柑橘精油和殼聚糖復合物對草莓保鮮效果的研究

張文勇， 陳 瑤， 任文琪， 張曉健

（太原工業學院環境與安全工程系，山西 太原 030008）

草莓雖然營養物質豐富，但其皮薄水多，極易損傷，并且采后易感染微生物而腐爛，造成草莓的貨架期很短。因此，草莓的采后貯藏技術亟待解決。目前，我國草莓以低溫冷藏為主，推高了草莓遠銷近售的價格。雖然化學殺菌劑在一定程度上可以抑制微生物的生長，但隨著人類對化學殺菌劑毒性和病原菌抗藥性增加的擔心，限制了其應用。所以，尋找安全、無毒副作用、廉價的生物保鮮劑成為當下研究熱點。

植物精油（essential oils）是目前公認的一種安全、具有廣譜抑菌性的化學物質，美國食藥局（FDA）已經批準其可應用于食品領域［1］。柑橘精油主要存在于柑橘果皮中，已有研究［2-3］發現，柑橘精油對青霉屬真菌和產孢子的細菌以及一些產毒細菌［4］有一定的抑制作用。用柑橘精油處理采后的果蔬［5-6］，與對照組相比，均取得了很好的效果，其腐爛率明顯降低，延長了果蔬的貨架期。

殼聚糖（chitosan）是一種自然界廣泛存在的甲殼素（chitin）的脫乙酰化多糖類產物，廉價易得，安全無毒，對細菌、霉菌等均有很好的抑制作用，并具有一定的成膜性，涂膜于水果表面，可減緩水果的呼吸作用，是一種天然的果蔬保鮮劑。在用殼聚糖處理草莓［7］、香蕉［8］、枸杞［9］等的研究中發現，殼聚糖處理后減緩了腐爛速率，提高耐貯性，且這些研究中均還提到了采用的殼聚糖濃度不易過高（＞1.5%），過高的殼聚糖濃度反而不利于水果的貯藏。

若將植物精油的抑菌作用和具有芳香的優點與殼聚糖的成膜性和抑菌性進行強強聯合，預計在果蔬保鮮方面的應用將很有前景。目前，關于殼聚糖和柑橘精油聯合對水果的保鮮［10-11］還鮮有報道。為此，我們在參閱文獻的基礎上，選用1%的殼聚糖與水蒸氣蒸餾法提取的柑橘精油進行復合配制，用自配的復合液浸泡處理采后的草莓，研究復合液對草莓的保鮮效果，以期為研制草莓的天然生物保鮮劑提供理論依據。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

實驗用的草莓采自北京市豐臺區南五里店，挑選的是大小一致、無損傷、九成熟的新鮮紅顏草莓；殼聚糖（脫乙酰度≥90%）購自生工生物工程（上海）股份有限公司，用1%體積分數醋酸溶液溶解。

1.2 保鮮劑的配制

對照組CK：1%質量濃度的殼聚糖溶液；保鮮劑A：1%質量濃度的殼聚糖溶液＋0.25%體積分數柑橘精油；保鮮劑B：1%質量濃度的殼聚糖溶液＋0.75%體積分數柑橘精油；保鮮劑C：1%質量濃度的殼聚糖溶液＋1%體積分數柑橘精油；保鮮劑D：1%質量濃度的殼聚糖溶液＋2%體積分數柑橘精油。

1.3 實驗方法

用1.2配制好的保鮮液分別浸泡草莓60s，自然晾干；然后，將各處理組的草莓進行室溫（25℃）貨架觀察，定期測試各組草莓的生理生化指標。

草莓果實失重率的測定：通過測定草莓的質量進行分析。失重率的計算公式見式（1）。

式中：m0為草莓剛處理后的初始質量；md為草莓貯存時間為d時的質量。

草莓果實腐爛率的測定：果實腐爛率［12］按果實腐爛面積大小將果實劃分為4級：0級，無腐爛；1級，腐爛面積小于果實面積的10%；2級，腐爛面積占果實面積的10%～30%；3級，腐爛面積大于果實面積的30%。按式（2）計算腐爛指數。

腐爛率＝∑（腐爛級別×該級果實）/（最高腐爛級別×總果實）×100% （2）

草莓果實可溶性固形物含量測定：用手持糖度計測定。

草莓果實VC含量測定：VC含量采用2，6-二氯酚靛酚法測定。

2 結果與分析

2.1 不同保鮮劑處理后草莓失重率的變化

用配制的保鮮劑處理采后草莓，在貯藏期間每天測定1次草莓的質量，結果見圖1。

草莓是含水量豐富的水果，在貯藏期間會發生水分的流失。從圖1中可以看出，在貯藏期間所有各組草莓均發生失重；在草莓經過保鮮劑處理后的貯藏期間，不同實驗組的失重率均低于對照組的水平，在貯藏4d后，最后的失重率分別為A：28.4%，B：25.5%，C：21.4%，D：21.9%，其失重率均小于對照組的32.4%。其中，實驗組C和D組的失重率與其他各組的差異顯著，彼此之間不顯著。所以，從最終結果來看，最適宜作為草莓保鮮劑的為實驗組C和D。這可能是因為，C組和D組的柑橘精油濃度比較高，柑橘精油發揮的抑菌作用限制了某些病理性微生物的生長，使草莓因為微生物的繁殖而產生的病理性失水減少。

圖1 不同處理對草莓失重率的影響

2.2 不同保鮮劑處理后草莓腐爛率的變化

用保鮮劑處理草莓后，每天對草莓的腐爛情況進行統計，結果見圖2。

草莓在貯藏期間表面會因為諸如一些霉菌或細菌的微生物入侵而腐爛。從圖2的數據中可以看出，不論實驗組還是對照組，腐爛率均隨著時間的推移而上升。但是在貯藏相同的時間內，實驗組的腐爛率要遠遠低于對照組。在貯藏第1天的時候，對照組就出現了超過5%的腐爛情況，在放置5d后，就基本全部腐爛。而實驗組的腐爛情況較對照組出現得較晚，且隨著精油濃度的升高，腐爛率隨之降低。在貯藏5d后，實驗組D的情況最好，腐爛率為68%，其次是保鮮劑C處理的實驗組，腐爛率為72%。

圖2 不同處理對草莓腐爛率的影響

2.3 不同保鮮劑處理后草莓可溶性固形物含量的變化

草莓經實驗處理后，用手持糖度計，每天測定1次各組中草莓可溶性固形物含量的變化情況，結果見表1。

表1 不同處理對草莓可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量是表征果實品質的一項重要指標，含量越高，表明果實食用品質越好。從表1中可以看出，在貯藏前期，草莓果實的可溶性固形物含量有所增加，隨著貯藏時間的延長，可溶性固形物含量開始下降。這是由于，采摘的草莓為九成熟的草莓，采后貯藏的草莓開始成熟，有部分高分子物質轉化為了可溶性固形物，隨后的貯藏期間，由于草莓自身的呼吸作用和微生物的入侵等引起了草莓可溶性固形物含量的下降。與對照組相比，實驗組的可溶性固形物含量在草莓貯藏第1d以后均高于對照組，且差異明顯，說明柑橘精油在延緩可溶性固形物減少方面發揮了作用，且C組和D組可溶性固形物含量的變化趨勢要好于A組和B組。這個結果和之前的腐爛率實驗相對應，也可以從另一方面說明柑橘精油對致草莓腐爛的菌種有一定的抑制作用。總的來說，隨著柑橘精油濃度的升高，草莓保鮮效果會更好。但是，繼續提高柑橘精油質量濃度到1%以上時，實驗過程中發現，實驗組D和實驗組C的可溶性固形物含量差異并不明顯，說明1%的柑橘精油濃度已基本可以滿足草莓的貯藏保鮮。

2.4 不同保鮮劑處理后草莓VC含量的變化

VC是食品領域里的一種重要的抗氧化劑，在延緩果實的衰老方面發揮著重要的作用。草莓是一種富含VC的水果，素有“水果皇后”的美稱，VC含量的多少決定著草莓品質的高低。在草莓的貯藏期間，每天對各組中草莓VC含量的變化情況測定1次，以期觀察在貨架期內草莓VC含量的變化，結果見表2。

表2 不同處理對草莓VC含量的影響

從表2中可以看出，在貯藏期間，草莓的VC含量整體成下降趨勢，且從貯藏第2d開始，VC含量下降幅度變大。但是，實驗組的下降趨勢明顯緩于對照組，在貯藏的第4d，實驗組B、C和D的VC含量均還保持在70mg/（100g）以上，和對照組相比，差距明顯。C組和D組的差距不明顯，其VC含量要好于B組。因此，在殼聚糖中加入柑橘精油有利于草莓的保存。從最終的結果來看，1%的柑橘精油即可滿足草莓貯藏期間VC含量穩定的需求。

3 結論

本文在前人研究殼聚糖在果蔬保鮮的基礎上，選擇質量濃度1%殼聚糖作為對照組，探討了植物提取液——柑橘精油與殼聚糖形成的復合液對草莓保鮮的效果。結果表明，與僅僅經過殼聚糖浸泡處理過的草莓相比，復合液浸泡處理減緩了草莓的失重率，降低了草莓的腐爛速率。對決定草莓品質的可溶性固形物含量和VC含量方面，復合液浸泡處理也表現出有利的一面，在貯藏的第4d，其可溶性固形物含量和VC含量均顯著高于殼聚糖處理的對照組。分析其原因可能是，柑橘精油也具有一定的抑菌性，可以抑制一些霉菌和細菌的生長，加上殼聚糖的抑菌性，雙重抑菌作用可以更好地抑制微生物的生長，降低草莓的失重率和腐爛率。由于減緩了微生物的生長，所以草莓的可溶性固形物含量和VC含量可以在貯藏期間保持相對穩定的變化。其中，添加質量濃度1%的柑橘精油和質量濃度2%的柑橘精油在可溶性固形物含量和VC含量方面差異不顯著，考慮到水蒸氣提取柑橘精油的經濟成本，最終選擇質量濃度1%的柑橘精油作為復合液的配方。

1%的殼聚糖與1%的柑橘精油形成的復合液對室溫下貯藏草莓具有保鮮效果，其效果要優于僅使用殼聚糖作為保鮮劑。但是，對于柑橘精油中何種成分在保鮮中起到主要保鮮作用，以及本復合液的配比是否適用于其他水果保鮮等問題尚有待作進一步研究。

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