殼聚糖-氯化鈣復(fù)合涂膜對鮮切西藍(lán)花的保鮮研究

蔣變玲，王夢夢，陳 瓊，段 紅，韓方凱，朱 穎

（宿州學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

西藍(lán)花又稱青花菜，是十字花科雙子葉植物[1]。其幼嫩花球和莖供食用[2]。因其豐富的營養(yǎng)價值，市場需求量日益增大[3]。

鮮切蔬菜既保持了蔬菜原有的新鮮狀態(tài)，且因其方便、營養(yǎng)、衛(wèi)生等特點(diǎn)，備受青睞[4-5]。但鮮切蔬菜貯藏期間，會發(fā)生干枯縮水，逐漸腐爛變質(zhì)，產(chǎn)生不良?xì)馕?，感官品質(zhì)有所下降，營養(yǎng)物質(zhì)不斷流失等問題導(dǎo)致其保質(zhì)期較短[6]。

殼聚糖是一種氨基類多糖，因其氫鍵能夠相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀樣的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成透明的具有多孔結(jié)構(gòu)的薄膜，因此常被用于果蔬涂膜保鮮中[7]。

Ca2+是植物必須的營養(yǎng)元素之一[8]，對于保持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)、維持細(xì)胞膜功能方面具有十分重要的意義。有研究表明，外源Ca2+處理可以延長采摘冬棗的保存時間[9]。連文琦等[10]研究表明，CaCl2處理使鮮切蘋果的褐變程度得到明顯的改變。葛金玉等[11]研究顯示，CaCl2處理使鮮切蘿卜可滴定酸、可溶性蛋白都表現(xiàn)為先上升后下降。CaCl2處理鮮切水果能夠提高SOD、CAT的活性。

本試驗研究了氯化鈣、殼聚糖及二者復(fù)合液涂膜處理對鮮切西藍(lán)花的保鮮效果的影響，通過測定貯藏期間鮮切西藍(lán)花的品質(zhì)，為氯化鈣殼聚糖復(fù)合涂膜保鮮研究提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮西藍(lán)花，購自大潤發(fā)超市。

1.2 主要試劑及儀器設(shè)備

主要試劑：殼聚糖為食品級，氯化鈣、過氧化氫、鹽酸萘乙二胺、鹽酸羥胺、磷酸氫二鉀、三氯乙酸、磷酸氫二鈉、乙二胺四乙酸二鈉、PVPP、黃嘌呤、TBA、丙酮等為分析純，亞硝酸鈉、愈創(chuàng)木酚等為標(biāo)準(zhǔn)品，以上試劑購自阿拉丁試劑公司。

主要儀器設(shè)備：UV-5100H型分光光度計、H1850型離心機(jī)、HH-2型水浴鍋、WH-8型天平等。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗材料處理

挑選花球大小一致無病蟲害的新鮮西藍(lán)花，用純水清洗并晾干，將西藍(lán)花切成0.5 cm×0.5 cm×3 cm大小，隨機(jī)分為4份，每份約600 g。配制1%殼聚糖溶液、0.5%氯化鈣溶液及兩種溶液的1：1混合液作為復(fù)合涂膜液，將各組鮮切西藍(lán)花均勻分為3份，分別完全浸泡于各溶液中處理5 min，蒸餾水處理相同時間作為對照。處理結(jié)束后，迅速將樣品取出，晾干表面的水分，于4℃條件下貯藏5 d，每天定時取樣，進(jìn)行各項指標(biāo)測定。

1.3.2 理化指標(biāo)測定

1.3.2.1 粗酶液的制備

取2.0 g樣品，加入預(yù)冷的50 mM pH 7.0磷酸緩沖液 8 mL[內(nèi)含 3 mM EDTA-2Na，0.5%（W/V）PVPP，0.1%（V/V）Tritonx-100]， 充分研磨，12 000 r/min 冷凍離心 10 min，上清液即為粗提液[12]，用于 SOD、AXP、POD、O2·-、MDA 的測定。

1.3.2.2 抗氧化酶活性的測定

（1）SOD活性的測定根據(jù)趙健等[13]的方法稍作改進(jìn)。測定530 nm波長條件下樣品的吸光度值。

酶活性單位：units·g-1FW

（2）POD活性測定根據(jù)Roca J等的方法[14]。將0.5 mL樣品酶提取液移至比色杯中并加入3 mL的愈創(chuàng)木酚溶液。迅速加入0.2 mL的8 mmol/L H2O2，在470 nm波長條件下分別測定10 s和70 s的吸光度值。

酶活性單位：A470·g-1FW·min-1

（3）APX活性的測定：參考Yan J等[15]方法稍作改進(jìn)。

式中，Vt為粗酶提取液總體積 （mL）；Vs為測定時所用提取液體積（mL）；W 為植物組織鮮重（g）；t為時間（min）。

1.3.2.3 活性氧化指標(biāo)測定

O2·-生成速率的測定參考陳雙穎[16]的方法。

式中：Vt為提取液總體積（mL）；W 為植物組織鮮重（g）；t為反應(yīng)時間（min）。

1.3.2.4 衰老生理指標(biāo)測定

（1）葉綠素含量的測定根據(jù)王文杰等[17]的方法加以改進(jìn)。

式中：Chla代表葉綠素 a含量，Chlb代表葉綠素b 含量，單位均為 （mg/g·FW）；A665、A649分別代表665 nm、649 nm的吸光度值；V為提取液體積（mL），W 為樣品重量（g）。

（2）MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[18]。

式中：A532、A600分別代表532 nm、600 nm 的吸光度值；Vt為提取液體積（mL），Vs為反應(yīng)液中的試樣體積（mL）。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花抗氧化酶活性的影響

2.1.1 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合溶液處理對鮮切西藍(lán)花SOD活性的影響

SOD是一種抗氧化酶，可通過對生物體內(nèi)自由基的清除達(dá)到延緩果實衰老的效果[13]。由圖1可知，在鮮切西藍(lán)花貯藏期間，各組的SOD活性均為先升高后下降，貯藏2 d時SOD活性最高。涂膜處理不同程度保持SOD活性，整個貯藏期間均高于對照組，其中，復(fù)合液涂膜保鮮處理組的鮮切西藍(lán)花SOD活性最高。由此可知，殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液涂膜處理可以有效地抑制鮮切西藍(lán)花SOD的活性的下降，延緩鮮切西藍(lán)花的衰老。其中殼聚糖-氯化鈣復(fù)合液涂膜處理效果最好。

圖1 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花SOD活性的影響Figure 1 Effects of different coating films on SOD of fresh-cut broccoli

2.1.2 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花POD活性的影響

POD影響植物的生長發(fā)育，可以清除質(zhì)膜的H2O2，是果蔬衰老的指標(biāo)之一[19]。由圖2可知，在鮮切西藍(lán)花貯藏期間，各組POD活性先上升后下降，貯藏3 d時POD活性最高。這是由于切割時的損傷導(dǎo)致鮮切西藍(lán)花表面組織氧化脅迫使POD活性升高，隨著鮮切西藍(lán)花的衰老，POD活性下降。殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理的鮮切西藍(lán)花POD活性始終高于對照組，其中殼復(fù)合液處理組的POD活性最高。這說明適當(dāng)涂膜處理可以延緩果實衰老，與陳雙穎等[19]研究結(jié)果相吻合。

圖2 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花POD活性的影響Figure 2 Effects of different coating films on POD of fresh-cut broccoli

2.1.3 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花APX含量的影響

APX是清除葉綠體中H2O2的關(guān)鍵酶，果蔬中的APX通過降低超氧陰離子產(chǎn)生速率，減弱脂質(zhì)過氧化作用，使果蔬保鮮。由圖3可知，鮮切西藍(lán)花的APX活性隨著貯藏時間的延長不斷下降。對照組的APX活性在貯藏5 d時為2.2，而殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理的鮮切西藍(lán)花中的APX活性保持較高水平且復(fù)合液處理鮮切西藍(lán)花中的APX活力最大。說明涂膜保鮮處理能夠抑制鮮切西藍(lán)花中APX活性的降低，保持其品質(zhì)。這是因為涂膜處理在鮮切西藍(lán)花表面形成一層薄膜，使呼吸作用強(qiáng)度降低，APX能保持較好的活性[23]。

圖3 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花APX活性的影響Figure3 EffectsofdifferentcoatingfilmsonAPXoffresh-cutbroccoli

2.2 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合溶液處理對鮮切西藍(lán)花O2·-生成速率的影響

由圖4可知，在鮮切西藍(lán)花貯藏期間，O2·-生成速率先上升后下降。聚糖組在貯藏3 d時O2·-生成速率最高，其他三組在貯藏4 d時O2·-生成速率最高，殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理的鮮切西藍(lán)花中的O2·-生成速率不同程度低于對照組。其中復(fù)合液處理組的鮮切西藍(lán)花O2·-生成速率最低，約為對照組的0.58倍。結(jié)果表明，涂膜處理可抑制O2·-生成速率，從而延緩鮮切西藍(lán)花品質(zhì)的降低，其中復(fù)合液涂膜處理效果最好。這與羅海波等[24]研究結(jié)果一致。鮮切西藍(lán)花在貯藏期間會產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的活性氧自由基，它們會導(dǎo)致細(xì)胞DNA損壞、生物膜的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞[23]。這是因為SOD可催化O2·-，涂膜處理可使SOD保持較高活性，進(jìn)而抑制了O2·-的生成速率。

圖4 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花O2·-生成速率的影響Figure 4 Effects of different coating films on the rate of superoxide anion formation of fresh-cut broccoli

2.3 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花衰老生理指標(biāo)的影響

2.3.1 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花葉綠素含量的影響

葉綠素含量是反映西蘭花感官品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)[24]。由圖5可知，鮮切西藍(lán)花在貯藏期間葉綠素含量逐漸下降，殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理鮮切西藍(lán)花中葉綠素含量不同程度高于對照組，說明殼聚糖、氯化鈣及殼聚糖·氯化鈣涂膜處理可以延緩葉綠素的降解，其中復(fù)合液處理組的葉綠素含量下降程度低于其他組。涂膜處理延緩了鮮切西藍(lán)花中的葉綠素降解，可能是抑制了葉綠素酶和脫鎂螯合酶的活性[1]。

圖5 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花葉綠素含量的影響Figure 5 Effects of different coating films on the chlorophyll content of fresh-cut broccoli

2.3.2 殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理對鮮切西藍(lán)花MDA含量的影響

MDA是細(xì)胞膜脂過氧化的重要產(chǎn)物，其含量增加可加速膜的損傷，可用來判定植物的衰老[2,25]。由圖6可知，鮮切西藍(lán)花貯藏期間，MDA含量至貯藏2 d時達(dá)到最大值，對照組達(dá)到0.92 μmol·g-1FW，隨后各組MDA含量呈下降趨勢，其中殼聚糖、氯化鈣及復(fù)合液處理的鮮切西藍(lán)花MDA含量始終低于對照組，且復(fù)合液處理的鮮切西藍(lán)花中MDA含量與對照組差異顯著。結(jié)果表明，涂膜處理能抑制MDA的產(chǎn)生并延緩其衰老，其中復(fù)合涂膜處理效果最好。殼聚糖、氯化鈣和復(fù)合液處理使鮮切西藍(lán)花SOD、POD、APX保持了較高活性，進(jìn)而抑制了脂膜過氧化并降低MDA積累。

圖6 不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花MDA含量的影響Figure 6 Effects of different coating films on the content of MDA in fresh-cut broccoli

3 結(jié)論與討論

果蔬經(jīng)過鮮切加工后，其表面的損傷會激活一些生理生化反應(yīng)，加速果蔬的營養(yǎng)流失、衰老及腐敗變質(zhì)[9，10]。大量研究表明，殼聚糖的氫鍵相互交聯(lián)形成的多孔薄膜和Ca2+對植物細(xì)胞壁的支撐作用，能夠減緩鮮切果蔬內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和水分散失，維持細(xì)胞良好形態(tài)，進(jìn)而降低鮮切果蔬的衰老及腐敗變質(zhì)進(jìn)程[7，8]。

本實驗研究了不同涂膜處理對鮮切西藍(lán)花的保鮮效果影響。結(jié)果表明，用1%殼聚糖、0.5%氯化鈣及二者的1%殼聚糖+0.5%氯化鈣復(fù)合液處理鮮切西藍(lán)花，可保持貯藏期間的西藍(lán)花中的SOD、POD和APX活性，降低O2·-生成速率，抑制MDA的積累和葉綠素的降解，從而保持西藍(lán)花的良好品質(zhì)。且對3種涂膜保鮮效果比較發(fā)現(xiàn)，1%殼聚糖+0.5%氯化鈣復(fù)合液處理效果最佳。