蜂膠涂膜對鮮切蘋果的保鮮效果

劉怡康 楊 秦,3 鄭人偉 肖 洪,4,5 王萬秋 張 珍 劉士健

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 食品科學(xué)與工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心﹝西南大學(xué)﹞，重慶 400715；3. 西南大學(xué)柑桔研究所，重慶 400712；4. 北京正博和源科技有限公司，北京 102400；5. 北京正博和源科技有限公司重慶分公司，重慶 400716)

蘋果果實(shí)肉脆味美，含有大量糖類、維生素等重要營養(yǎng)素，同時富含有機(jī)酸、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維、果膠、多酚及黃酮類等多種營養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。鮮切蘋果經(jīng)分級、整理、清洗、去皮、切分、修整和包裝等加工處理，可最大程度保持蘋果的新鮮狀態(tài)，同時可以方便消費(fèi)者食用[3]。

目前對鮮切蘋果保鮮的研究主要集中在食用膜[4]、魔芋甘聚糖[5]、溶菌酶[6]、生姜提取液[7]等，目前使用的各種保鮮劑都有一定的缺點(diǎn)，如食用膜和溶菌酶成本高，生姜提取液具體功能成分不明確、魔芋葡聚糖成分相對單一。

蜂膠涂膜對鮮切蘋果的保鮮研究還未見報(bào)道。本研究擬以市售的蘋果為研究對象，以水溶性蜂膠、殼聚糖、氯化鈣配制復(fù)合涂膜劑，對鮮切蘋果進(jìn)行涂膜處理，研究鮮切蘋果在不同時期失重率、褐變度、可滴定酸含量、抗壞血酸含量和硬度等指標(biāo)的變化，以探究蜂膠對鮮切蘋果的保鮮效果，以期為鮮切蘋果的保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

80#套袋紅富士：市售；

水溶性蜂膠濃縮液：重慶佳爾生物技術(shù)研究所；

無水氯化鈣、石英砂、氯化鈉、酚酞、殼聚糖：成都市科龍化工試劑廠；

抗壞血酸：廣東省化學(xué)試劑工程技術(shù)研究開發(fā)中心；

偏磷酸：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；

可見光分光光度計(jì)：722型，上海菁華科技儀器有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-4型，常州澳華儀器有限公司；

多功能離心機(jī)：1580型，金壇市鴻科儀器廠；

質(zhì)構(gòu)儀：CT-3型，美國Brookfield公司；

紫外分光光度計(jì)：UV-2450型，日本Shimadzu公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 涂膜液的制備 參考文獻(xiàn)[8]，略有修改：預(yù)試驗(yàn)中分別配制濃度為0.00%，0.25%，0.50%，0.75%，1.00%的水溶性蜂膠涂膜液對鮮切蘋果進(jìn)行涂膜處理，并對失重率、可滴定酸、褐變度和硬度進(jìn)行檢測。最終確定以濃度0.25%，0.50%，0.75%的水溶性蜂膠與殼聚糖、氯化鈣復(fù)配。

分別稱取0.25，0.50，0.75 g水溶性蜂膠，用適量熱蒸餾水水?dāng)嚢枞芙猓俜謩e稱取1.5 g殼聚糖和1 g無水氯化鈣溶解于蜂膠溶液中，待冷卻后定容至100 mL；另配制等量1.5% 殼聚糖+1%氯化鈣涂膜液和蒸餾水備用。涂膜液成分見表1。

表1 涂膜液成分表

1.2.2 鮮切蘋果的涂膜處理 參照文獻(xiàn)[9]。

1.2.3 指標(biāo)測定

(1) 失重率：按式(1)計(jì)算失重率。

(1)

式中：

X——貯藏前鮮切蘋果的失重率，%；

m1——貯藏前鮮切蘋果的凈重，g；

m2——貯藏后鮮切蘋果和紙杯的總重量，g；

m0——紙杯和保鮮膜的重量，g。

(2) 可滴定酸含量：按GB/T 12456—2008執(zhí)行。

(3) 硬度：根據(jù)文獻(xiàn)[10]修改如下，使用質(zhì)構(gòu)儀測定，使用TA/6對樣品底面中心進(jìn)行檢測，測試參數(shù)為： 距離4.00 mm，觸發(fā)點(diǎn)載荷5 g，預(yù)壓速度2.0 mm/s，下壓速度0.5 mm/s，測后上行速度1 mm/s，數(shù)據(jù)頻率50 Points/s。按式(2)計(jì)算硬度。

(2)

式中：

HB——硬度，Pa；

N——樣品壓力值，N；

S——探頭截面積，m2。

(4) 褐變度：根據(jù)文獻(xiàn)[11]修改如下，使用可見光分光光度計(jì)檢測，稱取2塊鮮切蘋果塊，加入樣品10倍質(zhì)量的預(yù)冷蒸餾水(4 ℃)，冰浴研磨至勻漿，于12 000 r/min離心5 min，立刻取上清液于410 nm波長處測定吸光度值。按式(3) 計(jì)算褐變度。

Q=OD410×10，

(3)

式中：

Q——褐變度；

OD410——410 nm波長處測得的吸光度值。

(5) 褐變指數(shù)：根據(jù)文獻(xiàn)[12]修改如下，按鮮切蘋果片貯藏期間切面褐變面積和程度劃分4個褐變等級。鮮切蘋果褐變分級見表2。

表2 鮮切蘋果褐變分級表

每次對10個樣品的褐變等級進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，設(shè)3組平行取平均值。按式(4)計(jì)算褐變指數(shù)。

(4)

式中：

R——褐變指數(shù)；

D——褐變等級；

F——改褐變等級樣品數(shù)；

S——褐變最高級別；

Z——調(diào)查樣品數(shù)。

(6) 抗壞血酸含量：參照文獻(xiàn)[13]。

(7) 菌落總數(shù)：按GB 4789.2—2016執(zhí)行。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 使用EXCEL 2016統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)并作圖，IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行方差分析

2 結(jié)果與分析

2.1 對鮮切蘋果失重率的影響

由圖1可知，各組鮮切蘋果的失重率隨時間延長呈上升趨勢，且對照組的失重率增加最為明顯；貯藏4 d后對照組與其他組之間失重率出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，貯藏6 d后對照組與第4組之間失重率相比差異極顯著(P<0.01)，并且隨著貯藏時間的延長，對照組與處理組失重率的差異越來越大。說明涂膜劑可以在鮮切蘋果表面形成一層連續(xù)的保護(hù)膜，有效降低鮮切蘋果在貯藏過程中的水分流失。

涂膜劑處理組之間，從變化趨勢看第3組失重率低于第1組和第2組，但差異不顯著；第4組失重率始終處于最低水平，且從第6天開始第1組失重率與第4組相比存在顯著差異(P<0.05)。說明加入了蜂膠的涂膜劑能更好地阻止水分流失。推測是由于隨著蜂膠濃度增大，涂膜劑滲透壓和成膜性能增強(qiáng)，能更好地減緩鮮切蘋果的失重。

圖1 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果失重率變化

Figure 1 Changes in weight loss rate of fresh-cut apple coated with different coating agen

2.2 對鮮切蘋果硬度的影響

由圖2可知，對照組鮮切蘋果的硬度下降快速，第2天與涂膜的第4組之間硬度都出現(xiàn)極顯著差異(P<0.01)；從第4天開始，對照組與第1組、第3組和第4組硬度差異不斷擴(kuò)大(P<0.01)；第4～6天第2組硬度下降速度加快，與對照組之間差異縮小，但第8天兩組之間硬度差異顯著(P<0.05)。整體來看，涂膜劑能有效抑制鮮切蘋果組織的衰老，保持鮮切蘋果果實(shí)硬度，推測是由于涂膜劑能減少水分散失的同時，抑制微生物繁殖，降低果實(shí)中纖維素和果膠的分解速度，從而保持果實(shí)硬度。

不同涂膜劑處理組之間，第1組和第3組在第0～8天硬度變化趨勢基本一致，之后第1組硬度下降速度加快，而第3組變化趨于平緩，兩組之間出現(xiàn)極顯著性差異(P<0.01)；第2組是涂膜劑處理組硬度下降最快的一組，第3組是硬度保持最好的一組，但兩組之間沒有顯著性差異；第4組是蜂膠濃度最高的涂膜處理組，硬度介于第2組和第3組之間。說明添加蜂膠能在一定程度上有助于鮮切蘋果的硬度保持，但由于蜂膠成分過于復(fù)雜，濃度過低或過高都會對鮮切蘋果硬度保持產(chǎn)生不利影響，只有涂膜劑中添加適合濃度的蜂膠才對硬度保持有所幫助。

圖2 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果硬度變化

2.3 對鮮切蘋果褐變的影響

從圖3、4可知，對照組鮮切蘋果褐變非常快速，從第2天開始與涂膜處理組之間就出現(xiàn)了極顯著差異(P<0.01)，表明涂膜處理能有效抑制鮮切蘋果褐變，保持良好色澤。與同時期對照組褐變度和褐變指數(shù)相比，褐變度與涂膜組之間的差異最大。

不同涂膜劑處理組之間鮮切蘋果褐變程度相比，在第4天之前涂膜劑中沒有添加蜂膠的第1組較低，與第3組和第4組相比都存在顯著差異(P<0.05)。但從整個貯藏期間鮮切蘋果褐變程度來看，加入了蜂膠的第2組、第3組和第4組變化趨勢更加平緩，并且隨著時間延長(第10天之后)，第4組變化趨勢與其他3組相比更加平緩，且與其他3組之間都存在極顯著差異(P<0.01)。表明涂膜劑中添加蜂膠能在一定程度上延緩鮮切蘋果的褐變，且隨著貯藏時間的延長護(hù)色效果更加明顯。

2.4 對鮮切蘋果可滴定酸含量的影響

由圖5可知，對照組、第2組、第3組和第4組的可滴定酸含量都是先上升后下降，而第1組的可滴定酸含量在第2～6天也有小幅上升，其中對照組可滴定酸含量在第4天前上升明顯，第4天與涂膜劑處理組之間可滴定酸含量存在顯著性差異(P<0.05)，此后可滴定酸含量便開始快速下降，與涂膜處理組之間可滴定酸含量差異縮小(P>0.05)。由于前期對照組水分蒸發(fā)和干物質(zhì)損耗，導(dǎo)致可滴定酸相對含量增加比較多，隨著貯藏時間延長，對照組鮮切蘋果呼吸作用不斷消耗有機(jī)酸，而涂膜劑處理組通過在樣品表面形成一層具有一定氣調(diào)作用的涂膜層，調(diào)整組織內(nèi)的二氧化碳和氧氣含量，抑制組織內(nèi)的呼吸代謝，導(dǎo)致對照組與涂膜劑處理組之間可滴定酸含量差異不斷變化。試驗(yàn)結(jié)果表明涂膜處理在維持鮮切蘋果可滴定酸含量穩(wěn)定和貯藏后期減緩可滴定酸含量下降具有正面作用。

圖3 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果褐變度變化

Figure 3 Changes in degree of browning of fresh-cut apple coated with different coating agent

圖4 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果褐變指數(shù)變化

Figure 4 Changes in browning index of fresh-cut apple coated with different coating agent

不同涂膜劑處理組之間，第1組的可滴定酸含量在第8天以前變化比較平緩，第8天以后開始快速降低，而加入了蜂膠的涂膜劑處理組在貯藏期間變化趨勢都比較平緩，第6～8天第1組的可滴定酸含量顯著高于涂膜劑中加入了蜂膠的3個組(P<0.01)；第10天，由于第1組可滴定酸含量下降快速，第2組和第3組的可滴定酸含量都顯著高于第1組(P<0.05)。

圖5 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果可滴定酸含量變化

Figure 5 Changes in titratable acid contents of fresh-cut apple coated with different coating agent

2.5 對鮮切蘋果抗壞血酸含量的影響

由圖6可知，貯藏期間隨著時間延長，鮮切蘋果的抗壞血酸含量不斷降低，其中對照組抗壞血酸含量下降較多，從第2天開始對照組抗壞血酸含量與第3組和第4組差異極顯著(P<0.01)，與第1組和第2組差異不顯著(P>0.05)。表明涂膜劑處理能有效抑制果實(shí)中抗壞血酸的氧化進(jìn)程，維持鮮切蘋果的營養(yǎng)物質(zhì)。

不同涂膜劑處理組之間，第1組和第2組抗壞血酸含量下降趨勢基本一致，第3組和第4組下降趨勢也基本一致，但第3組和第4組抗壞血酸含量較高，并且第2天開始，第3組和第4組抗壞血酸含量顯著高于第1組和第4組(P<0.01)。表明涂膜劑中加入一定量的蜂膠能有效抑制鮮切蘋果中抗壞血酸的氧化分解，從而減緩鮮切蘋果的品質(zhì)劣變。

2.6 對鮮切蘋果菌落總數(shù)的影響

對貯藏中期和后期鮮切蘋果菌落總數(shù)的檢測，第6天時，對照組鮮切蘋果菌落總數(shù)就達(dá)到9.24×105CFU/g，與涂膜劑處理組之間菌落總數(shù)差異極顯著(P<0.01)。從第8天開始，對照組部分樣品表面出現(xiàn)可用肉眼觀察到的綠色菌落斑點(diǎn)，基本失去商品價(jià)值。

圖6 不同涂膜劑處理組鮮切蘋果抗壞血酸含量變化

Figure 6 Changes in VCcontents of fresh-cut apple coated with different coating agent

對于涂膜劑處理組，第6天稀釋了1 000倍的樣品在平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基上培養(yǎng)48 h后，幾乎看不到菌落生長；第12天，第1組的菌落總數(shù)達(dá)到2.57×105CFU/g，與第2組(3.43×105CFU/g)、 第3組(6.04×105CFU/g)和第4組(5.88×105CFU/g)的存在極顯著差異(P<0.01)，而第2組的菌落總數(shù)與第3組和第4組之間都存在極顯著差異(P<0.01)。推測是由于水溶性蜂膠中加入了乳化劑，蜂膠被乳化后，乳化劑與蜂膠中抑菌成分發(fā)生作用，將其有效部位包裹住，使蜂膠抑菌作用大大降低。同時蜂膠中的營養(yǎng)成分在其抑菌作用受到抑制后，更有利于微生物的生長繁殖。

3 結(jié)論

涂膜劑中分別加入0.50%和0.75%的水溶性蜂膠對鮮切蘋果貯藏過程中不同的生理指標(biāo)的保鮮效果不同，從整個12 d的貯藏期來看，加入0.50%水溶性蜂膠的涂膜劑對鮮切蘋果的硬度和可滴定酸有較好的保鮮效果，加入0.75%水溶性蜂膠的涂膜劑對鮮切蘋果失重率、褐變度和抗壞血酸含量有較好的保鮮效果。但正常情況下，鮮切蘋果的貨架期很短，在0～6 d的貯藏期內(nèi)加入0.50%水溶性蜂膠的涂膜劑對鮮切蘋果硬度、可滴定酸、褐變度和抗壞血酸含量都有較好的保鮮效果，且樣品的失重率與加入0.75%水溶性蜂膠的處理組沒有顯著差異(P>0.05)。雖然貯藏后期加入蜂膠的涂膜劑組對鮮切蘋果菌落總數(shù)有不利影響，但在鮮切蘋果合理的貨架期內(nèi)對應(yīng)處理組樣品的菌落總數(shù)遠(yuǎn)低于1×105CFU/g，不會影響鮮切蘋果的商品價(jià)值。同時，水溶性蜂膠的抑菌效果會因乳化劑的作用受到抑制，在配制涂膜劑的過程中可以考慮使用蜂膠的醇提取液進(jìn)行復(fù)配，來恢復(fù)蜂膠抑菌功能，以獲得更好的保鮮效果。

本研究僅針對鮮切蘋果，后期可對其他鮮切果蔬進(jìn)一步研究。