羧甲基殼聚糖涂膜保鮮鐵皮石斛的研究

羅衛(wèi)梅

（益陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，湖北益陽 413000）

鐵皮石斛為蘭科植物鐵皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）的新鮮或干燥莖[1]。鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱、潤肺止咳的功效，是我國傳統(tǒng)且名貴的中藥材，在民間素有“救命仙草”的美譽(yù)。

鐵皮石斛為傳統(tǒng)的鮮用藥材。中醫(yī)認(rèn)為石斛“生者優(yōu)良”，講究“生品為上”，在使用鐵皮石斛時(shí)，常要求以鐵皮石斛鮮品入藥。諸多歷史記載及應(yīng)用同樣表達(dá)了中醫(yī)“非鮮石斛不用”的觀點(diǎn)。例如，《本草備要》中記載“石斛養(yǎng)胃圣藥，鮮者性更涼，潤燥生津。”《本草害利》中記載“川石斛，少遜鮮石斛，性加寒，尤退虛熱。虛證宜干，實(shí)證宜鮮。”《醫(yī)醇剩義》中的祛煩養(yǎng)胃湯、《臨證指南》中的葉氏養(yǎng)胃湯、三鮮湯（鮮石斛、鮮生地、鮮沙參）等著名方劑，均強(qiáng)調(diào)以鮮石斛入方。在全國高等院校教材《中藥學(xué)》中記載“鮮石斛清熱生津之功效更佳，所以熱病傷津，舌干口渴之證當(dāng)用鮮石斛”。現(xiàn)代諸多研究表明，鐵皮石斛在干燥過程中，功效成分如石斛多糖及一些生物活性物質(zhì)會有所損失，而鮮藥材可以最大程度地保存有效成分，所以吃新鮮的鐵皮石斛效果更好[2-3]。現(xiàn)代大量藥理學(xué)研究表明，鐵皮石斛有增強(qiáng)免疫、抗疲勞、抗氧化、促進(jìn)唾液分泌、降血糖、降血壓、抗肝損傷和抗腫瘤等作用，因此鐵皮石斛鮮品作為保健食品越來越受到消費(fèi)者的青睞[4-5]。但是由于鐵皮石斛鮮品鮮嫩多汁，在運(yùn)輸及貯藏過程中極易失水萎蔫，不易保存，因此目前鐵皮石斛多以干品“鐵皮楓斗”進(jìn)行出售。本文對鐵皮石斛鮮品的貯藏保鮮進(jìn)行研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

殼聚糖是涂膜保鮮技術(shù)研究中的重要原材料，不僅具有良好的成膜性和氣體阻隔性，還具有優(yōu)異的抗菌、抗氧化性，殼聚糖涂膜作為一種果蔬保鮮的有效手段被國內(nèi)外研究學(xué)者廣泛研究應(yīng)用[6]。筆者目前暫未發(fā)現(xiàn)有關(guān)殼聚糖涂膜應(yīng)用于鮮藥材保鮮的研究，更未發(fā)現(xiàn)殼聚糖涂膜應(yīng)用于新鮮鐵皮石斛保鮮的研究。

由于殼聚糖僅能溶解在pH 值小于6.5 的酸性溶液中，為拓展其應(yīng)用范圍，人們對其進(jìn)行改性，開發(fā)出能直接溶于水的羧甲基殼聚糖（Carboxymethyl Chitosan，CMCS）。CMCS 保留了殼聚糖（Chitosan，CS）的各種特性，因此也是一種有前景的食品包裝成膜材料[7]。本文采用不同濃度的CMCS 溶液涂膜保鮮鐵皮石斛，并用食品級PE 保鮮膜包裹，于常溫下（8 ～18 ℃）保鮮，通過對貯藏過程中鐵皮石斛的品質(zhì)進(jìn)行測定，考察其對新鮮鐵皮石斛的貯藏保鮮效果，為鐵皮石斛在常溫下延長貯藏保鮮期和提升市場價(jià)值提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮品鐵皮石斛，網(wǎng)購于安徽冠龍旗艦店，經(jīng)益陽市食品藥品監(jiān)督管理局蔡洪鯤副主任藥師鑒定為仿野生鐵皮石斛鮮條；羧甲基脫乙酰殼多糖（脫乙酰度≥90%），購于北京華邁科生物；D-無水葡萄糖對照品（批號：110833-202109，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.9%，中國食品藥品檢定研究所）；無水乙醇、苯酚、濃硫酸（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；實(shí)驗(yàn)室自制超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

T2600 紫外可見分光光度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；SYG-A2-4 電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；JY5002 電子天平，上海宇恒平科學(xué)儀器有限公司；FA1104M 電子分析天平，上海精其儀器有限公司；大龍移液器；HH-200A 森陶樂小型破壁機(jī)；KQ-50B 型超聲儀；TDZ5-WS 離心機(jī)，湖南邁克爾實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ZWL-PA1-10L 超純水儀。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 保鮮劑的制備

準(zhǔn)確稱取CMCS 粉末0.50 g、1.00 g、2.00 g 和3.00 g，分別加入裝有200 mL 超純水的燒杯中，在60 ℃的恒溫水浴鍋中攪拌2 h，直至CMCS 完全溶解，獲得質(zhì)量濃度分別為0.25%、0.50%、1.00%和1.50%的CMCS 溶液，室溫下貯存涂膜使用。

1.3.2 涂膜方法

將長約30 cm，直徑0.2 ～0.5 cm，粗細(xì)均勻的新鮮鐵皮石斛隨機(jī)分為6 組(每組60 根)，其中4組分別浸泡在不同濃度的CMCS 溶液中3 min，浸泡完全后撈出，置于陰涼通風(fēng)處自然晾干，使用食品級PE 保鮮膜包裹；另外2 組以純凈水涂膜自然晾干后，其中1 組使用保鮮膜包裹，另1 組不用保鮮膜包裹。將6 組均置于常溫陰涼處（8 ～18 ℃）貯 藏， 于 貯 藏 后0 d、6 d、12 d、18 d、24 d 及30 d 對其失重率、石斛多糖含量及感官特性進(jìn)行測定。

1.3.3 感官評價(jià)

按照鐵皮石斛的色澤、形態(tài)、風(fēng)味、口感及霉變5 項(xiàng)指標(biāo)[8]，分4 級標(biāo)準(zhǔn)打分，各級分值分別為2.0、1.5、1.0、0.5 和0，總分為10 分。10 分為產(chǎn)品極好，整株呈鐵綠色，莖形態(tài)飽滿，無失水皺縮，具有特有的青草香氣，口感多汁嫩滑，無霉斑，具體見表1。

表1 感官品質(zhì)評定標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.4 失重率的測定

失重率計(jì)算公式如下：

式中：M0為樣品原始質(zhì)量；g，M1為樣品貯藏一定時(shí)間后的質(zhì)量，g。

1.3.5 石斛多糖的含量評定

石斛多糖的測定采用硫酸-苯酚法。①鐵皮石斛鮮品供試液的制備。取鐵皮石斛剪成約為0.5 cm的小段，精密稱取20 g，放入破壁機(jī)中，加入4倍量水，控制溫度在20 ℃以下，勻漿10 min。用6 倍量水少量多次地洗滌破壁機(jī)，將勻漿液和洗滌液轉(zhuǎn)移至500 mL 圓底燒瓶中，加熱回流1 h，雙層200 目紗布過濾；濾渣加10 倍量水加熱回流1 h，雙層200 目紗布過濾；濾渣再次重復(fù)上述操作，合并3 次濾液。取上述濾液2 mL 置于15 mL 離心管中，加入無水乙醇10 mL，搖勻，冷藏1 h，取出后4 000 r/min 離心20 min，棄去上清液，沉淀用10 mL 無水乙醇洗滌，將沉淀置于陰涼通風(fēng)處晾干后，加水置于60 ℃水浴鍋中攪拌溶解，轉(zhuǎn)移至25 mL 容量瓶中，放涼，加水至刻度，搖勻即得。②鐵皮石斛多糖含量測定以無水葡萄糖為對照品,采用苯酚硫酸顯色法及紫外分光光度法進(jìn)行檢測[9-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 CMCS 涂膜處理對鐵皮石斛感官品質(zhì)的影響

鐵皮石斛在貯藏期間的感官品質(zhì)變化如表2 所示。CMCS 涂膜處理的鐵皮石斛品質(zhì)下降速率均小于對照組，貯藏至18 d 時(shí)，整株基本呈鐵綠色，莖形態(tài)飽滿，僅折斷處周圍出現(xiàn)皺縮，仍具有明顯的青草香氣，口感多汁嫩滑，無霉斑。但貯藏至24 d時(shí)，采用保鮮膜包裹的鐵皮石斛組均出現(xiàn)不同程度的霉變，其中無CMCS 涂膜組與1.50%CMCS 涂膜組霉變程度大于0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜組，而無涂膜無包膜組無霉變現(xiàn)象。貯藏至30 d 時(shí)，感官品質(zhì)如圖1 所示，無處理組整體呈黃綠色，中度萎縮，有輕微香草氣，口感輕度纖維化，無霉斑，1.50%CMCS 涂膜包膜組，整體呈微綠色，輕度萎縮，具有香草氣的同時(shí)也有霉味，口感無纖維化，中度霉斑。分析原因，可能是儲藏至21 ～22 d 時(shí)，氣溫異常升高，日間氣溫達(dá)25 ℃以上，鐵皮石斛的呼吸強(qiáng)度增高，保鮮膜內(nèi)蓄積大量水汽，形成高溫高濕環(huán)境，導(dǎo)致霉變；0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜包膜組因涂膜處理抑制呼吸，且具有一定的抗菌效果，霉變程度淺；而1.50%CMCS 涂膜可能因?yàn)闈舛却螅纬闪溯^厚的薄膜，影響其正常呼吸，霉變程度大于其他濃度。

表2 殼聚糖處理對鐵皮石斛感官評分的影響（單位：分）

圖1 貯藏至30 d 的鐵皮石斛圖

2.2 CNCS 涂膜處理對鐵皮石斛失重率的影響

由于鐵皮石斛采收后含水量高且組織幼嫩，保護(hù)組織不發(fā)達(dá)，水分極易蒸發(fā)散失，導(dǎo)致嫩莖失重，縮短了鐵皮石斛的保鮮期，品質(zhì)降低，故失重率可作為一個(gè)衡量其保鮮效果的重要指標(biāo)。從圖2 可看出，隨著貯藏時(shí)間的延長，失重率不斷增加。貯藏至30 d 時(shí)，涂膜包膜處理組的失重率分別為4.28%、3.35%、3.57%和5.03%，均低于包膜無涂膜組的失重率13.13%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無涂膜無包膜組的失重率30.53%。實(shí)驗(yàn)說明，CMCS 涂膜可協(xié)同保鮮膜幫助減少水分的蒸發(fā)，原因是CMCS 涂膜處理可在鐵皮石斛表面形成一層透明薄膜，減少貯藏過程中水分的蒸發(fā)[11]。0.25%CMCS 和1.50%CMCS 涂膜處理的失重率略高于0.50%和1.00%CMCS 涂膜處理，原因可能是0.25%形成的膜厚度和均勻度差，不能很好地保護(hù)表皮，而1.50%的殼聚糖濃度過大，形成的薄膜較厚，影響其正常的呼吸作用，因此鐵皮石斛的失重率下降相對較快。

圖2 CMCS 涂膜對鐵皮石斛失重率的影響

2.3 CNCS 涂膜處理對鐵皮石斛中石斛多糖含量的影響

鐵皮石斛多糖為鐵皮石斛的主要生物活性成分，鐵皮石斛的多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，質(zhì)量越重，代表其品質(zhì)越好，生理活性越強(qiáng)[12]。在整個(gè)貯藏過程中，無包膜無涂膜的鐵皮石斛中多糖含量呈逐漸降低的趨勢，由38.83%降至33.75%。經(jīng)涂膜處理的鐵皮石斛多糖含量初期有所下降，貯藏6 ～18 d 時(shí)含量較平穩(wěn)，貯藏至24 d 時(shí)含量快速下降，這與貯藏至24 d 時(shí)鐵皮石斛因出現(xiàn)霉變而導(dǎo)致感官品質(zhì)快速降低一致，30 d 后的1.50%CMCS 涂膜鐵皮石斛的多糖含量僅有28.56%，低于無包膜無涂膜組的33.75%，分析原因可能是霉菌消耗了大量的營養(yǎng)物質(zhì)所致。經(jīng)0.50%CMCS 與1.00%CMCS 涂膜的鐵皮石斛在整個(gè)貯藏過程中多糖含量均高于無涂膜無包膜的鐵皮石斛，但最終的差異不大，具體見圖3。

圖3 CMCS 涂膜對鐵皮石斛多糖含量的影響

3 結(jié)論

本研究以水溶性殼聚糖羧甲基（CMCS）為原料，配制不同濃度的CMCS 溶液對鐵皮石斛進(jìn)行涂膜并聯(lián)合PE 保鮮膜保鮮處理。結(jié)果表明，CMCS涂膜聯(lián)合PE 保鮮膜對鐵皮石斛具有保鮮作用，且0.50%CMCS 和1.00%CMCS 涂膜聯(lián)合保鮮膜的保鮮效果最好。此外，雖然PE 保鮮膜能減緩鐵皮石斛的失重率，但鐵皮石斛經(jīng)保鮮膜包裹后易發(fā)生霉變現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致鐵皮石斛的感官品質(zhì)及多糖含量明顯下降，而鐵皮石斛在陰涼處易失水萎縮，但不易腐爛及霉變，故可考慮以0.50%或1.00%CMCS 對鐵皮石斛進(jìn)行涂膜處理后置陰涼處或冷藏貯藏，以延長鐵皮石斛的保鮮期。