殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜品質的影響

馬 捷,胡慧敏,孫 琰,王 毅,畢 陽

(甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州 730070)

殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜品質的影響

馬 捷,胡慧敏,孫 琰,王 毅,畢 陽*

(甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州 730070)

將鮮切“西州蜜”哈密瓜用2%的殼聚糖處理,研究殼聚糖涂膜處理對鮮切瓜塊冷藏期間品質影響。結果表明,殼聚糖涂膜可有效降低鮮切哈密瓜貯藏期間果實失重率,延緩硬度下降,同時,殼聚糖涂膜還能有效維持瓜塊的色澤,以及可溶性固形物和可滴定酸的含量,此外,殼聚糖涂膜還能顯著抑制果塊表面菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌、大腸菌群數(shù)的增長。感官評價結果表明經殼聚糖涂膜處理的鮮切哈密瓜果實的良好食用品質可維持至9 d,比對照組延長3 d。

殼聚糖,鮮切,哈密瓜,品質

哈密瓜是我國西北地區(qū)的特色水果,素有“瓜中之王”的美稱[1]。由于哈密瓜的主要消費地距產地甚遠,加之果實采后爛損嚴重,可食比率僅為60%左右,物流成本居高不下。為了降低哈密瓜采后的腐爛率,企業(yè)往往采用低成熟度采后的方法,但果實品質難以維持[2]。鮮切是降低采后物流成本、維持果蔬品質、提高可食率的技術[3]。但由于切割所造成的機械傷害會促進果實后熟,加速品質劣變和微生物污染,貨架期顯著縮短[4],因此,生產中亟待開發(fā)保證鮮切哈密瓜品質的技術。

殼聚糖(聚-N-乙酰-D-葡萄糖胺)是天然多糖中唯一大量存在的堿性氨基多糖,無毒、可生物降解、生物相容性好,具有良好的成膜性、阻氧性和抑菌性[5],已廣泛應用于果蔬保鮮[6]。有報道表明,殼聚糖涂膜能顯著延長鮮切蘋果[7-8]、菠蘿蜜[9]、楊桃[10]、芒果[11]等果實的貨架期,有效維持品質,抑制微生物生長。殼聚糖結合氯化鈣可明顯降低鮮切白蘭瓜的失重率,延緩硬度和色澤的變化,抑制微生物的生長,有效延長貨架期[12]。但尚未見關于殼聚糖對鮮切哈密瓜品質及微生物影響的報道。

本文擬采用殼聚糖對鮮切哈密瓜果塊進行涂膜處理,研究處理對冷藏期間果塊失重率、硬度、色度、可溶性固形物及可滴定酸含量等品質指標的影響;檢測霉菌、酵母菌以及大腸菌群、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和李斯特菌四種致病菌在果塊表面的變化;評價貯藏后期的果塊感官指標,以期為鮮切哈密瓜的產品開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試供哈密瓜品種“西州蜜” 于2015年8月10日采自甘肅省民勤縣收成鄉(xiāng)露天栽培大田中,采收時果實可溶性固形物含量為13%～14%。單果套發(fā)泡網(wǎng)袋后入標準包裝箱(4個/箱),當天運抵本實驗室在7 ℃冷庫中貯藏待用;殼聚糖(脫乙酰度≥90%,食品級) 法國WN Group of Publishers Ltd公司;菌落總數(shù)測試片、霉菌酵母菌測試片、大腸菌群測試片、沙門氏菌測試片、金黃色葡萄球菌測試片和李斯特菌檢測板 均購自于廣州達元綠洲食品安全科技股份有限公司。

表1 感官評價標準

WYT-32型手持折光儀 廈門中村光學儀器廠;SPX-30085H-II型恒溫培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;SW-CJ-2FD型超凈工作臺 蘇凈集團蘇州安泰空氣技術有限公司;GY-1型水果硬度計 杭州托普儀器有限公司;SP60型色差計 美國愛色麗公司;LDZX-30KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 殼聚糖涂膜液的制備 將20 g殼聚糖溶于1000 mL無菌蒸餾水中,用玻璃棒攪拌助溶,使其完全溶解,制成2%殼聚糖溶液。

1.2.2 殼聚糖處理 參照成善漢[13]的方法并加以修改。挑選成熟度一致,大小均勻,無機械損傷和病害的果實,先用自來水清洗、然后在2%的NaClO溶液中浸泡消毒3 min、取出晾干后在超凈工作臺內進行切分。去皮及瓜瓤后,取赤道部位果肉切分為上底約3×2 cm、下底約5×2 cm、高約3.5～4 cm的梯形瓜塊。將瓜塊浸泡于2%殼聚糖涂膜液中5 min,撈出后瀝干,裝入15×15 cm的PP塑料帶蓋保鮮盒,封蓋后放入7 ℃冷庫中貯藏,每3 d進行取樣,以無菌蒸餾水浸泡處理作對照。

1.2.3 品質指標的測定

1.2.3.1 失重率測定 采用稱量法。

1.2.3.2 硬度測定 參照Yuan[14]的方法并進行改進,在瓜塊表面,均勻取4個點用硬度計進行測定。

1.2.3.3 色度測定 隨機選取5塊果肉用色差儀進行顏色分析,由比色分析系統(tǒng)得到顏色坐標值L*、a*、b*值,總色差使用Geraldine[15]提出的公式計算。

ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

式中:ΔE*表示總色差,ΔL*、Δa*和Δb*分別表示取樣當天測定值與貯藏第0 d測定值的差。

1.2.3.4 可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量測定 參照Yuan[14]的方法。在取樣當天隨機取哈密瓜果塊,將瓜塊汁液擠于手持折光儀上測定。

1.2.3.5 可滴定酸(titratable acid,TA)含量測定 采用酸堿滴定法[16]。稱取3.00 g果肉組織,研磨成勻漿。用煮沸冷卻的蒸餾水移入100 mL容量瓶中,定容、搖勻。用干濾紙及漏斗過濾。用移液管吸取濾液10 mL,注入錐形瓶,加入2～3滴1%酚酞指示劑,用標定后的0.01 mol/L的NaOH溶液滴定。

上述各項指標的測定每個處理均使用3個瓜塊,重復3次。

1.2.4 微生物指標的測定 參照測試片和檢測板使用說明書。在果塊表面用消毒的不銹鋼刀切取樣品2.0 g在潔凈工作臺中研磨,用滅菌生理鹽水(霉菌酵母菌含量測定使用滅菌蒸餾水)配制成1、10-1、10-2、10-3、10-4和10-5倍5個不同濃度的稀釋液,分別吸取1 mL稀釋液均勻滴加到測試片和檢測板上,待培養(yǎng)基凝固后用自封袋封裝平放于恒溫培養(yǎng)箱內。霉菌、酵母菌測試片置于29 ℃恒溫培養(yǎng)箱內培養(yǎng)72 h,菌落總數(shù)測試片、大腸菌群測試片、沙門氏菌測試片、金黃色葡萄球菌測試片和李斯特菌檢測板置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱內培養(yǎng)24 h,選擇有特異性顯色斑點數(shù)目在10～150的測試片和檢測板進行計數(shù)。

1.2.5 感官評價 參考王麗[17]和周任佳[18]的方法。由10個專業(yè)人員組成評價小組,在貯藏第9 d和第12 d時參照表1標準進行評價,結果取平均值。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 使用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù),計算標準偏差(±SE)并制圖。使用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(p<0.05為差異顯著)。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間品質的影響

2.1.1 對失重率和硬度的影響 冷藏期間殼聚糖處理組和對照組失重率均呈逐步上升趨勢,但殼聚糖處理組失重率顯著低于對照組,第12 d時,殼聚糖處理組失重率比對照組低24.1%(圖1A);而硬度方面,殼聚糖處理組和對照組果肉在冷藏期間均呈逐漸下降趨勢,但殼聚糖處理組的果肉硬度明顯要高于對照組,在第9 d和12 d時,分別高出對照組20.2%和13.3%(圖1B)。

圖2 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間L*(A)、a*(B)、b*(C)和總色差(D)的影響.Fig.2 Effect of chitosan coating on L*(A),a*(B),b*(C)and overall color difference(D)of fresh-cut Hami melon during cool storage

圖1 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間失重率(A)和硬度(B)的影響.Fig.1 Effect of chitosan coating on weight loss(A)and firmness(B)of fresh-cut Hami melon during cool storage.注:豎線表示標準誤(±SE),不同字母表示同一貯藏天數(shù)處理組和對照組的差異顯著(p<0.05),圖2～圖4同。

2.1.2 對色澤的影響 冷藏期間殼聚糖處理組和對照組L*值、a*值和b*值均呈逐步下降趨勢,且殼聚糖處理組均高于對照組,第12d時,處理組L*值、a*值和b*值分別高于對照組4.3%、24.3%和13.3%(圖2A、2B、2C)。相反的是,冷藏期間殼聚糖處理組和對照組總色差值均逐步升高,殼聚糖處理組始終低于對照組,在第12 d時,低于對照組14.5%(圖2D)。

2.1.3 對TSS和TA含量的影響 冷藏期間殼聚糖處理組和對照組TSS含量均呈下降趨勢,但殼聚糖處理組TSS含量均高于對照組,在第9 d和12 d時,分別高出對照組5.6%和6.9%(圖3A);冷藏期間殼聚糖處理組和對照組TA含量均呈逐漸上升趨勢,但殼聚糖處理組增加趨勢平緩并始終低于對照組,第12 d時,低于對照組35.2%(圖3B)。

圖3 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間TSS含量(A)和TA含量(B)的影響.Fig.3 Effect of chitosan coating on TSS(A)and TA(B)content of fresh-cut Hami melon during cool storage

2.2 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間微生物數(shù)量的影響

冷藏期間殼聚糖處理組和對照組的菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌和大腸菌群數(shù)量均逐步上升,但處理組的增加趨勢明顯低于對照組,對照組上述4項指標在貯藏6 d后均快速增加,而處理組在9 d后才開始緩慢增加,第12 d時,處理組菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌和大腸菌群數(shù)量僅分別為對照組的1/5、1/9、1/5和1/6(圖4A、4B、4C、4D)。在整個冷藏期間,對照組和處理組中均未檢出沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和李斯特菌。

圖4 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間菌落總數(shù)(A)、酵母菌(B)、霉菌(C)和大腸菌群(D)數(shù)量的影響.Fig.4 Effect of chitosan coating on aerobic plate count(A),yeasts(B),molds(C) and coliforms(D)of fresh-cut Hami melon during cool storage

2.3 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏期間感官指標的影響

圖5 殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜冷藏9d(A)和12d(B)感官指標的影響Fig.5 Effect of chitosan coating on sensory index in fresh-cut Hami melon after 9 d(A)and 12 d(B)of cool storage

第9 d時,殼聚糖處理組除色澤指標得分差距不大,口感、香氣和腐爛指標均顯著優(yōu)于對照組,瓜塊無腐爛,品質與初采時的果實接近(圖5A)。第12 d時,雖然殼聚糖處理組色澤、口感、香氣以及腐爛得分高于對照組(圖5B),但瓜塊開始腐爛,品質明顯降低,已不具食用價值。故9 d和6 d分別為殼聚糖處理組和對照組的最長保質期。

3 討論

水分蒸騰是導致鮮切果蔬貯藏期間重量損失的主要原因[19],殼聚糖涂膜可在鮮切瓜塊表面形成具有一定阻水性膜[20],從而有效抑制了瓜塊的水分蒸騰,降低了失重率。殼聚糖膜還具有一定的通透性,可增加各種氣體分子的穿透阻力,在果實內形成一個低O2、高CO2濃度的微氣調環(huán)境,從而降低了乙烯產生速率和呼吸強度,延緩了成熟和衰老進程[21]。本研究發(fā)現(xiàn),殼聚糖涂膜能較好保持瓜塊硬度(圖1B),有效維持瓜塊的色澤(圖2)、TSS和TA含量(圖3)。這與殼聚糖涂膜抑制甜瓜果實的乙烯產生和呼吸強度[22],降低細胞壁水解酶的活性[23],延緩類胡蘿卜素的降解[24],減呼吸底物的消耗,降低三羧酸循環(huán)的活性密切相關[25]。該結果與Chong等[12]采用殼聚糖結合氯化鈣處理鮮切白蘭瓜上的研究結果類似。

本研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖涂膜對鮮切哈密瓜微生物生長繁殖的有效抑制(圖4),因其具有良好的抗菌活性密切相關[26],由于殼聚糖的靜電作用會改變微生物細胞膜的結構,導致細胞膜破壞,胞內電解質泄露[27]。殼聚糖還能影響微生物DNA、mRNA和蛋白質合成,從而抑制微生物的生長和繁殖[28]。殼聚糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌和李斯特單核增生菌等常見致病菌的較強抑制作用,與其選擇性螯合影響微生物生長的起關鍵金屬離子,減緩微生物對必須營養(yǎng)元素的吸收有關[29]。

綜上所述,殼聚糖涂膜可通過延緩成熟和衰老有效推遲冷藏期間鮮切哈密瓜的品質劣變,其良好的抗菌活性顯著抑制了果塊表面菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌、大腸菌群的生長,涂膜處理可使鮮切哈密瓜的良好食用品質維持至9 d。

4 結論

本研究結果表明,殼聚糖涂膜處理能有效降低貯藏期間鮮切哈密瓜失重率,延緩硬度的下降,有效維持色澤、TSS和TA含量的變化,顯著抑制菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌和大腸菌群數(shù)的增長,有效延長了貨架期。

[1]Bi Y,Ge Y H,Wang C L,et al. Melon Production in China[J]. Acta Horticulturae,2007,731(1):493-500.

[2]Lamikanra O,Watson M A. Effects of ascorbic acid on peroxidase and polyphenoloxidase activities in fresh-cut cantaloupe melon[J]. Journal of Food Science,2001,66(9):1283-1286.

[3]Lamikanra O. Fresh-cut fruits and vegetables:science,technology and market[M]. USA:CRC Press,2002:1.

[4]Mantilla N,Castell-Perez M E,Gomes C,et al. Multilayered antimicrobial edible coating and its effect on quality and shelf-life of fresh-cut pineapple(Ananas comosus)[J]. LWT-Food Science and Technology,2013,51(1):37-43.

[5]段文凱,呂美巧,鄭春翠,等. 殼聚糖的結構及抑菌作用[J]. 現(xiàn)代食品科技,2006(4):259-261.

[6]胡曉亮,周國燕. 殼聚糖及其衍生物在果蔬貯藏保鮮中的應用[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2011(3):146-150.

[7]范林林,李萌萌,馮敘橋,等. 殼聚糖涂膜對鮮切蘋果貯藏品質的影響[J]. 食品科學,2014(22):350-355.

[8]鄧菡菲,唐慧,田沛霖,等. 殼聚糖涂膜對鮮切蘋果品質的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2010(4):122-128.

[9]姜秋煥,葉盛權,葉春海,等. 殼聚糖涂膜對鮮切菠蘿蜜的保鮮作用[J]. 現(xiàn)代食品科技,2012(1):14-17.

[10]潘永貴,段琪,陳維信,等. 殼聚糖涂膜處理對鮮切楊桃的保鮮效果[J]. 熱帶作物學報,2008(2):145-149.

[11]Freire M,Lebrun M,Ducamp N,et al. Evaluation of edible coatings in fresh-cuts mango fruits[J]. Alimentaria:Revista de tecnología e higiene de los alimentos,2005:85-91.

[12]Jia X C,Lai S J,Yang H S. Chitosan combined with calcium chloride impacts fresh-cut honeydew melon by stabilising nanostructures of sodium-carbonate-soluble pectin[J]. Food Control,2015(53):195-205.

[13]成善漢,周超,林師森,等. 不同鮮切形狀和厚度對鮮切甜瓜貯藏特性的影響[J]. 食品科技,2012,37(5):36-41.

[14]Yuan L,Bi Y,Ge Y H,et al. Postharvest hot water dipping reduces decay by inducing disease resistance and maintaining firmness in muskmelon(Cucumis melo L.)fruit[J]. Scientia Horticulturae,2013(161):101-110.

[15]Geraldine R M,Soares N D F F,Botrel D A,et al. Characterization and effect of edible coatings on minimally processed garlic quality. Carbohydrate Polymers,2008(72):403-409.

[16]曹健康,姜維波,趙玉梅. 果蔬采后生理生化實驗指導[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2007.

[17]王麗,張學杰,李慧,等. 不同甜瓜品種鮮切加工特性評價[J]. 食品科學,2012,33(7):55-58.

[18]周任佳,喬勇進,王海宏,等. 不同保鮮膜包裝對鮮切哈密瓜品質的影響[J]. 華東師范大學學報:自然科學版,2012,(6):131-138.

[19]Xiao C L,Luo W,Liu M Y,et al. Quality of fresh-cut pears(Pyrus bretschneideri Rehd cv. Huangguan)coated with chitosan combined with ascorbic acid and rosemary extracts[J]. Philippine Agricultural Scientist,2010,93(1):66-75.

[20]Qi H P,Hu W Z,Jiang A L,et al. Extending shelf-life of Fresh-cut ‘Fuji’ apples with chitosan-coatings[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2011,12(1):62-66.

[21]周靜亞,徐忠傳,馬春朋. 殼聚糖在鮮切果蔬保鮮中的應用[J]. 食品研究與開發(fā),2009,30(10):130-134.

[22]祁巖龍,廖新福,孫儷娜,等. 殼聚糖涂膜對甜瓜采后生理及品質的影響[J]. 新疆農業(yè)科學,2011(1):116-122.

[23]辛穎,陳復生,楊宏順. 殼聚糖涂膜對果蔬質地影響的研究進展[J]. 食品科技,2009(12):283-286.

[24]張丹丹,楊紹蘭,吳昊,等. 殼聚糖涂膜對鮮切南瓜貯藏品質的影響[J]. 中國食品學報,2012(11):97-103.

[25]祝美云,趙曉芳. 殼聚糖及其衍生物在鮮切果蔬和食品保鮮中的應用進展[J]. 食品開發(fā)與研究,2007,28(4):153-155.

[26]邵榮,許琦,余曉紅,等. 殼聚糖抗菌性能的研究[J]. 食品科學,2007(9):121-124.

[27]Chien P J,Sheu F,Yang F H. Effects of edible chitosan coating on quality and shelf life of sliced mango fruit[J]. Journal of Food Engineering,2007,78(1):225-229.

[28]Tezotto-Uliana J V,Fargoni G P,Geerdink G M,et al. Chitosa applications pre-or postharvest prolong raspberry shelf-life quality[J]. Postharvest Biology and Technology,2014,91(2):72-77.

[29]Rejane C. Goy,Britto D D,Odilio B. G. A review of the antimicrobial activity of chitosan[J]. Polímeros:Ciência e Tecnologia, 2009,19(3):241-247.

Effect of chitosan coating on quality of fresh-cut Hami melons

MA Jie,HU hui-min,SUN Yan,WANG Yi,BI Yang*

(College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Fresh-cut Hami melon ‘Cucumismelocv. Xizhoumi’ was coated with 2% of chitosan,the effects of coating treatment were studied on quality,microbial indexes and sensory characteristics of fresh-cut fruit during cool storage. The results showed that chitosan coating effectively decreased the weight loss,and maintained the firmness of fruit during storage. Meanwhile,the chitosan treatment significantly maintained the color,and the content of total soluble solids(TTS)and titratable acid(TA)of the melon pieces. In addition,the coating significantly inhibited the growth of aerobic plate count,yeasts,molds and coliforms on the surface of fruit pieces. The results of sensory evaluation showed that the good edible quality of the treated melon pieces kept to the 9th day,which extended 3 days than the control.

chitosan;fresh-cut;Hami melon;quality

2016-04-18

馬捷(1990-)，男，碩士研究生，研究方向：果蔬采后生物學與技術，E-mail：mj3695@163.com。

*通訊作者:畢陽(1962-)，男，博士，教授，研究方向:果蔬采后生物學與技術，E-mail：biyang@gsau.edu.cn。

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201303075)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000