魔芋葡甘聚糖復合膜液對櫻桃番茄的保鮮效果

潘廷跳，石停鳳*，文狄，鄢光歡

黔南民族師范學院生物科學與農學院（都勻 558000）

櫻桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）又稱圣女果，是聯合國糧農組織優先推廣的四大水果之一[1]。其外觀玲瓏可愛，香甜可口，富含維生素，營養豐富，有降膽固醇、防癌抗癌、降血壓等保健功能[2-3]。但櫻桃番茄含水量高，在貯藏、運輸、銷售等過程中很容易出現失水和軟化現象，甚至出現果皮褶皺和腐爛現象，大幅降低果實營養價值和商業價值[4]。因此，研究如何延長櫻桃番茄的貨架期，對櫻桃番茄的采后貯藏保鮮有重要意義。

對櫻桃番茄的保鮮主要采用輻射保鮮、低溫保鮮、化學保鮮、氣調保鮮及涂膜保鮮等方法[5]。其中，低溫保鮮、輻照保鮮和氣調保鮮對儀器設備的要求非常高，而化學試劑保鮮對人體身體健康有潛在風險，以至于這些保鮮方法有一定的局限性[6]。涂膜保鮮除了能夠抑制果實褐變發生、呼吸作用及微生物生長外，還能降低果實水分蒸發，因而被認為是一種有效的保鮮方法[7-8]。

魔芋葡甘聚糖（KGM）是一種天然高分子多糖，具有成膜性，凝膠性，抗菌性及可食性等眾多特征，被廣泛應用于食品、醫藥、化工、農業等領域[9]。KGM作為一種膜液原料被廣泛應用于農產品的貯藏保鮮。

乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種天然食品抗菌劑和防腐劑，由乳酸鏈球菌在代謝過程中合成和分泌，是一種具有很強殺菌作用的小肽。作為天然防腐抑菌劑，Nisin在食品保鮮方面得到廣泛應用。以Nisin為主要原料制備的復合膜液，被用于肉制品、海鮮制品、杏鮑菇和鮮切蘋果等產品的保鮮，并取得不錯的保鮮效果。

以KGM與Nisin為原料制備復合膜液，并對櫻桃番茄進行涂膜處理，定期測定不同處理下櫻桃番茄的品質指標，探索涂膜處理對櫻桃番茄貨架期的影響，以期為櫻桃番茄采后貯藏保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

櫻桃番茄采摘于貴州省都勻市附近農場，采后立即運回實驗室，挑選色澤鮮艷、表面光亮，無機械損傷，大小均勻，成熟度一致的果實作為試驗材料。

KGM（湖北一致魔芋生物科技股份有限公司）；Nisin（浙江新銀象生物工程有限公司）；冰醋酸、無水醋酸鈉、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、愈創木酚（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）。

1.2 儀器與設備

奧豪斯分析天平（CP214，美國奧豪斯儀器（上海）有限公司）；數顯水果硬度計（GY-4，樂清市艾德堡儀器有限公司）；數顯手持式糖度計（HB-112ATC，上海天壘儀器儀表有限公司）；電熱恒溫培養箱（ZXDP-A2080，濟南康發科技有限公司）；紫外可見分光光度計（L5S，上海儀電分析儀器有限公司）；落地式高速冷凍離心機（GL10M，長沙邁佳森儀器設備有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 魔芋葡甘聚糖復合涂膜液的制備

稱取一定量KGM粉末，用無菌水分別配成3，6和9 g/L的KGM溶液，在KGM溶液中加入等量的Nisin（0.09 g/L），即可制得所需含Nisin的KGM復合涂液。對配制好的KGM-Nisin復合膜液進行充分攪拌、溶解，混勻成稠狀液體，用燒杯裝好復合膜液，做好標記放于冰箱中備用[10]。

1.3.2 櫻桃番茄的涂膜處理

選取新鮮櫻桃番茄果實樣品，分別采用不同KGM-Nisin復合膜液對櫻桃番茄進行涂膜處理，涂膜采用刷涂的方式，涂刷后自然晾干，果實表面可形成一層透明的薄膜[11]，將表面形成膜后的果實置于室溫下貯藏。不同復合膜液處理為試驗組，分別以字母A（3 g/L KGM-0.09 g/L Nisin）、B（6 g/L KGM-0.09 g/L Nisin）和C（9 g/L KGM-0.09 g/L Nisin）表示；以無菌水處理為對照組（CK）。每個處理組選用30個果實，設3次重復試驗，取平均值。每4 d取樣測定1次指標。

1.3.3 指標的測定

1.3.3.1 腐爛指數

按果實的腐爛情況劃分為4級。0級，無腐爛；1級，腐爛面積小于果實表面10%；2級，腐爛面積占果實表面10%～30%；3級，腐爛面積大于果實表面30%。按式（1）計算腐爛指數[4]。

1.3.3.2 失重率測定（重量法）

式中：m1為貯藏前質量（g），m2為貯藏后質量（g）[12]。

1.3.3.3 硬度測定

采用硬度計測定[13]。

1.3.3.4 可溶性固形物含量測定

采用手持式糖度計測定[13]。

1.3.3.5 POD活性測定

采用愈創木酚法測定[14]。

1.3.4 數據處理

各項指標數據均重復測定3次，對相應指標取平均值，用辦公軟件Excel 2010進行方差分析，判斷有無顯著性（p＜0.05）；用Origin軟件繪圖觀察。

2 結果與分析

2.1 不同復合膜液處理對櫻桃番茄腐爛指數的影響

櫻桃番茄果實含水量高，采后易感染微生物，導致果實表面出現斑點或腐爛。果實采后腐爛是一個逐漸發展的過程，腐爛面積的擴大由小到大，因此，使用腐爛指數比腐爛率能更客觀地反映出貯藏果實的保鮮效果，其結果也更合理、科學[13]。不同處理對櫻桃番茄腐爛指數的影響如圖1所示。

隨著貯藏時間延長，櫻桃番茄的腐爛指數逐漸上升，對照組的腐爛指數上升最明顯，貯藏16 d后，對照組櫻桃番茄果實的腐爛指數達0.367。貯藏后期（8 d后），經KGM-Nisin復合膜液涂膜處理櫻桃番茄的腐爛指數均低于對照組，其中B膜液處理對櫻桃番茄果實腐爛的抑制效果最好，貯藏16 d后，其腐爛指數僅0.133，與對照組相比果實腐爛指數降低63.76%，可能的原因是經復合膜液涂膜處理后，櫻桃番茄果實的表面形成一層薄膜，保護果實不受微生物的侵染；另外，Nisin是一種很好的抑菌劑，具有較強的抑菌特性，可抑制微生物在果實表面的生長。采后腐爛是果實采后保鮮面臨的一個嚴峻問題，復合膜液涂膜處理可大幅降低櫻桃番茄的腐爛指數，保持果實原有品質。

圖1 不同處理對櫻桃番茄腐爛指數的影響

2.2 不同復合膜液處理對櫻桃番茄失重率的影響

一般認為，呼吸作用和蒸騰作用是引起果實重量損失的主要原因。采摘后，櫻桃番茄果實仍然是活的有機體，但失去水分和營養的供給，只能通過呼吸作用和蒸騰作用提供所需的能量和動力，以消耗自身貯備的水分和有機物為基礎，最終導致果實重量損失[2,15]。不同處理對櫻桃番茄失重率的影響如圖2所示。

隨著貯藏時間延長，櫻桃番茄果實的失重率逐漸上升，并且對照組的失重率高于試驗組，說明涂膜處理能有效降低櫻桃番茄的失重率。復合膜液涂膜處理不僅能抑制果實的蒸騰作用，同時還降低果實的呼吸強度，所以涂膜處理能有效降低櫻桃番茄的失重率。貯藏的前4 d，櫻桃番茄果實的失重率較低（均低于1.7%），試驗組與對照組的差異不顯著（p＞0.05），可能原因是剛采摘的果實需要經歷一個短暫的調整期。貯藏4 d后，櫻桃番茄的失重率迅速增加，但在貯藏后期（12 d后）有所減緩，可能的原因是隨著水分和有機物的不斷消耗，果實的呼吸作用和蒸騰作用強度變弱。整個貯藏期間，對照組的失重率上升最明顯，在貯藏的第16天，對照組櫻桃番茄的失重率達15.27%。在整個貯藏過程中，經復合膜液涂膜處理的櫻桃番茄的失重率均低于對照組，其中B膜液處理櫻桃番茄的失重率最低，即經6 g/L KGM與0.09 g/L Nisin復合膜液涂膜處理的櫻桃番茄果實能更有效降低水分和有機物的快速流失，有效延緩果實的皺縮萎篶，保持果實原有品質。

圖2 不同處理對櫻桃番茄失重率的影響

2.3 不同復合膜液處理對櫻桃番茄可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量是果實品質的主要指標之一，也是影響果實風味品質的重要因素[16]。不同處理對櫻桃番茄可溶性固形物含量的影響如圖3所示。

隨著貯藏時間延長，不同處理組櫻桃番茄的可溶性固形物含量均呈現先上升后下降趨勢，且在整個貯藏期內，試驗組櫻桃番茄的可溶性固形物含量均高于對照組。由于淀粉等多糖類不斷轉化為可溶性碳水化合物以及一些不溶性原果膠轉化為可溶性果膠等[2]，貯藏前期（8 d內）櫻桃番茄果實的可溶性固形物含量呈上升趨勢，經方差分析，貯藏4 d后，試驗組與對照組之間無顯著差異，但貯藏8 d后，試驗組與對照組之間差異極顯著（p＜0.01），其中B試驗組最為顯著，貯藏8 d后可溶性固形物增加10.59%，這主要是由于涂膜處理后有效抑制了櫻桃番茄果實的生理代謝，從而抑制呼吸作用引起的可溶性糖類物質的降低[4]。貯藏后期（8 d后）果實的可溶性固形物含量急劇下降，其中對照組樣品下降程度最大，B試驗組下降程度最小，這可能是因為櫻桃番茄果實在貯藏后期淀粉轉化的糖元不足以補充呼吸作用消耗的可溶性糖類物質[1]，涂膜處理能有效抑制呼吸作用，從而在一定程度上減緩櫻桃番茄果實可溶性固形物含量的下降，抑制果實衰老[13]。

圖3 不同處理對櫻桃番茄可溶性固形物的影響

2.4 不同復合膜液處理對櫻桃番茄硬度的影響

果實硬度是衡量果實品質和反映果實成熟、衰老的一個重要指標[17]。不同處理對櫻桃番茄硬度的影響如圖4所示。

各處理組櫻桃番茄果實硬度均呈下降趨勢，對照組果實硬度下降最為明顯，貯藏16 d后櫻桃番茄果實硬度僅為初始值的40.55%，而經涂膜處理的櫻桃番茄果實硬度下降較緩，與對照組之間存在顯著差異（p＜0.05），其中B處理組下降速度最慢，貯藏16 d后，果實硬度比對照組高出47.02%，較好地保持了果實飽滿的外觀；經A或C復合膜液涂膜處理的櫻桃番茄硬度下降程度大于B處理組，保持硬度的效果不明顯，且它們之間無顯著差異（p＞0.05），說明復合膜液濃度過高或過低均不利于櫻桃番茄果實的涂膜保鮮。果實硬度是果實采后貯藏過程中重要的品質指標，與果實中果膠物質的變化密切相關，果實貯藏過程中，原果膠分解成果膠，致使果實的外表皺縮，果肉組織軟化，果膠進一步轉化為果膠酸，果肉徹底軟爛[1]。涂膜處理有利于櫻桃番茄果實保持果實硬度，延緩果實變軟、腐爛，延長貯藏期。

2.5 不同復合膜液處理對櫻桃番茄POD活性的影響

POD能將H2O2催化分解成對體內細胞沒有傷害的氧氣與水，使體內細胞不受H2O2傷害，POD活性是衡量系統清除自由基能力的重要指標[18]。不同處理對櫻桃番茄POD活性的影響如圖5所示。

整個貯藏期間內，不同處理櫻桃番茄的POD活性呈現先上升后下降的趨勢。貯藏前4 d，所有處理組櫻桃番茄果實的POD活性變化幅度不大，且試驗組與對照組果實的差異不顯著（p＞0.05）；貯藏第8天出現活性峰值，并且對照組果實POD活性與試驗組有顯著差異（p＜0.05）；從第8天至第16天，所有處理組櫻桃番茄果實的POD活性呈下降趨勢。整個貯藏期內，經復合膜液涂膜處理的櫻桃番茄POD活性均高于對照組。結果表明，KGM-Nisin復合膜液涂膜處理能將櫻桃番茄果實的POD維持在一個相對較高的活性狀態，雖然在8 d后所有果實的POD活性均呈下降趨勢，但與對照組對比，涂膜處理能延緩POD活性的下降。因此，涂膜處理有利于保持果實的POD活性，更好地催化分解果實體內的H2O2，避免H2O2過多積累對櫻桃番茄細胞膜的過氧化傷害[18-19]，有利于櫻桃番茄的貯藏保鮮。

圖4 不同處理對櫻桃番茄硬度的影響

圖5 不同處理對櫻桃番茄POD活性的影響

3 結論

結果表明，KGM-Nisin復合膜液涂膜處理對櫻桃番茄的保鮮有顯著效果。涂膜處理對櫻桃番茄硬度和可溶性固形物含量的下降有延緩作用，能降低櫻桃番茄的腐爛指數和失重率，同時能誘導POD活性維持在相對較高的水平；較好地保留新鮮櫻桃番茄的質地、口感、外觀，延長櫻桃番茄貨架期。KGM-Nisin復合膜液涂膜處理對櫻桃番茄有保鮮效果，能提高果實貯藏品質。所有處理中，6 g/L KGM與0.09 g/L Nisin復合膜液處理對櫻桃番茄的保鮮效果最好，達到最佳保鮮的目的。