花椒提取液與殼聚糖復(fù)合膜對冬棗保鮮效果的影響*

郭俊花 張增帥 馬 欣 成少寧

（運城職業(yè)技術(shù)大學(xué)健康學(xué)院，山西運城 044000）

冬棗（Ziziphus jujuba Mill）為鼠李科棗屬植物，皮薄肉脆，果肉鮮嫩多汁，口感濃甜略酸，富含氨基酸、維生素等多種營養(yǎng)成分和環(huán)磷酸腺苷、環(huán)磷酸鳥苷等功能成分，具有“活維生素片”和“百果之王”的美譽。冬棗采后在常溫下極易失水、皺縮、酒軟或霉?fàn)€，貨架期僅有4～5 天。因此，冬棗保鮮技術(shù)已成為冬棗貯藏期間急需解決的難題。

花椒（Zanthoxyium bungeanum Maxim.）為蕓香科花椒屬植物的成熟果皮，是我國特有的食用香辛料和中藥材，有溫?zé)嶂雇础⒕拱W的功效。同時，花椒中所含有的揮發(fā)油、生物堿、酰胺類、香豆素等成分也使其具有顯著抑菌作用。課題組前期研究表明，花椒提取液對擴展青霉、灰葡萄孢、鏈格孢抑菌效果突出，可降低櫻桃番茄的發(fā)病率。已有研究將花椒醇提物或花椒精油用于蘋果、蘑菇保鮮，效果良好。目前仍未有花椒提取液對冬棗保鮮效果研究的報道。殼聚糖是天然無毒的生物保鮮劑，具有良好的成膜性和廣譜抑菌性，能有效延長果蔬貨架期，已在果蔬保鮮中被廣泛應(yīng)用。本試驗將花椒提取液與殼聚糖制成復(fù)合膜，可提高純殼聚糖膜對果蔬腐敗菌的抑菌效果，并對該復(fù)合膜對冬棗保鮮效果的影響進(jìn)行了研究，為花椒提取物在果蔬保鮮中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

冬棗，產(chǎn)地山西運城臨猗，選擇大小均一、成熟度一致、無病蟲害、無機械傷的果實為試驗材料。花椒，購于運城美特好超市。

1.1.2 試劑

殼聚糖，食品級，山東青島潛光生物工程有限公司；醋酸、無水乙醇、氫氧化鈉、酚酞、草酸、2,6-二氯靛酚、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、過氧化氫、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、愈創(chuàng)木酚，均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS-224 型電子天平，德國賽多利斯有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；超聲波清洗儀，昆山市超聲儀器有限公司；GY-B 型硬度計，吉林四平機械設(shè)備公司；WYT-32ATC 手持糖度折光儀，福建泉州儀器有限公司；752 紫外可見分光光度計，上海菁華儀器有限公司；3K15 高速冷凍離心機，德國Sigma 公司。

1.3 方法

1.3.1 花椒提取液制備

花椒用粉碎機粉碎后，過80 目篩備用。稱取花椒粉100 g，用75%乙醇（料液比為1∶6）浸泡24 h，60 ℃超聲提取2 h，經(jīng)抽濾、減壓濃縮后用50%乙醇定容至100 mL，制成質(zhì)量濃度1 g/mL 花椒提取液，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 花椒提取液與殼聚糖復(fù)合膜制備

取殼聚糖4 g 于1%醋酸中溶解，蒸餾水定容后配制成4%的殼聚糖溶液。取4%的殼聚糖溶液和適量1g/mL 花椒提取液互配，使復(fù)配液中殼聚糖質(zhì)量濃度為2%，花椒提取液質(zhì)量濃度分別為0 mg/mL（T1 組）、50 mg/mL（T2 組），超聲處理15 min，使其分散均勻，備用。

1.3.3 試驗設(shè)計

冬棗用自來水沖洗干凈后，分別浸泡在花椒提取液與殼聚糖復(fù)合液中5 min，取出晾干，裝入聚乙烯保鮮袋，每組處理100 個果實，重復(fù)3 次。置于4 ℃條件下低溫儲藏，每隔5 d 測定各檢測指標(biāo)。以清水浸泡為對照（CK 組）。

1.3.4 項目測定

腐爛率：統(tǒng)計各試驗組爛果數(shù)，腐爛率（100%）=爛果數(shù)/總果數(shù)×100。

失重率：采用稱重法測定，失重率（100%）=（貯前果重-貯后果重）/貯前果重×100。

硬度：用GY-1 型硬度計測定。隨機抽取6 個果實，每個果實沿赤道選3 個點削去果皮，測定硬度，取平均值。

可溶性固形物：用折光儀測定。隨機取樣后，擠壓出汁，測定冬棗汁中可溶性固形物含量。

總酸：采用酸堿滴定法測定，以蘋果酸當(dāng)量值表示。

維生素C：采用2,6-二氯靛酚滴定法測定。

過氧化物酶（POD）活性：采用愈創(chuàng)木酚比色法測定。

丙二醛（MDA）：采用硫代巴比妥酸法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法對冬棗貯藏期間腐爛率和失重率的影響

在冬棗貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，冬棗的腐爛率不斷升高。冬棗在貯藏初期易出現(xiàn)果梗處凹陷、表面縮皺，后期易出現(xiàn)長霉、變軟等腐爛現(xiàn)象。不同處理方法對冬棗腐爛率的影響結(jié)果見下頁圖1。

圖1 不同處理方法對冬棗腐爛率的影響

由圖1 可知，對照組相比殼聚糖處理、花椒提取液與殼聚糖復(fù)合液處理可顯著降低冬棗的腐爛率，并以復(fù)合膜處理效果最佳，這與殼聚糖和花椒提取液本身具有抑菌作用有關(guān)，且花椒提取液和殼聚糖復(fù)合涂膜能更好地減少冬棗貯藏期間病害和爛果的發(fā)生。

果實在貯藏期間，由于自身代謝消耗及蒸騰作用，使得水分不斷散失，質(zhì)量不斷下降。失水問題是冬棗在貯藏過程中首要解決的問題。不同處理方法對冬棗失重率的影響結(jié)果見圖2。

圖2 不同處理方法對冬棗失重率的影響

由圖2 可知，冬棗經(jīng)處理后，放入保鮮袋中低溫貯藏，失水情況明顯緩解。貯藏第25 d 后，花椒提取液和殼聚糖復(fù)合涂膜處理后的冬棗失重率最低，其次是殼聚糖涂膜處理，二者無顯著差異。說明涂膜處理可有效減緩冬棗的失重率上升，提高冬棗保鮮效果。

2.2 不同處理方法對冬棗貯藏期間果實品質(zhì)的影響

2.2.1 對冬棗硬度的影響

硬度可影響果實的外觀品質(zhì)，是衡量果實成熟與腐爛程度的主要指標(biāo)。不同處理方法對冬棗貯藏期間硬度的影響結(jié)果見圖3。

圖3 不同處理方法對冬棗硬度的影響

由圖3 可知，冬棗硬度在貯藏過程中呈下降趨勢，這是由于冬棗果實細(xì)胞壁中的原果膠被酶解，細(xì)胞間的黏結(jié)作用下降，從而使得果實組織的強度和密度下降。貯藏前10 d，冬棗硬度下降較慢，且3 種處理方法無顯著差異。10 d 后，冬棗硬度隨著貯藏時間的延長顯著下降，涂膜處理后冬棗硬度顯著高于對照組，復(fù)合涂膜效果最佳，但與殼聚糖涂膜無顯著差異。由此說明，涂膜處理對維持冬棗在貯藏期間的硬度有較好效果。

2.2.2 對冬棗可溶性固性物含量的影響

冬棗中可溶性固形物主要為可溶性糖類，其含量直接影響冬棗感官品質(zhì)。有研究顯示，冬棗在貯藏期間，可溶性固形物含量呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。不同處理方法對冬棗貯藏期間可溶性固形物含量的影響結(jié)果見圖4。

圖4 不同處理方法對冬棗可溶性固形物含量的影響

由如圖4 可知，對照組在第5 d 可溶性固形物含量達(dá)最大值，之后迅速下降。涂膜處理組可溶性固形物含量在第10 d 達(dá)最大值，之后下降緩慢。在貯藏第25 天時，復(fù)合涂膜處理組可溶性固形物含量最高，3 種處理方法之間有顯著性差異。由此說明，花椒提取液與殼聚糖復(fù)合涂膜對緩解冬棗可溶性固形物含量變化有一定作用。

2.2.3 對冬棗可滴定酸含量的影響

冬棗中的可滴定酸即為蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等有機酸，可滴定酸含量是評價冬棗品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同處理方法對冬棗貯藏期間可滴定酸含量的影響結(jié)果見圖5。

圖5 不同處理方法對冬棗可滴定酸含量的影響

由圖5 可知，可滴定酸含量在貯藏期間呈下降趨勢，涂膜處理組的下降速度比對照組緩慢。貯藏25 d 后，涂膜處理組的可滴定酸含量高于對照組，有顯著差異。殼聚糖涂膜與復(fù)合涂膜處理組之間亦有顯著差異，復(fù)合涂膜處理組可滴定酸含量最高。由此可說明，涂膜處理能減緩冬棗可滴定酸的降解，加入花椒提取物后效果更佳。

2.2.4 對冬棗維生素C 含量的影響

冬棗富含維生素C，含量可達(dá)300 mg/100g～500 mg/100g。冬棗貯藏期間維生素C 含量及變化是衡量冬棗貯藏效果的重要指標(biāo)。不同處理方法對冬棗貯藏期間維生素C 含量的影響結(jié)果見圖6。

圖6 不同處理方法對冬棗維生素C 含量的影響

由圖6 可知，維生素C 含量在貯藏過程中呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，3 個處理組均在第5 d 達(dá)到最大值。5 d 后，對照組維生素C 含量下降迅速，而2 個涂膜處理組下降較慢。復(fù)合涂膜處理組維生素C 含量最高，但與殼聚糖涂膜處理無顯著性差異。由此說明，花椒提取液與殼聚糖涂膜處理對維持冬棗貯藏期間維生素C 含量有較好效果。

2.3 不同處理方法對冬棗貯藏期間丙二醛含量的影響

果蔬在貯藏過程中，由于膜脂的過氧化作用，使得丙二醛等代謝產(chǎn)物不斷積累。丙二醛（MDA）含量可以用來判斷果蔬衰老和膜脂過氧化程度。不同處理方法對冬棗貯藏期間丙二醛含量的影響結(jié)果見圖7。

圖7 不同處理方法對冬棗丙二醛含量的影響

由圖7 可知，隨著貯藏時間的延長，冬棗中丙二醛含量不斷升高。從第10 d 開始，涂膜處理組丙二醛含量顯著低于對照組，且復(fù)合涂膜處理組丙二醛含量最低。究其原因可能為殼聚糖良好的成膜性減少氧氣進(jìn)入果實，同時花椒提取液具有較強的抗氧化活性，可減少活性氧對細(xì)胞膜的損傷，減緩丙二醛的積累，抑制果實的衰老。

2.4 不同處理方法對冬棗貯藏期間過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶（POD）是果蔬體內(nèi)一種重要的氧化還原酶，其活性受環(huán)境條件和外界刺激而變化。不同處理方法對冬棗貯藏期間過氧化物酶活性的影響結(jié)果見下頁圖8。

由圖8 可以看出，POD 活性在貯存期間呈先上升后下降趨勢，在20 d 時達(dá)到最大值。2 個涂膜處理組POD 活性均高于對照組，在貯藏后期，處理3組之間差異顯著，復(fù)合涂膜處理POD 活性最高。由此說明，花椒提取液與殼聚糖復(fù)合涂膜處理可維持冬棗貯存期間較高的POD 活性，增強冬棗對環(huán)境的適應(yīng)能力，延緩組織衰老。

圖8 不同處理方法對冬棗過氧化物酶活性的影響

3 討論與結(jié)論

涂膜處理是一種新型的果蔬保鮮技術(shù)，具有安全、高效、低成本、無污染等優(yōu)點，已在農(nóng)副產(chǎn)品保鮮中普遍應(yīng)用。殼聚糖是一種高分子糖類，在果蔬表面成膜性好，可阻止腐敗菌入侵并抑制其生長，并對O2、CO2等氣體具有選擇滲透作用，限制果蔬與大氣的氣體交換，在果蔬內(nèi)部形成一個高CO2、低O2的微環(huán)境，從而抑制果蔬呼吸、膜脂過氧化等過程，達(dá)到減緩果實衰老、減少腐敗、保持果蔬品質(zhì)的作用。本試驗以冬棗為試驗材料，研究了花椒提取物與殼聚糖復(fù)合涂膜、殼聚糖涂膜對冬棗貯藏期間品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，復(fù)合涂膜、殼聚糖涂膜處理后冬棗的腐敗率和失重率均高于對照組，且以復(fù)合涂膜效果最佳，且復(fù)合涂膜可維持冬棗較高的硬度、可溶性固形物、可滴定酸、維生素C 含量，提高冬棗果實品質(zhì)，這與三顆針-殼聚糖復(fù)合涂膜對蜜橘、牛蒡-殼聚糖復(fù)合涂膜對圣女果保鮮效果的研究結(jié)果相似。

果蔬在采后貯藏過程中，自由基和活性氧大量積累，從而誘發(fā)膜脂產(chǎn)生過氧化反應(yīng)，引起MDA含量不斷增加，致使果蔬出現(xiàn)細(xì)胞膜通透性增加、新陳代謝紊亂等衰老表現(xiàn)。果蔬體內(nèi)有兩大類自由基和活性氧清除系統(tǒng)：非酶系統(tǒng)和保護(hù)酶系統(tǒng)。果實處于逆境或衰老時，體內(nèi)保護(hù)性酶活性會顯著增加，從而有效清除體內(nèi)的自由基和活性氧，保護(hù)膜脂免受攻擊，從而增強其防御體系的抵抗能力，抑制果實衰老。POD 屬于保護(hù)酶系統(tǒng)，其活性可作為果蔬生理變化的一個指標(biāo)。試驗結(jié)果表明，花椒提取物和殼聚糖復(fù)合涂膜處理冬棗，能更好的減緩MDA 含量的升高，維持棗果較高的POD 活性，增強果實的抗性，減少果實受損程度。已有研究顯示，花椒提取液對蘋果、雙孢蘑菇的保鮮有相似作用。

綜合各項試驗結(jié)果，在低溫貯藏時，50 mg/mL花椒提取液和2%殼聚糖復(fù)合涂膜對冬棗保鮮有較好效果，能有效降低冬棗的腐敗率和失重率，減緩貯存期間冬棗硬度、可溶性固形物、可滴定酸、維生素C 含量的下降，減少果實中MDA 的積累，提高POD 活性，增強果實對不良環(huán)境的抵抗能力，從而降低貯藏期間的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，維持果實良好的品質(zhì)，延長冬棗保鮮期。