海藻酸鈉復合膜對帶殼鮮蓮貯藏品質的影響

李向紅 王建輝 靳 娜 劉永樂 俞 健 王發(fā)祥（1.長沙理工大學食品與生物工程系，湖南 長沙 410114；2.湖南省水生資源食品加工工程技術研究中心，湖南 長沙 410114）

鮮蓮采收期短，采后不耐貯藏，常溫下易軟化皺縮，腐敗變質，喪失其原有的鮮食風味，直接影響其感官品質及食用價值，采后低溫（4℃）帶蓬貯藏也僅能維持15d［1］。目前國內外鮮蓮研究處于起步階段，對鮮蓮的護色保鮮技術研究尚無報道。

在眾多保鮮方法中，可食性膜具有減少果蔬水分損失、抑制呼吸、防止風味成分揮發(fā)、抑制褐變和微生物生長的優(yōu)點［2］，海藻酸鈉作為可食性膜之一，主要來源于海洋褐藻，由于其獨特的膠體性質和生物相容性，被廣泛應用于食品領域。Rojas－Graü等［3］研究表明海藻酸鈉可維持鮮切蘋果較低的呼吸強度，減緩其腐爛進程。胡曉亮等［4］研究發(fā)現經海藻酸鈉1%和溶菌酶0.1%處理后的馬陸葡萄保鮮效果最好。Tapia等［5］對木瓜進行防腐保鮮研究發(fā)現，海藻酸鈉2%和結冷膠0.5%可降低可溶性固形物損耗，抑制多酚氧化酶活性上升。采用海藻酸鈉來保持果蔬品質，減少腐敗的發(fā)生，已日益受到重視。檸檬酸有很好的防腐作用，且口感良好，EDTA－Na2則屬于對酶活力有抑制作用的金屬螯合類絡合劑，能與果蔬中PPO的二價銅離子結合［6－8］。鄭寶東等［8］研究表明單一的檸檬酸和EDTA－Na2對速凍建蓮PPO活性有明顯抑制作用。以上幾種單一保鮮劑雖然對果蔬的保鮮均具有一定作用，但是各種單一可食材料所成的膜均存在不同的缺陷［9］，因此，通過多種單一保鮮劑的組合篩選出最佳復配方案，對增強產品保鮮效果具有重要意義。本研究擬采用以上3種不同的可食涂膜材料復配成一種新型可食膜，通過研究經其處理后的帶殼鮮蓮貯藏品質，同步考察該復合涂膜劑的護色保鮮效果，旨在為鮮蓮的貯藏和天然保鮮劑的應用提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮帶殼蓮子：由湖南省湘潭縣湘蓮種植基地提供。鄰苯二酚：分析純，天津市光復精細化工研究所；愈創(chuàng)木酚：分析純，天津市化學試劑研究所；

磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

過氧化氫：分析純，廣東省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心。

1.2 儀器與設備

九陽料理機：JYL－C012型，九陽股份有限公司；

手持糖量計：WYT型，紹興市杰聯儀器有限公司；

光合作用測定儀：Yaxin－1101型，北京雅欣理儀科技有限公司；

呼吸室：Yaxin－GHS－D1型，北京雅欣理儀科技有限公司；

測色色差計：WSC－S型，上海儀電物理光學儀器有限公司；

臺式低速離心機：LD5－10型，北京京立離心機有限公司；

pH計：DELTA 320型，梅特勒—托利多（上海）有限公司；

高速冷凍離心機：Centrifuge 5430R型，Eppendorf中國有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

新鮮蓮蓬→去蓬→精選→清洗→瀝干→護色處理→瀝干→涂膜處理→瀝干→裝袋→貯藏→定期取樣

1.3.2 鮮蓮原料處理 新鮮蓮蓬，采摘后立即運送回實驗室，去蓬，選取成熟度一致、大小均勻、無物理損傷的帶殼鮮蓮，經不同濃度檸檬酸和EDTA－Na2護色液噴涂處理后，瀝干，于不同海藻酸鈉涂膜液中分別浸沒5min，取出，置于網架，風干2h，分裝于0.04mm聚乙烯薄膜袋中，每袋500g，封口，于RH為65%～70%，溫度為4℃恒溫條件下貯藏，對照組鮮蓮不經任何護色涂膜處理，封口于4℃低溫貯藏，試驗期間定期取樣，測定鮮蓮各項指標變化。

1.3.3 海藻酸鈉復合膜液配方的優(yōu)化 在鮮蓮護色保鮮預試驗基礎上，進行海藻酸鈉復合膜液配方的優(yōu)化，采用4因素3水平L9（34）進行試驗設計，具體見表1、2，以貯藏期間各項生理和品質指標來評價鮮蓮護色保鮮貯藏效果的優(yōu)劣。

表1 鮮蓮護色保鮮試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test on formula of color protection and preservation of fresh lotus%

表2 鮮蓮護色保鮮復合膜配方的優(yōu)化試驗設計Table 2 Optimizing experiments on composite color protection and preservation of fresh lotus treatment

表2 鮮蓮護色保鮮復合膜配方的優(yōu)化試驗設計Table 2 Optimizing experiments on composite color protection and preservation of fresh lotus treatment

對照組不經護色涂膜處理。

試驗號A B C 1 1 1 1 2 1 2 2 3 1 3 3 4 2 1 2 5 2 2 3 6 2 3 1 7 3 1 3 8 3 2 1 9 3 3 2

1.3.4 可溶性固形物含量（SSC）的測定 儲藏期間鮮蓮含糖量的測定參照文獻［10］，修改如下：取當天待測蓮子去殼去芯研缽磨碎，料液比1∶1（m∶V）混合，勻漿10s后4 000r/min離心10min，取上層汁液用WYT型手持糖量計測定，每個處理平行3次。

1.3.5 凈光合速率的測定 測定前，將Yaxin－1101光合作用測定儀提前充電，閉路方式調零完畢后，取蓮子10粒，置于呼吸室，待CO2氣體體積分數穩(wěn)定之后，間隔60s，記錄下樣品CO2初始體積分數和終止體積分數，每個樣品平行測定8次，按式（1）求閉路系統(tǒng)的凈光合速率Pn：

式中：

Pn——凈光合速率，μmol CO2/（m2獉s）；

V——葉室容積與樣品容積之差，L；

Δt——間隔時間，s；

Ta——空氣溫度，K；

P——大氣氣壓，MPa；

A——樣品總面積，cm2；

Co——終止時CO2體積分數，‰；

Ci——終止時CO2體積分數，‰。

1.3.6 外殼色差的測定 于待測當天，待儀器校正穩(wěn)定后，取樣品若干，絞碎外殼，均勻緊密平鋪于測試盒內進行測定，記錄蓮子殼色澤變化，分別用明度L＊，紅綠色相a＊（＋a＊表示偏紅，－a＊表示偏綠）；黃藍色相b＊（＋b＊表示偏黃，－b＊表示偏藍），白度W表示。每個樣品重復測定5次。

1.3.7 多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活力測定

（1）酶的提取：參照文獻［11］，修改如下：于取樣當天，準確稱取鮮蓮5.000 0g，加少量聚乙烯吡咯烷酮及石英砂，以經預冷的0.1mol/L pH值為6.4的磷酸緩沖液10mL將其研磨，4層紗布過濾后，于0℃，12 000r/min離心10min，將上清液轉至25mL容量瓶，定容，4℃保存待用。

（2）PPO活力的測定：于比色皿中加入0.1mol/L鄰苯二酚2.8mL，0.1mol/L pH 值為6.4的磷酸鹽緩 沖液0.2mL，作為零對照；向另一比色皿中加入0.1mol/L鄰苯二酚2.8mL，待測酶液0.2mL，于420nm處測定體系180s內的吸光值，以每克鮮蓮樣品每分鐘吸收度變化值增加1時為1個多酚氧化酶活性單位（U）。

（3）POD活力的測定：于比色皿中加入1.5%的愈創(chuàng)木酚0.5mL，0.5%H2O20.2mL及0.1mol/L pH 值為6.4的磷酸鹽緩沖液2.3mL，作為零對照；向另一比色皿中加入15%愈創(chuàng)木酚0.5mL，0.5%H2O20.2mL，0.1mol/L磷酸緩沖液2.3mL，酶液0.2mL，于470nm處測定體系180s內的吸光值，以每克鮮蓮樣品每分鐘吸收度變化值增加1時為1個過氧化物酶活性單位（U）。

1.3.8 鮮蓮感官鑒評 感官評定參考文獻［1］，修改如下：組織食品專業(yè)人士15人，按照表3的評分標準定期對貯藏期間鮮蓮感官（外觀、風味、質感）進行獨立評分。根據鑒評小組成員對指標的敏感程度，確定各項權重因子大小，均以感官評分平均值為感官綜合評定結果。

表3 鮮蓮貯藏期間感官評分標準Table 3 The sensory scoring standard of fresh lotus during storage

表3 鮮蓮貯藏期間感官評分標準Table 3 The sensory scoring standard of fresh lotus during storage

權重因子：外觀0.4，風味0.3，質感0.3。

等級及分值 外觀 風味 質感優(yōu)（8～10分）鮮綠色，無腐爛，無菌斑清甜可口，新鮮味十足 質脆中（4～7分） 微 黃 色，輕 微 腐爛，部分有菌斑甜味較淡，新鮮味不足 質微脆劣（1～3分） 黃褐色，有腐爛，有明顯菌斑 強烈異味，無新鮮感 質軟

2 結果與分析

2.1 不同復合膜處理對鮮蓮SSC的影響

可溶性固形物作為各營養(yǎng)物質變化的綜合表現，其高低在一定程度上反映了貯藏過程中果蔬營養(yǎng)物質存留的多寡。由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，復合膜組和空白組鮮蓮SSC總體呈下降趨勢，各復合膜組相對空白組鮮蓮SSC下降更趨緩慢，復合膜處理能顯著減緩鮮蓮可溶性固形物的流失，有效維持鮮蓮SSC（P＜0.01），其中復合膜組5效果最為顯著（P＜0.01）；貯藏27d時，空白組鮮蓮外殼明顯褐變，果實略有腐爛，SSC為2.57%，而復合膜組5為2.80%，外觀偏黃，腐爛不明顯。可見，海藻酸鈉復合膜可有效減少鮮蓮可溶性固形物損失，在一定程度上維持鮮蓮營養(yǎng)成分，延緩果實的衰敗，且復合膜組5最佳。

圖1 不同復合膜處理對鮮蓮SSC的影響Figure 1 Effects of different alginate－based coating treatment on SSC of fresh lotus seed

2.2 不同復合膜處理對鮮蓮凈光合速率的影響

呼吸速率是影響果蔬貨架期的主要因素。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，復合膜組和空白組鮮蓮的凈光合作用絕對值均逐漸減小，呼吸作用不斷減弱，但復合膜處理組鮮蓮凈光合速率均小于空白組，從9d之后均維持在較低水平，即－0.197μmol CO2/（m2獉s）左右，而空白組鮮蓮27d凈光合速率為－0.29μmol CO2/（m2獉s），仍低于空白組9d后鮮蓮的凈光合速率，即空白組貯藏期間呼吸作用持續(xù)高于復合膜各組，復合膜處理能顯著抑制貯藏期間鮮蓮的呼吸作用（P＜0.01），其中復合膜組5抑制最為顯著（P＜0.01）。可見，貯藏過程中海藻酸鈉復合膜涂膜組呼吸速率明顯受抑，可有效抑制帶殼鮮蓮的呼吸速率，減少鮮蓮營養(yǎng)成分損失，延長鮮蓮貨架期，復合膜組5效果最好。

2.3 不同復合膜處理對鮮蓮外殼色差的影響

圖2 不同復合膜處理對鮮蓮凈光合速率的影響Figure 2 Effects of different alginate－based coating treatment on net photosynthetic rate of fresh lotus seed

圖3 不同復合膜處理對鮮蓮蓮殼L＊值、a＊值、b＊值和W值的影響Figure 3 Effects of different alginate－based coating treatment on L＊，a＊，b＊and Wof fresh lotus seed

由圖3可知，貯藏期間鮮蓮各復合膜組和空白組蓮殼L＊值變化趨勢大體相同，但趨勢各異，第9天前空白組蓮殼L＊值高于各復合膜組，可能是因為海藻酸鈉成膜液本身略顯黃色所至；隨貯藏時間的延長，空白組鮮蓮外觀逐漸變暗，失去光澤，L＊大幅下降。相對空白組，各復合膜組尤其是組5顯著減緩了L＊的下降速度（P＜0.05）。隨著貯藏時間的延長，蓮殼偏綠程度逐漸下降，偏紅程度愈加明顯，復合膜組和空白組鮮蓮a＊值逐漸上升，但各復合膜組上升幅度小于空白組，以復合膜組5為優(yōu)，對蓮殼a＊的上升抑制極顯著（P＜0.01）。各復合膜組，尤其是組5顯著減緩了蓮殼黃色轉變趨勢（P＜0.01）。隨貯藏時間的延長，蓮殼色澤整體影響（W值）逐漸下降，相較于空白組，除復合膜組1之外，其余各復合膜組鮮蓮W值下降趨勢較緩，以復合膜5組W值下降最慢。總體而言，海藻酸鈉復合膜組，尤其是組5有利于維持鮮蓮的外觀品質，延長鮮蓮貨架期。

2.4 不同復合膜處理對鮮蓮PPO活力的影響

PPO是引起果蔬產生酶促褐變，導致腐敗變質的重要因素［12］。在低溫貯藏的初始階段，由于對低溫的不適應，鮮蓮各組PPO活性呈略微下降趨勢，而隨貯藏時間的延長，酶活性逐漸得到適應性恢復并升高。由圖4可知，空白組18d時PPO活力最大，為1 660.35U，而各復合膜組PPO活性高峰出現在27d，較空白組有所推遲。貯藏期間，復合膜處理明顯延遲了鮮蓮PPO活力高峰的出現，顯著降低了其高峰活力（P＜0.01），其中，以復合膜組5鮮蓮PPO活性最低，效果最為顯著（P＜0.01）。貯藏后期，隨著鮮蓮組織的衰老，各組鮮蓮PPO活性逐漸減低。總之，海藻酸鈉復合膜在一定程度上抑制了鮮蓮PPO活性，推遲了鮮蓮PPO活性高峰出現時間，從而延緩了果實的衰敗，且復合膜組5較其它組抑制效果更明顯。

圖4 不同復合膜處理對鮮蓮多酚氧化酶（PPO）的影響Figure 4 Effects of different alginate－based coating treatment on polyphenol oxidase（PPO）of fresh lotus seed

2.5 不同復合膜處理對鮮蓮POD活力的影響

POD活性在果實貯藏過程中隨時間延長而呈上升趨勢，可以看作是果實衰老的指標之一。由圖5可知，貯藏期間復合膜組與空白組鮮蓮果實POD的活力變化趨勢相同，均呈先略微下降后升高再下降的趨勢。貯藏前期，為適應低溫環(huán)境，保持果實組織的正常代謝和生命力，各組鮮蓮果實POD活力均有所下降。之后空白組鮮蓮POD活性上升較為迅速，18d時鮮蓮POD活性上升至594.94U，而海藻酸鈉復合膜各組鮮蓮POD活性上升較為緩慢，27d鮮蓮果實POD酶活力上升至高峰，其中復合膜組5鮮蓮PPO活力上升最緩，27d時POD活力為529.43U。貯藏后期各組鮮蓮的POD活性逐漸降低，可能緣于鮮蓮果實組織代謝紊亂，組織逐漸衰老，POD喪失了正常功能，組織中過氧化氫的清理受阻而引起。貯藏期間，海藻酸鈉復合膜（尤其是復合膜組5）處理在一定程度上推遲了POD活性高峰的出現，延緩鮮蓮衰老，與Jiang Juan等［13］的研究吻合。

圖5 不同復合膜處理對鮮蓮過氧化物酶（POD）的影響Figure 5 Effects of different alginate－based coating treatment on peroxidase（POD）of fresh lotus seed

2.6 不同復合膜處理對鮮蓮感官指標的影響

由圖6可知，各組鮮蓮感官評分總體呈下降趨勢，采后鮮蓮外表翠綠，蓮肉清甜可口，新鮮質脆，9d時各復合膜組因海藻酸鈉自身顏色略帶黃，鮮蓮外觀幾乎無明顯變化，亮度弱于空白組，但風味較佳，質感強于空白組；18d時復合膜各組，尤其是復合膜組5尚無菌斑，質感較硬，感官評分仍屬鑒定等級中等（最高分值7分之上），而空白組紅化失鮮，產生異味，質地變軟，菌斑迅速增多，貯藏期間空白組鮮蓮感官評分降低較快；隨著貯藏時間的延長，27d時空白組帶殼蓮子劣化加快，出現萎蔫褐變，紅化嚴重，異味加重，各復合膜組質感、風味等感官品質也呈下降趨勢，但下降速率較空白組緩慢。貯藏期間，各復合膜組，尤其是組5，較空白組顯著提升了鮮蓮感官性能（P＜0.01）。整體而言，海藻酸鈉復合膜能延緩鮮蓮品質劣化，延長帶殼蓮子貯藏期。各組鮮蓮感官評分的變化與其他指標變化基本同步。

3 結論

圖6 不同復合膜處理對鮮蓮感官指標的影響Figure 6 Effects of different alginate－based coating treatment on sensory quality of fresh lotus seed

本試驗在預試驗基礎上，采用正交方法設計了9組配方，考察了各試驗組在相同條件下貯藏的帶殼鮮蓮的SSC、凈光合速率、PPO和POD活力、蓮殼色差及感官質量變化，旨在獲得保鮮效果較佳的海藻酸鈉復合保鮮劑。利用海藻酸鈉復合膜低溫貯藏的帶殼鮮蓮，感官品質、凈光合速率和可溶性固性物均優(yōu)于空白對照組，說明該膜可有效抑制鮮蓮呼吸作用，防止營養(yǎng)成分流失，起到護色保鮮作用。通過本試驗優(yōu)化篩選出了一種鮮蓮貯藏保鮮技術工藝配方：檸檬酸0.3%，EDTA－Na20.015%，海藻酸鈉2.5%，在一定程度上彌補了國內外研究各種單一可食材料所成的膜存在的缺陷，為中國水生植物產業(yè)新技術的研究提供了理論依據，但仍需進一步探索其他貯藏保鮮技術對鮮蓮采后的影響，為鮮蓮采后貯藏產業(yè)化提供更廣闊的平臺。

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