殼聚糖-姜精油涂膜對草莓貯藏品質(zhì)的影響

（邯鄲學院生命科學與工程學院，河北省高校冀南太行山區(qū)野生資源植物應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北邯鄲056005）

草莓（Fragaria ananssa Duch）為薔薇科（Rosaceae）草莓屬（Fragaria）多年生宿根性草本植物，果實色澤鮮艷、果肉細嫩多汁、風味獨特、營養(yǎng)豐富，素有“水果皇后”的美譽[1]。草莓含水量高，皮薄易腐爛，常溫下放置1 d～2 d即失去商品價值，極大限制了草莓的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[2]。因此，研究簡單方便、經(jīng)濟適用的保鮮方法，延長草莓的鮮食品質(zhì)，提高保鮮效果是目前研究的熱點。

殼聚糖是廣泛存在于自然界的一種天然高分子材料甲殼素的重要衍生物。殼聚糖具有較好的成膜性，能在水果表面形成一種半透膜，阻氣阻水，使果實內(nèi)部形成較低氧氣和較高二氧化碳的環(huán)境，有效抑制和延緩果實呼吸速率，保持果實整體質(zhì)量和延長保質(zhì)期[3]。大量研究證明，果蔬經(jīng)殼聚糖涂膜處理后，在貯藏期間呼吸代謝、失重、可滴定酸、風味顏色變化均得到很大改善[4-5]。但是單一的殼聚糖涂膜膜韌性較差、透水率較大，溶解性差[6]。

植物精油是重要的植物體內(nèi)次生代謝產(chǎn)物，具有多種生物活性、良好的抑菌效果，且安全無毒，是一種理想的天然果蔬保鮮劑[7]。研究表明，添加植物精油可以降低殼聚糖膜的水蒸氣透過率和斷裂伸長率[8]，因此，本文在殼聚糖溶液中添加姜精油，研究了殼聚糖-姜精油保鮮液涂膜處理對草莓貯藏品質(zhì)的影響，為提高草莓貯、運、銷品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與主要試劑

新鮮草莓：購于本地超市，挑選大小均一、外觀完好、無損傷、無腐爛、色澤和成熟度一致的果實進行試驗。

姜精油：采用魏娟等[9]的方法由邯鄲學院生命科學與工程學院實驗室自提；殼聚糖（脫乙酰度≥90%）：購自上海生工生物工程股份有限公司，用濃度1%的冰乙酸溶液溶解；乙醇、2，6-二氯靛酚、鹽酸、碳酸氫鈉：分析純，天津市河東區(qū)紅巖試劑廠；抗壞血酸標準品（≥99%）：美國Sigma公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

BSA-220電子天平：德國賽多利斯公司；N-110旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海愛朗儀器有限公司；DDS-307電導率儀：上海雷磁公司；TGL-16M臺式高速冷凍離心機：湘儀離心機儀器有限公司；T9紫外可見光分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 保鮮液的配制

取一定量的殼聚糖配制成濃度為1%的殼聚糖溶液。再添加姜精油，分別配制成0.05%、0.10%和0.20%的殼聚糖-姜精油保鮮涂膜液，標記為0.05%保鮮組、0.10%保鮮組和0.20%保鮮組。

1.3.2 草莓處理

將草莓分成15顆一組，共20組，分別放入到0.05%保鮮組、0.10%保鮮組和0.20%保鮮組的殼聚糖-姜精油保鮮涂膜液中浸泡60 s，撈出自然晾干，裝入聚乙烯包裝盒中，于室溫（25℃）貯藏。以超純水作為對照組（CK），將草莓在超純水中浸泡60 s，撈起、轉(zhuǎn)移、室溫（25℃）貯藏。每組處理3次重復。

1.3.3 指標測定

將處理好的草莓貯藏10 d，貯藏期間每隔1天取一次樣，一次取1組，測定各種指標，重復3次。

感官指標：參照文獻[10]的感官評價標準，結(jié)合本試驗制定評價表評定。見表1。

表1 草莓的感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria of strawberry

腐爛率：參照文獻[11]按果實腐爛面積大小將果實劃分為4級：0級，無腐爛；1級，腐爛面積小于果實面積的10%；2級腐爛面積占果實面積的10%～30%；3級，腐爛面積大于果實面積的30%，按下式計算腐爛指數(shù)。

腐爛率/%=∑（腐爛級別×該級果實數(shù)）/（最高腐爛級別×總果實數(shù)）×100

失重率的測定：失重率/%=（貯藏前質(zhì)量-貯藏后質(zhì)量）/貯藏前質(zhì)量×100

細胞膜透性（cell membrane permeability，CMP）采用相對電導率法測定；可滴定酸采用標準NaOH滴定法測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定；維生素C（Vitamin C，VC）采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法測定，參照文獻[12]進行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官品質(zhì)

草莓貯藏期間感官品質(zhì)的變化見圖1。

圖1 草莓貯藏期間感官品質(zhì)的變化Fig.1 Variation of sensory quality of strawberry during storage

由圖1可以看出，草莓在貯藏期間感官品質(zhì)表現(xiàn)一致，隨貯藏時間的延長，感官品質(zhì)呈現(xiàn)下降的趨勢。對照組CK在貯藏后第2天出現(xiàn)草莓顏色變暗、輕微萎縮的現(xiàn)象，而在第4天和第6天之間有一個急劇變化的明顯過程，草莓顏色開始轉(zhuǎn)為褐色，出現(xiàn)青綠霉斑，失去了食用價值。處理組則表現(xiàn)不一致，與對照組相比，在貯藏初期（0～4 d）多數(shù)處理組的感官品質(zhì)略低于對照，而在貯藏后期（6 d～10 d）多數(shù)處理組的感官品質(zhì)好于對照，其中，T2處理組表現(xiàn)最佳，效果明顯。處理組內(nèi)比較，T2處理組表現(xiàn)最佳，顯著優(yōu)于T1和T3處理組，直至貯藏第10天，感官品質(zhì)評分仍能在4分，稍有腐爛情況出現(xiàn)。其次是T1處理組，T2處理組感官品質(zhì)最差，貯藏第6天，感官品質(zhì)降至4分，至貯藏第8天已經(jīng)完全腐爛。說明，殼聚糖-姜精油保鮮液對草莓起到了一定的保鮮作用，尤其是在貯藏初期，不過殼聚糖-姜精油的濃度也會對保鮮效果有影響，當姜精油濃度較大時，反而降低了感官品質(zhì)，推測可能與藥害[13]反應(yīng)有關(guān)。

2.2 腐爛率

果實腐爛率是判斷貯藏效果的重要表觀指標。草莓貯藏期間腐爛率的變化見圖2。

圖2 草莓貯藏期間腐爛率的變化Fig.2 Variation of the rot rate of strawberry during storage

由圖2可以看出，草莓腐爛率隨貯藏時間的延長呈明顯地上升趨勢，不過不同處理對草莓的腐爛率存在一定差異。CK組整個貯藏期間腐爛率較高，高于T1和T2處理組，低于T3處理組。處理組內(nèi)比較，T3處理組的草莓腐爛率最高，T1處理組其次，最低的是T2處理組，貯藏時間越長，差異越顯著，在貯藏末期（第10天），T2處理組腐爛率僅為T3處理組的35%?？梢?，殼聚糖-姜精油保鮮液在一定程度上延緩了草莓果的腐爛，隨著姜精油的濃度繼續(xù)增加，與感官品質(zhì)相似，草莓腐爛率增加，出現(xiàn)藥害反應(yīng)。

2.3 失重率

失重率能夠反映水果在貯藏期間整體營養(yǎng)物質(zhì)的含量變化，不僅影響果實的感官特性，還影響果實的口感，隨著草莓的成熟呼吸消耗更加劇了草莓的失重萎蔫[14]。草莓貯藏期間失重率的變化見圖3。

從圖3可以看出，草莓的失重率隨貯藏時間的延長呈逐漸上升的趨勢，整體看來，對照組的失重率與處理組基本接近，多數(shù)對照組的失重率略高于處理組，差異不明顯。處理組內(nèi)比較，失重率最高的是T3處理組，最低的是 T2 處理組，貯藏 2、4、6、8、10 d，T2 處理組分別占T3處理組的70.24%、67.74%、37.88%、53.90%和52.76%，明顯好于T3處理組。這種精油濃度較大，反而加劇果實水分損失的現(xiàn)象，在李遠頌的研究中也有類似現(xiàn)象[5]，認為可能與殼聚糖的脫乙酰度和相對分子量有關(guān)。

圖3 草莓貯藏期間失重率的變化Fig.3 Variation of the weightlessness rate of strawberry during storage

2.4 VC含量

VC是草莓主要營養(yǎng)成分，在貯藏期間VC極易被氧化而損失[15]。草莓貯藏期間VC含量的變化見圖4。

圖4 草莓貯藏期間VC含量的變化Fig.4 Variation of vitamin C content of strawberry during storage

由圖4可見，隨著貯藏時間延長，草莓的VC含量均呈現(xiàn)下降的趨勢。整體來看，多數(shù)對照組VC含量低于處理組，尤其是T2處理組，對照組始終低于后者，在貯藏第8天二者差異最大，對照組僅達到T2處理組的71%，說明殼聚糖-精油保鮮液處理能夠減少草莓VC含量的損失。處理組內(nèi)比較來看，仍是T2處理組VC含量最高，其次是T1處理組，T3處理組保鮮效果較差，草莓VC含量的損失率最大。

2.5 可滴定酸含量

草莓中的可滴定酸參與生物體代謝，一部分作為呼吸底物被消耗，另一部分轉(zhuǎn)化為糖，供細胞代謝，因此，可滴定酸的含量變化可以反映出營養(yǎng)物質(zhì)被消耗的程度，也是決定風味的一個重要因素[10]。草莓貯藏期間可滴定酸含量的變化見圖5。

圖5 草莓貯藏期間可滴定酸含量的變化Fig.5 Variation of titratable acid content of strawberry during storage

由圖5可知，在貯藏期間，無論是對照組還是處理組，草莓的可滴定酸含量均呈現(xiàn)下降的趨勢，雖然整體上多數(shù)對照組可滴定酸含量高于處理組，這主要是由于T1和T3處理組可滴定酸含量相對較低所致，而T2處理組可滴定酸含量仍高于對照組，尤其到貯藏末期（第8天），T2處理組可滴定酸含量是對照的2.01倍，顯著高于對照組（P＜0.05）。處理組內(nèi)比較來看，T2處理組可滴定酸含量最高，草莓的可滴定酸耗損最小。

2.6 可溶性糖含量

可溶性糖是果蔬中的重要風味物質(zhì)，其含量的高低直接影響著果蔬的口味變化，尤其對甜度的影響較大，因此一定程度上反映了果實品質(zhì)。草莓貯藏期間可溶性糖含量的變化見圖6。

從圖6可以看出，隨著貯藏時間的延長，草莓的可溶性糖被發(fā)酵為醇類物質(zhì)，迅速減少，降低了貯藏品質(zhì)。對照組含量從2.07%降到0.47%，處理組也逐漸降低，不過多數(shù)處理組草莓的可溶性糖含量略高于對照組，其中T2處理組的可溶性糖含量一直高于對照組，在貯藏第 2、4、6、8 天，分別是對照的 1.15、1.17、1.07、1.64倍。處理組內(nèi)比較來看，T2處理組可溶性糖含量最高，能夠較好地保持草莓的風味和營養(yǎng)成分。

圖6 草莓貯藏期間可溶性糖含量的變化Fig.6 Variation of soluble sugar content of strawberry during storage

2.7 細胞膜透性

細胞膜透性與細胞膜的半透性功能喪失程度有關(guān)，果實組織細胞的細胞膜受到破壞后，其細胞膜的透性會增大，導致細胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，電導率增大，從而降低果實的貯藏品質(zhì)[16]。草莓貯藏期間細胞膜透性的變化見圖7。

圖7 草莓貯藏期間細胞膜透性的變化Fig.7 Variation of cell membrane permeability of strawberry during storage

由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，草莓的相對電導率均呈現(xiàn)大幅上升的趨勢，多數(shù)對照組相對電導率高于處理組，說明處理組一定程度上能夠減弱細胞膜透性的增加。處理組內(nèi)比較來看，T2處理組相對電導率上升的幅度最小，一直低于各處理組，貯藏末期更為明顯，在貯藏的第8天，T2處理組的相對電導率為62.97%，分別是T1和T3處理組的70.23%和69.03%，因此，T2組的處理更有利于對草莓貯藏品質(zhì)的保持。

2.8 丙二醛含量

丙二醛含量往往與果實中脂質(zhì)氧化的結(jié)果呈正相關(guān)，能夠反映果實膜脂的氧化程度，從而進一步反映果實組織細胞的完整度以及果實的新鮮程度[17]。草莓貯藏期間丙二醛含量的變化見圖8。

圖8 草莓貯藏期間丙二醛含量的變化Fig.8 Variation of malondialdehyde content of strawberry during storage

隨著貯藏時間的延長，無論是對照組還是處理組，丙二醛含量均逐步上升，多數(shù)對照組丙二醛含量略高于處理組，差異不顯著；只有T2處理組例外，在貯藏的第4、6、8天，對照組丙二醛含量顯著高于T2處理組（P＜0.05），分別是處理組的 1.21、1.31、1.28 倍。處理組內(nèi)比較來看，T2處理組丙二醛含量最低，可見T2處理可以有效延緩草莓丙二醛含量的增加，比較而言，產(chǎn)生的毒害物質(zhì)最少，所受脅迫最輕，保鮮效果最好。

3 結(jié)論與討論

涂膜保鮮技術(shù)是在果蔬表面均勻地涂抹上高分子液態(tài)膜，利用膜內(nèi)形成的氣調(diào)環(huán)境及防腐劑的功能抑制果實呼吸作用、延緩果實營養(yǎng)物質(zhì)代謝和衰老腐爛，該方法簡單易行，且成本較低[18]。有研究表明，殼聚糖濃度為1%，其成膜時間較短、均勻且干燥，最為適宜。濃度過小或過大，均不易成膜，且會導致膜的厚度不均[19]。

本文采用1%的殼聚糖溶液添加姜精油對草莓進行涂膜處理，綜合感官品質(zhì)、腐爛率、失重率、可滴定酸、VC、可溶性糖、細胞膜透性和丙二醛含量各項指標，多數(shù)殼聚糖-姜精油處理組優(yōu)于對照。草莓屬漿果類水果，常溫條件下極易失水、受損傷染菌而腐爛，因此，延長草莓的貯藏保鮮時間，不僅要控制失水萎蔫，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，還要抑制微生物的生長。由于殼聚糖和精油的成膜、抗菌、抗氧化作用大大降低了草莓失水和染菌腐敗的風險，進而減少了內(nèi)部可滴定酸的呼吸消耗和VC的氧化消耗，抑制了細胞膜透性的增加和脂質(zhì)化作用，失重率和腐爛率大大下降，起到了較好地抗菌保鮮作用。

此外，3種濃度的姜精油制成的涂膜液處理草莓，濃度為0.10%的精油處理貯藏效果最好，其次是0.05%的精油處理，較差的是0.20%的精油處理，這也說明適宜濃度的精油處理有助于對果蔬的保鮮，而濃度過低或過高，反而會縮短果蔬的貯藏期[20]。