含鈣離子殼聚糖涂膜對鮮切萵苣的保鮮性研究

賀慶輝，李亞娜，劉 琛，鄧志釗

（武漢輕工大學機械學院，湖北武漢430023）

含鈣離子殼聚糖涂膜對鮮切萵苣的保鮮性研究

賀慶輝，李亞娜*，劉 琛，鄧志釗

（武漢輕工大學機械學院，湖北武漢430023）

制備氯化鈣(CaCl2)質量濃度分別為0、2 g/100 mL、4 g/100 mL、6 g/100 mL的殼聚糖/CaCl2溶液，將其對鮮切萵苣進行涂膜處理，考察該膜對鮮切萵苣的保鮮性。結果發現，隨著貯藏期延長，殼聚糖/CaCl2涂膜能一定程度的保持鮮切萵苣的感官品質、抑制色度，失重率、硬度和VC含量下降，從而延長鮮切萵苣的貨架壽命。結果表明，CaCl2質量濃度為4 g/100 mL的殼聚糖涂液處理的鮮切萵苣的各項指標最好，使鮮切萵苣的保質期延長到2 d。

鮮切萵苣；殼聚糖；鈣離子；保鮮

隨著生活水平的提高和生活節奏的加快，人們對新鮮、營養和便利的鮮切蔬菜需求量日益增長。萵苣（Lactvca saiva）也稱萵筍，營養豐富兼有保健功能，但其外表皮易纖維化，嫩葉易損傷，不耐貯藏，而且食用前必須去皮，所以較適合鮮切加工[1]。但經過切割等處理后的萵苣組織結構被破壞，汁液外流，易受微生物侵染，并且萵苣內的酶與底物的區域化被破壞，酶和底物直接接觸，發生一系列生理生化反應，從而導致組織褐變、質地劣變等，降低萵苣的商品價值[2]。

殼聚糖（chitosan，CTS）是以蝦、蟹殼為原料制得的一種天然高分子化合物，是自然界僅次于纖維素的第二大多糖[3-5]。殼聚糖涂液以其安全可食、可降解，具有一定的抗菌性、選擇透過性、良好的生物相容性和成膜性而廣泛應用于食品保鮮領域[6-9]。此外，由于鈣離子在植物生長發育、成熟衰老等生理生化方面有重要作用而被廣泛應用于果實采后貯藏[10-11]。增加果蔬組織中的鈣含量有助于延緩軟化、抑制霉菌滋生，降低生理失調引起的發病率。在鈣離子溶液中浸泡，真空或壓力滲透是增加果蔬組織鈣含量的常用方法。

肖紅梅等[12]研究發現，一定含量氯化鈣（CaCl2）溶液的處理可延緩草莓的可溶性固形物、硬度、維生素C、可滴定酸含量在貯藏過程中的降低幅度，減少果實質量損失，同時鈣處理能抑制微生物繁殖，使草莓腐爛程度降低，延緩草莓衰老。嚴成[13]考察了丙酸鈣對牛肉的保鮮效果，結果發現，丙酸鈣質量濃度為3 g/100 mL，在0℃條件下，牛肉的貯藏期達到24 d，常溫條件下牛肉的貯藏期達到12 d。HERNANDEZ P等[14]對比了3種保鮮涂液（葡萄糖酸鈣、殼聚糖及殼聚糖/葡萄糖酸鈣）對草莓的保鮮性，結果發現殼聚糖/葡萄糖酸鈣涂膜能夠減少草莓在貯藏期間的破損率，并且有效延緩草莓的成熟。本研究采用殼聚糖/Ca2+涂膜對鮮切萵苣的保鮮性研究，旨在尋求鮮切萵苣合適的保藏方法，考察不同鈣離子質量濃度對鮮切萵苣的保鮮性影響，為未來鮮切萵苣的市場化提供一定的指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

萵苣購自武漢常青菜市場；殼聚糖：國藥集團化學試劑有限公司；氯化鈣（CaCl2）：天津市天力化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

S21-1恒溫磁力攪拌器：上海司樂儀器有限公司；KQ-200KD超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；CR-10色度計：日本KONICA MINOLTA公司；GY-3硬度計：杭州托普儀器有限公司；SE型電子天平：奧豪斯儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 殼聚糖/CaCl2溶液的制備

將1 g殼聚糖加入100 mL體積分數為0.1%的乙酸溶液中，磁力攪拌3 h至完全溶解后得到殼聚糖溶液1 g/100 mL。稱取一定量（0 g、2 g、4 g、6 g）CaCl2溶解于100 mL殼聚糖（含0.1%乙酸）溶液中充分攪拌并超聲波振蕩得到CaCl2質量濃度分別為0（CA-0）、2 g/100 mL（CA-2）、4 g/100 mL（CA-4）和6 g/100 mL（CA-6）的殼聚糖/CaCl2溶液。將一定量該溶液倒入玻璃皿中，室溫干燥成膜。

1.3.2 萵苣的涂膜處理

用已滅菌的刀具將萵苣去皮切塊，挑選出直徑約為2 cm，厚度約為1 cm的萵苣。將該萵苣在殼聚糖/CaCl2溶液中浸泡30 s后取出，室溫干燥。以不涂膜鮮切萵苣為對照（CK）。每組設3個平行，最終結果為其平均值。

1.3.3 保鮮性能指標

（1）感官評價

根據表1對鮮切萵苣的感官進行評價打分，滿分5分，10人參與評價后取平均分值作為感官評分結果。

（2）失重率

采用稱重法測定失重率，其計算公式如下：

式中：W0表示貯前質量，g；Wt表示貯期質量，g。

（3）硬度

采用硬度計對鮮切萵苣進行硬度測定。

（4）色度

以白紙板板為背景，采用色度計測量鮮切萵苣的色度值（L、a、b值）。其中L值代表明度，L值越大表明樣品明度越高，反之明度低；a和b值為色度，a為正值表示樣品色比標準色偏紅，負值表示樣品色偏綠；b為正值表示樣品色偏黃，負值表示樣品色偏藍。

（5）VC含量測定

采用紫外分光光度計法測定VC含量[15]。稱取鮮切萵苣5.00 g于研體中，加入1%HCl勻漿，轉移到25 mL容量瓶中，稀釋至刻度，取上清液即為待測果蔬提取液。取一定量提取液，放入盛有10%鹽酸的10 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度后搖勻，以蒸餾水為空白，在波長243 nm處測定其吸光度值A1。將一定量的提取液、蒸餾水和NaOH溶液（1mol/L）依次放入10mL容量瓶中混勻，15min后加入一定量10%HCl，混勻，并定容至刻度，以蒸餾水為空白，在波長243 nm處測定其吸光度值A2。A1和A2之差即為果蔬樣品吸光度值，根據抗壞血酸標準曲線及以下公式計算樣品中維生素C的含量。

式中：c為從標準曲線上查得的抗壞血酸的含量，μg；V1為吸取樣品溶液的體積，mL；V總為樣品定容體積，mL；W總為稱樣質量，g。

2 結果與分析

2.1 涂膜鮮切萵苣的感官評價

鮮切萵苣的感官評價實驗結果見圖1。

由圖1可知，隨著貯藏期的延長，鮮切萵苣的感官分值均下降，所有組在4 d貯藏期后均出現不同程度的霉變。此外，相同貯藏時間下，經殼聚糖/CaCl2涂膜處理的鮮切萵苣的感官評分高于未涂膜處理萵苣，且鮮切萵苣的感官分值隨著CaCl2含量的增大而先增大后減小。這可能是由于殼聚糖共混膜層具有通透性、阻水性，可以對各種氣體分子增加穿透阻力，形成了一種微氣調環境，使鮮切萵苣組織內的二氧化碳含量增加，氧氣含量降低，抑制了呼吸代謝和水分散失，減緩其組織和結構衰老，從而有效的延長鮮切萵苣的色澤與壽命。同時，其中的Ca2+可降低萵苣的膜脂過氧化水平，保持細胞膜的相對穩定性，從而減輕腐爛，而鈣離子含量過高會抑制萵苣本身的生理活動，因此當CaCl2含量為6g/100mL時，感官質量反而下降。與所有實驗組相比，4 g/100 mL CaCl2含量的殼聚糖/CaCl2處理的鮮切萵苣的感官評分最高，因此對鮮切萵苣的保鮮性最好，使鮮切萵苣的保質期（感官分值≥4.5分）延長到2 d。

2.2 鮮切萵苣的色度變化

貯藏期內鮮切萵苣的色度值測量結果見圖2。

由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切萵苣的明度L值不斷增大，這表明萵苣變得黯淡無光，而色度a值為負值，表示樣品色偏綠，a值不斷增大則表明萵苣的顏色由綠變紅，暗示了機體內的葉綠素不斷減少。此外色度b值先增大后減小，這表明鮮切萵苣的外觀色澤在由藍變黃，此后黃色逐漸減弱藍色增加。這些數值的變化反映了鮮切萵苣的褐變，暗示其在不斷衰敗。結果表明，與對照組相比，CA-4組處理萵苣的色度（L值、a值、b值）變化最為緩慢。因此，4 g/100 mL CaCl2含量的殼聚糖/CaCl2能最為有效的保持鮮切萵苣的色澤。

2.3 鮮切萵苣的失重率變化

鮮切萵苣在貯藏期內失重率的變化結果見圖3。

由圖3可知，鮮切萵苣的失重率隨著貯藏時間的延長而迅速增大，與未處理的對照樣相比，經殼聚糖/CaCl2涂膜處理的鮮切萵苣的失重略緩，而CA-4組的失重率變化最小。這是由于涂膜可在萵苣表面形成小型氣調室，適當的CaCl2質量濃度有利于抑制萵苣的水分流失而又不會影響萵苣本身的呼吸作用減少水分的揮發。但CaCl2質量濃度過高（如CA-6）將抑制萵苣本身的生理活動，導致水分的散失，從而加速了萵苣的失水。因此，CaCl2含量為4 g/100 mL的殼聚糖/CaCl2溶液能更好的保持萵苣的水分，有助于延長其貨架壽命。

2.4 鮮切萵苣的硬度

鮮切萵苣在貯藏期內硬度測試結果見圖4。

由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，萵苣的硬度先減小后增大。這是由于貯藏前期，萵苣失水導致質地變軟；但隨著貯藏時間的進一步延長，萵苣失水率猛增，且處于空氣流通較暢快的環境，從而導致萵苣近于風干，因此硬度又逐漸提高。與對照組相比，涂膜處理的萵苣的硬度變化略緩，這是由于鈣離子能與細胞壁胞間層的聚糖醛酸上的羧基形成交聯，并且鈣能夠提高細胞膨壓，因此鈣離子浸泡處理能有效提高鮮切萵苣的硬度[11]。CaCl2含量為4 g/100 mL和6 g/100 mL的殼聚糖/CaCl2溶液對保持萵苣的硬度效果最好。

2.5 鮮切萵苣的VC含量

鯨切萵苣在貯藏期內VC含量的變化結果見圖5。

由圖5可知，貯藏期間鮮切萵苣的VC含量呈逐漸下降趨勢，而CK組在第3天便出現霉變。在整個貯藏過程中，有涂膜處理的萵苣的VC含量明顯高于無涂膜處理組（CK），這表明殼聚糖/CaCl2涂層可有效抑制萵苣的呼吸作用，降低萵苣內部酶的活性，從而減少鮮切萵苣貯藏過程中VC的損失。結果表明，對于處理后的鮮切萵苣而言，其涂膜中Ca2+含量越高，越能減緩萵苣中VC含量的降低，以CaCl2濃度為4 g/100 mL和6 g/100 mL的殼聚糖/CaCl2涂液能夠最為有效地保持萵苣中的VC含量。

3 結論

將所制備的殼聚糖及殼聚糖/CaCl2溶液涂膜于鮮切萵苣，考察其對鮮切萵苣的保鮮性。結果表明，與對照組相比，CaCl2質量濃度為4 g/100 mL的殼聚糖/CaCl2涂膜處理能有效抑制鮮切萵苣的感官品質、色度、失重率、硬度和VC含量變化，對鮮切萵苣的保鮮效果最好，使鮮切萵苣的保質期延長到2 d。

[1]高晗，司俊娜，高愿軍，等.鮮切萵苣保鮮技術研究[J].中國農學通報，2008，24（2）：115-120.

[2]宋曉雪，胡文忠，畢陽，等.納他霉素對鮮切萵苣表面微生物增殖與生理生化變化的影響[J].食品工業科技，2014，35（8）：336-339.

[3]AIDER M.Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry:a review[J].LWT-Food Sci Technol, 2010,43(6):837-842.

[4]BIE P,LIU P,YU L,et al.The properties of antimicrobial films derived from poly(lactic acid)/starch/chitosan blended matrix[J].Carbohyd Polym,2013,98(1):959-966.

[5]DUTTA P K,TRIPATHI S,MEHROTRA G K,et al.Perspectives for chitosan based antimicrobial films in food applications[J].Food Chem, 2009,114(4):1173-1182.

[6]ELSABEE M Z,ABDOU E S.Chitosan based edible films and coatings: a review[J].Mat Sci Eng,2013,33(4):1819-1841.

[7]張勝文，馮偉，程思，等.羧甲基殼聚糖在草莓保鮮中的應用效果研究[J].中國釀造，2014，33（5）：142-145.

[8]蔣紅英，吳淑清，汪旭芳，等.可食性膜對夏黑葡萄保鮮效果研究[J].中國釀造，2012，31（8）：106-108.

[9]杜傳來，郁志芳，王佳紅，等.殼聚糖涂膜包裝對鮮切萵苣保鮮效果研究[J].包裝與食品機械，2005（2）：14-17.

[10]POOVAIAH B W.Role of calcium in prolonging storage life of fruits and vegetables[J].Food Technol,1986,40(5):86-88.

[11]WANG Y,XIE X B,LONG L E.The effect of postharvest calcium application in hydro-cooling water on tissue calcium content,biochemical changes,and quality attributes of sweet cherry fruit[J].Food Chem, 2014,160(10):22-30.

[12]肖紅梅，朱士農，王勇濤.采后鈣處理對草莓貯藏品質的影響[J].金陵科技學院學報，2004，20（1）：51-54.

[13]嚴成.丙酸鈣對牛肉保鮮效果的研究[J].食品科學，2009，30（14）：300-303.

[14]HERNANDEZ P,ALMENAR E,OCIO M,et al.Effect of calcium dips and chitosan coatings on postharvest life of strawberries(Fragaria xananassa)[J].Postharvest Biol Tec,2006,39(3):247-253.

[15]馬宏飛，盧生有，韓秋菊，等.紫外分光光度法測定五種果蔬中維生素C的含量[J].化學與生物工程，2012，29（8）：92-94.

Effect of chitosan coating containing Ca2+on the preservation of fresh-cut lettuce

HE Qinghui,LI Yana*,LIU Chen,DENG Zhizhao
(School of Mechanical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

To research the fresh-keeping method for fresh-cut lettuce,the effect of chitsoan/CaCl2coating with different CaCl2concentration of 0, 2 g/100 ml,4 g/100 ml and 6 g/100 ml on the quality of fresh-cut lettuce was studied.Results showed that with the extended storage period,the chitosan/CaCl2coatings can effectively improve the sensory quality,inhibit the decrease of color value,weight loss ratio,hardness and VC content,thus the shelflife of fresh-cut lettuce was extended.In conclusion,the chitosan/CaCl2coating with 4 g/100 ml CaCl2showed the optimal preservation effect on fresh-cut lettuce,and the shelf life extended to 2 d.

fresh-cut lettuce;chitosan;calcium ion;preservation

TB484.3

A

0254-5071（2015）06-0114-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.06.025

2015-03-09

湖北省教育廳科學技術研究計劃重點項目（D20151703）；武漢輕工大學校立科研項目（2013d13）

賀慶輝（1978-），男，助理實驗員，本科，主要從事包裝材料及包裝機械的教學研究工作。

*通訊作者：李亞娜（1980-），女，副教授，博士，主要從事抗菌保鮮材料研究工作。