殼聚糖復合膜與輻照保鮮技術對貴長獼猴桃保鮮效果的研究

石 彬，李詠富*，龍明秀，何揚波，田竹希，梁 倩

（貴州省現代農業發展研究所，貴州 貴陽 550009）

貴長獼猴桃產自貴州省修文縣，是貴州省主要的獼猴桃品種之一[1]，其果體呈長圓柱形，果肉呈翠綠色[2]，具有果肉細嫩，肉質多漿，果汁豐富，清甜爽口的獨特品質，是一種營養豐富，風味鮮美的水果。據研究表明，貴長獼猴桃含有豐富的蛋白質水解酶、單寧果膠等糖類物質，以及多種人體必需的礦物質、氨基酸與維生素。和大多數獼猴桃一樣，貴長獼猴桃屬于呼吸躍變型果實，有明顯的生理后熟過程，且對溫度和乙烯極為敏感，儲存過程中極易變軟腐爛，每年大量的獼猴桃在運輸銷售過程中腐爛，極大的限制了其產業的發展[3]。傳統獼猴桃保鮮往往通過化學藥劑來實現，其殘留較高，不符合現代食品安全健康的理念，因此開發一種綠的環保的保鮮方法稱為過內外學者研究的熱點[4]。

果蔬輻照保鮮技術是利用原子能對果蔬進行中劑量照射，延緩果蔬的成熟，減緩果蔬的呼吸速率，有效抑制微生物的生長和繁殖，并且能夠殺菌，以達到保鮮效果的一種保鮮技術[5]。輻照技術是一種冷殺菌技術，不同于傳統的殺菌技術，不會破壞果蔬的結構，同時能夠很好的抑制微生物的繁殖[6]，因此被認為是繼巴氏殺菌法之后的食品保鮮的第二大突破。

殼聚糖是以一種從動物甲殼中提取的氨基類多糖[7]，具有良好的透氣性、延展性以及抑菌效果，可以附著在果蔬表面形成一層薄膜，起到調節呼吸強度，防止水分蒸發，有效抑菌等作用。殼聚糖涂膜處理作為一種天然的保鮮方法[8]，具有無毒、安全、環保等特點[9]，已在多種果蔬保鮮中得到應用[10-16]。通過在殼聚糖中添加功能性物質，組成殼聚糖復合膜，能夠有效的延長果蔬的保鮮期[17]。本實驗分別研究不同輻照劑量與不同殼聚糖復合膜對貴長獼猴桃的保鮮效果，探尋一種新興安全的獼猴桃保鮮方法，有效延長獼猴桃的儲存時間，促進獼猴桃產業的健康穩定發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實驗樣品

貴長獼猴桃：購自貴州省修文縣基地。

1.1.2 化學試劑

海藻酸鈉、卡拉膠、苯甲酸鈉、冰醋酸、茶多酚、酚酞、NaOH、草酸、抗壞血酸、2,6-二氯酚靛酚（均為分析純或生化試劑）：阿拉丁試劑（上海）有限公司。

1.2 儀器與設備

WYT-J型手持折光儀：成都豪創光電儀器有限公司；TA20多功能質構儀：上海保圣實業發展有限公司；UV-5500（PC）型紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；FA1204C電子分析天平：上海天美天平儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理方法

取新鮮采摘的貴長獼猴桃果實作為實驗材料，選取大小均一、無損傷的果實，分為7組，分別采取涂膜和輻照處理，參考文獻報道和以往研究結果[18-19]，選擇相應的成膜成分和輻照劑量，處理方法如表1所示。

表1 不同組獼猴桃的保鮮處理方法Table 1 Preservation methods of kiwifruit in different groups

涂膜處理：以殼聚糖作為成膜材料，各種原料在冰醋酸溶液中，緩慢攪拌直至完全溶解，配制成不同的復合涂膜。采取浸涂的方式進行涂膜處理，將獼猴桃樣品浸入配制好的復合膜中，浸泡1 min，取出自然晾干，再次浸膜，重復3次。將晾干后的獼猴桃裝入聚乙烯果籃中，放入4 ℃冷庫中儲藏。

輻照處理：以Co-γ射線作為輻照源，選取大小均一的樣品進行不同圈數的輻照處理，輻照每圈劑量為1 kGy，將輻照處理完的樣品放入聚乙烯果籃中，置于4 ℃冷庫中儲藏。

空白處理：選取大小均一的樣品，不進行任何處理，直接放入聚乙烯果籃，4 ℃冷庫中進行儲藏，作為實驗的空白對照組。

1.3.2 測定方法

以果實硬度、可滴定酸含量、維生素C（vitamin C，VC）含量、可溶性固形物、還原糖含量、失水率、皺縮率等作為指標，對獼猴桃儲藏過程生理狀況進行評價，每隔10 d對獼猴桃各項指標檢測一次。由于貴長獼猴桃的硬度、可滴定酸、VC、可溶性固形物、失水率等指標在儲藏時間20 d內變化較快，而在60 d時基本趨于穩定，變化不明顯，故選擇檢測其60 d內的變化情況；而爛果率與皺縮率則變化較慢，故選擇在儲藏時間100 d與200 d兩個時間點進行觀察分析，以確定貴長不同方法對獼猴桃的保鮮效果。

果實硬度：采用質構測定儀測定；可滴定酸含量：采用酸堿滴定法測定[20]；VC含量采用2,6-二氯靛酚法測定[21]；可溶性固形物：采用WYT-J型手持折光儀測定[22]。

式中：W0為儲藏前樣品質量，g；W1為儲藏后樣品質量，g。

2 結果與分析

2.1 不同處理對貴長獼猴桃硬度的影響

獼猴桃的硬度直接反應了其軟化成熟程度，而獼猴桃的軟化跟其所含淀粉和果膠的降解有關。每隔10 d用質構儀對不同處理的獼猴桃的硬度進行檢測，每組取10個果實，重復測試3次，取平均值，結果如圖1所示。

圖1 不同保鮮處理方法對獼猴桃硬度的影響Fig.1 Effect of different preservation methods on the hardness of kiwifruit

由圖1可知，貴長獼猴桃在儲藏期間的硬度隨時間延長而減小，儲藏時間20 d內，獼猴桃硬度下降較快，儲藏時間超過30 d時，硬度下降趨勢開始變慢；當儲藏時間達到60 d時，硬度變化趨于穩定，說明樣品中淀粉和果膠在60 d內基本已經降解完成。儲藏時間為0 d時，各組樣品硬度分別為42.12 N、46.77 N、39.87 N、39.37 N、34.13 N、32.37 N、52.43 N，其中空白處理的樣品硬度最高，輻照處理的樣品硬度偏低；結果表明，輻照處理會對樣品的硬度有一定影響，一定程度上會加速新鮮獼猴桃軟化，可能是由于60Co-γ射線在釋放的能量加速了獼猴桃樣品中淀粉和果膠的分解；殼聚糖涂膜中醋酸等成分對獼猴桃的表面具有一定的破壞性，對獼猴桃硬度造成一定的影響；當儲藏時間為60 d時，6種處理樣品硬度分別為7.12 N、11.17 N、9.60 N、7.87 N、14.87 N、16.67 N，均高于空白對照組（5.41 N），其中輻照劑量為3 kGy的樣品硬度最高，其次為2 kGy輻照與涂膜2號處理的樣品。表明在儲藏過程中，輻照處理與殼聚糖涂膜都能有效的緩解樣品變軟，有利于獼猴桃儲藏。

2.2 不同處理對貴長獼猴桃可滴定酸含量的影響

可滴定酸度是植物品質的重要構成性狀之一，尤其是以果實為目的產品的果樹作物，是影響果實風味品質的重要因素。每隔10 d采用酸堿滴定法對不同處理的樣品中可滴定酸含量進行檢測，每組取10個果實，重復3次，取平均值，結果如圖2所示。

圖2 不同保鮮處理方法對獼猴桃可滴定酸含量的影響Fig.2 Effect of different preservation methods on titratable acid content in kiwifruit

由圖2可知，儲藏過程中貴長獼猴桃的可滴定酸含量隨時間延長而下降；儲藏時間為0 d時，各組樣品的可滴定酸含量分別為2.05%、2.03%、2.08%、2.02%、1.99%、1.98%、2.09%，其中5號、6號樣品中可滴定酸含量與7號樣品中存在較大差異，表明2 kGy與3 kGy的輻照處理會導致樣品儲藏初期可滴定酸含量降低，能是由于60Co-γ射線在釋放的能量加速了可滴定酸的分解；當儲藏時間為30 d時，2號和3號樣品中可滴定酸含量最高，分別為1.86%和1.84%，當儲藏時間在30d以內時，殼聚糖涂膜處理對可滴定酸含量保存效果優于輻照處理；當儲藏時間為60 d時，各組樣品可滴定酸含量分別為1.50%、1.52%、1.52%、1.51%、1.62%、1.65%、1.48%，其中5號和6號樣品中可滴定酸含量最高，表明當儲藏時間為60 d時，輻照處理更有利于獼猴桃中的可滴定酸的保存；而1號、2號、3號與4號處理可滴定酸含量也均高于7號，表明殼聚糖涂膜和輻照處理都能夠有效延緩獼猴桃中可滴定酸含量的下降，有效保存“貴長”獼猴桃的風味與品質。實驗結果表明，當儲藏時間較短時，殼聚糖涂膜處理對可滴定酸的保存效果優于輻照處理，而當儲藏時間較長時，輻照處理則更有利于可滴定酸的保存。

2.3 不同處理對貴長獼猴桃VC含量的影響

獼猴桃中VC含量是其新鮮程度的一個重要指標，是獼猴桃中重要的營養物質，考查獼猴桃中VC的含量變化對評判獼猴桃品質具有重要意義。每隔10 d采用2,6-二氯靛酚法對不同處理的獼猴桃樣品進行檢測，每組取10個果實，重復3次，取平均值，結果如圖3所示。由圖3可知，貴長獼猴桃中VC含量隨儲藏時間的延長而逐漸下降，當儲藏時間為0 d時，各組樣品的VC含量分別為30.95mg/100g、32.41mg/100g、32.53mg/100g、29.85mg/100g、27.41mg/100g、26.32mg/100g、30.30 mg/100 g，輻照處理的樣品5號和6號中VC含量明顯低于7號樣品，表明輻照處理在儲藏初期會導致樣品中VC含量下降；當儲藏時間為60 d時，各組樣品的VC含量分別為10.98mg/100g、12.96mg/100g、12.84mg/100g、11.85mg/100g、12.86 mg/100 g、14.57 mg/100 g、7.56 mg/100 g，其中6號樣品中VC含量最高，其次為2號、3號以及5號樣品，7號樣品VC含量最低，表明儲藏60 d時，3 kGy的輻照劑量對貴長獼猴桃VC保存效果最好，而2 kGy輻照劑量處理與殼聚糖、苯甲酸鈉、復合膜以及殼聚糖、茶多酚復合膜對樣品的VC保存也有較好的效果。1號、4號處理的VC含量相對較低，表明殼聚糖、海藻酸鈉、卡拉膠復合膜與1 kGy輻照劑量處理對樣品的VC含量影響不大，其原因可能是由于殼聚糖、海藻酸鈉、卡拉膠復合膜缺乏了相應的抑菌成分，而1 kGy的輻照劑量未達到保鮮的合適劑量。整體而言在儲藏時間長于20 d時，殼聚糖涂膜處理和輻照處理對貴長獼猴桃中VC含量保存都有明顯效果，能夠有效延緩樣品中VC的分解，延長樣品的儲藏時間；輻照處理在短期儲藏過程中會加速樣品中VC含量的下降，更適合對樣品VC的長期保存。

圖3 不同保鮮處理方法對獼猴桃VC含量的影響Fig.3 Effect of different preservation methods on VC content in kiwifruit

2.4 不同處理對貴長獼猴桃中可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量時獼猴桃成熟度的一個重要指標，代表其完全成熟的程度。每隔10 d用折光儀對不同處理的獼猴桃樣品進行檢測，每組取10個樣品，重復檢測3次，取平均值，結果如圖4所示。由圖4可知，獼猴桃中可溶性固形物的含量隨著儲藏時間的延長而增加；在儲藏時間為0 d時，各組樣品中可溶性固形物含量分別為13.23%、12.50%、13.84%、13.26%、13.98%、14.21%、13.75%，各組之間差異不明顯。在儲藏時間60 d時，各組樣品中可溶性固形物含量分別為17.44%、17.82%、17.91%、18.25%、16.13%、16.70%、19.91%，7號樣品中的可溶性固形物的含量高于其他各組樣品，表明殼聚糖涂膜處理和輻照處理都對抑制獼猴桃中可溶性固形物上升有較好的效果。其中5號和6號樣品可溶性固形物含量低于其他樣品組，表明2 kGy與3 kGy的輻照處理對抑制貴長獼猴桃中可溶性固形物上升，緩解獼猴桃成熟具有很好的效果。1號、2號和3號樣品中可溶性固形物含量高于5號和6號樣品，表明60 d時，殼聚糖涂膜處理對于樣品中可溶性固形物的抑制效果不如輻照處理，而4號樣品中可溶性固形物含量明顯偏低，可能是由于1 kGy輻照處理未達到合適的保鮮劑量，對樣品可溶性固形物的影響不大。由結果可知，殼聚糖涂膜和輻照處理都能夠減緩貴長獼猴桃中可溶性固形物的產生，有效緩解獼猴桃成熟軟化，有利于長期儲存；在相同的儲藏條件下，2 kGy和3 kGy的輻照處理對樣品可溶性固形物的抑制效果更明顯，能夠有效防止“貴長”獼猴桃成熟軟化，延長保鮮時間。

圖4 不同保鮮處理方法對獼猴桃可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of different preservation methods on soluble solids content in kiwifruit

2.5 不同處理對貴長獼猴桃質量損失率的影響

獼猴桃質量損失率是其保鮮的一個重要指標，而質量損失主要是由于樣品本身的蒸騰和呼吸作用，導致水分流失，質量減少。記錄每組樣品儲藏開始時的質量，每隔10 d對各組樣品質量進行測量，重復3次，取平均值，所得結果如圖5所示。由圖5可知，隨儲藏時間的延長，各組樣品中質量損失率上升。其中空白樣品質量損失率上升最快，明顯高于其他樣品組。當儲藏時間為10 d時，各組樣品的質量損失率分別為2.53%、2.39%、2.51%、2.26%、2.61%、2.63%、2.49%，各組質量損失率無明顯差異；當儲藏時間60 d時，各組樣品的質量損失率分別為9.90%、10.98%、9.71%、11.56%、11.01%、10.72%、12.80%，其中7號樣品質量損失率最高，1號和3號樣品質量損失率較低，表明殼聚糖、海藻酸鈉、卡拉膠復合膜與殼聚糖、茶多酚復合膜能夠有效的防止貴長獼猴桃中水分流失。5號、6號樣品質量損失率差異不大，4號樣品質量損失率較高，表明2 kGy與3 kGy的輻照處理對抑制樣品中水分散失具有一定效果，但不如殼聚糖涂膜處理效果好，1 kGy輻照處理對樣品水分散失抑制效果最差。由結果可知，隨儲藏時間的延長，獼猴桃質量不斷減小；殼聚糖涂膜處理能夠有效減緩獼猴桃中水分的流失，可能是由于殼聚糖能夠在樣品表明形成有效的保護膜，有效抑制了果實的呼吸與蒸騰作用，從而阻止其內部水分的散失，從而降低其質量損失率，而殼聚糖膜中不同的成分對樣品質量損失的影響也存在差異；輻照處理對樣品的失重有延緩作用效果不如殼聚糖涂膜處理，而相對1 kGy輻照劑量而言，2 kGy和3 kGy的輻照劑量保鮮效果更好。

圖5 不同保鮮處理方法對獼猴桃質量損失率的影響Fig.5 Effects of different preservation methods on weight loss rate of kiwifruit

2.6 不同方法對貴長獼猴桃爛果率與皺縮率的影響

每組樣品取大小均一的100個果實，在4 ℃條件下儲藏。在儲藏時間100 d和200 d對各組貴長獼猴桃樣品儲藏情況進行研究，觀察樣品外觀失水、軟化、腐爛病變等情況，并記錄樣品爛果數量，計算爛果率，結果表2和圖6所示。由結果可知，當儲藏時間為100 d時，各組樣品的爛果率分別為7%、11%、8%、14%、5%、2%、53%，皺縮率分別為2%、3%、3%、18%、0%、0%、62%，7號樣品中53個果實出現腐爛情況，62個果實出現皺縮現象；1號、2號3號、5號、6號樣品保存狀況良好，無明顯皺縮現象，4號樣品保存效果較差，表明儲藏100 d時，兩種保鮮方法都能實現對樣品的有效保鮮，而1 kGy的輻照劑量明顯沒有達到保鮮要求；當儲藏時間為200 d時，各組樣品的爛果率分別為38%、45%、39%、41%、35%、28%、100%，皺縮率分別為42%、43%、45%、45%、39%、34%、100%，7號樣品腐爛與皺縮現象嚴重，爛果率與皺縮率均達到100%；輻照處理的4號和5號的樣品內部產生了部分黑色的病變與皺縮；殼聚糖涂膜處理的1、2、3號樣品均出現了部分軟化腐敗的病變；輻照處理的6號樣品保存相對較好。由結果可知，在儲藏200 d時，殼聚糖涂膜和輻照處理都能夠有效的緩解貴長獼猴桃腐爛和失水；其中殼聚糖復合膜能夠有效緩解樣品中水分的散失，對獼猴桃出現的軟化腐敗病變防治也有一定的效果；而輻照處理則能在儲藏時間較長時更有效的對樣品進行保鮮，在一定的輻照劑量范圍內，保鮮效果與輻照劑量成正比，3 kGy劑量的輻照處理能夠有效的防止獼猴桃腐敗病變，延長儲藏時間。

表2 不同保鮮處理方法對樣品腐爛和失水的影響Table 2 Effect of different preservation methods on rotting and water loss of samples

圖6 獼猴桃樣品儲藏200 d的情況Fig.6 Condition of kiwifruit samples stored for 200 d

3 結論

獼猴桃屬于典型的呼吸躍變型漿果，在采摘后儲藏的過程中會迅速的成熟軟化，期間各項相關指標如硬度、可滴定酸、VC、可溶性固形物、失水率等都會發生很大的變化。殼聚糖涂膜和輻照技術能有效延緩獼猴桃中各指標的變化，延長獼猴桃的保鮮期。

殼聚糖涂膜對延緩獼猴桃的失重有很好的效果，能夠緩解獼猴桃中各指標的下降，同時對防止獼猴桃的腐爛變質有一定的效果，能有效的實現對獼猴桃的有效保鮮；輻照技術會在儲藏初期會加速獼猴桃成熟軟化，當儲藏時間較長時，輻照技術對獼猴桃的腐爛和皺縮都有很好的保鮮效果，更適合猴桃的長期儲藏。實驗證明，3 kGy輻照劑量能有效的防止獼猴桃病變。

兩種技術同時也存在自身的不足，后續的研究有望將多種保鮮方法相結合，進一步優化獼猴桃的保鮮方法。