CMC-Na在光皮木瓜涂膜保鮮中的應用

邢婕

摘要：以羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）為涂膜材料，探究在不同質量分數的涂膜液處理下光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）的貯藏保鮮效果，包括光皮木瓜的質量損失、維生素C含量、有機酸含量、總糖含量、黃酮含量以及總酚含量隨時間的變化，以期獲得羧甲基纖維素鈉涂膜液的最佳處理濃度，從而延長光皮木瓜的貨架期，為光皮木瓜的產業化提供參考。結果表明，CMC-Na涂膜處理能夠有效減輕光皮木瓜貯藏過程中的質量損失，可以抑制有機酸、總糖、黃酮、總酚的減少和維生素C的降解。所有處理中1.0%質量分數的CMC-Na涂膜處理保鮮效果最好，可有效地延長光皮木瓜的保鮮期。

關鍵詞：光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）;羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）;保鮮

中圖分類號：S661.6 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）17-0132-05

Abstract： In this study， sodium CMC was used as coating material to investigate the effects of coating solution on the storage and preservation of Chaenomeles sinensis， including the time-dependent change of mass loss， VC content， organic acid content， total sugar content， flavonoids content and total polyphenols content. In order to obtain the optimal treatment concentration of CMC-Na and extend the shelf-life of Chaenomeles sinensis， to provide references for the industrialization of Chaenomeles sinensis. The results showed that CMC-Na film could effectively reduce the mass loss of Chaenomeles sinensis during storage， inhibit the decrease of organic acid， total sugar， flavonoids， total polyphenols and the degrandation of VC. Among all the treatments， the massfraction of 1.0% in CMC-Na had the best preservation effect， which could effectively prolong the fresh-keeping period of Chaenomeles sinensis.

Key words： Chaenomeles sinensis; carboxymethyl cellulose sodium（CMC）; preservation

光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）為薔薇科木瓜屬（Chaenomeles）植物，別名榠樝、海棠、木梨，屬于仁果類果實，距今已有2 500多年的栽培歷史，主產于中國山東、陜西、河南、安徽、江蘇、浙江、湖北、江西、廣西等地。曹州光皮木瓜盛產于山東省菏澤市，是菏澤市（古稱曹州）三大特色苗木之一。其果實為橢圓形，皮光滑，臘質，果粉厚，色金黃，香味濃郁，置于室內果香久而不散，果皮干燥后仍光滑，不皺縮，故有光皮木瓜之稱[1]。光皮木瓜果實成熟后香氣沁人心脾，果實可制成果凍、果醬、蜜餞、果脯、果干、果茶、果酒、果飴等健康食品，色、香、味俱佳，老少皆宜。此外，其化學成分包含有機酸、多糖、黃酮類、木質素苷類、氧化脂類、三萜類、聯苯類和甾體類等，具有保肝、降血糖、降低轉氨酶、抗氧化、消炎抑菌、抗腫瘤、抗過敏等功效[2]。光皮木瓜富含的齊墩果酸、熊果酸、酚酸等具有生物活性的功能成分，具有抗衰老、抗癌的功效。

光皮木瓜作為一種極具藥用價值的作物在中國廣泛種植，如何降低其采后損失是目前研究的熱點。據調查，光皮木瓜采后損失高達40%以上，因此對其進行貯藏保鮮已引起人們的重視。羧甲基纖維素（Carboxymethyl cellulose，簡稱CMC）是一種水溶性纖維素醚，通常為白色或淡黃色粉末狀、粒狀或纖維狀固體，無毒、無味，在水中溶解時形成透明狀膠體。CMC-Na在食品中作為添加劑使用，具有增稠、乳化、穩定、保水和成膜等作用，以及防腐保鮮和保健等多種功能，可替代明膠、瓊脂、海藻酸鈉和果膠在食品生產中的作用，其保水性能降低食品的脫水，延長食品貨架期。

利用羧甲基纖維素鈉的成膜性，將其處理后可在果蔬表面形成一層透明的薄膜，由CMC-Na制成的膜具有阻止水分、油脂的遷移，防止氧及二氧化碳的逸失等作用[3]，類似于單果包裝，具有一定的氣調作用，并且能提高果蔬光澤，提升商品價值，降低環境污染，廣泛用于食品保鮮[4]。作為可食性薄膜，CMC-Na不會對人體健康產生不良影響。在對鮮棗進行涂膜及防腐保鮮的試驗中發現，涂膜后鮮棗在室溫貯藏與貯前鮮棗相比，差異較大，保鮮效果較差;在低溫（0～4 ℃）下貯藏，品質差異較小，保鮮效果明顯[5]。目前，有研究以CMC為被膜劑，添加食品級的蔗糖酯、甘油及檸檬酸等助劑，配制成一種既具有良好成膜性又具有抑菌效果的復合涂膜，并研究了復合涂膜對南豐蜜橘果實貯藏品質及采后生理指標的影響[6]。李瑜等[7]以CMC 和大豆分離蛋白進行復合制膜，發現CMC/大豆分離蛋白膜對大蒜米有一定的保鮮作用，能減少水分散失和物質消耗，保持大蒜米的品質。

本研究選取光皮木瓜中具有重要價值并且在保鮮貯藏中發生明顯變化的6項指標（質量損失、維生素C含量、有機酸含量、總糖含量、黃酮含量和總酚含量）進行測定與分析，從而得到使光皮木瓜貯藏品質達到最佳的CMC-Na涂膜液處理濃度，為光皮木瓜的鮮果保鮮提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

供試材料為光皮木瓜，采自曹州木瓜產業園。

羧甲基纖維素鈉，購自天津市科密歐化學試劑有限公司;無水葡萄糖、無水乙醇、冰乙酸、無水乙酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、草酸、乙酸乙酯、酚酞，購自天津市凱通化學試劑有限公司;三氯化鋁（結晶），購自天津市大茂化學試劑廠;無水碳酸鈉，購自天津市風船化學試劑科技有限公司;抗壞血酸，購自上海藍季科技發展有限公司;香蘭素（香草醛）、蒽酮，購自天津市科密歐化學試劑有限公司;鄰苯二甲酸氫鉀，購自天津市巴斯夫化工有限公司;2，6-二氯酚靛酚（DCIP），購自SIGMA公司。以上試劑均為分析純。

1.2 主要儀器設備

HH-6 型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司;UV-8000A紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司;KQ-250DE型數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司;SHB-Ⅲ循環式多用真空泵，鄭州長城科工貿有限公司。

1.3 試驗處理方法

1.3.1 CMC-Na涂膜液的配制 CMC-Na→攪拌、溶解→加增塑劑（甘油）→加表面活性劑（吐溫 20 min）→加水定容→攪拌均勻→CMC-Na涂膜液，分別制備質量分數為0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的CMC-Na涂膜液。

1.3.2 涂膜處理方法 將光皮木瓜洗凈處理后，隨機分成6組，每組3個木瓜，以空白為對照（CK），其余各組分別浸入質量分數為0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的CMC-Na涂膜液，待涂膜液在光皮木瓜表面完全浸潤后，置于通風處自然晾干，放入4 ℃恒溫庫中貯藏，每22 d測定各項指標。

1.4 測定指標與方法

使用打漿機對光皮木瓜進行打漿，將木瓜處理成勻漿。

1）質量損失率的測定。采用稱重法。

2）維生素C含量的測定。采用2，6-二氯酚靛酚滴定法（DCIP）。稱取光皮木瓜勻漿10 g，加入50 mL 2%的草酸再次打漿，用2%草酸將樣品移入100 mL容量瓶，定容，搖勻過濾。量取20 mL濾液置于50 mL錐形瓶中，用已標定的DCIP溶液滴定，直至溶液呈粉紅色15 s不褪色，重復3次。

3）有機酸含量的測定。采用酸堿滴定法。稱取光皮木瓜勻漿5 g，加入46 mL去離子水，在80 ℃恒溫水浴中浸提4 h，然后進行抽濾，將提取液轉移至100 mL的容量瓶中定容。量取待測樣品溶液 ?10 mL于50 mL燒杯中，用已標定的0.1 mol/L NaOH標準溶液滴定，重復3次。

4）總糖含量的測定。采用蒽酮-硫酸比色法。稱取光皮木瓜勻漿5 g，加入46 mL去離子水，在90 ℃恒溫水浴中浸提3 h，然后進行抽濾，將提取液轉移至250 mL的容量瓶中定容。吸取待測樣品溶液0.1 mL于10 mL帶塞試管中，用去離子水定容至2 mL處，加入5 mL現配的蒽酮-硫酸溶液，充分搖勻放置10 min，以空白試劑為參比溶液，于620 nm處測定吸光度值，重復3次。

5）黃酮含量的測定。采用三氯化鋁法。稱取光皮木瓜勻漿5 g，加入36 mL無水乙醇，在65 ℃恒溫水浴中浸提4 h，然后進行抽濾，將提取液轉移至 ?50 mL容量瓶中并用90%的乙醇定容。吸取待測樣品溶液 6 mL于25 mL容量瓶中，加入1.5% AlCl3 8 mL和醋酸-醋酸鈉緩沖液（pH 5.5） 4 mL，以50%乙醇溶液定容，搖勻，靜置30 min，以空白試劑為參比溶液，于415 nm處測定吸光度值，重復3次。

6）總酚含量的測定。采用福林酚法。稱取光皮木瓜勻漿5 g，加入26 mL 60%的乙醇，在60 ℃恒溫水浴中浸提1.5 h，然后進行抽濾，將提取液轉移至50 mL容量瓶中并用50%的乙醇定容。吸取待測樣品溶液0.1 mL于20 mL帶塞試管中，用去離子水定容至10 mL處，加入0.5 mL的福林酚試劑，以7.5%無水碳酸鈉溶液定容至20 mL，搖勻，靜置30 min，以空白試劑為參比溶液，于765 nm處測定吸光度值，重復3次。

1.5 數據處理

試驗數據取3次重復的平均值。利用 SPSS 18.0 軟件進行數據處理，采用 Duncans 法進行多重差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜質量損失率的影響

光皮木瓜的質量損失主要是因為組織內部的水分蒸發和貯藏中呼吸作用對糖類等內含物的消耗造成的。過分失水對果蔬貯藏非常不利，因此質量損失是檢驗光皮木瓜保鮮效果的一項重要指標。

由圖1可知，光皮木瓜各處理質量損失率隨貯藏時間的延長逐漸增大，其中對照組質量損失率最大，1.0%質量分數的CMC-Na涂膜組質量損失率最小?？傮w來看，各涂膜處理組質量損失率顯著低于對照組（P<0.05），其原因可能是CMC-Na具有良好的成膜性，在光皮木瓜表面形成一層保護膜，可防止水分的蒸發。但并不是涂膜濃度越大質量損失率越低，1.2%質量分數的CMC-Na涂膜組質量損失率高于1.0%質量分數的CMC-Na涂膜組，其原因可能是涂膜濃度太大，光皮木瓜進行無氧呼吸，加快了呼吸消耗。由此可見，CMC-Na涂膜在一定程度上延緩了果實的質量損失，其中以1.0%CMC-Na涂膜保鮮效果最好，很好地維持了果實的外觀品質。

2.2 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜維生素C含量的影響

維生素C含量是衡量果蔬品質的重要指標，天然維生素C有還原型和脫氫型2種，新鮮果蔬中以還原型為主。但還原型維生素C極不穩定，易被氧化形成脫氫型維生素C而失去生理活性，主要原因是果蔬中含有促使維生素C氧化的酶，因而在貯藏過程中維生素C含量會逐漸減少。

由圖2可知，光皮木瓜各處理組的維生素C含量隨貯藏時間的延長而逐漸減少。其中對照組（CK）減少最快，1.0%質量分數 的CMC-Na涂膜組減少最慢。總體來看，各涂膜處理組維生素C損失顯著低于對照組（P<0.05），說明涂膜處理可以抑制維生素C的氧化損失。主要是由于經過涂膜處理的果實表面形成一層薄膜，能顯著減少光皮木瓜體內外的氣體交換，使維生素C氧化所需要的 O2濃度降低，從而使氧化還原型維生素C的損失減少。由此可見，CMC-Na涂膜在一定程度上延緩了果實中維生素C的氧化分解，其中以1.0%CMC-Na涂膜保鮮效果最好，可以更好地抑制維生素C的降解，保持光皮木瓜的營養價值。

2.3 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜有機酸含量的影響

有機酸是果實呼吸最易利用的底物，是合成能量ATP的主要來源，同時也是細胞內很多生化過程所需中間代謝物的提供者。在果實貯藏過程中，有機酸作為呼吸代謝的底物不斷被消耗。由圖3可知，光皮木瓜各處理組的有機酸含量隨貯藏時間的延長而逐漸減少。其中，對照組（CK）減少最快，0.8%質量分數的CMC-Na涂膜組減少最慢?？傮w來看，各涂膜處理組有機酸損失顯著低于對照組（P<0.05），說明涂膜處理可以抑制光皮木瓜的呼吸強度，從而減小有機酸的消耗。結果表明，CMC-Na涂膜處理在一定程度上延緩了有機酸的轉化與降解過程，其中以0.8%CMC-Na涂膜處理保鮮效果最好。

2.4 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜總糖含量的影響

糖類是果蔬甜味的主要來源，也是果蔬主要的貯藏物質之一，主要包括單糖、雙糖等可溶性糖。果蔬在貯藏期間含糖量變化受呼吸作用、淀粉水解和組織失水程度3個因素的影響。糖類作為呼吸底物，在呼吸過程中分解放出熱量，使果蔬含糖量在貯藏過程中趨于下降。

由圖4可知，在采后貯藏過程中，光皮木瓜的總糖含量隨貯藏時間的延長而逐漸下降，但變化趨勢較平緩?？赡茉蚴窃谫A藏過程中呼吸作用消耗糖分，而淀粉、纖維素等水解產生糖分又增加了含糖量。貯藏22 d后，對照組（CK）總糖含量下降最快，顯著低于各涂膜處理組（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜處理抑制了光皮木瓜的呼吸作用，減少了可溶性總糖的消耗。而1.2%質量分數 的CMC-Na涂膜組比1.0%質量分數 的CMC-Na涂膜組可溶性總糖含量低，可能是由于涂膜太厚抑制了有氧呼吸，導致無氧呼吸加劇，加快了可溶性總糖的消耗。由此可見，CMC-Na涂膜具有延緩光皮木瓜總糖含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜可以很好地隔絕光皮木瓜與空氣的接觸，有效抑制其呼吸作用，對光皮木瓜的保鮮效果更佳。

2.5 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜黃酮含量的影響

黃酮類化合物是光皮木瓜果實中重要的營養和功能成分，在植物體內大都以糖苷形式存在，其主要由酶催化而成。

由圖5可知，在采后貯藏過程中，光皮木瓜的黃酮含量隨貯藏時間的延長而逐漸下降，對照組（CK）黃酮含量下降最快，顯著低于各涂膜處理組（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜處理抑制了光皮木瓜的呼吸作用，減少了有機酸的消耗，從而保證了關鍵酶的催化條件，進而保證了黃酮類化合物的合成。而1.2%質量分數 的CMC-Na涂膜組比1.0%質量分數和0.8%的CMC-Na涂膜組黃酮含量更低，可能是由于涂膜太厚抑制了有氧呼吸，導致無氧呼吸加劇，加快了有機酸的消耗。由此可見，CMC-Na涂膜具有延緩光皮木瓜黃酮含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜的保鮮效果更佳。

2.6 不同質量分數CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜總酚含量的影響

總酚是廣泛存在于植物體內的復雜多元酚類化合物，抗氧化性是多酚的一個重要性質，由于多酚的酚羥基中的鄰位酚羥基極易被氧化，且對活性氧等自由基有較強的捕捉能力，使植物多酚具有很強的抗氧化性和清除自由基的能力。

由圖6可知，在采后貯藏過程中，光皮木瓜的總酚含量隨貯藏時間的延長而逐漸下降，對照組（CK）總酚含量下降最快，顯著低于各涂膜處理組（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜處理在果實表面形成一層薄膜，能顯著減少光皮木瓜體內外的氣體交換，使多酚氧化所需要的 O2濃度降低，從而使總酚的損失減少。由此可見，CMC-Na涂膜具有延緩光皮木瓜總酚含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜處理對光皮木瓜的保鮮效果更佳。

3 小結與討論

隨著生活水平的提高，人們對自身的健康日益重視，對于保健品的需求也與日俱增，光皮木瓜因其獨特的營養價值和保健功能而深受消費者的喜愛。光皮木瓜的果實制品市場前景和利潤空間都非常廣闊，然而，光皮木瓜在貯藏過程中會發生一些品質變化，主要表現為失水失重、營養成分損失等，致使其營養、食用、藥用價值下降。國內外關于光皮木瓜貯藏保鮮的研究已有一些報道，但大多集中在冷藏和氣調貯藏等物理保鮮上，針對可食用性膜貯藏保鮮的研究鮮有報道。本研究立足于山東省菏澤市豐富的光皮木瓜資源，根據光皮木瓜加工業和國內外市場需求，針對光皮木瓜在貯藏過程中存在的失水失重、營養成分損失等問題，利用綠色環保的可食性CMC-Na膜對光皮木瓜進行涂膜處理，達到對光皮木瓜貯藏保鮮的效果，從而提高光皮木瓜的加工技術水平和產品質量。對于擴大國內外市場，提高企業的規模效益及促進山東省光皮木瓜產業發展具有重要的經濟和社會價值。

本研究運用統計學原理，通過試驗法、觀察法及文獻研究法，對不同質量分數的CMC-Na涂膜液處理下光皮木瓜的貯藏保鮮效果進行了分析，結果表明：①利用不同質量分數CMC-Na涂膜處理光皮木瓜，能夠減輕光皮木瓜貯藏過程中的質量損失，有效抑制有機酸、總糖、黃酮、總酚的減少和維生素C的降解，更好地保持果實的水分、感官品質和硬度，延緩光皮木瓜在貯藏期間品質的降低，延長其保質期。②對比各質量分數的CMC-Na涂膜處理后光皮木瓜6項指標的測定結果，發現1.0%質量分數的CMC-Na涂膜保鮮效果最好。

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