茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜處理對澳洲堅果仁貯藏品質的影響分析

◎ 陳 旋，魯保芩，向 琴，李世香，李方妍，張 萍，李建非

（滇西科技師范學院生物技術與工程學院，云南 臨滄 677000）

澳洲堅果（Macadamiaspp.），又稱夏威夷果，種仁質地細膩，有獨特的奶油香味，味美可口，在國際市場上極受青睞，被譽為“堅果之王”[1]。云南是國內種植澳洲堅果面積和產量最大的省份，截至2019年底，云南省澳洲堅果種植面積近30 萬hm2，主要分布在臨滄、雙江、鎮康、永德、耿馬等縣，澳洲堅果已成為云南脫貧攻堅、鄉村振興的重點產業之一。目前，云南省種植生產銷售的澳洲堅果中，開口殼果產品份額約占90 %，果仁產品約占5 %～10 %，其他產品，如油、糖果、點心、冰淇淋和化妝品等，大約占1%～2%[2-3]。云南省市場上的澳洲堅果大部分以原料果的形式銷售到省外，僅少部分由省內企業加工銷售，且多為小規模的半機械、半手工的加工方式，沒有成套的規模化生產線。隨著澳洲堅果投產面積的遞增，探索創新解決澳洲堅果加工貯藏和銷售問題，意義重大。國內外有關澳洲堅果仁貯藏加工的研究主要集中在貯藏溫度和包裝方式上，朱明英[4]將澳洲堅果生果仁和焙炒果仁分別采用真空包裝、真空充氮包裝、普通包裝的方式；郭剛軍等[5]將市售澳洲堅果果仁（鋁箔袋充氮包裝，貯藏環境為避光陰涼處，保質期12個月），分別采用低溫冷藏（4 ℃）和常溫貯藏2 種方式。

良好的貯藏加工工藝是提高澳洲堅果產品質量、延長貨架壽命的關鍵，也是提高產品附加值和產業經濟效益的重要手段。然而，當前未見有關澳洲堅果仁涂膜貯藏加工工藝的研究報道。茶多酚是一種被我國認可的新型高效具有抗氧化性能及抑菌作用的天然食品抗氧化劑[6-8]；殼聚糖具有良好的抑菌性、成膜性、生物相容性、安全性[9-10]；乳酸鏈球菌素具有安全性、抑菌性。本研究通過選用天然的茶多酚、殼聚糖、乳酸鏈球菌素復合制成可食性涂膜，用于澳洲堅果仁的貯藏加工中，抑制澳洲堅果仁脂肪酸敗，以酸價、過氧化值、顏色、口感等為指標，以期確定其適宜的貯藏條件，為澳洲堅果產品的貯藏和品質控制提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

澳洲堅果：購于鎮康苗嶺金園農業科技有限公司；茶多酚、殼聚糖：上海祥瑞生物科技有限公司；乳酸鏈球菌素：裕和食品配料有限公司；沒食子酸標準品（HPLC）、1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）：北京索萊寶科技有限公司；福林酚（A15145）：西亞化學科技有限公司。

1.1.2 儀器設備

754 型紫外可見分光光度計：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；3k15 臺式高速冷凍離心機：德國Sigma。

1.2 方法

1.2.1 正交試驗優化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復

合涂膜劑的配方采用L9(3)4正交表進行正交試驗，優化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復合涂膜劑配方，以DPPH自由基清除能力、羥自由基（·OH）清除能力、還原力為指標評價可食性復合涂膜劑的抗氧化活性。正交試驗因素水平如表1 所示。

1.2.1.1 復合涂膜劑DPPH 自由基清除能力測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進行DPPH 自由基清除能力的測定。取3 個試管，依次加入以下試劑：0.4 mL 提取液和2.0 mL 0.1 mmol/L 的DPPH 甲醇溶液；0.4 mL 提取液和2.0 mL 甲醇；0.4 mL 蒸餾水和2.0 mL 0.1 mmol/L的DPPH甲醇溶液，混合均勻，避光靜置30 min，用0.4 mL 蒸餾水和2.0 mL 甲醇調零，取上清液在517 nm 波長處測定吸光值。3 個反應液的吸光值分別為A1、A2和A0。按照式（1）計算待測樣品對DPPH 自由基的清除率：

1.2.1.2 復合涂膜劑羥自由基清除能力測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進行羥自由基清除能力的測定。取3 支離心管，依次加入以下試劑：1.0 mL提取液、0.3 mL 9.0 mmol/L FeSO4、0.25 mL 6 mmol/L H2O2混勻，室溫放置10 min ，加入1.0 mL 9.0 mmol/L水楊酸溶液，分別用蒸餾水代替水楊酸和提取液，混合均勻， 37 ℃水浴30 min，取出流水冷卻，分別加入0.45 mL 蒸餾水，使終體積為3.0 mL，6 000 r/min 離心10 min，以蒸餾水調零。在510 nm 波長處測定吸光值，3 個反應液的吸光值分別為A1、A2和A0。按照式（2）計算樣品對羥自由基的清除率：

1.2.1.3 復合涂膜劑還原力的測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進行還原力測定。在2 個離心管中分別加入1.0 mL 提取液和1.0 mL 蒸餾水，之后依次加入1.0 mL 0.2 mol/L PBS 磷酸緩沖液（pH 6.6）、1.0 mL 1% 鐵氰化鉀溶液，迅速混勻，50 ℃水浴中反應20 min，冰水冷卻后，加入1.0 mL 10% 三氯乙酸（TCA），混勻后以10 000 r/min 離心5 min。取1.0 mL 上清液，加1.0 mL 超純水和0.2 mL 0.1%三氯化鐵，混勻，反應10 min。蒸餾水代替提取液如上操作用于調零，測定各樣品在700 nm 波長處的吸光值。

1.2.2 澳洲堅果仁復合涂膜劑的制備

按照1.2.1 中方法制備茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑，并做對照試驗，涂膜劑主要配方參數如表2 所示。

表2 涂膜劑主要配方參數表

1.2.3 復合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果評價

將1.2.2 中方法制備的涂膜劑置于4 ℃下貯藏備用。篩選表面完好、質量基本相同的澳洲堅果仁120 份（60 g/份），分別置于不同的涂膜劑溶液中2 min，取出晾干表面水分，裝入真空保鮮袋中，進行真空密封包裝，編號記錄樣品名及日期，置于4 ℃冰箱和室溫（25 ℃）中避光保藏0、30、60、90、120、150 和180 d，分別測定澳洲堅果仁酸價、過氧化值，并進行感官評定衡量可食性涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果的影響。

1.2.3.1 澳洲堅果仁酸價、過氧化值的測定

分別取樣品果仁約40 g，用粉碎機打碎，加入沸程30 ～60 ℃石油醚500 mL，密封，置于浸提12 h 以上，抽濾除去殘渣，30 ℃旋轉蒸發儀減壓回收石油醚，殘留物即為澳洲堅果油樣（待測試樣）。澳洲堅果仁酸價參照國標GB 5009.229—2016 熱乙醇指示劑滴定法測定；過氧化值參照國標GB 5009.227—2016 滴定法的測定。

1.2.3.2 澳洲堅果仁感官評定

分別對澳洲堅果仁色澤、口感、滋味作觀察記錄，澳洲堅果仁感官評分標準如表3 所示。

表3 澳洲堅果仁感官評分標準表

1.3 數據統計分析

結果數據值以平均值±標準差表示，SPSS 22.0軟件進行方差分析，以P<0.05 進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 正交試驗優化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑配方結果

由表4、表5 結果可知，影響復合涂膜劑對DPPH自由基清除能力的因素主次順序為：茶多酚＞乳酸鏈球菌＞殼聚糖，得到最優組合為：A3C2B3，即茶多酚3%，乳酸鏈球菌0.03%，殼聚糖2%；由表4、表6 結果可知，影響復合涂膜劑對羥自由基清除能力的因素主次順序為：殼聚糖＞茶多酚＞乳酸鏈球菌，得到最優組合為：B3A2C2，即殼聚糖2%，茶多酚2%，乳酸鏈球菌0.03%；由表4、表7 結果可知，影響復合涂膜劑對還原能力的因素主次順序為：茶多酚＞乳酸鏈球菌＞殼聚糖，得到最優組合為：A1C1B3，即茶多酚1%，乳酸鏈球菌0.01%，殼聚糖2%。

表4 正交試驗設計極差分析表

表5 DPPH 自由基清除能力方差分析表

表6 羥自由基清除能力方差分析表

表7 還原能力方差分析表

通過綜合評分法，乳酸鏈球菌素添加量對于考察指標羥自由基清除率和DPPH 自由基清除率而言，乳酸鏈球菌素添加量為C2（0.03%）均為最優條件；殼聚糖添加量對于考察指標羥自由基清除率的影響為主要因素，并影響顯著（P<0.05），且殼聚糖添加量為B3(2%)時，對考察指標還原能力和DPPH 自由基清除率也均為最優條件；茶多酚添加量對考察指標還原能力和DPPH 自由基清除率的影響均為主要因素，可選A1或A3，但對于考察指標羥自由基清除率而言，A1＞A3，故茶多酚添加量最優條件為A1(1%)。因此，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑配方為A1B3C2，即茶多酚1%，殼聚糖2%，乳酸鏈球菌素0.03%。

2.2 復合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果的影響

2.2.1 復合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中酸價的影響

澳洲堅果仁中含有大量的不飽和脂肪酸，在貯藏過程中受到光照、氧氣、微生物、酶、水分等因素的影響氧化酸敗，轉化成低分子脂肪酸從而使澳洲堅果仁品質下降[12]。由圖1 可知，在4 ℃貯藏144 d 期間，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的酸價均呈現上升趨勢。其中，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑處理組的澳洲堅果仁在貯藏109 d 時酸價上升最快，達到0.126 mg/g，但比其他4 個對照組澳洲堅果仁的酸價最低；在貯藏144 d 時，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的酸價：茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑組< 茶多酚/ 乳酸鏈球菌素組<茶多酚/殼聚糖組<茶多酚組<純水組，酸價分別為0.460、0.567、0.558、0.714 和0.867 mg/g。由此可知，在4 ℃貯藏條件下，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑可延緩澳洲堅果仁的脂肪水解酸敗。

圖1 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中酸價的影響圖

2.2.2 復合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中過氧化值的影響

澳洲堅果仁中豐富的油脂在氧氣和溫度的作用下極易氧化，氧化初期產生氫過氧化物，導致油脂過氧化值的升高[13-15]。從圖2 可知，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的過氧化值隨貯藏時間的增加均不斷上升，貯藏前期的上升趨勢較小，中期、后期上升迅速。茶多酚/ 殼聚糖/ 乳酸鏈球菌素復合涂膜劑處理組的過氧化值在整個貯藏期間始終比其他組低，貯藏到144 d 過氧化值為0.425 g/100 g；純水組的過氧化值上升趨勢較明顯，并且在貯藏過程中過氧化值均比較高，貯藏到144 d 時已經達到了0.593 g/100 g。

圖2 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中過氧化值的影響圖

2.2.3 復合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中感官品質的影響

通過使用不同涂膜劑處理澳洲堅果仁，在貯藏期間進行澳洲堅果仁形態、色澤、口感、滋味的感官評分，由圖3 可知，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑處理組，可以減緩澳洲堅果仁變質，保持感官品質；純水組在貯藏95 d 后，感官品質變化加劇，在貯藏到144 d 時，澳洲堅果仁出現酸敗味、果仁變黃、霉變等現象；茶多酚組、茶多酚/殼聚糖組、茶多酚/乳酸鏈球菌素組澳洲堅果仁感官品質低于茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑處理組，高于純水組。

圖3 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中感官品質的影響圖

3 結果與討論

本文通過以茶多酚添加量、殼聚糖添加量、乳酸鏈球菌素添加量為因素，進行三因素三水平的正交試驗，以DPPH 自由基清除率、羥自由基清除率、還原力為指標，評價可食性復合涂膜劑的抗氧化活性，優化出茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復合涂膜劑配方為A1B3C2，即茶多酚1%、殼聚糖2%、乳酸鏈球菌素0.03%，并將其作為涂膜劑用于延長澳洲堅果仁的貯藏期。在貯藏期間測定澳洲堅果仁的酸價、過氧化值、感官評分，來評定茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復合涂膜劑的貯藏效果，結果表明：茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑處理組的澳洲堅果仁的酸價比其他4 個對照組低，過氧化值在整個貯藏期間始終保持在較低的范圍之內，感官品質優于其他4 個對照組。換言之，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復合涂膜劑通過在澳洲堅果仁表面形成一層抗氧化膜，可以阻隔氧氣，抑制澳洲堅果仁中低分子脂肪酸和氫過氧化物的產生，減緩澳洲堅果仁中油脂的酸敗，最大程度保持澳洲堅果仁中功能性不飽和脂肪酸和抗氧化功能成分的穩定，從而延長貨架期，保證澳洲堅果仁在流通、銷售過程中，均具有良好的營養價值和感官品質。