抗菌肽復合膜對藕帶品質影響及保鮮作用

謝巧玲，邱紫婷，陳燕鴻，劉靖楠，盧冬梅

嶺南師范學院生命科學與技術學院（湛江 524048）

藕帶，是蓮生長前期的地下幼嫩根狀莖，又稱藕苗。新鮮的藕帶脆性好、風味佳、營養豐富，具有較高的藥用價值和商業價值[1]。但藕帶采摘后極易出現褐變和軟化等不良現象，影響外形美觀和營養價值。除此之外，藕帶采摘后還會受到尖孢鐮刀菌和茄病鐮刀菌的感染，發生腐敗[2]，不利于藕帶采后的運送、儲藏和加工。因此，找到較天然且有效安全[3]的保鮮防腐抑菌劑抑制藕帶褐變和細菌生長繁殖，以延長藕帶的上架期尤為重要。焦小華等[4]研究證明抗壞血酸能使鮮切蓮藕在貯藏期間有效地保持果實的硬度、抑制果實POD的活性，使其在貯藏期間能夠更好地保證品質。陳揚波等[5]研究表明殼聚糖溶液能有效抑制鮮切蓮藕褐變，對鮮切蓮藕有保鮮效果。張永清等[6]研究證明蒲公英提取液能顯著抑制鮮切蓮藕VC含量的下降和失重率的上升，從而保持了鮮切蓮藕良好的品質。呂靜祎等[7]發現1%殼聚糖+0.5%抗壞血酸復配中草藥提取物制成的可食用涂膜液能夠減緩藍莓果實貯藏期內硬度、含水量和VC的下降，提高過氧化物酶的活性，從而延長貨架期。

抗菌肽是具有廣譜抗微生物活性的小分子多肽[8]，天然免疫系統的重要組成部分[9]。相較于傳統防腐劑的致癌致病副作用[10]，其對高等動物的正常細胞幾乎無毒害作用[11]，被譽為“天然抗生素”[12]。抗菌肽來源廣泛[13]，但抗菌肽在食品保鮮上的相關研究很少，被批準應用于食品防腐保鮮的抗菌肽只有乳酸菌肽[14]。前人研究表明乳鏈菌肽可以延長新鮮蘋果汁[15]、鮮切皇冠梨[16]、甜櫻桃[17]、荸薺[18]等果蔬的保質期。王大平等[19]試驗結果表明乳酸鏈球菌素Nisin溶液可以顯著降低獼猴桃果實的失重率，有效抑制果實貯藏后期VC量下降，保持果實較好的硬度，從而延緩果實的衰老。而從海洋生物提取出的肽類活性物質具有保濕、抗氧化、抗衰老和抗菌活性[20]。目前，海洋生物抗菌肽主要運用在化妝品[21]、水產養殖[22]和禽畜養殖方面[23]，但其在食品保鮮方面少有研究。

因此，試驗以藕帶為試材，探究海洋生物下腳料蝦殼提取的抗菌肽復合膜[24]對藕帶貯藏過程中品質的影響，為海洋抗菌肽在藕帶或其他果蔬的保鮮方面的運用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

下腳料，購于廣東湛江南華市場；藕帶，購于廣東湛江寸金市場。

考馬斯亮藍G-250、95%乙醇、磷酸、結晶牛血清蛋白、氯化鈉、結晶酚、氫氧化鈉、亞硫酸氫鈉、3, 5-二硝基水楊酸等。所有化學試劑藥品均為分析純，購買自天津市科密歐化學試劑有限公司。

DK-S26型電熱恒溫水浴鍋（上海精宏試驗設備有限公司）；UV-754N紫外-可見分光光度計（島津儀器有限公司）；AL240型電子分析天平（湘儀天平儀器設備有限公司）；等。

1.2 試驗方法

1.2.1 海洋抗菌肽的提取

取枯草芽孢桿菌接種于下腳料液體培養基中，于37 ℃培養過夜。以8 000 r/min離心5 min，取上清液，置4 ℃冰箱保存，待用。

1.2.2 最佳護色劑選擇

將藕帶置于65 ℃漂燙3.5 min，用表1護色劑[25]浸泡30 min，再用保鮮膜包裹4 ℃保藏，每2 d觀察色澤變化，根據感官評定指標選出最佳護色劑。

表1 護色劑的選擇種類

1.2.3 抗菌肽復合膜的制備及保鮮流程

將藕帶置于65 ℃漂燙3.5 min，冷卻后浸入最優護色劑30 min，混勻海藻酸鈉（1.5%，m/m）和抗菌肽（2%，v/v）作為復合涂膜劑，將藕帶浸泡復合涂膜劑10 min作為抗菌肽復合膜組（AP組），對照組（CK組）浸泡蒸餾水10 min，對上述處理的藕帶進行編號，裝入塑料袋中，室溫（25 ℃）保藏，并間隔2 d取樣，檢測相關指標。

1.3 測定指標

1.3.1 感官評定

以果實的色澤、氣味、軟硬度3項指標的綜合評分進行感官品質評價（表2），最高分為10分。

表2 鮮切藕帶感官評定標準

1.3.2 失重率的測定

采用105 ℃常壓烘干法進行測定[26]，用稱量瓶裝好樣品，放入95～105 ℃干燥箱，加熱0.5～1 h，再冷卻0.5 h，稱量，再干燥，前后不超過2 mg。失重率按式（1）計算。

1.3.3 VC含量的測定

采用2, 6-二氯靛酚滴定法[27]進行測定。取5 mL離心后藕帶汁，加入10 mL草酸溶液和2滴H2O2溶液，搖勻，立即用2, 6-二氯靛酚溶液滴定至溶液變為微紅色，保持15 s不褪色為終點。VC含量（mg/mL）按式（2）計算。

式中：T為2, 6-二氯靛酚溶液的滴定度，mg/mL；V為2, 6-二氯靛酚用量，mL；W為藕帶汁樣品用量，mL。

1.3.4 蛋白質含量的測定

采用考馬斯亮藍G-250法[28]進行測定。試驗得到牛血清蛋白標準曲線方程y=0.302 9x+0.014 2，R2=0.991 5，數據基本符合線性關系。取0.5 mL離心后藕帶汁，定容至1 mL，加入5 mL考馬斯亮藍，混勻，室溫反應10 min，以空白調零，測定A595，根據牛血清蛋白標準曲線計算總蛋白含量。

1.3.5 過氧化物酶活性的測定

采用愈創木酚法[29]進行測定。反應混合液為pH 6.5磷酸緩沖液、H2O2和愈創木酚。加入H2O2后開始準確記時，連續測定每1 minA470的變化值，每毫升酶液每分鐘引起吸光度變化0.01為1個酶活單位。

1.3.6 總糖和還原糖含量的測定

試驗得到葡萄糖標準曲線方程y=0.364 2x+0.014 3，R2=0.998 6，數據符合線性關系。取1 mL離心后藕帶汁定容至2.5 mL，加入2.5 mL DNS，混勻，沸水浴5min，冷卻后，以空白調零，測定A540，根據葡萄糖標準曲線計算還原糖含量。

總糖的水解及提取：將一定量的藕帶研磨后加入鹽酸，沸水浴30 min。冷卻后加入氫氧化鈉中和至pH為8.0，過濾并定容至100 mL，混勻備用。總糖含量按式（3）計算。

2 結果與分析

2.1 護色劑的選擇

色澤是評價鮮切產品品質的重要指標之一，通過褐變深淺可以直觀地體現出來，直接影響消費者購買欲望和產品的貨架期[30]。由表3可知，在相同條件下，檸檬酸（0.2%）+抗壞血酸（0.25%）相較于另外兩種護色劑，有更高的評分，使鮮切藕帶不易于氧化褐變。鄧源喜等[31]研究也表明護色劑疊加使用的效果要遠比使用單一護色劑的效果明顯。

表3 護色劑的評價

2.2 貯藏期間新鮮藕帶的品質變化

2.2.1 失重率

新鮮藕帶含水量高達95.52%，一般而言，含水量高的品種適應能力低，水分會促進藕帶的呼吸作用、酶促反應，流失藕帶保藏過程中營養成分，不利于冷藏保鮮。失重率是判斷藕帶新鮮度的重要指標，水分充足的藕帶外觀佳、品質高[32]。由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，兩種處理的藕帶失重率呈現上升趨勢，而且AP組的失重率一直大于CK組，王清章等[33]研究中特克多藥劑、殺毒礬藥劑藥劑處理蓮藕的失重率也高于對照組。這可能是抗菌肽復合膜處理后對藕帶的生理活動產生一定的影響，使呼吸作用有所加強，熱量釋放較大；隨著外溫的變化，在塑料袋內壁形成水珠，又由于塑料袋內部溫度高，從而導致袋內部溫度飽和差增大，加快了藕帶的失水使AP組失重率大于CK組。劉曉靜等[34]研究中用0.8%海藻酸鈉涂膜液、1.0%殼聚糖涂膜液兩種方法處理蓮藕的失重率在常溫貯藏第10天的失重率分別為7.5%和7%，高于本試驗AP組藕帶在常溫貯藏到第6天的失重率（為6.02%），這說明抗菌肽復合膜相較于劉曉靜等[34]試驗中的兩種涂膜液能更有效阻止水分散失，抑制藕帶失重率的上升。

圖1 藕帶的失重率

2.2.2 VC含量變化

維生素C（VC）是重要的營養物質和抗氧化生理活性物質，其含量的高低既能反映果實品質的好壞，也能反映采后衰老程度[35]。鮮切處理由于切分，組織遭破壞，增大與氧氣接觸面積，使VC易被氧化。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，兩種處理的藕帶VC含量均呈下降趨勢。陳學玲等[36]用CMC-Na涂膜豇豆的VC含量在貯藏12 d下降了70.07%，試驗的VC含量在貯藏4 d下降了58.56%，相比CMC-Na涂膜試驗，此次試驗的抗菌肽復合膜能更有效抑制VC含量的下降，這可能是由于藕帶呼吸作用產生的CO2被抗菌肽復合膜所隔離，導致膜內部的CO2濃度增高，呼吸強度下降，抑制了果實內氧化酶的活性，從而抑制VC的氧化[37]。同樣，邱朝坤等[38]研究發現噴灑溶菌酶與Nisin的復配保鮮液的草莓到第10天時VC含量下降80.5%，其VC含量損失也遠大于本次試驗。以上結果表明，抗菌肽復合膜能有效延緩貯藏過程中VC的損失，有利于果蔬中VC含量的保存。

圖2 藕帶VC含量變化

2.2.3 蛋白質含量變化

新鮮藕帶蛋白質含量為3.55 mg/g，藕帶中含有多種酶，其中蛋白質水解酶可水解蛋白質，導致果蔬在貯藏過程蛋白質含量的降低。因此，蛋白質含量是衡量果蔬營養品質的一個重要指標，但是在以往的果蔬貯藏研究中，蛋白質含量很少作為測定指標。

由圖3可知，鮮切藕帶的蛋白質含量在貯藏期間呈先上升后再下降趨勢。因為藕帶中不溶蛋白可被特定的酶轉變為可溶性蛋白，所以在貯藏前期藕帶蛋白質含量上升；但由于藕帶中有蛋白酶的水解作用和外源蛋白的參與，導致蛋白質的分解大于其產生[39]，所以在貯藏后期蛋白質含量下降。從第4天開始，AP組藕帶蛋白質含量高于CK組，這說明AP組的蛋白分解減少，抗菌肽復合膜對藕帶中蛋白酶有抑制效果，抑制外源微生物的感染和外源蛋白酶的水解作用。

圖3 藕帶蛋白質含量變化

2.2.4 過氧化物酶活性變化

過氧化物酶是與衰老有關的酶，催化氧化類黃酮和酚類物質，并聚合形成褐色物質。過氧化物酶還會導致谷胱甘肽和抗壞血酸的氧化，加速乙烯的生成，導致果實的成熟衰老。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，藕帶的過氧化物酶的活性呈現逐漸上升的趨勢。在貯藏4 d后，對照組過氧化物酶活性急劇升高，表明酶促褐變反應加快。貯藏期間，添加抗菌肽復合膜的藕帶的過氧化物酶的活性一直比無添加劑的藕帶的過氧化物酶的活性要低，說明抗菌肽復合膜能有效抑制過氧化物酶的活性，延緩藕帶的褐變，延長貯藏時間。張鵬等[40]探究優化防褐變劑對鮮切蓮藕保鮮效果時，發現優化防褐變劑處理組在第6天過氧化物酶活性比CK組低13.35%，而此試驗AP組在第6天過氧化物酶活性比CK組低14.98%，相比，本次試驗的抗菌肽復合膜能更加有效抑制過氧化物酶活性。

圖4 藕帶過氧化物酶活性變化

2.2.5 總糖和還原糖含量

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，藕帶在貯藏過程中還原糖的含量逐漸上升，可能是藕帶生理活動較快，淀粉大量分解成糖以滿足自身活動需要。貯藏前期，對照與處理間差異較小，在貯藏時間為4 d時，AP組還原糖含量顯著低于CK組，說明抗菌肽復合膜對抑制還原糖含量的上升有著良好的作用，顧曉敏等[39]用1.0%無水檸檬酸+0.1%抗壞血酸鈣+0.2%L-天門冬氨酸制成優化防褐變劑處理鮮切蓮藕，在貯藏0～6 d時，優化防褐變劑處理組還原糖含量也低于CK組；在第2天，張鵬等[40]優化防褐變劑處理組還原糖含量和本試驗相接近；在第4～第6天，試驗處理藕帶還原糖含量為0.65%和0.75%，高于優化防褐變劑處理的鮮切蓮藕還原糖含量0.5%和0.6%，這說明抗菌肽復合膜相較于一些防褐變劑能更有效地減少果蔬貯藏期間還原糖含量的上升，更能在貯藏期間保證果蔬的品質。

圖5 藕帶還原糖含量變化

由圖6可知，隨著貯藏時間的延長，總糖含量都呈下降趨勢，而經過抗菌肽復合膜處理過后，其含量都比CK組含量高，說明抗菌肽復合膜能夠有效抑制總糖含量的下降，減少藕帶貯藏過程中糖分的流失，更好地保證鮮切藕帶的品質。

圖6 藕帶總糖含量變化

3 討論與結論

試驗測定了抗菌肽復合膜處理的藕帶品質特征的變化，并對其相關指標進行了測定與分析。試驗表明，隨著貯藏時間的延長，藕帶的失重率、過氧化物酶活性和還原糖含量呈現上升的趨勢，VC和總糖含量呈現下降的趨勢，蛋白質含量呈現先升后降的趨勢。與CK組相比，抗菌肽復合膜在一定程度上抑制了藕帶的過氧化物酶活性和還原糖含量的上升以及總糖含量的下降，并且對藕帶中蛋白酶有抑制效果，也抑制外源微生物的感染和外源蛋白酶水解作用，能較好地保證藕帶采摘后運送、儲藏和加工過程中的品質，有效延長藕帶的貨架期。同時，相比一些CMCNa涂膜和噴灑復配保鮮液處理手段，抗菌肽復合膜處理藕帶能有效延緩貯藏過程中VC的損失，有利于果蔬中VC含量的保存。研究僅分析了抗菌肽復合膜對鮮切藕帶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。