復(fù)合乳液涂膜保鮮整支蓮藕效果研究

張興旺，涂貽軒，嚴(yán)守雷，2，3，李潔，2

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，武漢，430070；2.湖北省水生蔬菜保鮮加工工程技術(shù)研究中心；3.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心)

近年來(lái)，蓮藕保鮮主要使用化學(xué)保鮮劑[6]、生物[7]及物理方法，如涂膜[8]、紫外照射[9]、氣調(diào)[10]等。目前有研究表明，利用乳液包裹精油涂抹在果蔬表面[11，12]，具有良好的抑菌性能[13，14]，但成本較高。而通過(guò)乳液包裹廉價(jià)的油溶性化學(xué)抑菌劑[15]、抗氧化劑涂抹在果蔬表面，保鮮效果好且成本低，如對(duì)羥基苯甲酸乙酯作為抑菌劑，可以有效抑制微生物生長(zhǎng)；硫代二丙酸二月桂酯和抗壞血酸作為抗氧化劑可以有效抑制蓮藕褐變；檸檬酸可以調(diào)節(jié)pH值，抑制PPO活性[16]。麥芽糊精通過(guò)改善果蔬表面的微環(huán)境降低果蔬表面的呼吸速率[17，18]。

本研究將蓮藕浸泡在包被有硫代二丙酸二月桂酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯以及麥芽糊精的復(fù)合乳液中，在蓮藕表面形成涂膜，使抗氧化和抑菌成分分散于蓮藕表面，通過(guò)測(cè)定蓮藕生理生化等指標(biāo)評(píng)價(jià)貯藏效果，旨在探索乳液涂膜處理對(duì)整支蓮藕腐爛和抗褐抑制效果可行性，為乳液涂膜保鮮整支蓮藕提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蓮藕品種為鄂蓮5號(hào)，采收期為2018年12月。選擇新鮮、無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)明顯病害、大小一致的蓮藕。本研究于2018年12月1～29日進(jìn)行。樣品采收后在24 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，迅速清洗去泥后再用清水沖洗干凈，修整為兩端保留須狀不定根的整支蓮藕，以免藕孔內(nèi)灌水加速腐爛。

次氯酸鈉(以氯計(jì)≥5.2%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，大豆油(益海嘉里投資有限公司)，酶解大豆卵磷脂(≥99%，北京瑞豐食品原料有限公司)，蒸餾單硬脂甘油脂(上海維塔化學(xué)試劑有限公司)，硫代二丙酸二月桂酯(≥99%，河南嘉致化工產(chǎn)品有限公司)，對(duì)羥基苯甲酸乙酯(≥99%，浙江圣效化學(xué)品有限公司)，無(wú)水乙醇(≥99.7%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，丙三醇(≥99.9%，山東優(yōu)索化工科技有限公司)，二甲基硅油(≥99%，山東優(yōu)索化工科技有限公司)，酪蛋白酸鈉(≥99%，味美源實(shí)業(yè)有限公司)，抗壞血酸(≥99%，上海維塔化學(xué)試劑有限公司)，檸檬酸(≥99%，上海維塔化學(xué)試劑有限公司)，葡萄糖酸鈉(≥99%，河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司)，乙二胺四乙酸四鈉(≥99%，上海麥克林生化科技有限公司)，麥芽糊精(≥99.9%，西王藥業(yè)有限公司)，交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(≥98%，合肥白鯊生物科技有限公司)，磷酸氫二鈉(≥99%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)，磷酸二氫鈉(≥99%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)，鄰苯二酚(≥98%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)。

1.2 設(shè)備與工具

電子天平FA1004，上海天平儀器廠；相機(jī)EDO 6D MarkⅡ，日本佳能公司；手持式色差儀CR10，日本柯尼卡美能達(dá)光有限公司；高速分散器XHF-D，寧波新芝生物科技股份有限公司；數(shù)顯恒溫?cái)嚢杷″丠H-2，江蘇省金壇市榮華儀器制備有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)754N，上海奧譜勒儀器有限公司；高速冷凍離心機(jī)Sorvall ST16R， 美國(guó)Thermo公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

①?gòu)?fù)合乳液的配制 在23.5%大豆油中加入3%酶解大豆卵磷脂、1.5%蒸餾單硬脂甘油酯和4%抗氧化劑硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)得到油相A；0.3%對(duì)羥基苯甲酸乙酯(尼泊金酯)溶于2%乙醇后加入到70%丙三醇中，同時(shí)加入0.75%二甲基硅油和2%乳化劑酪蛋白酸鈉得到油相B。將A和B混合后于75℃水浴中溶解，將混合溶液以10 000 r/min的速率運(yùn)轉(zhuǎn)3 min，制成油相分散體系。將油相分散體系與水以的比例進(jìn)行稀釋得到乳液，其中水相含0.2%抗壞血酸、0.1%檸檬酸、0.1%葡萄糖酸鈉、0.4%EDTA-4Na和5%麥芽糊精。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取無(wú)病害、大小一致的蓮藕，用自來(lái)水沖洗，去除污泥雜質(zhì)。瀝干水分后，用0.4%次氯酸鈉和0.2%檸檬酸混合液浸泡10 min，取出后用自來(lái)水沖洗干凈，減少氯殘留。將整支蓮藕浸泡乳液10 min作為乳液涂膜處理組；對(duì)照組浸泡蒸餾水10 min。取出瀝干后，稱重，分別裝入厚0.08 mm、105 mm×65 mm的PE袋中，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)15支蓮藕；分組標(biāo)號(hào)記錄，在4℃下低溫貯藏28 d。每隔7 d取樣進(jìn)行分析，每重復(fù)每次各從3個(gè)袋子中隨機(jī)取出1支蓮藕，觀察保鮮效果，測(cè)定失重率、色度、呼吸強(qiáng)度、可溶性固形物含量和PPO活性，并拍攝貯藏期間蓮藕的照片。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

①蓮藕腐爛情況評(píng)價(jià) 根據(jù)蓮藕分級(jí)評(píng)定方法對(duì)腐爛度進(jìn)行評(píng)價(jià)，參考潘永貴[19]針對(duì)蓮藕患病指數(shù)的定義進(jìn)行略微修改，腐爛程度評(píng)定主要分為3個(gè)部分：a.蓮藕表面腐爛面積及質(zhì)地變化，腐爛面積越大，質(zhì)地越軟，褐斑越多，其腐爛程度越嚴(yán)重；b.蓮藕表面菌落生長(zhǎng)黏稠情況，表面因菌落生長(zhǎng)，表面黏稠程度越大其腐爛程度越嚴(yán)重；c.蓮藕橫切面腐爛深度，切面腐爛處深度越深其腐爛越嚴(yán)重；3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重因子分別為0.4、0.3和0.3，分值從低到高為1～10分，最后整體腐爛程度以綜合成績(jī)進(jìn)行評(píng)判，分值越低蓮藕狀況越好，分值越高其腐爛程度越嚴(yán)重(表1)。

表1 整支蓮藕貯藏期間腐爛情況評(píng)分

②失重率 測(cè)定參考劉曉靜[20]的方法略作修改。

③色度 參考楊曉娜等[21]的方法，將蓮藕表面擦干后，用手持式色差儀測(cè)定表面的值，其中，值表示亮度，值越大表示蓮藕表面亮度越高，褐變程度越小，護(hù)色效果越好。

④呼吸強(qiáng)度 呼吸強(qiáng)度采用靜置法測(cè)定[22]。

⑤可溶性固形物含量 將貯藏期間的蓮藕加石英在研缽中研磨搗碎之后過(guò)濾離心，用手持式折差儀測(cè)定蓮藕汁液的折光率[23]，用折光率表示蓮藕貯藏期間的可溶性固形物含量。

⑥多酚氧化酶活性 采用吸光度法測(cè)定[24]略作修改。將50 g蓮藕片表皮剪碎后，加入100 mL含有2%交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpolypyrrolidone，PVPP)的4℃預(yù)冷的磷酸鹽緩沖溶液(pH值7.0，0.2 mol/L)，打漿后于4℃下以10 000 r/min速率離心20 min，上清液即為粗酶液。取0.2 mL粗酶液于試管中，加入2.8 mL 25℃保溫5 min的25 mmol/L鄰苯二酚(用pH值為7.0的磷酸緩沖液配制)溶液，混勻后迅速測(cè)定410 nm處的吸光度變化，每10 s記錄1次吸光度；以1 g蓮藕鮮樣(FW)每10 s吸光度值增加0.001為1個(gè)酶活單位U。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕外觀及腐爛情況的影響

蓮藕乳液涂膜處理和對(duì)照處理在貯藏期品質(zhì)評(píng)價(jià)情況如圖1所示，蓮藕腐爛起初是部分蓮藕暗斑或小傷口處長(zhǎng)菌，一旦大量類似傷口出現(xiàn)，蓮藕的腐爛程度就開(kāi)始急劇增加；隨著細(xì)菌的大量增殖，蓮藕表面逐漸粘稠，后期腐爛處逐漸擴(kuò)大，傷口橫切面腐爛逐漸加深。由表2可知，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，蓮藕腐爛情況逐漸變重。從第7天起，就有不同程度腐爛，且對(duì)照組腐爛速率顯著高于乳液涂膜處理組到第21天腐爛程度評(píng)價(jià)將近5分，無(wú)商品價(jià)值，到第28天時(shí)腐爛程度評(píng)價(jià)為7.22分；乳液涂膜處理組在第28天腐爛程度評(píng)價(jià)僅5.58分，很大程度延長(zhǎng)了整支蓮藕的貯藏期。同儲(chǔ)藏期內(nèi)，對(duì)照組的蓮藕表面腐爛面積大于乳液涂膜處理組，這可能是由于乳液涂膜處理組含有對(duì)羥基苯甲酸乙酯防腐劑，在一定程度上延緩了蓮藕腐爛。由圖1可知，乳液涂膜處理組的蓮藕表面色澤情況在第28天優(yōu)于對(duì)照組，對(duì)照組的褐變情況更為嚴(yán)重。

圖1 蓮藕貯藏28 d保鮮效果

表2 蓮藕貯藏期間腐爛情況評(píng)分

結(jié)果表明，乳液涂膜處理很大程度上抑制了整支蓮藕貯藏期腐敗現(xiàn)象的發(fā)生，這可能由于乳液中含有的對(duì)羥基苯甲酸乙酯具有較好的抑制果蔬表面腐敗微生物的作用[25]，一定程度上延緩了蓮藕的腐爛，進(jìn)而延長(zhǎng)了貨架期。

2.2 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕失重率的影響

水分、可溶性糖類的含量都是判斷蓮藕品質(zhì)的重要指標(biāo)，而失重率是直觀衡量不同處理方式對(duì)蓮藕貯藏效果的重要方式。由表3可知，由于樣品在4℃環(huán)境下貯藏，整個(gè)貯藏期間，整體失重率都低于1%。貯藏前中期，處理組與對(duì)照組的失重率沒(méi)有顯著性差異；第28天，乳液涂膜處理組的失重率為0.60%，顯著低于對(duì)照組的0.77%整個(gè)貯藏期內(nèi)，相比對(duì)照組，復(fù)合乳液涂膜處理組在一定程度上抑制了蓮藕失重率的增加。這可能是由于蓮藕在5%麥芽糊精乳液中浸泡后，蓮藕表面形成了涂層，涂層與低溫環(huán)境降低了蓮藕在貯藏期內(nèi)的水分散失和呼吸速率，抑制了蓮藕營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失[26]。硬度是判斷蓮藕品質(zhì)好壞的1個(gè)重要指標(biāo)，失重率的提高將降低蓮藕的脆度和硬度，因此控制蓮藕貯藏期間的失重率對(duì)于蓮藕保鮮具有重要意義。

表3 蓮藕貯藏期間失重率變化

2.3 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕色度的影響

由表4可知，處理組和對(duì)照組蓮藕表面L值變化趨勢(shì)一致，即表現(xiàn)為隨著貯藏期的延長(zhǎng)而降低，蓮藕表面色澤下降增大。第7天時(shí)乳液涂膜處理組的褐變程度顯著低于對(duì)照組(p＜0.05)，第28天乳液涂膜處理組相比對(duì)照組L值高2.15。這可能是由于乳液中的抗壞血酸結(jié)合蓮藕酶促褐變的中間產(chǎn)物鄰苯二酚，抑制了酶促褐變[24]；抗氧化劑硫代二丙酸二月桂酯[27]和麥芽糊精涂膜一定程度上阻隔了蓮藕表面接觸氧氣，減少了蓮藕表面的氧化作用。綜上所述，該乳液涂膜處理能在一定程度上抑制蓮藕的褐變，維持較好的色澤。

表4 蓮藕貯藏期間L值變化

2.4 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸作用是生命體供能的基礎(chǔ)生命活動(dòng)，呼吸作用的強(qiáng)弱一定程度上影響果蔬的品質(zhì)。呼吸作用強(qiáng)會(huì)加速營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，降低果蔬的品質(zhì)及縮短貨架期。由表5可知，蓮藕在貯藏期間呼吸強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，處理組與對(duì)照組之間沒(méi)有顯著性差異但隨著貯藏期的延長(zhǎng)，處理組的呼吸作用始終低于對(duì)照組，且兩者差異逐漸加大。這可能是由于在5%麥芽糊精溶液中浸泡后，蓮藕表面形成了一層膜，減少了蓮藕與外界的氣體交換，從而抑制了蓮藕的呼吸作用[26]。此結(jié)果和表3中蓮藕失重率變化趨勢(shì)一致，表明失重率和呼吸強(qiáng)度可能存在一定的關(guān)系。綜合而言，復(fù)合乳液處理能抑制蓮藕的呼吸作用，減緩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，減少因呼吸作用造成的水分散失，維持蓮藕貯藏期間的品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期。

表5 蓮藕貯藏期間呼吸強(qiáng)度變化

2.5 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕可溶性固形物含量的影響

由表6可知，貯藏期間蓮藕可溶性固形物含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，前期可溶性固形物含量下降可能是由于呼吸作用消耗了蓮藕中的可溶性糖；隨著貯藏期的延長(zhǎng)，可溶性固形物逐漸升高，可能是由于呼吸作用進(jìn)一步消耗了蓮藕的儲(chǔ)能物質(zhì)，從而轉(zhuǎn)化為了可溶性糖等小分子能量物質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，乳液處理組蓮藕可溶性固形物含量在第21天出現(xiàn)最低值，且顯著低于對(duì)照組(p＜0.05)；而對(duì)照組在第7天就出現(xiàn)最低值，說(shuō)明低溫處理能有效抑制可溶性固形物含量的下降[28]，處理組的可溶性固形物轉(zhuǎn)化速率較慢，有利于維持蓮藕低溫貯藏期的品質(zhì)。

表6 蓮藕貯藏期間可溶性固形物含量變化

2.6 乳液涂膜保鮮對(duì)蓮藕PPO活性的影響

蓮藕富含PPO和酚類物質(zhì)，在貯藏過(guò)程中大量酚類底物被PPO氧化成醌類物質(zhì)，聚合后形成褐色物質(zhì)，從而影響外觀品質(zhì)。PPO活性是衡量蓮藕褐變的因素之一，抑制PPO活性能在很大程度上減緩蓮藕褐變，提高貯藏品質(zhì)。由表7可知，蓮藕在貯藏過(guò)程中，PPO活性呈先上升后降低再上升的趨勢(shì)。貯藏第7天，蓮藕PPO活性達(dá)到峰值，乳液涂膜處理組的酶活性顯著低于對(duì)照組(p＜0.05)?？赡苁怯捎邴溠亢磕p緩了蓮藕與外界的氣體交換，檸檬酸與抗壞血酸共同調(diào)節(jié)了pH值，從而抑制了PPO活性，這與王向陽(yáng)等[24]的研究一致。乳液涂膜處理可以有效抑制PPO活性，進(jìn)而抑制蓮藕貯藏期酶促褐變的發(fā)生。

表7 蓮藕貯藏期間多酚氧化酶活性

3 結(jié)論

微生物侵染與酶促褐變是導(dǎo)致蓮藕品質(zhì)下降的重要因素。與對(duì)照組相比，復(fù)合乳液涂膜處理組能夠顯著降低貯藏期內(nèi)蓮藕的腐爛程度，保持色澤，此外，還能通過(guò)抑制蓮藕中PPO活性、降低呼吸作用和減緩可溶性固形物含量的變化來(lái)減少酶促褐變的發(fā)生。

綜合上述結(jié)果，復(fù)合乳液涂膜處理是一種安全可靠的整支蓮藕保鮮方法。該方法延長(zhǎng)了蓮藕的貯藏期，為蓮藕的貯藏保鮮提供了新思路，在其他果蔬保鮮方面也有一定的應(yīng)用前景。下一步將繼續(xù)優(yōu)化乳液配方及各成分的比例，通過(guò)結(jié)合麥芽糊精與大分子物質(zhì)提高成膜性[29]、降低透氣性[30，31]等。