玫瑰精油和殼聚糖復(fù)合涂膜對(duì)草莓保鮮效果的影響

車(chē)雨晴，張 紅，趙 屹，張慧欣

（德州學(xué)院，山東德州 253000）

草莓（Fragaria ananassaDuch）屬于多年生草本植物，含有豐富的氨基酸、維生素C 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，含水量較高，果皮較薄，組織嬌嫩，在收獲、貯藏及售賣(mài)過(guò)程中容易受到機(jī)械損傷及微生物的污染，引起腐爛變質(zhì)，室溫下只能儲(chǔ)存1～2 d，這極大地影響了草莓的種植及產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1]。目前草莓的保鮮方法主要有化學(xué)保鮮、物理保鮮和生物保鮮三類(lèi)[2]。化學(xué)保鮮主要是使用殺蟲(chóng)劑、防腐劑等化學(xué)試劑來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)草莓儲(chǔ)存期的目的，具有成本低、效果強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但易引起食物中毒或其它潛在危害。物理保鮮是指將物理方法如氣調(diào)保藏、熱處理、輻照等技術(shù)應(yīng)用于果蔬保鮮中，我國(guó)草莓的保鮮以低溫冷藏為主，保存效果不理想且成本高。生物保鮮是指從生物體內(nèi)提取出某些具有殺菌、抑菌等作用的物質(zhì)應(yīng)用于食品保鮮或利用生物技術(shù)獲得安全性高的保鮮劑，主要有微生物保鮮和涂膜保鮮，這是目前果蔬保鮮研究的熱點(diǎn)。

玫瑰精油是指從玫瑰花中提取得到的具芳香氣味的油狀混合液體[3]，具有安全、可降解、易提取等優(yōu)點(diǎn)，所含成分較復(fù)雜，主要包括醇類(lèi)、酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、多糖等物質(zhì)，有抗氧化活性及一定的抑菌活性[4]。殼聚糖是一種廣泛存在于自然界的天然高分子化合物[5],可以抑制某些細(xì)菌、霉菌的生長(zhǎng)[6]，具有一定的成膜性，其配制成溶液涂膜于果蔬表面時(shí)，可以在果蔬表面形成一層薄膜，這層薄膜可以起到阻隔空氣的作用。殼聚糖還具有生物可降解性、無(wú)毒性、可再生等特點(diǎn)[7]。目前已有研究表明殼聚糖應(yīng)用于果蔬時(shí)具有明顯的保鮮防腐作用，如張松陽(yáng)等[8]研究了殼聚糖對(duì)草菇的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)草菇在15 ℃條件下恒溫儲(chǔ)存時(shí)，使用1.0%殼聚糖溶液浸泡30 s 后可以達(dá)到最佳的保鮮效果；路志芳等[9]發(fā)現(xiàn)相比于25 ℃，鮮黃瓜在4 ℃條件下使用1.0%殼聚糖溶液進(jìn)行處理后能取得更好的保鮮效果。

玫瑰精油具有特殊的香氣，具有易揮發(fā)、不溶于水等特性，將玫瑰精油單獨(dú)應(yīng)用于果蔬保鮮時(shí)，會(huì)影響果蔬的品質(zhì)及口感，殼聚糖具有成膜機(jī)械強(qiáng)度較弱、防水性能弱、對(duì)于某些真菌的生長(zhǎng)抑制作用弱等問(wèn)題，單獨(dú)應(yīng)用于果蔬保鮮時(shí)其保鮮效果并沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)。但將玫瑰精油與殼聚糖復(fù)配后，兩者能夠相互作用，殼聚糖能在一定程度上遮蓋植物精油的刺激性氣味，玫瑰精油可以增強(qiáng)殼聚糖的防水性能及增強(qiáng)成膜的機(jī)械強(qiáng)度，而且兩者復(fù)合使用時(shí)，抑菌效果有增強(qiáng)的可能。因此將植物精油與殼聚糖復(fù)合后應(yīng)用于果蔬保鮮時(shí)，能取得比兩者單獨(dú)應(yīng)用時(shí)更好的保鮮效果[10-12]。本試驗(yàn)是在前人研究的基礎(chǔ)上，以不同濃度的玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液對(duì)草莓進(jìn)行浸泡處理，每隔24 h 測(cè)定草莓在存放過(guò)程中的失重率、腐爛率、可溶性固形物含量、維生素C 含量及總酸含量等指標(biāo)的變化，探究玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液對(duì)草莓的保鮮效果，為玫瑰精油的應(yīng)用及開(kāi)發(fā)天然保鮮劑提供更多參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售新鮮草莓：選取大小均勻、成熟度相似、外表無(wú)任何損傷的草莓。

玫瑰精油，廣州露姿生物科技有限公司；殼聚糖，山東衛(wèi)康生物醫(yī)藥科技有限公司；2,6-二氯靛酚，安徽酷爾生物工程有限公司；氫氧化鈉、活性炭、抗壞血酸、草酸、酚酞，天津市大茂化學(xué)試劑廠；無(wú)水乙醇、醋酸，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TLE4002E 型天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；糖量計(jì)，泉州光學(xué)儀器廠。

1.3 方法

對(duì)照組CK：1.25%殼聚糖溶液，其配制方法參考文獻(xiàn)[13]；處理組A：0.1%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液（1.25 g 殼聚糖與1 mL 玫瑰精油配成100 mL 溶液）；處理組B：濃度為0.2%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液；處理組C：0.4%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液；處理組D：0.6%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液；處理組E：濃度為0.8%的玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液。

挑選大小基本一致、外表無(wú)任何損傷的草莓，按質(zhì)量平均分成六組，分別于上述復(fù)合涂膜液中浸泡5 min，撈起來(lái)自然晾干后，于4 ℃下冷藏存放。每隔24 h 測(cè)定草莓的失重率、腐敗率、可溶性固形物含量、維生素C 含量及總酸含量。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 失重率

采用稱(chēng)質(zhì)量法測(cè)定樣品失重率，具體計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

1.4.2 腐爛指數(shù)

按照曾令晉等[14]的方法測(cè)定草莓腐爛指數(shù)，具體計(jì)算公式見(jiàn)式（2）。根據(jù)草莓腐爛面積的大小，將果實(shí)腐爛級(jí)別劃分為4 個(gè)等級(jí)。0 級(jí)：未腐爛的草莓；1 級(jí)：腐爛面積小于草莓總面積的10%；2 級(jí)：腐爛面積占草莓總面積的10%～30%之間；3 級(jí)：腐爛面積大于草莓總面積的30%。

1.4.3 可溶性固形物含量

采用糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量[15]。

1.4.4 維生素C 含量

采用2,6-二氯靛酚法測(cè)定維生素C 含量[16]。使用活性炭進(jìn)行顏色吸附后滴定。

1.4.5 總酸含量

采用酸堿滴定法測(cè)定草莓中總酸的含量[16]。使用活性炭進(jìn)行顏色吸附，總酸含量以檸檬酸計(jì)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office 2016 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓失重率的影響

草莓含水量比較高，采后在儲(chǔ)存過(guò)程中，由于呼吸作用和蒸騰作用等生理生化反應(yīng)，水分容易流失，出現(xiàn)果實(shí)的萎靡、腐爛變質(zhì)等現(xiàn)象[17]，從而使草莓失重、品質(zhì)降低、口感變差等。不同涂膜保鮮液對(duì)草莓失重率的影響見(jiàn)圖1。由圖知，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)不同保鮮液處理的草莓，其失重率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。儲(chǔ)存6 d 內(nèi)，A～E 組的草莓失重率比CK 組的草莓低，按照失重率從小到大的順序排序依次為B＜A＜C＜D＜E＜CK，儲(chǔ)存6 d 后，E 組草莓的失重率逐漸比CK 組的高，第9 d 時(shí)，D 組草莓的失重率與CK 組最為接近，此時(shí)CK 組的失重率達(dá)到12.98%，D 組失重率為11.31%，E 組失重率為13.75%。整體來(lái)看，濃度為0.2%的玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合處理的草莓失重率效果較好，濃度為0.8%的玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合后的保鮮液的效果較差。這說(shuō)明一定濃度的玫瑰精油與殼聚糖的復(fù)合涂膜液對(duì)于草莓的保鮮效果比單獨(dú)使用殼聚糖的效果好，這可能是因?yàn)闅ぞ厶强梢栽诓葺砻嫘纬梢粚颖∧ぃ倒寰偷募尤朐鰪?qiáng)了膜的韌性，從而使膜阻隔空氣的能力增強(qiáng)，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，減緩草莓水分流失。而當(dāng)玫瑰精油濃度偏高時(shí)，可能會(huì)對(duì)草莓正常的生理生化反應(yīng)等方面產(chǎn)生一些影響，從而導(dǎo)致失重率偏高。

圖1 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓失重率的影響Fig.1 Effects of different coating preservatives on weight loss rate of strawberry

2.2 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓腐爛指數(shù)的影響

草莓的組織細(xì)胞比較嬌嫩，容易在運(yùn)輸及儲(chǔ)存過(guò)程中受到碰撞而給微生物入侵的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致腐爛現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此，可以通過(guò)測(cè)定草莓的腐爛指數(shù)，確定草莓的外觀是否完整以及是否還能食用，進(jìn)一步判斷草莓的保鮮效果[18]。圖2 顯示了不同涂膜保鮮液對(duì)草莓腐爛指數(shù)的影響，由圖可以看出，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)不同保鮮液處理的草莓其腐爛指數(shù)都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中，CK、D、E 這三組草莓在儲(chǔ)存2 d 后逐漸出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，A、B、C 這三組草莓在前3 d 的腐爛指數(shù)為0，從第3 d 后開(kāi)始出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。整體來(lái)看，腐爛指數(shù)按照從小到大的順序排序?yàn)锽＜A＜C＜D＜E＜CK。儲(chǔ)存期到第9 天時(shí)，CK組的腐爛指數(shù)達(dá)到27.78%，E 組腐爛指數(shù)達(dá)到24.56%，B 組腐爛指數(shù)僅為15.79%。由此可以得出結(jié)論，玫瑰精油與殼聚糖混合處理的草莓其腐爛指數(shù)比殼聚糖處理的要低，其中濃度為0.2%的玫瑰精油-殼聚糖處理的草莓腐爛指數(shù)最低。這可能是由于玫瑰精油與殼聚糖都有一定的抑菌效果，兩者經(jīng)過(guò)混合后，抑菌效果有所增強(qiáng)，從而更有效地抑制了微生物的生長(zhǎng)。同時(shí)玫瑰精油的加入使殼聚糖在草莓表面形成的薄膜韌性加強(qiáng)，在一定程度上對(duì)果實(shí)的呼吸作用有抑制效果，因此可以起到減緩草莓腐爛的效果。由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玫瑰精油濃度高時(shí)，抑制效果反而有所下降，猜測(cè)玫瑰精油濃度過(guò)高時(shí)可能會(huì)對(duì)殼聚糖的作用或者草莓的生理生化反應(yīng)產(chǎn)生影響。

圖2 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓腐爛指數(shù)的影響Fig.2 Effects of different coating preservatives on decay index of strawberry

2.3 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物主要是指食品中的可溶性糖類(lèi)及其他可溶性物質(zhì)，通過(guò)可溶性固形物含量的變化可以判斷果蔬的成熟情況[19]。

由圖3 可以看出，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)處理的六組草莓其可溶性固形物呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這是因?yàn)椴葺趦?chǔ)存的過(guò)程中會(huì)進(jìn)行呼吸作用，同時(shí)會(huì)有微生物生長(zhǎng)繁殖的情況出現(xiàn)，這些生理生化變化過(guò)程都要依靠糖類(lèi)物質(zhì)的消耗才能進(jìn)行[20]。在儲(chǔ)存1 d 后，A、B、C、D、E 組的可溶性固形物的含量比CK 組的高。其中，B 組草莓的可溶性固形物含量下降最少，由最初的9%下降到6.6%；其次是A 組草莓，第9 天時(shí)可溶性固形物含量為6.4%，與B組相差不是很大；但是儲(chǔ)存過(guò)程中E 組草莓的可溶性固形物含量與CK 組很接近，特別是第9 天時(shí)，E 組可溶性固形物含量與CK 組達(dá)到同一水平，為4.9%。整體來(lái)看，使用玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合涂膜液處理的草莓，其可溶性固形物的含量比用殼聚糖處理的草莓要高。其中0.2%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液的效果相對(duì)來(lái)說(shuō)最好。由此可以說(shuō)明，對(duì)于草莓的保鮮，玫瑰精油與殼聚糖的復(fù)合使用比單獨(dú)使用殼聚糖時(shí)的效果要好，這可能是因?yàn)閮烧邚?fù)合之后更進(jìn)一步減緩了草莓的呼吸作用，同時(shí)對(duì)于微生物的抑制作用也有所增強(qiáng)。但是精油濃度高時(shí)，抑制效果反而逐漸減小。

圖3 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effects of different coating preservatives on soluble solid content of strawberry

2.4 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓維生素C 含量的影響

草莓中維生素C 的含量比較高，但在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)因?yàn)樯砩饔没蛘弑晃⑸锴秩径咕S生素C 分解，從而使其含量降低[21]。

圖4 顯示了不同涂膜保鮮液對(duì)草莓維生素C 含量的影響。由圖可以看出，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，CK 組和處理組的維生素C 含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，B 組草莓的維生素C 含量損失較少，第9 d 時(shí)維生素C 含量為50.72 mg/100 g；其次是A 組，且A 組與B 組的維生素C含量很接近，CK 組的維生素C 含量損失最多，第9 d 時(shí)維生素C 含量下降到38.12 mg/100 g。由此得出結(jié)論，在儲(chǔ)存期內(nèi)，經(jīng)過(guò)玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合處理的草莓其維生素C 含量比殼聚糖處理的要高，也就是說(shuō)，玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合涂膜液的保鮮效果比殼聚糖的效果好，其中濃度為0.2%的玫瑰精油與殼聚糖復(fù)合涂膜液的效果最好，而精油濃度偏高時(shí)，抑制維生素C 含量降低的作用反而減小。

圖4 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓維生素C 含量的影響Fig.4 Effects of different coating preservatives on vitamin C content of strawberry

2.5 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓總酸含量的影響

果蔬中所含有的酸是果蔬進(jìn)行代謝活動(dòng)的底物，在一定程度上能夠影響果蔬的風(fēng)味和品質(zhì)。儲(chǔ)存期間果蔬的總酸含量變化可以反映營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗的程度[22]。圖5 顯示了不同涂膜保鮮液對(duì)草莓總酸含量的影響。由圖可以看出，在儲(chǔ)存期內(nèi)，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，各組草莓總酸含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，B 組草莓的總酸含量損失較少，第9 天時(shí)總酸含量為0.61%；CK 組的總酸含量損失最多，第9 天時(shí)總酸含量下降到0.49%。這說(shuō)明對(duì)于草莓的保鮮效果比殼聚糖要好，其中0.2%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液的效果最好。這是因?yàn)樵趦?chǔ)存期間，草莓的呼吸作用及其他生理過(guò)程都會(huì)消耗有機(jī)酸，同時(shí)部分有機(jī)酸會(huì)轉(zhuǎn)化為糖，從而使酸度隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加而降低。草莓經(jīng)過(guò)殼聚糖溶液的浸泡后可以在表面形成一層膜，玫瑰精油的加入增強(qiáng)了膜的韌性，從而使阻隔空氣的能力增強(qiáng)，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，同時(shí)玫瑰精油與殼聚糖的抑菌效果可能也會(huì)增強(qiáng)。

圖5 不同涂膜保鮮液對(duì)草莓總酸含量的影響Fig.5 Effects of different coating preservatives on total acid content of strawberry

3 討論

涂膜保鮮是將天然生物大分子制備成適宜濃度的溶液后，均勻涂抹于果實(shí)表面，形成一層致密的薄膜，起到減少外界空氣與果實(shí)表面接觸面積的作用，在果實(shí)內(nèi)部能形成低氧高二氧化碳的環(huán)境，從而能夠抑制果實(shí)的呼吸作用等生理生化反應(yīng)，防止外界微生物對(duì)果實(shí)的污染，減少果實(shí)水分的損失，延緩果蔬腐爛變質(zhì)的速度[23]，這是目前果蔬保鮮研究的熱點(diǎn)，并且已經(jīng)取得一定成果。如Perdones 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，向殼聚糖中添加檸檬精油不僅可以增強(qiáng)殼聚糖的抗真菌活性，更好減慢草莓的呼吸速率，同時(shí)也能增加果香；Shahbazi 等[25]用含有薄荷揮發(fā)油的羥甲基纖維素食用涂膜保鮮草莓，可以提高草莓的儲(chǔ)存期；郭俊花等[26]研究了花椒提取物與殼聚糖復(fù)合膜對(duì)冬棗的保鮮效果，得出在4 ℃低溫冷藏時(shí)，50 mg/mL的花椒提取液與2%的殼聚糖溶液復(fù)合的保鮮液能更好地維持冬棗的品質(zhì)，延長(zhǎng)冬棗的保鮮期。

本試驗(yàn)配置了濃度為1.25%的殼聚糖溶液及濃度分別為0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的玫瑰精油，并將玫瑰精油與殼聚糖混合形成復(fù)合涂膜液研究其對(duì)草莓的保鮮效果。將經(jīng)過(guò)1.25%的殼聚糖溶液處理的草莓為對(duì)照組，經(jīng)過(guò)玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液處理的草莓為試驗(yàn)組，研究在4 ℃冷藏條件下的草莓保鮮情況。由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，六組草莓的失重率、腐爛指數(shù)都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，草莓的可溶性固形物含量、維生素C含量及總酸含量逐漸降低，果實(shí)逐漸腐爛。相比較使用殼聚糖處理的草莓而言，經(jīng)過(guò)復(fù)合保鮮液處理的草莓，失重率的上升有所減緩，腐爛的速度有所降低，可溶性固形物含量、維生素C 含量及總酸含量的損失都比較少。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)濃度為0.1%及0.2%的玫瑰精油能使草莓氣味更加濃郁，0.4%的玫瑰精油使草莓氣味有所減弱，而0.6%及0.8%濃度的玫瑰精油基本掩蓋了草莓本身的氣味。因此可以得出，本試驗(yàn)中，0.2%玫瑰精油-殼聚糖復(fù)合涂膜液應(yīng)用于草莓保鮮時(shí)效果最佳。這說(shuō)明玫瑰精油與殼聚糖的復(fù)合涂膜液對(duì)于草莓的保鮮效果比單獨(dú)使用殼聚糖的效果好，玫瑰精油與殼聚糖的復(fù)合能增強(qiáng)膜的韌性，使膜阻隔空氣的能力增強(qiáng)，因此可以更好地抑制草莓的呼吸作用，減緩草莓水分流失，同時(shí)兩者經(jīng)過(guò)混合后的抑菌效果可能有所增強(qiáng)，但玫瑰精油濃度較高時(shí)，保鮮效果反而不太好。

本試驗(yàn)是在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了不同濃度（0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）的玫瑰精油與殼聚糖的復(fù)配對(duì)于草莓冷藏保鮮的影響，因此對(duì)于其它濃度的玫瑰精油與其它濃度的殼聚糖復(fù)配后會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響及本試驗(yàn)得出的最佳保鮮液用于其他果蔬類(lèi)時(shí)是否能取得最佳保鮮效果等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。同時(shí)對(duì)于玫瑰精油濃度高時(shí)，保鮮效果反而不太強(qiáng)的機(jī)理尚不清楚，可能是以下原因所致：一是精油濃度過(guò)高時(shí)，對(duì)草莓的生理生化反應(yīng)的抑制效果可能會(huì)減弱；二是精油濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)殼聚糖本身的性質(zhì)有影響，從而影響保鮮效果；三是精油與殼聚糖混合后可能會(huì)發(fā)生某種反應(yīng)，而這種反應(yīng)的產(chǎn)物對(duì)于保鮮效果有一定作用，當(dāng)精油濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)抑制這種產(chǎn)物的作用，從而導(dǎo)致精油濃度過(guò)高時(shí)保鮮效果不強(qiáng)。但具體原因還有待于進(jìn)一步地分析研究。