殼聚糖及牛蒡提取液在圣女果保鮮中的應用研究

張華超　薛偉

摘要 [目的]開發新的圣女果保鮮技術并擴大牛蒡的使用價值。[方法]以圣女果為試材進行保鮮試驗，用不同濃度的牛蒡提取液、殼聚糖、牛蒡提取液（最佳濃度）、殼聚糖-牛蒡提取液為保鮮劑對圣女果進行涂膜保鮮，并以蒸餾水處理為對照，定期測定并記錄圣女果的各項生理指標。[結果]試驗發現，各處理均降低了圣女果質量損失率，提升了感觀質量，延緩了VC、可滴定酸質量分數的下降和丙二醛的產生，其中殼聚糖-牛蒡提取液的保鮮效果明顯優于其他各組，說明牛蒡提取液對圣女果有保鮮效果，單獨使用的最佳濃度范圍為0.09～0.12 g/ml，將其與殼聚糖復合后保鮮效果更佳。[結論]研究可為牛蒡的開發利用提供新的途徑，同時為果蔬的保鮮提供新的技術參考。

關鍵詞 圣女果；殼聚糖；牛蒡提取液；保鮮

中圖分類號 S641.2 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）20-06787-04

Application of Chitosan and Burdock Extraction in Preservation of Cherry Tomato

ZHANG Huachao，XUE Wei （College of Engineering & Technology， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract [Objective] To develop new cherry tomato preservation technology and expand utilization value of burdock. [Method] With cherry tomato as test material， different concentration burdock extraction， chitosan， optimum concentration burdock extraction， chitosan-burdock extraction were used to as preservative， with distilled water treatment as control， the physiological indexes of cherry tomato were determined and recorded. [Result] Compared with the control group we found out： each group reduced the rate of mass loss， promoted the sensory， delayed the soluble VC content， the decrease of titratable acid content delayed the production of MDA， chitosan and burdock extraction mixed together had better effect than single solution significantly， which described burdock extraction has freshmaintaining effects on cherry tomatoes and the best concentration range should be 0.09-0.12 g/ml the performance would improve significantly after adding chitosan. [Conclusion] The study can provide new pathway for development and utilization of burdock， and provide new technical reference for fruit and vegetable preservation.

Key words Cherry tomato； Chitosan； Burdock extraction； Preservation

圣女果（Cherry Tomatoes）又稱小櫻桃，珍珠小番茄，為茄科（Solanaceae）蕃茄屬 （Lycopersicon Mill.）無核果實，可蔬可果，味清甜，營養價值高且風味獨特[1]。成熟的圣女果采后貯藏期間會嚴重失水、損失營養失去食用價值，常溫下貯藏5～7 d便開始腐爛，在炎熱的夏季貯藏期更短，這嚴重制約了圣女果的遠銷和規模化種植[2-4]。涂膜保鮮因其操作簡便、綠色環保、易于推廣等特點備受研究者青睞[5]，研發新型可食性涂膜保鮮劑也自然成為現今研究熱點。

殼聚糖（Chitosan）是自然界的第二大天然生物多糖甲殼素的脫乙酰化產物，價廉易得、易于加工，其涂膜以無毒、無污染、來源豐富及良好的氣體滲透性而被廣泛應用于果蔬保鮮[1，6-13]，李亞娜等研究表明，濃度為2.0%的殼聚糖涂膜對圣女果的保鮮效果最好[14]。牛蒡（Burdock）又名東洋參，可入藥，也可食用，是一種營養價值極高的保健產品，牛蒡提取液中含有大量的炔類和多酚類成分使其具有抑菌性和強抗氧化性。張立華等研究發現，石榴皮提取液對草莓有很好的保鮮效果[15]，將其與殼聚糖共混保鮮效果更優，而石榴皮提取物中的酚類、多糖類物質正是牛蒡提取物中富含的[16-19]，所以嘗試將牛蒡提取液應用于果蔬保鮮中。為擴大牛蒡應用渠道，研發新型可食涂膜保鮮劑，筆者于2013年8月26日～10月20日以圣女果為試材在東北林業大學包裝綜合測試實驗室進行保鮮試驗，用不同濃度的牛蒡提取液、殼聚糖、牛蒡提取液（最佳濃度）、殼聚糖-牛蒡提取液為保鮮劑對圣女果進行涂膜保鮮，定期測定并記錄圣女果的各項生理指標。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗用圣女果采自東北林業大學生態實驗室溫室大棚，挑選8成熟、無機械傷和病蟲害的果實去柄后備用，牛蒡購自哈爾濱家樂福樂松店。主要試劑：殼聚糖，脫乙酰度為90%；檸檬酸、甘油，均為食用級。主要儀器與設備：

JH5101電子精密天平，杭州匯爾儀器設備有限公司；GY3指針式果實硬度計，浙江托普儀器有限公司；1013型干燥箱，上海市實驗儀器廠；電子恒溫水浴鍋，深圳國華儀器廠；DS1高速組織搗碎機，常州國華電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 保鮮液制備。

牛蒡提取液：將牛蒡根切塊置于2%的檸檬酸溶液中浸泡10 min后干燥粉碎，將得到的粉末放入70%的乙醇中，在50 ℃恒溫水浴中提取1 h后過濾3次，濾液旋轉蒸發至質量濃度為1 g/ml，以蒸餾水為溶劑分別配置濃度為0、0.03、0.06、0.09、0.12 g/ml的牛蒡提取液。

2.0%殼聚糖（T1）：稱取一定量的殼聚糖粉末，用1%（體積比）的乙酸溶液配置；牛蒡提取液（T2）：選取牛蒡提取液單液保鮮中的最佳濃度；殼聚糖-牛蒡提取液（T3）：以T2溶液為溶劑制備1%乙酸溶液，再以此為溶劑制備2.0%的殼聚糖溶液；對照組（CK）：蒸餾水。

1.2.2 試驗設計。

稱取圣女果2 kg，分別放入不同濃度的牛蒡提取液及對照組（蒸餾水）中浸泡3 min后控干溶液，陰涼通風處晾干后移至東北林業大學包裝綜合測試實驗室（18±2）℃貯藏，各處理分別重復3次，每隔2 d進行一次相關指標測定，確定最佳牛蒡提取液濃度；如上將圣女果放入 T1、T2、T3、CK溶液中浸泡后進行指標測定。

1.2.3 測定方法。感觀質量，以光澤度和表皮褶皺程度進行評定；質量損失率測定，采用稱重法，具體計算公式如下：

質量損失率=（m0-mt）/mt×100%

式中，m0表示貯前質量（g）；mt表示貯期質量（g）。

可滴定酸質量分數，采用電位滴定法測定；VC質量分數，采用2，6二氯靛酚鹽滴定法[20]，以鮮果質量計算；丙二醛（MDA）含量質量分數，采用硫代巴比妥酸比色法測定。

1.3 數據分析 采用Origin 9.0軟件繪圖。數據用SPSS19.0進行統計分析，采用新復極差法進行方差分析，檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同濃度牛蒡提取液對圣女果保鮮效果的影響

在貯藏期間，不同濃度牛蒡提取液對圣女果保鮮效果的優劣差異基本一致，該試驗對貯藏至8 d的測試結果進行分析，具體數據見表1。

由表1可知，牛蒡提取液處理的圣女果各項指標均優于CK，其中質量損失率、硬度、可溶性固形物質量分數、可滴定酸質量分數、VC質量分數、丙二醛含量都隨著牛蒡提取液濃度的增加不斷優化，當牛蒡提取液濃度高于0.09 g/ml時優化效果不明顯；可溶性固形物質量分數隨濃度增加呈現先增加后減少的變化趨勢，在0.09 g/ml時達到最大值10.6%，出現這一現象的原因尚不清楚。綜合分析各項指標后得出，牛蒡提取液可以用于圣女果保鮮，濃度為0.09～0.12 g/ml時最佳。在探究殼聚糖及牛蒡提取液對圣女果的保鮮效果時，牛蒡提取液（T2）濃度設為0.10 g/ml。

2.2 殼聚糖及牛蒡提取液對圣女果的保鮮效果的影響

2.2.1 不同處理對圣女果感觀質量的影響。

感觀質量是圣女果在銷售過程中重要的指標，由圖1可知，貯藏至第12天時，對照組圣女果表皮褶皺嚴重，牛蒡提取液和殼聚糖單液處理的圣女果表皮略微褶皺，復合液處理的圣女果表皮光澤圓潤，說明殼聚糖-牛蒡提取液能有效提升圣女果的感觀質量，延長其銷售期。

圖1 貯藏至12 d各處理圣女果照片

2.2.2 不同處理對圣女果質量損失率的影響。

圣女果在采后由于呼吸作用和蒸騰作用導致水分損失，外表無光澤呈現萎蔫、疲軟的形態，嚴重影響了其商品價值。各處理圣女果的質量損失率見圖2。由圖2可知，各處理圣女果在貯藏期間質量損失率均逐漸上升，涂膜處理的圣女果質量損失率明顯低于CK，差異顯著（P<0.05），殼聚糖-牛蒡提取液（T3）處理的圣女果效果優于殼聚糖（T1），但差異不顯著（P>0.05）。殼聚糖涂膜能抑制果實的蒸騰作用和呼吸作用[19]，殼聚糖添加牛蒡提取液后對果實質量損失率的抑制效果更明顯，因為復合膜透氣性改變，對果實呼吸作用的抑制更理想，另有研究表明，提取液中多酚類物質可以使細胞膜的蛋白質變性，造成細胞膜通透性下降[21]，降低了蒸騰作用造成的水分揮發。

圖2 圣女果貯藏期間質量損失率的變化

2.2.3 不同處理對圣女果貯藏期可滴定酸質量分數的影響。

可滴定酸質量分數直接影響著圣女果的風味，果實采后成熟期會產生有機酸，而呼吸作用又不斷地消耗有機酸，所以一般情況下貯藏前期可滴定酸質量分數下降緩慢，果實后熟后開始明顯下降。由圖3可知，各涂膜處理的圣女果可滴定酸質量分數明顯高于CK，與CK相比，殼聚糖-牛蒡提取液（T3）對圣女果可滴定酸質量分數下降的抑制效果最明顯，差異顯著（P<0.05），殼聚糖（T1）與牛蒡提取液（T2）對圣女果可滴定酸質量分數的影響基本一致，無顯著差異（P>0.05）。這說明3種涂膜均能抑制圣女果可滴定酸質量分數降低，殼聚糖-牛蒡提取液抑制效果最佳。

圖3 圣女果在貯藏期間可滴定酸質量分數的變化

2.2.4 不同處理對圣女果貯藏期VC質量分數的影響。

VC是果蔬中重要的營養成分，具有抗氧化性可以減緩果實的衰老。由圖4可知，圣女果采后成熟期間不斷生成VC所以含量上升，但后期因VC氧化分解又開始下降。對照（CK）圣女果VC含量從第4天開始快速下降，而涂膜處理的圣女果VC質量分數在6～8 d才開始下降且速度都比CK慢，說明3種凃液均能延長圣女果的采后成熟期、抑制VC氧化分解。牛蒡提取液（T2）與殼聚糖（T1）對圣女果VC質量分數下降的抑制效果基本一致（P>0.05），貯藏至8 d時，T3處理的圣女果VC質量分數是CK的2.1倍，構成極顯著差異（P<0.01）。牛蒡提取液中的多糖、酚類具有強抗氧化物且優于殼聚糖，這些抗氧化物發揮作用，減緩了果實的VC被氧化，將其與殼聚糖共混后抗氧化性、抑菌性和對呼吸作用的抑制明顯提升，能有效延長果實采后成熟期、抑制VC被氧化分解。

圖4 圣女果在貯藏期間VC質量分數的變化

2.2.5 不同處理對圣女果貯藏期丙二醛（MDA）含量的影響。

在果實貯藏期間，細胞膜脂被過氧化產生丙二醛（MDA），MDA含量越多說明果實被過氧化損傷程度越大，所以MDA含量是反映圣女果采后生理生化的重要指標。從圖5可看出，各處理圣女果的MDA質量分數均逐漸增加，涂膜處理的圣女果 MDA 含量均低于 CK，殼聚糖-牛蒡提取液（T3）處理的圣女果MDA 質量分數最低，與 CK 之間差異極顯著（P<0.01），殼聚糖（T1） 與牛蒡提取液（T2）處理的圣女果MDA 質量分數變化基本一致，無顯著差異（P>0.05）。這說明殼聚糖及牛蒡提取液都能抑制圣女果MDA產生，兩者的復合液抑制效果更明顯，可能因為牛蒡提取液的抗氧化性優于殼聚糖，兩者共混后抗氧化性增強，并且提升過氧化物酶活性降低膜脂過氧化[22]，減緩了細胞的氧化損傷。

圖5 圣女果在貯藏期間丙二醛質量分數的變化

42卷20期 張華超等 殼聚糖及牛蒡提取液在圣女果保鮮中的應用研究

3 結論

對試驗各指標分析后得出，牛蒡提取液及殼聚糖單獨作用都可以減緩質量損失率、丙二醛（MDA）的增加和可滴定酸質量分數、VC質量分數的降低。其中牛蒡提取液在抑制果實因生化反應造成的損失方面效果明顯，因為牛蒡提取液無法形成薄膜，只能通過抗氧化和抑菌性來實現保鮮效果，其濃度在0.09～0.12 g/ml范圍內效果最佳。將殼聚糖與牛蒡提取液復合進行涂膜，延長果實采后成熟期，提高過氧化物酶活性，降低呼吸作用強度，減緩VC、可滴定酸、可溶固形物質量分數的下降，保鮮效果明顯優于單液。在進行保鮮試驗前制備了殼聚糖-牛蒡提取物復合膜并對其性能進行了測試，結果顯示，復合膜的抗菌性和抗氧化性很高，抗拉強度高但斷裂伸長率較低，透氣性與滲透性適于果蔬保鮮，可以通過添加改性劑來提高復合膜的柔韌性從而進一步提高果實硬度。

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