羧甲基殼聚糖涂膜保鮮鐵皮石斛的研究

羅衛梅

（益陽醫學高等專科學校，湖北益陽 413000）

鐵皮石斛為蘭科植物鐵皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）的新鮮或干燥莖[1]。鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱、潤肺止咳的功效，是我國傳統且名貴的中藥材，在民間素有“救命仙草”的美譽。

鐵皮石斛為傳統的鮮用藥材。中醫認為石斛“生者優良”，講究“生品為上”，在使用鐵皮石斛時，常要求以鐵皮石斛鮮品入藥。諸多歷史記載及應用同樣表達了中醫“非鮮石斛不用”的觀點。例如，《本草備要》中記載“石斛養胃圣藥，鮮者性更涼，潤燥生津。”《本草害利》中記載“川石斛，少遜鮮石斛，性加寒，尤退虛熱。虛證宜干，實證宜鮮。”《醫醇剩義》中的祛煩養胃湯、《臨證指南》中的葉氏養胃湯、三鮮湯（鮮石斛、鮮生地、鮮沙參）等著名方劑，均強調以鮮石斛入方。在全國高等院校教材《中藥學》中記載“鮮石斛清熱生津之功效更佳，所以熱病傷津，舌干口渴之證當用鮮石斛”。現代諸多研究表明，鐵皮石斛在干燥過程中，功效成分如石斛多糖及一些生物活性物質會有所損失，而鮮藥材可以最大程度地保存有效成分，所以吃新鮮的鐵皮石斛效果更好[2-3]。現代大量藥理學研究表明，鐵皮石斛有增強免疫、抗疲勞、抗氧化、促進唾液分泌、降血糖、降血壓、抗肝損傷和抗腫瘤等作用，因此鐵皮石斛鮮品作為保健食品越來越受到消費者的青睞[4-5]。但是由于鐵皮石斛鮮品鮮嫩多汁，在運輸及貯藏過程中極易失水萎蔫，不易保存，因此目前鐵皮石斛多以干品“鐵皮楓斗”進行出售。本文對鐵皮石斛鮮品的貯藏保鮮進行研究，具有重要的現實意義。

殼聚糖是涂膜保鮮技術研究中的重要原材料，不僅具有良好的成膜性和氣體阻隔性，還具有優異的抗菌、抗氧化性，殼聚糖涂膜作為一種果蔬保鮮的有效手段被國內外研究學者廣泛研究應用[6]。筆者目前暫未發現有關殼聚糖涂膜應用于鮮藥材保鮮的研究，更未發現殼聚糖涂膜應用于新鮮鐵皮石斛保鮮的研究。

由于殼聚糖僅能溶解在pH 值小于6.5 的酸性溶液中，為拓展其應用范圍，人們對其進行改性，開發出能直接溶于水的羧甲基殼聚糖（Carboxymethyl Chitosan，CMCS）。CMCS 保留了殼聚糖（Chitosan，CS）的各種特性，因此也是一種有前景的食品包裝成膜材料[7]。本文采用不同濃度的CMCS 溶液涂膜保鮮鐵皮石斛，并用食品級PE 保鮮膜包裹，于常溫下（8 ～18 ℃）保鮮，通過對貯藏過程中鐵皮石斛的品質進行測定，考察其對新鮮鐵皮石斛的貯藏保鮮效果，為鐵皮石斛在常溫下延長貯藏保鮮期和提升市場價值提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮品鐵皮石斛，網購于安徽冠龍旗艦店，經益陽市食品藥品監督管理局蔡洪鯤副主任藥師鑒定為仿野生鐵皮石斛鮮條；羧甲基脫乙酰殼多糖（脫乙酰度≥90%），購于北京華邁科生物；D-無水葡萄糖對照品（批號：110833-202109，質量分數為99.9%，中國食品藥品檢定研究所）；無水乙醇、苯酚、濃硫酸（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；實驗室自制超純水。

1.2 儀器與設備

T2600 紫外可見分光光度計，上海佑科儀器儀表有限公司；SYG-A2-4 電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；JY5002 電子天平，上海宇恒平科學儀器有限公司；FA1104M 電子分析天平，上海精其儀器有限公司；大龍移液器；HH-200A 森陶樂小型破壁機；KQ-50B 型超聲儀；TDZ5-WS 離心機，湖南邁克爾實驗儀器有限公司；ZWL-PA1-10L 超純水儀。

1.3 試驗方法

1.3.1 保鮮劑的制備

準確稱取CMCS 粉末0.50 g、1.00 g、2.00 g 和3.00 g，分別加入裝有200 mL 超純水的燒杯中，在60 ℃的恒溫水浴鍋中攪拌2 h，直至CMCS 完全溶解，獲得質量濃度分別為0.25%、0.50%、1.00%和1.50%的CMCS 溶液，室溫下貯存涂膜使用。

1.3.2 涂膜方法

將長約30 cm，直徑0.2 ～0.5 cm，粗細均勻的新鮮鐵皮石斛隨機分為6 組(每組60 根)，其中4組分別浸泡在不同濃度的CMCS 溶液中3 min，浸泡完全后撈出，置于陰涼通風處自然晾干，使用食品級PE 保鮮膜包裹；另外2 組以純凈水涂膜自然晾干后，其中1 組使用保鮮膜包裹，另1 組不用保鮮膜包裹。將6 組均置于常溫陰涼處（8 ～18 ℃）貯 藏， 于 貯 藏 后0 d、6 d、12 d、18 d、24 d 及30 d 對其失重率、石斛多糖含量及感官特性進行測定。

1.3.3 感官評價

按照鐵皮石斛的色澤、形態、風味、口感及霉變5 項指標[8]，分4 級標準打分，各級分值分別為2.0、1.5、1.0、0.5 和0，總分為10 分。10 分為產品極好，整株呈鐵綠色，莖形態飽滿，無失水皺縮，具有特有的青草香氣，口感多汁嫩滑，無霉斑，具體見表1。

表1 感官品質評定標準表

1.3.4 失重率的測定

失重率計算公式如下：

式中：M0為樣品原始質量；g，M1為樣品貯藏一定時間后的質量，g。

1.3.5 石斛多糖的含量評定

石斛多糖的測定采用硫酸-苯酚法。①鐵皮石斛鮮品供試液的制備。取鐵皮石斛剪成約為0.5 cm的小段，精密稱取20 g，放入破壁機中，加入4倍量水，控制溫度在20 ℃以下，勻漿10 min。用6 倍量水少量多次地洗滌破壁機，將勻漿液和洗滌液轉移至500 mL 圓底燒瓶中，加熱回流1 h，雙層200 目紗布過濾；濾渣加10 倍量水加熱回流1 h，雙層200 目紗布過濾；濾渣再次重復上述操作，合并3 次濾液。取上述濾液2 mL 置于15 mL 離心管中，加入無水乙醇10 mL，搖勻，冷藏1 h，取出后4 000 r/min 離心20 min，棄去上清液，沉淀用10 mL 無水乙醇洗滌，將沉淀置于陰涼通風處晾干后，加水置于60 ℃水浴鍋中攪拌溶解，轉移至25 mL 容量瓶中，放涼，加水至刻度，搖勻即得。②鐵皮石斛多糖含量測定以無水葡萄糖為對照品,采用苯酚硫酸顯色法及紫外分光光度法進行檢測[9-10]。

2 結果與分析

2.1 CMCS 涂膜處理對鐵皮石斛感官品質的影響

鐵皮石斛在貯藏期間的感官品質變化如表2 所示。CMCS 涂膜處理的鐵皮石斛品質下降速率均小于對照組，貯藏至18 d 時，整株基本呈鐵綠色，莖形態飽滿，僅折斷處周圍出現皺縮，仍具有明顯的青草香氣，口感多汁嫩滑，無霉斑。但貯藏至24 d時，采用保鮮膜包裹的鐵皮石斛組均出現不同程度的霉變，其中無CMCS 涂膜組與1.50%CMCS 涂膜組霉變程度大于0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜組，而無涂膜無包膜組無霉變現象。貯藏至30 d 時，感官品質如圖1 所示，無處理組整體呈黃綠色，中度萎縮，有輕微香草氣，口感輕度纖維化，無霉斑，1.50%CMCS 涂膜包膜組，整體呈微綠色，輕度萎縮，具有香草氣的同時也有霉味，口感無纖維化，中度霉斑。分析原因，可能是儲藏至21 ～22 d 時，氣溫異常升高，日間氣溫達25 ℃以上，鐵皮石斛的呼吸強度增高，保鮮膜內蓄積大量水汽，形成高溫高濕環境，導致霉變；0.25%、0.50%及1.00%CMCS 涂膜包膜組因涂膜處理抑制呼吸，且具有一定的抗菌效果，霉變程度淺；而1.50%CMCS 涂膜可能因為濃度大，形成了較厚的薄膜，影響其正常呼吸，霉變程度大于其他濃度。

表2 殼聚糖處理對鐵皮石斛感官評分的影響（單位：分）

圖1 貯藏至30 d 的鐵皮石斛圖

2.2 CNCS 涂膜處理對鐵皮石斛失重率的影響

由于鐵皮石斛采收后含水量高且組織幼嫩，保護組織不發達，水分極易蒸發散失，導致嫩莖失重，縮短了鐵皮石斛的保鮮期，品質降低，故失重率可作為一個衡量其保鮮效果的重要指標。從圖2 可看出，隨著貯藏時間的延長，失重率不斷增加。貯藏至30 d 時，涂膜包膜處理組的失重率分別為4.28%、3.35%、3.57%和5.03%，均低于包膜無涂膜組的失重率13.13%，遠遠低于無涂膜無包膜組的失重率30.53%。實驗說明，CMCS 涂膜可協同保鮮膜幫助減少水分的蒸發，原因是CMCS 涂膜處理可在鐵皮石斛表面形成一層透明薄膜，減少貯藏過程中水分的蒸發[11]。0.25%CMCS 和1.50%CMCS 涂膜處理的失重率略高于0.50%和1.00%CMCS 涂膜處理，原因可能是0.25%形成的膜厚度和均勻度差，不能很好地保護表皮，而1.50%的殼聚糖濃度過大，形成的薄膜較厚，影響其正常的呼吸作用，因此鐵皮石斛的失重率下降相對較快。

圖2 CMCS 涂膜對鐵皮石斛失重率的影響

2.3 CNCS 涂膜處理對鐵皮石斛中石斛多糖含量的影響

鐵皮石斛多糖為鐵皮石斛的主要生物活性成分，鐵皮石斛的多糖質量分數越高，質量越重，代表其品質越好，生理活性越強[12]。在整個貯藏過程中，無包膜無涂膜的鐵皮石斛中多糖含量呈逐漸降低的趨勢，由38.83%降至33.75%。經涂膜處理的鐵皮石斛多糖含量初期有所下降，貯藏6 ～18 d 時含量較平穩，貯藏至24 d 時含量快速下降，這與貯藏至24 d 時鐵皮石斛因出現霉變而導致感官品質快速降低一致，30 d 后的1.50%CMCS 涂膜鐵皮石斛的多糖含量僅有28.56%，低于無包膜無涂膜組的33.75%，分析原因可能是霉菌消耗了大量的營養物質所致。經0.50%CMCS 與1.00%CMCS 涂膜的鐵皮石斛在整個貯藏過程中多糖含量均高于無涂膜無包膜的鐵皮石斛，但最終的差異不大，具體見圖3。

圖3 CMCS 涂膜對鐵皮石斛多糖含量的影響

3 結論

本研究以水溶性殼聚糖羧甲基（CMCS）為原料，配制不同濃度的CMCS 溶液對鐵皮石斛進行涂膜并聯合PE 保鮮膜保鮮處理。結果表明，CMCS涂膜聯合PE 保鮮膜對鐵皮石斛具有保鮮作用，且0.50%CMCS 和1.00%CMCS 涂膜聯合保鮮膜的保鮮效果最好。此外，雖然PE 保鮮膜能減緩鐵皮石斛的失重率，但鐵皮石斛經保鮮膜包裹后易發生霉變現象，進而導致鐵皮石斛的感官品質及多糖含量明顯下降，而鐵皮石斛在陰涼處易失水萎縮，但不易腐爛及霉變，故可考慮以0.50%或1.00%CMCS 對鐵皮石斛進行涂膜處理后置陰涼處或冷藏貯藏，以延長鐵皮石斛的保鮮期。