殼聚糖、殼寡糖涂膜保鮮對鮮切菠蘿品質的影響

張慧欣，張 紅，汪 夢，車雨晴

（德州學院，山東德州 253000）

菠蘿風味獨特、酸甜可口，富含有機酸和維生素C，具有促進食欲、清理腸胃等功效，因此受到了廣大消費者的歡迎[1]。但新鮮菠蘿在食用時去皮麻煩，給消費者帶來不便[2]。為方便食用，市場上推出了鮮切菠蘿的新型售賣形式，但鮮切菠蘿儲存期短，一度成為鮮切菠蘿銷售的限制條件。

殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖，具有良好的成膜性，所形成的膜可以抑制呼吸、減少水分散失[3-4]。在食品工業中，殼聚糖可以起到粘合劑、填充劑和保濕劑等作用。殼聚糖是一種廣泛存在于自然界的天然高分子化合物，可以抑制某些細菌、霉菌的生長[5]，具有一定的成膜性，配制成溶液涂膜于果蔬表面時，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。殼寡糖溶解度較高，易被生物體吸收。在食品工業方面，殼寡糖可被用作食品保鮮薄膜，它能夠通過抑制果蔬呼吸代謝、阻止水分散失、保持果實硬度、推遲轉色、延緩可溶性固形物、抗壞血酸和可滴定酸等含量的下降，從而改善貯藏品質[6-7]。殼寡糖與殼聚糖均有較高的生物相容性和廣泛的細菌抑制效果，與傳統的合成保鮮劑相比，殼寡糖與殼聚糖具有低殘留、高效且環保無毒的優勢，均已廣泛應用于水果蔬菜采后的保鮮處理[8]。已有研究表明，經殼聚糖溶液處理后的鮮切菠蘿，多酚氧化酶（PPO）活性、微生物生長被有效抑制，維生素C、可溶性固形物的損耗降低，感官品質得到改善，貯藏期延長[9]。

鮮切菠蘿是由新鮮菠蘿經清洗、去皮、切分、包裝等處理制作而成，因其方便、新鮮、衛生，在我國發展迅速，越來越受消費者青睞，其產業具有非常廣闊的發展前景，但儲存期短的問題成為其銷售的阻礙因子。殼寡糖、殼聚糖都有無毒、低殘留等特性，利用殼聚糖、殼寡糖的成膜性和抑菌活性對水果蔬菜做保鮮處理，能明顯延長果蔬的貨架期，這種方法是近幾年新興起的一種綠色保鮮技術[10-13]。本課題致力于研究不同濃度的殼聚糖、殼寡糖溶液對鮮切菠蘿品質的影響來探索鮮切菠蘿易變質問題的解決對策，以期找到合適的方法延長鮮切菠蘿貯藏期，促進鮮切菠蘿產業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿，市售，挑選大小均勻、新鮮、成熟、無病害、無破損的菠蘿作為實驗果。

殼聚糖（水溶性）、殼寡糖，食品級，山東衛康生物醫藥科技有限公司。草酸、抗壞血酸，天津恒興化學試劑制造有限公司；2,6-二氯靛酚，上海仁捷生物科技有限公司。市售聚乙烯保鮮膜、保鮮袋、標簽紙等。

1.2 儀器與設備

WYT-4 數顯手持糖度計，泉州光學儀器廠；TLE4002E 型天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；海爾冰箱，BCD-221WDPCU1，深圳市首舟科技有限公司。

1.3 保鮮實驗

1.3.1 鮮切菠蘿保鮮處理

新鮮的菠蘿→整理清洗→去皮→切分→保鮮處理→包裝→貯藏

1.3.2 操作要點

（1）樣品處理

挑選大小、成熟度一致的新鮮菠蘿，去掉頭部和尾部，削去外皮，然后用專用菠蘿刀斜削，邊削邊旋，削除芽眼，切開分成4 大塊，去除硬芯，切成長2 cm 左右的小塊，分成7 份，每份（100±2）g。挑選的原材料應為成熟度一致、外觀良好、無損傷的新鮮菠蘿，以防對實驗產生影響。菠蘿在切分時盡量切成均勻的小塊，且每組菠蘿小塊個數、大小基本相同，以保證殼聚糖、殼寡糖溶液對其浸泡作用相同。

（2）保鮮處理

分別配制好0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖溶液，0.5%、1.0%、1.5%的殼寡糖溶液。然后將鮮切菠蘿分別用上述浸泡液常溫下浸泡3 min，同時取一組用清水浸泡作對照。殼聚糖溶液、殼寡糖溶液以及清水浸泡液要在處理菠蘿前準備好，防止菠蘿因鮮切后于空氣中放置而對實驗產生影響。

（3）包裝、貯藏

將浸泡完的鮮切菠蘿取出，用保鮮袋密封包裝好，放入5 ℃冰箱中貯存，并分別于0、2、4、6、8、10 d 時取樣檢驗。浸泡后的鮮切菠蘿取出后，要確保其不再有液體滴落，防止有浸泡液對實驗數據產生影響。

1.4 菠蘿指標的檢測方法

1.4.1 果肉感官評價

選擇20 名（10 男10 女）品評人員評判不同處理后的鮮切菠蘿感官品質，按鮮切菠蘿的顏色（20%）、硬度（20%）、風味（30%）及外觀（30%）進行打分，滿分10 分，評分標準見表1。結果取平均值，總分為1～3 分代表不可接受，4～7 分代表可以接受，8～10 分代表樂意接受[14]。

表1 鮮切菠蘿的感官評分標準Table 1 Sensory scoring standards of fresh-cut pineapple

1.4.2 質量損失率測定

用稱量法測定質量損失率。分別測定鮮切菠蘿儲存0、2、4、6、8、10 d 時的質量，然后計算鮮切菠蘿不同儲存時長的質量損失率。計算公式見式（1）。

式中，X為鮮切菠蘿質量損失率，%；A為儲存前鮮切菠蘿的質量，g；B為儲存后鮮切菠蘿的質量，g。

1.4.3 可溶性固形物含量測定

用手持糖量計進行測定[15]。

1.4.4 維生素C 含量測定

采用2,6-二氯靛酚法測定[16]。利用酸堿滴定原理進行鮮切菠蘿中維生素C 的測定，計算公式見式（2）。

式中，c為試樣中維生素C 的含量，mg/100 g；V1為待測樣品用2,6-二氯靛酚溶液的滴定體積，mL；V2為空白對照用2,6-二氯靛酚溶液的滴定體積，mL；T為2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，mg/mL；A 為稀釋倍數；m為試樣質量，g；100 為換算系數。

1.5 數據分析

用Excel 2010 進行作圖和數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理方法對鮮切菠蘿儲藏期間感官品質的影響

由圖1（a）可得，殼聚糖溶液濃度為1.0%時，鮮切菠蘿的感官評分最高，儲藏到第6 天時仍然有良好的感官品質，這表明適宜濃度的殼聚糖浸泡液能很好地保持鮮切菠蘿的顏色、硬度、風味及外觀。由圖1（b）可得，以1.0%殼寡糖溶液處理的鮮切菠蘿感官評分最高，但與1.0%殼聚糖溶液處理的鮮切菠蘿不同，其在第6 天時未能保持良好的感官品質。出現這一差異的原因可能是殼寡糖本身帶有微量酸澀味，對鮮切菠蘿的風味產生影響，導致其感官評分較低。

圖1 不同濃度殼聚糖、殼寡糖處理后鮮切菠蘿的感官品質變化Fig.1 Sensory changes of fresh-cut pineapple treated with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

由圖1 可見，隨著貯藏時間的延長，對照組及不同濃度殼聚糖、殼寡糖溶液處理的實驗組的鮮切菠蘿感官評分均呈下降趨勢。對照組的鮮切菠蘿在第4 天開始感官品質明顯降低，風味變淡、硬度降低、顏色變淺。鮮切菠蘿原有的品質已經喪失，向腐爛方向發展。而經過殼聚糖、殼寡糖溶液處理的鮮切菠蘿，整體上要比對照組感官得分高。從而得出結論，殼聚糖和殼寡糖處理均能明顯延長鮮切菠蘿的貯藏期。

2.2 不同處理方法對鮮切菠蘿貯藏期質量損失率的影響

在儲藏過程中鮮切菠蘿由于果實組織發生蒸騰作用，其水分含量逐漸降低[17]。從圖2 可以看出，無論是對照組還是不同濃度殼聚糖、殼寡糖溶液處理組，鮮切菠蘿質量損失率均呈現出上升趨勢。且經過殼寡糖及殼聚糖溶液處理的鮮切菠蘿質量損失率從第4 天開始均明顯低于對照組，同時就質量損失速率而言，實驗組的更小，因此可以說由殼聚糖、殼寡糖溶液處理過的鮮切菠蘿保持果實質量的效果明顯優于對照組。出現此結果的原因為殼聚糖、殼寡糖膜層具有阻水性和通透性，抑制了鮮切菠蘿的水分散失，所以經殼聚糖、殼寡糖處理的樣品質量損失率比對照組要低，其中1.0%殼聚糖溶液、1.0%殼寡糖溶液處理的鮮切菠蘿質量損失率最低，保存葡萄品質的效果最好。

圖2 不同濃度殼聚糖、殼寡糖處理后鮮切菠蘿的質量損失率變化Fig.2 Changes in the quality loss rate of fresh-cut pineapple after treatment with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

2.3 不同處理方法對鮮切菠蘿貯藏期可溶性固形物含量的影響

由圖3 可知，隨著貯藏時間的增長，對照組與實驗組鮮切菠蘿果實內的可溶性固形物含量呈下降趨勢，但下降速率和程度有所不同。對照組在1～6 d 下降較快，實驗組在1～4 d 下降較快，之后下降速度減緩。第6 天時，對照組鮮切菠蘿的可溶性固形物含量已降至5.9%，并隨著時間的推移逐漸降低，而殼聚糖、殼寡糖處理組鮮切菠蘿的可溶性固形物含量在第10 天時仍高于此值。分析原因，一方面，剛開始貯藏時鮮切使菠蘿受到了機械損傷，菠蘿本身的生理生化反應加快，果實組織中的大分子物質快速降解成小分子物質；另一方面，一些小分子糖類被微生物損耗，使前期鮮切菠蘿的可溶性固形物含量迅速下降，隨后因為鮮切菠蘿適應了貯藏環境，生理生化反應逐漸放慢，所以下降速度變慢。實驗顯示，殼聚糖、殼寡糖處理使鮮切菠蘿中的可溶性固形物含量下降變慢，對貯藏過程中鮮切菠蘿營養物質的保持有積極作用。

圖3 不同濃度殼聚糖、殼寡糖處理后鮮切菠蘿的可溶性固形物含量變化Fig.3 Changes in the soluble solid content of fresh-cut pineapple treated with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

2.4 不同處理方法對鮮切菠蘿貯藏期維生素C 含量的影響

不同濃度殼聚糖、殼寡糖處理過的鮮切菠蘿維生素C 含量變化如圖4 所示。由圖知，經殼聚糖、殼寡糖溶液處理后的鮮切菠蘿，維生素C 含量的保存率明顯優于對照組。雖然對照組與實驗組鮮切菠蘿的維生素C 含量在貯存過程中都有損失，但損失的速度和幅度不同，經過處理的鮮切菠蘿維生素C 損失速度緩慢，貯藏到第8天，殼聚糖、殼寡糖處理的實驗組維生素C 含量均高于對照組，由圖4（a）可知，0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖溶液處理的鮮切菠蘿維生素C 含量分別比對照高76%、34%、33%；由圖4（b）可知，0.5%、1.0%、1.5%殼寡糖溶液處理的鮮切菠蘿維生素C 含量分別比對照高76%、38%、30%。造成維生素C 損失的原因可能是鮮切菠蘿的切口使其失去了天然保護層，菠蘿組織中的維生素C 與空氣中的氧充分接觸，在氧化酶的作用下發生反應而損失。而經殼聚糖、殼寡糖處理后的鮮切菠蘿維生素損失較對照組少，其原因可能是殼聚糖、殼寡糖在鮮切菠蘿表面形成一層保護膜，阻斷了鮮切菠蘿與空氣的接觸，使鮮切菠蘿營養成分的損失減少，能夠保持良好品質。

圖4 不同濃度殼聚糖、殼寡糖處理的鮮切菠蘿維生素C 含量的變化Fig.4 Changes in vitamin C content of fresh-cut pineapple after treatment with different concentrations of chitosan and chitooligosaccharides

3 討論與結論

涂膜保鮮是指人為形成具有一定阻隔性的膜，可調節鮮切產品與環境間的氣體交換，減弱其氧化作用，降低鮮切產品水分蒸發，阻擋微生物侵染，同時能更好地保持產品的營養成分及色、香、味、形，延長其貨架壽命。涂膜還是一種方便和安全的方法[18]，因此在食品行業中越來越受關注，在保證果蔬品質和延長新鮮果蔬貨架期等方面是一項非常有前途的技術。任小娜等[19]研究了殼聚糖復合涂膜對冷藏無花果品質變化的影響，并得到了理想的涂膜條件。采用殼聚糖、殼寡糖溶液涂膜處理后的新鮮菠蘿，有較好的抑制細菌、保持新鮮的效果。殼聚糖、殼寡糖溶液的處理顯著提高了維生素C 的保存率，減緩了可溶性固形物含量的降低，對鮮切菠蘿中營養物質的保存起到了積極作用。

根據實驗，通過殼聚糖、殼寡糖溶液處理過的新鮮菠蘿，貯藏期比對照組的感官得分高，可以有效延長新鮮菠蘿的保存期。關于外觀品質，從硬度和感官評定兩方面來考慮。殼聚糖、殼寡糖處理過的實驗組與對照組相比，實驗組可以有效減緩新鮮菠蘿的腐爛，保持更好的顏色。其中，殼聚糖1.0%濃度時最有效。在內部品質方面，1.0%的殼聚糖處理組在質量損失率、可溶固體物含量、維生素C 含量等指標測定中，保持新鮮度的效果很好。本次實驗得出，于（5±1）℃的貯藏環境中鮮切菠蘿的最佳處理條件為1.0%的殼聚糖。本研究僅分析了殼聚糖、殼寡糖對鮮切菠蘿的物理化學等幾個方面品質的影響，并未做生物方面如微生物生長情況及抑菌效果方面的探索，相關影響還有待于進一步研究。