白酒糟醇溶蛋白復合涂膜液對巨峰葡萄的保鮮效果

祖未希，梁雅琪，李晨*

（1.太原旅游職業學院，山西 太原 030032；2.山西大學生命科學學院，山西 太原 030006）

巨峰葡萄是我國種植面積廣泛的葡萄種類，因其顆粒大、水分高、顏色黑紫、口感甘甜，深受消費者青睞。然而，因皮薄、水分高、糖分高，巨峰葡萄易腐敗，是公認的不易儲存的葡萄品種[1]。25℃下巨峰葡萄貯藏4 d～5 d極易腐敗變質，造成經濟損失，因此，對巨峰葡萄保鮮技術的研究具有重要意義。

酒糟是高粱、大米等釀酒原材料釀酒后剩余的殘渣，是酒行業最多的副產物，酒糟的精深加工及高值開發是釀酒行業面臨的一個重要問題。酒糟中含有蛋白質、粗纖維、粗淀粉、無氮浸出物和微量元素等多種成分[2-3]。研究發現酒糟蛋白中以醇溶蛋白含量最高，可占總蛋白含量的（40.45±0.75）%。酒糟醇溶蛋白（prolamin from distiller's grains，PDG）中疏水性氨基酸含量高，二級結構以α-螺旋為主、耐熱性好[4]，具有高疏水性、高穩定性及良好的膠凝能力和自組裝性，在食品、醫藥等領域有較大的應用潛力[5]。目前對玉米醇溶蛋白（zein）的研究較為廣泛，例如，用zein和大豆蛋白制成的復合膜包裝橄欖油，可極大地減緩橄欖油氧化和酸敗的速度[6]；zein還可用于果蔬的涂膜保鮮，延長食品的貨架期[7]；Hoffman等[8]制備了一種含zein、乳酸鏈球菌肽和月桂酸的抗菌復合膜，對單增李斯特菌和腸炎沙門氏菌有明顯抑制作用。然而，目前尚未見有關酒糟醇溶蛋白應用的報道。微生物侵染及氧化反應等均是食品腐敗變質的重要原因，因此許多抗氧化劑及抑菌劑被用于食品保鮮，如重要的天然抗氧化劑抗壞血酸（vitamin C，VC）、世界衛生組織唯一批準的食用級天然抗菌肽——乳酸鏈球菌肽（nisin）[9]，以及來源豐富、價格低廉、具有良好成膜性的綠色食品保鮮劑殼聚糖[10]等。

本試驗以白酒糟醇溶蛋白和殼聚糖為基本成分制備添加nisin和抗壞血酸的復合涂膜保鮮劑，應用于葡萄保鮮，通過失重率、還原糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量和丙二醛含量等指標，評價白酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄的保鮮效果，以期為酒糟的綜合利用與開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

巨峰葡萄：市售，選擇無病蟲害、無機械損傷、成熟度一致的果實；白酒糟：山西省汾酒集團；VC、3，5-二硝基水楊酸試劑盒：北京索萊寶科技有限公司；石英砂、殼聚糖（黏度 200 mPa·s～400 mPa·s，分子質量161.14，脫乙酰度90%）：山東西亞化學股份有限公司；nisin：蘇州卓鑫生物科技有限公司；三氯乙酸、硫代巴比妥酸、甘油、酚酞、高嶺土、草酸：生工生物工程（上海）股份有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

KQ-250B超聲清洗儀：昆山市超聲有限公司；TU-1810紫外分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；HC-2518R高速冷凍離心機：安徽中科中佳科學儀器有限公司；TMS-Pro質構儀：北京盈盛恒泰科技有限責任公司；101-2AB型電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；FA-25高速組織勻漿機：上海弗魯克科技發展有限公司；PLA-1手持折光儀：日本愛拓公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 酒糟醇溶蛋白的提取

取干燥粉碎后的酒糟，按照1∶10（g/mL）料液比加入70%乙醇，調節pH值至10.0，超聲輔助（250 W、50℃）提取30 min后離心（8 000 r/min，30 min），取上清液。重復提取3次，合并上清液。用Lowry法測定上清蛋白濃度[11]，計算提取率。用2 mol/L鹽酸調節pH值至3.4，加入等體積蒸餾水，4℃靜置12 h后，8 000 r/min離心30 min，將沉淀冷凍干燥后得到酒糟醇溶蛋白[12]。

1.3.2 涂膜保鮮液的制備

準確稱取0.04 g nisin和0.25 g VC溶于20 mL 2%殼聚糖溶液中，邊攪拌邊加入200 μL甘油。然后加入80 mL 5 mg/mL酒糟醇溶蛋白溶液，繼續攪拌20 min后制得保鮮膜液。將葡萄連梗剪下，在保鮮膜液中浸沒5 s，置于托盤中，標記為A組。在25℃條件下貯藏9d，并測定貯藏過程中葡萄的理化指標。試驗設置2組對照，即未涂膜組（CK1組）和不加PDG的2%殼聚糖涂膜組（CK2組），以評價PDG的作用。

1.3.3 失重率的測定

采用稱重法測定葡萄的失重率[13]。每2 d對各組葡萄樣品進行稱量，記錄葡萄質量的變化，按公式（1）計算失重率。

式中：W為失重率，%；M0為葡萄的初始質量，g；M1為取樣當天葡萄的質量，g。

1.3.4 硬度測定

用質構儀測定葡萄硬度。測定參數：針形探頭，測前和回程速度均為60 mm/min，起始力0.05 N，穿刺距離8 mm，樣品高度30 mm，每2 d測定1次葡萄的硬度[14]。每組平行測定3個樣品，計算平均值。

1.3.5 可滴定酸（titratable acid，TA）含量的測定

分別稱取A組、CK1組和CK2組葡萄樣品2.5 g，研磨后裝入25 mL容量瓶中，加蒸餾水定容至刻度，混勻后過濾。取濾液10 mL于燒杯中，加入酚酞指示劑2滴，用0.1 mol/L NaOH滴定溶液至淡紅色且30 s不變色，記錄NaOH溶液用量，按公式（2）計算可滴定酸含量[15]。

式中：TA為可滴定酸含量，%；V為樣品總體積，25 mL；C 為 NaOH 滴定液的濃度，0.1 mol/L；V1為滴定樣品液消耗NaOH溶液的體積，mL；V0為滴定蒸餾水消耗 NaOH 溶液的體積，mL；f為折算系數，0.075 g/mmol；Vs為滴定的濾液體積，10 mL；m為樣品質量，2.5 g。

1.3.6 可溶性固形物含量測定

取20顆葡萄，榨汁后紗布過濾，使用折光儀測定可溶性固形物含量[16]。每組測3次，取平均值。每2 d取一次樣。

1.3.7 還原糖含量的測定

采用3，5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量[17]。取去皮后樣品50 g，研磨至勻漿狀態，準確稱取2.0 g果漿置于錐形瓶中，加入30 mL蒸餾水，沸水浴中加熱10 min。冷卻后轉移至100 mL容量瓶并定容。取1 mL溶液，加入3，5-二硝基水楊酸試劑，沸水浴加熱5 min，冷卻后測定540 nm處吸光度。配制并測定系列標準葡萄糖溶液，繪制標準曲線，計算得到回歸方程y=0.268 7x-0.005 9（R2=0.998 6），其中 y 為 540 nm 處吸光度，x為葡萄糖濃度（mg/mL），按照回歸方程計算樣品還原糖含量。

1.3.8 丙二醛含量的測定

將葡萄剪碎，準確稱取1.0 g樣品，加入10 mL 10%三氯乙酸和少量石英砂研磨勻漿，8 000 r/min離心10 min。取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）溶液混勻，于沸水浴中反應15 min，冷卻后4 000 r/min離心10 min取上清液，并分別測 450、532、600 nm 處的吸光度 A450、A532、A600，按公式（3）計算丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量[18]。

式中：MDA為丙二醛含量，μmol/g；V為提取液體積，mL；W為果實組織鮮重，g。

1.4 數據處理

各組試驗取3個平行樣進行重復試驗。使用Excel、SPSS等軟件分析數據、制圖。測定結果以平均數±標準差表示，P<0.05為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄外觀的影響

將不同處理組的葡萄在25℃條件下貯藏9 d，每2 d記錄1次葡萄的整體外觀，外觀變化見圖1。

圖1 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對25℃貯藏葡萄外觀的影響Fig.1 Effect of prolamin emulsion coating on appearance of grapes during storage at 25℃

由圖1可知，第1天涂膜組葡萄比未涂膜組光澤明亮，貯藏第5天時，3組葡萄均未出現明顯失水皺縮現象，然而貯藏第9天時，未涂膜組葡萄出現大幅度失水現象，表皮皺縮，無光澤。殼聚糖涂膜組中有60%的葡萄表面失水皺縮，光澤度明顯下降，說明殼聚糖薄膜可在一定程度上減緩葡萄的失水作用。復合涂膜組中只有10%的葡萄出現輕微失水狀態，光澤度好，表明PDG復合涂膜有效減緩了葡萄的蔫縮，對葡萄外觀的保持效果最佳。

2.2 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄失重率的影響

失重率是評價水果是否新鮮的一個重要指標。PDG復合涂膜對25℃貯藏葡萄失重率的影響見圖2。

圖2 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對25℃貯藏葡萄失重率的影響Fig.2 Effect of prolamin emulsion coating on weight loss rate of grapes during storage at 25℃

由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，各組葡萄的失重率均逐漸升高。從第1天到第9天，兩組涂膜組的失重率均小于未涂膜組。在貯藏第5天后，PDG復合涂膜組葡萄的失重率顯著小于殼聚糖涂膜組（P<0.05）。在貯藏第9天時，未涂膜組的失重率高達（18.76±0.59）%，而PDG復合涂膜組的失重率僅為（12.28±0.70）%，較未涂膜組顯著降低（P<0.05）。這一結果與海藻酸鈉和溶菌酶復合涂膜對馬陸葡萄貯藏的保鮮效果一致[19]。當果實經過涂膜處理后，保鮮膜液會在果實表面形成一層均勻的致密薄膜，這層膜對水分和氣體具有阻隔性，減緩了果實的水分散失和營養物質的消耗。

2.3 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄硬度的影響

PDG復合涂膜對葡萄硬度的影響見圖3。

圖3 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對25℃貯藏葡萄硬度的影響Fig.3 Effect of prolamin emulsion coating on hardness of grapes during storage at 25℃

由圖3可知，在25℃貯藏期間，各組葡萄的硬度均呈現下降趨勢。前3 d時，3組硬度沒有明顯差異。從第5天開始到貯藏后期，PDG復合涂膜組葡萄的硬度顯著高于未涂膜組（P<0.05）。貯藏第9天時未涂膜組、殼聚糖涂膜組、PDG復合涂膜組葡萄的硬度較第1天時分別降低了46.11%、38.46%和31.97%。果膠酶及纖維素酶的活性是影響水果成熟后硬度的一個重要因素。酶的活性越高，果肉軟化速度越快。貯藏后期未涂膜組果實硬度下降明顯，涂膜組下降速度相對緩慢，第9天時PDG復合涂膜組的硬度大于未涂膜組，表明PDG復合涂膜組可有效抑制葡萄的軟化過程。這一現象與前面的試驗結果一致，未涂膜組失重率最高，而PDG復合涂膜組的失重率最低。據報道，抗菌肽殼聚糖復合膜液可較好地保持黃瓜的硬度[20]。這可能是涂膜處理后能抑制果實的呼吸作用，降低代謝速率及酶的活性，減緩軟化過程。PDG為疏水性蛋白，PDG復合膜的阻氣、阻水性比單一殼聚糖涂膜更強，保鮮效果也更好。

2.4 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄可滴定酸含量的影響

可滴定酸是影響果實風味的一個重要因素。圖4為PDG復合涂膜對葡萄可滴定酸含量的影響。

圖4 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對25℃貯藏葡萄可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of prolamin emulsion coating on titratable acid content of grapes during storage at 25℃

由圖4可知，在前3 d時各組葡萄的可滴定酸含量均比較穩定，但隨著貯藏時間的延長，未涂膜組的可滴定酸含量逐漸增加。相比于未涂膜組，殼聚糖涂膜組和PDG復合涂膜組的可滴定酸含量整體變化較緩慢。貯藏第9天時，未涂膜組的可滴定酸含量較第1天增加了119.4%，殼聚糖涂膜組增加了75.2%，而PDG復合涂膜僅增加了50.7%。在貯藏結束時，PDG復合涂膜處理組的可滴定酸含量顯著低于未涂膜組（P<0.05），保鮮效果最好。未涂膜組葡萄在貯藏后期可滴定酸含量迅速上升，可能是由果實變質引起。2個涂膜組在整個貯藏期間可滴定酸含量較為相近，這可能與其均含有保鮮成分殼聚糖有關[21]。

2.5 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄可溶性固形物含量的影響

圖5為PDG復合涂膜對葡萄可溶性固形物含量的影響。

圖5 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對25℃貯藏葡萄可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effect of prolamin emulsion coating on soluble solids content of grapes during storage at 25℃

由圖5可知，本試驗中3組樣品可溶性固形物含量在貯藏前5 d均無顯著性差異（P＞0.05）。第7天時，殼聚糖涂膜組和PDG復合涂膜液處理組的可溶性固形物含量顯著高于未涂膜組（P＜0.05）。第9天時，PDG復合涂膜組可溶性固形物含量高于殼聚糖涂膜組（P＞0.05），顯著高于未涂膜組（P＜0.05）。研究發現，貯藏期間果實可溶性固溶物含量與多種因素有關，如生長期間的光照強度、采摘時果實的成熟度、環境溫度、果實品種、代謝作用等[22]。未完全成熟的果實在采摘后仍可進行部分多糖合成，使可溶性固形物含量增加，而呼吸代謝作用會消耗可溶性固形物。文獻報道未完全成熟的草莓在采摘3 d后可溶性固形物含量達到最高，后期，隨著貯藏期的延長可溶性固形物含量降低[23]。同樣，用殼聚糖和佛手柑精油涂膜處理后的葡萄，在貯藏期間可溶性固形物含量呈現先小幅升高后降低的趨勢[22]。本試驗發現，3組樣品在貯藏期間可溶性固形物的含量呈下降趨勢。在貯藏第7天和第9天時，PDG復合涂膜液處理組葡萄的可溶性固形物含量顯著高于未涂膜組，可能與其減緩了葡萄的呼吸分解作用有關。

2.6 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄還原糖含量的影響

還原糖為可溶性糖，是果實中重要的能量貯藏物質，與果實的生理生化代謝密切相關[24]。PDG復合涂膜對葡萄還原糖含量的影響如圖6所示。

圖6 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄還原糖含量的影響Fig.6 Effect of prolamin emulsion coating on reducing sugar content of grapes

由圖6可知，在第5天、第7天和第9天時各組樣品的還原糖含量均高于第1天。第5天、第7天和第9天時未涂膜組葡萄的還原糖含量高于涂膜組，PDG復合涂膜組葡萄糖含量變化緩慢。第9天時，未涂膜組、殼聚糖涂膜組和PDG復合涂膜組的還原糖含量分別為（19.40±0.78）%、（18.17±0.59）%和（16.10±0.40）%，3組葡萄的還原糖含量差異顯著（P＜0.05）。以上結果表明在貯藏后期2種涂膜組葡萄的還原糖含量較未涂膜組葡萄更穩定，PDG復合涂膜組可顯著抑制還原糖含量的升高，相比殼聚糖涂膜的效果更優。

2.7 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄丙二醛含量的影響

丙二醛是細胞氧化產物，可提示細胞衰老進程[25]。圖7為PDG復合涂膜對葡萄丙二醛含量的影響。

圖7 酒糟醇溶蛋白復合涂膜對葡萄丙二醛含量的影響Fig.7 Effect of prolamin emulsion coating on malondialdehyde content of grapes

由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，各組葡萄樣品的丙二醛含量均逐漸增加。貯藏第9天時，3組樣品中丙二醛含量分別為（12.60±0.49）、（12.26±0.33）、（7.68±0.57）μmol/g，PDG復合涂膜組葡萄的丙二醛含量顯著低于未涂膜組和殼聚糖涂膜組（P＜0.05）。由此可得，PDG復合涂膜減緩丙二醛的生成，使其在果實中維持一個較低水平，保護果實組織的細胞膜系統，有利于延緩果實衰老，延長水果的保鮮期。

3 結論

本試驗以白酒糟醇溶蛋白和殼聚糖為基本成分，制備了添加乳酸鏈球菌素和抗壞血酸的復合涂膜液，并將其用于葡萄的保鮮研究。結果表明，白酒糟醇溶蛋白復合涂膜能明顯延長巨峰葡萄的貯藏期，使其外觀處于一個良好的狀態。相比于未處理組和殼聚糖涂膜液處理組，酒糟醇溶蛋白復合涂膜組葡萄在25℃貯藏期間，硬度變化最小、失重率最小、可滴定酸含量增加也最少。貯藏第9天時，酒糟醇溶蛋白復合涂膜組葡萄的丙二醛含量顯著低于未涂膜組（P<0.05），表明涂膜處理可顯著降低葡萄的氧化程度。酒糟醇溶蛋白復合膜液處理組的失重率和丙二醛含量等指標均優于殼聚糖涂膜組，表明酒糟醇溶蛋白復合膜液的保鮮效果優于單一殼聚糖涂膜。