乳酸菌發酵液- 殼聚糖復合處理對香梨品質的影響

開比努爾·艾合買提，張銳利，劉華英

（塔里木大學食品科學與工程學院，新疆阿拉爾 843300）

庫爾勒香梨是新疆特色水果之一，因其含有豐富的糖、蛋白質、脂肪、碳水化合物和維生素，對人體健康起著重要作用，深受消費者喜愛[1]。庫爾勒香梨屬于呼吸躍變型果實，耐貯藏；但在貯藏過程中，果實容易出現起皺、腐爛、黑斑擴展等現象，導致香梨的品質急劇下降，嚴重影響庫爾勒香梨的商業價值[2]。目前，香梨采后貯藏保鮮方法有機械冷藏、氣調貯藏和涂膜保鮮，其中涂膜處理是將研制成的保鮮劑涂膜于香梨表面，形成選擇性通透的保護膜，使整個果實處于一種自發調節的微氣調環境，從而達到保鮮的目的[3]。

乳酸菌作為自然界中最常見的益生菌，被美國FDA 認證為GRAS（Generally Recognized As Safe） 安全級生物制劑[4]。乳酸菌產生的有機酸、細菌素和過氧化氫等抑菌物質，可通過抑制病原菌和腐敗菌的生長，延緩食品腐敗，延長食品保鮮期。張金磊等人[5]總結出乳酸菌發酵液可用于減少食品原始帶菌量，抑制食品中微生物生長，可在食品生產加工過程中作為化學物質的替代品或與化學物質相結合的方法使用，應用于食品的貯藏保鮮，既能起到抑菌作用，又能保持食品品質。

殼聚糖是一種天然高分子化合物，具有無毒、安全、易成膜、抗菌等特性，因具有良好的成膜性，是制造可食性包裝材料的原料，在果蔬的貯藏保鮮中已得到廣泛應用[6]。經研究發現，相較于使用單一涂膜劑，復合涂膜劑效果更加顯著。例如，Guimar?es A 等人[7]指出將乳酸菌的活微生物細胞與可食用涂層和薄膜結合可影響一些物理特性，如屏障和機械。還可以將抗菌物質與食品結合，以保持適當的細胞濃度，能夠表現出良好的抗菌效果。

因此，選用具有抑菌性的戊糖乳桿菌（Lactobacillus pentosus86） 的發酵液（CFS），采用殼聚糖復合處理庫爾勒香梨，檢測香梨腐爛率、失水率、可溶性固形物、硬度、可滴定酸和果皮葉綠素含量等品質指標，以期獲得有效保持庫爾勒香梨貯藏后期和貨架期品質的新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料

庫爾勒香梨，采自阿拉爾周邊果園，要求顏色均勻，表面光潔無損傷、無病蟲害。采后置于保鮮庫（4 ℃） 中，貯藏60 d 后，進行保鮮處理，在常溫下貯藏，測定其相關指標。

1.1.2 菌種

乳酸菌（Lactobacillus pentosus86），為課題組從新疆特色乳制品中分離出的一株具有抑真菌效用的戊糖乳桿菌。

1.1.3 試驗試劑

MRS 肉湯，北京奧博星生物技術有限責任公司提供；水溶性殼聚糖，北京博奧拓達科技有限公司提供；酚酞、2,6 - 二氯酚靛酚，青島捷世康生物科技有限公司提供；抗壞血酸，天津運盛化學有限公司提供；草酸，天津市風船化學試劑有限公司提供；氯化鋇、乙醇（95%），天津市致遠化學試劑有限公司提供。

1.1.4 儀器設備

LE203/O2 型電子天平梅特勒- 托利多儀器有限公司產品；TMS-PRO 型質構儀，北京盈盛恒泰科技有限責任公司產品；HPX-9162MBE 型恒溫培養箱、TGL-20B 型高速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠產品；NK-55T 型數顯折光儀，河南綏凈環保科技有限公司產品；J6 型紫外可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司產品；PHS-3C 型精密pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司產品；SW-CJ-2FD 型超凈工作臺，上海博訊實業有限公司醫療設備廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 被膜劑質量分數的選擇

采用殼聚糖作為被膜劑，分別配置成質量分數為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%的殼聚糖溶液，將香梨在殼聚糖溶液中浸泡1 min，撈出后，在陰涼處自然干燥，通過觀察其是否出現不掛壁、容易脫模、厚薄不均等情況，判斷殼聚糖在香梨表面的成膜效果，以確定適合用來涂膜香梨的殼聚糖成膜質量分數。

1.2.2 乳酸菌發酵液（CFS） 的制備

將-20 ℃保存的菌株接種于MRS 液體培養基中，于37 ℃培養下活化12～24 h，傳代培養2 次后，以2.0%的接種量接種于MRS 液體培養基，置于37 ℃搖床（120 r/min，37 ℃） 培養48 h。將發酵液以轉速8 000 r/min 離心5 min，棄沉淀，上清液用0.45 μm 濾頭過濾除菌，得無細胞上清液（Cell free supernatants，CFS），4 ℃冰箱中保存備用。

1.2.3 復合劑的制備

將制備好的CFS 加入2%殼聚糖溶液中，使CFS質量分數為10%，20%，30%，設置不添加CFS 的2%殼聚糖溶液作為對照，攪拌均勻備用。

1.2.4 香梨的涂膜與貯藏

挑選成熟度中等、硬度、大小均一的香梨為試驗材料，將香梨隨機分成4 組；對照組（CK） 為不添加CFS 的殼聚糖、10%CFS + 殼聚糖溶液、20%CFS+殼聚糖溶液和30%CFS+殼聚糖溶液。浸泡時間為1 min，撈出，于陰涼處自然晾干，常溫下貯藏，測定相關指標。

1.2.5 品質及生理指標檢測方法

（1） 腐爛率的測定。

香梨果實出現組織凹陷、軟腐、生長灰霉菌時，即為腐爛果。

（2） 失水率的測定。采用稱重法測定不同處理組的失水率。

（3） 可溶性固形物含量的測定。使用數顯折光儀NK-55T 測定[8]。

（4） 硬度的測定。使用質構儀TMS-PRO，選擇參數為力量感應量程為500 N，探頭P/50，形變百分量為20%，檢測速度為60 mm/min。

（5） 維C 含量的測定。采用2,6 - 二氯酚靛酚滴定法[8]測定香梨中維C 含量。

（6） 可滴定酸的測定。采用氫氧化鈉溶液滴定法[8]測定香梨中的可滴定酸含量。

（7） 果皮葉綠素含量測定。采用分光光度計法[8]測定香梨中的葉綠素含量。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖成膜質量分數的確定

因純CFS 涂膜處理出現不掛壁、成膜性差等現象，無法體現CFS 對香梨的保鮮作用，因此采用殼聚糖復合的方式探索CFS 對香梨貯藏品質的影響。

選用不同質量分數殼聚糖處理，晾干成膜24 h后觀察；其中，1.0%和1.5%殼聚糖成膜過薄、成膜性差、薄厚不均勻；2.5%和3%殼聚糖溶液成膜厚度不夠均勻，流動性差；而2.0%的殼聚糖涂膜其流動性和成膜性均優于其他質量分數殼聚糖；因此應選擇2%的殼聚糖為涂膜液。

2.2 復合涂膜處理對香梨腐爛率的影響

腐爛病是香梨的主要病害，香梨腐爛最直接的發病原因是抗病能力減弱，自我修復能力下降，產生大量病原菌。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間腐爛率的影響見圖1。

圖1 復合涂膜處理對香梨貯藏期間腐爛率的影響

由圖1 可知，貯藏第4 天時，所有組都沒有出現腐爛的情況；貯藏到第8 天，CK 組出現腐爛，而30%CFS 處理組腐爛率為0；貯藏至第20 天時，CK組腐爛率上升幅度較大，從18.75%上升至25%，而此時處理組均未達20%；貯藏第32 天時，相較于各處理組的腐爛率，CK 組的腐爛率高達44.4%，說明CFS 的添加處理能夠延緩香梨腐爛，CFS+殼聚糖處理能夠延長香梨貨架期。

2.3 復合涂膜處理對香梨失水率的影響

失水率，也稱失重率。在香梨貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，香梨會不斷失水，造成果梗和果皮的皺縮，致使香梨質量越來越輕，失水率呈上升趨勢。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間失水率的影響見圖2。

由圖2 可知，各組的失水率都呈現上升趨勢，貯藏32 d 時CK 組的失水率達到5.11%，而10%CFS 處理組失水率為4.54%，20%CFS 處理組失水率為3.66%和30%CFS 處理組失水率為2.97%，結果均低于CK組，說明復合處理能有效的減少香梨水分的流失，能使香梨在常溫下較長時間保持新鮮狀態，延緩香梨衰老，從而有效保持香梨的營養價值和食用價值。

圖2 復合涂膜處理對香梨貯藏期間失水率的影響

2.4 復合涂膜處理對香梨可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是衡量果實優良品質的重要指標之一。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間可溶性固形物含量的影響見圖3。

圖3 復合涂膜處理對香梨貯藏期間可溶性固形物含量的影響

由圖3 可知，所有組分都存在先上升后下降趨勢，上升的原因可能是由于涂膜層對香梨果皮的保護作用一定程度上抑制了香梨的呼吸作用，減少了可溶性固形物的消耗，同時在此過程中香梨的部分淀粉逐漸轉化為了可溶性糖，致使其形成上升趨勢；但從第10 天開始所有組都出現逐漸下降的趨勢，下降的原因是果實的呼吸作用消耗了可溶性固形物的含量。到35 d 時，CK 組可溶性固形物消耗量低至8.79%，而處理組在9.5%以上，其中30%CFS 處理組為10.15%，說明30%CFS +殼聚糖復合處理對香梨有良好的延緩可溶性固形物含量消耗的效果。

2.5 復合涂膜處理對香梨硬度的影響

香梨采后隨著貯藏時間的延長，香梨的硬度也會逐漸下降。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間硬度的影響見圖4。

圖4 復合涂膜處理對香梨貯藏期間硬度的影響

由圖4 可知，對照組和3 個處理組均呈下降趨勢。CK 組從第15 天開始下降趨勢明顯，前期CK 組處于平穩下降原因可能是殼聚糖本身帶有的保鮮效果和涂膜層的高阻隔性，抑制了水分的散失；而處理組硬度下降的幅度一直處于平穩下降狀態。到貯藏期35 d 時，CK 組的硬度降至10.28 N，30%CFS處理組的硬度降至16.87 N。說明濃度越高的CFS 結合殼聚糖處理香梨抑制軟化效果越明顯。

2.6 復合涂膜處理對香梨維C 含量的影響

維C 是果蔬營養品質和貯藏品質的重要指標，但隨著貯藏期的延長，果蔬的維C 也會隨之下降。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間維C 含量的影響見圖5。

圖5 復合涂膜處理對香梨貯藏期間維C 含量的影響

由圖5 可知，4 個組的維C 含量都在不同程度的下降；在貯藏35 d 時，CK 組的維C含量已經下降至2.99 mg/100 g，而3 個處理組的香梨的維C含量3.4 mg/100 g 以上，說明CFS +殼聚糖復合處理能影響香梨的呼吸強度，其中效果最佳的是30%CFS處理組3.99 mg/100 g。這表明，在一定貯藏期間，適宜濃度的CFS 復合處理能在一定程度上降低維C的消耗。

2.7 復合涂膜處理對香梨可滴定酸的影響

可滴定酸是決定香梨風味的指標之一。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間可滴定酸含量的影響見圖6。

圖6 復合涂膜處理對香梨貯藏期間可滴定酸含量的影響

由圖6 可知，在貯藏過程中，經過不同處理的香梨的可滴定酸含量變化總體上呈現出下降的趨勢。但相比CK 組，各處理組下降的速度較為緩慢。貯藏期到達35 d 時，CK 組的可滴定酸含量至0.1%，而30%CFS 處理組的可滴定酸含量為0.21%，是CK 組的2 倍，且30%CFS 處理組始終比其余2 個處理組高。綜上可知，30%CFS+殼聚糖復合處理效果更明顯，能更有效地延緩香梨可滴定酸含量的消耗，即保護香梨的風味。

2.8 復合涂膜處理對香梨果皮葉綠素的影響

葉綠素是綠色果蔬中最重要的色素之一，其含量也標志著果蔬的成熟度和衰老程度。在貯藏期間，葉綠素的含量隨著時間的延長也會呈降低趨勢。

復合涂膜處理對香梨貯藏期間葉綠素含量的影響見圖7。

圖7 復合涂膜處理對香梨貯藏期間葉綠素含量的影響

由圖7 可知，CK 組從第15 天后下降趨勢明顯，而處理組均處于平穩下降趨勢。貯藏35 d 后，CK 組的果皮葉綠素含量降至0.078 mg/g，而各處理組葉綠素含量均在0.10 mg/g 以上，其中30%CFS 處理組葉綠素含量降至0.133 mg/g。綜上所述，CFS +殼聚糖復合處理能有益于抑制葉綠素含量降低，并且適宜的濃度能更有效保持葉綠素含量。

3 結論

常溫貯藏條件下，乳酸菌發酵液- 殼聚糖復合處理能有效縮短香梨品質裂變的時間，降低腐爛率和失重率，能更好地保持住葉綠素和維C 含量，有效維持香梨的硬度、可滴定酸及可溶性固形物含量，延長其貯藏貨架期。試驗表明，采用乳酸菌發酵液-殼聚糖復合處理庫爾勒香梨，在一定程度上解決了香梨采后品質劣變快、易腐爛等問題，在果蔬保鮮方面有較好的應用前景。