可食性復合涂膜對芒果貨架期生理品質(zhì)的影響

魏 征，張建威，祝美云*，李小月，白 歡

(河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，河南 鄭州 450002)

可食性復合涂膜對芒果貨架期生理品質(zhì)的影響

魏 征，張建威，祝美云*，李小月，白 歡

(河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，河南 鄭州 450002)

以殼聚糖和可食性淀粉為成膜劑，添加有機酸等親水性助劑，配制3種可食性復合膜(M1、M2和M3)，研究(20±0.5)℃條件貨架期內(nèi)不同可食性復合涂膜處理(以蒸餾水浸泡做空白對照)對芒果轉黃率、轉色指數(shù)、腐爛率、呼吸強度、硬度、質(zhì)量損失率、可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)、維生素C(VC)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性等生理指標的影響。結果表明：芒果貨架期期間，涂膜處理可以有效地抑制果實轉黃和腐爛，推遲果實呼吸高峰的到來，顯著降低芒果果實的轉色指數(shù)和軟化程度，提高果實硬度。同時，M3處理還可較好地保持果實的質(zhì)地，有效減緩果實SSC上升的速度和幅度，維持果實較高的VC含量，但對果實PPO活性的抑制與其他涂膜處理間差異不顯著。研究表明，涂膜處理可以顯著改善芒果貨架期期間品質(zhì)劣變情況，尤以M3涂膜處理效果最好。

可食性復合膜；芒果；生理品質(zhì)；貨架期

芒果(Mangifera indicaL.)是典型的呼吸躍變型果實，采收又正值高溫季節(jié)，采后極易腐爛變質(zhì)，不耐貯藏。一些化學方法如1-MCP和乙烯抑制劑[1]、水楊酸[2]、草酸[3]和浸鈣[4]等能夠在一定程度上提高芒果采后果實的抗過氧化能力，延緩果實的成熟和衰老?？墒承詮秃夏?，如殼聚糖、可食性淀粉等，兼有成膜和抗菌等特性，近幾年被廣泛用于涂膜保鮮研究。但是，單一殼聚糖成膜性普遍不足，必須添加一定的成膜助劑。羅自生等[5]發(fā)現(xiàn)納米碳酸鈣有助于殼聚糖成膜；Xu等[6]認為殼聚糖淀粉復合膜具有良好的阻水阻氣、機械以及抗菌性能；Garcia等[7]則發(fā)現(xiàn)在含有玉米淀粉組成的復合膜中添加脂質(zhì)可以增加膜表面張力，顯著增強膜的機械強度，改善膜表面的通透性；而湯鳳霞等[8]認為一些有機酸(如蘋果酸、檸檬酸、醋酸)和還原劑(如抗壞血酸、半胱氨酸)可以有效的抑制芒果PPO的活性，對芒果的酶促褐變有很好的抑制效果。雖然說利用殼聚糖保鮮南國梨、芒果、葡萄、草莓等果蔬的保鮮技術有一定的發(fā)展，但可食性復合膜在貨架期下保鮮芒果的研究還不成熟，還有待進一步深入。本實驗以殼聚糖和可食性淀粉為主材料，添加有機酸等親水性助劑，配制幾種殼聚糖復合膜，對貨架期芒果保鮮效果進行比較研究，進一步探討可食性復合涂膜對其生理特性和貯藏品質(zhì)的影響，以期為貨架期芒果的保鮮提供一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫花芒果(Mangifer indicaL.‘Zihua’)采自廣東省湛江市市郊。

2,6-二氯酚靛酚(DCIP)、殼聚糖(脫乙酰度＞92%)美國Sigma公司；合成空氣、高純氮氣 北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司；木薯淀粉、明膠和玉米淀粉為食用級；醋酸和1,2-丙二醇(分析純) 北京化工廠；吐溫-20和鄰苯二酚(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP) 美國Amresco公司。1.2 儀器與設備

TGL-16G型離心機 上海安亭科學儀器廠；GY-1型果實硬度計 牡丹江市機械研究所；WYT-1型手持折光儀 上海精密儀器有限公司；WFZ UV-2000型紫外可見分光光度計 龍尼柯(上海)儀器有限公司；HH-501型數(shù)顯超級恒溫水浴鍋 金壇市杰瑞爾電器有限公司。

1.3 殼聚糖復合膜制作

配制3種殼聚糖復合膜：1.5%殼聚糖＋1%醋酸＋2% 1,2-丙二醇＋0.03%吐溫-20，1.5%殼聚糖＋2%木薯淀粉＋8%明膠＋1%醋酸，1.5%殼聚糖＋4%玉米淀粉＋1%醋酸(其中，殼聚糖、木薯淀粉、明膠和玉米淀粉的百分比均為質(zhì)量分數(shù)，醋酸、1,2-丙二醇和吐溫-20的百分比均為體積分數(shù)，下同)，分別記為M1、M2和M3。具體配制方法為：將適量的殼聚糖溶解于1%的醋酸；適量木薯淀粉或玉米淀粉加入蒸餾水，80℃水浴中攪拌混勻至糊化；適量明膠加入蒸餾水，60℃水浴中溶解；M1中將1.5%殼聚糖，M2中將1.5%殼聚糖、2%木薯淀粉和8%明膠按10:10:1比例混合，M3中將1.5%殼聚糖和4%玉米淀粉按1:1混合，分別置于磁力攪拌器上攪拌，攪拌過程中加入其他助劑，80℃共混，過濾去除雜質(zhì)。

1.4 芒果涂膜處理

隨機取新鮮芒果入配制好的涂膜液中浸泡4min，以蒸餾水浸泡做空白對照(CK)，撈出后自然晾干，每30個裝入預備試驗選定的厚度為0.045mm的聚乙烯塑料袋內(nèi)，于貨架期內(nèi)(20℃±0.5℃)放置貯藏。分別在第2、4、6、8、10、1 2天取樣進行相關指標測定，所有試驗處理及指標測定均重復3次。

1.5 指標測定

轉黃率和轉色指數(shù)：參照Kobiler等[9]方法測定；可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)、硬度、腐爛率、質(zhì)量損失率、呼吸強度測定：參照白歡等[10]方法；維生素C(VC)測定：參照Bulk等[11]方法；多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)測定：參照Galeazzi等[12]鄰苯二酚比色法。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2007進行處理，使用SPSS 11.5 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)中的ANOVA進行Duncan’s多重差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 可食性復合涂膜對貨架期芒果轉黃率和轉黃指數(shù)的影響

圖1 涂膜處理對貨架期芒果轉黃率(A)和轉色指數(shù)(B)的影響Fig.1 Effect of coating treatment on the percentage of yellow fruits (A) and yellowing index (B) of mango fruits during shelf-life storage

色澤是芒果成熟過程中變化最顯著的指標，是判斷芒果是否后熟的主要外觀依據(jù)之一。芒果在貨架期12d其轉黃率和轉黃指數(shù)分別見圖1A和圖1B。由圖1可知，涂膜組的芒果轉黃率和轉黃指數(shù)上升趨勢均顯著低于對照組(P＜0.05)，同時在貨架期后期，M3的轉黃率和轉色指數(shù)均顯著低于M1和M2，如在第9天，M3的轉黃率和轉色指數(shù)分別為CK的74.78%和64.58%。說明復合膜的阻隔性減慢了芒果的呼吸速度，從而延緩了芒果內(nèi)部成分發(fā)生的變化，使芒果轉黃率和轉色指數(shù)得到降低。2.2 可食性復合涂膜對貨架期芒果腐爛率的影響

圖2 涂膜處理對貨架期芒果腐爛率的影響Fig.2 Effect of coating treatment on decaying rate of mango fruits during shelf-life storage

腐爛率是芒果感官品質(zhì)變異程度的一個指標，因而能直觀地反映貯藏期間鮮度的變化情況。由圖2可知，涂膜處理顯著地抑制了芒果果實的腐爛變質(zhì)，至貨架期第16天，各涂膜組的腐爛率分別為28.24%、22.43%和25.37%，僅分別為CK的66.70%、52.97%和59.92%。說明復合涂膜具有良好的阻隔性，有效抑制了果實體生命代謝對自身的消耗，同時也在芒果的表面形成一層保護膜，這層保護膜抵御了微生物對果實的分解作用，延緩了果實的變質(zhì)和腐爛的進程。

2.3 可食性復合涂膜對貨架期芒果呼吸強度的影響

圖3 涂膜處理對貨架期芒果呼吸強度的影響Fig.3 Effect of coating treatment on respiration intensity of mango fruits during shelf-life storage

芒果是典型的呼吸躍變型果實，從圖3可知，CK果實在貨架期前4d呼吸速率快速增強，到第6天出現(xiàn)了呼吸高峰，而涂膜處理果實從第6天開始，其呼吸速率快速增強，呼吸高峰出現(xiàn)在第8天，高峰出現(xiàn)時間比CK推遲約2d。涂膜處理后果實的呼吸高峰明顯低于CK，其中M3處理果實的呼吸高峰僅為CK的79.02%，與CK相比差異顯著(P＜0.05)。可見涂膜處理能明顯抑制芒果貨架期的呼吸作用，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)，減少呼吸基質(zhì)的消耗。

2.4 可食性復合涂膜對貨架期芒果SSC的影響

圖4 涂膜處理對貨架期芒果SSC的影響Fig.4 Effect of coating treatment on SSC of mango fruits during shelf-life storage

整個貨架期過程中，隨著時間的延長，果實SSC逐漸升高，其中CK上升的最快(圖4)。在貨架期前4d，CK與各涂膜組SSC略有上升；第8天CK果實的SSC達到最大值，為15.77%，而M1的最大值出現(xiàn)在貨架期的第10天，M2和M3的最大值出現(xiàn)在第12天，分別為CK最大值的95.94%、88.78%和91.19%，與CK相比差異顯著(P＜0.05)。與CK相比，涂膜處理后果實的SSC變化速度明顯減緩，變化幅度也明顯減小。由此可知，涂膜處理抑制了芒果果實SSC的變化，并在一定程度上抑制了芒果的后熟衰老。

2.5 可食性復合涂膜對貨架期芒果質(zhì)量損失率的影響

芒果在采收后，沒有水分輸入，并且果實不斷的局部失水，造成質(zhì)量損失，對芒果的外觀造成不良影響，更重要的是給生理上帶來很多不利因素，促使果實衰老，縮短貯藏壽命。由圖5可知，貨架期期間，各處理的質(zhì)量損失趨勢是一致的，都是隨著貯藏時間的延長，其質(zhì)量損失率逐漸升高，CK的質(zhì)量損失率均顯著高于各涂膜處理(P＜0.05)。第6天時，M2的質(zhì)量損失率最低，為1.32%；而M3芒果果實的質(zhì)量損失率在貯藏第6、8、10、12天時分別比CK低41.59%、36.72%、40.05%和36.25%，其上升趨勢最慢，與M1、M2間差異顯著(P＜0.05)。由此表明，涂膜處理可在一定程度上抑制芒果果實質(zhì)量損失率的增加速度，減輕果皮皺縮，延緩果實衰老，提高貯藏壽命。

圖5 涂膜處理對貨架期芒果質(zhì)量損失率的影響Fig.5 Effect of coating treatment on weight-loss rate of mango fruits during shelf-life storage

2.6 可食性復合涂膜對貨架期芒果硬度的影響

圖6 涂膜處理對貨架期芒果硬度的影響Fig.6 Effect of coating treatment on firmness of mango fruits during shelf-life storage

芒果果實在貨架期期間，隨著貯藏時間的延長，果實硬度逐漸下降，果實正常后熟軟化。由圖6可知，在整個貨架期過程中，各處理果實的硬度均逐漸下降，其中CK下降的最為迅速。各涂膜組果實的硬度變化在前2d時一直處于一個較為平穩(wěn)的變化水平，隨后有較大的波動；除貯藏第4天時M1與M3，第10天時M2與M3，第12天時M1與M3間差異不顯著外(P＞0.05)，其他涂膜處理與CK差異均顯著(P＜0.05)。但M3的硬度在前8d時變化幅度很小，其中在第8天時為第0天處理時的85.23%，可能是因為第8天時芒果呼吸速率出現(xiàn)高峰，呼吸作用最為強烈，導致果實快速成熟和軟化。2.7 可食性復合涂膜對貨架期芒果VC含量的影響

VC是果實重要的營養(yǎng)指標之一，也是衡量果實品質(zhì)高低的一項重要指標。殼聚糖復合涂膜對貨架期芒果VC含量變化的測定結果表明，在整個貨架期中，果實VC含量隨著時間的延長逐漸下降(圖7)。貯藏前2d緩慢下降；第4天時CK與涂膜組相比快速下降，且顯著低于各涂膜組(P＜0.05)，隨后逐漸上升；在第6天和第8天，M3和M2的VC含量分別顯著高于其他涂膜處理和CK(P＜0.05)，隨后，各處理的VC含量逐漸下降。整個處理在第4～8天時有較大變化，處于呼吸高峰出現(xiàn)前后，因此推斷芒果VC含量在貯藏的過程中可能與果實呼吸高峰出現(xiàn)時消耗大量營養(yǎng)物質(zhì)有一定的關系。

圖7 涂膜處理對貨架期芒果VC含量的影響Fig.7 Effect of coating treatment on vitamin C content of mango fruits during shelf-life storage

2.8 可食性復合涂膜對貨架期芒果PPO活性的影響

PPO作用會引起植物組織褐變。圖8表明，各處理果實的PPO活性在貨架期過程中都逐漸上升，除M1處理從第6～9天PPO活性增加緩慢外，其他處理的PPO活性都隨著時間的延長而快速增加，至第12天時達到高峰。其中，第3天時涂膜處理組PPO活性與CK相比差異顯著(P＜0.05)，但涂膜組之間差異不顯著(P＞0.05)；第6～9天時，M1處理的PPO活性分別是CK處理的79.81%和70.63%，顯著低于CK(P＜0.05)。各涂膜處理組PPO活性相對CK均有所降低，說明涂膜處理可以在一定程度上抑制PPO活性的增強，減緩果實發(fā)生褐變的機會。

圖8 涂膜處理對貨架期芒果 PPO活性的影響Fig.8 Effect of coating treatment on PPO activity of mango fruits during shelf-life storage

3 討 論

常溫貨架期下(20～25℃)芒果一周轉黃，隨后一周便大面積腐爛，經(jīng)濟損失嚴重?？墒承詮秃贤磕?，可以適當阻礙果蔬表面氣體交換，減少水分蒸發(fā)，抑制呼吸和乙烯釋放，延緩果實成熟和衰老[13]。如Baldwin等[14]認為多糖類涂膜液有較好的阻氧性和對水蒸汽的通透性，可以在一定程度上抑制果實成熟時活性氧代謝。殼聚糖兼有成膜和抗菌性能，因此在涂膜保鮮中廣泛應用。但殼聚糖不易溶于水，一般配制殼聚糖時將殼聚糖溶于1%的醋酸(有機酸)中，預實驗對有機酸的選擇和濃度進行試驗，結果發(fā)現(xiàn)，有機助劑和親水性助劑的加入可以較好的促進殼聚糖發(fā)揮其保鮮效果，主要表現(xiàn)為明顯抑制PPO的活性，對其他方面亦有影響，比如M1中1.5%的殼聚糖膜就可以顯著推遲芒果呼吸高峰的到來，延緩果實硬度和轉色指數(shù)變化，而Zhu等[15]認為2%的殼聚糖膜才可以表現(xiàn)出這種優(yōu)勢。然而隨著有機酸濃度的增加，抑制作用逐漸降低，與湯鳳霞等[8]得出的芒果PPO 活性隨著醋酸濃度的增加而下降趨于一致。

單獨殼聚糖膜的使用雖然可以在一定程度上保持芒果果實硬度和延緩果實衰老，但涂膜液成模性和機械性能普遍不足，Thai等[16]也證實了這一點，可食性淀粉的加入可以有效的改善成模型的問題。M2中木薯淀粉的加入對膜的滲透系數(shù)有較大影響，質(zhì)量分數(shù)為2%時效果最好，明膠的加入可以有效改善復合膜的阻氣性能，其透氣系數(shù)隨著明膠濃度的增加而下降，同時隨著明膠濃度的增加，復合膜抗機械性能逐漸降低，M3中玉米淀粉亦可以達到此效果，且與木薯淀粉復配相比，可以更好地保持果實的質(zhì)地，有效減緩果實SSC含量上升的速度和幅度，維持果實較高的VC含量，但對果實PPO活性的抑制與其他涂膜處理間差異不顯著。研究同時發(fā)現(xiàn)，M1相對M3可以更為有效地抑制芒果果實PPO活性，可能因為1,2-丙二醇和吐溫-20這些親水性物質(zhì)的作用，其深層次原因尚待進一步分析。

3種殼聚糖復合膜處理與CK相比在貨架期期間呼吸乙烯高峰推遲2～3d，延緩芒果保質(zhì)期4～6d，可達到20d左右，未腐爛果實12d以后可食性依然較好，但16d以后，風味損失逐漸嚴重?？傮w來說，殼聚糖復合膜通過推遲芒果果實呼吸高峰的到來，抑制果實轉黃和轉色指數(shù)變化，降低果實的軟化程度，維持果實較高的VC含量，抑制果實PPO活性的升高，有效地延緩采后芒果貨架期的成熟進程，降低了腐爛率，進而較好地保持了果實的質(zhì)地，是芒果貨架期保鮮的一種可選的新方法。

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Effects of Edible Composite Coatings on Physiological Characteristics of Mango Fruit during Shelf-life Storage

WEI Zheng，ZHANG Jian-wei，ZHU Mei-yun*，LI Xiao-yue，BAI Huan
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Three edible composite coatings, named as M1, M2 and M3, were prepared using chitosan alone or together with cassava starch or corn starch as the coating carrier and acetic acid as the hydrophilous auxiliary agent, respectively, and used to soak mango fruits from cultivar Zihua before shelf-life storage at (20 ± 0.5)℃. The effects of the coatings and distilled water (the control) on the percentage of yellow fruits, yellowing index, the percentage of rotten fruits, respiratory intensity, firmness, weight loss rate, soluble solid content (SSC), VC content and polyphenol oxidase (PPO) activity of coated mango were explored. Coating treatment considerably inhibited the yellowing and rotting of mango, retarded the occurrence of respiration peaks, dramatically decreased the yellowing rate and softness and increased the firmness during the shelf-life. M3 maintained the texture better, effectively delayed the increase of SSC, and retained high VC level, although its inhibitory effect on PPO activity was not significantly different from that of other three treatments. This study indicates that chitosan coating treatment can significantly prevent quality deterioration of mango during the shelf-life, especially when compared with corn starch.

edible composite coating；mango；physiological characteristics；shelf-life storage

TS215；TS255.41

A

1002-6630(2011)20-0261-05

2011-05-16

河南農(nóng)業(yè)大學創(chuàng)新項目

魏征(1984—)，男，碩士研究生，研究方向為食品科學。E-mail：weizheng76096@sina.com

*通信作者：祝美云(1955—)，女，副教授，學士，研究方向為果蔬貯藏與加工。E-mail：zmyfood@126.com