殼聚糖/納米TiO2復合涂膜對櫻桃番茄的保鮮效果

摘要：采用殼聚糖/納米TiO2作為復合涂膜劑，對櫻桃番茄進行涂膜處理，測定櫻桃番茄貯藏過程中失重率、腐爛率、總酸含量、總糖含量、pH、感官品質的變化。結果表明，貯藏第10天時殼聚糖/納米TiO2復合涂膜處理果實的總酸含量為0.16%，總糖含量為4.5%，分別比未涂膜處理組提高了45.5%、2.3%；其pH、顏色和硬度變化也比未涂膜處理組緩慢，且貯藏第10天腐爛率僅為7%，比未涂膜處理組低8個百分點。說明殼聚糖/納米TiO2復合涂膜可以保持櫻桃番茄營養(yǎng)成分，對櫻桃番茄室溫條件下的保鮮起到了較好的作用。

關鍵詞：櫻桃番茄；殼聚糖；納米TiO2；保鮮

中圖分類號：TS255.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）04-0895-03

Study on Preservation Effects of Chitosan/Nano-TiO2 Film on Cherry Tomatoes

JIANG Shu-hong，SU Hai-jia

（College of Life Science and Technology，Beijing University of Chemical Technology/Beijing Key Laboratory of Bioprogress，Beijing 100029，China）

Abstract： Cherry tomatoes were coated with edible composite film made from the mixture of chitosan and nano-TiO2. The changes of weight loss， decay rate， total acid and total sugar content， pH， and sensory quality of cherry tomatoes were determined during storage. The results showed that the content of total acid and sugar in coated cherry tomatoes was 0.16% and 4.5% respectively， which was increased by 45.5% and 2.3% compared to control， separately. The changes of pH， color and hardness were all lower than those of control. After been stored for 10 d， the rotten rate of coated cherry tomatoes was only 7%， which was 8 percentage points lower than that of control. Chitosan/nano-TiO2 composite film could effectively maintain the nutrition of cherry tomato， thus the preservation period of cherry tomatoes at room temperature could be extended.

Key words： cherry tomatoes； chitosan； nano-TiO2； preservation]

櫻桃番茄又稱圣女果或珍珠番茄，屬特種西紅柿，其色澤鮮艷，果實形美而且營養(yǎng)豐富。但櫻桃番茄采后很快變軟、腐爛，不耐貯藏，嚴重影響其商品價值。目前國內外的保鮮方法有冷藏法、氣調法和化學法等，但這些方法受到技術難度大、成本高，或者影響人類健康和破壞環(huán)境等原因的限制[1]。近年來，天然果品保鮮劑的研究發(fā)展很快，保鮮機理是通過在果蔬表面涂膜來調節(jié)果實體內的氧氣和二氧化碳濃度，使其呼吸作用減弱，達到保鮮的目的。

殼聚糖作為新型天然保鮮劑已得到廣泛的應用。殼聚糖是D-氨基葡萄糖經過β-1，4鍵連接而形成的一種天然的線性陽離子生物聚合物[2]，具有安全、無毒、抑菌、可食用、可降解[3]等多種特性，適用于果蔬被膜保鮮，因而在農業(yè)、食品工業(yè)、生物醫(yī)學及化學工業(yè)等領域[4]有廣泛的應用，世界上各國的科學家對殼聚糖的開發(fā)及應用研究日趨重視。納米TiO2作為一種廉價無毒、化學性質穩(wěn)定的無機化合物，在365 nm左右的光照下顯示良好的殺菌活性，毒理學試驗也證實其對高等動物安全[5]，在衛(wèi)生殺菌方面已有廣泛應用[6]。

該研究將殼聚糖和納米TiO2配制成殼聚糖/納米TiO2復合涂膜液來處理櫻桃番茄，增強了復合膜的保鮮效果，有效延長了櫻桃番茄的保鮮期，可為其在櫻桃番茄防腐保鮮領域的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與藥品 新鮮櫻桃番茄為市售；殼聚糖（CTS）為北京化工大學自制，脫乙酰度為95%；納米TiO2的粒徑為25 nm，購自德國Degussa公司；其他試劑均為實驗室常用分析純試劑，所用水為去離子水。

1.1.2 儀器 SK3300HP型超聲波振蕩器購自上海科導超聲儀器有限公司，U-3010紫外可見吸收儀購自日本Hitachi公司，BS223S型電子分析天平購自北京賽多利斯儀器系統有限公司，Phb-1便攜式pH計購自上海三信儀器廠，5804R臺式高速冷凍離心機購自德國Eppendorf公司，ZGZ-168榨汁機購自廣州至高空調有限公司。

1.2 方法

1.2.1 CTS/納米TiO2涂膜處理

1）CTS/納米TiO2涂膜液的制備。將殼聚糖、納米TiO2、甘油加入乙酸溶液，調節(jié)pH，充分攪拌，超聲15 min，脫去氣泡，再攪拌、超聲，重復3次，涂膜液呈奶狀稀液。

2）櫻桃番茄的CTS/納米TiO2涂膜液處理。選擇新鮮成熟適中、無機械損傷和病蟲害、大小均勻的櫻桃番茄，隨機分為涂膜組和對照組，每組60個。涂膜組浸泡于配置好的涂膜液1 min，對照組不作任何處理，均置于室溫（25 ℃）晾干貯藏。選取幾個時間點分別從兩組隨即抽取15個樣品用于生理指標的測定。

1.2.2 測定方法 失重率：直接稱重，失重率=（失重質量/原始質量）×100%；腐爛率：腐爛率=（腐爛數/總數）×100%；總酸：采用酸堿滴定指示劑法[7]；總糖：采用蒽酮比色法[7]；pH：采用pHB-1便攜式pH計測定；感官品質：肉眼觀察。

2 結果與分析

2.1 涂膜處理對果實失重率的影響

果實失重主要受表面水分蒸騰作用影響，水分流失會使果皮干癟起皺、色變。由圖1可知，涂膜處理的櫻桃番茄和對照組的失重率都隨著貯藏時間的延長而增大，但經CTS/納米TiO2涂膜處理的櫻桃番茄的失重率較低，在貯藏第10天時，失重率為27.3%，而對照組為28.1%。說明涂膜對減少水分蒸騰引起的失重有一定的作用。在外觀上，貯存5 d后涂膜樣品仍具有良好外觀，而未涂膜樣品已部分發(fā)生萎縮腐爛。這是因為CTS/納米TiO2涂膜在果實表面形成了一道屏障，能減緩果實內部水分流失，降低失重率，延長了貨架期。

2.2 涂膜處理對果實腐爛率的影響

由圖2可知，涂膜組和對照組在貯藏過程中腐爛率有不同程度上升，但對照組腐爛率明顯高于涂膜組。從第3天起，對照組櫻桃番茄腐爛率就高于涂膜組。貯藏第10天時，對照組櫻桃番茄腐爛率為15%，而CTS/納米TiO2涂膜櫻桃番茄腐爛率僅為7%。充分說明CTS/納米TiO2涂膜對櫻桃番茄的腐爛有較強的抑制作用。

2.3 涂膜處理對果實總酸含量的影響

根據植物生理學原理，營養(yǎng)成分變化越小，其保鮮期就越長。總酸含量是反映營養(yǎng)物質消耗程度的重要指標，也是衡量保鮮效果的重要標志[8]。由圖3可知，涂膜組和對照組的櫻桃番茄總酸含量都隨著貯藏時間延長而在下降。這是因為在果實成熟期，果實需消耗自身的養(yǎng)料以維持其生理活動，有機酸作為果蔬呼吸基質，是合成能量ATP的主要來源，同時也是細胞內很多生化過程所需中間代謝物的提供者，因此在貯藏期間櫻桃番茄的總酸含量主要呈下降趨勢[9]。貯藏5 d后，涂膜組的總酸含量下降明顯比對照組緩慢。貯藏第10天時，對照組總酸含量下降到0.11%，而涂膜組總酸含量為0.16%。說明CTS/納米TiO2涂膜對櫻桃番茄的呼吸作用有較強的抑制作用，能有效減緩總酸含量降低，延長櫻桃番茄的保鮮期。

2.4 涂膜處理對果實總糖含量的影響

總糖也是櫻桃番茄重要的營養(yǎng)物質，其含量的變化能反映保鮮效果。由圖4可知，在貯藏的10 d里，經CTS/納米TiO2涂膜的櫻桃番茄的總糖含量始終高于對照組。意味著CTS/納米TiO2涂膜能有效保持櫻桃番茄總糖含量在較高的水平，更好地保證了果實甜度，延長保質期。在貯藏第10天，CTS/納米TiO2涂膜處理果實的總糖含量為4.5%。涂膜組和對照組櫻桃番茄的總糖含量變化呈現先升高再降低再升高的趨勢。這可能是因為，櫻桃番茄在貯藏第3天時達到了成熟高峰期，總糖含量達到最高值，而后隨著呼吸作用進行加速了糖分的消耗。再隨著果實腐爛加劇，呼吸作用減弱，糖分消耗減少[8]。

2.5 涂膜處理對果實pH的影響

pH反映已離解的酸的濃度，確定產品的感官和保質期。由圖5可知，在貯藏期內，CTS/納米TiO2涂膜櫻桃番茄pH變化不大，基本維持穩(wěn)定，而對照組櫻桃番茄pH變化很明顯，呈上升趨勢。說明CTS/納米TiO2涂膜能有效穩(wěn)定番茄pH，維持番茄的口感和保質期。

2.6 涂膜處理對果實感官品質的影響

由表1可知，相比對照組，CTS/納米TiO2涂膜處理對櫻桃番茄顏色有較好的維持作用。表面皺縮面積小說明涂膜處理能有效減緩果實水分流失，降低失重率和腐爛率。

同時CTS/納米TiO2涂膜處理對硬度有一定的維持效果，在貯藏后期，硬度降低比對照組緩慢。導致果實硬度下降的主要原因是果實細胞內的淀粉降解，引起細胞膨脹壓的降低，以及構成細胞壁的主要成分——果膠質的轉化[10]。說明涂膜處理能抑制果實內淀粉的代謝和果膠物質的轉化。

CTS/納米TiO2涂膜處理對櫻桃番茄的氣味沒有顯著影響。

3 結論

以殼聚糖、納米TiO2為原料，制成殼聚糖/納米TiO2復合涂膜液來處理櫻桃番茄，結果表明，貯藏10 d時，經殼聚糖/納米TiO2復合涂膜的櫻桃番茄腐爛率僅為7%，比對照組低8個百分點，而果實總酸含量為0.16%，總糖含量為4.5%，分別比對照組高45.5%、2.3%，其顏色和硬度變化也比對照組緩慢。說明殼聚糖/納米TiO2復合涂膜能有效減少櫻桃番茄營養(yǎng)損失和褐變發(fā)生，保證產品質量，延長保鮮期。

殼聚糖/納米TiO2涂膜是無公害的保鮮技術，由于人們對食品安全的重視日益加強，這種技術將會獲得更多的青睞，用于更多的食品保鮮領域。

參考文獻：

[1] 葉 云，何英姿，呂鳴群.蔗糖基聚合物涂膜對櫻桃番茄保鮮效果的研究[J].食品工業(yè)科技，2008，29（12）：207-209.

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