殼聚糖-山竹果皮提取液復(fù)合涂膜對藍(lán)莓的保鮮效果

呂靜祎，徐冬樂，丁思楊，孫明宇，張瀠支，葛永紅，陳敬鑫，李燦嬰

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧錦州 121013）

藍(lán)莓（Vacciniumspp.）屬杜鵑花科，越橘屬植物。藍(lán)莓果實中富含維生素、花青素及礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，是世界糧農(nóng)組織推薦的五大健康水果之一。藍(lán)莓粒小皮薄，采后容易失水和軟化，且蒂部易感染真菌而腐爛，不耐貯藏。殼聚糖（chitosan，CTS）為天然多糖甲殼素脫除部分乙酰基的產(chǎn)物，具有無毒、抑菌、抗癌等多種生理功能[1]。CTS 具有良好的成膜性[2]，可在果蔬表面形成透明半透膜，該膜具有選擇通透性，能夠阻止外界氣體進入膜內(nèi)，還可保持果蔬內(nèi)低氧環(huán)境，從而減緩果蔬呼吸作用等生理代謝活動，達(dá)到保鮮的效果[1,3]。在菠蘿[4]、藍(lán)莓[5]、葡萄[6]、番茄[7]及冬棗[8]等果實上的研究表明，CTS 涂膜可抑制呼吸，減緩VC和TSS 含量的下降，延緩衰老進程，有效保持果實貯藏品質(zhì)。單一的CTS 涂膜保鮮雖能起到一定的保鮮作用，但由于CTS 成膜后穩(wěn)定性較差，抗氧化能力弱，抑菌效果降低，從而使果蔬受到外界環(huán)境影響，因此將CTS 與其它保鮮劑一起對果蔬復(fù)合涂膜，可以得到更好的保鮮效果[9]。

山竹（Garcinia mangostanaL.）果肉多汁清甜，富含纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，具有“果中皇后”的美譽。山竹皮占山竹果實鮮重的52%～68%，富含的總酚、類黃酮化合物等天然活性物質(zhì)，具有較好的抗氧化、抗衰老和抗菌等功能[10-12]。據(jù)報道，山竹果皮粉加入CTS 制成的膜可提高大豆油的抗氧化性和抗菌性[13]。然而，目前國內(nèi)外還未見關(guān)于山竹皮提取液（Mangosteen Peel Extracts，MPE）對果蔬貯藏保鮮影響的相關(guān)報道。本研究以CTS 復(fù)合MPE 對藍(lán)莓果實進行涂膜處理，研究其對低溫貯藏期間藍(lán)莓果實保鮮的影響，為找到新的藍(lán)莓果實綠色保鮮方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

‘北陸’藍(lán)莓 于2019 年7 月1 日采摘于遼寧省錦州市南山藍(lán)莓園；隨機從園中100 棵植株上選取形狀、大小、無蟲害無機械損傷的藍(lán)莓。此時，果實八成熟，果面全部呈深藍(lán)色，果實較硬，果粉基本完整，采摘后的果實立即用PE 盒包裝運回實驗室備用；食品級殼聚糖 上海富源生物科技有限公司。

低溫恒溫培養(yǎng)箱 上海舜禹恒平科學(xué)儀器有限公司；FA2004 電子分析天平 上海精科實業(yè)有限公司；L6S 紫外分光光度計 上海微川精密儀器有限公司；HH-S1 單列單控四孔水浴鍋 常州國宇儀器制造有限公司；PAL-1 阿貝折光儀 杭州科曉化工儀器設(shè)備有限公司；Universal TA 質(zhì)構(gòu)儀 上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；Eppendorf 冷凍離心機 深圳賽亞泰儀器設(shè)備有限公司；SP-9890 氣相色譜儀 山東金普分析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 CTS 溶液制備 準(zhǔn)確稱取0.5 g CTS，倒入燒杯中，加入100 mL 含0.1 mL 冰醋酸的蒸餾水，攪拌直至溶解。

1.2.2 MPE 的制備 取新鮮山竹果皮烘干粉碎。稱取10 g 干燥的山竹果皮粉末置于1000 mL 三角燒瓶中，加入80%乙醇600 mL，在95～100 ℃條件下回流提取2 h，趁熱抽濾，濾渣加等量的80%乙醇按同樣的方法在進行一次提取，趁熱過濾，合并兩次濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去溶劑至溶液粘稠，將濃縮液采用容量瓶定容至100 mL。所得濃縮液濃度為0.1 g/mL。取50 mL 濃縮液加水定容至500 mL，即為濃度為10 g/L 的MPE。

1.2.3 CTS 復(fù)合MPE 溶液制備 參照周逢芳等[14]的方法提取山竹果皮中黃酮類物質(zhì)，并略作修改。稱取0.5 g CTS 加入少量蒸餾水溶解，加入0.1 mL 冰醋酸，不斷攪拌直至溶解。冷卻后加入1.2.2 中獲得的濃度為0.1 g/mL 山竹果皮濃縮液10 mL，最終定容至100 mL，制成CTS 與MPE 復(fù)合液。其中，CTS溶液濃度為5 g/L，MPE 溶液濃度為10 g/L。

1.2.4 處理及貯藏方法 將藍(lán)莓果實平均分為三組：第一組用蒸餾水浸泡5 min；第二組用0.5%的CTS 溶液浸泡5 min；第三組為MPE 復(fù)合CTS 涂膜處理，用MPE 與CTS 復(fù)合液浸泡藍(lán)莓5 min。以上處理均重復(fù)操作三次，每次約（1.5±0.1）kg 藍(lán)莓果實。將處理后的藍(lán)莓果實自然晾干后置于PE 材質(zhì)的帶孔塑料保鮮盒中于4 ℃條件下貯藏。每7 d 從三組處理隨機各取約600 g 果實用于呼吸強度、含水量及硬度的測定，另外從三組處理隨機各取300 g果實分別用液氮速凍，置于-80 ℃超低溫冰箱中貯藏用于其它生理指標(biāo)測定。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 硬度 采用質(zhì)構(gòu)儀進行測定。選用直徑為50 mm 的P/50 型探頭，測試速度為1 mm/s；壓縮形變量為30%，第一個峰的峰高即為最大力，即為測得的硬度值，單位為g。

1.3.2 含水量 參照曹建康等[15]的方法。果蔬組織烘干后減少的質(zhì)量占果蔬鮮重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為果蔬組織的含水量（%）。

1.3.3 呼吸強度 采用氣相色譜法測定，將200 g 藍(lán)莓果實放于1000 mL 密封容器中，在常溫條件下密閉1 h 后，抽取1 mL 氣體，采用氣相色譜儀進行測定。呼吸強度以CO2產(chǎn)生量表示，單位為mL CO2/（kg·h）[16]。

1.3.4 TSS、VC及總酚含量 參照曹建康等[15]方法。TSS 含量采用折光儀測定，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示；VC的測定稱取5 g 果蔬樣品置于研缽中，加入少量20 g/L 草酸溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿，并全部轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中用20 g/L 草酸溶液定容。吸取10 mL 濾液置于三角瓶中，用已標(biāo)定的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至粉紅色。重復(fù)三次，單位為mg/100 g；總酚的測定稱取2 g 果肉組織置于研缽中，加入少許1% HCL-甲醇溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入20 mL 試管中并定容，混勻并于4 ℃避光提取20 min，收集濾液待用。取濾液于波長280 nm 處測得吸光度值，重復(fù)三次。總酚含量以每克樣品組織在波長280 nm 處吸光度表示總酚含量，即OD280/g。

1.3.5 MDA 含量 采用硫代巴比妥酸法[15]測定，以nmol/g 表示。

1.3.6 DPPH·和ABTS+·清除率 DPPH·清除率參照趙燕妮等[17]的方法測定。將0.5 g 藍(lán)莓樣品在冰浴條件下研磨成漿，于4 ℃，14000 r/min 條件下離心10 min，吸取上清液加入5 倍去離子水稀釋，取10 μL已稀釋的樣品提取液加到3.9 mL 的DPPH·甲醇溶液中，在517 nm 波長處測定其吸光度（As），以蒸餾水為空白測得吸光度（Ac）。

ABTS+·清除率參照Thaipong 等[18]的方法測定，將1 g 藍(lán)莓樣品在冰浴上研磨成漿，于4 ℃，14000 r/min 條件下離心10 min，取上清液在4 ℃下保存?zhèn)溆谩Ｎ悠飞锨逡?0 μL 于試管中，并加入ABTS+·溶液3 mL，用漩渦振蕩混合后靜置反應(yīng)6 min。在734 nm 波長處測定吸光度值為A，ABTS+·溶液吸光度為A0。

1.4 數(shù)據(jù)分析

以三次重復(fù)所得數(shù)據(jù)的平均值作圖，最終結(jié)果以平均值±SD 表示。采用 Sigma Plot 12.5 對數(shù)據(jù)進行分析與作圖，并用 IBM SPSS Statistics 19 進行差異顯著性分析。P＜0.05 表示差異顯著，P＜0.01 表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對藍(lán)莓果實硬度的影響

硬度是水果最重要的結(jié)構(gòu)特性之一[19]。由圖1可知，各組藍(lán)莓果實的硬度在貯藏期間呈現(xiàn)下降趨勢。復(fù)合涂膜組的硬度在貯藏期間顯著高于其它組，對照組則最低。在貯藏第49 d，復(fù)合涂膜組和CTS單獨涂膜組的硬度分別是對照組的1.48 倍和1.14倍，且差異極顯著（P＜0.01）。可見，涂膜處理能有效地減緩藍(lán)莓果實貯藏過程中的軟化速率，其中復(fù)合涂膜處理的效果更明顯。類似地在梨[20]、草莓[21]及金桔[22]等果實上也發(fā)現(xiàn)CTS 涂膜能夠維持果實貯藏期間的硬度。

圖1 不同處理對藍(lán)莓果實硬度的影響Fig.1 Effects of different treatments on hardness of blueberry fruits

2.2 不同處理對藍(lán)莓果實含水量的影響

由圖2 可知，各組藍(lán)莓果實含水量在整個貯藏期間呈現(xiàn)下降趨勢。復(fù)合涂膜組果實含水量在貯藏期間高于其它兩組處理。在貯藏第49 d，CTS 涂膜組和復(fù)合涂膜組果實的含水量分別比對照組高3.2%和3.7%，均與對照果實之間存在顯著性差異（P＜0.05）。可見，涂膜處理能有效延緩藍(lán)莓果實含水量的下降，其中復(fù)合涂膜組效果最明顯，可能是因為CTS 在果實表面形成一層薄膜，減少了水分散失；此外，山竹果皮提取物中總酚、黃酮類物質(zhì)具有抗氧化活性，有助于維持細(xì)胞膜完整性，從而可能也有助于減少水分損失[23]。

圖2 不同處理對藍(lán)莓果實含水量的影響Fig.2 Effects of different treatments on water content of blueberry fruits

2.3 不同處理對藍(lán)莓果實呼吸強度的影響

呼吸強度是果實在收獲后進行的重要生理活動，可以反應(yīng)果蔬的衰老程度[24]。如圖3 所示，在貯藏前14 d，對照組的呼吸強度顯著（P＜0.05）高于其它組，且在第14 d 出現(xiàn)呼吸高峰。CTS 涂膜組和復(fù)合涂膜組的呼吸高峰出現(xiàn)時間比對照晚了7 d。可見，涂膜處理能有效抑制藍(lán)莓果實的呼吸強度，推遲藍(lán)莓果實的呼吸高峰出現(xiàn)時間。凡經(jīng)CTS 涂膜處理的藍(lán)莓果實呼吸強度在整個貯藏期間一直低于其它組，可能是由于CTS 涂膜使藍(lán)莓表面形成低O2高CO2的環(huán)境造成的，這與在獼猴桃[25]、及無花果[26]上的研究一致。在第21 d，復(fù)合涂膜處理和CTS 單獨涂膜處理的果實呼吸峰值分別比對照呼吸峰值低29.8%和13.1%，各處理與對照果實之間均有顯著性差異（P＜0.05）。在28～49 d，復(fù)合涂膜處理組的呼吸強度顯著低于其它組（P＜0.05）。可見，復(fù)合涂膜處理對呼吸強度的抑制效果最好。

圖3 不同處理對藍(lán)莓果實呼吸強度的影響Fig.3 Effects of different treatments on respiration rate of blueberry fruits

2.4 不同處理對藍(lán)莓果實TSS 含量的影響

TSS 含量的變化反映果實貯藏品質(zhì)的好壞[27]。如圖4，各組藍(lán)莓果實的TSS 含量在貯藏期間均呈先上升后下降的趨勢，且復(fù)合涂膜處理組顯著高于其它處理組（P＜0.05）。在第28 d，復(fù)合涂膜組的TSS 含量分別是對照組和CTS 單獨涂膜組的1.296倍和1.26 倍，且差異顯著（P＜0.05）。凡經(jīng)CTS 涂膜的果實均保持了較高的TSS 含量，可能是因為CTS 膜對氣體有選擇通透性，能夠抑制呼吸強度，減少了呼吸底物消耗造成的。其中，復(fù)合涂膜處理的果實的TSS 含量最高，可能是由于復(fù)合涂膜處理的果實呼吸速率最低，因此對呼吸底物消耗也較低，從而使其保持了較高的TSS 含量。

圖4 不同處理對藍(lán)莓果實TSS 含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on TSS contents of blueberry fruits

2.5 不同處理對藍(lán)莓果實Vc 含量和總酚含量的影響

VC和總酚是果實中的重要營養(yǎng)物質(zhì)，具有很強的抗氧化性[28-29]。如圖5A 所示，在整個貯藏期間，各組處理VC含量均呈下降趨勢，復(fù)合涂膜組的VC含量一直高于其它組，對照組的VC含量最低。在貯藏第49 d，復(fù)合涂膜組的VC含量分別是對照組和CTS 單獨涂膜組的1.75 倍和1.09 倍，差異顯著（P＜0.05）。如圖5B 所示，藍(lán)莓果實貯藏期間的總酚含量呈先上升后下降的趨勢，其中復(fù)合涂膜組總酚含量增加最快。在第49 d，復(fù)合涂膜組藍(lán)莓果實的總酚含量分別是對照組和CTS 單獨涂膜組的1.76倍和1.12 倍，差異顯著（P＜0.05）。可見，復(fù)合涂膜處理能夠有效減緩藍(lán)莓果實貯藏期間VC含量和總酚含量的降低，可能是由于CTS 涂膜的藍(lán)莓果實表皮形成薄膜，使其內(nèi)部形成低O2環(huán)境，從而抑制了VC和總酚的氧化分解造成的。在蘋果[30-31]和橙[32]果實上的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)CTS 涂膜處理可明顯抑制果實VC和總酚含量的降低，與本研究結(jié)果一致。

圖5 不同處理對藍(lán)莓果實VC 含量和總酚含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on the contents of VC and total phenols of blueberry fruits

2.6 不同處理對藍(lán)莓果實MDA 含量的影響

MDA 含量反映果實在貯藏過程中膜脂的過氧化程度[33]。如圖6 所示，對照組和涂膜組藍(lán)莓果實的MDA 含量均呈現(xiàn)上升趨勢。在整個貯藏期間，對照組果實的MDA 含量均高于涂膜組，可能是由于CTS 中的氨基具有較強的還原性，能夠清除機體組織中活性氧自由基，減少氧化反應(yīng)速率，保持細(xì)胞膜的完整性，從而抑制MDA 含量的上升[34]。復(fù)合涂膜組果實的MDA 含量在整個貯藏期間最低。在貯藏第49 d，對照組果實的MDA 含量分別比CTS 單獨涂膜組和復(fù)合涂膜組高17.3%和46.5%，且差異顯著（P＜0.05）。由此可見，復(fù)合涂膜能有效地減輕藍(lán)莓果實采后成熟衰老過程中細(xì)胞膜脂過氧化程度。

圖6 不同處理對藍(lán)莓果實MDA 含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on MDA contents of blueberry fruits

2.7 不同處理對藍(lán)莓果實DPPH·清除能力和ABTS +·清除能力的影響

抗氧化活性是評價果實采摘后品質(zhì)的重要指標(biāo)，果實的抗氧化能力可以反映果實本身對活性氧的清除能力[35]。由圖7A 和7B 所示，各組處理的藍(lán)莓果實的DPPH·清除率在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，ABTS+·清除率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且復(fù)合涂膜組的DPPH·和ABTS+·清除率一直維持在較高水平。在貯藏在貯藏第49 d，復(fù)合涂膜組和CTS 單獨涂膜組的DPPH·清除率分別比對照組高8.9%和2.7%，ABTS+·清除率分別比對照組高20.3%和5.6%，各處理均與對照組有顯著性差異（P＜0.05）。山竹皮提取物中含有的天然抗氧化物質(zhì)具有清除DPPH·和ABTS+·的能力，從而使藍(lán)莓果實的抗氧化活性維持在較好的水平[23]。因此，復(fù)合涂膜處理能夠較好地延緩藍(lán)莓果實采后成熟衰老過程中DPPH·清除能力和ABTS+·清除能力的下降。

圖7 不同處理對藍(lán)莓果實DPPH·和ABTS +·清除能力的影響Fig.7 Effects of different treatments on DPPH·and ABTS+·scavenging ability of blueberry fruits

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，MPE 復(fù)合CTS 涂膜處理能有效延緩藍(lán)莓果實硬度和含水量的下降。在貯藏末期（第49 d），復(fù)合涂膜組的硬度和含水量分別比對照組高47.7%和3.7%。復(fù)合涂膜處理還能降低藍(lán)莓果實的呼吸強度，推遲其呼吸高峰的出現(xiàn)時間，比對照晚7 d。在貯藏第49 d，復(fù)合涂膜較好保持了藍(lán)莓果實TSS 含量，延緩了VC以及總酚含量的下降，分別是對照的1.296 倍，1.75 倍和1.76 倍，同時降低了MDA 含量的積累，提高了其抗氧化能力。上述結(jié)果表明，MPE 復(fù)合CTS 涂膜處理能有效延緩藍(lán)莓果實的成熟衰老進程，提高其貯藏品質(zhì)，延長貯藏期。利用CTS-MPE 復(fù)合涂膜對藍(lán)莓果實進行保鮮，能夠有效維持藍(lán)莓果實貯藏期間的活性成分與抗氧化能力，且安全無毒，是一種綠色安全的藍(lán)莓保鮮方法。然而，由于藍(lán)莓體積較小，在涂膜后晾干過程中應(yīng)避免涂膜液在果實底部堆積，造成薄膜厚薄不均一，從而影響保鮮效果。在今后的研究中可通過添加蛋白質(zhì)或多糖類物質(zhì)來提高CTS 膜的機械性能，同時復(fù)配山竹皮提取物對藍(lán)莓果實進行保鮮，以期得到最優(yōu)的保鮮效果。