殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜對枇杷保鮮的研究

劉曉菲，程春生，覃宇悅，孫莎，張智宏

（昆明理工大學化學工程學院，云南 昆明 650224）

殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜對枇杷保鮮的研究

劉曉菲，程春生*，覃宇悅，孫莎，張智宏

（昆明理工大學化學工程學院，云南 昆明 650224）

采用殼聚糖和納米蒙脫土作為復合涂膜劑，研究室溫條件下對枇杷的保鮮效果。結果表明，殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜劑能明顯延緩水分流失，抑制硬度、VC含量、總糖含量和總酸含量的下降，有效延長枇杷保質期。

殼聚糖；納米蒙脫土；復合膜；枇杷；保鮮

枇杷是我國南方特色水果之一，具有果肉柔軟多汁、甜酸適度和風味較佳等特點。枇杷營養價值較高，含有多種氨基酸、維生素、糖類及無機元素。而且，枇杷還有潤肺止咳、止渴和胃、利尿清熱等功效，有很高的保健價值。但是，枇杷的貯藏性能較差，容易腐爛變質，給水果外銷貯運帶來保鮮方面的難題。

殼聚糖（chitosan，簡稱CTS）是甲殼素脫乙酰基的降解產物，具有良好的成膜性，已經應用于貢梨、杏和黃瓜等果蔬保鮮[1-3]。但是，鮮見添加納米蒙脫土制成殼聚糖復合膜對果蔬進行涂膜保鮮的實驗研究。蒙脫土是一種用途廣泛的無機材料，具有無毒、無味及無污染等優點，被廣泛應用于食品與醫藥行業。Rhim等研究發現，采用蒙脫土制備的納米復合膜，作為食品包裝材料，不僅可以提高殼聚糖復合膜的拉伸強度和斷裂伸長率，還具有一定的抑菌性能[4-5]。

本文采用殼聚糖和納米蒙脫土作為復合涂膜劑，對枇杷進行涂膜處理，測定失重率、硬度、VC含量、總糖含量和總酸含量等指標，以期能提高室溫下枇杷的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

供試枇杷來自云南省蒙自縣，挑選大小均勻，成熟度一致，無損傷，無病蟲害的健康個體。

殼聚糖（脫乙酰度96%）：青島奧福隆生物科技有限公司；蒙脫土：浙江豐虹粘土化工有限公司；其它試劑均為分析純。

RW20 digital型數顯機械攪拌器：德國IKA公司；TU—1901紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；GY—2型果實硬度計：樂清市艾德堡儀器有限公司；TGL—16G型高速冷凍離心機：北京海誠中儀科技有限公司；HH—2型恒溫水浴鍋：金壇市杰瑞爾電器有限公司；SHZ—D（Ⅲ）型循環水式真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.2 方法

1.2.1 殼聚糖涂膜劑的制備

稱取一定量的殼聚糖，溶于體積分數為2%的乙酸溶液中，形成15 g/L的殼聚糖溶液，恒溫攪拌2 h，真空脫氣30 min，制得殼聚糖單一組分涂膜劑。

1.2.2 殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜劑的制備

稱取一定量的殼聚糖，溶于體積分數為2%的乙酸溶液中，形成15 g/L的殼聚糖溶液；稱取質量為殼聚糖質量的5%的蒙脫土，溶于體積分數為2%乙酸溶液中，形成蒙脫土懸浮液；將殼聚糖溶液于60℃恒溫攪拌下逐漸加入蒙脫土懸浮液中，待充分反應后，繼續加入殼聚糖溶液，恒溫攪拌2 h，真空脫氣30 min，制得殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜劑。

1.2.3 枇杷涂膜操作

枇杷隨機分為3組，每組120個，室溫條件下分別作如下處理：空白對照組——將枇杷浸泡于清水中5 min，撈起瀝干；對照組——將枇杷浸泡于殼聚糖單一組分涂膜劑中5 min，撈起瀝干；實驗組——將枇杷浸泡于殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜劑中5 min，撈起瀝干。涂膜處理后，置于室溫下貯藏，每2天測定果實指標的變化。

1.2.4 貯藏期間各指標的測定

失重率的測定：失重率=（初始質量—當天的質量）/初始質量×100%

硬度的測定：枇杷去皮，用果實硬度計測定果實中部的硬度，測試深度為10 mm，取最大值，重復3次，取平均值。

好果率的測定：好果率＝（完好果實數量/果實總數）×100%

總酸的測定：根據GB12456-1990酸堿滴定指示劑法測定。

總糖的測定：蒽酮比色法[6]測定。

VC含量的測定：2,6-二氯靛酚法[7]測定。

多酚氧化酶PPO活性的測定：參照文獻[8]的方法測定。以鄰苯二酚為底物，測定其反應液在單位時間內產物在410 nm處吸光值變化，結果以kat/g表示。

過氧化物酶POD活性的測定：參照文獻[9]的方法測定。以愈創木酚為底物，測定反應液產物在470 nm處吸光值變化，結果以kat/g表示。

2 結果與討論

2.1 不同處理對枇杷失重率的影響

不同處理對枇杷失重率的影響見圖1。

圖1 不同處理枇杷貯藏期間失重率的變化Fig.1 Changes of weightless rate in Loquat during storage time under different treatments

水分的散失是失重和表皮變皺的主要原因。由圖1可見，與空白對照組相比較，對照組和試驗組在一定程度上減少了枇杷在貯藏過程中的質量損失，降低了枇杷的失重率，減輕了果皮的皺縮程度。其中實驗組的失重率要低于對照組。這是因為殼聚糖涂膜后，對枇杷果實形成一種透明保護膜，使水蒸汽透過率下降，限制了果蔬的蒸騰作用，從而使殼聚糖涂膜枇杷的失重率降低。殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜處理后，水蒸氣透過率相比較殼聚糖單一涂膜更低，所以失重率降低程度最小。

2.2 不同處理對枇杷硬度的影響

不同處理對枇杷硬度的影響見圖2。

圖2 不同處理枇杷貯藏期間硬度的變化Fig.2 Changes of hardness in Loquat during storage time under different treatments

硬度是衡量果實品質的重要指標之一，枇杷在貯藏中，隨著水分的散失逐漸發生皺縮，使其硬度呈下降趨勢。由圖2可見，空白對照組室溫放置8 d后，枇杷開始逐漸變軟，而對照組和試驗組硬度的變化明顯低于空白對照組，而且實驗組硬度在貯藏期間變化最小，這是因為殼聚糖涂膜有效降低了果實的失水程度，從而延緩了果實硬度的下降，對枇杷起到了較好的保鮮效果，相對應的枇杷品質最好。

2.3 不同處理對枇杷好果率的影響

不同處理對枇杷好果率的影響見圖3。

隨著貯藏時間的延長，枇杷果實腐爛的程度增加，好果率降低，與空白對照組相比，對照組和實驗組可以顯著抑制果實腐爛，且實驗組抑制果實腐爛效果要優于對照組，這可能是因為殼聚糖涂膜具有一定的抑菌作用，因此可以保持較高的好果率，從而提高枇杷品質，使枇杷保鮮期得到明顯的延長。

圖3 不同處理枇杷貯藏期間好果率的變化Fig.3 Changes of good fruits rate in Loquat during storage time under different treatments

2.4 不同處理對枇杷總酸含量的影響

不同處理對枇杷總酸含量的影響見圖4。

圖4 不同處理枇杷貯藏期間總酸含量的變化Fig.4 Changes of total acid content in Loquat during storage time under different treatments

總酸含量是鑒別果實品質的重要化學指標之一。枇杷在貯藏過程中由于以酸作為呼吸作用的一種反應底物，所以隨著呼吸作用的消耗酸含量不斷下降。由圖4可見，不同處理枇杷在貯藏期間總酸含量均呈下降趨勢，其中空白對照組下降最快，而對照組和實驗組下降較為平穩，這是因為復合涂膜可以使果實呼吸代謝減慢，從而有效的延緩果實貯藏期間總酸含量的降低。

2.5 不同處理對枇杷總糖含量的影響

圖5 不同處理枇杷貯藏期間總糖含量的變化Fig.5 Changes of total sugar content in Loquat during storage time under different treatments

不同處理對枇杷總糖含量的影響見圖5。

隨著呼吸作用果實糖分逐漸被消耗，所以總糖含量不斷降低，但是對照組和實驗組總糖含量降低程度要低于空白對照組，且實驗組總糖含量最高，這是因為殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜對枇杷的氣體交換有抑制的作用，延緩了果實的呼吸作用，減少了呼吸作用對糖分的消耗，從而有利于營養物質的保存。

2.6 不同處理對枇杷VC含量的影響

不同處理對枇杷VC含量的影響見圖6。

圖6 不同處理枇杷貯藏期間VC含量的變化Fig.6 Changes of VCcontent in Loquat during storage time under different treatments

VC是果蔬中重要的營養物質，同時也是衡量保鮮效果的重要指標。VC是一種還原性物質，對果蔬起保護作用[10]，當含量降低到一定程度時，隨著自由基的逐漸積累加速果實衰老速度。由圖6可見，枇杷在貯藏期間VC含量呈不斷下降趨勢，但實驗組VC含量下降的趨勢低于空白對照組和對照組，這是因為加入納米蒙脫土后，殼聚糖膜的機械性能、透氣性等得到明顯改善，枇杷呼吸作用產生的CO2被殼聚糖膜隔離而較少透出，而透過果實的外界O2量降低，使果實內部形成高CO2低O2的環境，從而起到氣調保鮮的作用，使還原性VC不易被氧化，有利于保持枇杷的營養成分。

2.7 不同處理對枇杷多酚氧化酶和過氧化物酶活性的影響

不同處理對枇杷多酚氧化酶和過氧化物酶活性的影響見圖7，圖8。

圖7 不同處理枇杷貯藏期間多酚氧化酶的變化Fig.7 Changes of PPO activity in Loquat during storage time under different treatments

圖8 不同處理枇杷貯藏期間過氧化物酶的變化Fig.8 Changes of POD activity in Loquat during storage time under different treatments

枇杷果肉中含有較多的多酚類物質，而多酚氧化酶可以催化酚類物質氧化成醌后形成黑色素，是導致果肉褐變的主要因素，且枇杷果肉中的過氧化物酶也是引起果肉褐變的主要原因，因此PPO和POD活性的高低對果實的貯藏期長短有顯著地影響。由圖7和圖8可見，各個處理的枇杷多酚氧化酶和過氧化物酶活性均呈先下降后上升的趨勢，其中實驗組在貯藏后期PPO和POD活性的升高明顯低于空白對照組和對照組。因為殼聚糖涂膜有效的降低了氧進入枇杷果實的量，降低其呼吸作用，從而延緩了枇杷的代謝過程，提高枇杷的貯藏期。

3 結論

通過上述實驗研究表明，殼聚糖涂膜劑顯著降低了貯藏期間枇杷果實的失重率和腐爛程度，延緩了果實硬度、VC、總糖和總酸含量的降低，抑制了多酚氧化酶和過氧化物酶活性，有效減少營養物質的損失，從而保持了枇杷的品質和價值。實驗中使用單一的殼聚糖涂膜處理在一定程度上起到了枇杷保鮮效果，但殼聚糖/納米蒙脫土復合涂膜處理對枇杷果實的保鮮效果最佳。

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Preservation of Loquat by Chitosan/nano-Montmorillonite Composite Film

LIU Xiao-fei,CHENG Chun-sheng*,QIN Yu-yue,SUN Sha,ZHANG Zhi-hong
（College of Chemical Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650224，Yunnan，China）

Chitosan/nano-mont morillonite composite film was prepared and used for preservation of fresh loquat under room temperature.The results showed that the chitosan/nano-montmorillonite composite film agent can significantly delay the loss of water,inhibit the decrease of hardness,VCcontent,total sugar and total acid content.It can prolong the shelf life of loquat.

chitosan;nano-montmorillonite;composite film;loquat;shelf life

劉曉菲（1984—），女（漢），碩士研究生，主要從事食品加工研究工作。

*通信作者：程春生，男，講師。

2010-08-27