ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜對鮮切茄子保鮮作用

吳海霜，李亞娜*，劉莉艷

（武漢輕工大學機械工程學院，湖北武漢430023）

ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜對鮮切茄子保鮮作用

吳海霜，李亞娜*，劉莉艷

（武漢輕工大學機械工程學院，湖北武漢430023）

利用ε-聚賴氨酸-殼聚糖/聚乙烯（PE）復合膜對鮮切茄子進行真空包裝，并考察ε-聚賴氨酸含量（1%、3%、5%、7%）對鮮切茄子的保鮮效果影響。結果發現，隨著貯藏天數的增加，鮮切茄子的感官品質、可溶性固形物均呈下降趨勢，失質量率、褐變度均在增加。其中5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜對鮮切茄子的保鮮效果最佳。

ε-聚賴氨酸；殼聚糖；鮮切茄子；保鮮

茄子原產于東南亞熱帶地區，其富含維生素P，可預防毛細血管破裂，也能預防高血壓、動脈硬化、壞血病等疾病，增強肝臟功能[1]，是餐桌上經常食用的一道蔬菜。然而當茄子切分時，其細胞膜上的多酚類物質極易被氧化，從而使鮮切茄子迅速出現褐變[2]。因此，褐變是茄子用于鮮切產業大批量生產需要解決的主要問題。高曉衫等[3]發現利用植物中草藥丁香的提取物能有效阻止貯藏期內鮮切茄子水分的流失和褐變。王順民等[4]發現，1.5%殼聚糖、1%乙酸和3%的1,2-丙二醇復合保鮮劑對茄子涂膜能有效阻止貯藏期間鮮切茄子的腐爛變質，對茄子的保鮮有良好的效果。徐庭巧等[5]發現，碳酸改性殼聚糖能有效解決鮮切茄子貯藏保鮮過程中質量損失、營養損失和褐變等問題。

ε-聚賴氨酸是目前已被國家批準的食品添加劑，它能有效抑制細菌滋生，在生鮮食品上有廣泛應用[6]。秦蕓樺等[7]發現，ε-聚賴氨酸能抑制鮮切竹筍中微生物的生長，減緩鮮切竹筍因微生物產生的腐爛，也能減少竹筍水分的流失，并且能抑制其褐變。殼聚糖是從甲殼類動物的外殼中提取出來的白色無毒無味的高分子聚合物，其具有一定抑菌性，并且成膜性良好，廣泛應用于果蔬的保鮮[8-11]。杜傳來等[12]發現2%殼聚糖的溶液中加入硬脂酸、山梨酸鉀和抗壞血酸制成的殼聚糖涂膜液對鮮切萵苣涂膜后，能夠阻止鮮切萵苣的褐變，同時還能抑制酚類物質的氧化，從而有效地控制了萵苣的褐變和腐爛、起到很好的保鮮效果。王娟慧等[13]考察了不同溫度（0℃、4℃、8℃）條件下不同濃度殼聚糖溶液（0.5%、1.0%、1.25%）對鮮切馬鈴薯的保鮮效果。結果發現，0℃的保鮮效果最好，隨著溫度的升高，褐變加重；殼聚糖膜液含量以1.0%的保鮮效果最好，太低或太高的濃度都不適合。本研究將ε-聚賴氨酸-殼聚糖溶液涂覆于聚乙烯（polyethylene polyethylene，PE）膜上，得到ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜，采用該復合膜對鮮切茄子進行真空包裝，并考察ε-聚賴氨酸的濃度對鮮切茄子的保鮮性影響，以期在鮮切茄子的保鮮包裝上尋求合適的對策。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮茄子：武漢東西湖區菜市場；聚乙烯膜（厚29 μm，單面表面達因值為38達因）：武漢恒義包裝材料有限公司；殼聚糖（食品級）：國藥集團化學試劑有限公司；冰乙酸（分析純）：天津市天力化學試劑有限公司；ε-聚賴氨酸（食品級）：鄭州拜納佛生物工程有限公司。

1.2 儀器與設備

SF系列熱封機：溫州市興業機械設備有限公司；DZ-400真空包裝機：上海惠河實業機械有限公司；WYT-J手持折光儀：成都豪創光電儀器有限公司；CR-10色度計：翁開爾有限公司；EX-124分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；GY-3指針式水果硬度計：浙江托普儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜的制備

稱取一定量的殼聚糖溶于含量為1%的冰乙酸溶液中，充分攪拌至殼聚糖完全溶解得到濃度為1%的殼聚糖溶液[14]，再分別稱取一定量的ε-聚賴氨酸溶于1%的殼聚糖溶液中，磁力攪拌20 min，制成ε-聚賴氨酸含量（相對于殼聚糖）分別為1%、3%、5%、7%的ε-聚賴氨酸-殼聚糖混合液，用0.1 mol/L的NaOH調節溶液pH值至5，然后通過流延法將該混合液涂覆于PE膜上[14]，得到ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜。以不含ε-聚賴氨酸的殼聚糖/PE復合膜作為對照組（CK）。

1.3.2 茄子的處理和包裝

選擇成熟度適宜、外觀完整、無斑塊、無損傷、色澤新鮮、彎曲程度小、大小均勻的紫色茄果作為試驗材料，將茄子洗凈后用消毒過的刀切成40 mm×20 mm×4 mm的片狀，用自制殼聚糖/PE復合膜及ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜進行真空包裝處理，共分成5組，每組做3個平行處理，室溫放置，定期對各指標進行測定，重復測定至少3次。

1.3.3 保鮮指標的測定

（1）感官評價

由10名人員組成感官評定小組，參照文獻[15]，對各處理組鮮切茄子的外觀、色澤、褐變度3方面進行綜合感官評分，滿分為9分，感官評分標準見表1。

表1 茄子感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of fresh-cut eggplant

（2）理化指標的測定

失質量率：每天對各組茄子進行稱質量，按照公式失質量率=（貯存前質量－貯存后質量）/貯存前質量×100%，計算貯藏期間鮮切茄子的失質量率[16]；硬度：采用硬度計進行測定；褐變度：用色度計進行測定[16-17]，將以L*、a*、b*表示，其中L*值反映茄子的褐變度（0=黑色，100=白色），L*越小說明褐變越嚴重，a*和b*反映鮮切茄子由綠變紅和由藍變黃的趨勢；可溶性固形物（totalsoluble solid，TSS）含量：利用手持折光儀進行測定。

2 結果與分析

2.1 貯藏期間鮮切茄子感官品質的變化

感官品質的變化主要是因為鮮切茄子水分大量的流失和茄子表面氧化產生褐變引起的。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對鮮切茄子感官品質的影響，結果見圖1。

圖1 貯藏期間鮮切茄子的感官品質的變化Fig.1 Changes of sensory quality of fresh-cut eggplant during storage

由圖1可知，貯藏期間鮮切茄子的感官品質整體均呈下降趨勢，當ε-聚賴氨酸含量為3%時，鮮切茄子感官評分在貯藏過程中下降的最快，貯藏至第4天時，其感官評分為2.7（＜3.0），茄子表面有大面積的褐色斑塊且肉質萎焉，已失去其商品價值。對照（CK）組，在貯藏期第4天時，鮮切茄子的感官評分為2.9（＜3.0），但其感官評分下降速度比3% ε-聚賴氨酸含量的復合膜包裝鮮切茄子的感官評分下降略慢。而ε-聚賴氨酸含量為5%的復合膜包裝的鮮切茄子感官評分相對于其他組下降得最慢，在貯藏至第5天時，鮮切茄子的感官評分為3.0，茄子仍具有商品價值。ε-聚賴氨酸含量為7%的復合膜包裝的鮮切茄子，在貯藏至第4天時，感官評分為3.5（＞3.0），其感官品質保持的較好，但第5天鮮切茄子迅速腐爛，感官評分值為1.5（遠小于3.0分），失去了商品價值。因此，5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜能夠較好的維持鮮切茄子在貯藏期內的感官品質。

2.2 貯藏期間鮮切茄子失質量率的變化

失質量即果蔬水分的流失，水分流失不僅會使果蔬的質量減少而且還會使鮮切果蔬萎焉，降低消費者的購買欲，影響其商品價值。考察貯藏期間不同含量ε-聚賴氨酸對鮮切茄子失質量率的影響，結果見圖2。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切茄子失質量率均逐漸增大，其中5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝的鮮切茄子的失質量率增長最為緩慢，3%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝的鮮切茄子的失質量率增長最快，貯藏至第5天時，鮮切茄子的失質量率分別為0.826%和1.388%。因此，含5%ε-聚賴氨酸的復合膜對鮮切茄子失質量的抑制效果最佳。

圖2 貯藏期間鮮切茄子失質量率的變化Fig.2 Changes of mass loss rate of fresh-cut eggplant during storage

2.3 貯藏期間鮮切茄子硬度的變化

硬度是評定鮮切茄子保鮮性能的重要指標之一，果蔬在貯藏過程中硬度的下降，主要是因細胞失水和細胞壁中果膠的水解。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對鮮切茄子硬度的影響，結果見圖3。

圖3 貯藏期間鮮切茄子硬度的變化Fig.3 Changes of hardness of fresh-cut eggplant during storage

由圖3可知，貯藏前3 d，不同處理的鮮切茄子其硬度都呈先增大后減小的趨勢，這與徐庭巧等[5,18]的研究結果不同，其鮮切茄子貯藏期間硬度均呈逐漸下降。這可能是后兩者試驗都是先將鮮切茄子進行浸泡、晾干后再進行其他處理來測定茄子的保鮮指標，而本實驗是直接將切好的新鮮茄子裝入袋中然后真空包裝，包裝方式不同導致硬度變化不同。因此在本實驗中大部分組別的硬度值在貯藏期間先增大后減小。ε-聚賴氨酸含量為5%的復合膜所包裝鮮切茄子的硬度隨著儲藏時間的延長而增大，貯藏第3天后，鮮切茄子的硬度趨于平穩，同樣3%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的硬度值逐漸增大，但從第2天開始，其硬度迅速上升。對照（CK）組和ε-聚賴氨酸含量為1%的復合膜所包裝鮮切茄子的硬度值都是先增大至第3天，隨后下降。不含ε-聚賴氨酸和3%和7%ε-聚賴氨酸含量的包裝袋內的鮮切茄子，在貯藏至第4天，其邊緣出現了少許腐爛，貯藏至第5天，7%ε-聚賴氨酸含量的包裝袋內鮮切茄子腐爛程度最為嚴重。因此，5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝茄子的硬度變化最為平穩。

2.4 貯藏期間鮮切茄子色度的變化

通過色度計對貯藏期間鮮切茄子的L*、a*、b*值的變化來表示其褐變程度，具體表現為L*值越小茄子的色澤就越暗，a*值越小為負時茄子的顏色越鮮綠，b*值越大則表示鮮切茄子變黃程度越嚴重。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸濃度對鮮切茄子褐變度的影響，結果見圖4。

圖4 貯藏期間鮮切茄子L＊值(A)、a＊值(B)、b＊值(C)的變化Fig.4 Changes ofL＊(A),a＊(B),b＊(C)value of fresh-cut eggplant during storage

由圖4a可知，不同處理的鮮切茄子在貯藏期間其L*值均呈下降趨勢，其中5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的L*值下降最慢，3%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝茄子的L*值下降最快，而7%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝茄子的L*值在貯藏期0～4 d下降較為緩慢，但在第5天時L*值迅速降為61.42，低于其他4組。由圖4b可知，5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的a*值變化最為緩慢，該組茄子保持鮮綠色最為持久，而3%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的a*值變化最快；由圖4c可知，隨著儲藏時間的延長，鮮切茄子逐漸變黃，5% ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的b*值變化最為緩慢。表明5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/ PE復合膜對鮮切茄子的褐變抑制效果最好，這可能緣于ε-聚賴氨酸的抑菌性。

2.5 貯藏期間鮮切茄子可溶性固形物含量的變化

鮮切茄子的呼吸作用致使其營養物質的消耗加快，特別是糖類物質，鮮切茄子可溶性固形物減少。考察貯藏期間不同ε-聚賴氨酸含量對鮮切茄子可溶性固形物含量的影響，結果見圖5。

圖5 貯藏期間鮮切茄子可溶性固形物含量的變化Fig.5 Changes of soluble solid content of fresh-cut eggplant during storage

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，不同包裝袋內的鮮切茄子的可溶性固形物均逐漸下降，貯藏至第2天時，各組鮮切茄子的可溶性固形物迅速下降，儲藏期繼續延長，可溶性固形物下降趨于平穩，其中5%ε-聚賴氨酸含量復合膜包裝的鮮切茄子其可溶性固形物下降的最為緩慢，而3%ε-聚賴氨酸含量的復合膜所包裝鮮切茄子的可溶性固形物的下降最迅速。因此5%ε-聚賴氨酸含量的復合膜更能保持鮮切茄子的營養物質，提高鮮切茄子的商品價值。

3 結論

為解決鮮切茄子的褐變問題，本研究制備了含不同含量ε-聚賴氨酸的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜，考察了不同ε-聚賴氨酸的含量對鮮切茄子的保鮮性影響。結果發現，5%ε-聚賴氨酸含量的ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜能更好地減少鮮切茄子中營養物質的消耗、水分的流失，抑制其褐變，保鮮效果相對較好。為鮮切茄子的保鮮提供了一種解決方案，并為未來鮮切茄子包裝銷售的市場化提供了一定的理論基礎。但有關ε-聚賴氨酸-殼聚糖/PE復合膜對鮮切茄子保鮮的機理還有待進一步深入研究。

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Effect ofε-polylysine-chitosan/PE composite film on preservation of fresh-cut eggplant

WU Haishuang,LI Yana*,LIU Liyan(School of Mechanical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

ε-polylysine-chitosan/polyethylene(PE)composite film was used to treat the fresh-cut eggplant by vacuum packaging technology.The effects ofε-polylysine contents(1%,3%,5%,7%)on preservation of fresh-cut eggplant were investigated.Results indicated that with the increase of storage days,the sensory quality and soluble solids of fresh-cut eggplant showed a downward trend,the mass loss rate and browning degree showed a rising trend.ε-polylysine-chitosan/PE composite film with 5%ε-polylysine had optimum preservation effect on fresh-cut eggplant.

ε-polylysine;chitosan;fresh-cut eggplant;preservation

TB484.3

0254-5071（2017）01-0164-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.034

2016-07-24

武漢輕工大學校立科研項目

吳海霜(1993-)，男，碩士研究生，主要從事包裝材料方面研究工作。

*通訊作者：李亞娜(1980-)，女，副教授，博士，主要從事食品包裝材料的研究工作。