水溶性殼聚糖涂膜處理對采后綠蘆筍貯藏品質的影響*

邱苗，楊成，蔣珩珺，陳群超，黃建穎

(浙江工商大學食品與生物工程學院浙江省食品安全重點實驗室，浙江杭州，310035)

綠蘆筍(Asparagus officinalis L.)為天門冬屬植物，其嫩莖風味獨特，具有豐富的營養價值和藥用價值［1］。鮮美的口感和卓越的保健功能使得蘆筍在國際市場上有著“蔬菜之王”的美稱，廣受世界各國消費者的喜愛［2］。但是，綠蘆筍采收之后呼吸旺盛、生理代謝活躍，消耗大量的營養物質，貨架期較短。在貯藏過程中，一系列的生理生化反應會影響其品質，主要表現在硬度增加、顏色變淺，筍體萎蔫、失水嚴重等方面，從而導致所含營養物質減少，品質變劣，嚴重影響其食用價值［3］。因此，選擇經濟、有效、安全的保鮮方法來延長這種高價值蔬菜的貨架期具有較高的商業價值。目前，綠蘆筍的采后保鮮主要有低溫冷藏［4］，6-芐氨基嘌呤［5］、水楊酸［6］，臭氧水［7］處理結合低溫冷藏、氣調保鮮以及最近發展起來的涂膜保鮮［8］等，這些采后處理都在一定程度上可以延長綠蘆筍的貯藏時間。

殼聚糖是從蝦、蟹、昆蟲等節肢動物外殼及真菌的細胞壁中提取的目前自然界中唯一發現帶正電荷的食物纖維，具有降脂、抑菌和免疫調節等多種生物學活性，具有良好的吸濕性、成膜性、通透性、生物相容性、可降解性，且無毒，被廣泛研究和應用于生物醫藥、食品保鮮等領域［9］。雖然殼聚糖結合6-芐氨基嘌呤對綠蘆筍的復合涂膜保鮮已有了初步的研究［10］，但不同水溶性的殼聚糖用于蘆筍的保鮮鮮有報道。本論文采用水溶性殼聚糖(WSC)以及殼聚糖衍生物羧甲基殼聚糖(CMC)分別涂膜保鮮綠蘆筍，旨在系統性探索殼聚糖及其衍生物對采后綠蘆筍的生物保鮮的效果，以期增加殼聚糖及其衍生物在食品防腐保鮮中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

1.1.1 供試綠蘆筍

綠蘆筍，品種為格蘭德，采自浙江杭州下沙蔬菜基地。清晨采后立即裝入帶有冰塊的泡沫箱中，運輸至實驗室進行試驗。

1.1.2 保鮮劑及處理方法

羧甲基殼聚糖(CMC，黏度92.5 mPa·s，取代度90.9%)，購于青島弘海生物技術有限公司;水溶性殼聚糖(WSC，黏度20 mPa·s，脫乙酰度 96.1%)，購于寧波海鑫生物制品有限公司。用去離子水配制濃度分別為1.50%、1.00%、0.50%和0.25%CMC和WSC的溶液。將長約30 cm，直徑1～1.5 cm，粗細均勻的健康綠蘆筍隨機分為9組(每組60根)，分別浸泡在不同濃度的殼聚糖溶液中，10 min后常溫冷風晾干，直立貯存于95%濕度、2℃的冷庫中，每次取9根每隔7 d進行各項指標測定，重復3次，取平均值，以去離子水處理組為對照。預試驗結果表明，濃度為0.50%的CMC和WSC在感官品質方面表現出較好的保鮮效果，故而本研究選取該濃度下處理的綠蘆筍進行理化指標的測定。

1.2 儀器與設備

UV-2550紫外分光光度計，日本SHIMADZU;3-30K高速臺式冷凍離心機，德國Sigma公司;DT500精確電子天平，常熟市意歐儀器儀表有限公司;T25basic IKA分散機，ULTRA-TURRAX。

1.3 測定方法

1.3.1 感官評價

采用10分制評定方法［11］。按照綠蘆筍的色澤、形態、鮮嫩度、腐爛及風味5項指標，分4級標準打分，各級分值分別為 2.0、1.5、1.0、0.5、0，總分為 10分。10分為產品極好，整株鮮綠，頭部緊包、莖直立，無失水無老化無腐爛，有產品特有的清香味;7分以上產品尚好，新鮮稍有缺陷，作為評價商業價值的標準點;5分為差，顏色發黃，莖部有一定老化失水，頭部有部分水漬狀，有輕度異味;3分以下極差，不可食用。

1.3.2 失重率的測定

失重率/%=［(初始質量－貯藏后質量)/初始質量］×100

1.3.3 硬度測定

采用 TA-XT Express，Stable Microsystems質構儀進行測定。

1.3.4 抗壞血酸含量的測定

2，6-二氯靛酚法測定［12］。

1.3.5 葉綠素含量的測定

分光光度法［12］。

1.3.6 丙二醛含量的測定

硫代巴比妥酸比色法［12］。

1.3.7 總酚含量的測定

鹽酸-甲醇浸提比色法［12］。

1.3.8 多酚氧化酶(PPO)活性的測定

鄰苯二酚比色法［12］。

1.3.9 過氧化物酶(POD)活性的測定

愈創木酚比色法［12］。

1.3.10 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定

氮藍四唑比色法［12］。

1.4 數據分析

利用Origin8.0統計所有數據，繪制圖表;利用SPSS17.0進行方差和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖處理對綠蘆筍感官品質的影響

綠蘆筍貯藏期間的感官品質變化如表1所示。CMC和WSC處理的保鮮明顯優于空白組。CMC處理的綠蘆筍在第14天時總分為10.0，在色澤、鮮嫩度、風味形態以及腐爛率方面均與采后當天的品質基本保持一致。貯藏35 d后，對照組得分僅為5.5分，而CMC和WSC涂膜的綠蘆筍得分仍在7分以上，仍可被消費者接受。

表1 殼聚糖處理對綠蘆筍感官品質的影響Table 1 Effect of CMC and WSC on sensory evaluation of asparagus spears

2.2 殼聚糖處理對綠蘆筍失重率的影響

綠蘆筍采收后由于含水量高且組織幼嫩，保護組織不發達，水分極易蒸發散失，導致嫩莖失重，降低綠蘆筍的保鮮期和品質，失重率可以作為衡量其保鮮效果的一個重要指標。

圖1 殼聚糖涂膜對綠蘆筍失重率的影響Fig.1 Effect of CMC and WSC on weight loss of asparagus spears

從圖1可知，隨著貯藏時間的延長，失重率增加。WSC和CMC處理組失重率增加相對較為緩慢，在貯藏第7天時，失重率僅為1.09%和1.19%，而對照組達2.62%。在第14天時，對照組的失重率已達6.04%，而WSC和CMC的處理組分別僅為3.93%和3.09%。貯藏至第21天時，這2處理組的失重率才達5.47%和5.17%。在第35天時，對照組的失重率高達12.24%，CMC和WSC處理組的綠蘆筍失重率分別為9.03%和9.85%，明顯低于對照組(P＜0.05)。說明CMC和WSC涂膜在一定程度上可以降低采后綠蘆筍失重率，這可能是由于殼聚糖及其衍生物涂膜處理可以在綠蘆筍表面形成一層透明的薄膜，從而阻止水分的散失。

2.3 殼聚糖處理對綠蘆筍硬度的影響

貯藏期間，由于綠蘆筍組織相繼成熟和衰老，硬化從綠蘆筍尖端部位開始向下延伸，使基部變得更硬，但頂端部分不容易硬化［13－14］。本試驗測定了綠蘆筍從頭部開始的7、14、21 cm處的硬度值，結果如圖2所示。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，3個部位的硬度均呈先上升后下降的趨勢變化。在第35天時，對照組21 cm處的硬度比7 cm處高出約210 g，比14 cm處高出約148 g。這是由于綠蘆筍下部受采摘機械傷的影響會加速木質化及老化進程，導致硬度水平高于上部幼嫩組織［15］。

圖2 殼聚糖涂膜對綠蘆筍硬度的影響Fig.2 Effect of CMC and WSC on texture of asparagus spears

綠蘆筍中上部所含纖維素較少，能適當地將硬度維持在新鮮采摘的水平，這對維持綠蘆筍的外觀品質具有重要的意義。貯藏至35 d，對照組7 cm處組硬度值為1 961 g，而WSC和CMC處理組硬度值分別為2 087 g和2 006 g，WSC處理組14 cm處的硬度與對照組相比沒有顯著增加，但CMC處理組的硬度值比對照組高出41 g，可能由于CMC具有較好的成膜性，可以調節蘆筍內部氣體組成，延緩其呼吸速率，最終延緩硬度的變化。對照組21 cm處硬度在貯藏期間一直呈現在較高水平，但2種殼聚糖處理組的綠蘆筍底部硬度均能維持在較低水平。這說明，殼聚糖可能適當地延緩綠蘆筍底部木質化的程度。

2.4 殼聚糖處理對綠蘆筍抗壞血酸含量的影響

綠蘆筍富含抗壞血酸，抗氧化能力較高，因此測定其含量可作為評價綠蘆筍貯藏品質變化一個重要指標。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，綠蘆筍抗壞血酸含量下降。與對照組相比，2種水溶性殼聚糖涂膜處理的綠蘆筍其抗壞血酸降解的速度較緩慢。貯藏到第35天，CMC處理組的抗壞血酸含量比對照組和WSC處理組分別高出47.53%(P＜0.05)和36.19%。這可能是由于CMC處理相比WSC處理能更好地保護綠蘆筍表皮組織，從而可以明顯減緩抗壞血酸的損失。

圖3 殼聚糖涂膜對綠蘆筍抗壞血酸含量的影響Fig.3 Effect of CMC and WSC on ascorbic acid content of asparagus spears

2.5 殼聚糖處理對綠蘆筍葉綠素含量的影響

綠蘆筍在生長過程中受陽光照射組織中含有葉綠素，采后其表皮葉綠素含量隨時間延長而逐漸減少，出現失綠黃化［16］。由圖4可知，采后綠蘆筍葉綠素的含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢。WSC和CMC處理組蘆筍的葉綠素含量下降比對照組緩慢。貯藏至35 d時，CMC和WSC組葉綠素含量分別為40.22和 39.49 mg/100g鮮重，降解率分別為14.58%，12.48%，葉綠素含量明顯高于對照組的35.10 mg/100g鮮重(P＜0.05)。結果說明殼聚糖處理綠蘆筍可以延緩其葉綠素的降解，并能在較長時間內維持綠蘆筍的顏色。

圖4 殼聚糖涂膜對綠蘆筍葉綠素含量的影響Fig.4 Effect of CMC and WSC on chlorophyll content of asparagus spears

2.6 殼聚糖處理對綠蘆筍丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的主要產物之一，可使氨基酸發生結構變化，產生氧化自由基，損傷細胞膜，干擾正常的生理代謝，對果蔬細胞質膜和細胞器造成一定的傷害［17］。因此MDA含量可以作為衡量膜脂過氧化的指標之一。

圖5 殼聚糖涂膜對綠蘆筍丙二醛含量的影響Fig.5 Effect of CMC and WSC on MDA content of asparagus spears

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，MDA含量呈現增加后減少再增加的趨勢。貯藏21 d時，3組的MDA含量均達到最小值，CMC處理組MDA含量與對照組相比沒有顯著差異(P＞0.05)，WSC組的MDA含量明顯高于其他2組(P＜0.05)。這表明CMC和WSC對保持細胞膜的完整性沒有明顯效果。

2.7 殼聚糖處理對綠蘆筍總酚含量的影響

酚類物質是植物體內主要的次生代謝物質，也是植物體內重要的防御物質。由圖6可知，隨著貯藏時間的延長，總酚含量下降，與對照組相比，涂膜組的綠蘆筍總酚下降速度明顯得到延緩，在28 d時，WSC和CMC處理組總酚含量為91.22和95.82 mg/100 g鮮重，對照組為85.39 mg/100 g鮮重，顯著高于對照組(P＜0.05)，這說明涂膜處理對延緩蘆筍表皮的褐變具有一定的效果。

圖6 殼聚糖涂膜對綠蘆筍總酚含量的影響Fig.6 Effect of CMC and WSC on total phenolics content of asparagus spears

2.8 殼聚糖處理對綠蘆筍多酚氧化酶(PPO)活性的影響

多酚氧化酶(PPO)被認為是引起果蔬產品采后褐變最重要的酶［18］。PPO多酚能催化簡單酚類物質氧化形成醌類物質，醌類物質進一步聚合成呈褐色棕色或黑色的聚合物［19］。由圖7可知，在貯藏期間，各組蘆筍的PPO的活性呈先降低再上升趨勢，貯藏前期的下降可能是低溫抑制了酶的活性，隨著貯藏時間延長，酚類物質從液泡滲出，PPO的活性得到提高。3組當中，CMC組的PPO活性一直處于較低的水平，在第35天時，對照組PPO活性為1.51 U/(mim·g)，而 CMC組僅為1.15 U/(mim·g)，比對照低23.84%，說明CMC在抑制綠蘆筍的褐變方面能起到一定的作用。

圖7 殼聚糖涂膜對綠蘆筍PPO活性的影響Fig.7 Effect of CMC and WSC on PPO activity of asparagus spears

2.9 殼聚糖處理對綠蘆筍過氧化物酶(POD)活性的影響

過氧化物酶(POD)活性的變化常用來作為果實后熟和衰老的重要指標，果蔬衰老時POD活性上升，參與與衰老有關的氧化反應［20］。由圖8可知，3組POD活性先下降然后逐步上升，其中CMC組POD活性較低，在第35天時，對照組POD活性為8.25 U/(mim·g)，CMC組POD活性為5.37 U/(mim·g)，明顯低于對照組(P＜0.05)，說明CMC涂膜抑制了綠蘆筍過氧化物酶的活性，在延緩綠蘆筍POD活性變化方面有一定的作用。

圖8 殼聚糖涂膜對綠蘆筍POD活性的影響Fig.8 Effect of CMC and WSC on POD activity of asparagus spears

2.10 殼聚糖處理對綠蘆筍超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)是植物體內清除自由基的關鍵酶之一，其活性高低可用于衡量植物抗病性的強弱。由圖9可知，綠蘆筍SOD活性隨著貯藏時間的延長而下降，但CMC和WSC處理組的下降速率比對照緩慢，說明涂膜處理對保持綠蘆筍SOD活性有一定的效果，有利于清除綠蘆筍衰老過程中產生的氧化自由基，減少其對膜的損傷，從而降低膜脂過氧化作用，延緩衰老。

圖9 殼聚糖涂膜對綠蘆筍SOD活性的影響Fig.9 Effect of CMC and WSC on SOD activity of asparagus spears

3 結論

本研究將2種0.50%的水溶性殼聚糖(WSC、CMC)分別應用于綠蘆筍的保鮮，實驗結果表明，這2種殼聚糖均可以較好地阻止蘆筍水分的散失，延緩抗壞血酸和葉綠素等營養物質的消耗，從而保持了綠蘆筍的貯藏品質。其中0.50%CMC處理可以明顯延緩綠蘆筍總酚含量的下降，同時抑制其PPO、POD和SOD活性的變化，貯藏時間延長至35 d，相比對照組，使其貨架期延長了10 d。

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