銀合歡種子膠涂膜保鮮楊梅研究

楊永利，葉文斌，郭守軍,*，潘顯輝，張潔玫，汪武忠

(1.韓山師范學(xué)院生物系，廣東 潮州 521021；2.西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

銀合歡種子膠涂膜保鮮楊梅研究

楊永利1，葉文斌2，郭守軍1,*，潘顯輝2，張潔玫1，汪武忠1

(1.韓山師范學(xué)院生物系，廣東 潮州 521021；2.西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

以銀合歡種子膠為涂膜基質(zhì)，甘油作為成膜助劑，配制成復(fù)合涂膜保鮮劑，研究常溫(28～32℃)，相對濕度68%～86%條件下該復(fù)合涂膜保鮮劑對楊梅品質(zhì)及其生理生化變化的影響。結(jié)果表明：常溫下經(jīng)復(fù)合涂膜保鮮劑涂膜保鮮的楊梅與對照組相比，果實裂果率、失重率降低，果實好果率和硬度明顯增加, 抑制了果實的呼吸率；有機酸、VC等營養(yǎng)成分變化速度減慢，有效地降低MDA、花青素含量，使PAL酶活性處于較低的水平，延緩了果實的衰老過程。

楊梅；銀合歡；種子膠；半乳甘露聚糖；涂膜；貯藏

楊梅[Myrica rubra (Lour.) Sieb.et Zucc.]屬楊梅科楊梅屬植物，是我國南方重要的亞熱帶特產(chǎn)果樹，栽培歷史悠久，楊梅果實具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和藥用價值，有“果中瑪瑙”美譽。近年來，楊梅種植面積迅速擴大，已成為山區(qū)農(nóng)民致富的重要經(jīng)濟(jì)樹種之一[1]。楊梅果實由肉柱聚合而成，表皮極薄、無外果皮保護(hù)，楊梅成熟期正值高溫多濕梅雨季節(jié)，果實呼吸作用旺盛、衰老過程很快，加之柔軟多汁，極易受機械損傷、長霉、腐爛，故極不耐貯藏和運輸，是世界上最難保鮮的水果之一[2]。隨著種植面積和產(chǎn)量的不斷增加，近年來低溫氣調(diào)貯藏保鮮楊梅日益受到人們的關(guān)注[3-6]，但氣調(diào)保鮮楊梅貯藏環(huán)境的溫度和氣體的成本較大，謝培榮用PE膜[7]包裝楊梅進(jìn)行保鮮研究，效果較好，但PE膜難降解、易污染環(huán)境。 楊梅雖然品質(zhì)好、產(chǎn)量高，但很難大量運銷到國內(nèi)外較遠(yuǎn)的地方，多數(shù)只能在產(chǎn)地附近銷售，影響了向外地的運輸和銷售。近年來，對果蔬保鮮應(yīng)用到γ射線、高溫高壓、臭氧、抗氧化劑[8-11]等技術(shù)處理進(jìn)行保鮮，但成本較高。因此，開發(fā)出成本低、無污染、無公害和操作簡便的常溫保鮮技術(shù)顯得尤為重要。隨著現(xiàn)代保鮮技術(shù)的發(fā)展和對綠色食品的推崇，天然、經(jīng)濟(jì)、安全的保鮮方法的開發(fā)和應(yīng)用已引起人們的廣泛關(guān)注。多糖膜材料具有較強的吸水和保

水能力，且因其成本低、易降解、可食用、來源豐富、對環(huán)境無污染等特點在食品工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。銀合歡種子膠是從銀合歡[Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit]種子中提取出的一種多糖膠，主要成分是半乳甘露聚糖。半乳甘露聚糖可作為增稠劑、凝膠劑、穩(wěn)定劑和凝聚劑等廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、及污水處理等工業(yè)[12-13]；由于半乳甘露聚糖具有較強的吸水和保水能力，在土壤保濕、可降解的食品保鮮中也得到應(yīng)用[14-15]。

本實驗以銀合歡種子膠為涂膜基質(zhì)，以甘油為涂膜助劑，配制成涂膜保鮮劑在常溫下對楊梅進(jìn)行涂膜貯藏，通過測定感官指標(biāo)和有機酸、花青素、VC、可溶性固形物等品質(zhì)指標(biāo)以及呼吸強度、丙二醛(MDA)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性等生理生化指標(biāo)，研究該種保鮮劑涂膜對楊梅的保鮮效果，同時通過掃描電鏡觀察膜的表面形貌，初步探討銀合歡種子膠保鮮膜的保鮮機理。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

楊梅：采自潮州市磷溪鎮(zhèn)的烏酥梅，挑選大小均勻成熟度相同，無機械損傷，顏色鮮艷，無病蟲害的果實；甘油(市售食品級)。

1.2 儀器與設(shè)備

JSM-6360LA掃描電子顯微鏡 Jeol公司；AUW120天平 Shimadzu公司； HWF-1型紅外二氧化碳分析儀金壇市現(xiàn)代儀器廠；WYA阿貝折光儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司物理光學(xué)儀器廠； WFJ7200可見光分光光度計、UV-2800型紫外-可見光分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司； PHS-3C精密酸度計 上海紅益儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 銀合歡種子膠的分離、提取和純化流程

銀合歡種子熱水浸泡(12h)→種子泡脹→手工剝離胚乳→丙酮脫水(2h)→真空冷凍干燥→胚乳粉碎→過100目篩→銀合歡種子膠→恒溫磁力攪拌溶解(70℃，4h)→離心取上清液→加入斐林試劑析出銅絡(luò)合物→離心得絡(luò)合物→加入0.5mol/L HCl→全部溶解→乙醇沉淀(1:1)→離心→沉淀物用乙醇、乙醚、丙酮洗滌3次→冷凍真空干燥質(zhì)量恒定→純化銀合歡種子膠→高速粉碎→純化的銀合歡種子膠潔白粉末

1.3.2 涂膜保鮮劑的配方

1g/mL銀合歡種子膠+ 0.4%(V/V)甘油，按配方稱取0.5g銀合歡種子膠加入400mL蒸餾水，在磁力攪拌器上60℃加熱溶解6h，再加入涂膜助劑甘油，用蒸餾水加熱攪拌均勻定容至500mL，涼至37℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 涂膜

取新鮮楊梅在新配制的保鮮劑中浸1min后取出，晾干，放入鋪有紗布的篩籃中，根據(jù)指標(biāo)測定分籃編號，每籃100個，重復(fù)3次，室內(nèi)常溫貯藏(溫度28～32℃，相對濕度68%～86%)，每天隨機取樣10～12個進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定分析，以沒有涂膜的楊梅為對照組(CK)。

1.3.4 電鏡觀察

將多糖復(fù)合涂膜保鮮劑制成薄膜，真空噴金后用掃描電鏡觀察膜的表面結(jié)構(gòu)。

1.3.5 品質(zhì)指標(biāo)的測定

失重率：采用稱重法測定；VC含量和有機酸含量[16]：分別采用2,6-二氯酚靛酚滴定法和NaOH(0.1mol/L)滴定法測定(以檸檬酸計)；可溶性固形物：采用阿貝折光儀測定[17]；花青素含量[18]：取0.5g果肉，加入10mL 0.1mol/L HCl溶液，研磨至勻漿，密封于32℃水中保溫5h后，過濾，濾液在535nm處測吸光度，以0.1mol/L HCl溶液為空白，將吸光度A535=0.1的花青素溶液稱為1個色素濃度單位。

好果率、軟果率的測定：好果：顏色鮮艷、無機械損傷、無異味、無霉?fàn)€、無果蠅蟲卵等；裂果：裂縫長度長于3mm，寬度大于1mm；霉?fàn)€果：霉斑大于5mm時，則認(rèn)定為果實為霉果，果實有大量汁液滲出、有濃厚異味即視為爛果。

失重率/%=(失重克數(shù)/原克數(shù))×100

好果率/%=(好果個數(shù)/調(diào)查總果數(shù))×100

霉?fàn)€率/%=(霉?fàn)€果個數(shù)/調(diào)查總果數(shù))×100

色價=(實測吸光度×10)/樣液質(zhì)量

1.3.6 生理生化指標(biāo)測定

呼吸強度：將果實準(zhǔn)確稱量后裝入密閉的容器中，于室溫靜置30min后，采用紅外線CO2分析儀測定[19]；丙二醛(MDA)含量[20-21]：將果肉勻漿后，提取液以4000r/min離心10min，上清用硫代巴比妥酸法測定；苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性：參照文獻(xiàn)[22]方法進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實驗數(shù)據(jù)用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 涂膜處理對楊梅感官指標(biāo)的影響

圖1 楊梅在貯藏期間好果率及霉?fàn)€率的變化Fig.1 Changes of percentages of good and rotten fruits of treated and untreated Chinese bayberry during storage

從圖1a可知，隨著貯藏時間的延長，涂膜組和對照組的好果率都呈下降趨勢，而涂膜實驗組的好果率下降趨勢明顯低于對照組，當(dāng)貯藏到第6天時，涂膜組好果率為60%，而對照組只有36%，兩者呈極顯著差異(P=0.0001，P＜0.01)。從圖1b可知，涂膜實驗組霉?fàn)€率明顯低于對照組，主要是由于涂膜處理降低了果實水分的變化幅度和被微生物感染的機率，裂果減少從而抑制霉?fàn)€。 貯藏第6天時，對照組霉?fàn)€率已達(dá)到18%，而涂膜的僅為9%兩者呈極顯著差異(P=0.0004，P＜0.01)。說明復(fù)合膜處理具有保護(hù)作用，使楊梅不易受微生物感染，大大減少了霉菌等微生物引起的腐爛，可以延緩楊梅果實的后熟軟化和防止霉變的進(jìn)程。因此可有效的保持果實的外觀和貯藏品質(zhì)。

2.2 涂膜處理對楊梅失重率和呼吸強度的影響

圖2 楊梅在貯藏期間的失重率和呼吸強度的變化Fig.2 Changes of respiratory intensity and weight loss percentage of treated and untreated Chinese bayberry during storage

圖2a表明隨著貯藏時間的延長，楊梅果實失重率逐漸增加；涂膜組的失重率總體趨勢小于對照組，貯藏第9天時對照組的失重率達(dá)到18.03%，涂膜組失重率為9.97%，兩者呈極顯著差異(P=0.000，P<0.01)。由于楊梅經(jīng)涂膜處理后，在果實表面形成一層較為致密和均勻的薄膜，降低了透氧和透水性，使得果實的蒸騰作用和呼吸作用受到抑制，水分不易散失，自身有機物消耗量相對減少。

楊梅屬于非躍變型果實，但其采后呼吸強度較高[23]。由圖2b知，在貯藏2～4d，實驗組的呼吸強度明顯低于空白對照組，但從第3天直至實驗結(jié)束，對照組的呼吸強度都明顯高于實驗組，這有可能是貯藏后期微生物繁殖等引起的。說明涂膜處理對楊梅的呼吸強度具有顯著的抑制作用，進(jìn)而達(dá)到防止果實腐爛、衰敗，保持品質(zhì)的效果[8]。

2.3 涂膜處理對楊梅VC和有機酸含量的影響

圖3 楊梅在貯藏期間VC和有機酸含量的變化Fig.3 Changes of vitamin C and organic acid contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

VC在貯藏運輸過程中極易受到抗壞血酸氧化酶氧化[24]，所以其含量可以作為楊梅在貯藏過程中品質(zhì)變化的指標(biāo)。由圖3a可知，貯藏期間，楊梅果實VC含量總體都呈下降的趨勢，但涂膜處理的VC含量下降幅度明顯低于對照組，在第6天時對照組的VC含量為35.64mg/ 100mg而涂膜處理為39.76mg/100mg，與對照相比呈顯著差異(P=0.027，P＜0.05)。表明銀合歡種子膠涂膜處理能顯著抑制楊梅果實VC含量的下降，使果實在貯藏后期能保持較高的VC含量。

由圖3b可知，貯藏前期，對照組果實的有機酸含量第1～4天呈逐漸降低的趨勢，涂膜處理的有機酸含量在貯藏期間下降速度明顯低于對照組，在第6天時兩者

相比無顯著性差異(P=0.07，P＞0.05)，說明涂膜處理對楊梅的有機酸含量起到一定的保持作用。

2.4 涂膜處理對楊梅可溶性固形物和花青素含量的影響

圖4 楊梅在貯藏期間可溶性固形物和花青素含量的變化Fig.4 Changes of soluble solids and anthocyanin contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

可溶性固形物是水果品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，隨著果實的成熟，果實內(nèi)的各種有機物和相關(guān)酶發(fā)生轉(zhuǎn)化，可溶性固形物含量增加，淀粉分解轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，果實也隨之軟化[23]。由圖4a可知，在整個貯藏過程中，涂膜組和對照組可溶性固形物含量變化不大，對照組1～5d可溶性固形物含量稍有升高，后期有所降低，說明涂膜處理對楊梅果實可溶性固形物含量的變化影響較小，涂膜處理不會影響果實風(fēng)味。

楊梅果實成熟過程中最明顯的變化是外觀色澤的變化，花青素含量隨著果實成熟度的提高快速積累[18]?？梢杂没ㄇ嗨睾縼砼袛嘣诒ｕr過程中楊梅成熟的程度。由圖 4b可知，貯藏過程中涂膜組花青素比對照組花青素含量低，維持在一個較低的水平，而對照楊貯藏到第3天，花青素色價從39.12上升到50.84，后有所下降，第5天上升至54.18。說明多糖涂膜使楊梅果實成熟延緩，而且對楊梅果實中花青素合成有一定的抑制作用，其機理有待于進(jìn)一步研究。

2.5 涂膜處理對對楊梅MDA含量的影響

MDA是具有細(xì)胞毒性的膜脂過氧化產(chǎn)物，可間接反映細(xì)胞損傷的程度。圖5可知，隨著貯藏時間的延長，實驗組MDA呈先上升后下降的趨勢，貯藏至第6天時又快速上升，之后緩慢下降。涂膜組MDA含量前5天均維持在較低的水平，貯藏至第6天時快速上升，后緩慢下降，趨勢與對照組相似。對照組MDA含量增加的速度加快，說明膜脂過氧化加劇，果實衰老程度增加，而在相同的時間內(nèi)，涂膜組MDA含量保持在一個相對較低的水平，使楊梅果實衰老延遲，直到第6天才有較大幅度的提高，這可能與果實在貯藏后期微生物的滋生有關(guān)。多糖涂膜處理后MDA含量明顯低于對照組，因此多糖涂膜保鮮劑對果實中MDA的積累可起到一定的抑制作用，使其維持在較低水平，以此來保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，延緩果實的衰老。

圖5 楊梅在貯藏期間MDA含量的變化Fig.5 Changes of MDA contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

2.6 涂膜處理對對楊梅PAL酶活性的影響

圖6 楊梅在貯藏期間PAL含量的變化Fig.6 Changes of PAL activity of treated and untreated Chinese bayberry during storage

由圖6可以看出，在貯藏過程中，實驗組的PAL的活性總體上比對照組低，維持在較低水平，對照組在第3天時活性最高，貯藏后期活性降低。實驗表明涂膜處理在一定程度上抑制了PAL的活性，Neish證實PAL能催化花青素的合成[25]，而圖4(b)也表明涂膜處理對楊梅果實中花青素的合成有一定的抑制作用，因此涂膜處理后楊梅果實中花青素的合成受到一定限制可能與PAL活性降低有關(guān)。

2.7 多糖復(fù)合涂膜保鮮劑保鮮原理的初步分析

從圖7可以看出，通過不同放大倍數(shù)比較可以看出銀合歡種子膠與甘油成膜助劑相互作用，處于協(xié)效凝膠狀態(tài)，形成的復(fù)合膜表面光滑完整、結(jié)構(gòu)致密沒有間隙，說明此復(fù)合膜的彈性和剛性較好。 如圖7d所示，銀合歡半乳甘露聚糖分子間發(fā)生相互作用，所形成膜的表面均勻完整，結(jié)構(gòu)之間聯(lián)系緊密，彼此之間沒有間

隙，可能是來源相同的多糖分子之間借助氫鍵和范德華力相互作用形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其呈現(xiàn)出獨特的保水性質(zhì)和抑制呼吸的功能，更好的增強了果實內(nèi)部水分的擴散，阻礙氣體分子的透過，從而使復(fù)合多糖同時起到減少果實內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和呼吸基質(zhì)的消耗、隔離致病微生物的侵染、延緩衰老和防止腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮和延長貯藏的目的。分子之間借助氫鍵和范德華力相互作用形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻礙氣體分子的透過，使其呈現(xiàn)出保護(hù)作用和抑制呼吸的功能，同時起到減少果實內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和呼吸基質(zhì)的消耗、隔離致病微生物的侵染、延緩衰老和防止腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮的目的。

圖7 不同放大倍數(shù)下的銀合歡種子膠與甘油復(fù)合膜掃描電鏡圖Fig.7 Scanning electron micrographs of the film formed from the coating agent

3 討論與結(jié)論

3.1 銀合歡多糖復(fù)合涂膜保鮮劑對楊梅外觀品質(zhì)與生理指標(biāo)的影響

楊梅經(jīng)銀合歡多糖復(fù)合保鮮劑涂膜后對楊梅都起到了很好的保鮮效果。多糖復(fù)合涂膜保鮮劑在果實表面形成一層致密、較為均勻的可食性半透膜，封閉了肉柱果實上的氣孔，一定程度上抑制了果內(nèi)、外氣體交換，使果實內(nèi)部形成一種低O2分壓、高CO2分壓的小環(huán)境，起到氣調(diào)作用，從而抑制了果實的呼吸強度[6]；果實水分散失減少，貯果的失重率降低；裂果、霉變的發(fā)生減少，軟熟、腐爛的時間推后；果實內(nèi)可溶性固形物的增加速度減緩，有機酸、VC等營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化、流失的速度降低；MDA的積累受限。有效地降低花青素的的升高，延緩了果實的成熟衰老，使楊梅貯藏期延長；PAL活性在銀合歡多糖涂膜處理下活性比對照組低，說明銀合歡多糖涂膜對PAL活性有一定的抑制作用，使PAL活性保持在較低的水平，減少了次級代謝產(chǎn)物的積累，抑制了花青素的合成，延緩了楊梅果實的成熟，起到了較好的保鮮與貯藏作用。

3.2 銀合歡多糖復(fù)合涂膜的保鮮機理的初步探討

銀合歡半乳甘露聚糖分子間發(fā)生相互作用， 形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其呈現(xiàn)出獨特的保水性質(zhì)和抑制呼吸的功能，更好的增強了果實內(nèi)部水分的擴散，阻礙氣體分子的透過，從而使復(fù)合多糖同時起到減少果實內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和呼吸基質(zhì)的消耗、隔離致病微生物的侵染、延緩衰老和防止腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮和延長貯藏的功效。同時起到減少果實內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和呼吸基質(zhì)的消耗、隔離致病微生物的侵染、延緩衰老和防止腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮和耐儲藏的目的。

所以利用可食用多糖研制保鮮劑進(jìn)行果蔬保鮮與儲藏，實用、方便而且保鮮效果好，操作工藝簡單、成本低、易降解、對環(huán)境無污染, 綠色環(huán)保，是果蔬和其他食品保鮮貯藏中具有廣泛應(yīng)用前景的一條新的途徑。

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Fresh-preserving Effect of Leucaena leucocephala Seed Gum Based Film Coating on Chinese Bayberry

YANG Yong-li1，YE Wen-bin2，GUO Shou-jun1,*，PAN Xian-hui2，ZHANG Jie-mei1，WANG Wu-zhong1
(1. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China；2. College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China )

A compound film coating agent was prepared from Leucaena leucocephala seed gum as the basis material and glycerin as the humectant, and its fresh-preserving effect on Chinese bayberry was evaluated by measuring changes of sensory attributes and physiological and biochemical parameters of Chinese bayberry treated with it in advance during storage at room temperature (ranging from 28 to 32 ℃) and relative humidity (ranging from 68% to 86%). Compared with the control (untreated with the coating agent), treated Chinese bayberry fruits showed decreases in percentage of cracked fruits and weight loss percentage, significant increases in percentage of good fruits and firmness and suppressed respiratory intensity, slower changes of some nutrients, such as organic acids, vitamin C and so on, substantial reductions in MDA and anthocyanin contents, and lower PAL activity. Therefore, fruit senescence was retarded.

Chinese bayberry；Leucaena leucocephala seed gum；film coating; storage

TS255.3

A

1002-6630(2010)18-0423-05

2010-06-30

國家星火計劃項目(2006EA780088)；廣東省科技廳計劃項目(2007B080701046)；韓山師范學(xué)院2008教授基金項目(510076)

楊永利(1965—)，女，教授，碩士，研究方向為植物資源學(xué)、功能性食品及其開發(fā)。E-mail：rose_kally@yahoo.com.cn

*通信作者：郭守軍(1965—)，男，教授，博士，研究方向為天然產(chǎn)物化學(xué)及食品化學(xué)與分析。E-mail：sjguo2006@yahoo.com.cn