面形成一層致密的保護(hù)膜,隔絕空氣和微生物的侵入,從而延緩果實(shí)的衰老和腐爛。在記錄期間,CG組(載劑組)的荔枝霉變時(shí)間介于EG組和BG組之間;與EG組和BG組相比,CG組的外觀變化不明顯,因此不再詳細(xì)描述及展示圖片。
2.2 荔枝失重率變化情況
荔枝果實(shí)在采摘后仍會(huì)進(jìn)行呼吸和蒸騰作用,果實(shí)水分減少和干物質(zhì)消耗將導(dǎo)致自身重量下降。貯藏期間各組荔枝果實(shí)失重率變化如圖2所示,不同組別的荔枝失重率均呈上升趨勢(shì),但失重率始終表現(xiàn)為EG組<CG組<BG組。在第5天時(shí),EG2組果實(shí)失重率為6.33%±0.36%,低于CG2組(P=0.006),且顯著低于BG2組(P<0.000 1)。在第15天時(shí),EG1組果實(shí)失重率為12.18%±0.39%,顯著低于BG1組(P<0.01)。以上結(jié)果說(shuō)明,與純水處理相比,經(jīng)酒糟醇溶蛋白納米復(fù)合涂膜劑及納米涂膜載劑涂膜保鮮后,荔枝果實(shí)的質(zhì)量下降速率明顯減緩。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效減緩荔枝果實(shí)的失重速率,這可能是由于涂膜劑在荔枝表面形成了一層保護(hù)膜,減少了水分的蒸發(fā)和果實(shí)的呼吸作用,從而延緩了果實(shí)的失重。
2.3 荔枝壞果率
貯藏期間各組荔枝果實(shí)壞果率變化情況見圖3。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),EG組、CG組和BG組荔枝的壞果率均呈上升趨勢(shì);在整個(gè)貯藏期間,不同處理組的壞果率表現(xiàn)為EG組<CG組<BG。在貯藏第5天時(shí),BG2組的壞果率達(dá)到100%,EG2組為50%,二者間差距較大,CG2組壞果率為90%,介于兩者之間;在貯藏第15天時(shí),BG1組的壞果率達(dá)到90%,EG1組則為30%,二者間的差距同樣較大,而CG1組壞果率為50%,介于兩者間。與純水相比,經(jīng)酒糟醇溶蛋白納米復(fù)合涂膜劑及納米涂膜載劑涂膜處理后,荔枝的壞果率明顯降低。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠明顯降低荔枝的壞果率,這可能是由于涂膜劑中的納米氧化鋅和醇溶蛋白具有抗菌性,能夠抑制微生物的生長(zhǎng),從而延緩果實(shí)的腐爛。
2.4 維生素C含量的變化
荔枝中含有豐富的維生素C,維生素C是一種水溶性物質(zhì),對(duì)熱、光和氧氣敏感,同時(shí)作為果實(shí)生理生化的反應(yīng)底物,其隨著荔枝貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)被逐漸消耗。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實(shí)維生素C含量的變化情況見圖4??梢钥闯觯A藏期內(nèi)各組荔枝果實(shí)的維生素C含量均呈下降趨勢(shì),但下降速率始終表現(xiàn)為EG1組<CG1組<BG1組。貯藏第8天時(shí)EG1組果實(shí)維生素C含量為(6.92±0.56)mg/100 g,顯著高于CG1組[(4.67±0.74)mg/100 g]和BG1組[(2.07±0.31)mg/100 g],且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上結(jié)果說(shuō)明,與純水處理相比,經(jīng)酒糟醇溶蛋白納米復(fù)合涂膜劑處理后的荔枝果實(shí)中維生素C含量下降速率明顯降低,表明荔枝果實(shí)衰老進(jìn)程得到減緩。這可能是由于涂膜劑中的抗壞血酸具有抗氧化性,能夠延緩維生素C的氧化分解,從而保持荔枝的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
2.5 TSS含量的變化
TSS是指果實(shí)中能夠溶解于水的各種化合物,如糖分、酸類、維生素和礦物質(zhì)等,主要用于判斷水果的甜度。隨著荔枝果實(shí)的成熟,TSS含量可能會(huì)有所增加,但在荔枝果實(shí)衰老階段,果實(shí)自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)因呼吸作用不斷被消耗,TSS含量將呈下降趨勢(shì)。因此,TSS值能夠間接反映荔枝果實(shí)的成熟度。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實(shí)的TSS含量變化見圖5。貯藏期內(nèi)各組荔枝果實(shí)的可溶性固體物含量均呈下降趨勢(shì),但下降速率始終表現(xiàn)為EG1組<CG1組<BG1組。貯藏第8天時(shí)EG1組果實(shí)可溶性固體物含量為12.05%±0.21%,高于CG1組(11.91%±0.78%)和BG1組(6.17%±0.28%),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上結(jié)果說(shuō)明,與純水處理相比,經(jīng)酒糟醇溶蛋白納米復(fù)合涂膜劑處理的荔枝果實(shí)可溶性固體物含量的下降速率明顯減緩,表明荔枝果實(shí)衰老進(jìn)程得到減緩。這可能是由于涂膜劑中的甘油和聚乙二醇-4000能夠保持果實(shí)的水分,減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失,從而延緩果實(shí)的衰老。
2.6 TA含量的變化
可滴定酸,即果實(shí)中酸性物質(zhì)的含量。當(dāng)果實(shí)酸度過(guò)高,則可能表示水果未成熟,而酸度偏低時(shí)意味著水果可能更加成熟。同樣地,隨著荔枝貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其自身的呼吸作用會(huì)使TA含量逐漸下降,通過(guò)測(cè)量荔枝的TA含量,能夠間接衡量荔枝果實(shí)的成熟度。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實(shí)TA含量變化見圖6。貯藏期內(nèi)各組荔枝果實(shí)的可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),但下降速率始終表現(xiàn)為EG1組<C1G組<BG1組。貯藏第8天時(shí)EG1組果實(shí)可滴定酸含量為0.107%±0.011%,高于BG1組(0.053%±0.004%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;但與CG1組相比,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上結(jié)果說(shuō)明,與純水處理相比,經(jīng)酒糟醇溶蛋白納米復(fù)合涂膜劑涂膜保鮮后,荔枝果實(shí)的可溶性固體物含量下降速率明顯減緩,表明荔枝果實(shí)衰老進(jìn)程得到延緩。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效延緩荔枝果實(shí)中可滴定酸的降解,這可能是由于涂膜劑中的2-羥基丙酸能夠調(diào)節(jié)果實(shí)的pH值,保持果實(shí)的酸度,從而延緩果實(shí)的衰老。
3 結(jié)論與討論
本研究從濃香型白酒釀酒丟糟中提取醇溶蛋白,制備了酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑,并將其應(yīng)用于荔枝保鮮中。經(jīng)過(guò)酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑處理后,荔枝果實(shí)的失重率、壞果率以及各項(xiàng)生化指標(biāo)相較于BG組(純水處理)有了大幅改善。比較CG組(納米涂膜載劑處理)和BG組荔枝可知,納米涂膜載劑也能對(duì)荔枝果實(shí)的衰老起到延緩作用,但其保鮮性能不如添加酒糟醇溶蛋白后的納米涂膜載劑。
截至目前,已有關(guān)于荔枝復(fù)合涂膜保鮮劑的研究報(bào)道。例如,劉括等[16]將氧化石墨烯和殼聚糖復(fù)合,該復(fù)合涂膜劑的保鮮性能優(yōu)于單一的殼聚糖和蒸餾水涂膜。納米涂膜由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)和特性,具有許多優(yōu)點(diǎn),已成為食品科技領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。納米ZnO是一種新型功能性納米材料,其比表面積大、穩(wěn)定性高,制備方法簡(jiǎn)單,且價(jià)格低廉,具有良好的光催化、光化學(xué)性,能殺菌抗病毒,并且對(duì)人體無(wú)害[17],因此本研究以納米ZnO為基本成分制備納米涂膜載劑。
研究顯示,玉米醇溶蛋白中疏水性氨基酸和含硫氨基酸含量較高,憑借豐富的疏水鍵和二硫鍵可形成致密均勻的薄膜,這種薄膜具有隔離氧氣、水蒸氣,防止水分流失,耐熱耐油等優(yōu)良特性[18],在食品和非食品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本研究中的酒糟醇溶蛋白來(lái)源于高粱,本質(zhì)上是高粱醇溶蛋白經(jīng)糖化發(fā)酵后的產(chǎn)物,其與玉米醇溶蛋白在結(jié)構(gòu)組成和物理特性上具有高度相似性[19]。目前,醇溶蛋白的研究主要以玉米醇溶蛋白為主,并已在食品涂層及薄膜開發(fā)領(lǐng)域得到了廣泛研究與應(yīng)用。例如,CHO等[20]利用玉米醇溶蛋白和大豆蛋白制備了一種雙層復(fù)合膜,這種膜具有強(qiáng)大的阻氧性能,能有效減緩橄欖油的氧化和酸??;ALI等[21]制備了玉米醇溶蛋白納米粒包裹的姜黃精油明膠活性包裝膜,并將其應(yīng)用于雞肉保鮮中,延長(zhǎng)了雞肉的貨架期;劉新新等[22]將海藻酸鈉與玉米醇溶蛋白結(jié)合,制成了一種食品復(fù)合包裝膜,該復(fù)合膜具有優(yōu)良的拉伸性能和抗菌效果。
目前將酒糟醇溶蛋白開發(fā)為水果保鮮涂膜的研究相對(duì)較少,但已有的研究也都取得了不錯(cuò)的效果。祖未希等[23]將酒糟醇溶蛋白與殼聚糖復(fù)合制備出復(fù)合涂膜液,在巨峰葡萄的保鮮實(shí)驗(yàn)中顯示,白酒糟醇溶蛋白復(fù)合涂膜能降低葡萄壞果率和失重率,明顯延長(zhǎng)巨峰葡萄的貯藏期,這與本文研究結(jié)果相類似。侯夢(mèng)媛[24]研制了一種簡(jiǎn)易酒糟醇溶蛋白保鮮涂層,其在楊梅保鮮中也得出了相似的結(jié)論。
綜上,本研究驗(yàn)證了酒糟醇溶蛋白應(yīng)用于水果涂膜保鮮上的開發(fā)潛力。酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑能夠附著在荔枝表面上,可形成一層均勻且致密的薄膜,該薄膜能在一定程度上隔絕空氣,從而抑制荔枝果實(shí)水分的散失,降低荔枝失重率。同時(shí),醇溶蛋白所具有的抑菌性也能抑制微生物在荔枝表皮的生長(zhǎng),推遲果實(shí)腐爛霉變的時(shí)間,從而使壞果率降低。
參考文獻(xiàn)
[1]胡倩楠.酒糟營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)及酒糟醇溶蛋白的理化特性研究[D].太原:山西大學(xué),2021.
[2]唐哲仁,高勇,師雄,等.白酒酒糟資源化利用技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)釀造,2024,43(8):13-19.
[3]韋露露,龐臻,馬鳳麗,等.高粱在白酒中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J/OL].釀酒科技,1-10[2025-02-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20240711.1442.002.html.
[4]馬永強(qiáng),韓春然,石忠志.小麥醇溶蛋白的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2006,27(12):813-817.
[5]WEI D,F(xiàn)AN W L,XU Y.In vitro production and identification of angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides derived from distilled spent grain prolamin isolate[J].Foods,2019,8(9):390.
[6]LI C,HU Q N,LIANG Y Q,et al.Physicochemical properties and application in film preparation of prolamin from distiller’s grains[J].International Journal of Food Science amp;"Technology,2022,57(8):5206-5215.
[7]劉序,雷百戰(zhàn),陳鵬飛,等.不同管理方式荔枝遙感監(jiān)測(cè)與空間變化研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2022,49(8):145-154.
[8]甘聃,孫靜,楊繼國(guó).荔枝發(fā)酵物提高人體皮膚HaCat細(xì)胞的抗氧化能力及對(duì)細(xì)胞凋亡的修復(fù)作用[J].現(xiàn)代食品科技,2024,40(11):79-86.
[9]QI L N,LI T,ZHOU L H,et al.Survey of sulfur"dioxide residues in litchi preservation process in Hainan province[J].Applied Mechanics and Materials,2015,3744(713/715):2920-2923.
[10]李慧.基于保鮮微環(huán)境溫濕度變化的荔枝褐變等級(jí)預(yù)測(cè)研究[D].廣州:華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2020.
[11]TAGHIPOUR S,EHTESHAM NIA A,HOKMABADI H,et al.Physicochemical and quality characters of fresh pistachio (Pistacia vera L.) cultivars in response to chitosan/ZnO nanocomposite coating[J].Food Chemistry,2024,435:137136.
[12]甘春梅,張曉艷,楊大鵬,等.CaO2@PVP/EA/CMC-Na涂層制備及其對(duì)荔枝的保鮮效果[J/OL].煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程版),1-10[2025-02-02].https://doi.org/10.13951/j.cnki.37-1213/n.240304.
[13]趙璐玲,趙國(guó)峰,章建浩.納米SiO2/聚偏二氯乙烯復(fù)合涂膜對(duì)溏心蛋保鮮效果[J].食品研究與開發(fā),2024,45(18):46-51.
[14]WANG Y,TILLEY M,BEAN S,et al.Comparison of methods for extracting kafirin proteins from sorghum distillers dried grains with solubles[J].Journal of Agricultural and Food"Chemistry,2009,57(18):8366-8372.
[15]TAYLOR J,DUTTON M F,DE KOCK S,et al.Identification of kafirin film casting solvents[J].Food Chemistry,2004,90(3):401-408.
[16]劉括,王成國(guó),聶國(guó)朝.氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合保鮮劑對(duì)“六月紅”荔枝保鮮性能的研究[J].食品科技,2019,44(7):62-67.
[17]劉峻,葉代勇.抗病毒涂層[J].化學(xué)進(jìn)展,2023,35(3):496-508.
[18]尹天罡,何余堂,解玉梅,等.玉米醇溶蛋白改性及食品中應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2014,35(9):377-380.
[19]SHULL J M,WATTERSON J J,KIRLEIS A W.Proposed nomenclature for the alcohol-soluble proteins (kafirins) of Sorghum bicolor (L. Moench) based on molecular weight, solubility, and structure[J].J Agric Food Chem,2002,39(1):83-87.
[20]CHO S Y,LEE S Y,RHEE C.Edible oxygen barrier bilayer film pouches from corn zein and soy protein isolate for olive oil packaging[J].LWT-Food Science and Technology,2010,43(8):1234-1239.
[21]ALI M S,HAQ" M,ROY V C,et al.Development of fish gelatin/carrageenan/zein bio-nanocomposite active-films incorporated with turmeric essential oil and their application in chicken meat preservation[J].Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2023,226:113320.
[22]劉新新,劉鐘棟.海藻酸鈉/玉米醇溶蛋白抗菌復(fù)合膜的制備及其性能[J].食品工業(yè),2020,41(4):113-118.
[23]祖未希,梁雅琪,李晨.白酒糟醇溶蛋白復(fù)合涂膜液對(duì)巨峰葡萄的保鮮效果[J].食品研究與開發(fā),2022,43(23):70-76.
[24]侯夢(mèng)媛.白酒酒糟中醇溶蛋白的研究與應(yīng)用[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2020.
基金項(xiàng)目:瀘州市“酒城英才·科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”;瀘州市重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2022-SYF-32);濃香型白酒固態(tài)發(fā)酵丟糟資源化利用項(xiàng)目(NJGS-2023000587)。
作者簡(jiǎn)介:秦輝(1978—),男,山東臨沂人,博士,正高級(jí)工程師。研究方向:釀酒科研技術(shù)。
通信作者:鄭小莉(1977—),女,四川廣元人,博士,教授。研究方向:醇溶蛋白在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。E-mail: 2154795763@qq.com。