壳聚糖涂膜处理对山楂贮藏保鲜效果的影响

范春丽， 刘晓娟， 曲金柱

(郑州师范学院， 河南 郑州 450044)

0 引言

【研究意义】山楂(CrataeguspinnatifidaBunge)又名山里果、山里红，为蔷薇科山楂属落叶乔木。山楂是起源于我国的特产果树，在山东、陕西、山西、河南、江苏、浙江、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、河北等地均有分布。山楂核质硬，果肉薄，味微酸涩。果可生吃或作果脯果糕，干制后可入药，是中国特有的药食兼用树种，具有降血脂、血压、强心、抗心律不齐等作用，同时也是健脾开胃、消食化滞、活血化痰的良药，对胸膈脾满、疝气、血淤、闭经等症有很好的疗效。山楂内含的黄酮类化合物牡荆素，是抗癌作用较强的药物，其提取物对抑制体内癌细胞生长、增殖和浸润转移均有一定的作用。山楂含有红色素、果胶、铁、钙、胡萝卜素和维生素C等多种营养物质[1]，所以山楂被越来越多的消费者青睐。由于山楂果实极易失水萎蔫，而且还会受霉菌感染而大量腐烂，使山楂的市场价值逐渐降低。因此，对山楂贮藏保鲜研究具有重要的现实意义。【前人研究进展】壳聚糖是以甲壳素为原料，经过脱乙酰基制得，不溶于水，极易溶于稀酸，能够被人体吸收，无毒、无污染,可在食品表面形成一层能够食用的薄膜，其本身还能抑制微生物生长,具有很好的保鲜效果。另外，其在医学、化工和环保等方面都有广泛的用途[2]。【研究切入点】目前，壳聚糖在山楂贮藏保鲜方面的应用鲜有报道，故开展壳聚糖不同成膜形式对山楂保鲜效果的试验，探明壳聚糖对山楂保鲜效果的影响。【拟解决的关键问题】采用改性的纯壳聚糖溶液与壳聚糖添加抗坏血酸混合溶液为成膜物质，对2种方法处理的山楂果实品质进行测定，考察其对新鲜山楂的贮藏保鲜效果，为山楂在常温下延长贮藏保鲜期和提升市场价值提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜山楂果实：采于黄河边果园。试剂：壳聚糖(脱乙酰度≥90%)、氢氧化钠、酚酞、乙醇、活性炭、纯抗坏血酸、钼酸铵、偏磷酸、冰乙酸、硫酸、草酸、EDTA。仪器设备：TG-2硬度计，乐清市艾力仪器有限公司；PHS-25型数显pH计，上海精密科学仪器有限公司；手提折光仪、DW-FL253冷藏冰柜，中科美菱低温科技有限公司；T6新世纪分光光度计，中科美菱低温科技有限公司；恒温水浴锅，常州市人和仪器厂金坛市医疗仪器厂；CP313电子天平，上海精密科学仪器有限公司；磁力搅拌器，常州市人和仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 保鲜剂的制备 由于壳聚糖不溶于水但可溶于酸和酸性水溶液，所以壳聚糖保鲜剂的配制需要酸作辅助剂[3]。冰乙酸对人体无毒无害，且能快速溶解壳聚糖，故选取1%冰乙酸作为辅助剂，制备试验所需保鲜剂。

1) 壳聚糖溶液。称取一定量的壳聚糖置于适量1%冰乙酸中，充分溶解后，配置成浓度为1%、1.5%和2%的壳聚糖溶液，调节pH 6.0～6.5[4]。

2) 壳聚糖+抗坏血酸溶液。称取一定量的壳聚糖(先置于适量1%冰乙酸中)和抗坏血酸，充分溶解后，配置成浓度为1%壳聚糖+1%抗坏血酸、1%壳聚糖+1.5%抗坏血酸、1.5%壳聚糖+1%抗坏血酸和1.5%壳聚糖+1.5%抗坏血酸的壳聚糖+抗坏血酸混合溶液,调节pH 6.0～6.5。

1.2.2 涂膜方法 将形状大小均匀、色泽成熟程度基本一致的新鲜山楂用蒸馏水清洗净，放置于通风处自然晾干，随机分为8组。分别浸泡于蒸馏水(CK)、1%壳聚糖溶液、1.5%壳聚糖溶液、2%壳聚糖溶液、1%壳聚糖+1%抗坏血酸混合溶液、1%壳聚糖+1.5%抗坏血酸混合溶液、1.5%壳聚糖+1%抗坏血酸混合溶液和1.5%壳聚糖+1.5%抗坏血酸混合溶液中，浸泡3 min。果实浸泡完全后捞出于通风处自然晾干，山楂表面形成一层透明的薄膜[4]，标志着山楂涂膜成功。用剪有小洞的薄塑料袋保存山楂，置于常温(12～18℃)阴凉处贮藏。于贮藏后1 d、15 d、30 d和45 d测量果实的各项生理指标。

1.3 生理指标测定

果实硬度测定：用GY-1硬度计于果实不同部位测量硬度，3次重复取平均值。可滴定酸含量测定：去皮，取10 g果肉，研磨成匀浆，用蒸馏水定容至100 mL，静置30 min，过滤后用酸碱中和滴定法测定。可溶性总糖含量采用蒽酮法[5]测定。Vc含量采用钼蓝比色法[6]测定。计算果实失重率及腐烂率。

失重率=[(贮前质量-贮后重量)/贮前质量]×100%

腐烂率=腐烂个数/果实总数×100%

2 结果与分析

2.1 壳聚糖涂膜处理山楂贮藏期间果实的外观品质变化

从图1看出，壳聚糖涂膜处理山楂贮藏期间的果实硬度、失重率和腐烂率等外观品质的变化。

2.1.1 硬度 山楂果实硬度贮藏初期为11.6 kg/cm2，经不同处理后贮藏山楂果实硬度变化存在差异。对照组在贮藏15 d时，果实硬度为7.867 kg/cm2，贮藏30 d时为4.667 kg/cm2，至45 d时为4.033 kg/cm2,此时山楂几乎丧失商品价值，不再适合食用。用壳聚糖和抗坏血酸混合溶液涂膜处理的山楂，在贮藏45 d时，硬度保持在5 kg/cm2左右，尤其是1%壳聚糖溶液处理的山楂，在贮藏45 d时，果实硬度为5.467 kg/cm2，保鲜效果优于其他处理。总体看，壳聚糖溶液与壳聚糖+抗坏血酸混合溶液对山楂涂膜处理后保鲜效果都优于对照组，其中，以1%壳聚糖溶液涂膜处理的山楂果实硬度保持最好。

2.1.2 失重率 山楂果实采摘后非常容易失水，主要是因为其生命代谢和水分蒸发。对照组的山楂果实贮藏期间失重率高，在贮藏35 d时，失重率超过20%，其表面已经出现明显皱缩萎蔫，基本失去商品价值，而壳聚糖涂膜处理的山楂果实失重率均不超过20%，而且果实品质较好。原因可能是经过涂膜处理后果实表面形成的网状结构保护膜能够减少水分散失，并一定程度上抑制果实呼吸，果实生命代谢速率减缓。总体看，保鲜剂溶液浓度越高，山楂果实的失重率越低，以2%壳聚糖溶液涂膜处理的山楂果实水分散失最少，失重率最低，至贮藏35 d时，其失重率仅17%。壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜处理对果实水分减少也有明显的抑制作用，但其保鲜效果没有壳聚糖涂膜处理的好。

2.1.3 腐烂率 山楂采摘后容易被霉菌影响而发生腐烂，严重降低果实品质。贮藏30 d时，山楂果实的腐烂率急剧上升，对照组腐烂率已达40%左右；贮藏45 d时，腐烂率高达70%，其商品价值完全丧失。随着贮藏时间延长，采用壳聚糖涂膜处理的山楂果实与对照组相比，腐烂率较低。说明，涂膜处理在贮藏过程中对山楂起到一定的保护作用。原因可能是经过保鲜剂涂膜处理后的山楂果实，其外表面上形成的网状薄膜有效阻隔了霉菌侵入，降低山楂果实被微生物感染概率，从而一定程度上减缓山楂果实的软化和腐烂[7]。其中1.5%壳聚糖溶液处理在贮藏45 d时腐烂率为35%，低于其他各处理组，保鲜效果最好，使山楂的保存时间较对照组延长1个月左右。壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜处理的山楂果实剩余的好果明显少于壳聚糖涂膜处理。

2.2 壳聚糖涂膜处理山楂贮藏期间果实的内容物含量变化

由图2看出，壳聚糖涂膜处理山楂贮藏期间的可滴定酸、可溶性总糖和Vc等内容物含量的变化。

图2 壳聚糖涂膜处理山楂贮藏期间果实的可滴定酸、可溶性总糖和Vc含量

2.2.1 可滴定酸 随着山楂贮藏时间延长，果实可滴定酸逐步下降。在贮藏30 d时，对照组可滴定酸含量大幅下降，仅为1.24%，明显低于壳聚糖涂膜处理，此时的山楂基本不具食用价值。在壳聚糖涂膜不同处理中可滴定酸含量差异不明显，以2%壳聚糖溶液涂膜处理的山楂果实可滴定酸含量下降速率稍慢。

2.2.2 可溶性总糖 在贮藏初期，山楂果实可溶性总糖含量呈上升趋势，然后随贮藏时间延长可溶性总糖含量有所下降。整个贮藏过程中，1%壳聚糖涂膜处理的山楂果实可溶性总糖含量均高于其余纯壳聚糖涂膜处理，最高峰时其可溶性总糖含量达36.7%。壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜处理中，1%壳聚糖+1.5%抗坏血酸混合溶液涂膜处理的山楂果实，可溶性总糖含量达峰值39%，但在贮藏45 d时，其可溶性总糖含量与1%壳聚糖溶液涂膜处理的无较大差异，均很好地保持山楂风味，提高其商品价值。

2.2.3 Vc含量 Vc存在于新鲜水果中，是一种抗氧化剂，同时也是果实很重要的一个新鲜指标。山楂果实在贮藏过程中极易被抗坏血酸氧化酶氧化，导致其Vc含量不断减少[8-9]。Vc含量越低，其果实品质就越差，食用价值和药用价值也会降低。壳聚糖涂膜处理的山楂果实，在贮藏过程中其Vc含量下降速度相比于对照慢，说明壳聚糖涂膜处理能够有效阻止Vc与氧气接触，从而防止Vc被氧化，使其含量能够保持。1%壳聚糖涂膜处理的山楂Vc含量从贮藏初期的94.3%降至贮藏45 d时的55.0%，下降幅度低于其余处理。因此，1%壳聚糖涂膜处理对于山楂贮藏过程中的保鲜效果较为明显。

3 讨论

山楂果实经壳聚糖涂膜处理后，可在其表面形成一层致密薄膜，该薄膜对CO2和O2的通过率比较小，减少气体之间的交换，而且还有助于阻止水分的转移，延缓果实表面皱缩变软，降低腐烂率[10]。试验结果表明，用纯壳聚糖溶液涂膜和壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜2种不同的保鲜剂对山楂果实处理后，在贮藏期间其果实硬度、失重率、腐烂率、可滴定酸含量、可溶性总糖含量、Vc含量等保鲜指标都比未处理的空白对照的效果好。2种涂膜处理对山楂的保鲜效果相比，纯壳聚糖溶液涂膜的山楂比壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜处理山楂的保鲜效果好，可能是因为山楂果皮比较薄，加抗坏血酸的混合溶液后，影响其保鲜效果，具体原因还有待进一步研究。纯壳聚糖涂膜处理的山楂相比于空白对照，其果实的贮藏时间能够延长1个月左右。因此，结合经济实用原则，生产中选取1%壳聚糖溶液涂膜处理山楂果实，能更好地保持山楂的食用价值和药用价值，提升其市场价值。

4 结论

采用不同浓度的纯壳聚糖溶液、壳聚糖+抗坏血酸混合溶液涂膜处理山楂果实，研究贮藏期间山楂果实的外观品质及内容物含量的变化。结果表明，壳聚糖涂膜处理可有效降低山楂的腐烂率，其中以1%壳聚糖涂膜处理对山楂的保鲜效果最好，使山楂的保存时间可延长1个月左右。