桑葉復(fù)方對(duì)水果保鮮作用研究

徐佳琦，寧若男，楊晴雯，高 鵬，楊武林，王春麗，2，*

（1.華東理工大學(xué)藥學(xué)院，上海 200237；2.上海市新藥設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200237）

草莓和葡萄屬于非呼吸躍變型水果[1]，果實(shí)柔軟，營(yíng)養(yǎng)豐富。但因其含水量高，組織易受到機(jī)械損傷和微生物侵襲而腐爛，不易儲(chǔ)藏。梨是我國(guó)三大水果之一，產(chǎn)量居于首位。梨屬于呼吸躍變型水果[1]，呼吸高峰后快速衰敗。果肉易于腐爛，總損失達(dá)30%左右。因此，延長(zhǎng)其保鮮時(shí)間，保持其商品價(jià)值，探索草莓、葡萄和梨等水果的保鮮方式具有重要意義。殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)經(jīng)過脫乙酰作用得到的，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D-葡萄糖，具有良好的吸濕性、抑菌性和安全無毒[2]的優(yōu)點(diǎn)。殼聚糖和中藥的復(fù)合保鮮劑對(duì)草莓[3]、葡萄[4]等水果的保鮮研究，取得了一定的成效。目前，果蔬的保鮮方法主要有低溫冷藏[5]、氣調(diào)保鮮[6]、減壓貯藏[7]和涂膜保鮮[8]。其中涂膜保鮮法是將保鮮劑涂布在果蔬表面上形成一層具有選擇通透性的保護(hù)膜，由于果實(shí)自身的呼吸作用，使整個(gè)果實(shí)處于一種自發(fā)調(diào)節(jié)的微氣調(diào)環(huán)境[9]，從而達(dá)到果蔬保鮮的目的。近幾年研究[10]發(fā)現(xiàn)，單一涂膜劑對(duì)果蔬的保鮮效果并不理想，因此，高效的復(fù)合型涂膜保鮮劑已成為涂膜保鮮領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。水果腐爛主要是由水果生理變化和微生物引起的[11]。艾葉、蒲公英和薄荷等中藥提取物具有抑菌[12]、抗氧化[13]的作用。對(duì)果蔬保鮮作用明顯。本文在前期工作基礎(chǔ)上研究桑葉復(fù)方配合殼聚糖的成膜性，探討其對(duì)易腐水果的保鮮作用，研究結(jié)果可為其在果蔬保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄和草莓 供試品種為市售馬陸葡萄和奶油草莓，挑選無病蟲害、無損傷、成熟度為八分熟、形態(tài)基本一致的果實(shí)用于實(shí)驗(yàn)；梨 品種為市售新疆貢梨，挑選大小均一（約200g），表面無傷，呈青黃色的果實(shí)；桑葉等中藥 上海雷允上藥房；殼聚糖 上海偉康科技有限公司，脫乙酰度≥90%；氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀 分析純，江蘇永華精細(xì)化學(xué)品有限公司；酚酞、抗壞血酸、可溶性淀粉、碘化鉀 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；碘、草酸 分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司。

JY5002精密電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；FSH-2可調(diào)高速電動(dòng)勻漿器 江蘇金壇市佳美儀器有限公司；RJ-TGL-16C臺(tái)式離心機(jī) 無錫市瑞江分析儀器有限公司；SHZ-3循環(huán)水多用真空泵上海滬西分析儀器廠有限公司；RE-52AA真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海振捷實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；YH系列電子恒溫水浴鍋 江蘇近湖鎮(zhèn)教學(xué)儀器廠；Brix 0.0%～32.0%手持糖度計(jì) 上海天壘儀器儀表有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 桑葉復(fù)方提取物的制備 將桑葉、艾葉、蒲公英和薄荷（10g）四味中藥與水按料液比1∶10的比例混合，加熱回流2h，收集提取液，加同體積的水，加熱回流1.5h，合并兩次提取液，過濾，濃縮至0.1g/L，備用。采用正交實(shí)驗(yàn)篩選桑葉、艾葉、蒲公英的最優(yōu)配比，因素水平表見表1。

1.2.2 中藥-殼聚糖復(fù)合保鮮液的制備 以1.2.1中藥提取液為溶劑配制1%的冰醋酸溶液，再以之為溶劑配制1%的殼聚糖溶液作為復(fù)合保鮮液。

1.2.3 保鮮方法 保鮮組：將供試水果浸入復(fù)合保鮮液7min取出，自然風(fēng)干后，放入盛物盤內(nèi)。葡萄和草莓放入4℃冰箱儲(chǔ)存，梨在室溫保存。

對(duì)照組：將供試水果浸入去離子水7min取出，自然風(fēng)干后，放入盛物盤內(nèi)。葡萄和草莓放入4℃冰箱儲(chǔ)存，梨在室溫保存。

1.2.4 分組方法 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三因素三水平法L9（33）分為9組，每組40個(gè)，按照1.2.3方法處理草莓，每隔1d測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，草莓分為兩組，每組40個(gè)，采用正交實(shí)驗(yàn)最優(yōu)組合按照1.2.3方法處理草莓，每隔1d測(cè)定失重率，每隔2d測(cè)定VC、可滴定酸和可溶性固形物，設(shè)定三次平行組；對(duì)葡萄的保鮮實(shí)驗(yàn)中，葡萄分為兩組，每串40個(gè)為一組，葡萄的處理方法保鮮與草莓相同，每隔1d測(cè)定失重率，每隔2d測(cè)定VC、可滴定酸和可溶性固形物，設(shè)定三次平行組；對(duì)梨的保鮮實(shí)驗(yàn)中，梨分為兩組，每組40個(gè)，而每隔7d測(cè)定貢梨相關(guān)指標(biāo)，設(shè)定三次平行組。

1.2.5 相關(guān)指標(biāo)測(cè)定 失重率：采用稱重法[14]。葡萄和草莓每天同一時(shí)間稱量各組水果的總重量，梨為每周同一時(shí)間稱量各組水果的總重量。計(jì)算式為：失重率（%）=（初始重量－稱重量）/初始重量×100。

抗壞血酸（VC）含量測(cè)定：使用碘量法[15]。測(cè)定時(shí)每次將三次平行組混合在一起測(cè)定各相關(guān)指標(biāo)，將結(jié)果取平均值。

可滴定酸（TA）含量測(cè)定：采用NaOH滴定法[16]。測(cè)定時(shí)每次將三次平行組混合在一起測(cè)定各相關(guān)指標(biāo)，將結(jié)果取平均值。

可溶性固形物（SSC）測(cè)定：采用手持糖度計(jì)測(cè)量[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 桑葉復(fù)方最佳比例確定

果實(shí)的失重包括水分和干物質(zhì)兩方面的損失，但蒸騰失水是主要因素，約占總失重的80%[17]，因而失重率主要反映貯藏期間以水分為主要成分的變化。以失重率做為評(píng)定草莓貯藏效果優(yōu)劣的指標(biāo)，通過數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化出桑葉復(fù)方最佳比例，結(jié)果見表2。

由表2可以推斷，桑葉A、艾葉B、蒲公英C對(duì)草莓在貯藏期間失重率影響的主次順序?yàn)椋喊~B＞蒲公英C＞桑葉A，最優(yōu)配方為A1B1C3。即桑葉37.5g、艾葉37.5g、蒲公英12.5g和薄荷10g。

2.2 桑葉復(fù)方最優(yōu)配方組對(duì)草莓保鮮作用

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)確定的復(fù)合保鮮液最佳配方做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，草莓保鮮7d后，測(cè)定空白樣品及其經(jīng)過保鮮液涂膜后樣品的各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果見圖1～圖4。

由圖1～圖4可知，在前期，由于采用的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是獨(dú)立的個(gè)體，其各個(gè)生理指標(biāo)的初始含量存在一定的差異。因此最佳配方的優(yōu)勢(shì)并不能顯現(xiàn)出來。然而，到了后期，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的貯藏，可以明顯看到，最佳配方組能夠維持各項(xiàng)生理指標(biāo)的穩(wěn)定性，延緩酸性物質(zhì)及糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和降解過程?？捎行Х乐共葺?、VC、TA和SSC等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗，有利于保持其口味和營(yíng)養(yǎng)。該結(jié)果與我們尋找具有長(zhǎng)時(shí)間貯藏保鮮效果的中草藥復(fù)合劑的目標(biāo)一致。

2.3 桑葉復(fù)方最優(yōu)配方組對(duì)葡萄和梨的保鮮作用

選擇非呼吸躍變型水果葡萄和呼吸躍變型水果梨做為供試品，來檢驗(yàn)該配方的復(fù)合保鮮液是否對(duì)不同類型水果都具有良好的保鮮作用。

2.3.1 對(duì)失重率的影響 果蔬采摘后主要由于呼吸作用和水分蒸發(fā)導(dǎo)致重量的損失。水果貯藏過程中的失重不僅使其失去原有的新鮮狀態(tài)，而且當(dāng)失水達(dá)到一定程度時(shí)，還會(huì)引起生理代謝失調(diào)導(dǎo)致變壞、腐化。復(fù)合保鮮液對(duì)失重率指標(biāo)的影響見圖5～圖6。

由圖5和圖6可以看出，最優(yōu)配方組能夠防止葡萄和梨的失水，10d葡萄的失重率只有1%，貯藏35d后梨的失重率只有5%，比對(duì)照組都要低一倍。結(jié)果顯示，最優(yōu)配方組能夠有效地減弱葡萄和梨的蒸騰作用，減少水分的蒸發(fā)。造成該結(jié)果的原因是由于殼聚糖的成膜性，在水果表面形成一層保護(hù)膜，該膜能夠有效的減緩水果的呼吸蒸騰作用，使水分不易流失。

2.3.2 對(duì)VC含量變化的影響 VC是果實(shí)中最重要的營(yíng)養(yǎng)成分之一，它作為還原型物質(zhì)在水果貯藏過程中極易被氧化，因此VC的含量是檢測(cè)水果品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。復(fù)合保鮮液對(duì)VC含量變化的影響見圖7～圖8。

由圖7和圖8可以看出，最優(yōu)配方組能減緩VC的損失，對(duì)葡萄（9d）和梨（35d）的VC保存率分別為40%和74%，而空白組VC保存率分別為28%和46%，原因可能在于殼聚糖涂膜處理在葡糖及梨表面形成的半透膜降低了果實(shí)組織內(nèi)部氧氣的濃度，減緩了VC的氧化。同時(shí)中草藥中的有效成分能抑制水果表面的微生物的活動(dòng)，可延緩水果各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗。梨在保鮮時(shí)間內(nèi)VC含量先上升后下降，在前14d最優(yōu)組和對(duì)照組能夠很好防止VC氧化減少，但是梨水分不斷損失，導(dǎo)致VC含量上升，14d后在酶的作用下，VC很快氧化減少，但是最優(yōu)配方組的下降趨勢(shì)比對(duì)照組要緩，說明最優(yōu)配方組能更好得減緩VC的損失。

2.3.3 對(duì)可滴定酸含量變化的影響 果蔬中的酸為其代謝活動(dòng)中的呼吸物質(zhì)，因此貯藏期間水果總酸的變化是反映營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗程度的重要指標(biāo)，同時(shí)，酸度含量也是決定水果風(fēng)味的一個(gè)重要因素。復(fù)合保鮮液對(duì)可滴定酸含量變化的影響，見圖9～圖10。

由圖9～圖10可知，軟肉型果實(shí)的酸含量，采后隨果實(shí)的軟化而逐漸增加，在達(dá)到高峰值后又逐漸下降，而脆肉型果實(shí)的含酸量在采后，則隨著果實(shí)的后熟與衰老逐漸減少，葡萄屬于前者，貢梨屬于后者。最優(yōu)配方組使葡萄在第7d達(dá)到0.55%的酸含量最高峰，而對(duì)照組在第3d就達(dá)到了高峰0.42%。酸是果實(shí)呼吸最易利用的底物，是合成能量ATP的主要來源，最優(yōu)配方組在前5d呼吸作用消耗的酸量大于果實(shí)軟化產(chǎn)生的酸量，到第5d果實(shí)加劇軟化，酸量大幅上升到高峰后下降。而對(duì)照組則在第3d果實(shí)就開始不斷軟化，使酸量上升，而果實(shí)軟化最終導(dǎo)致水果腐爛。因此最優(yōu)配方組能有效地使葡萄到達(dá)高峰的時(shí)間延遲而延遲果實(shí)腐爛。最優(yōu)配方組使梨在35d的保鮮時(shí)間內(nèi)總酸逐漸減少的趨勢(shì)變得緩和，從12%下降到8%，最終保持較高的酸度，而對(duì)照組保鮮的梨酸含量下降趨勢(shì)十分快速，從17%下降到6%。因此，最優(yōu)配方組能夠有效減緩梨的酸含量降低。

2.3.4 對(duì)可溶性固形物（SSC）含量的影響 測(cè)定可溶性固形物含量，即測(cè)定果實(shí)中可溶性糖含量，一方面可以體現(xiàn)水果風(fēng)味的變化，另一方面可以說明果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的殘留量，進(jìn)而說明水果的成熟度。因此，測(cè)定其含量在一定程度上可以反映水果成熟衰老的進(jìn)程。復(fù)合保鮮液對(duì)可溶性固形物含量的影響，見圖11～圖12。

由圖11可以看出，葡萄對(duì)照組的可溶性固形物SSC含量波動(dòng)比較大，而最優(yōu)配方組能夠維持葡萄的可溶性固形物SSC含量的穩(wěn)定，減緩葡萄中糖的損失。圖12中，梨的可溶性固形物SSC含量總趨勢(shì)是下降-上升-下降，下降是因?yàn)楣麑?shí)自身的呼吸作用消耗糖分，上升則可能由于果膠、纖維素等成分在酶的作用下降解產(chǎn)生糖，又會(huì)使得糖分有所增加。最優(yōu)配方組和對(duì)照組前兩周趨勢(shì)相同，從第3周開始對(duì)照組可溶性固形物SSC含量開始下降，而最優(yōu)組推遲一周才開始，看出最優(yōu)配方組同樣能夠有效減緩梨中SSC的消耗。

3 結(jié)論

本研究選用1%的殼聚糖、桑葉復(fù)方提取液制成的復(fù)合保鮮液處理新鮮草莓、葡萄和梨。結(jié)果表明，該復(fù)合保鮮液可明顯延緩VC、可溶性固形物和可滴定酸的降解速度，降低水分損失，而上述這些因素主要影響水果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味，因此在保鮮時(shí)間內(nèi)該復(fù)合保鮮液可以分別維持草莓、葡萄和梨的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和水果風(fēng)味變化，起到顯著的保鮮效果，延長(zhǎng)貨架時(shí)間。該復(fù)合保鮮液的主要作用是：a.通過殼聚糖的成膜性能在水果表面形成半透膜，調(diào)節(jié)果實(shí)周圍的微環(huán)境，可起到減少失水、隔絕氧氣降低呼吸消耗等作用；b.桑葉復(fù)方提取液對(duì)草莓、葡萄和梨具有保鮮效果，可能是因?yàn)閺?fù)方提取液中含有黃酮、有機(jī)酸等成分，其具有很強(qiáng)的抗氧化性，能夠防護(hù)貯果細(xì)胞中膜脂蛋白質(zhì)等大分子受到細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的活性氧的攻擊，有效地維護(hù)了膜結(jié)構(gòu)的完整。c.這些成分還可以抑制酪氨酸酶，減緩水果褐變產(chǎn)生，并一定程度地抑制植物病原真菌的生長(zhǎng)繁衍。因而該復(fù)合保鮮劑能從不同方面減緩水果的腐爛變質(zhì)，延長(zhǎng)水果的保鮮期。

水果腐爛的過程，由內(nèi)因和外因構(gòu)成，內(nèi)因可以看成是其不斷消耗體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，外因則是霉菌的侵入。而中藥具有很好的抗氧化性和抑菌性，可以很好的針對(duì)水果腐爛變質(zhì)的內(nèi)外因而達(dá)到保鮮水果的目的。目前中藥保鮮劑還沒有進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，主要受其有效成分的提取工藝和劑型的限制，且某些中藥特殊的氣味可能影響水果感官等。這些問題的改進(jìn)，將不斷推動(dòng)中藥保鮮劑在水果貯藏保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用。

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