桑葉復方對水果保鮮作用研究

徐佳琦，寧若男，楊晴雯，高 鵬，楊武林，王春麗，2，*

（1.華東理工大學藥學院，上海 200237；2.上海市新藥設計重點實驗室，上海200237）

草莓和葡萄屬于非呼吸躍變型水果[1]，果實柔軟，營養豐富。但因其含水量高，組織易受到機械損傷和微生物侵襲而腐爛，不易儲藏。梨是我國三大水果之一，產量居于首位。梨屬于呼吸躍變型水果[1]，呼吸高峰后快速衰敗。果肉易于腐爛，總損失達30%左右。因此，延長其保鮮時間，保持其商品價值，探索草莓、葡萄和梨等水果的保鮮方式具有重要意義。殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙酰作用得到的，化學名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D-葡萄糖，具有良好的吸濕性、抑菌性和安全無毒[2]的優點。殼聚糖和中藥的復合保鮮劑對草莓[3]、葡萄[4]等水果的保鮮研究，取得了一定的成效。目前，果蔬的保鮮方法主要有低溫冷藏[5]、氣調保鮮[6]、減壓貯藏[7]和涂膜保鮮[8]。其中涂膜保鮮法是將保鮮劑涂布在果蔬表面上形成一層具有選擇通透性的保護膜，由于果實自身的呼吸作用，使整個果實處于一種自發調節的微氣調環境[9]，從而達到果蔬保鮮的目的。近幾年研究[10]發現，單一涂膜劑對果蔬的保鮮效果并不理想，因此，高效的復合型涂膜保鮮劑已成為涂膜保鮮領域研究的重點。水果腐爛主要是由水果生理變化和微生物引起的[11]。艾葉、蒲公英和薄荷等中藥提取物具有抑菌[12]、抗氧化[13]的作用。對果蔬保鮮作用明顯。本文在前期工作基礎上研究桑葉復方配合殼聚糖的成膜性，探討其對易腐水果的保鮮作用，研究結果可為其在果蔬保鮮領域的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄和草莓 供試品種為市售馬陸葡萄和奶油草莓，挑選無病蟲害、無損傷、成熟度為八分熟、形態基本一致的果實用于實驗；梨 品種為市售新疆貢梨，挑選大小均一（約200g），表面無傷，呈青黃色的果實；桑葉等中藥 上海雷允上藥房；殼聚糖 上海偉康科技有限公司，脫乙酰度≥90%；氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀 分析純，江蘇永華精細化學品有限公司；酚酞、抗壞血酸、可溶性淀粉、碘化鉀 分析純，國藥集團化學試劑有限公司；碘、草酸 分析純，上海凌峰化學試劑有限公司。

JY5002精密電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；FSH-2可調高速電動勻漿器 江蘇金壇市佳美儀器有限公司；RJ-TGL-16C臺式離心機 無錫市瑞江分析儀器有限公司；SHZ-3循環水多用真空泵上海滬西分析儀器廠有限公司；RE-52AA真空旋轉蒸發儀 上海振捷實驗設備有限公司；YH系列電子恒溫水浴鍋 江蘇近湖鎮教學儀器廠；Brix 0.0%～32.0%手持糖度計 上海天壘儀器儀表有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 桑葉復方提取物的制備 將桑葉、艾葉、蒲公英和薄荷（10g）四味中藥與水按料液比1∶10的比例混合，加熱回流2h，收集提取液，加同體積的水，加熱回流1.5h，合并兩次提取液，過濾，濃縮至0.1g/L，備用。采用正交實驗篩選桑葉、艾葉、蒲公英的最優配比，因素水平表見表1。

1.2.2 中藥-殼聚糖復合保鮮液的制備 以1.2.1中藥提取液為溶劑配制1%的冰醋酸溶液，再以之為溶劑配制1%的殼聚糖溶液作為復合保鮮液。

1.2.3 保鮮方法 保鮮組：將供試水果浸入復合保鮮液7min取出，自然風干后，放入盛物盤內。葡萄和草莓放入4℃冰箱儲存，梨在室溫保存。

對照組：將供試水果浸入去離子水7min取出，自然風干后，放入盛物盤內。葡萄和草莓放入4℃冰箱儲存，梨在室溫保存。

1.2.4 分組方法 正交實驗設計的三因素三水平法L9（33）分為9組，每組40個，按照1.2.3方法處理草莓，每隔1d測定相關指標。

驗證實驗中，草莓分為兩組，每組40個，采用正交實驗最優組合按照1.2.3方法處理草莓，每隔1d測定失重率，每隔2d測定VC、可滴定酸和可溶性固形物，設定三次平行組；對葡萄的保鮮實驗中，葡萄分為兩組，每串40個為一組，葡萄的處理方法保鮮與草莓相同，每隔1d測定失重率，每隔2d測定VC、可滴定酸和可溶性固形物，設定三次平行組；對梨的保鮮實驗中，梨分為兩組，每組40個，而每隔7d測定貢梨相關指標，設定三次平行組。

1.2.5 相關指標測定 失重率：采用稱重法[14]。葡萄和草莓每天同一時間稱量各組水果的總重量，梨為每周同一時間稱量各組水果的總重量。計算式為：失重率（%）=（初始重量－稱重量）/初始重量×100。

抗壞血酸（VC）含量測定：使用碘量法[15]。測定時每次將三次平行組混合在一起測定各相關指標，將結果取平均值。

可滴定酸（TA）含量測定：采用NaOH滴定法[16]。測定時每次將三次平行組混合在一起測定各相關指標，將結果取平均值。

可溶性固形物（SSC）測定：采用手持糖度計測量[9]。

2 結果與討論

2.1 桑葉復方最佳比例確定

果實的失重包括水分和干物質兩方面的損失，但蒸騰失水是主要因素，約占總失重的80%[17]，因而失重率主要反映貯藏期間以水分為主要成分的變化。以失重率做為評定草莓貯藏效果優劣的指標，通過數據分析，優化出桑葉復方最佳比例，結果見表2。

由表2可以推斷，桑葉A、艾葉B、蒲公英C對草莓在貯藏期間失重率影響的主次順序為：艾葉B＞蒲公英C＞桑葉A，最優配方為A1B1C3。即桑葉37.5g、艾葉37.5g、蒲公英12.5g和薄荷10g。

2.2 桑葉復方最優配方組對草莓保鮮作用

根據正交實驗確定的復合保鮮液最佳配方做驗證實驗，草莓保鮮7d后，測定空白樣品及其經過保鮮液涂膜后樣品的各項指標，結果見圖1～圖4。

由圖1～圖4可知，在前期，由于采用的實驗對象是獨立的個體，其各個生理指標的初始含量存在一定的差異。因此最佳配方的優勢并不能顯現出來。然而，到了后期，經過較長時間的貯藏，可以明顯看到，最佳配方組能夠維持各項生理指標的穩定性，延緩酸性物質及糖類物質的轉化和降解過程。可有效防止草莓水分、VC、TA和SSC等營養物質的損耗，有利于保持其口味和營養。該結果與我們尋找具有長時間貯藏保鮮效果的中草藥復合劑的目標一致。

2.3 桑葉復方最優配方組對葡萄和梨的保鮮作用

選擇非呼吸躍變型水果葡萄和呼吸躍變型水果梨做為供試品，來檢驗該配方的復合保鮮液是否對不同類型水果都具有良好的保鮮作用。

2.3.1 對失重率的影響 果蔬采摘后主要由于呼吸作用和水分蒸發導致重量的損失。水果貯藏過程中的失重不僅使其失去原有的新鮮狀態，而且當失水達到一定程度時，還會引起生理代謝失調導致變壞、腐化。復合保鮮液對失重率指標的影響見圖5～圖6。

由圖5和圖6可以看出，最優配方組能夠防止葡萄和梨的失水，10d葡萄的失重率只有1%，貯藏35d后梨的失重率只有5%，比對照組都要低一倍。結果顯示，最優配方組能夠有效地減弱葡萄和梨的蒸騰作用，減少水分的蒸發。造成該結果的原因是由于殼聚糖的成膜性，在水果表面形成一層保護膜，該膜能夠有效的減緩水果的呼吸蒸騰作用，使水分不易流失。

2.3.2 對VC含量變化的影響 VC是果實中最重要的營養成分之一，它作為還原型物質在水果貯藏過程中極易被氧化，因此VC的含量是檢測水果品質的重要指標之一。復合保鮮液對VC含量變化的影響見圖7～圖8。

由圖7和圖8可以看出，最優配方組能減緩VC的損失，對葡萄（9d）和梨（35d）的VC保存率分別為40%和74%，而空白組VC保存率分別為28%和46%，原因可能在于殼聚糖涂膜處理在葡糖及梨表面形成的半透膜降低了果實組織內部氧氣的濃度，減緩了VC的氧化。同時中草藥中的有效成分能抑制水果表面的微生物的活動，可延緩水果各營養物質的消耗。梨在保鮮時間內VC含量先上升后下降，在前14d最優組和對照組能夠很好防止VC氧化減少，但是梨水分不斷損失，導致VC含量上升，14d后在酶的作用下，VC很快氧化減少，但是最優配方組的下降趨勢比對照組要緩，說明最優配方組能更好得減緩VC的損失。

2.3.3 對可滴定酸含量變化的影響 果蔬中的酸為其代謝活動中的呼吸物質，因此貯藏期間水果總酸的變化是反映營養物質消耗程度的重要指標，同時，酸度含量也是決定水果風味的一個重要因素。復合保鮮液對可滴定酸含量變化的影響，見圖9～圖10。

由圖9～圖10可知，軟肉型果實的酸含量，采后隨果實的軟化而逐漸增加，在達到高峰值后又逐漸下降，而脆肉型果實的含酸量在采后，則隨著果實的后熟與衰老逐漸減少，葡萄屬于前者，貢梨屬于后者。最優配方組使葡萄在第7d達到0.55%的酸含量最高峰，而對照組在第3d就達到了高峰0.42%。酸是果實呼吸最易利用的底物，是合成能量ATP的主要來源，最優配方組在前5d呼吸作用消耗的酸量大于果實軟化產生的酸量，到第5d果實加劇軟化，酸量大幅上升到高峰后下降。而對照組則在第3d果實就開始不斷軟化，使酸量上升，而果實軟化最終導致水果腐爛。因此最優配方組能有效地使葡萄到達高峰的時間延遲而延遲果實腐爛。最優配方組使梨在35d的保鮮時間內總酸逐漸減少的趨勢變得緩和，從12%下降到8%，最終保持較高的酸度，而對照組保鮮的梨酸含量下降趨勢十分快速，從17%下降到6%。因此，最優配方組能夠有效減緩梨的酸含量降低。

2.3.4 對可溶性固形物（SSC）含量的影響 測定可溶性固形物含量，即測定果實中可溶性糖含量，一方面可以體現水果風味的變化，另一方面可以說明果實中營養物質的殘留量，進而說明水果的成熟度。因此，測定其含量在一定程度上可以反映水果成熟衰老的進程。復合保鮮液對可溶性固形物含量的影響，見圖11～圖12。

由圖11可以看出，葡萄對照組的可溶性固形物SSC含量波動比較大，而最優配方組能夠維持葡萄的可溶性固形物SSC含量的穩定，減緩葡萄中糖的損失。圖12中，梨的可溶性固形物SSC含量總趨勢是下降-上升-下降，下降是因為果實自身的呼吸作用消耗糖分，上升則可能由于果膠、纖維素等成分在酶的作用下降解產生糖，又會使得糖分有所增加。最優配方組和對照組前兩周趨勢相同，從第3周開始對照組可溶性固形物SSC含量開始下降，而最優組推遲一周才開始，看出最優配方組同樣能夠有效減緩梨中SSC的消耗。

3 結論

本研究選用1%的殼聚糖、桑葉復方提取液制成的復合保鮮液處理新鮮草莓、葡萄和梨。結果表明，該復合保鮮液可明顯延緩VC、可溶性固形物和可滴定酸的降解速度，降低水分損失，而上述這些因素主要影響水果營養價值和風味，因此在保鮮時間內該復合保鮮液可以分別維持草莓、葡萄和梨的營養價值和水果風味變化，起到顯著的保鮮效果，延長貨架時間。該復合保鮮液的主要作用是：a.通過殼聚糖的成膜性能在水果表面形成半透膜，調節果實周圍的微環境，可起到減少失水、隔絕氧氣降低呼吸消耗等作用；b.桑葉復方提取液對草莓、葡萄和梨具有保鮮效果，可能是因為復方提取液中含有黃酮、有機酸等成分，其具有很強的抗氧化性，能夠防護貯果細胞中膜脂蛋白質等大分子受到細胞代謝過程中產生的活性氧的攻擊，有效地維護了膜結構的完整。c.這些成分還可以抑制酪氨酸酶，減緩水果褐變產生，并一定程度地抑制植物病原真菌的生長繁衍。因而該復合保鮮劑能從不同方面減緩水果的腐爛變質，延長水果的保鮮期。

水果腐爛的過程，由內因和外因構成，內因可以看成是其不斷消耗體內的營養物質，外因則是霉菌的侵入。而中藥具有很好的抗氧化性和抑菌性，可以很好的針對水果腐爛變質的內外因而達到保鮮水果的目的。目前中藥保鮮劑還沒有進行大規模商業化應用，主要受其有效成分的提取工藝和劑型的限制，且某些中藥特殊的氣味可能影響水果感官等。這些問題的改進，將不斷推動中藥保鮮劑在水果貯藏保鮮領域的應用。

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