殼聚糖-柑橘精油復(fù)合處理對藍(lán)莓果實(shí)采后貯藏保鮮效果的影響

郁欣然，付思怡，佘文琴,*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)園藝產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮研究所，福建 福州 350002）

藍(lán)莓（Vɑcciniumspp.）屬杜鵑花科越橘屬，為多年生落葉或常綠灌木[1]。藍(lán)莓屬于漿果，果實(shí)成熟時(shí)表面有光澤，外被果粉，顏色呈深藍(lán)色或紫羅蘭色；果肉酸甜可口，風(fēng)味獨(dú)特，氨基酸、維生素、花青素等營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，具有良好的保健功能，被國際糧農(nóng)組織列為人類5大健康食品之一[1]。美國農(nóng)業(yè)部人類營養(yǎng)中心的一項(xiàng)研究表明，藍(lán)莓的氧化自由基吸收能力（Oxygen radical absorbance capacity，ORAC）高達(dá)2 400[2]，因此被稱為“漿果之王”。目前我國藍(lán)莓產(chǎn)區(qū)主要位于東北、貴州等地，該地區(qū)每年藍(lán)莓產(chǎn)量較大[3]，且多集中于炎熱夏季上市，而藍(lán)莓在貯藏和運(yùn)輸過程中極易發(fā)生果實(shí)失水、機(jī)械損傷以及腐爛變質(zhì)等現(xiàn)象，使得果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)流失，市場競爭力下降，并造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，因此采后貯藏保鮮成為影響藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

殼聚糖是一種可食用天然保鮮膜，為多糖甲殼素的脫乙酰化產(chǎn)物[4]，其能在果實(shí)表面形成半透膜，該膜具有減弱果實(shí)呼吸作用，延緩果實(shí)衰老，提高果實(shí)抗菌能力和風(fēng)味品質(zhì)的作用[5-6]。柑橘精油主要存在于柑橘類果實(shí)外果皮細(xì)胞中[7]，具有較好的抗氧化功能和抑菌作用[8]。使用柑橘精油處理采后果蔬，可明顯降低腐爛率，延長貨架期。殼聚糖與其他物質(zhì)復(fù)合而成的可食性涂膜能夠使番木瓜[9]、芒果[10]、葡萄[11]、柑橘[12]、橄欖[13]、蘋果[14]等果實(shí)保持較好的感官品質(zhì)，提高果實(shí)耐貯性，延長果實(shí)保鮮時(shí)間。張瑩麗等[15]研究殼聚糖與柑橘精油復(fù)合處理對圣女果采后生理的影響發(fā)現(xiàn)，經(jīng)殼聚糖與柑橘精油浸泡處理的圣女果，貯藏期間腐爛率和失重率顯著降低，可滴定酸及VC含量下降延緩。Mannozzi等[16]將單一殼聚糖和殼聚糖與原花青素復(fù)合處理的藍(lán)莓果實(shí)在4 ℃下貯存14 d，發(fā)現(xiàn)復(fù)合涂膜后的藍(lán)莓果實(shí)失重率、pH值和干物質(zhì)含量與單一殼聚糖涂膜相比差異不大，但抗氧化能力增加，且能有效抑制酵母和霉菌的生長。

目前尚未見殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑在藍(lán)莓果實(shí)保鮮上的應(yīng)用。本研究以鮮食藍(lán)莓為試材，探究不同濃度殼聚糖與不同濃度柑橘精油復(fù)合處理對藍(lán)莓果實(shí)采后貯藏過程中保鮮效果的影響，通過對采后貯藏期間果實(shí)的腐爛率、呼吸強(qiáng)度、可滴定酸（TA）含量、丙二醛（MDA）含量、內(nèi)源抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽（GSH）含量及過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）的活性進(jìn)行測定分析，篩選殼聚糖與柑橘精油的最佳濃度組合，以期延長藍(lán)莓貨架期，為綠色、健康的天然防腐劑在藍(lán)莓保鮮上的應(yīng)用提供參考，同時(shí)為化學(xué)保鮮劑污染環(huán)境以及農(nóng)藥殘留危害人類身體健康的問題提供解決思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

鮮食藍(lán)莓：采自常州市新北區(qū)藍(lán)精靈藍(lán)莓合作社，選擇長勢一致，無病蟲害的藍(lán)莓果樹，摘取大小均勻一致、轉(zhuǎn)色完全、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)，于2022 年7 月1 日上午12 點(diǎn)前采收，當(dāng)天運(yùn)至福建農(nóng)林大學(xué)園藝產(chǎn)品貯藏保鮮研究所進(jìn)行處理，設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)。

食品級柑橘精油，江西泰誠天然香料有限公司；食品級水溶性殼聚糖、食品級阿拉伯膠，浙江一諾生物科技有限公司；聚乙烯薄膜保鮮袋（厚度0.07 mm，規(guī)格為24 cm×16 cm），佛山市雙富包裝有限公司；三氯乙酸（TCA），上海麥克林生化科技有限公司；抗壞血酸，美國Sigma公司；交聯(lián)聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）、愈創(chuàng)木酚、酚酞，生工生物工程（上海）股份有限公司；無水乙醇、氫氧化鈉、十二水磷酸氫二鈉、二水磷酸二氫鈉、過氧化氫、硼酸、氯化鉀、3,5-二硝基苯甲酸（DTNB）、硫代巴比妥酸（TBA）、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na），國藥化學(xué)試劑有限公司。以上試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

GXH-305H紅外線測定儀，北京均方理化科技研究所；SIM-F14OBDL制冰機(jī)，日本Panasonic公司；Allegra 64R 臺式冷凍離心機(jī)，美國Beckman 公司；TU-1901 紫外可見光分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；Sartorius BS110S 分析天平，德國賽多利斯公司；EL3002 電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；AKWL-IV-50 艾柯超純水系統(tǒng)，成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；RET basic磁力攪拌器，德國IKA公司。

1.2 方法

1.2.1 復(fù)合保鮮劑的制備

以質(zhì)量濃度為5 g/L的殼聚糖與體積分?jǐn)?shù)為1.0%的柑橘精油復(fù)合保鮮劑為例：準(zhǔn)確稱取水溶性殼聚糖粉末2.5 g，倒入燒杯中，緩慢多次加入一定體積的蒸餾水，在25 ℃下用磁力攪拌器攪拌，待殼聚糖完全溶解后，加入95 mL 質(zhì)量濃度為100 mg/mL 的阿拉伯膠溶液和5 mL柑橘精油繼續(xù)攪拌約2 h至均勻，最后用蒸餾水定容至500 mL。

1.2.2 樣品處理

預(yù)處理：將采收后的藍(lán)莓果實(shí)置于4 ℃冷庫中預(yù)冷12 h。預(yù)冷結(jié)束后取出，用清水清洗干凈后鋪于保鮮膜上，常溫下晾干。

保鮮劑處理：將表面無水分的藍(lán)莓果實(shí)置于復(fù)合保鮮劑中浸泡3 min，立即撈出，常溫下晾干。

包裝貯藏：將晾干的藍(lán)莓果實(shí)裝入聚乙烯薄膜保鮮袋內(nèi)，于溫度4 ℃，相對濕度90%～95%的條件下貯藏。

1.2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

選擇成熟度接近且生長發(fā)育狀況良好的藍(lán)莓果實(shí)進(jìn)行貯藏保鮮試驗(yàn)，分別用不同濃度的殼聚糖和柑橘精油配制的復(fù)合保鮮劑按照“1.2.2”的方法對果實(shí)進(jìn)行處理。共設(shè)置6個(gè)處理和1個(gè)對照（CK），詳情見表1。每個(gè)處理共取300 個(gè)果實(shí)，每4 d 從冷庫取樣，測定果實(shí)的各項(xiàng)生理指標(biāo)，共取樣測定5次。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 Experimental treatments

1.2.4 測定項(xiàng)目與方法

1.2.4.1 腐爛率

每組選取60 個(gè)藍(lán)莓果實(shí)，觀察計(jì)算腐爛率。以果肉質(zhì)地塌陷、果實(shí)發(fā)生霉?fàn)€、從某處流出汁液為腐爛標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4.2 呼吸強(qiáng)度

參照趙俊躍等[13]的方法測定。隨機(jī)選擇30個(gè)藍(lán)莓果實(shí)，稱其質(zhì)量后放入紅外線測定儀中進(jìn)行測定。

1.2.4.3 可滴定酸含量

參照呂靜祎等[17]的方法測定。測定時(shí)使用的試劑為0.1 mol/L氫氧化鈉溶液和1%酚酞指示劑。

1.2.4.4 過氧化物酶活性

參照章寧瑛等[18]的方法進(jìn)行測定。測定時(shí)使用的試劑為：0.05 mol/L、pH 5.5的磷酸鹽緩沖液（PBS），2%過氧化氫（H2O2）溶液和0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚。

1.2.4.5 抗壞血酸過氧化物酶活性

參照章寧瑛等[18]的方法測定。采用0.1 mol/L、pH 7.5的PBS溶液（含0.1 mol/L EDTA-2Na、1 mmol/L抗壞血酸和2% PVPP）為提取液，50 mmol/L、pH 7.5硼酸鉀緩沖液（含0.1 mol/L EDTA 和0.5 mmol/L 抗壞血酸）及2 mmol/L H2O2溶液作為反應(yīng)液。

1.2.4.6 丙二醛含量

采用硫代巴比妥酸法[13]進(jìn)行測定，測定時(shí)使用的試劑為10%TCA溶液和0.6%TBA溶液。

1.2.4.7 谷胱甘肽含量

采用DTNB 顯色法[13]測定。測定時(shí)使用的試劑為：10% TCA 溶液，0.05 mol/L、pH 7.8 的PBS 溶液，0.1 mol/L、pH 6.8的PBS溶液，4 mmol/L DTNB溶液。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并作圖，SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)腐爛率的影響

由表2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，藍(lán)莓果實(shí)的腐爛率呈上升趨勢，8～20 d對照組腐爛率均顯著高于各處理組（P＜0.05）；貯藏20 d 時(shí)，F(xiàn) 組果實(shí)腐爛率比對照組降低了18.2個(gè)百分點(diǎn)，處理E和處理F果實(shí)腐爛率顯著低于其他各組（P＜0.05），有效抑制了藍(lán)莓果實(shí)采后貯藏期間的腐爛。

表2 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間腐爛率的影響Table 2 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on decay rate of blueberry fruits during storage 單位：%

2.2 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

由表3可知，藍(lán)莓果實(shí)呼吸強(qiáng)度在貯藏4～20 d呈先下降后上升達(dá)到峰值后再降低的趨勢，各處理間呼吸強(qiáng)度存在差異，但變化趨勢相近。貯藏4～8 d時(shí)，藍(lán)莓果實(shí)呼吸強(qiáng)度呈下降趨勢，12 d時(shí)達(dá)到高峰，以對照組呼吸強(qiáng)度峰值最高，為177.8 mg·kg-1·h-1，顯著高于各處理組（P＜0.05），比呼吸強(qiáng)度最低的F 組高27.64%。貯藏12 d 后，藍(lán)莓果實(shí)呼吸強(qiáng)度呈下降趨勢，20 d 時(shí)，F(xiàn) 組果實(shí)呼吸強(qiáng)度僅為對照組的58.37%，且顯著低于其他各處理組（P＜0.05）。

表3 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間呼吸強(qiáng)度的影響Table 3 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on respiratory intensity of blueberry fruits during storage 單位：mg·kg-1·h-1

2.3 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量的影響

由表4 可知，貯藏4～20 d，藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量整體呈下降趨勢，各組間變化幅度不同，對照組下降較快。貯藏20 d時(shí)，C組藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量為2.98%，處理B、處理D的可滴定酸含量分別為3.65%、3.77%，且D 組可滴定酸含量最高，較對照組升高了0.59個(gè)百分點(diǎn)，但各處理組與對照組之間可滴定酸含量無顯著性差異。

表4 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間可滴定酸含量的影響Table 4 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on titratable acids content of blueberry fruits during storage 單位：%

2.4 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)POD活性的影響

由表5可知，藍(lán)莓果實(shí)POD活性在貯藏4～20 d呈先上升再下降的趨勢。貯藏期間，處理F的POD活性始終顯著高于其他各組（P＜0.05），并于12 d時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)為對照組的2.22 倍。貯藏20 d 時(shí)，處理B 的POD 活性最低，僅為處理F 的33.32%，且此時(shí)處理B和處理C的POD活性顯著低于其他各組（P＜0.05）。

表5 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間POD活性的影響Table 5 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on POD activity of blueberry fruits during storage 單位：U/g

2.5 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)APX活性的影響

由表6可知，藍(lán)莓果實(shí)APX活性在貯藏4～20 d呈先上升后下降的趨勢，各處理間酶活性存在差異。處理A 酶活性峰值出現(xiàn)在貯藏12 d，為15.76 U/g，此時(shí)對照組酶活性比處理A 組低56.15%；處理C APX活性在貯藏16 d時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)對照組APX活性最低，僅為處理C 的27.89%；處理F 在貯藏4～16 d 時(shí)APX 活性始終顯著高于對照組（P＜0.05），且20 d 時(shí)與初值相比的酶活性下降幅度低于除C 組以外的其他處理組。

表6 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間APX活性的影響Table 6 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on APX activity of blueberry fruits during storage 單位：U/g

2.6 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)丙二醛含量的影響

由表7可知，對照組丙二醛含量在貯藏4～20 d時(shí)均顯著高于各處理組（P＜0.05）。貯藏12 d 時(shí)，處理A 的丙二醛含量顯著高于處理F（P＜0.05），比處理F高86.86%。處理F 的丙二醛含量在整個(gè)貯藏期間均為最低，貯藏20 d 時(shí)比對照低47.69%，且此時(shí)處理F顯著低于處理A、處理B、處理C和處理D（P＜0.05）。

表7 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間丙二醛含量的影響Table 7 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on MDA content of blueberry fruits during storage 單位：μmol/g

2.7 復(fù)合保鮮劑對藍(lán)莓果實(shí)谷胱甘肽含量的影響

由表8可知，藍(lán)莓果實(shí)在貯藏前期（4～12 d）各處理組谷胱甘肽含量呈上升趨勢，12 d 時(shí)達(dá)到最高，隨后呈下降趨勢；貯藏后期（16～20 d）各組藍(lán)莓果實(shí)谷胱甘肽含量再次上升，且各組間變化幅度不同。貯藏12 d時(shí)，處理A的谷胱甘肽含量峰值顯著高于除D組外的其他各組（P＜0.05）；貯藏12～16 d，處理A 的谷胱甘肽含量下降幅度最大，為62.29%。貯藏20 d時(shí)，處理F的谷胱甘肽含量最高，為對照組的1.57倍，且顯著高于其他各組（P＜0.05）。

表8 不同殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑處理對藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間GSH含量的影響Table 8 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on GSH content of blueberry fruits during storage 單位：μg/g

3 討論與結(jié)論

殼聚糖是一種天然防腐劑，進(jìn)行噴涂處理后可以在果實(shí)表面形成一層保護(hù)膜[19]，有利于抑制果實(shí)的蒸騰作用，減少水分蒸發(fā)，延長保鮮時(shí)間。郭曉月等[20]通過組織分離法對藍(lán)莓采后貯藏期間引起果實(shí)腐爛的病原菌進(jìn)行分離培養(yǎng)和觀察鑒定，發(fā)現(xiàn)枝孢菌屬（Clɑdosporium）、鏈格孢屬（Alternɑriɑ）和匍柄霉屬（Stemphylium）的3 株真菌是造成藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間腐爛的主要原因。田夢瑤等[21]研究發(fā)現(xiàn)，柑橘精油可以縮短菌體的生長期，加速其衰亡，從而達(dá)到抑菌的效果，以延緩果實(shí)腐爛。吳超等[22]研究發(fā)現(xiàn)，采用2.0%殼聚糖、0.2%山梨酸鉀、0.05 g/kgε-聚賴氨酸復(fù)合處理藍(lán)莓果實(shí)，能夠顯著降低藍(lán)莓貯藏期間的腐爛率，延緩可溶性固形物含量的降低，提高藍(lán)莓耐貯性。本研究結(jié)果表明，15 g/L殼聚糖與1.0%（體積分?jǐn)?shù)）柑橘精油復(fù)合保鮮劑能有效降低藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間的腐爛率，殼聚糖與柑橘精油復(fù)合處理可以有效提高藍(lán)莓果實(shí)對常見病原菌的抵抗能力，延長藍(lán)莓保質(zhì)期。

殼聚糖具有很強(qiáng)的機(jī)械性和延展性[23]，在果實(shí)表面形成保護(hù)膜后，可以有效降低果實(shí)的呼吸作用，從而減少貯藏期間有機(jī)物質(zhì)的消耗。本研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖與柑橘精油復(fù)合保鮮劑能夠有效抑制藍(lán)莓果實(shí)的呼吸代謝，降低呼吸峰值，采用15 g/L殼聚糖和1.0%柑橘精油復(fù)合處理的藍(lán)莓呼吸峰值最低，比對照組（清水處理）低21.65%。前人研究表明，殼聚糖結(jié)合含丁香酚和姜黃素的玉米醇溶蛋白[24]、蘆薈提取液[25]、藍(lán)莓葉提取物[26]、石榴皮提取物和γ-氨基丁酸[27]等物質(zhì)所形成的復(fù)合可食性涂膜均能夠有效降低藍(lán)莓采后貯藏期間的呼吸作用，對藍(lán)莓具有較好的保鮮效果，延長貨架期，這與本研究結(jié)果一致。

可滴定酸含量是影響藍(lán)莓風(fēng)味品質(zhì)的重要因素，也是衡量藍(lán)莓保鮮效果的重要指標(biāo)，果實(shí)成熟過程中，有機(jī)酸由于分解使其含量減少，糖類含量逐漸增加，果實(shí)由酸變甜[28]。而呼吸作用和細(xì)胞壞死會使藍(lán)莓果實(shí)中部分糖類轉(zhuǎn)化成為酸[28]，這可能會導(dǎo)致藍(lán)莓可滴定酸含量上升。霍若冰等[29]研究發(fā)現(xiàn)，采用殼聚糖與魚腥草提取液復(fù)合抗菌膜處理藍(lán)莓可以有效延緩可滴定酸含量的降低，使藍(lán)莓果實(shí)在貯藏期間保持較好的硬度，降低果實(shí)失重率。本研究結(jié)果表明，對照組藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間可滴定酸含量比處理組下降得更快，說明殼聚糖與柑橘精油復(fù)合處理可以有效延緩藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間可滴定酸的分解。

當(dāng)植物衰老或處于逆境時(shí)，植物體內(nèi)防御酶的活性會明顯升高。但當(dāng)活性氧損害超過防御酶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)極限時(shí)，防御酶的活性會降低。谷胱甘肽是植物中的一種內(nèi)源性抗氧化劑，對延緩衰老發(fā)揮著重要的作用[13]。趙俊躍等[13]使用殼聚糖與柑橘精油復(fù)合處理橄欖果實(shí)，有效提高了其過氧化物酶、抗壞血酸過氧化物酶活性，延緩谷胱甘肽含量的下降，降低丙二醛的積累，提高橄欖果實(shí)抗氧化性。呂靜祎等[17]研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖與抗壞血酸復(fù)合處理能夠提高貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)POD 活性，延緩MDA 含量上升，提高藍(lán)莓果實(shí)的耐貯性。本研究結(jié)果表明，貯藏期間，15 g/L殼聚糖與1.0%柑橘精油復(fù)合處理的藍(lán)莓果實(shí)APX、POD 活性以及谷胱甘肽含量均高于對照組，藍(lán)莓果實(shí)清除自由基和過氧化物的能力顯著提高，從而減少了丙二醛的積累，該研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致[13,18]。

綜上所述，殼聚糖-柑橘精油復(fù)合保鮮劑能有效降低藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間的腐爛率、呼吸強(qiáng)度，延緩可滴定酸含量的降低，提高POD、APX 活性和內(nèi)源抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽的含量，減緩丙二醛含量的增加，延長藍(lán)莓果實(shí)的保質(zhì)期。其中以15 g/L 殼聚糖與1.0%柑橘精油復(fù)合處理的保鮮效果最佳。本研究可為綠色、健康的殼聚糖復(fù)合保鮮劑在藍(lán)莓貯藏保鮮上的應(yīng)用提供參考，提高藍(lán)莓的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。