银合欢种子胶涂膜保鲜杨梅研究

杨永利，叶文斌，郭守军,*，潘显辉，张洁玫，汪武忠

(1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521021；2.西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070)

银合欢种子胶涂膜保鲜杨梅研究

杨永利1，叶文斌2，郭守军1,*，潘显辉2，张洁玫1，汪武忠1

(1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521021；2.西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070)

以银合欢种子胶为涂膜基质，甘油作为成膜助剂，配制成复合涂膜保鲜剂，研究常温(28～32℃)，相对湿度68%～86%条件下该复合涂膜保鲜剂对杨梅品质及其生理生化变化的影响。结果表明：常温下经复合涂膜保鲜剂涂膜保鲜的杨梅与对照组相比，果实裂果率、失重率降低，果实好果率和硬度明显增加, 抑制了果实的呼吸率；有机酸、VC等营养成分变化速度减慢，有效地降低MDA、花青素含量，使PAL酶活性处于较低的水平，延缓了果实的衰老过程。

杨梅；银合欢；种子胶；半乳甘露聚糖；涂膜；贮藏

杨梅[Myrica rubra (Lour.) Sieb.et Zucc.]属杨梅科杨梅属植物，是我国南方重要的亚热带特产果树，栽培历史悠久，杨梅果实具有很高的经济价值和药用价值，有“果中玛瑙”美誉。近年来，杨梅种植面积迅速扩大，已成为山区农民致富的重要经济树种之一[1]。杨梅果实由肉柱聚合而成，表皮极薄、无外果皮保护，杨梅成熟期正值高温多湿梅雨季节，果实呼吸作用旺盛、衰老过程很快，加之柔软多汁，极易受机械损伤、长霉、腐烂，故极不耐贮藏和运输，是世界上最难保鲜的水果之一[2]。随着种植面积和产量的不断增加，近年来低温气调贮藏保鲜杨梅日益受到人们的关注[3-6]，但气调保鲜杨梅贮藏环境的温度和气体的成本较大，谢培荣用PE膜[7]包装杨梅进行保鲜研究，效果较好，但PE膜难降解、易污染环境。 杨梅虽然品质好、产量高，但很难大量运销到国内外较远的地方，多数只能在产地附近销售，影响了向外地的运输和销售。近年来，对果蔬保鲜应用到γ射线、高温高压、臭氧、抗氧化剂[8-11]等技术处理进行保鲜，但成本较高。因此，开发出成本低、无污染、无公害和操作简便的常温保鲜技术显得尤为重要。随着现代保鲜技术的发展和对绿色食品的推崇，天然、经济、安全的保鲜方法的开发和应用已引起人们的广泛关注。多糖膜材料具有较强的吸水和保

水能力，且因其成本低、易降解、可食用、来源丰富、对环境无污染等特点在食品工业应用前景广阔。银合欢种子胶是从银合欢[Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit]种子中提取出的一种多糖胶，主要成分是半乳甘露聚糖。半乳甘露聚糖可作为增稠剂、凝胶剂、稳定剂和凝聚剂等广泛应用于食品、医药、及污水处理等工业[12-13]；由于半乳甘露聚糖具有较强的吸水和保水能力，在土壤保湿、可降解的食品保鲜中也得到应用[14-15]。

本实验以银合欢种子胶为涂膜基质，以甘油为涂膜助剂，配制成涂膜保鲜剂在常温下对杨梅进行涂膜贮藏，通过测定感官指标和有机酸、花青素、VC、可溶性固形物等品质指标以及呼吸强度、丙二醛(MDA)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性等生理生化指标，研究该种保鲜剂涂膜对杨梅的保鲜效果，同时通过扫描电镜观察膜的表面形貌，初步探讨银合欢种子胶保鲜膜的保鲜机理。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杨梅：采自潮州市磷溪镇的乌酥梅，挑选大小均匀成熟度相同，无机械损伤，颜色鲜艳，无病虫害的果实；甘油(市售食品级)。

1.2 仪器与设备

JSM-6360LA扫描电子显微镜 Jeol公司；AUW120天平 Shimadzu公司； HWF-1型红外二氧化碳分析仪金坛市现代仪器厂；WYA阿贝折光仪 上海精密科学仪器有限公司物理光学仪器厂； WFJ7200可见光分光光度计、UV-2800型紫外-可见光分光光度计 上海尤尼柯仪器有限公司； PHS-3C精密酸度计 上海红益仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 银合欢种子胶的分离、提取和纯化流程

银合欢种子热水浸泡(12h)→种子泡胀→手工剥离胚乳→丙酮脱水(2h)→真空冷冻干燥→胚乳粉碎→过100目筛→银合欢种子胶→恒温磁力搅拌溶解(70℃，4h)→离心取上清液→加入斐林试剂析出铜络合物→离心得络合物→加入0.5mol/L HCl→全部溶解→乙醇沉淀(1:1)→离心→沉淀物用乙醇、乙醚、丙酮洗涤3次→冷冻真空干燥质量恒定→纯化银合欢种子胶→高速粉碎→纯化的银合欢种子胶洁白粉末

1.3.2 涂膜保鲜剂的配方

1g/mL银合欢种子胶+ 0.4%(V/V)甘油，按配方称取0.5g银合欢种子胶加入400mL蒸馏水，在磁力搅拌器上60℃加热溶解6h，再加入涂膜助剂甘油，用蒸馏水加热搅拌均匀定容至500mL，凉至37℃备用。

1.3.3 涂膜

取新鲜杨梅在新配制的保鲜剂中浸1min后取出，晾干，放入铺有纱布的筛篮中，根据指标测定分篮编号，每篮100个，重复3次，室内常温贮藏(温度28～32℃，相对湿度68%～86%)，每天随机取样10～12个进行生理生化指标测定分析，以没有涂膜的杨梅为对照组(CK)。

1.3.4 电镜观察

将多糖复合涂膜保鲜剂制成薄膜，真空喷金后用扫描电镜观察膜的表面结构。

1.3.5 品质指标的测定

失重率：采用称重法测定；VC含量和有机酸含量[16]：分别采用2,6-二氯酚靛酚滴定法和NaOH(0.1mol/L)滴定法测定(以柠檬酸计)；可溶性固形物：采用阿贝折光仪测定[17]；花青素含量[18]：取0.5g果肉，加入10mL 0.1mol/L HCl溶液，研磨至匀浆，密封于32℃水中保温5h后，过滤，滤液在535nm处测吸光度，以0.1mol/L HCl溶液为空白，将吸光度A535=0.1的花青素溶液称为1个色素浓度单位。

好果率、软果率的测定：好果：颜色鲜艳、无机械损伤、无异味、无霉烂、无果蝇虫卵等；裂果：裂缝长度长于3mm，宽度大于1mm；霉烂果：霉斑大于5mm时，则认定为果实为霉果，果实有大量汁液渗出、有浓厚异味即视为烂果。

失重率/%=(失重克数/原克数)×100

好果率/%=(好果个数/调查总果数)×100

霉烂率/%=(霉烂果个数/调查总果数)×100

色价=(实测吸光度×10)/样液质量

1.3.6 生理生化指标测定

呼吸强度：将果实准确称量后装入密闭的容器中，于室温静置30min后，采用红外线CO2分析仪测定[19]；丙二醛(MDA)含量[20-21]：将果肉匀浆后，提取液以4000r/min离心10min，上清用硫代巴比妥酸法测定；苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性：参照文献[22]方法进行测定。

1.4 数据分析

所有实验数据用SPSS 17.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 涂膜处理对杨梅感官指标的影响

图1 杨梅在贮藏期间好果率及霉烂率的变化Fig.1 Changes of percentages of good and rotten fruits of treated and untreated Chinese bayberry during storage

从图1a可知，随着贮藏时间的延长，涂膜组和对照组的好果率都呈下降趋势，而涂膜实验组的好果率下降趋势明显低于对照组，当贮藏到第6天时，涂膜组好果率为60%，而对照组只有36%，两者呈极显著差异(P=0.0001，P＜0.01)。从图1b可知，涂膜实验组霉烂率明显低于对照组，主要是由于涂膜处理降低了果实水分的变化幅度和被微生物感染的机率，裂果减少从而抑制霉烂。 贮藏第6天时，对照组霉烂率已达到18%，而涂膜的仅为9%两者呈极显著差异(P=0.0004，P＜0.01)。说明复合膜处理具有保护作用，使杨梅不易受微生物感染，大大减少了霉菌等微生物引起的腐烂，可以延缓杨梅果实的后熟软化和防止霉变的进程。因此可有效的保持果实的外观和贮藏品质。

2.2 涂膜处理对杨梅失重率和呼吸强度的影响

图2 杨梅在贮藏期间的失重率和呼吸强度的变化Fig.2 Changes of respiratory intensity and weight loss percentage of treated and untreated Chinese bayberry during storage

图2a表明随着贮藏时间的延长，杨梅果实失重率逐渐增加；涂膜组的失重率总体趋势小于对照组，贮藏第9天时对照组的失重率达到18.03%，涂膜组失重率为9.97%，两者呈极显著差异(P=0.000，P<0.01)。由于杨梅经涂膜处理后，在果实表面形成一层较为致密和均匀的薄膜，降低了透氧和透水性，使得果实的蒸腾作用和呼吸作用受到抑制，水分不易散失，自身有机物消耗量相对减少。

杨梅属于非跃变型果实，但其采后呼吸强度较高[23]。由图2b知，在贮藏2～4d，实验组的呼吸强度明显低于空白对照组，但从第3天直至实验结束，对照组的呼吸强度都明显高于实验组，这有可能是贮藏后期微生物繁殖等引起的。说明涂膜处理对杨梅的呼吸强度具有显著的抑制作用，进而达到防止果实腐烂、衰败，保持品质的效果[8]。

2.3 涂膜处理对杨梅VC和有机酸含量的影响

图3 杨梅在贮藏期间VC和有机酸含量的变化Fig.3 Changes of vitamin C and organic acid contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

VC在贮藏运输过程中极易受到抗坏血酸氧化酶氧化[24]，所以其含量可以作为杨梅在贮藏过程中品质变化的指标。由图3a可知，贮藏期间，杨梅果实VC含量总体都呈下降的趋势，但涂膜处理的VC含量下降幅度明显低于对照组，在第6天时对照组的VC含量为35.64mg/ 100mg而涂膜处理为39.76mg/100mg，与对照相比呈显著差异(P=0.027，P＜0.05)。表明银合欢种子胶涂膜处理能显著抑制杨梅果实VC含量的下降，使果实在贮藏后期能保持较高的VC含量。

由图3b可知，贮藏前期，对照组果实的有机酸含量第1～4天呈逐渐降低的趋势，涂膜处理的有机酸含量在贮藏期间下降速度明显低于对照组，在第6天时两者

相比无显著性差异(P=0.07，P＞0.05)，说明涂膜处理对杨梅的有机酸含量起到一定的保持作用。

2.4 涂膜处理对杨梅可溶性固形物和花青素含量的影响

图4 杨梅在贮藏期间可溶性固形物和花青素含量的变化Fig.4 Changes of soluble solids and anthocyanin contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

可溶性固形物是水果品质的一项重要指标，随着果实的成熟，果实内的各种有机物和相关酶发生转化，可溶性固形物含量增加，淀粉分解转变为糖，果实也随之软化[23]。由图4a可知，在整个贮藏过程中，涂膜组和对照组可溶性固形物含量变化不大，对照组1～5d可溶性固形物含量稍有升高，后期有所降低，说明涂膜处理对杨梅果实可溶性固形物含量的变化影响较小，涂膜处理不会影响果实风味。

杨梅果实成熟过程中最明显的变化是外观色泽的变化，花青素含量随着果实成熟度的提高快速积累[18]。可以用花青素含量来判断在保鲜过程中杨梅成熟的程度。由图 4b可知，贮藏过程中涂膜组花青素比对照组花青素含量低，维持在一个较低的水平，而对照杨贮藏到第3天，花青素色价从39.12上升到50.84，后有所下降，第5天上升至54.18。说明多糖涂膜使杨梅果实成熟延缓，而且对杨梅果实中花青素合成有一定的抑制作用，其机理有待于进一步研究。

2.5 涂膜处理对对杨梅MDA含量的影响

MDA是具有细胞毒性的膜脂过氧化产物，可间接反映细胞损伤的程度。图5可知，随着贮藏时间的延长，实验组MDA呈先上升后下降的趋势，贮藏至第6天时又快速上升，之后缓慢下降。涂膜组MDA含量前5天均维持在较低的水平，贮藏至第6天时快速上升，后缓慢下降，趋势与对照组相似。对照组MDA含量增加的速度加快，说明膜脂过氧化加剧，果实衰老程度增加，而在相同的时间内，涂膜组MDA含量保持在一个相对较低的水平，使杨梅果实衰老延迟，直到第6天才有较大幅度的提高，这可能与果实在贮藏后期微生物的滋生有关。多糖涂膜处理后MDA含量明显低于对照组，因此多糖涂膜保鲜剂对果实中MDA的积累可起到一定的抑制作用，使其维持在较低水平，以此来保护细胞膜系统，延缓果实的衰老。

图5 杨梅在贮藏期间MDA含量的变化Fig.5 Changes of MDA contents of treated and untreated Chinese bayberry during storage

2.6 涂膜处理对对杨梅PAL酶活性的影响

图6 杨梅在贮藏期间PAL含量的变化Fig.6 Changes of PAL activity of treated and untreated Chinese bayberry during storage

由图6可以看出，在贮藏过程中，实验组的PAL的活性总体上比对照组低，维持在较低水平，对照组在第3天时活性最高，贮藏后期活性降低。实验表明涂膜处理在一定程度上抑制了PAL的活性，Neish证实PAL能催化花青素的合成[25]，而图4(b)也表明涂膜处理对杨梅果实中花青素的合成有一定的抑制作用，因此涂膜处理后杨梅果实中花青素的合成受到一定限制可能与PAL活性降低有关。

2.7 多糖复合涂膜保鲜剂保鲜原理的初步分析

从图7可以看出，通过不同放大倍数比较可以看出银合欢种子胶与甘油成膜助剂相互作用，处于协效凝胶状态，形成的复合膜表面光滑完整、结构致密没有间隙，说明此复合膜的弹性和刚性较好。 如图7d所示，银合欢半乳甘露聚糖分子间发生相互作用，所形成膜的表面均匀完整，结构之间联系紧密，彼此之间没有间

隙，可能是来源相同的多糖分子之间借助氢键和范德华力相互作用形成致密的三维网状结构，使其呈现出独特的保水性质和抑制呼吸的功能，更好的增强了果实内部水分的扩散，阻碍气体分子的透过，从而使复合多糖同时起到减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗、隔离致病微生物的侵染、延缓衰老和防止腐烂变质，达到保鲜和延长贮藏的目的。分子之间借助氢键和范德华力相互作用形成致密的三维网状结构，阻碍气体分子的透过，使其呈现出保护作用和抑制呼吸的功能，同时起到减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗、隔离致病微生物的侵染、延缓衰老和防止腐烂变质，达到保鲜的目的。

图7 不同放大倍数下的银合欢种子胶与甘油复合膜扫描电镜图Fig.7 Scanning electron micrographs of the film formed from the coating agent

3 讨论与结论

3.1 银合欢多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅外观品质与生理指标的影响

杨梅经银合欢多糖复合保鲜剂涂膜后对杨梅都起到了很好的保鲜效果。多糖复合涂膜保鲜剂在果实表面形成一层致密、较为均匀的可食性半透膜，封闭了肉柱果实上的气孔，一定程度上抑制了果内、外气体交换，使果实内部形成一种低O2分压、高CO2分压的小环境，起到气调作用，从而抑制了果实的呼吸强度[6]；果实水分散失减少，贮果的失重率降低；裂果、霉变的发生减少，软熟、腐烂的时间推后；果实内可溶性固形物的增加速度减缓，有机酸、VC等营养成分转化、流失的速度降低；MDA的积累受限。有效地降低花青素的的升高，延缓了果实的成熟衰老，使杨梅贮藏期延长；PAL活性在银合欢多糖涂膜处理下活性比对照组低，说明银合欢多糖涂膜对PAL活性有一定的抑制作用，使PAL活性保持在较低的水平，减少了次级代谢产物的积累，抑制了花青素的合成，延缓了杨梅果实的成熟，起到了较好的保鲜与贮藏作用。

3.2 银合欢多糖复合涂膜的保鲜机理的初步探讨

银合欢半乳甘露聚糖分子间发生相互作用， 形成致密的三维网状结构，使其呈现出独特的保水性质和抑制呼吸的功能，更好的增强了果实内部水分的扩散，阻碍气体分子的透过，从而使复合多糖同时起到减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗、隔离致病微生物的侵染、延缓衰老和防止腐烂变质，达到保鲜和延长贮藏的功效。同时起到减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗、隔离致病微生物的侵染、延缓衰老和防止腐烂变质，达到保鲜和耐储藏的目的。

所以利用可食用多糖研制保鲜剂进行果蔬保鲜与储藏，实用、方便而且保鲜效果好，操作工艺简单、成本低、易降解、对环境无污染, 绿色环保，是果蔬和其他食品保鲜贮藏中具有广泛应用前景的一条新的途径。

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Fresh-preserving Effect of Leucaena leucocephala Seed Gum Based Film Coating on Chinese Bayberry

YANG Yong-li1，YE Wen-bin2，GUO Shou-jun1,*，PAN Xian-hui2，ZHANG Jie-mei1，WANG Wu-zhong1
(1. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China；2. College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China )

A compound film coating agent was prepared from Leucaena leucocephala seed gum as the basis material and glycerin as the humectant, and its fresh-preserving effect on Chinese bayberry was evaluated by measuring changes of sensory attributes and physiological and biochemical parameters of Chinese bayberry treated with it in advance during storage at room temperature (ranging from 28 to 32 ℃) and relative humidity (ranging from 68% to 86%). Compared with the control (untreated with the coating agent), treated Chinese bayberry fruits showed decreases in percentage of cracked fruits and weight loss percentage, significant increases in percentage of good fruits and firmness and suppressed respiratory intensity, slower changes of some nutrients, such as organic acids, vitamin C and so on, substantial reductions in MDA and anthocyanin contents, and lower PAL activity. Therefore, fruit senescence was retarded.

Chinese bayberry；Leucaena leucocephala seed gum；film coating; storage

TS255.3

A

1002-6630(2010)18-0423-05

2010-06-30

国家星火计划项目(2006EA780088)；广东省科技厅计划项目(2007B080701046)；韩山师范学院2008教授基金项目(510076)

杨永利(1965—)，女，教授，硕士，研究方向为植物资源学、功能性食品及其开发。E-mail：rose_kally@yahoo.com.cn

*通信作者：郭守军(1965—)，男，教授，博士，研究方向为天然产物化学及食品化学与分析。E-mail：sjguo2006@yahoo.com.cn