殼聚糖-茶樹精油涂膜對圣女果保鮮的影響

李 巖，梁生明，東莎莎，張 鑫

（1.威海職業(yè)學(xué)院康養(yǎng)學(xué)院，山東威海 264200；2.中華全國供銷合作總社職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心，北京 100071；3.中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究所，山東 濟(jì)南 250220）

圣女果，又稱櫻桃番茄，味美可口，營養(yǎng)豐富，深受人們喜愛[1]。圣女果屬于呼吸躍變型果實(shí)，皮薄多汁，不耐貯運(yùn)，易受機(jī)械損傷及微生物侵染，導(dǎo)致果實(shí)失水變軟、腐爛變質(zhì)[2]。果蔬采后保鮮技術(shù)有物理、化學(xué)和生物保鮮三大類[3-5]。其中，在圣女果的保鮮過程中，采用最多的方式是溫控，即低溫貯藏。低溫（5±1）℃可有效地保持圣女果果實(shí)的色澤和質(zhì)地，一定程度上抑制其腐爛率[6]。單一低溫保鮮效果十分有限，低溫與其他保鮮方式協(xié)同處理有助于果蔬延長貨架期[7-9]。

殼聚糖與精油復(fù)合涂膜能夠抑制果實(shí)呼吸作用和乙烯的產(chǎn)生，提高抑菌效果，因此二者復(fù)配使用在果蔬保鮮領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[10-12]。茶樹精油具有廣譜的抗微生物活性和抗氧化性，有成為新型生物保鮮劑的潛力，但其對不同品種果實(shí)的保鮮效果不一[13]。目前，關(guān)于低溫下殼聚糖和茶樹精油聯(lián)合對圣女果的保鮮研究不多[14]。為此，我們在參閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上[15]，選用2%的殼聚糖與不同濃度的茶樹精油進(jìn)行復(fù)合配制，研究復(fù)合液對圣女果的保鮮效果，以期為圣女果貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

圣女果購自本地農(nóng)戶，挑選新鮮且大小一致、無機(jī)械傷、無病害、色澤鮮艷的圣女果作為供試材料。冰乙酸、2,6-二氯靛酚、二水合草酸、碳酸氫鈉、無水乙醇等試劑均為分析純，購于上海仁捷生物科技有限公司；抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純），美國Sigma 公司；殼聚糖（脫乙酰度80.0%～95.0%），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，用濃度1%的冰乙酸溶液溶解；茶樹精油，云南森美達(dá)生物科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YP6002 分析天平，上海越平科學(xué)儀器有限公司；BCD-216SDN 冰箱，青島海爾股份有限公司；WY-T 型手持折光儀，上海淋譽(yù)貿(mào)易有限公司；GY-4 數(shù)顯果實(shí)硬度計，山東環(huán)美分析儀器有限公司；T9 紫外可見光分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司UNIQUE-S15 型超純水機(jī)，銳思捷科學(xué)儀器有限公司；美的RH2275 電磁爐，美的生活電器制造有限公司；九陽C012 打漿機(jī)，九陽股份有限公司；H1850 型臺式高速離心機(jī)，湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 殼聚糖-茶樹精油保鮮液的配制

多項研究表明，與0.5%、1%的殼聚糖溶液相比，2%的殼聚糖涂液對圣女果的保鮮效果最好[14-15]，因此本試驗采用2%的殼聚糖濃度。分別稱取2 g 殼聚糖粉末，將其溶于1%（體積比）的100 mL 冰乙酸溶液中，使用電動攪拌器攪拌約35 min，使其完全溶解成濃度為2%的殼聚糖溶液，再向其中添加不同體積分?jǐn)?shù)（0.05%、0.10%和0.20%）的茶樹精油，配制成殼聚糖-茶樹精油復(fù)合保鮮液，分別記為T1、T2 和T3 保鮮組，具體濃度設(shè)置如表1所示。

表1 殼聚糖-茶樹精油保鮮液的濃度設(shè)置Table 1 Concentration setting of chitosan-tea tree essential oil preservative solution

1.3.2 圣女果保鮮處理

有研究表明，與0 ℃和常溫相比，4～5 ℃低溫條件下的圣女果保鮮效果最佳，且殼聚糖涂膜處理的圣女果在4 ℃貯藏15 d 后，鮮食品質(zhì)仍較好[10]。因此，本試驗冷藏溫度為4 ℃，處理時間為15 d。將圣女果分為4 組，每組50 顆，用蒸餾水沖洗后自然晾干，然后在不同濃度的殼聚糖-茶樹精油復(fù)合膜溶液中浸泡90 s，而對照組（CK）以超純水代替復(fù)合膜溶液進(jìn)行浸泡處理。隨后撈出圣女果自然晾干，裝入聚乙烯包裝盒中，于4 ℃條件下冷藏，分別于0、5、10、15 d 取樣進(jìn)行指標(biāo)測定，每個處理重復(fù)3 次。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 感官評價

由10 人組成感官評定小組，按照表2 的評價標(biāo)準(zhǔn)對試驗期間的圣女果進(jìn)行感官評分。

表2 圣女果感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of cherry tomato

1.4.2 理化指標(biāo)

失重率采用稱重法測定[16]，見公式（1）。

式中，m1為貯藏前的樣品質(zhì)量，g；m2為貯藏一段時間后的樣品質(zhì)量，g。

硬度用硬度計從圣女果中部勻速插入，測其硬度。可溶性固形物（TSS）含量用阿貝折光儀測定[17]；VC 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法[18]測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 19.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用Origin 8.5 軟件進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖-茶樹精油對冷藏圣女果感官品質(zhì)的影響

如圖1 所示，隨著貯藏時間的延長，圣女果感官品質(zhì)呈下降趨勢。在貯藏過程中，殼聚糖-茶樹精油處理的圣女果感官評分均高于對照。在貯藏15 d 時，圣女果的感官評分從高到低依次為T2、T1、T3、CK。

圖1 圣女果貯藏期間感官品質(zhì)的變化Fig.1 Variation of sensory quality of cherry tomatoes during storage

2.2 殼聚糖-茶樹精油對冷藏圣女果失重率的影響

果蔬采摘后仍會進(jìn)行蒸騰作用和呼吸作用等生理生化活動，加速了果實(shí)水分散失及自身儲備物質(zhì)分解，繼而造成果蔬失重[19]。由圖2 可以看出，果實(shí)的失重率在貯藏期間呈上升趨勢，對照CK 的失重率最高。在第10天時，CK 組果實(shí)失重率高達(dá)8.5%，比T1 處理高了1.72%，比T2 處理提高2.72%，比T3 提高2.07%。在第15天時，CK 組果實(shí)失重率高達(dá)11.02%，而T2 處理組果實(shí)的失重率最低，僅為8.35%，比CK 低了2.67%。失重率的高低影響果實(shí)貨架期的長短，殼聚糖-茶樹精油涂膜處理圣女果，有利于封閉果皮的裂紋和皮孔，從而延緩果實(shí)失水，抑制失重率的增加[20]。

圖2 圣女果貯藏期間失重率的變化Fig.2 Variation of the weight loss rate of cherry tomatoes during storage

2.3 殼聚糖-茶樹精油對冷藏圣女果硬度的影響

硬度是評價番茄果實(shí)新鮮程度的重要指標(biāo)之一[21]。如圖3 所示，圣女果在貯藏過程中，硬度呈下降趨勢，果實(shí)變軟。貯藏前圣女果的硬度為2.5 kg/cm2，貯藏10 d時，T2 處理硬度高達(dá)2.23 kg/cm2，而對照組的硬度僅為1.8 kg/cm2。貯藏15 d 時，T2 處理組圣女果的硬度為1.9 kg/cm2，高于T1 和T3 處理組，且顯著高于對照（1.45 kg/cm2）。果實(shí)硬度的下降可能與圣女果果皮水分散失、細(xì)胞壁多糖的降解、細(xì)胞壁降解相關(guān)酶活性的變化及細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散等因素有關(guān)[22]。

圖3 圣女果貯藏期間硬度的變化Fig.3 Variation of the hardness of cherry tomatoes during storage

2.4 殼聚糖-茶樹精油對冷藏圣女果TSS 的影響

TSS 主要由可溶性糖、有機(jī)酸等營養(yǎng)成分組成[23]。如圖4 所示，圣女果TSS 的含量呈先增加后減少的趨勢。貯藏10 d 時，對照組TSS 含量最低，比貯藏前降低6.7%，而T2 處理組TSS 含量最高，比貯藏前增加1.7%。貯藏15 d 時，圣女果TSS 含量從高到低依次為T2、T1、T3、CK，分別比貯藏前下降5%、8%、10%和13.3%。這可能由于在貯藏初期果實(shí)內(nèi)的淀粉轉(zhuǎn)化成了可溶性糖，而貯藏后期糖被呼吸作用所消耗，導(dǎo)致果實(shí)可溶性固形物含量下降[24]。

圖4 圣女果貯藏期間TSS 含量的變化Fig.4 Variation of TSS contents of cherry tomatoes during storage

2.5 殼聚糖-茶樹精油對冷藏圣女果VC 含量的影響

圣女果是VC 含量高的水果之一。如圖5 所示，貯藏后圣女果的VC 含量呈下降趨勢。貯藏10 d 時，對照組VC 含量比貯藏前下降了20.8%，而T3、T1 和T2 處理組分別比貯藏前降低了16.3%、13.8%和7%。貯藏15 d 時，T2 處理組圣女果VC 含量最高，約為23 mg/100 g。隨著貯藏時間的延長，圣女果中的VC 逐漸被氧化失活[25]，殼聚糖-茶樹精油能在一定程度上延緩圣女果VC 的氧化，尤其是T2 處理效果較好。

圖5 圣女果貯藏期間VC 含量的變化Fig.5 Variation of the vitamin C content of cherry tomatoes during storage

3 小結(jié)與討論

精油與殼聚糖復(fù)合涂膜具有良好的抗菌能力，能有效抑制果蔬呼吸作用、減少營養(yǎng)物質(zhì)損耗、維持果實(shí)新鮮度和硬度[26]。研究表明，肉桂精油、姜精油、花椒精油、丁香精油等具有較強(qiáng)的抗菌活性，將其加入殼聚糖涂膜溶液中可延長圣女果的保鮮期[27-29]。由灰葡萄孢霉引發(fā)的灰霉病是造成圣女果采后損失的重要病害，茶樹精油能夠破壞果實(shí)采后病原菌菌體形態(tài)、超微結(jié)構(gòu)、細(xì)胞代謝，誘導(dǎo)增強(qiáng)果實(shí)抗病防御能力從而起到保鮮作用[30]。相比于松木精油、肉桂精油等植物精油，茶樹精油對灰葡萄孢霉等多種病原菌的抑制效果更強(qiáng)、商業(yè)化應(yīng)用前景更廣，但其在圣女果保鮮領(lǐng)域尚未大規(guī)模應(yīng)用[31]。復(fù)合涂膜的成本及使用濃度等因素是限制其規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的因素[21]。劉開華等[32]研究發(fā)現(xiàn)向2%的殼聚糖水溶液中添加200～300 mg/kg 茶多酚制得的涂膜液能顯著延長圣女果的保鮮期。適宜濃度的精油有助于果蔬的保鮮，濃度過低則精油的抑菌功效不足，濃度過高可能會對果實(shí)產(chǎn)生藥害[30]。在草莓果實(shí)采后保鮮中的研究也表明，0.10 mL/L 茶樹精油對草莓的保鮮效果最好，優(yōu)于0.05、2.00 mL/L 茶樹精油[33]。此外，貯藏溫度不僅影響果實(shí)采后的呼吸作用和各種酶的活性，還對茶樹精油中萜烯類化合物和醇類化合物含量影響較大，較低的貯藏溫度有利于延緩其有效成分的變化，維持其抗菌保鮮能力，但溫度過低會引起冷害[30]。本試驗中殼聚糖-茶樹精油涂膜結(jié)合4 ℃冷藏能夠降低圣女果的失重率，抑制果實(shí)硬度的下降，延緩了可溶性固形物含量的變化速度，同時減緩了VC 含量的下降，有利于圣女果的保鮮。其中，添加0.10%茶樹精油的殼聚糖復(fù)合涂膜液效果最好，優(yōu)于添加0.05%和2%茶樹精油的復(fù)合保鮮體系，但有關(guān)該復(fù)合涂膜劑對圣女果的保鮮機(jī)制還有待進(jìn)一步探索。

本實(shí)驗得出，同單一的低溫保鮮相比，殼聚糖-茶樹精油涂膜結(jié)合4 ℃冷藏的組合方式能顯著減少貯藏期圣女果的失重率，抑制可溶性固形物、VC 等營養(yǎng)成分流失，對圣女果的保鮮效果更佳。與含0.05%和0.20%茶樹精油的殼聚糖復(fù)合涂膜相比，添加0.10%茶樹精油的復(fù)合涂膜對圣女果的保鮮效果最好，該研究結(jié)果為茶樹精油在圣女果保鮮領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供參考。