纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响

纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响 纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影 响 第36卷第2期 2010年4月 湖南农业大学(自然科学版) JournalofHunanAgriculturalUniversity(NaturalSciences) V_01.36NO.2 Apr.2010 DOI:10.3724/SP.J.1238.20l0.00237 纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响 段丹萍,乔勇进,鲁莉莎,王海宏,陈召亮 (1.上海理工大学食品与医疗器械学院,上海200093;2.上海市农业科学院农产品保鲜加工研究中心,上海 201106) 摘要:以l%的壳聚糖为涂膜基质,分别与质量分数为O.005%,0.010%,0.020%,O.040%的纳他霉素复合, 对草莓果实进行涂膜,比较与不涂膜处理和仅用l%壳聚糖涂膜液处理在常温贮藏下对草莓保鲜的影响.结果表 明,不同浓度的纳他霉素壳聚糖复合涂膜液均能降低草莓果实水分散失,延缓草莓果实可溶性固形物,维生素C, 可滴定酸含量的下降,抑制果实相对膜透性,丙二醛含量,多酚氧化酶(PPO)活性的上升,其中,0.020%纳他霉 素壳聚糖复合保鲜液对草莓果实的保鲜效果最佳,采后7d失水率仅为7.59%,并保持较高的超氧化物歧化酶(SOD) 活性,显着延缓草莓果实采后衰老,延长了草莓果实贮藏时间. 关键词:纳他霉素;壳聚糖;草莓;保鲜 中图分类号:$668.4文献标志码:A文章编号:1007.1032(2010)02—0237.05 Fresh—keepingeffectofnatamycinandchitosancompoundon ofstrawberryduringstorage DUANDan.ping,QIAOYong-jin',LULi.sha,WANGHai.hong,CHENZhao.1iang (1.CollegeofMedicalInstrumentandFoodEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai 200093,China;2.ResearchCenterofStorageandProcessingforAgriculturalProducts,ShanghaiAcademyof AgriculturalSciences,Shanghai201106,China) Abstract:Thesh— keepingeffectsofcoatingcompoundusing1%chitosancombinedwithO.005%,O.010%,0.020%, 0.040%concentrationofnatamycinrespectivelyonstrawberrywasinvestigated,whichcomparedwithuntreatedcontroland thesamplecoatedwith1%chitosanundernormaltemperature.Theresultsshowedthatcoatingfusionliquidwithdifferent concentrationofnatamycinand1%chitosancouldreducerateofwaterloss,delaythedeclineincontentsofsolublesolids. vitaminC,totalacid,simultaneously,contentsofrelativemembranepermeability,MDA,andincreaseinpolyphenoloxidase (PPO)activitiesofstrawberryfruitwererestrained.Ofwhich,coatingfusionliqidwith0.020%natamycinandl%chitosan hadbettereffectonstrawberry,withrateofwaterlossonly7.59%after7d,andthehighactivitiesofsuperoxide dismutase(SOD)maintained,senescenceoffruitdelayed,thestoragetimeofstrawberryfruitprolonged. Keywords:natamycin;chitosan;s~awberry;keepfreshing 草莓(Fragariaananassa)是蔷薇科草莓属的草 本植物,在世界小浆果生产中居于首位?.草莓采 后极易因机械损伤和病菌侵染而腐烂变质,常温下 放置1,3d即失水萎缩,逐渐软化腐烂【2】.关于草 莓保鲜虽然已有报道【】,但由于草莓质软,易腐等 特点,草莓保鲜研究仍然需要不断探讨.涂膜保鲜 以其安全,低耗,有效的优势成为近年果蔬保鲜研 究的热点,并日益受到关注.壳聚糖(CTS)属天然 收稿日期:2009.12.08 基金项目:上海市研究生创新基金(JWCXSL0902);上海市科技兴农重点项目(沪农 科攻字(2007)第9—1号);上海市国际合作项目 (073907003) 作者简介:段丹萍(1985一),女,重庆人,硕士研究生,主要从事果蔬安全与保鲜技术 研究;+通讯作者,~qiao2002@sohu.com 238湖南农业大学(自然科学版)2010年4月 高分子化合物,有良好的成膜性,是一种天然无毒 的保鲜剂【6J.纳他霉素作为一种高效,安全的新型 生物防腐剂【1刖,已广泛用于食品保鲜中,但将其与 涂膜剂复合用于草莓保鲜上的研究国内尚未见报 道.笔者研究纳他霉素与壳聚糖融合而成的复合保 鲜液对草莓保鲜的影响,旨在为草莓涂膜保鲜提供 理论依据. 1材料与方法 1.1材料 供试草莓品种为丰香,采自上海青浦赵屯镇草 莓基地,八成熟.选取无病虫害,成熟度及大小一 致的果实,采后立即运回实验室处理. 壳聚糖为食品级,黏度>400MPa?S,由浙江金 壳生物化学有限公司提供;纳他霉素纯度90%,由 上海蓝土地化工有限公司提供. 台湾TES.1730非色散式CO2气体测试仪和阿 贝手持折光仪. 1.2方法 以1%的壳聚糖为涂膜基质,分别与质量分数 为0.005%,0.010%,0.020%,0.040%的纳他霉素 复合(分别记为处理Tl,T2,T3,T4).另设2组对 照:不涂膜处理(CK1)和仅用1%壳聚糖涂膜液处理 (CK2).将果实随机分成6组,每组200个.3个重 复.将草莓果实放人不同处理涂膜剂中浸泡1,2 min,取出后放在通风处快速自然晾干,存放在l9 cmx13cm~4.5cm的聚乙烯盒内,并用0.02mm聚 乙烯保鲜膜包装,室温18,25?保存,相对湿度 71%,80%.每2d取样1次,测定其营养成分和生 理生化指标. 1.3测定指标及其测定方法 失重率=((贮前果实重一测定果实重)/.贮前果实 重)×100%. 腐烂指数[9]=?((腐烂级别x该级果实数量)/(最 高腐烂级别×总果实数量))x100%.式中腐烂级别的 划分为:按果实腐烂面积大小将果实划分为4级, 0级为无腐烂;I级为腐烂面积小于果实面积的 10%;II级为腐烂面积占果实面积的10%,30%; ?级为腐烂面积大于果实面积的30%. 呼吸速率以单位质量果实单位时间内生成的 CO2量表示(mg/(kg.h)).随机取1O个果实,准确称 重后,用CO2测试仪测定. 可溶性固形物含量用阿贝手持折光仪测定.有 机酸含量采用滴定法测定?…,V.C含量采用2,6一二 氯酚靛酚法测定…】. 超氧化物歧化酶(SOD)参照文献[11],采用SOD 对NBT光化还原抑制的方法测定.以抑制NBT光 化还原的50%为1个酶活性单位(U儋).多酚氧化酶 (PPO)活性的测定参照文献[12】的方法,以OD值变 化0.01为1个酶活性单位. 丙二醛采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法.3j测 定;相对膜透性为草莓浸提液煮前电导率尸0与草莓 浸提液煮沸后电导率尸的比值. 数据用SPSS13.0软件进行统计分析,检验差 异显着性. 2结果与分析 2.1各处理对草莓果实失重率的影响 草莓采后的呼吸作用和蒸腾作用会导致其失 水失重.当失重率达到一定值时,果蔬表面会出现 皱缩,丧失新鲜状态l】4J.从表1可以看出,随着贮 藏时间的延长,草莓失重率整体呈增大趋势,但处 理组的失重率一直低于对照组.处理后5d,CK2 与CK1差异显着,CK2与T2,T3,T4也差异着性, 说明壳聚糖涂膜能延缓草莓果实质量的下降,而将 壳聚糖与纳他霉素复合效果更好.在处理组中,T3, T4失重率最低,处理后3d,T3,T4的失重率分别 是CK】的15.69%,17.07%;处理后5d,T3,T4的 失重率分别是CK1的27.34%,26.59%. 表1各处理草莓果实的失重率 Table1Weightlossrateofstrawberryindifferenttreatments 第36卷第2期段丹萍等纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响239 2.2各处理对草莓果实腐烂指数的影响 果实腐烂指数是判断果实外观品质的重要指 标.从表2可知,随着贮存时间的延长,腐烂指数 呈上升趋势,虽然CK2的腐烂指数一直低于CK1, 但二者差异不显着,而添加纳他霉素的保鲜液在5d 后均与CKl差异显着,且Tl,T2与T3,T4差异显 着.贮藏5d,T1,T2,T3,T4腐烂指数分别为CK1 的76.77%,40.00%,5.94%,5.40%,可见,虽T1, T2能降低草莓果实腐烂指数,但效果不如T3和T. 表2各处理草莓果实的腐烂指数 Table2Rotindexofstrawberryindifferenttreatments 2-3各处理对草莓果实内在品质的影响 可溶性固形物,V—C,可滴定酸及糖酸比是判 断果实好坏的重要品质指标[].贮藏5d后,CK1 组草莓果实的可溶性固形物含量均低于涂膜组(表 3),且差异显着.不同处理果实可溶性固形物含量 也有差异,T3,T4的可溶性固形物含量分别为 11.56%,11.88%,而T1,T2的可溶性固形物含量 分别为10.54%,10.95%,说明当纳他霉素的质量分 数为O.005%,0.040%时,草莓可溶性固形物含量与 纳他霉素浓度成正相关. 表3贮藏5d后各处理果实的品质指标 Table3Qualityindexofstrawberryindifferenttreatments 草莓是V—C含量很高的水果.V—C不但是果实 的营养成分之一,同时也是果实体内清除活性氧的 重要抗氧化剂,对延缓果实衰老有一定效果[1酬.贮 藏5d后,T3,T4的V—C含量比对照(CK1)高(表3)' 其他处理VC含量也高于对照,但效果不及T, T4.这说明纳他霉素与壳聚糖复合涂膜草莓能明显 抑制贮藏过程中V—C含量的降低,且高浓度的纳他 霉素处理效果更好. 酸度是决定果蔬风昧的重要因素.草莓果实所 含酸组分中80%,90%为柠檬酸【l川.从表3可以看 出,CKl在贮藏第5天时的可滴定酸含量为0.57mg/ (100g),分别是T3,T4的63.33%和62.63%;CK1, CK2,T1,T2均与T3,T4差异极显着,因此,复 合涂膜液有利于贮藏后期果实的保存. 糖酸比反映果实的成熟度和品质ll.由表3可 见,在贮藏第5天时,CK2,Tl,T2,T3,T4的糖 酸比分别为CKl的111.6%,115.42%,115.77%, 128.70%和l31.28%,说明壳聚糖涂膜有助于保存草 莓的糖酸品质,且壳聚糖复合保鲜液的效果更好. 2.4各处理对草莓果实呼吸强度的影响 草莓属于呼吸非跃变型果实.由图1可见,革 莓果实在采后3d内呼吸速率基本平稳,各处理组 与对照组差异不显着.此后,所有果实呼吸速率均 有较大幅度的升高.贮藏第5天与开始时相比, CK1果实呼吸速率上升了4.3倍,而T3,T4组仅上 升了88%和79%,与CK1差异显着(P<0.05),说明 T,T4处理能明显抑制果实呼吸强度.CK:的呼吸 速率虽一直低于CK1,但二者差异不显着. 贮藏时间,d 图1各处理草莓果实在不同贮藏时间的呼吸强度 rig.1Respirationrateofcoatingtreatmentsonstrawberryat differentstoragetime 2.5各处理对草莓果实超氧化物歧化酶和多酚氧 化酶活性的影响 超氧化物歧化酶(SOD)是果实后熟衰老中的保 瑚? 一?【I.g一\越想皆 240湖南农业大学(自然科学版)2010年4月 护性酶类,可以清除活性氧自由基,从而减少自由基 对膜的损伤,达到延缓细胞衰老的目的,其活性的高 低在一定程度上反映了果实衰老的程度】.由图2 可知,随着贮藏时间的延长,SOD活性逐渐上升, CK1,CK2,Tl在第3天达到最大值,分别为48.09, 55.71,59.22U/g.当果实衰老到一定程度时,SOD 活性下降.处理组SOD活性变化的趋势与对照组 相似,但T2,T3,T4的最大值比对照组和Tl推后2 d出现,分别为61.97,67.77,68.72U/g.T3,T4 与CK1差异极显着(P<0.01). 凸一CK2+Tl 75+CKI—— , I ? ? 削 蝗 a 0 贮藏时l司/d 图2各处理草莓果实在不同贮藏时间的SOD活性 Fig.2SODactivityofcoatingtreatmentonstrawberryatdifferent storagetime 多酚氧化酶(PPO)被认为是引起果蔬酶促褐变 最主要的酶,在有氧条件下,PPO催化酚类物质氧 化为醌.醌通过聚合反应产生有色物质导致组织褐 变.由图3可知,在贮藏过程中,草莓果实PPO 活性先上升后下降,但涂膜组的PPO活性始终低于 CK1,其中,T3,T4草莓果实PPO活性得到明显抑 制,与CK1差异显着(尸<0.05).这表明涂膜能有效 抑制草莓果实PPO的活性,且高浓度纳他霉素涂膜 液的效果更好. 贮藏时间,d 图3各处理草莓果实在不同贮藏时间的PPO活性 Fig.3PPOactivityofcoatingtreatmentonstrawberryatdifferent storagetime 2.6各处理对草莓果实丙二醛含量和相对膜透性 的影响 膜脂过氧化的直接结果是膜指组分改变,丙二 醛(MDA)使膜蛋白交联聚合,膜相转为凝胶态,从而破坏膜结构[2q,所以,MDA含量可反映膜脂过 氧化的程度.如图4所示,随着贮藏时间的延长, MDA含量不断上升,涂膜组MDA含量变化与CKl 相同,但其MDA含量始终低于CK1.采后5d,CKl 的MDA含量上升了1.65倍,T3,T4仅上升了1.23, l-16倍.涂膜组显着抑制MDA含量上升(P<0.05), 且涂膜组对MDA含量增加的抑制效果与其纳他霉 素处理浓度成正相关,以T3,T4组效果最好. 024O 贮藏时间/d 图4各处理草莓果实在不同贮藏时间的帅^含量 Fig.4MDAcontentofcoafingtreatmentonstrawberryatdifferent storagetime 相对膜透性增大标志着膜结构的完整性遭到 破坏.草莓果实膜透性的变化趋势(图5)与MDA含 量的变化相似.贮藏3d时,处理Tl,T2,T3,T4 的相对膜透性分别为37.55%,32.67%,28.81%, 25.68%,对照CK1为45.77%,CK2为40.61%,随 着果实的成熟衰老,膜的相对透性呈上升趋势,但 —— ?_-CK.—-|】一CK2—1.._T 246 贮藏时间,d 图5各处理草莓果实在不同贮藏时间的细胞相对膜透性 Fig.5Relativemembranepermeabilityofcoatingtreatmentoll strawberryatdifferentstoragetime O98765 一??二0?u),咖啦《0苫 :.?柏如 ?如?如加 掣嘲骜按 r??r,?r?r,?占 ?如?如? 54433 第36卷第2期段丹萍等纳他霉素壳聚糖复合涂膜对草莓保鲜的影响24l 涂膜组草莓的相对膜透性上升得到延缓,T3,T4的 相对膜透性最低,明显低于对照(l<0.05),贮藏5d 时分别达到32.73%,34.99%. 3结论与讨论 壳聚糖涂膜草莓能起到一定的保鲜效果,这主 要是由于壳聚糖具有良好的成膜性,将其涂膜于果 实表面后形成一层透明的薄膜,降低果实表面氧的 浓度,抑制果实的蒸腾作用,减少果实水分散失, 抑制果实的呼吸作用,减缓因呼吸作用而引起的营 养物质消耗.壳聚糖还能改善保护酶活性,提高活 性氧清除能力,特别是清除超氧阴离子,减缓果实 膜脂过氧化的程度.灰葡萄孢菌引起草莓灰霉病是 当前草莓生产上的重要病害,而纳他霉素是一种高 效,广谱的真菌抑制剂,能显着抑制草莓灰霉病的 发生,将纳他霉素加入到保鲜液中,能避免因微生 物侵染而导致的呼吸速率上升和果实营养成分分 解,所以,单一使用壳聚糖的涂膜效果不及壳聚糖 与纳他霉素复合使用的涂膜效果.本研究中发现, 草莓果实的保鲜效果与复合液纳他霉素的浓度成 正相关,但0.02%和0.04O/o纳他霉素复合液的保鲜 效果基本相同,从经济,安全的角度考虑,O.02% 纳他霉素与0.1%壳聚糖复合为最佳组合. 参考文献: 【l】郝保春.草莓生产技术大全[M】.北京:中国农业出版 社,2002. 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