殼聚糖-植物提取物復合涂膜對櫻桃番茄保鮮效果的影響

連 歡，魏雯雯，楊相政,2,*

（1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究所，山東 濟南 250220；2.浙江大學，浙江 杭州 310058）

櫻桃番茄因其豐富的營養和多汁的口感而廣受歡迎，其除了維生素、蘋果酸和檸檬酸含量相對較多外，還含有番茄紅素和谷胱甘肽等防癌、抗癌活性物質[1-2]。然而，櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果蔬，在貯運期間極易出現失水、發霉、腐爛等現象，因此，櫻桃番茄的保鮮工作尤為重要[3]。目前，櫻桃番茄的保鮮方法包括氣調保鮮、低溫保鮮、化學保鮮、生物保鮮法，但是氣調保鮮法難度較大，成本較高，化學保鮮法會給人類健康帶來一定的危害[3]，而生物保鮮法因其安全性較高、無污染，已成為現階段人們研究的熱點之一。

殼聚糖是一種天然多糖類物質，抗菌效果好，具有較強的抑制病原菌和腐敗微生物的作用[4]，其優良的成膜性也被人們熟知，并已應用于果蔬的涂膜保鮮中[5]。殼聚糖涂膜使果實表面形成的一層可食性薄膜，可阻隔果實與外界進行氣體交換，使其呼吸強度大大減弱，減少營養物質的消耗，延長果實的貯藏時間，其還可代替不可降解包裝材料的使用[6]，以減少環境污染、保障食品安全。因其分子中帶有游離氨基，在酸性溶液中易成鹽，可以單獨使用，也可以與其他物質混合使用[7]。

天然抗菌劑因其來源于自然界，具有很高的安全性。芳香植物精油和植物提取物中因含有大量的芳香醇類、酚酸類及類黃酮等活性成分，從而具有一定的抗氧化及抗菌作用，被廣泛應用于食品工業、植物保護和園藝領域[8]。我國約有5 000余種植物含有抑菌成分，丁香、艾葉、魚腥草、黃苓、連翹、蒲公英等中草藥在果蔬保鮮方面有較多應用[9]。丁香和荷葉是常見的中草藥，來源廣泛，價格低廉。丁香中主要化學成分為揮發油類，含量為14%～20%，其中丁香酚的相對含量為78%～95%。荷葉中除含有荷葉堿、檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸等物質外，還含有黃酮類、揮發油等功能性成分，具有抗氧化、抗炎、抑菌等生理活性，且安全、有效[10]，在蘋果、葡萄、獼猴桃等果蔬的保鮮中顯示出較好的抑菌效果。孫思勝等[11]研究發現，丁香提取物處理能在一定程度上延緩葡萄果實病害腐爛的發生。吳永玲等[12]發現，薄荷丁香復配保鮮劑處理鮮切蘋果可有效抑制蘋果表面微生物的生長。李昂[13]發現，荷葉浸膏對獼猴桃有明顯的保鮮效果。目前，天然植物抗菌劑的開發處于起步階段，其抗菌機理還有待深入研究，從植物中提取天然抗菌物質，開發新型植物防腐劑的前景非常廣闊。在殼聚糖溶液中添加天然植物提取物，制備并利用可食性復合膜對果蔬進行保鮮成為近些年的研究熱點。

本研究在殼聚糖中加入丁香或荷葉提取物制備殼聚糖復合膜，并將其應用于櫻桃番茄的涂膜保鮮中，考察櫻桃番茄在貯藏過程中品質的變化，以期獲得一種安全有效的保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

櫻桃番茄（品種：釜山88），市售；殼聚糖（脫乙酰度：90%）、丁香提取物（精油含量為15%～20%，其主成分為70%～85%的丁香油酚和3%的乙酰基丁香油酚）、荷葉提取物（含1%～4%的荷葉堿），西安昌岳生物科技有限公司；冰醋酸、丙三醇、二水合草酸、酚酞、氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、次氯酸鈉，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

YP1002N打漿機，九陽股份有限公司；TCL-1013高速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；ZG-EU-2600紫外分光光度計，上海卓光儀器科技有限公司；TA-XTplusC質構儀，北京微訊超技儀器技術有限公司；HJ-2A磁力攪拌器，常州蘇瑞儀器有限公司；PAL-1數顯折射儀，日本愛拓科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 復合膜的制備

準確稱取殼聚糖粉末1 g倒入燒杯中，然后緩慢多次加入50 mL 0.5%的乙酸溶液，在25℃下用磁力攪拌器攪拌約4 h，制備20 g/L的殼聚糖溶液。待殼聚糖完全溶解后，加入甘油（殼聚糖質量的30%）繼續攪拌至溶解。分別取0.5、1 g的丁香提取物或荷葉提取物粉末用50 mL蒸餾水制備成10 g/L、20 g/L水提液后與殼聚糖溶液混合，繼續攪拌0.5 h至均勻，復合膜溶液中殼聚糖終濃度為10 g/L，丁香、荷葉提取物濃度分別為5 g/L和10 g/L。

1.2.2 櫻桃番茄的涂膜處理

將櫻桃番茄用蒸餾水沖洗干凈，通風處自然晾干。然后在殼聚糖-植物提取物復合膜溶液中浸泡3 min，以蒸餾水代替復合膜溶液為空白對照（CK），以10 g/L的殼聚糖純溶液代替復合膜溶液為對照（CS），將浸泡后的櫻桃番茄撈出自然晾干后放入聚乙烯（PE）保鮮袋（厚度0.04 mm，氧氣透過率3 050 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1，二氧化碳透過率9 500 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1）中，每袋裝30個番茄，所有樣品置于0℃冷庫中貯藏，每14 d取樣進行指標測定，共取4次樣。每個處理3個重復。

本研究共設置4個殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理：10 g/L殼聚糖+5 g/L丁香提取物，記為0.5%DX；10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物，記為1%DX；10 g/L殼聚糖+5 g/L荷葉提取物，記為0.5%HY；10 g/L殼聚糖+10 g/L荷葉提取物，記為1%HY。

1.2.3 測定項目與方法

1.2.3.1 感官品質

分別對貯藏前和貯藏56 d時的櫻桃番茄拍照，對比貯藏前后果實外觀、色澤的差異。

1.2.3.2 硬度

使用質構儀對每次隨機挑選的5粒果實進行硬度測定。儀器相關參數的設定為：選用2 mm的探頭，測前速度1.00 mm/s，測中速度1.00 mm/s，測后速度5.00 mm/s，位移10.000 mm，觸發力5.0 g。

1.2.3.3 腐爛率

采用觀察法，對果實腐爛個數進行統計，初始數量為n0，每14 d記錄腐爛果實的數量為n1。果實的腐爛率計算公式如下：

1.2.3.4 失重率

采用稱重法測定櫻桃番茄失重率，測定并記錄各組櫻桃番茄原始質量記為m0（g），每14 d重新測定1次質量，記為m1（g），失重率計算公式如下：

1.2.3.5 可溶性固形物含量

使用數顯折射儀進行測定。

1.2.3.6 可滴定酸（TA）含量

將櫻桃番茄切碎混合后用研磨機打漿。使用氫氧化鈉滴定法測定果實的可滴定酸含量，根據NaOH滴定液消耗量，計算可滴定酸含量[14]。

1.2.3.7 VC含量

采用2,6-二氯酚靛溶液滴定法[14]測定。VC含量計算公式如下：

式中：V1為滴定用染料量，mL；V2為空白滴定用染料量，mL；m為滴定時樣品稀釋液中含樣品的量，g；T為1 mL染料相當于抗壞血酸的毫克數。

1.2.4 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2010軟件分析并作圖。

2 結果與分析

2.1 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中感官品質的影響

由圖1可以看出，貯藏期間所有櫻桃番茄的外觀發生了明顯的變化。貯藏前果實整體呈現鮮亮的紅色，貯藏56 d后，櫻桃番茄整體呈現暗紅色；CK組和CS組果實變軟，部分果實上能看到菌斑并有腐爛果實出現；經過殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理的果實沒有出現腐爛現象。由上可知，殼聚糖-植物提取物復合涂膜對櫻桃番茄具有一定的保鮮作用。

圖1 不同處理組櫻桃番茄貯藏前（A）和貯藏56 d（B）時圖片Fig.1 Pictures of cherry tomatoes before(A)and storage for 56 d(B)in different treatment groups

2.2 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中硬度的影響

由圖2可知，貯藏56 d時，所有櫻桃番茄的硬度和初值相比均下降，由于果實中一些水解果膠和纖維素的酶類活性增加，導致果實細胞壁結構松散失去黏性[15]。CK組果實由于沒有經過任何涂膜處理，硬度幾乎為直線下降，果皮硬度由399.4 g下降至56 d時的176.5 g。CS組和復合涂膜處理組的果實硬度相對較高，貯藏56 d時，1%DX處理組的番茄硬度最高，為220.8 g。由此可以看出，殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理能有效抑制果實變軟。Abugoch等[16]認為，水分的流失也是引起果實硬度降低的重要原因之一，涂膜處理可以通過延緩果實水分損失來延緩果實軟化。

圖2 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中硬度的變化Fig.2 Hardness changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.3 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中腐爛率的影響

由圖3可以看出，所有櫻桃番茄的腐爛率隨著貯藏時間的延長而增加，櫻桃番茄果實采后易受微生物侵染，使果實表面出現斑點或腐爛。CK組在貯藏56 d時腐爛率達到17.78%，1%DX處理組的果實腐爛率最低，相比空白組降低了10.00個百分點。櫻桃番茄經涂膜處理后，果實表面形成的膜可作為屏障阻止微生物的侵染，而且殼聚糖、丁香提取物和荷葉提取物本身是很好的抑菌劑，可抑制果實表面微生物的生長[9]。殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理在很大程度上降低了櫻桃番茄果實的腐爛率，保持了果實的品質。

圖3 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中腐爛率的變化Fig.3 Decay rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.4 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中失重率的影響

櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果實，在貯藏過程中，受蒸騰作用和呼吸作用的雙重影響，櫻桃番茄極易失水[17]。由圖4可以看出，果實的失重率在貯藏期間整體呈上升趨勢；CK組果實失水最嚴重，在第56天時，失重率達到0.226 5%；1%DX處理組果實失重率相對最低，相對于CK組降低了0.06個百分點，對櫻桃番茄失水的抑制效果最好。殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理能在櫻桃番茄表面形成一層保護膜，阻塞了果實表面的皮孔，從而延緩果實的水分流失[18]，這與袁仲玉等[19]的研究結果一致。

圖4 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中失重率的變化Fig.4 Weight loss rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.5 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中可溶性固形物含量的影響

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，所有櫻桃番茄的可溶性固形物含量逐漸下降；CK組的櫻桃番茄可溶性固形物含量下降較劇烈，初值為5.9%，56 d時已降為4.2%；在貯藏后期，1%HY處理組的櫻桃番茄可溶性固形物含量和其他試驗組相比較高。櫻桃番茄果實在貯藏期間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，導致果實可溶性固形物含量下降，這與隋思瑤等[20]的研究結果一致。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可溶性固形物含量的下降，抑制果實衰老[21]。相比于其他處理，1%HY和1%DX處理抑制可溶性固形物降低的效果最好。

圖5 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可溶性固形物含量的變化Fig.5 Soluble solid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.6 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中可滴定酸含量的影響

由圖6可知，所有櫻桃番茄可滴定酸含量隨貯藏時間的延長整體呈下降趨勢。可滴定酸一部分被果實的呼吸作用消耗，另一部分則轉化為糖類[22]。CK組櫻桃番茄的可滴定酸含量在貯藏期間顯著低于其他試驗組，貯藏前果實的可滴定酸含量為0.32%，貯藏56 d時下降為0.20%；1%DX處理組的果實可滴定酸含量下降較緩慢。這是因為殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理在果實表面形成的膜抑制了果實呼吸作用對有機酸的消耗，有利于保持櫻桃番茄中可滴定酸含量。

圖6 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可滴定酸含量的變化Fig.6 Titratable acid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.7 涂膜處理對櫻桃番茄貯藏過程中VC含量的影響

VC是櫻桃番茄中重要的抗氧化劑，可在一定程度上清除活性氧，減緩果實衰老變質的速度。由圖7可知，各組櫻桃番茄中的VC隨貯藏時間的延長而逐漸氧化分解，含量下降。貯藏前期和后期VC含量下降趨勢較緩慢，14～42 d果實VC含量急劇下降；整個貯藏過程中CK組果實的VC含量下降相對較快，從初值4.835 mg/100 g下降到貯藏56 d時的0.345 mg/100 g，下降了92.85%。1%DX涂膜處理組的櫻桃番茄VC損失最低，在貯藏56 d時VC含量相對于CK組果實提高了75.02%，說明10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物復合涂膜處理有效減緩了櫻桃番茄中VC的損失。

圖7 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中VC含量的變化Fig.7 VC contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

3 結論

殼聚糖-植物提取物復合涂膜處理的櫻桃番茄相比空白對照，表皮堅硬程度持續時間長，失重率和腐爛率較低，營養成分也不易流失，貯藏保鮮效果有了明顯的提升；10 g/L殼聚糖和10 g/L丁香提取物復合涂膜能最大程度地發揮各成膜組分的功效，使果實表面形成抑菌膜，明顯降低櫻桃番茄的失重率和腐爛率，保持果實硬度以及可溶性固形物、可滴定酸、VC含量，提高果實的貯藏品質。本研究獲得了一種安全有效的保鮮方法，為殼聚糖-植物提取物復合膜對櫻桃番茄的涂膜保鮮應用提供了參考。