2種復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜軟化生理的影響

曾媛媛，周 研，謝 晶，祖同驍，周 然

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

2種復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜軟化生理的影響

曾媛媛，周 研，謝 晶，祖同驍，周 然

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

以 1.5% 羧甲基殼聚糖和 1.5% 海藻酸鈉為原料制備 2 種復(fù)合涂膜保鮮劑，對哈密瓜進(jìn)行涂膜貯藏試驗(yàn)，通過測定哈密瓜的硬度、電導(dǎo)率、丙二醛（MDA）、果膠酶（PG）、纖維素酶以及脂氧合酶（LOX）等指標(biāo)，分析 2 種復(fù)合涂膜保鮮劑對延緩哈密瓜軟化的效果。結(jié)果表明：貯藏 35 d 時(shí)海藻酸鈉組和羧甲基殼聚糖組的的硬度分別為 0.80 和 0.71 kg/cm2，MDA 含量為別為 1.82 和 4.80 U/mg，PG 活性分別為 2.61 和 3.44 U/mg，纖維素酶活性分別為 3.92 和 3.83 U/mg，LOX 酶含量分別為 5.13 和 5.74 U/mg。2 種復(fù)合涂膜都能保持較高的果實(shí)硬度，降低哈密瓜的電導(dǎo)率，維持較低的 PG 酶和纖維素酶活性，降低 LOX 酶活性，抑制哈密瓜果實(shí)軟化。

哈密瓜；羧甲基殼聚糖；海藻酸鈉；保鮮劑

哈密瓜（Cucumis melo. L）風(fēng)味獨(dú)特，質(zhì)地脆而多汁，備受消費(fèi)者青睞。然而，在貯藏期間哈密瓜經(jīng)后熟作用，細(xì)胞壁逐漸分解，細(xì)胞膜被氧化破壞，電解質(zhì)外泄，質(zhì)地逐漸變軟，最終失去商品價(jià)值[1-2]。因此，使用恰當(dāng)?shù)谋ｕr處理延遲哈密瓜的軟化十分重要。

天然保鮮劑殼聚糖在各類果蔬保鮮中已得到廣泛的應(yīng)用，展現(xiàn)出巨大的市場前景。為了使保鮮劑使用更方便，人們研發(fā)出殼聚糖的衍生物——羧甲基殼聚糖，該物質(zhì)可溶解于中性水，且抑菌效果好于殼聚糖[3-4]。還有研究表明，海藻酸鈉與肉桂醛復(fù)配能夠制備出抗菌性良好的涂膜劑[5-6]。Brasil等[7]研究木瓜保鮮方法時(shí)，以果膠和殼聚糖為基礎(chǔ)物質(zhì)，加入了肉桂醛，將其制備成多層的抗菌涂膜劑，取得了良好的保鮮效果。

試驗(yàn)以海藻酸鈉、羧甲基殼聚糖和肉桂醛為材料復(fù)配制作抗菌涂膜保鮮劑，模擬常溫貨架環(huán)境，研究復(fù)合涂膜保鮮劑對滬產(chǎn)新疆哈密瓜硬度、果膠酶（PG）、纖維素酶，以及與膜氧化相關(guān)的指標(biāo)如電導(dǎo)率、丙二醛（MDA）、脂氧合酶（LOX）等的影響，以期為哈密瓜的貯藏提供新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試哈密瓜為黃皮滬產(chǎn)新疆哈密瓜（Cucumis melo var. saccharinus），購買于上海市哈密瓜研究所。挑選發(fā)育期約 28 d、大小基本一致、無明顯外傷的哈密瓜為材料。采摘時(shí)，預(yù)留 5 cm 以上的果梗，一方面便于標(biāo)記，另一方面是避免采摘損傷而影響貨架期。將采摘后的哈密瓜套上塑料網(wǎng)袋，裝箱運(yùn)輸?shù)劫A藏室待用。

主要試劑有：羧甲基殼聚糖（浙江澳興生物科技有限公司），肉桂醛、海藻酸鈉、甘油、吐溫 80（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）等，試劑均為分析純。

主要儀器設(shè)備有 ：DF-101S 集熱式磁力加熱攪拌器（上海予申儀器有限公司）；UV-7504 單光束紫外-可見光分光光度計(jì)（上海尤尼柯儀器有限公司）；25-SB-12DT 超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）；H-2050R 臺式高速冷凍離心機(jī)（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）；TA-XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀（Stable Micro System 公司）；IMS-50 全自動(dòng)雪花制冰機(jī)（蘇州江東精密儀器有限公司）；DDS-307A 電導(dǎo)率儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司）等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 篩選重量為 3 kg 左右的哈密瓜 90個(gè)，均分為3組。一組設(shè)為對照組，直接套袋裝箱；試驗(yàn)組則分為A組和B組，分別用配制好的復(fù)合涂膜保鮮劑 A、B 浸泡哈密瓜 30 s，待晾干后套袋裝箱；3 組哈密瓜均置于 19±2℃貯藏室中貯藏。

1.2.2 復(fù)合涂膜保鮮劑的配制 復(fù)合涂膜保鮮劑 A ：將 1.5% 的羧甲基殼聚糖與 0.5% 的甘油和 0.6% 的吐溫 80 混合，充分溶解后加入 0.5% 的肉桂醛，磁力攪拌 30 min 充分混均，用紗布過濾，除去不溶物，配制好的溶液用保鮮膜封口，經(jīng)超聲消泡 30 min 后待用。復(fù)合涂膜保鮮劑 B ：將 1.5% 海藻酸鈉與 0.5% 的甘油和 0.6% 的吐溫 80 混合，充分溶解后加入 0.5% 的肉桂醛，再經(jīng)磁力攪拌 30 min 充分混均，再用紗布過濾，除去不溶物，配制好的溶液用保鮮膜封口，經(jīng)超聲消泡 30 min 后待用。

1.2.3 測定項(xiàng)目及方法 硬度測定參照 Zhou 等[8]的方法，稍作修改。選取哈密瓜赤道處的果肉，測定從表皮到內(nèi)腔中點(diǎn)處的果肉硬度，單位為 kg/cm2。電導(dǎo)率參考 Cai等[9]的方法測定。丙二醛、果膠酶、纖維素酶和脂氧合酶參考曹建康等[10]的方法測定。

1.2.4 數(shù) 據(jù) 處 理 方 法 指 標(biāo) 平 行 測 定 3 次， 運(yùn) 用SPSS 20.0 軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn) 行 方差分析和多 重 比較，運(yùn)用 Origin Pro V8.6 軟件繪制曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合涂劑膜對哈密瓜硬度的影響

硬度是評判果實(shí)軟化的指標(biāo)，能夠衡量果實(shí)的成熟度、口感和貯藏品質(zhì)。如圖1所示，果實(shí)在貯藏過程中，硬度逐漸下降。而海藻酸鈉涂膜組的硬度下降趨勢比其他 2 個(gè)組緩慢，且貯藏 35 d 時(shí)硬度顯著高于其他 2 組（P<0.05）。羧甲基殼聚糖涂膜組在貯藏前期與對照組的硬度較為接近，而貯藏 38 d 時(shí)以 0.71 kg/cm2的硬度略高于對照組（0.69 kg/cm2）。

2.2 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜電導(dǎo)率的影響

圖1 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜果實(shí)硬度的影響

果實(shí)電導(dǎo)率反應(yīng)出果實(shí)的膜損傷程度，在貯藏期間隨著果實(shí)細(xì)胞膜的分解，電解質(zhì)外滲導(dǎo)致果實(shí)的電導(dǎo)率隨之改變。如圖2所示，電導(dǎo)率在貯藏期間均呈上升趨勢，對照組的電導(dǎo)率在貯藏期內(nèi)均高于復(fù)合涂膜組，貯藏 35 d 時(shí)對照組電導(dǎo)率為 71.95%，顯著高于 2 個(gè)復(fù)合涂膜組（P<0.05），而此時(shí) 2 個(gè)涂膜處理組之間差異不顯著（P>0.05）。這說明 2 種復(fù)合涂膜保鮮劑均能降低果實(shí)的電導(dǎo)率，從而保持細(xì)胞壁的完整，延遲果實(shí)軟化。

圖2 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜電導(dǎo)率的影響

2.3 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是細(xì)胞膜脂發(fā)生氧化反應(yīng)生成的產(chǎn)物，是評價(jià)水果新鮮程度的重要指標(biāo)，反映了水果的過氧化程度。如圖3 所示，貯藏 7 d 時(shí)，對照組的 MDA 含量顯著高于其他 2 組（P<0.05）；貯藏 35 d 時(shí)，對照組的 MDA 含量為 0.12 μmol/kg FW，此時(shí)海藻酸鈉復(fù)合涂膜組的 MDA 含量為 0.09 μmol/kg FW，而羧甲基殼聚糖復(fù)合涂膜組的 MDA 含量只有 0.08 μmol/ kg FW ；其中，羧甲基殼聚糖復(fù)合涂膜組與海藻酸鈉復(fù)合涂膜組及對照組的差異均達(dá)顯著水平（P<0.05），說明羧甲基殼聚糖復(fù)合涂膜處理后有助于抑制MDA的生成。

2.4 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜果膠酶活性的影響

圖3 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜 MDA 含量的影響

多聚半乳糖醛酸酶（PG）可以通過水解作用將哈密瓜中的果膠降解為小分子物質(zhì)，從而破壞細(xì)胞壁，使哈密瓜果實(shí)軟化。如圖4所示，在貯藏的過程中，PG 活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且貯藏 10 d 后羧甲基殼聚糖涂膜處理組的哈密瓜PG活性始終高于另外兩組。貯藏 35 d 時(shí)，羧甲基殼聚糖涂膜組哈密瓜的PG 活性為 0.11 μmol/(h·g)FW，顯著高于對照組的 0.07 μmol/(h·g)FW（P<0.05），此時(shí)海藻酸鈉組的 PG 活性為 0.08 μmol/(h·g)FW。由此說明，羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉中加入肉桂醛對哈密瓜進(jìn)行涂膜能提高哈密瓜的PG活性，增強(qiáng)其抗氧化能力。其中，羧甲基殼聚糖的效果優(yōu)于海藻酸鈉，這可能是因?yàn)轸燃谆鶜ぞ厶菍芄峡寡趸芰τ姓T導(dǎo)作用。

圖4 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜 PG 活性的影響

2.5 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的影響

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分之一，其含量與果實(shí)軟化程度有關(guān)。纖維素酶可以將纖維素分解為葡萄糖。如圖5所示，對照組的纖維素酶活性在整個(gè)貯藏期內(nèi)都高于 2 個(gè)復(fù)合涂膜組 ；貯藏 35 d 時(shí)，對照組纖維素酶活性為 0.13 μmol/(h·g)FW，顯著高于海藻酸鈉組和羧甲基殼聚糖組（P<0.05），說明 2 種復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的抑制作用均較強(qiáng)；而 2 種復(fù)合涂膜保鮮劑之間無顯著性差異（P>0.05），表明2種復(fù)合涂膜保鮮劑的成膜效果相似，均能夠很好地成膜保護(hù)果實(shí)不被降解。

2.6 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜脂氧合酶的影響

圖5 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的影響

脂氧合酶（LOX）是植物細(xì)胞膜過氧化啟動(dòng)所需的酶，它與水果的衰老相關(guān)。如圖6所示，LOX含量隨著貯藏時(shí)間的延長，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；貯藏 14 d 時(shí)對照組的 LOX 含量達(dá)到峰值；貯藏 21 d 時(shí)，海藻酸鈉組的LOX含量達(dá)到峰值；而羧甲基殼聚糖組 LOX 含量在貯藏 28 d 時(shí)才達(dá)到峰值。這說明復(fù)合涂膜能夠推遲哈密瓜細(xì)胞被破壞的時(shí)間，延緩哈密瓜的細(xì)胞損傷和果實(shí)軟化，保持果肉中的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。

圖6 復(fù)合涂膜保鮮劑對哈密瓜對脂氧合酶含量的影響

3 結(jié)論與討論

果實(shí)軟化是果實(shí)成熟和衰老的主要標(biāo)志，主要表現(xiàn)為細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)變化及其物質(zhì)降解[11]。細(xì)胞壁主要由果膠質(zhì)、纖維素和半纖維素構(gòu)成，PG、PE 和纖維素酶致使這些物質(zhì)降解，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)[12]。上述多聚體間的相互作用主要是通過化學(xué)鍵，或者依靠力學(xué)作用，形成了果膠 - 纖維素 - 半纖維素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[13]。而這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在果實(shí)成熟過程中會(huì)發(fā)生分解，從而導(dǎo)致組織軟化[14-15]。

綜合以上幾個(gè)指標(biāo)分析可以發(fā)現(xiàn)，2種涂膜劑均能降低哈密瓜的失重率，保持良好的果肉硬度，延緩MDA 的生成，且能抑制 PG酶、纖維素酶和脂氧合酶的活性。從硬度變化情況可以得出，2種涂膜劑都延遲了果實(shí)軟化，這是由于2種抗菌涂膜劑都能減少水分蒸發(fā)，而肉桂醛則能有效抑制腐敗菌的繁殖。

海藻酸鈉涂膜組哈密瓜的硬度較羧甲基殼聚糖涂膜組高，說明海藻酸鈉的阻濕性更好，防止水分過快蒸發(fā)。相對而言，羧甲基殼聚糖涂膜組哈密瓜中的MDA、PG含量比海藻酸鈉涂膜組的高。這是因?yàn)榫哂幸欢ㄒ志缘聂燃谆鶜ぞ厶窃谂c肉桂醛復(fù)配后，涂膜劑抑菌能力增強(qiáng)。

綜上所述，與肉桂醛復(fù)合的羧甲基殼聚糖涂膜和海藻酸鈉涂膜中，羧甲基殼聚糖更能抑制哈密瓜的細(xì)胞分解，延緩哈密瓜果實(shí)生理軟化衰老。但海藻酸鈉復(fù)合涂膜對哈密瓜的硬度保持較好。考慮到經(jīng)濟(jì)成本，可在之后的研究中，將羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉復(fù)配，研制出成本更低、效果更為理想的復(fù)合涂膜保鮮劑。

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（責(zé)任編輯：成 平）

Effects of Two Kinds of Composite Film Preservatives on the Softening Physiology of Hami Melon

ZENG Yuan-yuan，ZHOU Yan，XIE Jing，ZU Tong-xiao，ZHOU Ran
（College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, PRC）

Hami melons were coated with composite fi lm preservatives respevtively, which prepared with 1.5% carboxymethyl chitosan and 1.5% sodium alginate, the preservation effect of two kinds of composite coating on delaying softening of Hami melons were analyzed, by measuring the hardness, electrical conductivity, malondialdehyde (MDA), pectinase, cellulose (PG) and lipoxygenase (LOX) and other indicators,. The results showed that 35 d sodium alginate and carboxymethyl chitosan group of hardness are 0.80kg/cm2 and 0.71kg/cm2, MDA content is not for 1.82 U/mg and 4.80 U/mg, PG were 2.61 U/mg and 3.44 U/mg, cellulase results were 3.92 U/mg and 3.83 U/mg, LOX enzyme content were 5.13 U/ mg and 5.74 U/mg. The results revealed that, the two kinds of composite coating can keep higher fruit fi rmness, reduce cantaloupe conductivity, low PG enzyme and cellulose content, reduce LOX enzyme content, inhibition of Hami melon fruit softening.

Hami melon; carboxymethyl chitosan; sodium alginate; preservation

TS205

A

1006-060X（2017）03-0084-04

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.003.024

2016-12-04

國家自然科學(xué)基金（31201439）；上海高校一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（B-5005-13-0002-4）；上海市科委工程中心建設(shè)項(xiàng)目（11DZ2280300）作者簡介：曾媛媛（1992-），女，安徽六安市人，碩士研究生，主要從事冷鏈物流方向的研究。

周 然