2種復合涂膜保鮮劑對哈密瓜軟化生理的影響

曾媛媛，周 研，謝 晶，祖同驍，周 然

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

2種復合涂膜保鮮劑對哈密瓜軟化生理的影響

曾媛媛，周 研，謝 晶，祖同驍，周 然

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

以 1.5% 羧甲基殼聚糖和 1.5% 海藻酸鈉為原料制備 2 種復合涂膜保鮮劑，對哈密瓜進行涂膜貯藏試驗，通過測定哈密瓜的硬度、電導率、丙二醛（MDA）、果膠酶（PG）、纖維素酶以及脂氧合酶（LOX）等指標，分析 2 種復合涂膜保鮮劑對延緩哈密瓜軟化的效果。結果表明：貯藏 35 d 時海藻酸鈉組和羧甲基殼聚糖組的的硬度分別為 0.80 和 0.71 kg/cm2，MDA 含量為別為 1.82 和 4.80 U/mg，PG 活性分別為 2.61 和 3.44 U/mg，纖維素酶活性分別為 3.92 和 3.83 U/mg，LOX 酶含量分別為 5.13 和 5.74 U/mg。2 種復合涂膜都能保持較高的果實硬度，降低哈密瓜的電導率，維持較低的 PG 酶和纖維素酶活性，降低 LOX 酶活性，抑制哈密瓜果實軟化。

哈密瓜；羧甲基殼聚糖；海藻酸鈉；保鮮劑

哈密瓜（Cucumis melo. L）風味獨特，質地脆而多汁，備受消費者青睞。然而，在貯藏期間哈密瓜經后熟作用，細胞壁逐漸分解，細胞膜被氧化破壞，電解質外泄，質地逐漸變軟，最終失去商品價值[1-2]。因此，使用恰當的保鮮處理延遲哈密瓜的軟化十分重要。

天然保鮮劑殼聚糖在各類果蔬保鮮中已得到廣泛的應用，展現出巨大的市場前景。為了使保鮮劑使用更方便，人們研發出殼聚糖的衍生物——羧甲基殼聚糖，該物質可溶解于中性水，且抑菌效果好于殼聚糖[3-4]。還有研究表明，海藻酸鈉與肉桂醛復配能夠制備出抗菌性良好的涂膜劑[5-6]。Brasil等[7]研究木瓜保鮮方法時，以果膠和殼聚糖為基礎物質，加入了肉桂醛，將其制備成多層的抗菌涂膜劑，取得了良好的保鮮效果。

試驗以海藻酸鈉、羧甲基殼聚糖和肉桂醛為材料復配制作抗菌涂膜保鮮劑，模擬常溫貨架環境，研究復合涂膜保鮮劑對滬產新疆哈密瓜硬度、果膠酶（PG）、纖維素酶，以及與膜氧化相關的指標如電導率、丙二醛（MDA）、脂氧合酶（LOX）等的影響，以期為哈密瓜的貯藏提供新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試哈密瓜為黃皮滬產新疆哈密瓜（Cucumis melo var. saccharinus），購買于上海市哈密瓜研究所。挑選發育期約 28 d、大小基本一致、無明顯外傷的哈密瓜為材料。采摘時，預留 5 cm 以上的果梗，一方面便于標記，另一方面是避免采摘損傷而影響貨架期。將采摘后的哈密瓜套上塑料網袋，裝箱運輸到貯藏室待用。

主要試劑有：羧甲基殼聚糖（浙江澳興生物科技有限公司），肉桂醛、海藻酸鈉、甘油、吐溫 80（國藥集團化學試劑有限公司）等，試劑均為分析純。

主要儀器設備有 ：DF-101S 集熱式磁力加熱攪拌器（上海予申儀器有限公司）；UV-7504 單光束紫外-可見光分光光度計（上海尤尼柯儀器有限公司）；25-SB-12DT 超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；H-2050R 臺式高速冷凍離心機（上海滬粵明科學儀器有限公司）；TA-XT Plus 質構儀（Stable Micro System 公司）；IMS-50 全自動雪花制冰機（蘇州江東精密儀器有限公司）；DDS-307A 電導率儀（上海精密科學儀器有限公司）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 篩選重量為 3 kg 左右的哈密瓜 90個，均分為3組。一組設為對照組，直接套袋裝箱；試驗組則分為A組和B組，分別用配制好的復合涂膜保鮮劑 A、B 浸泡哈密瓜 30 s，待晾干后套袋裝箱；3 組哈密瓜均置于 19±2℃貯藏室中貯藏。

1.2.2 復合涂膜保鮮劑的配制 復合涂膜保鮮劑 A ：將 1.5% 的羧甲基殼聚糖與 0.5% 的甘油和 0.6% 的吐溫 80 混合，充分溶解后加入 0.5% 的肉桂醛，磁力攪拌 30 min 充分混均，用紗布過濾，除去不溶物，配制好的溶液用保鮮膜封口，經超聲消泡 30 min 后待用。復合涂膜保鮮劑 B ：將 1.5% 海藻酸鈉與 0.5% 的甘油和 0.6% 的吐溫 80 混合，充分溶解后加入 0.5% 的肉桂醛，再經磁力攪拌 30 min 充分混均，再用紗布過濾，除去不溶物，配制好的溶液用保鮮膜封口，經超聲消泡 30 min 后待用。

1.2.3 測定項目及方法 硬度測定參照 Zhou 等[8]的方法，稍作修改。選取哈密瓜赤道處的果肉，測定從表皮到內腔中點處的果肉硬度，單位為 kg/cm2。電導率參考 Cai等[9]的方法測定。丙二醛、果膠酶、纖維素酶和脂氧合酶參考曹建康等[10]的方法測定。

1.2.4 數 據 處 理 方 法 指 標 平 行 測 定 3 次， 運 用SPSS 20.0 軟件，對數據進 行 方差分析和多 重 比較，運用 Origin Pro V8.6 軟件繪制曲線。

2 結果與分析

2.1 復合涂劑膜對哈密瓜硬度的影響

硬度是評判果實軟化的指標，能夠衡量果實的成熟度、口感和貯藏品質。如圖1所示，果實在貯藏過程中，硬度逐漸下降。而海藻酸鈉涂膜組的硬度下降趨勢比其他 2 個組緩慢，且貯藏 35 d 時硬度顯著高于其他 2 組（P<0.05）。羧甲基殼聚糖涂膜組在貯藏前期與對照組的硬度較為接近，而貯藏 38 d 時以 0.71 kg/cm2的硬度略高于對照組（0.69 kg/cm2）。

2.2 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜電導率的影響

圖1 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜果實硬度的影響

果實電導率反應出果實的膜損傷程度，在貯藏期間隨著果實細胞膜的分解，電解質外滲導致果實的電導率隨之改變。如圖2所示，電導率在貯藏期間均呈上升趨勢，對照組的電導率在貯藏期內均高于復合涂膜組，貯藏 35 d 時對照組電導率為 71.95%，顯著高于 2 個復合涂膜組（P<0.05），而此時 2 個涂膜處理組之間差異不顯著（P>0.05）。這說明 2 種復合涂膜保鮮劑均能降低果實的電導率，從而保持細胞壁的完整，延遲果實軟化。

圖2 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜電導率的影響

2.3 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是細胞膜脂發生氧化反應生成的產物，是評價水果新鮮程度的重要指標，反映了水果的過氧化程度。如圖3 所示，貯藏 7 d 時，對照組的 MDA 含量顯著高于其他 2 組（P<0.05）；貯藏 35 d 時，對照組的 MDA 含量為 0.12 μmol/kg FW，此時海藻酸鈉復合涂膜組的 MDA 含量為 0.09 μmol/kg FW，而羧甲基殼聚糖復合涂膜組的 MDA 含量只有 0.08 μmol/ kg FW ；其中，羧甲基殼聚糖復合涂膜組與海藻酸鈉復合涂膜組及對照組的差異均達顯著水平（P<0.05），說明羧甲基殼聚糖復合涂膜處理后有助于抑制MDA的生成。

2.4 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜果膠酶活性的影響

圖3 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜 MDA 含量的影響

多聚半乳糖醛酸酶（PG）可以通過水解作用將哈密瓜中的果膠降解為小分子物質，從而破壞細胞壁，使哈密瓜果實軟化。如圖4所示，在貯藏的過程中，PG 活性呈現先上升后下降的趨勢，且貯藏 10 d 后羧甲基殼聚糖涂膜處理組的哈密瓜PG活性始終高于另外兩組。貯藏 35 d 時，羧甲基殼聚糖涂膜組哈密瓜的PG 活性為 0.11 μmol/(h·g)FW，顯著高于對照組的 0.07 μmol/(h·g)FW（P<0.05），此時海藻酸鈉組的 PG 活性為 0.08 μmol/(h·g)FW。由此說明，羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉中加入肉桂醛對哈密瓜進行涂膜能提高哈密瓜的PG活性，增強其抗氧化能力。其中，羧甲基殼聚糖的效果優于海藻酸鈉，這可能是因為羧甲基殼聚糖對哈密瓜抗氧化能力有誘導作用。

圖4 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜 PG 活性的影響

2.5 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的影響

纖維素是植物細胞壁的主要成分之一，其含量與果實軟化程度有關。纖維素酶可以將纖維素分解為葡萄糖。如圖5所示，對照組的纖維素酶活性在整個貯藏期內都高于 2 個復合涂膜組 ；貯藏 35 d 時，對照組纖維素酶活性為 0.13 μmol/(h·g)FW，顯著高于海藻酸鈉組和羧甲基殼聚糖組（P<0.05），說明 2 種復合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的抑制作用均較強；而 2 種復合涂膜保鮮劑之間無顯著性差異（P>0.05），表明2種復合涂膜保鮮劑的成膜效果相似，均能夠很好地成膜保護果實不被降解。

2.6 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜脂氧合酶的影響

圖5 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜纖維素酶活性的影響

脂氧合酶（LOX）是植物細胞膜過氧化啟動所需的酶，它與水果的衰老相關。如圖6所示，LOX含量隨著貯藏時間的延長，呈現先上升后下降的趨勢；貯藏 14 d 時對照組的 LOX 含量達到峰值；貯藏 21 d 時，海藻酸鈉組的LOX含量達到峰值；而羧甲基殼聚糖組 LOX 含量在貯藏 28 d 時才達到峰值。這說明復合涂膜能夠推遲哈密瓜細胞被破壞的時間，延緩哈密瓜的細胞損傷和果實軟化，保持果肉中的水分和營養物質。

圖6 復合涂膜保鮮劑對哈密瓜對脂氧合酶含量的影響

3 結論與討論

果實軟化是果實成熟和衰老的主要標志，主要表現為細胞壁的結構變化及其物質降解[11]。細胞壁主要由果膠質、纖維素和半纖維素構成，PG、PE 和纖維素酶致使這些物質降解，破壞細胞結構[12]。上述多聚體間的相互作用主要是通過化學鍵，或者依靠力學作用，形成了果膠 - 纖維素 - 半纖維素的網絡結構[13]。而這種網絡結構在果實成熟過程中會發生分解，從而導致組織軟化[14-15]。

綜合以上幾個指標分析可以發現，2種涂膜劑均能降低哈密瓜的失重率，保持良好的果肉硬度，延緩MDA 的生成，且能抑制 PG酶、纖維素酶和脂氧合酶的活性。從硬度變化情況可以得出，2種涂膜劑都延遲了果實軟化，這是由于2種抗菌涂膜劑都能減少水分蒸發，而肉桂醛則能有效抑制腐敗菌的繁殖。

海藻酸鈉涂膜組哈密瓜的硬度較羧甲基殼聚糖涂膜組高，說明海藻酸鈉的阻濕性更好，防止水分過快蒸發。相對而言，羧甲基殼聚糖涂膜組哈密瓜中的MDA、PG含量比海藻酸鈉涂膜組的高。這是因為具有一定抑菌性的羧甲基殼聚糖在與肉桂醛復配后，涂膜劑抑菌能力增強。

綜上所述，與肉桂醛復合的羧甲基殼聚糖涂膜和海藻酸鈉涂膜中，羧甲基殼聚糖更能抑制哈密瓜的細胞分解，延緩哈密瓜果實生理軟化衰老。但海藻酸鈉復合涂膜對哈密瓜的硬度保持較好。考慮到經濟成本，可在之后的研究中，將羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉復配，研制出成本更低、效果更為理想的復合涂膜保鮮劑。

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（責任編輯：成 平）

Effects of Two Kinds of Composite Film Preservatives on the Softening Physiology of Hami Melon

ZENG Yuan-yuan，ZHOU Yan，XIE Jing，ZU Tong-xiao，ZHOU Ran
（College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, PRC）

Hami melons were coated with composite fi lm preservatives respevtively, which prepared with 1.5% carboxymethyl chitosan and 1.5% sodium alginate, the preservation effect of two kinds of composite coating on delaying softening of Hami melons were analyzed, by measuring the hardness, electrical conductivity, malondialdehyde (MDA), pectinase, cellulose (PG) and lipoxygenase (LOX) and other indicators,. The results showed that 35 d sodium alginate and carboxymethyl chitosan group of hardness are 0.80kg/cm2 and 0.71kg/cm2, MDA content is not for 1.82 U/mg and 4.80 U/mg, PG were 2.61 U/mg and 3.44 U/mg, cellulase results were 3.92 U/mg and 3.83 U/mg, LOX enzyme content were 5.13 U/ mg and 5.74 U/mg. The results revealed that, the two kinds of composite coating can keep higher fruit fi rmness, reduce cantaloupe conductivity, low PG enzyme and cellulose content, reduce LOX enzyme content, inhibition of Hami melon fruit softening.

Hami melon; carboxymethyl chitosan; sodium alginate; preservation

TS205

A

1006-060X（2017）03-0084-04

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.003.024

2016-12-04

國家自然科學基金（31201439）；上海高校一流學科建設項目（B-5005-13-0002-4）；上海市科委工程中心建設項目（11DZ2280300）作者簡介：曾媛媛（1992-），女，安徽六安市人，碩士研究生，主要從事冷鏈物流方向的研究。

周 然