ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子保鮮作用

吳海霜，李亞娜*，劉莉艷

（武漢輕工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北武漢430023）

ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子保鮮作用

吳海霜，李亞娜*，劉莉艷

（武漢輕工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北武漢430023）

利用ε-聚賴氨酸-殼聚糖/聚乙烯（PE）復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子進(jìn)行真空包裝，并考察ε-聚賴氨酸含量（1%、3%、5%、7%）對(duì)鮮切茄子的保鮮效果影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏天數(shù)的增加，鮮切茄子的感官品質(zhì)、可溶性固形物均呈下降趨勢，失質(zhì)量率、褐變度均在增加。其中5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子的保鮮效果最佳。

ε-聚賴氨酸；殼聚糖；鮮切茄子；保鮮

茄子原產(chǎn)于東南亞熱帶地區(qū)，其富含維生素P，可預(yù)防毛細(xì)血管破裂，也能預(yù)防高血壓、動(dòng)脈硬化、壞血病等疾病，增強(qiáng)肝臟功能[1]，是餐桌上經(jīng)常食用的一道蔬菜。然而當(dāng)茄子切分時(shí)，其細(xì)胞膜上的多酚類物質(zhì)極易被氧化，從而使鮮切茄子迅速出現(xiàn)褐變[2]。因此，褐變是茄子用于鮮切產(chǎn)業(yè)大批量生產(chǎn)需要解決的主要問題。高曉衫等[3]發(fā)現(xiàn)利用植物中草藥丁香的提取物能有效阻止貯藏期內(nèi)鮮切茄子水分的流失和褐變。王順民等[4]發(fā)現(xiàn)，1.5%殼聚糖、1%乙酸和3%的1,2-丙二醇復(fù)合保鮮劑對(duì)茄子涂膜能有效阻止貯藏期間鮮切茄子的腐爛變質(zhì)，對(duì)茄子的保鮮有良好的效果。徐庭巧等[5]發(fā)現(xiàn)，碳酸改性殼聚糖能有效解決鮮切茄子貯藏保鮮過程中質(zhì)量損失、營養(yǎng)損失和褐變等問題。

ε-聚賴氨酸是目前已被國家批準(zhǔn)的食品添加劑，它能有效抑制細(xì)菌滋生，在生鮮食品上有廣泛應(yīng)用[6]。秦蕓樺等[7]發(fā)現(xiàn)，ε-聚賴氨酸能抑制鮮切竹筍中微生物的生長，減緩鮮切竹筍因微生物產(chǎn)生的腐爛，也能減少竹筍水分的流失，并且能抑制其褐變。殼聚糖是從甲殼類動(dòng)物的外殼中提取出來的白色無毒無味的高分子聚合物，其具有一定抑菌性，并且成膜性良好，廣泛應(yīng)用于果蔬的保鮮[8-11]。杜傳來等[12]發(fā)現(xiàn)2%殼聚糖的溶液中加入硬脂酸、山梨酸鉀和抗壞血酸制成的殼聚糖涂膜液對(duì)鮮切萵苣涂膜后，能夠阻止鮮切萵苣的褐變，同時(shí)還能抑制酚類物質(zhì)的氧化，從而有效地控制了萵苣的褐變和腐爛、起到很好的保鮮效果。王娟慧等[13]考察了不同溫度（0℃、4℃、8℃）條件下不同濃度殼聚糖溶液（0.5%、1.0%、1.25%）對(duì)鮮切馬鈴薯的保鮮效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0℃的保鮮效果最好，隨著溫度的升高，褐變加重；殼聚糖膜液含量以1.0%的保鮮效果最好，太低或太高的濃度都不適合。本研究將ε-聚賴氨酸-殼聚糖溶液涂覆于聚乙烯（polyethylene polyethylene，PE）膜上，得到ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜，采用該復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子進(jìn)行真空包裝，并考察ε-聚賴氨酸的濃度對(duì)鮮切茄子的保鮮性影響，以期在鮮切茄子的保鮮包裝上尋求合適的對(duì)策。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮茄子：武漢東西湖區(qū)菜市場；聚乙烯膜（厚29 μm，單面表面達(dá)因值為38達(dá)因）：武漢恒義包裝材料有限公司；殼聚糖（食品級(jí)）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；冰乙酸（分析純）：天津市天力化學(xué)試劑有限公司；ε-聚賴氨酸（食品級(jí)）：鄭州拜納佛生物工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SF系列熱封機(jī)：溫州市興業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司；DZ-400真空包裝機(jī)：上海惠河實(shí)業(yè)機(jī)械有限公司；WYT-J手持折光儀：成都豪創(chuàng)光電儀器有限公司；CR-10色度計(jì)：翁開爾有限公司；EX-124分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；GY-3指針式水果硬度計(jì)：浙江托普儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜的制備

稱取一定量的殼聚糖溶于含量為1%的冰乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢柚翚ぞ厶峭耆芙獾玫綕舛葹?%的殼聚糖溶液[14]，再分別稱取一定量的ε-聚賴氨酸溶于1%的殼聚糖溶液中，磁力攪拌20 min，制成ε-聚賴氨酸含量（相對(duì)于殼聚糖）分別為1%、3%、5%、7%的ε-聚賴氨酸-殼聚糖混合液，用0.1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至5，然后通過流延法將該混合液涂覆于PE膜上[14]，得到ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜。以不含ε-聚賴氨酸的殼聚糖/PE復(fù)合膜作為對(duì)照組（CK）。

1.3.2 茄子的處理和包裝

選擇成熟度適宜、外觀完整、無斑塊、無損傷、色澤新鮮、彎曲程度小、大小均勻的紫色茄果作為試驗(yàn)材料，將茄子洗凈后用消毒過的刀切成40 mm×20 mm×4 mm的片狀，用自制殼聚糖/PE復(fù)合膜及ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜進(jìn)行真空包裝處理，共分成5組，每組做3個(gè)平行處理，室溫放置，定期對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行測定，重復(fù)測定至少3次。

1.3.3 保鮮指標(biāo)的測定

（1）感官評(píng)價(jià)

由10名人員組成感官評(píng)定小組，參照文獻(xiàn)[15]，對(duì)各處理組鮮切茄子的外觀、色澤、褐變度3方面進(jìn)行綜合感官評(píng)分，滿分為9分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 茄子感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of fresh-cut eggplant

（2）理化指標(biāo)的測定

失質(zhì)量率：每天對(duì)各組茄子進(jìn)行稱質(zhì)量，按照公式失質(zhì)量率=（貯存前質(zhì)量－貯存后質(zhì)量）/貯存前質(zhì)量×100%，計(jì)算貯藏期間鮮切茄子的失質(zhì)量率[16]；硬度：采用硬度計(jì)進(jìn)行測定；褐變度：用色度計(jì)進(jìn)行測定[16-17]，將以L*、a*、b*表示，其中L*值反映茄子的褐變度（0=黑色，100=白色），L*越小說明褐變?cè)絿?yán)重，a*和b*反映鮮切茄子由綠變紅和由藍(lán)變黃的趨勢；可溶性固形物（totalsoluble solid，TSS）含量：利用手持折光儀進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間鮮切茄子感官品質(zhì)的變化

感官品質(zhì)的變化主要是因?yàn)轷r切茄子水分大量的流失和茄子表面氧化產(chǎn)生褐變引起的。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對(duì)鮮切茄子感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 貯藏期間鮮切茄子的感官品質(zhì)的變化Fig.1 Changes of sensory quality of fresh-cut eggplant during storage

由圖1可知，貯藏期間鮮切茄子的感官品質(zhì)整體均呈下降趨勢，當(dāng)ε-聚賴氨酸含量為3%時(shí)，鮮切茄子感官評(píng)分在貯藏過程中下降的最快，貯藏至第4天時(shí)，其感官評(píng)分為2.7（＜3.0），茄子表面有大面積的褐色斑塊且肉質(zhì)萎焉，已失去其商品價(jià)值。對(duì)照（CK）組，在貯藏期第4天時(shí)，鮮切茄子的感官評(píng)分為2.9（＜3.0），但其感官評(píng)分下降速度比3% ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜包裝鮮切茄子的感官評(píng)分下降略慢。而ε-聚賴氨酸含量為5%的復(fù)合膜包裝的鮮切茄子感官評(píng)分相對(duì)于其他組下降得最慢，在貯藏至第5天時(shí)，鮮切茄子的感官評(píng)分為3.0，茄子仍具有商品價(jià)值。ε-聚賴氨酸含量為7%的復(fù)合膜包裝的鮮切茄子，在貯藏至第4天時(shí)，感官評(píng)分為3.5（＞3.0），其感官品質(zhì)保持的較好，但第5天鮮切茄子迅速腐爛，感官評(píng)分值為1.5（遠(yuǎn)小于3.0分），失去了商品價(jià)值。因此，5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜能夠較好的維持鮮切茄子在貯藏期內(nèi)的感官品質(zhì)。

2.2 貯藏期間鮮切茄子失質(zhì)量率的變化

失質(zhì)量即果蔬水分的流失，水分流失不僅會(huì)使果蔬的質(zhì)量減少而且還會(huì)使鮮切果蔬萎焉，降低消費(fèi)者的購買欲，影響其商品價(jià)值。考察貯藏期間不同含量ε-聚賴氨酸對(duì)鮮切茄子失質(zhì)量率的影響，結(jié)果見圖2。由圖2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，鮮切茄子失質(zhì)量率均逐漸增大，其中5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝的鮮切茄子的失質(zhì)量率增長最為緩慢，3%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝的鮮切茄子的失質(zhì)量率增長最快，貯藏至第5天時(shí)，鮮切茄子的失質(zhì)量率分別為0.826%和1.388%。因此，含5%ε-聚賴氨酸的復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子失質(zhì)量的抑制效果最佳。

圖2 貯藏期間鮮切茄子失質(zhì)量率的變化Fig.2 Changes of mass loss rate of fresh-cut eggplant during storage

2.3 貯藏期間鮮切茄子硬度的變化

硬度是評(píng)定鮮切茄子保鮮性能的重要指標(biāo)之一，果蔬在貯藏過程中硬度的下降，主要是因細(xì)胞失水和細(xì)胞壁中果膠的水解。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對(duì)鮮切茄子硬度的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 貯藏期間鮮切茄子硬度的變化Fig.3 Changes of hardness of fresh-cut eggplant during storage

由圖3可知，貯藏前3 d，不同處理的鮮切茄子其硬度都呈先增大后減小的趨勢，這與徐庭巧等[5,18]的研究結(jié)果不同，其鮮切茄子貯藏期間硬度均呈逐漸下降。這可能是后兩者試驗(yàn)都是先將鮮切茄子進(jìn)行浸泡、晾干后再進(jìn)行其他處理來測定茄子的保鮮指標(biāo)，而本實(shí)驗(yàn)是直接將切好的新鮮茄子裝入袋中然后真空包裝，包裝方式不同導(dǎo)致硬度變化不同。因此在本實(shí)驗(yàn)中大部分組別的硬度值在貯藏期間先增大后減小。ε-聚賴氨酸含量為5%的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的硬度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而增大，貯藏第3天后，鮮切茄子的硬度趨于平穩(wěn)，同樣3%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的硬度值逐漸增大，但從第2天開始，其硬度迅速上升。對(duì)照（CK）組和ε-聚賴氨酸含量為1%的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的硬度值都是先增大至第3天，隨后下降。不含ε-聚賴氨酸和3%和7%ε-聚賴氨酸含量的包裝袋內(nèi)的鮮切茄子，在貯藏至第4天，其邊緣出現(xiàn)了少許腐爛，貯藏至第5天，7%ε-聚賴氨酸含量的包裝袋內(nèi)鮮切茄子腐爛程度最為嚴(yán)重。因此，5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝茄子的硬度變化最為平穩(wěn)。

2.4 貯藏期間鮮切茄子色度的變化

通過色度計(jì)對(duì)貯藏期間鮮切茄子的L*、a*、b*值的變化來表示其褐變程度，具體表現(xiàn)為L*值越小茄子的色澤就越暗，a*值越小為負(fù)時(shí)茄子的顏色越鮮綠，b*值越大則表示鮮切茄子變黃程度越嚴(yán)重。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸濃度對(duì)鮮切茄子褐變度的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 貯藏期間鮮切茄子L＊值(A)、a＊值(B)、b＊值(C)的變化Fig.4 Changes ofL＊(A),a＊(B),b＊(C)value of fresh-cut eggplant during storage

由圖4a可知，不同處理的鮮切茄子在貯藏期間其L*值均呈下降趨勢，其中5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的L*值下降最慢，3%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝茄子的L*值下降最快，而7%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝茄子的L*值在貯藏期0～4 d下降較為緩慢，但在第5天時(shí)L*值迅速降為61.42，低于其他4組。由圖4b可知，5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的a*值變化最為緩慢，該組茄子保持鮮綠色最為持久，而3%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的a*值變化最快；由圖4c可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，鮮切茄子逐漸變黃，5% ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的b*值變化最為緩慢。表明5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/ PE復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子的褐變抑制效果最好，這可能緣于ε-聚賴氨酸的抑菌性。

2.5 貯藏期間鮮切茄子可溶性固形物含量的變化

鮮切茄子的呼吸作用致使其營養(yǎng)物質(zhì)的消耗加快，特別是糖類物質(zhì)，鮮切茄子可溶性固形物減少。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對(duì)鮮切茄子可溶性固形物含量的影響，結(jié)果見圖5。

圖5 貯藏期間鮮切茄子可溶性固形物含量的變化Fig.5 Changes of soluble solid content of fresh-cut eggplant during storage

由圖5可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，不同包裝袋內(nèi)的鮮切茄子的可溶性固形物均逐漸下降，貯藏至第2天時(shí)，各組鮮切茄子的可溶性固形物迅速下降，儲(chǔ)藏期繼續(xù)延長，可溶性固形物下降趨于平穩(wěn)，其中5%ε-聚賴氨酸含量復(fù)合膜包裝的鮮切茄子其可溶性固形物下降的最為緩慢，而3%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜所包裝鮮切茄子的可溶性固形物的下降最迅速。因此5%ε-聚賴氨酸含量的復(fù)合膜更能保持鮮切茄子的營養(yǎng)物質(zhì)，提高鮮切茄子的商品價(jià)值。

3 結(jié)論

為解決鮮切茄子的褐變問題，本研究制備了含不同含量ε-聚賴氨酸的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜，考察了不同ε-聚賴氨酸的含量對(duì)鮮切茄子的保鮮性影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜能更好地減少鮮切茄子中營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、水分的流失，抑制其褐變，保鮮效果相對(duì)較好。為鮮切茄子的保鮮提供了一種解決方案，并為未來鮮切茄子包裝銷售的市場化提供了一定的理論基礎(chǔ)。但有關(guān)ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復(fù)合膜對(duì)鮮切茄子保鮮的機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究。

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Effect ofε-polylysine-chitosan/PE composite film on preservation of fresh-cut eggplant

WU Haishuang,LI Yana*,LIU Liyan(School of Mechanical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

ε-polylysine-chitosan/polyethylene(PE)composite film was used to treat the fresh-cut eggplant by vacuum packaging technology.The effects ofε-polylysine contents(1%,3%,5%,7%)on preservation of fresh-cut eggplant were investigated.Results indicated that with the increase of storage days,the sensory quality and soluble solids of fresh-cut eggplant showed a downward trend,the mass loss rate and browning degree showed a rising trend.ε-polylysine-chitosan/PE composite film with 5%ε-polylysine had optimum preservation effect on fresh-cut eggplant.

ε-polylysine;chitosan;fresh-cut eggplant;preservation

TB484.3

0254-5071（2017）01-0164-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.034

2016-07-24

武漢輕工大學(xué)校立科研項(xiàng)目

吳海霜(1993-)，男，碩士研究生，主要從事包裝材料方面研究工作。

*通訊作者：李亞娜(1980-)，女，副教授，博士，主要從事食品包裝材料的研究工作。