普魯蘭復合被膜在枇杷采后保鮮中的應用

張又丹，張麗娜，羅臣暮，胡雪瀅，王大慧

（蘇州大學基礎醫學與生物科學學院，江蘇蘇州 215123）

青種枇杷具有果大、質優、豐產、耐寒等優點[1]，對消化、止渴、解暑有一定功效，深受人們的喜愛。但青種枇杷在采后儲運過程中不耐貯藏，易腐敗變質，同時失水程度較大，易導致果皮皺縮，使枇杷的食用價值與商業價值顯著降低，嚴重影響其推廣銷售。研究表明，普魯蘭多糖、魔芋葡甘聚糖等可食性薄膜已被應用于許多產品，以控制水分轉移，氣體交換或氧化過程，對于果蔬保鮮具有較高的市場價值和研究價值[2-3]。

普魯蘭多糖是一種由出芽短梗霉產生的胞外多糖。其水溶液成膜性好，制成的薄膜保濕性強、光澤性好、有選擇透過性[4]，現已廣泛用于新鮮果蔬的被膜保鮮及抗氧化等方面。但是其制得的膜抗濕性、柔軟性較差且缺乏抗菌性[5-6]，為了改善薄膜性能，可加入明膠、殼聚糖等多糖形成復合膜[7-9]。殼聚糖有良好的機械屏障作用，又可抑制水果表面真菌的生長[10]；鈣處理可延長后熟過程，保持細胞壁的結構，維持細胞膜的功能，防止果實軟化衰老，增加果實硬度[11-12]，故二者可改善復合膜的性能。研究表明，普魯蘭多糖復合液被膜對冬棗、草莓和荔枝保鮮具有一定的積極作用，能明顯延長水果的貯藏期[13]。截至目前，對于枇杷等軟質薄皮水果的保鮮，還沒有采用復合被膜方法的相關研究報道。因此，研究普魯蘭多糖、殼聚糖、氯化鈣復合被膜對枇杷保鮮效果的影響，以期為延長枇杷常溫貯藏的貨架期提供可行的技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西山青種枇杷，蘇州金庭鎮某農業合作社果園提供；普魯蘭多糖，蘇州大學微生物生理與代謝調控研究室自制；碳酸氫鈉、氯化鈣、草酸、L -抗環血酸、冰乙酸、鹽酸、氫氧化鈉、殼聚糖和2,6 -二氯靛酚，上海生工生物工程股份有限公司提供；高嶺土，國藥集團化學試劑有限公司提供；所用試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設備

UPT-ll-10T 型優普系列超純水器，成都超純科技有限公司產品；JJ224BC 型電子天平，上海仁沃實業發展有限公司產品；CT3 50K 型質構儀，美國博勒飛（Brookfield） 公司產品；2W-018007 型阿貝折光儀，上海光學儀器工廠產品；PHSJ-3F 實驗室pH計，上海精密科學儀器有限公司產品；UV2300Ⅱ型可見分光光度計，上海天美科學儀器有限公司產品；WH-966 型調速混勻器、HR-100 型干式恒溫器，太倉市華利達實驗設備有限公司產品；5424R 型離心機，德國艾本德（Eppendorf） 股份公司產品；Biotek酶標儀。

1.3 試驗方法

1.3.1 復合涂膜液的制備

將不同質量的普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣混合后制成9 種不同配比的可食膜涂液，并分別將可食膜液涂敷試驗用枇杷。通過觀察枇杷的外觀，測定其腐爛指數和失重指數，用正交試驗來分析各配比可食膜的保鮮效果，從而得出復合膜液中3 種成分的最佳配比。

1.3.2 涂膜處理

將294 個枇杷隨機分成2 組進行試驗。

（1） 試驗組。枇杷的處理過程中，可食用膜的涂敷工藝采用浸涂法。即將147 個枇杷放入可食膜液中浸泡2 min，確保每顆枇杷表面的可食膜液厚度大致相同，取出后放在通風處快速自然晾干，而后均勻分成7 組統一放置在塑料盤中，于室溫下貯藏30 d，每天記錄環境溫度和濕度、枇杷的外觀和質量，并測定各項指標。

（2） 對照組。將147 個枇杷不經任何處理直接均勻分成7 組，統一放置在塑料盤中，于室溫下貯藏30 d。

1.3.3 取樣方法

每隔6 d 取樣一次，測定硬度和水分含量；每隔5 d 取樣一次，測定失重率、腐敗率、有機酸含量、維C 含量、多酚氧化酶活性、丙二醛含量。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 失重率的測定

在開始貯藏前，稱量枇杷果實的質量。貯藏后每5 d 稱量一次，每次稱量在同一時間進行，計算公式為：

式中：η——失重率，%；

W1——初次稱量總質量，g；

W2——再次稱量總質量，g。

1.4.2 腐敗率的測定

參考安磊等人[10]的方法，按果實腐爛的面積大小，將枇杷果實劃分為4 個腐爛級別：0 級，無腐爛；1 級，0～1/3 面積腐爛；2 級，1/3～2/3 面積腐爛；3 級，2/3～3/3 面積腐爛。計算公式為：

1.4.3 水分含量的測定

采用重量法。將枇杷果實去皮，稱取4～6 g 果肉，置于120 ℃烘箱中烘干48 h，測定其干質量，計算公式：

1.4.4 有機酸含量的測定

參考李浩洋[12]的方法，使用酸度計測定pH 值，滴定終點為8.2。結果以蘋果酸百分含量表示，計算公式：

式中：X——試樣中有機酸含量，g/kg；

C——氫氧化鈉標準滴定溶液濃度準確的數值，mol/L；

V1——滴定試液時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液體積的數值，mL；

V2——空白試驗時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液體積的數值，mL；

k——酸的換算系數：蘋果酸，0.067；

F——試液的稀釋倍數；

m——試樣質量的數值，g。

1.4.5 維C 含量的測定

采用2,6 -二氯靛酚滴定法[13]，計算公式為：

式中：X——試樣中L（+）-抗壞血酸含量，mg/kg；

V——滴定試樣所消耗2,6 -二氯靛酚溶液的體積，mL；

V0——滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；

T——2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2,6 -二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的毫克數（mg/mL）；

A——稀釋倍數；

m——試樣質量，g。

1.4.6 硬度的測定

枇杷去皮后，取大小均勻、切面平整的果肉，用質構儀進行測定。采用TA3/100 圓柱型探頭，測試速度0.50 mm/s，形變量20%。

1.4.7 多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO） 活性的測定

參照南京建成生物工程研究所多酚氧化酶（PPO） 測試盒提供的方法。

1.4.8 丙二醛（Malondialdehyde，MDA） 含量的測定

參照南京建成生物工程研究所植物丙二醛（MDA）測試盒提供的方法。

1.5 數據處理

每個樣本均重復3 次求平均值，采用Excel 對試驗數據進行分析處理和試驗制圖。

2 結果與分析

2.1 普魯蘭多糖復合液被膜配方的優化

采用正交試驗對復合膜液配方進行優化，正交試驗設三因素，每因素設三水平。

正交試驗的因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗的因素與水平設計/%

果實失水會導致其表皮皺縮，品質下降；另外，缺水還使以水為反應介質的生理生化代謝難以進行，從而導致果實衰老腐爛，失去商品價值。失水是果實失重的主要因素，因此失重率是果實保鮮的一個重要參數。采用L9（34）對各因素對失重率的影響進行考查。

貯藏7 d 后枇杷的測定結果見表2。

由表2 可看出，普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣的添加量對枇杷的失重率影響明顯，且第8 組試驗的失重率最小，故該組膜液的添加量對枇杷的保鮮效果最好。

分析表2 中的極差Rj結果可知，3 個因素中以氯化鈣的添加量對枇杷的失重率影響最顯著，3 個因素對枇杷常溫貯藏期間的失重率影響的主次順序為氯化鈣添加量＞殼聚糖添加量＞普魯蘭多糖添加量。隨著普魯蘭多糖含量的增大，失重率減小，則保鮮效果越好。這是因為普魯蘭多糖復合膜具有保水作用，能夠有效地阻止水分散失。如果枇杷表面的普魯蘭多糖膜太薄，則不能有效地阻止水分散失，從而造成枇杷表皮結構的破壞，使細胞質膜透性發生變化，最終導致枇杷腐爛現象的發生。添加的殼聚糖可增大膜液的黏度，易于在枇杷表面形成一層透明膜；且殼聚糖具有一定的抗菌作用。鈣處理明顯減緩了枇杷果實的采后生理活力，因此它的影響大于殼聚糖和普魯蘭多糖對枇杷保鮮效果的影響。綜上所述，從枇杷的失重率這一方面考慮，復合膜液中普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣的最佳添加量分別為2.0%，1.5%，0.5%。

表2 貯藏7 d 后枇杷的測定結果

2.2 普魯蘭復合液被膜對枇杷常溫保鮮效果的影響

2.2.1 失重率

被膜處理對枇杷常溫貯藏的影響見圖1。

圖1 被膜處理對枇杷常溫貯藏的影響

在貯藏過程中，由于枇杷果實的呼吸作用和水分散失，果實中的營養物質會有所損耗，可以用失重率評定營養物質損失的程度。枇杷果實的失重率由圖1（a） 可知，隨著貯藏時間的延長，枇杷果實的失重率不斷增大，且對照組的失重率較試驗組明顯更高。圖1（b） 為20 d 時枇杷外觀的情況，由此可見普魯蘭多糖復合液被膜能明顯降低枇杷果實的失重率，抑制其水分和營養物質的損耗。

2.2.2 腐敗率

被膜處理對枇杷貯藏期間腐敗率的影響見圖2。

圖2 被膜處理對枇杷貯藏期間腐敗率的影響

腐敗率是枇杷品質評定的關鍵因素。由圖2 可知，枇杷果實在貯藏過程中，腐敗率呈上升趨勢。在5 d 時，對照組枇杷開始腐敗。而15 d 前，經普魯蘭多糖復合液處理的枇杷，腐敗率有一段時間高于對照組。原因可能是在貯藏時，枇杷的腐敗會受多種因素的影響，15 d 前，試驗組部分枇杷由于采摘過程中物理損傷、微生物感染等原因，出現急速腐敗，使腐敗率迅速升高。枇杷貯藏20 d 后，對照組的腐敗率又出現增大。表明長時間貯藏時，普魯蘭多糖復合液被膜對枇杷果實的腐敗有一定的抑制作用。

2.2.3 硬度

被膜處理對枇杷貯藏期間硬度的影響見圖3。

圖3 被膜處理對枇杷貯藏期間硬度的影響

硬度是評價枇杷果實質地的有效標準。由圖3可知，枇杷果實在貯藏過程中，由于水分的散失，硬度不斷升高。相較于試驗組，對照組枇杷的硬度更高。第6 天時，對照組的硬度比試驗組高50.35%；第30 天時，對照組的硬度達到了3 540 kg/cm2，比試驗組2 485 kg/cm2提高了42.45%。普魯蘭多糖被膜處理對枇杷果實的硬度上升有明顯的抑制作用，這與被膜中氯化鈣的作用密切相關。

2.2.4 水分含量

被膜處理對枇杷貯藏期間水分含量的影響見圖4。

圖4 被膜處理對枇杷貯藏期間水分含量的影響

充足的水分含量使枇杷具有柔嫩多汁的口感，而水分散失則會使枇杷表皮皺縮、口感下降。因此，水分含量會對枇杷的感官評價帶來最直觀的影響。由圖4 可知，枇杷在貯藏過程中水分含量持續下降，且0～6 d 和24～30 d 期間水分含量下降最快，但對照組水分含量始終低于試驗組。普魯蘭多糖復合液被膜能有效減少枇杷水分散失，減緩枇杷品質的下降。在水分含量下降更多，且硬度上升幅度更大的情況下，對照組枇杷較試驗組品質下降更快，可食用性大大降低。

2.2.5 有機酸含量

被膜處理對有機酸含量的影響見圖5。

圖5 被膜處理對有機酸含量的影響

有機酸是決定水果口感的重要指標。由圖5 可知，枇杷在貯藏過程中，有機酸的含量隨貯藏時間的延長總體呈現下降的趨勢。在貯藏的前10 d，有機酸含量下降趨勢較為平緩；在貯藏中期10～15 d，兩組枇杷有機酸含量都顯著降低。但是，總體而言，普魯蘭多糖復合液被膜處理對減緩枇杷果實中有機酸含量的作用不大。

2.2.6 維C 含量

被膜處理對維C 含量的影響見圖6。

維C 是果實的主要品質指標。由圖6 可看出，隨著枇杷果實貯藏時間的延長，枇杷的維C 含量呈先增加后下降的趨勢，在成熟期間維C 的積累較多，這與周煜棉等人[14]報道的龍眼成熟過程中外觀色澤與品質變化及其相關性分析研究結果一致。在貯藏10 d 時，維C 含量達到最高，試驗組為4.60 mg/kg，對照組為3.92 mg/kg，這可能與試驗開始時枇杷不成熟有關，而后在15 d 時分別下降到1.83 mg/kg 和1.46 mg/kg。對照組在15 d 后繼續下降，但貯藏25 d后維C 含量又有上升，原因有待進一步研究。而試驗組在15 d 后直至30 d，枇杷的維C含量維持在相對穩定的水平，表明枇杷長時間貯藏時，被膜處理有利于保持其營養價值。

2.2.7 多酚氧化酶（PPO） 活性

被膜處理對枇杷酶促褐變的影響見圖7。

圖6 被膜處理對維C 含量的影響

圖7 被膜處理對枇杷酶促褐變的影響

枇杷在常溫貯藏過程中，比較容易出現酶促褐變，PPO 被認為是此類褐變發生的重要因素。所以，控制PPO 的活性可以在一定程度上減緩褐變的發生，保持枇杷的品質。由圖7（a） 可看出，枇杷果實的PPO 活性在貯藏過程中總體呈現上升的趨勢，但對照組的PPO 活性均高于試驗組。尤其是在貯藏20 d后，對照組PPO 活性上升趨勢明顯大于試驗組。在貯藏的第30 天，試驗組的PPO 活性為45.75 U/g，比對照組的PPO 活性（62.63 U/g） 降低了27.0%。綜合30 d 時枇杷肉質的情況，可以看出試驗組的處理有利于延緩枇杷果實的褐變。

2.2.8 丙二醛（MDA） 含量

被膜處理對枇杷貯藏期間丙二醛含量的影響見圖8。

圖8 被膜處理對枇杷貯藏期間丙二醛含量的影響

枇杷在衰老和腐爛過程中會發生質膜過氧化作用，而MDA 是質膜過氧化作用的主要產物。因此，MDA 含量可以反映枇杷的衰老程度。由圖8 可知，貯藏期間，對照組和試驗組枇杷果實的MDA 含量總體呈上升的趨勢，且對照組MDA 含量一直高于試驗組。在貯藏的第20 天，對照組MDA 含量比試驗組高1.79 mmol/g，試驗組的處理對MDA 含量上升的抑制效果明顯。貯藏結束時，對照組MDA 含量比試驗組高20.5%。表明被膜處理可以減緩枇杷的衰老，延長果實的常溫貯藏期。

3 結論

將普魯蘭多糖、殼聚糖和氯化鈣分別以2.0%，1.5%和0.5%的比例混合制成復合液，并涂膜處理新鮮采收的青種枇杷，枇杷的失重率最小。以該配方的復合膜液涂膜枇杷，貯藏30 d 后，試驗組失重率較對照組低17.24%，硬度水平低29.80%，維C 損耗、水分散失和腐敗率的上升水平都較試驗組更小。在延緩果實衰老方面，貯藏30 d 后，PPO 活性比對照組降低了26.95%，MDA 含量比對照組降低了20.49%。因此，普魯蘭復合液被膜處理能有效維持枇杷果實的感官品質和營養價值，延緩果實衰老，對延長貯藏期有積極作用，具有一定的應用前景。