殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏對藍莓活性成分及抗氧化活性的影響

于軍香，鄭亞琴，房克艷

（臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 臨沂 276005）

殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏對藍莓活性成分及抗氧化活性的影響

于軍香，鄭亞琴，房克艷

（臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 臨沂 276005）

以藍莓為試材，研究冷藏、殼聚糖涂膜、冰溫和殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏對藍莓活性成分含量及抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，與直接冷藏相比，殼聚糖涂膜、冰溫以及殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏都能有效延緩藍莓果實貯藏過程中總花色苷、VC、總酚和總黃酮含量的下降，藍莓果實中總花色苷、總酚和總黃酮含量與1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力之間均呈顯著正相關(guān)，能更好地保持藍莓的抗氧化活性。而殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏的效果優(yōu)于單獨采用冰溫或殼聚糖涂膜貯藏。因此，殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏能較好地保持藍莓活性成分含量及抗氧化活性，是一種較為有效的藍莓貯藏方法。

藍莓；殼聚糖涂膜；冰溫貯藏；活性成分；抗氧化活性

藍莓，學(xué)名越橘，其果肉細膩，酸甜可口并含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，包括抗氧化物，靴酸、葉酸、抗菌成分和豐富的膳食纖維等；其果實內(nèi)所特有的藍莓花青素等物質(zhì)具有提高視力、抗衰老和防癌等功效，因此常被譽為“21世紀(jì)功能性保健漿果”［1］。藍莓成熟期在6—8月的高溫多雨季節(jié)，而且其果實為漿果，柔軟多汁，易感染真菌而腐爛，不利于貯存，因此研究藍莓的貯藏保鮮技術(shù)對于整個藍莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

冰溫保鮮技術(shù)源于20世紀(jì)70年代初，是指在冰點溫度范圍內(nèi)貯藏鮮活食品［2］。冰溫貯藏優(yōu)于普通冷藏及氣調(diào)貯藏的優(yōu)點在于不會破壞細胞組織，可以有效抑制各種酶活性的變化和有害微生物活動；延長食品貨架期，顯著提高其食用品質(zhì)。該技術(shù)已在葡萄［3］、蘋果［4］、柿［5］、櫻桃［6］、獼猴桃和香梨［7］、冬棗［8］、荔枝［9］及西蘭花［10］等果蔬貯藏方面有所研究。

殼聚糖具有良好的成膜性，可在果蔬表面形成透明半透膜，進而抑制果蔬呼吸，延緩衰老；還可使果蔬表面?zhèn)谀舅ɑ岣咂淇共∧芰Α４送猓瑲ぞ厶沁€具有抑菌、提高果蔬光澤度、改善其感官品質(zhì)的作用［11］。美國、加拿大等國家從20世紀(jì)80年代就對殼聚糖的保鮮作用進行了系統(tǒng)研究［12-14］。近年來，殼聚糖涂膜保鮮研究已用于番茄［15］、芒果［16］、桃［17］、梨［18］、草莓［19］、臍橙等［20］。

目前，鮮見將殼聚糖結(jié)合冰溫處理貯藏藍莓的研究。本實驗以藍莓為試材，測定藍莓的冰點溫度，并在（4±1） ℃冷藏、冰溫、殼聚糖涂膜及殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏條件下，于不同貯藏期取樣測定藍莓果實中總花色苷、VC、總酚和總黃酮含量的變化，并測試代表抗氧化活性的1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）自由基清除能力。研究殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏藍莓的可行性，為進一步探討殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏在藍莓采后貯藏保鮮中應(yīng)用的可行性及優(yōu)越性提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

藍莓：于2014年6月10日清晨采于山東省臨沂市博海藍莓開發(fā)有限公司藍莓基地，果實八成熟、無病蟲害、果粉基本完整，常溫1.5 h運回臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)實驗室，在運輸過程中采用泡沫箱包裝以免機械損傷。

殼聚糖（脫乙酰度不小于90%，黏度200 cP） 濟南海得貝海洋生物工程有限公司；抗壞血酸、2，6-二氯酚靛鈉、草酸、碳酸氫鈉、氫氧化鈉（均為分析純） 萊陽市康德化工有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

723型可見分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；FA2004電子分析天平 上海恒平科學(xué)儀器有限公司；JJ-2型組織搗碎機 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；TDL-4000C低速臺式大容器離心機上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3方法

1.3.1樣品處理

將運回的藍莓果實用低密度聚乙烯塑料食品包裝盒進行分裝（125 g/盒），先在（4±1）℃條件下預(yù)冷4 h，以去除藍莓果實的田間熱。處理后的藍莓果實隨機分為4 個組，每組設(shè)3 個重復(fù)，每個處理10 盒：1組為對照，貯藏溫度為（4±1）℃；2組為殼聚糖涂膜貯藏，將殼聚糖溶解于2 mol/L的醋酸中，先充分浸泡，再攪拌，直至充分溶解。然后用1 mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至5.5～5.8，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的殼聚糖-醋酸溶液。將藍莓放入溶液中處理5 min。取出晾干后貯藏于（4±1）℃；3組為冰溫貯藏，于冰溫庫（－1.6±0.5）℃貯藏；4組為殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏，用1.5%的殼聚糖-醋酸溶液處理5 min后晾干，于冰溫條件下貯藏，貯藏溫度為（－1.6±0.5）℃。貯藏期間，每隔5 d測量1 次各指標(biāo)，至藍莓果實表面出現(xiàn)霉點終止實驗。

1.3.2指標(biāo)測定

總花色苷含量的測定：采用比色法［21］；VC含量的測定：采用2，6-二氯酚靛酚滴定法；總酚含量的測定：采用Folin-Ciocalteu比色法［22］；總黃酮含量的測定：采用分光光度法［23］；DPPH自由基清除能力的測定：采用分光光度法［24］；藍莓冰點溫度的測定：取一定量的藍莓樣品研碎取汁裝入小試管，插入熱電阻并固定，放－18 ℃進行凍結(jié)，由溫度自動監(jiān)測記錄儀按每5 s記錄1 次溫度，繪制曲線，當(dāng)溫度下降到0 ℃以下輕微回升，隨后變化緩慢或停止時的溫度即為藍莓果的冰點溫度［25］。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理軟件對測定的數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1藍莓果實的冰點溫度

圖1　藍莓果實的凍結(jié)曲線Fig.1　Freezing cure of blueberry fruits

如圖1所示，藍莓果實汁液的溫度隨時間延長不斷下降，直至－4.2 ℃時突然回至－1.7 ℃，并出現(xiàn)相對穩(wěn)定，這是因為藍莓凍結(jié)釋放出潛熱，從而造成溫度的上升，其回升后的溫度即為藍莓的凍結(jié)溫度。1 200 s后藍莓果實汁液的溫度則又開始下降。經(jīng)測試得到藍莓的凍結(jié)溫度為－1.7 ℃，將溫度上調(diào)0.1 ℃，藍莓果實溫度為－1.6 ℃，此時受凍果實基本復(fù)原。為此，采用－1.6 ℃作為藍莓冰溫貯藏的溫度。

2.2貯藏期間藍莓中總花色苷含量的變化

圖2　不同處理對藍莓中總花色苷含量的影響Fig.2　Effects of different treatments on the total content of anthocyanins in blueberry fruits

藍莓中富含花色苷，研究表明花色苷對眼睛有良好的保健功能，能夠恢復(fù)眼疲勞及提高夜間視力。貯藏期間各溫度條件下，藍莓果實中總花色苷的含量呈先上升后下降的趨勢（圖2），這是因為隨著藍莓果實成熟度的增加，總花色苷含量逐漸升高，完全成熟之后總花色苷又被分解而含量下降。

在貯藏初期，溫度高有助于花色苷總量的積累，故貯藏初期對照組藍莓總花色苷含量增加較快，冷藏、殼聚糖涂膜、冰溫和殼聚糖結(jié)合冰溫處理總花色苷含量出現(xiàn)峰值的時間分別為15、15、20、20 d，到達峰值之后含量明顯下降。各處理貯藏結(jié)束后的花色苷含量比其峰值分別降低了47.1%、46.2%、43.6%和42.1%。說明冰溫貯藏可以延緩總花色苷含量的減少，從而很好地維持果實的保健功能，且殼聚糖結(jié)合冰溫處理總花色苷含量下降速率最小，效果更佳。

2.3貯藏期間藍莓中VC含量的變化

圖3　不同處理對藍莓中VC含量的影響Fig.3　Effects of different treatments on the content of vitamin C in blueberry fruits

在藍莓的貯藏過程中，隨著VC的不斷降解，其含量隨貯藏時間的延長而逐漸減少（圖3），殼聚糖涂膜和冰溫貯藏藍莓VC含量下降速率低于冷藏的對照果實。與實驗開始時比較，冷藏條件下貯藏30 d時VC含量下降了50.7%；殼聚糖涂膜貯藏50 d時VC含量下降了49.7%；貯藏60 d時冰溫和殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫處理VC含量分別下降了48.4%和46.4%。由此看來，殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫貯藏藍莓的VC含量下降最小，在一定程度上延緩了藍莓中VC的分解，更好地保持了藍莓的營養(yǎng)價值。

2.4貯藏期間藍莓中總酚含量的變化

圖4　不同處理對藍莓中總酚含量的影響Fig.4　Effects of different treatments on the total content of phenols in blueberry fruits

在藍莓的貯藏過程中，藍莓果實中總酚的含量呈先上升后下降的趨勢（圖4）。對照組總酚含量增加最快，含量比實驗開始時增加了29.3%，而殼聚糖涂膜、冰溫、殼聚糖結(jié)合冰溫處理下，其含量分別比實驗開始時增加了22.9%、23.1%和23.0%；出現(xiàn)峰值的時間分別為20、25、30、30 d；貯藏結(jié)束時，對照組總酚含量比實驗開始時降低了26.2%，而殼聚糖涂膜、冰溫、殼聚糖結(jié)合冰溫處理后，含量分別比實驗開始時降低了22.2%和21.0%和19.3%。可以看出冰溫處理可以有效抑制總酚含量的降低，特別是殼聚糖結(jié)合冰溫處理，可以很好地保持藍莓中總酚的含量，在藍莓貯藏中起到了較好的效果。

2.5貯藏期間藍莓中總黃酮含量的變化

圖5　不同處理對藍莓中總黃酮含量的影響Fig.5　Effects of different treatments on the total content of flavonoids in blueberry fruits

由圖5可知，在貯藏期間，不同條件下，藍莓中總黃酮含量均呈先上升后下降的趨勢。對照組總黃酮含量增加最快，含量比實驗開始時增加了16.3%，而殼聚糖涂膜、冰溫、殼聚糖結(jié)合冰溫處理組含量分別比實驗開始時增加了15.7%、16.1%和16.2%；出現(xiàn)峰值的時間分別為15、25、25、25 d；而在貯藏結(jié)束時，對照組果實總黃酮含量比實驗開始時降低了20.7%，而殼聚糖涂膜、冰溫和殼聚糖結(jié)合冰溫處理組含量分別比實驗開始時降低了19.2%、18.4%和18.0%。說明冰溫和殼聚糖結(jié)合冰溫處理可以減緩藍莓果實總黃酮含量的減少，殼聚糖結(jié)合冰溫處理效果更佳。

2.6不同處理對藍莓清除DPPH自由基能力的影響

圖6　貯藏期間藍莓果實抽提物清除DPPH自由基能力的變化Fig.6　Effect of storage for 60 days on the DPPH radical scavenging activity of blueberry fruit extract

由圖6可知，對照組的藍莓貯藏前20 d DPPH自由基清除率增加較快，隨著貯藏時間的延長，又迅速下降；而殼聚糖涂膜和冰溫貯藏的果實，前30 d雖對DPPH自由基清除率增加較慢，但在整個貯藏期間果實的DPPH自由基清除率下降較慢，能始終維持在相對較高水平。殼聚糖結(jié)合冰溫處理果實貯藏初期DPPH自由基清除率增加最快，后期則降低較慢，且貯藏時間也明顯延長。冷藏、殼聚糖涂膜、冰溫和殼聚糖結(jié)合冰溫處理后，貯藏20 d的DPPH自由基清除率分別比實驗開始時增加了8.0%、8.1%、8.3%和9.5%；而在貯藏結(jié)束，各處理的DPPH自由基清除率分別比實驗開始時降低了13.9%、8.7%、8.4%和7.6%。因此，殼聚糖結(jié)合冰溫貯藏更好地體現(xiàn)了冰溫保鮮技術(shù)的優(yōu)越性。

2.7抗氧化成分與清除DPPH自由基能力的相關(guān)性

采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理軟件，分析不同貯藏條件下藍莓果實中總花色苷、總酚和總黃酮含量及其對DPPH自由基清除能力之間的相關(guān)性，見表1。

表1　不同條件下總花色苷、總酚和總黃酮含量與DPPH自由基的清除能力相關(guān)性Table1　Correlation analysis of TA， TF and TP contents and DPPH radical scavenging capacity

在不同貯藏條件下，隨著藍莓果實中總花色苷、總酚和總黃酮含量的變化，藍莓清除DPPH自由基的能力也有相應(yīng)變化。在同一貯藏條件下，總花色苷、總酚和總黃酮含量與DPPH自由基的清除能力之間均呈正相關(guān)（P＜0.05）。

3　討論與結(jié)論

冰溫技術(shù)是一種物理保鮮方法，可以有效地抑制果蔬的的呼吸和水分蒸發(fā)作用，從而延緩新陳代謝，降低營養(yǎng)物質(zhì)的損失，是保存果蔬原有風(fēng)味、口感和新鮮度的強有力的方法之一，為冷藏事業(yè)拓寬了新的領(lǐng)域。冰溫貯藏比冷藏效果更優(yōu)，因為在冰溫條件下，生物細胞為了防止凍結(jié)和過量失水，會不斷地從體內(nèi)分泌大量不凍液以降低冰點，組成不凍液的主要是蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖和高級醇等物質(zhì)，這些物質(zhì)與果蔬的品質(zhì)和風(fēng)味密切相關(guān)［26］。冰溫技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展，對冰溫貯藏、冰溫后熟、冰溫干燥及冰溫流通等系列設(shè)備及相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員，提出了新的研究課題，同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。殼聚糖涂膜作為一種天然高分子多聚糖，具有改變病原菌細胞膜的通透性、流動性和抗菌殺菌作用；殼聚糖涂膜可抑制果蔬呼吸代謝和水分散失，延緩其組織和結(jié)構(gòu)的衰老，使果實保持良好的貯藏品質(zhì)［27］。果蔬經(jīng)殼聚糖處理后其表面可形成透明薄膜，與外界的氣體交換受限，使其內(nèi)部高CO2而低O2，從而通過抑制各種需氧代謝途徑延緩果蔬營養(yǎng)成分的分解，保持其品質(zhì)。研究表明，荔枝［27］、冬棗［28］等經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的殼聚糖涂膜貯藏后可延緩花色苷、VC和總酚含量的降低。本實驗結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的殼聚糖涂膜處理可明顯抑制藍莓果實總花色苷、VC、總酚和總黃酮含量的降低，提高藍莓的抗氧化活性。同時在本實驗條件下，藍莓冷藏貯藏期為30 d，而殼聚糖結(jié)合冰溫處理的貯藏期為60 d，較普通冷藏延長30 d，這與前人的研究結(jié)果一致。

DPPH自由基是一類相對比較穩(wěn)定的自由基。有研究［29］表明天然抗氧化物質(zhì)清除DPPH自由基的能力可以在一定程度上反映其清除自由基的總能力。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著藍莓果實中總花色苷、總酚和總黃酮含量的變化，藍莓清除DPPH自由基的能力也有相應(yīng)變化。在同一貯藏條件下，總花色苷、總酚和總黃酮含量與DPPH自由基的清除能力呈正相關(guān)，說明花色苷、酚類和黃酮類物質(zhì)在藍莓果實抗氧化體系中發(fā)揮了重要作用，這與李春陽等［24］的研究結(jié)論相符。利用殼聚糖涂膜結(jié)合冰溫技術(shù)對藍莓進行保鮮，能使藍莓果實中的活性成分含量和抗氧化活性始終維持在一個相對較高的水平，且安全無毒，操作簡單，是一種推廣價值很高的的藍莓保鮮方式。

本實驗只研究了不同貯藏條件對藍莓總花色苷、VC、總酚和總黃酮含量的影響，對于其他活性成分及抗氧化活性的影響還有待于進一步研究。另外，冰溫處理對殼聚糖涂膜結(jié)構(gòu)和果實質(zhì)量損失是否有影響、殼聚糖處理的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和處理時間以及應(yīng)用和推廣，還需要做進一步的工作。

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Effect of Chitosan Coating Combined with Freezing-Point Storage on Active Compounds and Antioxidant Capacity of Blueberry Fruits

YU Junxiang， ZHENG Yaqin， FANG Keyan
（College of Life Sciences， Linyi University， Linyi 276005， China）

This study was performed to investigate the effect of refrigeration， and freezing-point storage and chitosan coating individually or in combination with each other on active components and antioxidant activity of blueberries. The results showed that all freezing-point storage， chitosan coating and their combination effectively retarded the decrease in total anthocyanins， vitamin C， total phenols and flavonoids and maintained antioxidant capacity in blueberries compared with the control （direct refrigeration）. There were positive correlations of 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical （DPPH） scavenging capacity with the contents of total anthocyanins， total phenols and total flavonoids. The combined treatment was more effective than either treatment alone. Therefore， chitosan coating combined with freezing-point storage can be the method of choice for maintaining active components and antioxidant capacity of blueberries.

blueberry； chitosan coating； freezing-point storage； active compounds； antioxidant capacity

TS255.1

A

1002-6630（2015）14-0271-05

10.7506/spkx1002-6630-201514051

2015-01-02

山東省水果創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-03-021-19）；臨沂市重大科技創(chuàng)新項目（201211010）；臨沂大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201410452173）

于軍香（1976—），女，講師，碩士，研究方向為園藝產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：yujunxiang@lyu.edu.cn