絲素蛋白溶液對鮮切蘋果的保鮮作用研究

蔡景勝++鞏巍++施曉慧

摘要 將鮮切蘋果分別用1.5%護色保鮮-絲素蛋白混合溶液涂膜處理、1.5%護色保鮮液浸泡、1.5%絲素蛋白溶液浸泡以及未經(jīng)任何處理，用于研究絲素蛋白涂膜對鮮切水果的保鮮作用。結(jié)果表明：在相同貯藏期內(nèi)，鮮切蘋果經(jīng)護色保鮮液與1.5%絲素蛋白溶液混合涂膜處理后，降低了失重率，延緩果肉褐變程度，延緩VC含量的減少，抑制多酚氧化酶活性，起到了較好的保鮮效果。

關(guān)鍵詞 絲素蛋白；涂膜處理；鮮切蘋果；保鮮作用

中圖分類號 TS255.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0248-03

Fresh-keeping Effect of Silk Fibroin Film on Fresh-cut Apple

CAI Jing-sheng GONG Wei SHI Xiao-hui

（Department of Applied Engineering，Zhejiang Economic & Trade Polytechnic，Hangzhou Zhejiang 310018）

Abstract In order to explore the feasibility of using silk fibroin as coating agent for fresh-keeping of fresh-cut apples，fresh-cut apples were treated with mixed solution of color preservative solution and 1.5% silk fibroin solution，1.5% color preservative solution，1.5% silk fibroin solution and control without fresh-keeping treatment.The results indicated that，during the same storage periods，the fresh-cut apple slices could keep the quality more effectively after treatment with mixed solution of 1.5% regenerated silk fibroin solution with color preservative solution.The rate of weight loss and activity of polyphenol oxidase（PPO）were all significantly decreased.The vitamin C content of the preserved fresh-cut apple slices was kept in high level.

Key words silk fibroin；film preservation；fresh-cut apple；fresh-keeping effect

鮮切水果又稱半處理水果或輕度加工水果，是對新鮮水果進行分級、整理、清洗、切分、去核、修整、保鮮、包裝等處理，使水果成為快捷食品[1]。隨著社會的發(fā)展，鮮切蘋果日益受到人們的青睞。但由于蘋果經(jīng)過切割后極易發(fā)生褐變，產(chǎn)生營養(yǎng)流失等不良現(xiàn)象，造成大量的損失和浪費?？墒承酝磕た梢砸种契r切蘋果與環(huán)境之間的氣體交換，從而減少鮮切蘋果內(nèi)部水分流失，阻止其褐變，防止微生物的侵染。

絲素蛋白是從蠶繭或蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量占蠶絲的70%～80%，含有18種氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸約占總組成的80%以上。絲素蛋白質(zhì)與其他天然高分子相比有明顯的優(yōu)越性[2]。研究表明，它具有良好的生物相容性，無毒，無污染，無刺激性，同時可生物降解。因此，眾多學者致力于研究開拓絲素蛋白應(yīng)用的新領(lǐng)域。因為絲素蛋白具有良好的保濕性、吸濕性，與物體有良好的親和性以及生物相容性，所以是一種較理想的生物材料[3]。

涂膜保鮮是指在果實表面涂上一層高分子的液態(tài)膜，干燥后成為一層很均勻的膜，可以隔離果實與空氣進行氣體交換，從而降低果實的呼吸作用，延緩營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，改善果實的硬度和新鮮飽滿程度，并減少病原菌的侵染而造成的腐爛，能更好地保持產(chǎn)品的營養(yǎng)成分及色、香、味、形，延長其貨架壽命[4]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為紅富士蘋果，要求新鮮、顏色相近、大小均勻、無損害。試劑有蠶絲、食品級草酸、食品級L-半胱氨酸，殼聚糖、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化鈉、次氯酸鈉、碳酸鈉、氯化鈣、醋酸鈉、乙醇、鹽酸（分析純）、兒茶酚、透析袋、石英砂（研磨時用）。

儀器與設(shè)備為立式防爆冰箱、TG16-ws離心機、H2100R高速冷凍離心機、AL104-IC電子分析天平、HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋、TV-1810型紫外可見分光光度計。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理組：浸泡1.5%護色保鮮-絲素蛋白溶液（A）；浸泡1.5%護色保鮮液（B）；浸泡1.5%絲素蛋白溶液（C）；不作任何處理（D）。

1.3 試驗方法

1.3.1 絲素蛋白溶液的制備。剪蠶繭，放烘箱10 min，稱烘好的蠶繭10 g（蠶絲不需烘干）。準備蒸餾水1 000 mL，電爐加熱煮沸，加熱過程中加5 g碳酸鈉。煮沸拿下，待冷卻至80 ℃，加入稱好的蠶繭，放入80 ℃水浴鍋內(nèi)，所煮時間不一定，一般一次脫膠40 min。將洗好后的脫膠絲進行風干，時間為48 h。風干后稱量，質(zhì)量在7.0～7.7 g范圍之間。把之前洗好的脫膠絲稱10 g，稱好后撕開，使脫膠絲越蓬松越好。洗2個干凈的錐形瓶，將撕好的脫膠絲放入其中一個錐形瓶中。稱取46 g氯化鈣放入另外一個錐形瓶中量取60 mL蒸餾水，蓋上保鮮膜，搖勻。氯化鈣全部溶解后，將蒸餾水放入冷卻水中降溫，待降至室溫，再加入至少47.5 mL乙醇，搖勻至澄清透明。將液體倒入裝有脫膠絲的錐形瓶中，立刻封好瓶口，搖晃，使脫膠絲全部都能被液體浸濕。放入70 ℃水浴鍋中溶解1 h，溶解過程中需要不斷搖晃。準備工作：先把蒸餾水倒入1 000 mL燒杯中，剪透析袋（26～27 cm）放入水中，清洗漏斗，抽濾裝置。將溶解好的脫膠絲溶液進行抽濾，濾液裝入透析袋。將裝好溶液的透析袋封好，放入透析缸中（每天換1次水，換水2次）。透析好后，再進行抽濾，抽濾好后裝入離心管配平，以8 000 r/min離心10 min后，倒入另一個潔凈的燒杯中，蓋上保鮮膜，放入冰箱保存。按濃度調(diào)配好絲素蛋白溶液輻射滅菌后備用。

1.3.2 樣品處理。將蘋果分為4組，并按照1.2試驗設(shè)計分別進行處理。

1.4 指標測定

1.4.1 失重率的測定。將4組蘋果經(jīng)過預(yù)處理后，晾干，從每一組中單獨取1塊，來對其進行失重率的測定。將其放在小燒杯中稱重，并記錄數(shù)據(jù)，每24 h稱1次，計算其差值。根據(jù)以下公式計算失重率：

水果切片失重率（%）=（m1-m2）/m1×100（1）

式（1）中，m1為貯藏前果片的質(zhì)量，m2為貯藏后果片的質(zhì)量。

1.4.2 褐變指數(shù)的測定。采用消光值法測定[5]，待測蘋果塊按重量比1∶10加預(yù)冷蒸餾水，低溫下勻漿2 min，4 000 r/min離心5 min，紫外分光光度計開機預(yù)熱30 min，在波長410 nm處測定上清液吸光值（A）。

1.4.3 VC含量的測定。采用分光光度法[6]。每組樣品中取1塊蘋果樣品，切塊，去皮，稱取4.00 g蘋果樣品，放于研缽中加入10 mL 1% HCl研磨，將溶液移入編好號的離心管中，轉(zhuǎn)速為10 000 r/min，離心30 min，取0.2 mL上清液和0.4 mL 10% HCl加入到試管中，再用移液槍加入9.4 mL蒸餾水，充分混合后，測定波長為243 nm時的吸光值，用蒸餾水調(diào)零，每隔1 d測1次，共測5次。

1.4.4 多酚氧化酶（PPO）活性的測定。該酶活性采用消光值法測定[7]。4 g加10 mL預(yù)冷的磷酸緩沖液（pH值6.5），冰浴研磨再以12 000 r/min冷凍離心20 min。打開紫外分光光度計預(yù)熱30 min，以pH值為5.4的醋酸緩沖液調(diào)零，在比色皿中加入pH值為5.4的醋酸緩沖液2.0 mL和0.04 mol/L兒茶酚1.0 mL，將比色皿放入紫外分光度計后加入酶液0.5 mL，開始計數(shù)。每隔30 s記錄酶活性在410 nm處比色測定，并記錄數(shù)據(jù)，連續(xù)測3 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同方式處理對鮮切蘋果外表變化的影響

從圖1中可以看出，經(jīng)過1.5%護色保鮮-絲素蛋白溶液（A組）和1.5%護色保鮮液（B組）浸泡的鮮切蘋果，其外表光澤度較好，水分充足，且沒有褐化現(xiàn)象。而鮮切蘋果只經(jīng)過絲素蛋白溶液浸泡處理（C組）的，其外表水分充足但是出現(xiàn)了褐化現(xiàn)象?？瞻讓φ战M（D組）則是外表水分不充足且出現(xiàn)褐化現(xiàn)象。

從圖2中可以看出，鮮切蘋果經(jīng)過1.5%護色保鮮-絲素蛋白溶液和1.5%護色保鮮液處理后（A、B組），其外表光澤度變差，水分也有一定量的損失，并伴有輕微的褐化現(xiàn)象。而鮮切蘋果經(jīng)過只有絲素蛋白溶液處理后（C組），水分損失較少，但褐化嚴重。空白對照組（D組）的鮮切蘋果則是水分損失和褐化均嚴重。

2.2 不同處理方式對鮮切蘋果失重率的影響

失重率可以反映鮮切果片的綜合失重率水平，數(shù)值越低，效果越好，反之效果越差。蘋果中含有豐富的水分，當鮮切蘋果裸露在空氣中時，蘋果中的水分會不斷流失，從而使得蘋果質(zhì)量減少。

從圖3可知，隨著貯藏時間的增加，4個處理組的鮮切蘋果的失重率逐漸增加，貯藏5 d后，失重率相繼達到了高峰。在第7天的時候，D組的失重率最高，A、B、C組較低；在第9天時，A組失重率最高，B、C、D組較低。由此可見，鮮切蘋果經(jīng)過護色保鮮液和絲素蛋白溶液處理后，失重率較不作任何處理的要好。因此，說明絲素蛋白膜能阻隔水分的流失，保持蘋果的新鮮度。

2.3 不同處理方式對鮮切蘋果褐變度的影響

當蘋果受到損傷或切割時，其果肉直接裸露在空氣中，果肉中某種物質(zhì)會在多酚氧化酶的作用下形成另一種物質(zhì)，產(chǎn)生褐變[8]。

從圖4可知，貯藏期間各處理組鮮切蘋果褐變度不穩(wěn)定。出現(xiàn)上述情況有很多原因：一是可能蘋果浸泡處理不完全；二是也許每天抽1塊蘋果，由于不是同一個蘋果而存在差異。從視覺上看，隨著時間的延長，蘋果表面褐變度逐漸增加，其中D組（不作任何處理）褐變程度最高，而A、B、C組褐變程度較低。

2.4 不同處理方式對鮮切蘋果VC含量的影響

因為蘋果中含有豐富的VC，所以能通過蘋果的VC含量辨別蘋果品質(zhì)的好壞。VC具有不飽和共軛結(jié)構(gòu)，在紫外-可見光區(qū)有吸收，紫外吸收最大波長在245 nm附近。VC呈無色無臭的片狀晶體，易溶于水，不溶于脂溶劑。在酸性環(huán)境中穩(wěn)定，遇空氣中氧、熱、光、堿性物質(zhì)，特別是有氧化酶及痕量銅、鐵等金屬離子存在時，具有抗氧化作用，是知名度最高的營養(yǎng)素[9]。蘋果鮮切后，果實暴露在空氣中，VC含量也會隨之下降。

從圖5可知，隨著貯藏時間增加，各處理組鮮切蘋果VC含量隨著時間的增加逐漸下降，下降程度最大的是D組（空白對照組），下降程度最小的是A組。由此可得，經(jīng)過1.5%

護色保鮮-絲素蛋白溶液的A組在蘋果表面形成了一層保護膜，減少了VC含量的損失。

2.5 不同處理方式對鮮切蘋果多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶（PPO）是末端氧化酶的主要部分，植物組織感病或在其他逆境條件下造成傷害時，多酚氧化酶活性能顯著提高，增強植物組織自身的抗力，減緩被傷害程度[10]。從圖6可知，鮮切蘋果經(jīng)過處理后結(jié)果均為先上升后下降，在某一天達到最大值然后開始下降。多酚氧化酶活性較高，加快組織褐變速度[11]。經(jīng)A組處理后，在鮮切蘋果表面形成的保護膜，對鮮切蘋果組織造成的傷害最小，從而抑制了多酚氧化酶的活性。此外，在貯藏后期，各處理組的多酚氧化酶活性均出現(xiàn)下降，這也可能是鮮切果肉的衰老使各種代謝減緩所致。

3 結(jié)論與討論

研究數(shù)據(jù)表明，鮮切蘋果經(jīng)過1.5%護色保鮮-絲素蛋白溶液涂膜處理后，各項檢測綜合均比其他處理組好，在鮮切蘋果表面形成了一層保護膜，能有效減緩其呼吸，可以明顯減輕蘋果的衰老程度。涂膜處理和保鮮液浸泡均能抑制鮮切蘋果表面褐化，但涂膜處理的鮮切蘋果表面褐化程度較輕。

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