茶皂素和殼聚糖復合涂膜對余甘子采后冷藏效果的影響

陳雨欣，江曉童，張瑞敏，許高銘，劉崢，胡位榮

茶皂素和殼聚糖復合涂膜對余甘子采后冷藏效果的影響

陳雨欣a，江曉童a，張瑞敏a，許高銘a，劉崢b，胡位榮a

（廣州大學 a.生命科學學院 b.化學化工學院，廣州 510006）

目的 研究不同濃度茶皂素與殼聚糖復合涂膜處理對余甘子果實采后冷藏的保鮮效果。方法 以“仙油甘”余甘子為實驗材料，采用質量分數為0.5%、1.0%、1.5%茶皂素分別與2.0%的殼聚糖制備成復合保鮮劑涂膜處理余甘子果實，以質量分數為2.0%的殼聚糖單一涂膜為對照，在4 ℃冷藏條件下，研究果實質量損失率、色度值、可溶性糖、可滴定酸、VC、木質素含量及CAT、POD、SOD活性等指標的變化。結果 與質量分數為2.0%的殼聚糖單獨涂膜相比，茶皂素結合殼聚糖復合涂膜處理能更有效地減少果實水分損失，抑制可溶性糖、可滴定酸和VC含量的減少，延緩果實木質化程度和色澤劣變，維持較高的CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性。結論 1.5%茶皂素+2.0%殼聚糖復合涂膜對延緩冷藏余甘子果實衰老的效果最佳。

余甘子；茶皂素；殼聚糖；復合涂膜；冷藏

余甘子（L.）是大戟科（Euphorbiaceae）葉下珠屬的一種熱帶、亞熱帶落葉小喬木果樹，在我國廣泛分布于東南沿海及西南等省區。余甘子鮮果富含營養物質和次生代謝活性物質，酸脆微澀，回味甘甜，能清熱利咽、潤肺化痰、生津止渴，具有一定的抗菌消炎、保肝健胃、調節血脂代謝、抗糖尿病等功效，因而既被列入《中華人民共和國藥典》藥食兩用名單，又被聯合國衛生組織指定為全世界推廣種植的3種保健植物之一[1-3]。余甘子果實含水量高且富含酚類物質，采后易出現果實皺縮、褐變、腐爛等現象[4]。對此，前人研究了不同處理方法以提高余甘子果實貯藏保鮮效果。與常溫貯藏相比，5 ℃低溫貯藏能夠有效延緩余甘子感官品質的下降，延長其貯藏期[5]。Bajgai等[6]發現經場強為430 kV/m的高壓電場處理后，余甘子果實腐爛現象減少，果皮保綠效果更好，新鮮度優于未經處理的果實。宋國彬等[7]采用冷激預處理結合真空包裝貯藏余甘子，在4 ℃下可將果實貯藏至70 d。蔣璇靚等[8]通過使用酸性電解水浸泡余甘子，能夠提高果實貯藏品質，120 mg/L有效氯濃度的酸性電解水效果最顯著。

人們越來越重視篩選安全高效、綠色環保的天然防腐保鮮劑用于果蔬貯運保鮮[9]。復合涂膜既可以抑制果實的呼吸作用和蒸騰作用，減少水分散失，也可以減少外界機械損傷，阻止病原菌入侵，從而延長水果的貯藏時間，是近年來保鮮領域研究熱點[10]。其中，殼聚糖（Chitosan, CT）是以蝦、蟹殼等為原料提取甲殼素，再經脫乙?；玫降囊环N天然多糖類生物大分子，因其具有安全無毒、優良的成膜性與抑菌性、可食用及可降解等優點，已被廣泛應用于果蔬涂膜保鮮劑原料[11-12]。提取自油茶粕的茶皂素（Tea Saponin, TS），是一種性能良好的非離子型表面活性劑，兼具抑菌、殺蟲、抗氧化等生物活性，也可應用于食品保鮮領域[13-15]。鑒于目前茶皂素與殼聚糖復合涂膜對余甘子保鮮效果方面的研究還未見報道，文中以“仙油甘”為試材，研究不同濃度茶皂素結合殼聚糖涂膜對冷藏余甘子的品質和生理變化的影響，以期為余甘子貯藏保鮮新技術提供技術參考。

1 實驗

1.1 材料和儀器

主要材料：“仙油甘”余甘子，采自廣東省普寧市商品性生產果園。

主要試劑：殼聚糖（脫乙酰度≥90%，食品級），生工生物工程上海股份有限公司；茶皂素（皂苷質量分數為94.74%），湖南漢青生物技術有限公司；木質素含量檢測試劑盒（BC4205–100T/96S），索萊寶生化試劑盒事業部；超氧化物歧化酶活性檢測試劑盒（A001–1–2，100T/96S），南京建成生物工程研究所；L–抗壞血酸，生工生物工程上海股份有限公司；無水乙醇，天津市永大化學試劑有限公司；無水乙酸，成都市科龍化工試劑廠；氫氧化鈉、酚酞，廣州化學試劑廠；草酸，天津市福晨化學試劑廠；碳酸氫鈉，上海晶純試劑有限公司；2,6–二氯靛酚鈉，合肥巴斯夫生物科技有限公司。以上試劑均為分析純。

主要儀器：UV–1800PC型紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；臺式高速冷凍離心機，廣州得翔科技有限公司；301P–01N型臺式pH計，美國Thermo orion公司；LHS–150SC型低溫培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；DW–YL270型低溫保存箱，中科美菱低溫科技股份有限公司；SJH–bS型恒溫水浴鍋，寧波天恒儀器廠；電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；XB–M101型磨粉機，中山市領銳電器有限公司；電熱鼓風干燥箱，重慶市永生實驗儀器廠；50目標準檢驗篩，鎮江市海天化驗設備有限公司；NR–3000型手持色度計，Nippon Denshoku。

1.2 實驗處理

“仙油甘”余甘子鮮果采后立即運回實驗室，挑選大小一致、無病蟲害、無機械損傷的果實，隨機分為4組，每組68個。為探討加入不同濃度茶皂素復合后的保鮮效果是否優于殼聚糖單一涂膜，本實驗以質量分數為2.0%的CT（簡寫為2.0% CT）為對照（殼聚糖用體積分數為1.0%的醋酸溶解），在已經配制好的2.0% CT溶液中加入茶皂素粉末，充分攪拌均勻制成2.0% CT+0.5% TS、2.0% CT+1.0% TS、2.0% CT+1.5% TS的復合保鮮劑溶液各3 L。將每組果實分別置于上述4組溶液中浸泡1 min，撈出后自然晾干，分裝于規格一致的塑料籃中，外套一層25 cm×35 cm的聚乙烯（PE）保鮮袋（聚乙烯保鮮袋厚度為0.01 mm），于溫度為4 ℃、相對濕度為80%的低溫培養箱中貯藏。每組每隔10 d隨機取果樣觀測相關生理生化指標。

1.3 指標測定

1.3.1 質量損失率的測定

每處理組固定10個余甘子果實采用稱量法測定質量損失率，取平均值。按照式（1）進行計算。

式中：1為取樣開始時（0 d）余甘子的質量，g；為貯藏期間取樣當天的余甘子質量，g。

1.3.2 色度值的測定

使用NR–3000手持色度計在余甘子果實中心赤道面上相對的2個點處測定色度值。每組處理固定3個余甘子用于測定色度值。

1.3.3 可溶性糖含量的測定

參照曹建康等[16]的蒽酮比色法，以100 μg/mL葡萄糖標準溶液制備標準曲線，以620 nm吸光度值為縱坐標（）、葡萄糖含量（μg）為橫坐標（），得到回歸方程為=0.008+0.003 6，2=0.999 7。取0.6 g果樣研磨，加入15 mL蒸餾水，煮沸20 min，冷卻，過濾，定容至100 mL。取1.0 mL待測樣品液，加入5 mL蒽酮試劑，在620 nm處測定其吸光度值，單位為mg/g。重復3次。

1.3.4 可滴定酸含量的測定

參照曹建康等[16]的方法，采用標準NaOH溶液中和滴定法?；旌先?.0 g果樣，勻漿后定容、過濾，以0.1 mL質量分數為1%的酚酞為指示劑，用0.25 mol/L NaOH滴定至出現微紅色，且保持15 s不褪色為滴定終點，以蘋果酸折算值0.067計算可滴定酸含量（質量分數），單位為%。重復3次。

1.3.5 Vc含量的測定

采用2,6–二氯酚靛酚法測定Vc含量[16]，混合取5.0 g果樣，加入3 mL質量分數為2%的草酸，迅速勻漿，靜置，四層紗布過濾，濾液用2%的草酸定容至50 mL。取濾液10 mL于三角瓶中，用質量分數為0.02%的2,6–二氯酚靛酚鈉滴定至出現微紅色，且保持15 s不褪色為滴定終點。單位為%。重復3次。

1.3.6 木質素含量的測定

按照木質素含量檢測試劑盒說明書進行測定，單位為mg/g。重復3次。

1.3.7 過氧化氫酶（CAT）活性的測定

參照李小方等[17]的方法，反應液于240 nm處測定吸光值，以每分鐘吸光值變化0.1為1個酶活單位（U），單位為U/(g·min)。重復3次。

1.3.8 過氧化物酶（POD）活性的測定

采用愈創木酚法[17]測定過氧化酶活性。取3 mL反應混合液與1 mL酶液于470 nm波長下比色，以每分鐘吸光值的變化表示酶活性大小，單位為U/(g·min)。重復3次。

1.3.9 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定

根據超氧化物歧化酶活性檢測試劑盒說明書進行測定。以每克組織在1 mL反應液中SOD抑制率達50%的酶量為一個酶活力單位（U），檢測結果的單位為U/g。重復3次。

1.4 數據處理

利用Excel 2010和Origin 2019b整理數據和繪制圖表，使用SPSS 26.0多重比較法分析實驗數據的差異顯著性，＜0.05為差異顯著，＞0.05為差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 復合涂膜對余甘子質量損失率的影響

水分是維持水果鮮度和嫩度的重要因素。如圖1所示，隨貯藏時間延長，余甘子質量損失率呈上升趨勢，冷藏前10天余甘子的質量損失率增加較快。在貯藏期內，復合涂膜處理的果實質量損失率始終低于2.0% CT組，可能是因為殼聚糖在果實表面覆蓋成膜，阻止了果實水分蒸騰作用的失水和呼吸作用的消耗，同時因為茶皂素的抑菌性，抑制了霉菌的侵染，進一步延緩了果實的質量損失。其中2.0% CT+1.0% TS處理的果實質量損失率上升最緩慢，貯藏50 d時果實質量比采摘時的僅減少了10.54%，效果更佳。2.0% CT+1.5% TS處理組的效果不如其他處理組的，可能是由于茶皂素為表面活性劑，其濃度越高，會使溶液表面張力越小，起泡性增高，會導致果子表面的薄膜出現氣泡，使部分液面變薄，成膜不均勻[15,18-19]。

圖1 復合涂膜對余甘子果實質量損失率的影響

2.2 復合涂膜對余甘子色度值的影響

果實色澤是判斷果實新鮮程度的重要指標，色度值*表示紅綠方向，*表示黃藍方向，*值表示明亮度。采后貯藏期間，余甘子果實表皮由明亮綠色向黃綠色變化，貯藏中后期色澤亮度不斷減弱，至后期變為暗淡的褐黃色[9]。由圖2可知，余甘子的*值隨貯藏時間延長呈上升趨勢，在貯藏期間，復合保鮮劑處理組*值均低于2.0% CT組，表明復合涂膜處理在余甘子貯藏初期能有效保持余甘子的綠色。余甘子的*值在貯藏期內呈先上升后下降的趨勢，即隨著果實后熟，果皮逐漸變黃，之后黃色變淺；貯藏期間，2.0% CT +1.5% TS及2.0% CT+0.5% TS組的*值始終高于2.0% CT組的，表明復合涂膜能較好地維持余甘子果皮的黃色，且2.0% CT+1.5% TS處理效果最佳。冷藏過程中余甘子的*值整體呈下降趨勢，表明余甘子在貯藏后期發生了不同程度的褐變。貯藏20～50 d，復合保鮮劑處理組的*值均高于2.0% CT組，即復合保鮮劑能夠有效維持余甘子明亮的淺綠色澤，減緩果皮褐變進程，其中2.0% CT+1.5% TS處理效果最佳。

圖2 復合涂膜對余甘子色度值a*、b*、L*的影響

2.3 復合涂膜對余甘子果實營養品質的影響

2.3.1 可溶性糖含量

作為能量來源和結構組分，糖含量是決定果實品質的重要因子，反映果實的成熟度和耐貯藏性。如圖3所示，余甘子果實在剛轉入4 ℃低溫時，可溶性糖含量下降，可能是果實為了維持正常生命活動，促使淀粉轉化為可溶性糖，為果實呼吸作用提供能量；而貯藏10 d后，可溶性糖含量整體上維持較高水平。2.0% CT與其他組合相比，貯藏20～30 d時，2.0% CT+1.0% TS處理明顯延遲了可溶性糖含量的升高，其中第20天時顯著低于2.0% CT組的（＜0.05）。貯藏10～50 d，2.0% CT+1.5% TS組的可溶性糖含量始終顯著高于2.0% CT組的（＜0.05），可能是因為復合保鮮劑涂膜減弱了果實的呼吸代謝強度，減少了對能量的消耗，使得可溶性糖含量維持在相對較高水平。

圖3 復合涂膜對余甘子可溶性糖含量的影響

2.3.2 可滴定酸含量

果實中的有機酸可通過呼吸代謝被消耗或轉化為糖，其含量變化可反映果實營養物質損耗的程度和口感風味下降的速度。如圖4所示，余甘子的可滴定酸含量在貯藏過程中波動下降，可能是因為采后果實仍具有較高的生理活性和呼吸強度，可滴定酸作為呼吸基質之一而被消耗。貯藏至20 d時，各組間可滴定酸含量差異不顯著（＞0.05）。貯藏30～40 d時，2.0% CT組的可滴定酸含量顯著低于2.0% CT+1.0% TS組的（＜0.05）。結果表明，茶皂素復合保鮮劑能夠在一定時間內抑制果實可滴定酸含量的下降，保持余甘子獨特的風味和品質。

圖4 復合涂膜對余甘子可滴定酸含量的影響

2.3.3 VC含量

VC既是果蔬營養品質的重要指標之一，也是一種天然的抗氧化物。如圖5所示，余甘子在貯藏過程中果實VC含量呈先增后減的趨勢，其中冷藏30～40 d時，復合保鮮劑處理組的VC含量始終顯著高于2.0% CT組的（＜0.05）。40 d時，各組間差異顯著（＜0.05），以2.0% CT+1.0% TS組的VC含量最高，是2.0% CT處理組的1.54倍，表明復合保鮮劑能夠在一定時間內延緩余甘子VC含量的下降速率。以上結果與茶皂素–殼聚糖復合天然保鮮劑對樹仔菜VC的影響結果一致[15]。

圖 5 復合涂膜對余甘子VC含量的影響

2.3.4 木質素含量

木質素是構成植物細胞壁的一種次生代謝產物，果肉組織木質化加重會導致營養成分流失、質地糙硬、少汁、褐變等一系列劣變現象[20]。余甘子果實采后木質素含量在冷藏期間維持在較高水平（圖6）。各組余甘子轉入低溫環境10 d后，果實木質化程度急劇加快，2.0% CT組的木質素含量達到132.07 mg/g，顯著高于2.0% CT+1.0% TS及2.0% CT+1.5% TS處理的（＜0.05）。貯藏10～50 d，2.0% CT+1.5% TS組的木質素含量一直顯著低于其他組的（＜0.05）。結果說明，復合保鮮劑能抑制余甘子木質素的合成，從而延緩果實木質化進程，降低褐變程度，并且2.0% CT+ 1.5% TS組的效果最佳。

2.4 復合涂膜對余甘子果實抗氧化酶活性的影響

2.4.1 CAT活性

CAT主要存在于過氧化物酶體和乙醛酸循環系統中，催化H2O2生成H2O和O2?以抵御細胞被毒害[21]。如圖7所示，當余甘子轉入低溫環境貯藏0～20 d，CAT活性因低溫響應應激下降。貯藏20 d后，余甘子緩慢成熟衰老，果實內活性氧逐漸積累，引起CAT活性上升。2.0% CT組的CAT活性在30 d達到最大值，較20 d時上升了15.0 U/(g·min)。2.0% CT+1.0% TS組的CAT活性在50 d時達到最大值，顯著高于各對照組（＜0.05），且較20 d時上升了26.7 U/(g·min)。結果表明，茶皂素復合保鮮劑能維持余甘子果實CAT較高的生理活性，從而減輕了自由基對果肉組織的傷害，延緩果實衰老進程。

圖6 復合涂膜對余甘子木質素含量的影響

圖 7 復合涂膜對余甘子CAT活性的影響

2.4.2 POD活性

貯藏過程中，POD前期與CAT相互協調清除植物體內的H2O2，后期參與果實的衰老，其活性升高反映果實逐漸衰老，并可與酚類物質發生反應形成褐色素使果皮褐變[20]。由圖8可知，3種復合保鮮劑處理組的POD活性分別在貯藏至30、30、40 d時達到最大值1.50、0.78和1.40 U/(g·min)，顯著高于對照組2.0% CT處理的（＜0.05），可能是余甘子果實活性氧積累引起，這與CAT活性變化趨勢相符。貯藏50 d后，2.0% CT組的POD活性才明顯增加（＜0.05）?？梢?，復合保鮮劑能在冷藏中期明顯提高了POD活性，與CAT協同，避免H2O2過度積累影響余甘子果實正常的生理調控和代謝。

圖8 復合涂膜對余甘子 POD活性的影響

2.4.3 SOD活性

如圖9所示，余甘子轉入低溫環境時SOD活性降低，隨貯藏時間延長，SOD活性上升至高峰后下降。貯藏40 d時，復合保鮮劑處理組的SOD活性顯著高于2.0% CT組的（＜0.05），即復合涂膜能夠保持果實的抗氧化能力，減輕采后余甘子的氧化損傷。貯藏50 d時，2.0% CT+1.5% TS組的SOD活性高于其他組的，可能有利于余甘子果實內活性氧的消除。

圖 9 復合涂膜對余甘子 SOD活性的影響

3 結語

余甘子果實為小型核果，多呈扁球形，富含酚類、黃酮類、VC、SOD等物質，采后不耐貯藏，常溫下3～4 d即腐爛變質。本實驗中，茶皂素良好的生物活性和表面活性，結合殼聚糖的成膜特性，在余甘子果實表面形成了一層膜，可有效抑制果實的水分損失和呼吸強度，在4 ℃冷藏50 d期間，有效降低了果實的質量損失率，減輕果皮色澤劣變；同時減緩了果實可溶性糖、可滴定酸和VC等營養物質的消耗，延緩了果實木質素含量的增加，較好地維持了余甘子采后的外觀內質。

采后果蔬仍保持著必要的生理代謝以維持正常的生命活動，但隨著貯運藏時間的延長，果蔬出現呼吸代謝紊亂、能量供應匱乏和生物膜功能受損，積累了過量的活性氧，當清除活性氧的氧化酶活性變化不協同，易引發氧化脅迫而加速果蔬品質劣變進程。本研究中，余甘子果實轉入低溫環境時，相較于2.0% CT對照組，2.0% CT+1.0% TS組的CAT活性明顯升高，貯藏20～40 d期間復合保鮮劑處理組的POD和SOD活性增加并維持在較高水平，從而較好地減輕了質膜過氧化作用，延緩了余甘子果實的衰老。

本研究選用質量分數為0.5%、1.0%、1.5%的茶皂素分別與質量分數為2.0%的殼聚糖制備成復合保鮮劑涂膜處理“仙油甘”余甘子果實，于4 ℃低溫貯藏50 d，定期觀測了果實的質量損失率、色度值、可溶性糖、可滴定酸、Vc、木質素含量及CAT、POD、SOD活性等指標的變化。結果表明，1.5%的茶皂素結合2.0%的殼聚糖涂膜處理能有效減少果實質量損失，抑制可溶性糖、可滴定酸和抗壞血酸含量的減少，延緩果實木質化進程和色澤劣變，維持較高的CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性，從而延緩余甘子果實衰老。過低或過高的茶皂素質量分數用量會降低殼聚糖涂膜對余甘子果實的保鮮效果。

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Effect of Tea Saponin and Chitosan Composite Coating on Cold Storage Quality ofFruits

CHEN Yu-xina, JIANG Xiao-tonga, ZHANG Rui-mina, XU Gao-minga, LIU Zhengb, HU Wei-ronga

(a. School of Life Sciences b. School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)

The work aims to study the effects of different concentrations of tea saponin and chitosan composite coating on the cold storage quality offruits. With "Xianyougan"as experimental materials, mass fractions of 0.5%, 1.0%, 1.5% tea saponin and 2.0% chitosan were used to prepare compound preservative coating, and the single coating of 2.0% chitosan was used as the control. Under the storage condition of 4 ℃, the changes of weight loss rate, chromaticity value, contents of titratable acid, VC, soluble sugar and lignin, activities of CAT, POD and SOD were studied. The results showed that compared with 2.0% chitosan alone, tea saponin combined with chitosan composite coating treatment was more effective in reducing fruits water loss, inhibiting the reduction of soluble sugar, titratable acid and VCcontent, delaying fruits lignification process and color deterioration, and maintaining higher antioxidant enzyme activities such as CAT, POD and SOD and good storage quality. The combination of 1.5% tea saponin +2.0% chitosan has the best effect on delaying the senescence offruits.

; tea saponin; chitosan; composite coating; cold storage

S667.9

A

1001-3563(2023)05-0083-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.05.011

2022?03?29

2020年度廣東省大學生創新訓練項目（202011078038）；2020年廣東省農村科技特派員項目（2020年）

陳雨欣（1999—），女，本科生，主攻生物科學。

胡位榮（1966—），男，博士，教授，主要研究方向為果蔬采后生理與貯運技術。

責任編輯：曾鈺嬋