殼寡糖、PVP處理對冷藏水蜜桃的保鮮效果比較

陳奕兆，王亦佳，剛成誠，李建龍,*，何正岳，潘 斌，羅 斌

(1.南京大學生命科學學院，江蘇 南京 210093；2.張家港市鳳凰鎮農業服務中心，江蘇 張家港 215600)

殼寡糖、PVP處理對冷藏水蜜桃的保鮮效果比較

陳奕兆1，王亦佳1，剛成誠1，李建龍1,*，何正岳2，潘 斌2，羅 斌2

(1.南京大學生命科學學院，江蘇 南京 210093；2.張家港市鳳凰鎮農業服務中心，江蘇 張家港 215600)

利用不同質量濃度的殼寡糖(COS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及篩選的兩者最優處理進行組合，研究在冷藏((3±1)℃)條件下對‘新白花’水蜜桃涂膜后的保鮮效果。結果表明：經單因素試驗對比，0.1g/100mL PVP、2g/100mL COS單一涂膜處理對抑制果實呼吸強度、相對電導率地上升，減緩硬度、可溶性固形物(TSS)含量下降具較好效果，因而選擇這兩個劑量進行組合處理。綜合實驗中，2g/100mL COS涂膜的果實在貯藏結束時TSS含量顯著高于對照(P＜0.05)，有效減緩了果實中的糖類物質分解，且該處理對果實中丙二醛(MDA)及多酚氧化酶(PPO)地產生均具有較好地抑制作用；0.1g/100mL PVP處理對果實呼吸強度作用與2g/100mL COS相似，但其他指標均弱于后者；2g/100mL COS＋0.1g/100mL PVP處理使果實呼吸強度顯著小于對照組(P＜0.05)，相對電導率、MDA含量上升趨勢明顯減弱，表明綜合涂膜對果實細胞壁、細胞膜的保護效果顯著。

水蜜桃；聚乙烯吡咯烷酮；殼寡糖；涂膜處理

水蜜桃(Prunus persica)肉質鮮美、營養豐富，深受廣大人民群眾的歡迎，但是，由于水蜜桃皮薄多汁，屬于呼吸躍變型水果，加上收獲季節正逢高溫天氣，故極易導致軟化腐爛變質等問題，很難進行保鮮和貯藏[1]。

殼寡糖(oligosaccharide，COS)，也叫殼聚寡糖，幾丁寡糖，是殼聚糖(chitosan，CTS)通過降解所得產品，其相對分子質量通常在幾百至幾千之間，雖然成膜性能有所下降，但是不在酸性環境下能夠直接溶于水，為實際的應用帶來了便利，同時，降解之后，COS的分子活性更高，因而應用性能更佳[2-6]，Kerch等[7]認為COS對低溫貯藏狀態下的櫻桃和草莓均具有保鮮效果，處理對果實硬度及VC和多元酚含量的具有保持作用；鄧麗莉等[8]利用1.5%殼寡糖處理柑橘果實，發現該處理可以有效降低柑橘果實貯藏過程中的質量損失率，保持較高的固酸比，并有效降低發病率；聶青玉等[9]對不同添加量(1%、2%、3%)的殼寡糖對紅橘的保鮮效果進行了比較發現，1%殼寡糖處理的果實質量損失率比對照減少52.2%，貯藏至35d，該處理果實的丙二醛含量、相對電導率分別比對照組下降27.74%、22.4%，體現出對細胞膜良好的保護性能，但以上研究均針對的是非呼吸躍變型果實，而有關利用COS保鮮水蜜桃的相關研究還未見報道。聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)，是一種高分子表面活性劑，具有極低的毒性、良好的成膜能力及高分子表面活性等特點[10]，已在食品工業當中有較多的應用，如作為飲料的澄清劑和穩定劑[11]、食品包衣材料[12]等。

本研究利用COS、PVP對采后水蜜桃進行涂膜處理，測定相應的生理生化指標，并探索這兩種涂膜材料復合后對水蜜桃保鮮的效果，以期為研發水蜜桃保鮮新技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

晚熟‘新白花’水蜜桃，采自張家港鳳凰鎮，選取7～8成熟新鮮桃果，大小均勻，無病蟲害和機械損傷。

殼寡糖(分子質量Mw為3000D，脫乙酰度為85.32%，食品級) 濟南海得貝海洋生物工程有限公司；聚乙烯吡咯烷酮(食品級) 晚晴化玻試劑公司。

1.2 儀器與設備

GY-3型硬度計 浙江托普儀器有限公司；WYT-4手持糖度計 泉州萬達實驗儀器設備廠；DDS-11A型電導率儀 上?？祪x儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

實驗分為兩個部分，第1部分實驗比較不同劑量(0.05、0.1、0.2、0.3g/100mL)PVP的保鮮效果，以挑選較適宜的PVP處理劑量，測定時間為15d，每隔3d測定1次；第2部分實驗比較COS(1、2g/100mL)及COS與PVP組合的保鮮效果，測定時間為25d，每隔5d測定1次。實驗采用隨機分組設計，選取無機械傷，無病蟲害發育正常且大小、果質量均勻的果實。每個處理設50個果實，并設3個重復。

1.3.2 涂膜材料的配制

配制0.05、0.1、0.2、0.3g/100mL的PVP溶液：分別稱取0.5、1、2、3g的PVP粉末完全溶于1L蒸餾水中，記為PVP0.05、PVP0.1、PVP0.2、PVP0.3；配制1、 2g/100mL COS溶液：分別稱取10、20g的COS粉末完全溶于1L蒸餾水中，記為COS1、COS2。

1.3.3 處理方法

桃果實運回實驗室，分別用已配好的涂膜溶液浸泡7min后，在20℃的通風櫥內晾干，用聚乙烯保鮮袋對每個桃子進行套袋，(3±1)℃條件下貯藏。對照(CK)組為相同溫度條件下清水浸泡7min的套袋處理。

1.3.4 指標測定

呼吸強度：采用靜置法[13]；硬度：利用GY-3型硬度計對果實進行測定。在每個果實中間最大橫徑處，去皮，取3個點測定硬度，取平均值；可溶性固形物(total soluble solids，TSS)：利用手持糖度計進行測定；相對電導率：采用DDS-11A型電導率儀測定，相對電導率/%= (初始電導率-純水電導率)/(煮沸后的電導率-純水電導率)×100；丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde，MDA)含量：用三氯乙酸提取后，采用硫代巴比妥酸煮沸法測定[14]；多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)：采用鄰苯二酚法測定[15]。

1.4 數據處理

數據用Excel和SPSS軟件進行統計處理，采用ANOVA進行鄧肯氏多重差異分析。

2 結果與分析

2.1 不同添加量PVP涂膜保鮮效果比較

圖1 PVP涂膜對冷藏水蜜桃生理指標的影響Fig.1 Effect of PVP coating on physiological indexes of “Xinbaaiihhuuaa”peaches during cold storage

由圖1a可知，比較各組果實的呼吸強度發現，在貯藏前期，除PVP0.2、PVP0.3兩組在3d時略有上升外，剩余各組均表現出下降的趨勢，而貯藏至9d時，CK組出現明顯的呼吸高峰，達71.9mg CO2/(kg·h)，明顯高于其他處理組，另外，除PVP0.05在12d時出現呼吸高峰外，其他PVP處理后的水蜜桃均在15d時出現峰值，表明涂膜處理推遲了水蜜桃的呼吸高峰，其中PVP0.1在15d時的呼吸強度為57.7mg CO2/(kg·h)，為各處理組中最佳。

由圖1b可知，果實硬度隨貯藏時間的延長而降低，其中，CK組硬度下降幅度最大，在實驗結束時，CK組桃果實的硬度為1.18kg/cm2；除PVP0.05外，其余處理組最終的硬度相差不大，且均與CK組差異顯著(P＜0.05)。PVP處理后(除PVP0.05外)，可溶性固形物(TSS)含量均呈現緩慢上升的趨勢，CK組在貯藏9d時達10.7%后出現下降。另外，CK組的相對電導率持續上升，且一直高于處理組，在15d時達到42.46%，顯著高于PVP0.1、PVP0.2、PVP0.3(P＜0.05)，表明CK組膜透性變化較大，而利用PVP處理后該參數均表現出較為緩慢地上升趨勢，通過PVP 0.1處理的果實在15d時為31.52%，為各處理組中的最小值。

通過比較以上各生理參數，發現PVP0.1在各個方面均表現出較好的保鮮能力，且通過感官觀察，果實外表保存完好，沒有出現軟化、腐爛、變質現象，因而在綜合實驗中，選擇PVP0.1與COS進行組合涂膜。

2.2 不同添加量COS涂膜保鮮效果比較

利用COS涂膜后，對果實的各個生理指標均有良性影響見圖2。通過比較發現，兩種添加量的COS涂膜對水蜜桃果實呼吸強度的調控作用相當，貯藏至25d時，COS1、COS2的呼吸強度分別為33.7、36.17mg CO2/ (kg·h)，均小于CK，處理組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；用COS2處理后能夠更好地維持果實的硬度，在整個過程中均明顯高于CK組(P＜0.05)，這可能是由于COS能夠連接細胞壁和細胞膜，并改變細胞的滲透性。而質量濃度較高的COS效果更加明顯；貯藏25d后，COS2處理組TSS含量維持在10.2%，高出COS1處理組1%左右，并顯著高于CK組(P＜0.05)，表明該處理能夠較好地維持果實中的糖分；另外，COS2處理后，果實的相對電導率在整個貯藏過程中均小于其他組別，因而認為該劑量效果較好，并選擇該質量濃度進行綜合實驗。

2.3 涂膜處理對水蜜桃果實保鮮效果的綜合比較

2.3.1 呼吸強度

由圖3可知，未經涂膜的水蜜桃果實分別在10d和20d時達到呼吸高峰，而經過處理的果實呼吸強度則明顯受到抑制，各處理組呈現出先下降后緩慢上升的趨勢，且自貯藏10d起，其呼吸強度均小于CK組，其中，PVP0.1與COS2涂膜整體趨勢相似，在整個貯藏過程中沒有明顯差異(P＞0.05)，而綜合涂膜組COS2＋PVP0.1的效果較佳，該組果實在10d時呼吸強度達到最小值為12.11mg CO2/(kg·h)，并在接下來的15d均顯著小于CK組(P＜0.05)。

圖3 水蜜桃貯藏過程中呼吸強度的變化Fig.3 Change in respiratory rate of “Xinbaihua” peaches during cold storage

2.3.2 硬度

圖4 水蜜桃貯藏過程中硬度的變化Fig.4 Change in firmness of “Xinbaihua” peaches during cold storage

由圖4可知，水蜜桃硬度在貯藏5d后呈現出較為明顯的梯度性，從高到低依次為COS2＋PVP0.1、COS2/ PVP0.1、CK，CK組在0～5d期間硬度下降迅速至原始硬度的47%，已顯著小于各處理組(P＜0.05)，在整個過程中，效果最好的綜合涂膜處理組貯藏25d后維持在3kg/cm2以上，為初始值的75.9%，表明該處理能夠有效地保持水蜜桃果實的硬度。

2.3.3 可溶性固形物(TSS)含量

圖5 水蜜桃貯藏過程中可溶性固形物含量的變化Fig.5 Change in TSS of “Xinbaihua” peaches during cold storage

TSS是果實中的糖分、酸、維生素等能夠溶解于水的化合物的總稱，在水蜜桃中，TSS的主要成分是可溶性糖。如圖5所示，CK組果實TSS含量變化較為明顯，該組果實在貯藏5d時TSS含量達到高峰值10.43%，隨后即開始下降，至25d時為7.5%，為各組中最小，而各處理組均在10d左右達到峰值，這在一定程度上說明了涂膜處理對延緩果實中的營養物質降解有一定的作用。另外，在貯藏10d以后，幾乎所有的處理組的TSS含量均高于CK組，其中，COS2在貯藏10d后TSS含量均顯著高于CK組(P＜0.05)，處理25d后TSS含量為10.2%，能夠較好地保持果實的營養物質含量。

2.3.4 相對電導率和MDA

相對電導率和MDA分別是表征細胞膜完整程度和膜脂過氧化程度的重要指標，通過測定這兩個指標，能夠較好地反映涂膜處理對于果實細胞膜的保護能力。

圖6 水蜜桃貯藏過程中相對電導率的變化Fig.6 Change in relative conductivity of “Xinbaihua” peaches during cold storage

由圖6可知，CK組的相對電導率上升最快，在15d時達到32.8%，明顯高于處理組(P＜0.05)，這可能是由于細胞膜透性受到低溫地誘導而迅速升高，經過處理后的果實均保持緩慢上升的趨勢，因而減弱了低溫處理對果實細胞膜透性的影響，其中，綜合處理組COS2＋PVP0.1上升最為緩慢，貯藏25d后僅相對初始值上升41.07%，其次為COS2，上升58.3%。

MDA是細胞膜脂過氧化的重要產物，即活性氧與生物膜的上的不飽和脂肪酸的側鏈及核酸等大分子物質起脂質過氧化反應所形成[16]，因而是指示果實衰老的重要指標之一。MDA的趨勢與相對電導率類似，各組在貯藏過程中呈現持續上升(圖7)，貯藏前期各組沒有明顯的區別，而貯藏至15d時，CK組出現了明顯的升高，達1.24nmol/g，顯著高于各處理組(P＜0.05)。比較各處理組之間的差異可見，COS2在整個過程中的MDA值均保持著相對較低的水平，貯藏25d后的MDA值僅為1.06nmol/g，是各組中效果最好的，其次為COS2＋PVP0.1，貯藏結束時為1.14nmol/g。

圖7 水蜜桃貯藏過程中MDA含量的變化Fig.7 Change in MDA content of “Xinbaihua” peaches during cold storage

2.3.5 PPO

PPO促進了果實的褐腐和軟化，Luza等[17]認為PPO是導致果實酶促褐變的重要因素，由于細胞膜透性隨貯藏時間的延長而增加，原來存在于液泡中的酚類物質與PPO接觸，從而轉化為醌類物質，進而形成黑褐色沉淀。如圖8所示，貯藏期間PPO的活性均呈現先上升后下降的趨勢，COS2與COS2＋PVP0.1組在整個貯藏過程中，曲線均在CK組下方，貯藏15d時，CK組與PVP0.1出現峰值為1.19U/g，而這兩個處理組的數值分別為0.41U/g與0.63U/g，因而組合涂膜處理有效地抑制了PPO的大量產生，具有較好的抑制褐變作用，該結果與黃艷等[18]在柑橘果實中的研究結果相似，其原因可能是由于COS處理誘導SOD、CAT等保護酶的產生[19]，減少了果實中活性氧的含量，從而降低了酚類物質轉化的可能性。

圖8 水蜜桃貯藏過程中PPO的變化Fig.8 Change in PPO activity of “Xinbaihua” peaches during cold storage

3 討 論

本實驗中，COS單一處理后，果實呼吸強度下降，硬度和TSS含量得到保持，并減緩了相對電導率的上升，因而能夠延緩果實的采后代謝和衰老，這可能是由于COS能夠與果實細胞結合[20]，并激發果實防御反應，如增強各種防御酶活性、提升自由基清除能力等[21-22]。但考慮到COS不具備成膜性和延展性，對果實的包裹能力不強，因而添加成膜能力較強的PVP以提升保鮮性能。綜合實驗發現，將COS與PVP各自的較適劑量進行組合，使果實的呼吸強度得到了進一步的抑制，且對果實硬度、細胞膜透性的保持均優于單一處理，表明綜合兩種涂膜材料對果實的細胞膜和細胞壁的保護效果顯著，這得益于添加PVP后減少了外界與果實表面的氣體交換，達到微氣調的效果[23]。然而，綜合處理對MDA及PPO的調節作用反而不如COS2單一處理，這可能是兩種材料混合后，導致COS與細胞膜的結合作用減弱，反而削弱了COS對酶的調節作用，但其作用機理還有待進一步的研究證實。

另外，通過1、2g/100mL COS(Mw3000D)處理后，2g/100mL COS對各項生理指標的調節效果均優于1g/100mL COS。而聶青玉等[9]利用不同劑量的COS對紅橘果實進行涂膜保鮮卻發現，1g/100mL COS的保鮮效果要好于較高質量濃度(2、3g/100mL)，與本實驗的結果有所出入，一方面是由于紅橘為非呼吸躍變型果實，在采后呼吸、乙烯產生途徑及各種酶活性的變化上均與水蜜桃有較大的差別，另一方面，與所用的COS本身的制作工藝及性質(Mw、脫乙酰度等)也有關系。

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Comparison of Effectiveness between Chitosan Oligosaccharide and PVP in Preserving Juicy Peaches during
Refrigerated Storage

CHEN Yi-zhao1，WANG Yi-jia1，GANG Cheng-cheng1，LI Jian-long1,*，HE Zheng-yue2，PAN Bin2，LUO Bin2
(1. College of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China；2. Agriculture Service Center of Fenghuang Town, Zhangjiagang City, Zhangjiagang 215600, China)

The effects of coating with chitosan oligosaccharide (COS) and polyvinylpyrrolidone (PVP) coating as well as combination on the quality of “Xinbaihua” peach (Prunus persica) stored at (3 ± 1) ℃ were explored. When used separately, 0.1 g/100 mL PVP and 2 g/100 mL COS were very useful to inhibit the increases in respiration intensity and relative conductivity and retard the decreases in firmness and total soluble solid (TSS) content. Furthermore we evaluated the effectiveness of the combined use of 0.1 g/100 mL PVP and 2 g/100 mL COS to preserve refrigerated peaches. Coating with 2 g/100 mL COS led to a significantly higher TSS level after 25 days of storage than the control (P ＜ 0.05), effectively postponed the decomposition of sugars, and potently inhibited the generation of MDA and PPO, and 0.1 g/100 mL PVP had a similar effect on fruit respiration but exhibited weaker effects on other indicators in comparison to 2 g/100 mL COS. Treatment with 2 g/100 mL COS and 0.1 g/100 mL PVP exerted a more significant inhibitory effect on fruit respiration (P ＜0.05) than the control and markedly slowed down the upward trend of relative conductivity and MDA content, demonstrating the protective effect of this combined treatment on the cell wall and membrane of peach fruits.

juicy peach；PVP；COS；coating

TS255.3

A

1002-6630(2013)18-0332-06

10.7506/spkx1002-6630-201318068

2012-07-15

張家港市鳳凰水蜜桃營養生理、腐爛機理及保鮮綜合技術研究項目(ZKN1002)；APN全球變化基金項目(ARCP2011-06CMY-LI)；國家“863”計劃項目(2007AA10Z231)

陳奕兆(1989—)，男，碩士研究生，研究方向為食品保鮮與食品加工。E-mail：memorysofyesterday@126.com

*通信作者：李建龍(1962—)，男，教授，博士，研究方向為食品保鮮與食品加工。E-mail：jlli2008@nju.edu.cn