殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀對楊梅的保鮮效果研究

◎ 吳 超，王江琴

（貴州師范學院 生物科學學院，貴州 貴陽 550018）

楊梅（Myrica rubra（Lour.）S. et Zucc.）又名龍睛、朱紅，屬楊梅科楊梅屬小喬木或灌木植物，為我國特色水果，原產于我國東南地區[1]。楊梅果實富含人體所需的維生素和氨基酸，色澤艷麗，甜酸可口，號稱“開胃第一果”[2]，深受消費者喜愛。同時，楊梅具有很高的藥用價值，含有抑制腫瘤細胞生長的抗癌物質，其葉、仁、果實、樹皮均可作藥材[3]。

然而，由于楊梅果實采收成熟期集中在5～7月，處于高溫多雨季節，加之沒有外果皮，肉柱柔嫩，極易受損，采后生理代謝旺盛，致使果實衰老加速且對病原微生物的抵抗力下降而極不耐貯運，如不加任何處理，常溫貨架期僅2～4 d，有“一日采收、二日變色、三日變味”的說法[4]。楊梅鮮銷僅占40%，這一弊端限制了楊梅的遠銷和大規模生產種植[5]。目前尚未從根本上解決楊梅的保鮮貯運問題[6]，楊梅采后保鮮成為制約產業發展的一個技術瓶頸，當務之急是解決楊梅的保鮮問題，開發高效、安全、廣譜的天然防腐保鮮劑成為食品科學研究與應用的一個熱點[7]。本研究以楊梅果實為試驗材料，在冷藏（4 ℃）條件下，結合PET＋PE復合膜包裝（不抽真空），采用正交試驗法優化殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀對藍莓的復合涂膜配方，初步研究其對藍莓的保鮮效果，為延長楊梅貯藏保鮮期提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

楊梅，采自貴陽市烏當區阿栗楊梅園。殼聚糖，廣州馨之味食品配料商城；ε-聚賴氨酸，浙江新銀象生物工程有限公司；山梨酸鉀，寧波王龍科技股份有限公司，均為食品添加劑；鹽酸、抗壞血酸、氫氧化鈉、乙醇和醋酸均為分析純；食品包裝袋（PET＋PE復合，0.16 mm）。

1.2 儀器設備

HTP-312型電子天平，上海花潮電器有限公司；DZF-4000真空包裝機，浙江鼎業機械設備有限公司；HH-8電子恒溫水浴鍋，上海梅香儀器有限公司；HY-TD型手持折光儀，杭州恒儀儀表科技有限公司；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海齊欣科學儀器有限公司；UV-8000型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 單因素試驗

為便于試驗設計和開展，正式試驗前，在常溫（無包裝、包裝）、冷藏（4 ℃，無包裝、包裝）條件下對楊梅的保藏情況進行初步試驗。

分別稱取并配制殼聚糖（0%、0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%）、山梨酸鉀（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%）及ε-聚賴氨酸（0 g·kg-1、0.01 g·kg-1、0.02 g·kg-1、0.03 g·kg-1、0.04 g·kg-1和0.05 g·kg-1），分別對楊梅進行各濃度梯度（0%或0 g·kg-1試驗組為對照組）保鮮涂膜處理浸泡2 min，分別存入常溫（無包裝、包裝）與4 ℃冷藏（無包裝、包裝）保藏，觀測楊梅在貯藏過程中的變化，主要采用感官評價，初步得出單因素試驗時各自濃度梯度中的較好的保鮮劑濃度。

1.3.2 正交試驗

基于單因素試驗結果，選擇殼聚糖、ε-聚賴氨酸及山梨酸鉀為正交試驗設計的因素，進行L9（33）正交試驗，因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.3 指標測定

（1）感官評價。直觀觀測果實顏色、開裂、氣味、長霉等現象。

（2）還原糖測定。依據《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》（GB 5009.7—2016）采用酸堿直接滴定法。

（3）可滴定酸測定。依據《食品中總酸的測定》（GB/T 12456—2008 GB 5009.239—2016）采用酸堿滴定法。

（4）可溶性固形物含量測定。使用HY-TD型手持折光儀測定。

1.3.4 數據分析

主要利用軟件Statistica 17、Excel軟件進行統計分析處理。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

試驗過程中，將經各單因素處理的楊梅分別置于常溫和冷藏（4 ℃）條件下，通過感官評價對比經不同處理在包裝或不包裝時楊梅在貯藏過程中的變化，如圖1～圖8。

常溫條件下，圖1是無袋包裝保藏的楊梅，其在保藏1 d后就開始出現部分開裂與被霉菌感染現象，圖2是其保藏第3 d，楊梅基本被霉菌感染并開裂。圖3為采用袋裝楊梅樣品組，在保藏3 d后，并無霉菌感染跡象，也無開裂狀況，但在第6 d開始出現如圖4所示的少量汁液流出及脹袋現象。通過楊梅在常溫保藏下感官評價得出，有袋包裝相對于無袋包裝的保鮮方式可以延長楊梅的保鮮時間。

圖1 常溫無袋包裝保藏1 d的楊梅圖

圖2 常溫無袋包裝保藏3 d的楊梅圖

圖3 常溫袋裝保藏3 d的楊梅圖

圖4 常溫袋裝保藏6 d的楊梅圖

在冷藏（4 ℃）條件下，圖5為單因素試驗中的冷藏無袋包裝保藏的楊梅，在其保藏2 d后，并未出現常溫保藏時的開裂及長霉現象，在保藏6 d后，如圖6所示，楊梅開始出現開裂和長霉現象。圖7為冷藏采用袋裝保藏楊梅組，保藏3 d后無明顯變化，在冷藏保藏6 d后（圖8），楊梅未出現失重、發霉、開裂及袋脹氣現象，保藏效果較好于冷藏無袋組以及常溫有袋組、常溫無袋組。

圖5 冷藏無袋包裝保藏2 d的楊梅圖

圖6 冷藏無袋包裝保藏6 d的楊梅圖

圖7 冷藏袋裝保藏3 d的楊梅圖

圖8 冷藏袋裝保藏6 d的楊梅圖

通過對楊梅在常溫和冷藏條件下的單因素試驗（感官評價）得出：有袋包裝較無袋包裝的保鮮方式效果更好，楊梅在冷藏條件下的保鮮效果要好于其常溫條件下的保鮮效果。經感官評價，對本單因素試驗來說，殼聚糖各濃度梯度保鮮效果較好的是1%、1.5%、2%；ε-聚賴氨酸各濃度梯度保鮮效果較好的是0.02 g·kg-1、0.03 g·kg-1、0.04 g·kg-1；山梨酸鉀各濃度梯度保鮮效果較好的是0.2%、0.3%、0.4%。

2.2 正交試驗

基于單因素試驗得出的試驗結果，在冷藏（4 ℃）條件下較常溫條件下具有更長的保鮮期，因而，本正交試驗選擇在冷藏（4 ℃）條件下進行。將在單因素中試驗篩選出3種保鮮劑中各自較佳的3個濃度進行L9（33）正交試驗，在貯藏過程中測定其腐爛率的變化，在貯藏43 d以后，其中對照組和3號楊梅試驗組腐爛率超過2/3，超過此腐爛率的楊梅實驗組即停止測定，故選定分析數據為貯藏第43 d的數據，結果如下。

2.2.1 楊梅還原糖含量的變化

在冷藏（4 ℃）條件下，如圖9所示，楊梅的還原糖含量隨著楊梅保藏天數的不斷增加，在6月5日至6月20日，全部試驗樣品還原糖含量總體呈現上升趨勢，而空白樣品的還原糖含量上升速度最快，其次是9、5、8和7號試驗組，還原糖含量上升速度最慢的分別是1、6和3號試驗組；在貯藏14 d后，對照組還原糖含量呈現明顯下降趨勢，期間呈現增長速度相對穩定的是9、5、8和7號試驗組，3號試驗組在貯藏28 d后還原糖含量開始急速下降。

圖9 冷藏（4 ℃）楊梅還原糖含量的變化圖

如表2所示，在冷藏保藏下的楊梅試驗組中，因數A的T1、T2和T33個數值中，T3最大，T2次之，T1最小，即T3＞T2＞T1，意味著因數A中的3個濃度中，0.04 g·kg-1的ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.03 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因數B中的3個濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個數值中，T1最大，T2次之，T3最小，即T1＞T2＞T3，意味著因素C的3個濃度中0.2%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的還原糖變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.3%和0.4%的山梨酸鉀。

表2 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的還原糖含量正交結果分析表

（續表2）

在R分析中，ε-聚賴氨酸這一列最大，為3.52，其次是山梨酸鉀，為2.02，而殼聚糖最小為1.14，說明當ε-聚賴氨酸組合的水平變動時，還原糖含量隨之發生了較大的變動，而殼聚糖的水平變動時，雖還原糖含量也隨之發生變動，但變動的幅度相對較小，由此根據R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對還原糖含量影響的主次順序是A＞C＞B，故ε-聚賴氨酸對楊梅還原糖的保鮮效果起到重要作用，且較好的保鮮濃度配方為A3B2C1（ε-聚賴氨酸：0.04 g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.2%）。

2.2.2 楊梅可滴定酸含量變化

在冷藏（4 ℃）條件下，楊梅在保藏過程中可滴定酸含量如圖10所示，前期增加，后期逐步降低，空白對照組變化起伏相對較大，而復合保鮮劑處理各試驗組相對較平穩。

圖10 冷藏（4 ℃）楊梅可滴定酸含量的變化圖

如表3顯示，在冷藏（4 ℃）條件下的楊梅試驗組中，因數A的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數A中的3個濃度中，0.03 g·kg-1ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.04 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數B中的3個濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因素C3個濃度中的0.3%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的可滴定酸變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.2%和0.4%的山梨酸鉀。

表3 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的可滴定酸含量正交結果分析表

在R分析中，殼聚糖這一列最大，為0.15%，其次是ε-聚賴氨酸，為0.07%，而山梨酸鉀最小為0.06%，說明當殼聚糖組合的水平變動時，可滴定酸含量隨之發生了較大的變動，而山梨酸鉀的水平變動時，雖可滴定酸含量也隨之發生變動，但變動的幅度相對較小，由此根據R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對可滴定酸含量影響的主次順序是B＞A＞C，故殼聚糖對楊梅可滴定酸的保鮮效果起到最關鍵作用，且較好的保鮮濃度配方為A2B2C2（ε-聚賴氨酸：0.03g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。經對組合（A2B2C2）進行驗證，該組合可滴定酸含量較本正交試驗組中較優組（A3B2C1，可滴定酸含量最高）高出4個百分點，可滴定酸含量的變化幅度更小。

2.2.3 楊梅可溶性固形物含量的變化

在冷藏（4 ℃）條件下，測定楊梅可溶性固形物含量的變化，如圖11所示，6號試驗組的固形物含量變化比較不穩定，變化最為快速，上升最快下降最快的是冷藏儲存的對照組，其次下降最快的分別是3號、1號、7號、5號、4號試驗組，相對較穩定的為8號、2號和9號試驗組。

圖11 冷藏（4 ℃）楊梅可溶性固形物含的變化圖

如表4顯示，在冷藏保藏下的楊梅試驗組中，因數A的T1、T2和T33個數值中，T3最大，T2次之，T1最小，即T3＞T2＞T1，意味著因數A的3個濃度中，0.04 g·kg-1ε-聚賴氨酸濃度在楊梅保藏期間的固形物含量變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.02 g·kg-1和0.03 g·kg-1的ε-聚賴氨酸；因素B的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T3次之，T1最小，即T2＞T3＞T1，意味著因數B的3個濃度中1.5%殼聚糖濃度在楊梅保藏期間的固形物含量變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度1%和2%的殼聚糖；因素C的T1、T2和T33個數值中，T2最大，T1次之，T3最小，即T2＞T1＞T3，意味著因素C的3個濃度中0.3%山梨酸鉀濃度在楊梅保藏期間的固形物變化相對穩定，保鮮效果要較好于濃度0.2%和0.4%的山梨酸鉀。

表4 冷藏（4 ℃）楊梅第43 d的固形物含量正交結果分析表

在R分析中，山梨酸鉀這一列最大，為1.74%，其次是殼聚糖，為1.64%，而ε-聚賴氨酸最小為1.63%，說明當山梨酸鉀組合的水平變動時，固形物含量隨之發生了較大的變動，而ε-聚賴氨酸的水平變動時，雖固形物含量也隨之發生變動，但變動的幅度相對較小，由此根據R值大小，得出在楊梅保鮮過程中對固形物含量影響的主次順序是C＞B＞A，故山梨酸鉀對楊梅固形物的保鮮效果起到重要作用，且較好的保鮮濃度配方為A3B2C2（ε-聚賴氨酸：0.04g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。經對組合（A3B2C2）進行驗證，該組合可溶性固形物含量較本正交試驗組中較優組（A3B3C2，可溶性固形物含量最高）高出2個百分點，可溶性固形物含量的變化相對更穩定。

綜上，從楊梅在貯藏過程中還原糖、可滴定酸、可溶性固形物含量的變化來看，正交試驗結果并不完全一致，因而選擇評價指標顯得特別重要。在本試驗中，殼聚糖濃度表現出一致性，均顯示較好保鮮濃度（B2）為1.5%；而ε-聚賴氨酸則在還原糖、可溶性固形物方面顯示較好保鮮濃度（A3）為0.04 g·kg-1；山梨酸鉀則在可滴定酸、可溶性固形物含量指標上顯示較好保鮮濃度（C2）為0.3%。綜合試驗組A3B2C1、A2B2C2、A3B2C2（此三組分別為以還原糖、可滴定酸、可溶性固形物為評價指標時的較優組合）對還原糖、可滴定酸、可溶性固形物含量的變化的影響分析對比，較好的復合涂膜保鮮濃度配方為A3B2C2（ε-聚賴氨酸：0.04 g·kg-1；殼聚糖：1.5%；山梨酸鉀：0.3%）。

3 結語

本研究以楊梅為試材，探究殼聚糖、ε-聚賴氨酸和山梨酸鉀復合涂膜對楊梅的最佳保鮮效果組合。在4℃條件下，結合PET＋PE復合膜包裝（不抽真空），運用正交試驗法優化，具有較好保鮮鮮果的殼聚糖、ε-聚賴氨酸和山梨酸鉀復合涂膜的最佳濃度配比為：1.5%殼聚糖、0.04 g·kg-1ε-聚賴氨酸、0.3%山梨酸鉀。

本試驗雖然通過綜合分析對比得出復合涂膜的最佳濃度配比，但仍需進一步結合楊梅主要理化指標進行深入研究和驗證，以得出更加優化的ε-聚賴氨酸、殼聚糖和山梨酸鉀復合涂膜保鮮組合，以取得更好的保鮮效果。