殼聚糖涂膜保鮮蘆筍的研究

路志芳， 袁 超， 焦海冰

(安陽(yáng)工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，河南安陽(yáng) 455000)

綠蘆筍營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，在國(guó)際市場(chǎng)上享有“蔬菜之王”的美稱，其產(chǎn)品具有很大的需求量，由于綠蘆筍的嫩莖水分含量大，呼吸作用強(qiáng)，容易腐爛，而且采后容易失水，導(dǎo)致根莖硬化，所以阻礙了綠蘆筍在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域廣闊的發(fā)展前景[1]。

殼聚糖是以C6H9O4NH2為單體的高聚物，每個(gè)單體中有1個(gè)六元雜環(huán)結(jié)構(gòu)[2]。殼聚糖的分子量、脫乙酰化度、殼聚糖分子中存在的各種游離羥基和氨基都會(huì)影響殼聚糖的成膜性質(zhì)[3]。Lin等用不同濃度的殼聚糖進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在較低濃度的殼聚糖處理下(0.5%)，通過(guò)提高維生素C的含量可以提高保鮮效果[4]。Eissa用不同濃度殼聚糖保鮮鮮切蘑菇，發(fā)現(xiàn)濃度越高，產(chǎn)品質(zhì)量越高[5]。吳小勇等通過(guò)測(cè)定幾種殼聚糖的最低抑菌濃度，發(fā)現(xiàn)pH值在5.5～6.0能夠發(fā)揮最強(qiáng)的抗菌能力[6]。目前，針對(duì)殼聚糖的抗菌成膜特性和保鮮原理等方面我國(guó)正在進(jìn)行廣泛而深入的研究[7]。

本試驗(yàn)將殼聚糖配制成不同濃度對(duì)蘆筍進(jìn)行涂膜，并用保鮮膜裹包，主要研究殼聚糖涂膜保鮮蘆筍后理化指標(biāo)和感官指標(biāo)的變化，對(duì)照常溫、低溫來(lái)保鮮蘆筍。通過(guò)檢測(cè)和評(píng)定不同濃度殼聚糖涂膜后各種理化指標(biāo)和感官指標(biāo)，來(lái)探索殼聚糖涂膜保鮮蘆筍的可行性和最佳濃度，進(jìn)而為蘆筍保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

綠蘆筍，購(gòu)自上海老一貿(mào)易有限公司；殼聚糖(脫乙酯度≥90%)，購(gòu)自上海金穗生物科技有限公司；乙醇(95%)、草酸、抗壞血酸、酚酞、冰乙酸、氫氧化鈉和2，6-二氯靛酚鈉均為分析純，購(gòu)自天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

JA2003電子天平，購(gòu)自上海舜宇恒平儀器有限公司；HH-6數(shù)顯電子恒溫水浴鍋，購(gòu)自常州國(guó)華電器有限公司；JJ-2B組織搗碎機(jī)，購(gòu)自金壇市中正儀器制造有限公司；可見(jiàn)分光光度計(jì)，購(gòu)自濟(jì)南海能儀器股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料處理方法 殼聚糖溶于1%的乙酸水溶液中，在60 ℃的恒溫水浴鍋中充分?jǐn)嚢瑁萌ルx子水定容到 100 mL 容量瓶中，制備成不同濃度(0.25%、0.5%、1.0%、1.5%)的溶液，室溫下貯存涂膜使用。將蘆筍分成5組進(jìn)行不同涂膜處理(其中1組為空白對(duì)照)，處理時(shí)間均為30 s，直接使用食品級(jí)PE保鮮膜包裹后，將蘆筍分別置于25 ℃常溫和4 ℃低溫下貯藏，25 ℃條件下每隔2 d測(cè)定1次，4 ℃條件下每隔 6 d 測(cè)定1次，各樣平行2次。

1.2.2 感官評(píng)定 采用10分制評(píng)定方法[8]，分4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)綠蘆筍的色澤、鮮嫩度、形態(tài)、腐爛度和風(fēng)味5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分。選用8位記分員，對(duì)測(cè)定結(jié)果求平均值。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.2.3 失重率的測(cè)定

1.2.4 總酸含量的測(cè)定 采用酸堿滴定法[9]測(cè)定總酸含量。

1.2.5 維生素C含量的測(cè)定 采用2，6-二氯靛酚法[10]測(cè)定維生素C含量。

1.2.6 葉綠素含量的測(cè)定 分光光度計(jì)法[9]測(cè)定葉綠素的含量。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析 運(yùn)用SPSS 19.0進(jìn)行顯著差異分析(Duncan’s multiple range test)，顯著差異水平取P<0.05，數(shù)據(jù)為2次測(cè)量的平均值；使用Origin 8.0進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)。

表1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖處理對(duì)綠蘆筍感官品質(zhì)的影響

從圖1可以看出，殼聚糖處理的綠蘆筍感官品質(zhì)下降速率為0.5%<1.0%<0.25%<1.5%，說(shuō)明殼聚糖的濃度對(duì)綠蘆筍的貯藏保鮮品質(zhì)存在明顯影響，濃度為0.5%的殼聚糖形成的薄膜厚度和均勻度都較好，可以起到良好的保鮮效果。經(jīng)殼聚糖處理后在低溫下貯藏12 d時(shí)，綠蘆筍在感官上仍極好，得分都在8.5分以上，18 d后在感官上發(fā)生輕微變化，仍都在8分以上，儲(chǔ)存到24 d時(shí)感官上發(fā)生明顯變化，但還可以被消費(fèi)者接受；而未經(jīng)殼聚糖處理的綠蘆筍在12 d時(shí)，莖部就有一定程度的老化失水，到18 d時(shí)就與經(jīng)殼聚糖處理過(guò)的綠蘆筍有極顯著差異(P<0.01)(表2)。圖2、圖3為空白和試驗(yàn)組對(duì)照?qǐng)D。

表2 殼聚糖涂膜處理蘆筍在4 ℃低溫貯藏期間感官品質(zhì)變化的方差分析

從圖4可以看出，殼聚糖處理的綠蘆筍感官品質(zhì)下降速率為0.5%<1.0%<1.5%<0.25%，與低溫下的變化趨勢(shì)不一致，原因可能為常溫下的呼吸作用更強(qiáng)，0.25%殼聚糖形成的薄膜厚度和均勻度均較差，不能很好地保護(hù)蘆筍的表皮，導(dǎo)致其感官品質(zhì)較差。常溫下貯藏4 d感官上就發(fā)生明顯變化，但處理組仍明顯優(yōu)于對(duì)照，經(jīng)0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍感官評(píng)分仍接近9分。常溫下經(jīng)殼聚糖處理的綠蘆筍與對(duì)照在感官上差異達(dá)到極顯著(P<0.01)(表3)。圖5、圖6為空白和試驗(yàn)組對(duì)照?qǐng)D。

表3 殼聚糖涂膜處理蘆筍在25℃常溫貯藏期間感官品質(zhì)變化的方差分析

2.2 殼聚糖處理對(duì)綠蘆筍失重率的影響

從圖7可以看出，低溫下的0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍失重率升高得最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%，與低溫下的感官品質(zhì)變化一致。低溫下貯藏6 d時(shí)經(jīng)殼聚糖處理過(guò)的綠蘆筍的失重率均小于1.5%，經(jīng)0.5%殼聚糖處理過(guò)的綠蘆筍的失重率竟低至0.65%，均極顯著低于未處理組的失重率2.98%(P<0.01)(表4)。低溫下貯藏12 d后失重率都明顯上升，說(shuō)明此時(shí)綠蘆筍的品質(zhì)有所下降，原因可能是蘆筍的呼吸作用增強(qiáng)，導(dǎo)致莖部失水加快。低溫下貯藏30 d時(shí)，處理組的失重率均小于15%，而未處理組的失重率已接近25%，說(shuō)明殼聚糖涂膜處理能顯著降低綠蘆筍的失重率。

從圖8可以看出，常溫下0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍失重率升高最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%，與常溫下的感官品質(zhì)變化不一致。原因可能是常溫下呼吸作用強(qiáng)度高，1.5%的殼聚糖濃度過(guò)大，形成的薄膜較厚，影響其正常呼吸作用，蘆筍易腐爛，失重率下降較快。常溫下貯藏2 d時(shí)經(jīng)殼聚糖處理的綠蘆筍失重率均較低(小于3%)，而未處理組的失重率7.32%遠(yuǎn)高于處理組。常溫貯藏2 d后失重率明顯上升，說(shuō)明此時(shí)綠蘆筍內(nèi)部呼吸作用增強(qiáng)，加快了水分消耗。常溫下綠蘆筍的處理組與未處理組在失重率上差異極顯著(P<0.01)(表5)。

表4 殼聚糖涂膜處理蘆筍在低溫貯藏期間失重率變化的方差分析

表5 殼聚糖涂膜處理蘆筍在常溫貯藏期間失重率變化的方差分析

2.3 殼聚糖處理對(duì)綠蘆筍總酸含量的影響

果蔬中有機(jī)酸含量是衡量果蔬品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。從圖9可以看出，低溫貯藏期間綠蘆筍的酸度含量呈下降趨勢(shì)，0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍總酸含量下降最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%，與低溫下感官品質(zhì)變化一致。低溫下貯藏前6 d酸度含量的下降速度較快，之后趨于緩慢。原因是此時(shí)綠蘆筍的呼吸作用增強(qiáng)，有機(jī)酸一部分作為呼吸底物被大量消耗掉，另一部分轉(zhuǎn)化為糖。經(jīng)殼聚糖涂膜處理的綠蘆筍酸度含量下降比未處理組緩慢，1.5%殼聚糖處理的綠蘆筍的酸度含量整體略高于未處理組，而0.5%處理組的酸度含量明顯高于低溫對(duì)照。說(shuō)明殼聚糖的濃度也會(huì)對(duì)蘆筍的品質(zhì)產(chǎn)生影響，高濃度的殼聚糖反而會(huì)對(duì)蘆筍造成傷害。由表6可知，經(jīng)殼聚糖處理的綠蘆筍在低溫下的酸度含量與未處理組間差異極顯著(P<0.01)。

表6 殼聚糖涂膜處理蘆筍在4 ℃低溫貯藏期間總酸變化的方差分析

從圖10可以看出，常溫貯藏期間綠蘆筍的酸度含量呈下降趨勢(shì)，0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍總酸含量下降最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%，與常溫下的感官品質(zhì)變化不一致。原因可能是常溫下呼吸作用強(qiáng)度高，1.5%的殼聚糖濃度過(guò)大，形成的薄膜較厚，影響其正常呼吸作用，蘆筍易腐爛，酸度含量下降較快。常溫下貯藏前2 d酸度含量的下降速度較快，之后稍趨于緩慢。說(shuō)明此時(shí)綠蘆筍的呼吸作用加強(qiáng)，有機(jī)酸作為呼吸底物被大量消耗掉。常溫下經(jīng)殼聚糖涂膜處理過(guò)的綠蘆筍酸度含量下降速度低于對(duì)照，差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，不同濃度之間涂膜處理的效果差異也達(dá)到極顯著水平(P<0.01)(表7)。常溫下經(jīng)殼聚糖涂膜處理后的綠蘆筍酸度含量下降速度高于同濃度下的低溫處理組，說(shuō)明低溫下可以有效減緩綠蘆筍品質(zhì)的變化。

2.4 殼聚糖處理對(duì)綠蘆筍維生素C含量的影響

從圖11可以看出，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，涂膜組與對(duì)照組維生素C含量都呈下降趨勢(shì)，但涂膜組維生素C含量下降較緩慢。0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍維生素C含量下降最緩慢，其余依次為0.25%、1.0%、1.5%，與低溫下感官品質(zhì)變化不一致。原因可能是低溫下的呼吸作用較弱，1.0%殼聚糖形成的薄膜與0.25%的相比較厚，影響蘆筍在低溫下的呼吸作用。低溫下貯藏30 d時(shí)0.5%的殼聚糖涂抹過(guò)的綠蘆筍的維生素C含量為107.6 mg/kg，而空白對(duì)照的維生素C含量?jī)H為70.6 mg/kg，顯著高于空白組(P<0.01)(表8)。

表7 殼聚糖涂膜處理蘆筍在25 ℃常溫貯藏期間總酸變化的方差分析

表8 殼聚糖涂膜處理蘆筍在4 ℃低溫貯藏期間維生素C變化的方差分析

常溫下維生素C的含量變化如圖12所示，可以看出，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，涂膜組與對(duì)照組維生素C含量均呈下降趨勢(shì)，涂膜組維生素C含量下降速度較對(duì)照組緩慢，0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍維生素C含量變化最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%，與低溫下的維生素C含量變化不一致。原因可能是維生素C含量變化受溫度的影響較大，常溫下的呼吸作用較強(qiáng)。由表9可知，常溫下經(jīng)殼聚糖處理的綠蘆筍的維生素C含量與未處理組間差異達(dá)到極顯著(P<0.01)(表9)。

表9 殼聚糖涂膜處理蘆筍在常溫貯藏期間維生素C變化的方差分析

2.5 殼聚糖處理對(duì)綠蘆筍葉綠素含量的影響

低溫貯藏綠蘆筍的葉綠素含量下降趨勢(shì)如圖13所示。經(jīng)殼聚糖涂膜處理后的綠蘆筍葉綠素含量普遍減少緩慢，與對(duì)照組相比差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)(表10)。0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍葉綠素含量下降最緩慢，其余依次為0.25%、1.0%、1.5%。低溫貯藏下12 d后，處理組的葉綠素含量仍下降緩慢，但對(duì)照組的葉綠素含量卻迅速下降，與處理組間體現(xiàn)出較大差距，可見(jiàn)經(jīng)殼聚糖處理后的綠蘆筍有明顯的優(yōu)勢(shì)，殼聚糖處理可以延緩葉綠素的分解，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠保持綠蘆筍的色澤。

表10 殼聚糖涂膜處理蘆筍在4 ℃低溫貯藏期間葉綠素變化的方差分析

常溫下葉綠素含量變化趨勢(shì)如圖14所示。常溫下經(jīng)殼聚糖涂膜處理的綠蘆筍葉綠素含量普遍減少緩慢，與對(duì)照組相比差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)(表11)。處理組與對(duì)照組的葉綠素含量均隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低，原因是在貯藏過(guò)程中，水分損失導(dǎo)致葉綠素酶活性增大，加快了葉綠素的降解，葉綠素含量隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸減少，出現(xiàn)失綠黃化的現(xiàn)象。0.5%殼聚糖處理的綠蘆筍葉綠素含量下降最緩慢，其余依次為1.0%、0.25%、1.5%。1.5%處理組的葉綠素含量與其他處理組相比最低，說(shuō)明殼聚糖的濃度對(duì)綠蘆筍的貯藏品質(zhì)也有影響，濃度過(guò)大可能會(huì)損傷蘆筍嫩莖，所以選擇適宜的殼聚糖濃度對(duì)綠蘆筍進(jìn)行涂膜保鮮是非常必要的。

3 結(jié)論

由試驗(yàn)可知，殼聚糖涂膜保鮮可延長(zhǎng)蘆筍貯藏期，具有良好的保鮮作用。綜合各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，在整個(gè)貯藏期間，用不同濃度殼聚糖處理后的蘆筍與沒(méi)有用殼聚糖處理的蘆筍相比，有機(jī)酸含量、葉綠素含量、維生素C含量都極顯著增加，失重率極顯著下降。低溫貯藏下的蘆筍比常溫貯藏的有機(jī)酸含量、葉綠素含量、維生素C含量更高，失重率更低。總體分析表明，用0.5%殼聚糖溶液對(duì)蘆筍進(jìn)行涂膜并結(jié)合低溫貯藏的保鮮效果最好。

表11 殼聚糖涂膜處理蘆筍在25 ℃常溫貯藏期間葉綠素變化的方差分析