殼聚糖協同次氯酸鹽對北碚447錦橙貯藏品質的影響

劉 秘，張 玉,2,*，趙 欣

北碚447錦橙，又名北碚無核錦橙，具有早熟、無核、果大、皮薄、質優、豐產、穩產等綜合優良性狀[1]。但果實采摘后，隨著貯藏時間的延長，由于自身呼吸作用、生理代謝等進行，果實的營養流失且品質下降；因此果實的保鮮顯得極為重要。北碚447錦橙的傳統保鮮方法是采用化學保鮮劑浸泡果實，雖然效果明顯，但近來年化學保鮮對人體健康和環境的影響問題日益突出，若不進行果實保鮮處理又會導致果實貯藏期短，集中銷售的果實價格低廉，會導致果實滯銷和農民經濟利益受損。因此，天然保鮮劑的研發對新鮮果實貯藏和銷售意義重大[2-4]。尋找有可抑制果實腐敗變質、保持果品品質的天然無毒、環保無污染的保鮮劑成為研究者的目標。

殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙酰作用得到的，其化學結構為帶陽離子的高分子堿性多糖聚合物[5-7]。丘苑新等[8]進行了殼聚糖涂膜對紫金春甜桔保鮮效果的實驗，結果表明室溫貯存54 d內，適宜濃度的殼聚糖涂膜處理可有效減緩果實中水分的散失，促進春甜桔總糖的積累，減緩果實中可滴定酸和VC的降解；于軍香[9]利用不同質量分數的殼聚糖涂膜處理沂州木瓜，測定在貯藏期間果實的品質指標，發現殼聚糖涂膜處理能延緩果實硬度、總糖含量、VC含量、質量損失率和感官品質的降低，降低果實的腐爛率，質量分數1.5%殼聚糖涂膜處理保鮮效果最好，可有效地延長沂州木瓜的保鮮期。但單獨使用殼聚糖涂膜進行涂膜保鮮有一定的局限性和不足，有新的研究表明殼聚糖與其他物質復合涂膜保鮮效果更好。吳雪瑩等[6]通過實驗發現質量分數1.5%殼聚糖、0.08%納米SiOx都能抑制臍橙果實貯藏期間硬度的降低，兩者復合處理的抑制效果更佳。次氯酸鹽用于果蔬保鮮近年來有部分研究，但由于其溶于水后涂膜成膜性差，必須與熱處理、過氧乙酸、草酸、低溫處理等結合才具有良好的保鮮效果[10-11]。殼聚糖協同次氯酸鹽涂膜處理可以避免單獨使用次氯酸鹽成膜性差的弊端，并且兩者的結合使用對北碚447錦橙貯藏過程中的果實品質的影響還鮮有報道。因此，本研究以北碚447錦橙為實驗材料，采用殼聚糖、殼聚糖協同次氯酸鹽處理北碚447錦橙果實，通過測定貯藏期間果實中可溶性固形物、總糖、總酸質量分數和VC、總黃酮、總酚含量等與貯藏品質相關的指標，探究殼聚糖與次氯酸鹽協同處理對北碚447錦橙果實貯藏品質的影響，為北碚447錦橙貯藏期間品質的保持以及新型天然保鮮劑的應用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

北碚447錦橙，當日采摘200 個外觀整齊、大小適中、無病蟲害和機械損傷的成熟度在9 成左右的果實。

殼聚糖（1 600 Da） 山東濟南海得貝海洋生物工程公司；次氯酸鈣（分析純） 成都市科龍化工試劑廠；蒽酮（分析純） 上海科豐實業有限公司；福林-酚試劑 上海如吉生物科技發展有限公司。其他試劑為實驗室常用試劑。

1.2 儀器與設備

722可見分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司；HH-8數顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；MP4001電子天平 上海恒平科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果實的前處理與分組

當日采摘的果實用清水清洗干凈，自然晾干后用0.02 g/mL次氯酸鈉溶液浸泡1 min，取出再用清水清洗干凈，自然晾干。

將樣品分為A、B、C、D 4 組進行涂膜處理，A組：0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2；B組：0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO；C組：0.01 g/mL殼聚糖；D組：空白組（蒸餾水）。0.01 g/mL殼聚糖水溶液中添加體積分數0.5%乙酸溶液。

4 組果實分別浸泡于對應的膜液中2 min，取出自然晾干，使用厚0.02 mm聚乙烯塑料袋套袋，貯藏在25 ℃溫度下，每5 d為一個周期，每個周期各組取8 個果實進行各項指標的測定。

1.3.2 指標的測定

1.3.2.1 可溶性固形物質量分數的測定

每次取果肉2.0 g，用阿貝折光儀測定可溶性固形物質量分數[12]。

1.3.2.2 總糖質量分數的測定

采用蒽酮比色法[12]，并作適當改動。稱取5.0 g研磨搗碎的樣品，置于三角瓶中，加蒸餾水20 mL，加蓋在沸水浴中保持15 min；冷卻后用漏斗過濾到100 mL容量瓶中，并用蒸餾水將三角瓶沖洗至少3 次，然后在容量瓶中加入2.5 mL 0.1 g/mL的醋酸鉛溶液，混勻，以沉淀樣品中的蛋白質。待反應完全后，加入0.5 g草酸鉀結晶，以除去過量的醋酸鉛，并定容混勻，過濾，取上清液1 mL，加入100 mL容量瓶中定容，取定容后的樣液1 mL，加4 mL蒽酮試劑（冰浴），取出至常溫，再放入沸水浴10 min后取出至常溫，在620 nm波長處測定吸光度，并以公式（1）計算總糖含量。標準曲線的方程A＝1.298ρ-0.004 4，R2＝0.990 4。

式中：ρ為根據標準曲線方程及測定的吸光度計算所得葡萄糖質量濃度/（mg/mL）；V為取樣體積/mL；m為樣品質量/g；N為稀釋倍數。

1.3.2.3 總酸質量分數的測定

總酸質量分數采用直接滴定法測定[11]。按公式（2）計算總酸質量分數。

式中：c為氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度，值為0.1 moL/L；V為滴定試液時消耗氫氧化鈉標準溶液的體積/mL；m為試樣的取樣質量/g；K為酸的換算系數，值為0.070。

1.3.2.4 固酸比的測定

固酸比通過計算可溶性固形物質量分數與總酸質量分數的比值得出。

1.3.2.5 VC含量的測定

VC的提取[12]：取樣品10.0 g，加入10 mL草酸EDTA溶液浸提劑，用研缽研磨成勻漿。過濾取得濾液，用浸提劑將樣液移入100 mL容量瓶中，并定容至100 mL。

VC含量的測定[13]：準確吸取樣品液10 mL至50 mL錐形瓶中，用標定后的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定，同時做空白實驗。VC含量按公式（3）計算。

式中：V為滴定樣液時消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液體積/mL；V0為滴定空白液時消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液體積/mL；T為滴定度/（mg/mL)；N為稀釋倍數；m為樣品質量/g。

1.3.2.6 總黃酮含量的測定

總黃酮含量的測定參照文獻[14-16]。將果實去皮，取果肉用組織搗碎機搗碎后，用細紗布過濾，取過濾后樣品20 g，無水乙醇定容至100 mL作為樣品溶液。取10 mL刻度試管，向其中加入4 mL樣品液（空白加無水乙醇），再向試管中加0.05 g/mL的亞硝酸鈉溶液0.4 mL，搖勻，放置6 min；后再向刻度試管中加入1 g/mL硝酸鋁溶液0.4 mL，搖勻，放置6 min；最后加入1 mol/L的氫氧化鈉溶液4.5 mL，加水至刻度，搖勻，放置15 min，在506 nm波長處測定吸光度，根據式（4）計算總黃酮含量。總黃酮標準曲線：A＝8.721 4ρ+0.014 4，R2＝0.998。

式中：V為樣品體積/mL；ρ為樣品溶液中總黃酮的質量濃度/（μg/mL）；N為稀釋倍數；m取樣的質量/g。

1.3.2.7 總酚含量的測定

總酚含量的測定采用福林-酚試劑法[17-18]，并作相應改動。取2 mL待測液于10 mL離心管中，再加入2 mL福林-酚試劑，搖勻，5 min后加入2 mL 0.2 g/mL Na2CO3振蕩。靜置30 min后在760 nm波長處測定吸光度，以2 mL蒸餾水代替待測液作為空白。根據式（5）計算總酚含量。沒食子酸標準曲線為：A＝0.015 7ρ+0.064 1，R2＝0.997 3。

式中：ρ為根據吸光度和標準曲線計算的總酚質量濃度/（mg/L），V為樣品待測液體積/mL；N為樣品稀釋倍數；m為取樣質量/g。

1.4 數據分析

每個周期取樣8 個果實，6 個實驗周期，供試果實200 個，實驗數據重復3 次；應用Excel 2010 統計分析所有數據，計算標準差并繪圖；應用SPSS 19.0軟件對數據進行單因素方差分析（P＜0.05表示顯著差異，P＜0.01表示極顯著差異）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對果實貯藏期間可溶性固形物質量分數的影響

圖1 不同處理對可溶性固形物質量分數的影響Fig. 1 Effects of different treatments on soluble solid content

如圖1所示，可溶性固形物質量分數隨貯藏時間延長呈先上升再下降的趨勢，其原因為可溶性固形物在貯藏期間先到達一個峰值，然后由于呼吸作用消耗導致可溶性固形物質量分數逐漸降低。在整個貯藏過程中，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組的可溶性固形物質量分數均高于其他各組。在第15～20天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2與0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組可溶性固形物質量分數顯著高于0.01 g/mL殼聚糖組和空白組（P＜0.05）。第15天時，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組、0.01 g/mL殼聚糖組、空白組分別為（11.2±0.1）%、（11.0±0.1）%、（10.3±0.2）%、（10.1±0.1）%；第20天時分別為（11.5±0.2）%、（11.0±0.1）%、（10.7±0.1）%、（10.2±0.1）%。第25天，各實驗組的可溶性固形物的質量分數達到最高值，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組質量分數最高，為（12.3±0.2）%。第25～30天，各實驗組的可溶性固形物質量分數有小幅度下降。在整個貯藏期間，3 個實驗組的可溶性固形物質量分數高于或顯著高于空白組，說明實驗組較空白組相比能有效延緩可溶性固形物質量分數的下降，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2作用效果最優。

2.2 不同處理對果實貯藏期間總糖質量分數的影響

圖2 不同處理對總糖質量分數的影響Fig. 2 Effects of different treatments on total sugar content

如圖2所示，總糖質量分數隨貯藏時間延長發生改變，總體呈先下降再上升再下降的趨勢。在貯藏初期由于果實的呼吸作用消耗導致總糖質量分數有所降低；隨著貯藏時間的延長，多糖類物質和大分子物質的部分分解引起總糖質量分數有所上升[19]。該實驗結果與丘苑新等[8]的研究結果一致。在第15天，各實驗組的總糖質量分數達到貯藏期間最小值，質量分數從大到小分別為0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（7.8±0.2）%、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（6.6±0.1）%、0.01 g/mL殼聚糖組（6.2±0.1）%、空白組（6.0±0.1）%，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組的總糖質量分數顯著高于其他3 個組（P＜0.05）。在第25～30天，各處理組總糖質量分數均有下降，在第30天，各實驗組總糖質量分數分別為0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（7.8±0.1）%、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（7.2±0.1）%、0.01 g/mL殼聚糖組（7.3±0.1）%、空白組（7.1±0.1）%，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組的總糖質量分數顯著高于其他3 個組（P＜0.05）。因此在整個貯藏期間，3 個實驗組與空白組相比能很好地減緩總糖質量分數的下降，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理對總糖質量分數保持效果最優。

2.3 不同處理對果實貯藏期間總酸質量分數的影響

果實總酸的質量分數影響著果實的風味，果實本身的呼吸作用會使有機物質被消耗分解導致總酸質量分數隨著貯藏時間的延長而下降[19]。如圖3所示，總酸質量分數隨貯藏時間的延長總體呈先上升后下降趨勢，其中3 個實驗組較空白組總酸質量分數下降緩慢，表明實驗組較空白組能夠更好地保持果實風味。在第10～15天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2與0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組總酸質量分數分別顯著高于空白組（P＜0.05），在第10天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（1.14±0.02）%、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（1.04±0.01）%、0.01 g/mL殼聚糖組（1.13±0.01）%、空白組（0.99±0.02）%；第15天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（1.10±0.01）%、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（1.12±0.02）%、0.01 g/mL殼聚糖組（1.03±0.01）%、空白組（0.96±0.02）%。在貯藏過程中，各實驗組總酸質量分數基本高于空白組，說明各組處理方式均能夠有效抑制有機酸的分解，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2的抑制效果最優，但與其他實驗組相比差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 不同處理對總酸質量分數的影響Fig. 3 Effects of different treatments on total acid content

2.4 不同處理對果實貯藏期間固酸比的影響

圖4 不同處理對固酸比的影響Fig. 4 Effects of different treatments on solid/acid ratio

如圖4所示，果實的固酸比總體呈下降-上升-下降的趨勢。固酸比與可溶性固形物質量分數成正相關，與總酸質量分數成負相關[20]。前述研究中可溶性固形物質量分數隨貯藏時間延長呈先上升再下降（圖1）；總酸質量分數隨貯藏時間的延長總體呈先下降后上升的趨勢（圖3）；所以固酸比應該呈現先上升后下降的趨勢，這與本實驗結果基本一致。在第25天，各實驗組固酸比達到最大值，分別為0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組12.3±0.1、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組12.2±0.4、0.01 g/mL殼聚糖組12.2±0.1、空白組12.0±0.1，各實驗組固酸比差異不顯著（P＞0.05）。

2.5 不同處理對果實貯藏期間VC含量的影響

圖5 不同處理對VC含量的影響Fig. 5 Effects of different treatments on VC content

VC是一種不穩定的維生素，隨著果實貯藏時間的延長，逐漸被水分和抗壞血酸酶氧化分解而減少[12]；因此，VC含量的保持對果實營養價值的保持有著重要意義。如圖5所示，果實的VC含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢。在第5天，3 個實驗組果實的VC含量顯著高于空白組（（1.00±0.01）mg/g）（P＜0.05），分別為0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/LCa(ClO)2組（1.09±0.02） mg/g、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（1.10±0.01）mg/g、0.01 g/mL殼聚糖組（1.11±0.01）mg/g，3 個實驗組之間無顯著差異（P＞0.05）。在第25～30天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組VC含量顯著高于其他各組（P＜0.05），第25天為（0.97±0.01）mg/g，第30天為（0.95±0.01）mg/g。即0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO和1%殼聚糖均能有效抑制貯藏期間果實VC的氧化，減少果實營養的流失，減緩果實品質的下降，其中0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理效果最優。

2.6 不同處理對果實貯藏期間總黃酮含量的影響

圖6 不同處理對總黃酮含量的影響Fig. 6 Effects of different treatments on total flavonoid content

總黃酮在果實中含量較低，但其有很好的抗氧化作用[21]。如圖6所示，在第10天，3 個實驗組的總黃酮含量明顯高于空白組（（28.4±0.2）μg/g ）（P＜0.05），分別為0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（35.4±0.2）μg/g、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（33.1±0.1）μg/g、0.01 g/mL殼聚糖組（36.2±0.2）μg/g；第15天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組的果實總黃酮含量顯著高于另外3組（P＜0.05），為（45.6±0.1）μg/g。說明0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理有助于果實在貯藏中期總黃酮的積累。在整個貯藏期間，果實總黃酮含量呈下降-上升-下降趨勢，且在第25～30天，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組總黃酮含量顯著高于另外3 組（P＜0.05）。說明了0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理能很好地保持貯藏期間果實總黃酮含量，增強果實的抗氧化能力，延緩果實營養品質的下降。

2.7 不同處理對果實貯藏期間總酚含量的影響

圖7 不同處理對總酚含量的影響Fig. 7 Effects of different treatments on total phenolic content

酚類物質可以抗菌、抗氧化[22]。由圖7可知，在貯藏期間，3 個實驗組的果實總酚含量均高于空白組；在第30天，3 個實驗組果實總酚含量顯著高于空白組果實（（11.6±0.1）μg/g）（P＜0.05），分別為0.01 g/mL殼聚糖組（15.2±0.1）μg/g、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO組（14.1±0.3）μg/g、0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2組（14.1±0.2）μg/g。說明了0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理效果顯著優于0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO和0.01 g/mL殼聚糖（P＜0.05）。

3 討 論

研究結果表明，殼聚糖協同次氯酸鹽有效地維持了北碚447錦橙貯藏期間果實可溶性固形物質量分數、固酸比，抑制了貯藏期間北碚447錦橙果實營養品質的下降，這與胡佳羽[11]的研究結果一致。主要原因是殼聚糖協同次氯酸鹽能有效抑制果實的呼吸作用，減少了VC和有機酸的氧化分解，以延緩其營養品質的下降[1,3,5]。此外，殼聚糖協同次氯酸鹽還有效抑制了貯藏期間北碚447錦橙果實中總酚含量上升，因此增強了果實抗氧化抗病能力。一方面原因是殼聚糖協同次氯酸鹽有效抑制了果實的呼吸作用，減慢了果實的生理代謝，抑制了總酚與總黃酮的氧化分解[23-24]；另外一方面原因是鈣離子具有控制細胞代謝、保持水果硬度、抑制水果后熟、減輕水果生理病害的作用[25-30]；殼聚糖誘導的抗病性也是貯藏期間總酚和總黃酮含量的變化的原因之一[5]。綜上所述，本研究的結果表明，0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2處理對北碚447果實的保鮮效果優于0.01 g/mL殼聚糖+200 mg/L NaClO。

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