壳聚糖处理时间对脐橙的保鲜效果*

刘锋，陈明，陈金印

(江西农业大学农学院，江西南昌，330045)

壳聚糖处理时间对脐橙的保鲜效果*

刘锋，陈明，陈金印

(江西农业大学农学院，江西南昌，330045)

研究了1.5%壳聚糖分别浸果5、30和55 s对“纽荷尔”脐橙保鲜效果的影响。结果表明:在冷藏(8℃)条件下，壳聚糖处理均不同程度抑制了脐橙果实的呼吸强度、延缓了总糖的上升和可滴定酸的下降并保持了较高的Vc含量。同时，壳聚糖处理也相应地提高了果实超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1，3-葡聚糖酶的活性，实验显示，浸果30 s处理效果最好，55 s的次之，5 s的最差。

壳聚糖，“纽荷尔”脐橙，保鲜

脐橙为甜橙的一种，属芸香科柑橘亚科柑橘族柑橘亚族的植物[1］，俗称抱子橘。赣南是我国著名的脐橙生产基地，素有“中国脐橙之乡”之称。目前，赣南脐橙面积现已达10万km2，总产量100万t[2］。预计到2015年，脐橙面积将增加到20万km2，总产量200万t以上，达到与全球最大的脐橙产地美国加州相当的产量[3］。脐橙采后易腐烂一直是果品生产和流通过程中的主要问题之一。随着赣南脐橙产业的迅猛发展，果实贮藏保鲜必将越来越受到重视，它是保证市场周年均衡供应和农业增产增效的重要环节。

壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)的一种重要衍生物，是甲壳素脱乙酰基转化而成的产物[4］。由于其溶解液具有良好的成膜性、安全、无毒副作用，因此被广泛应用于苹果[5］、梨[6］、杨梅[7］等果实的贮藏保鲜。本研究通过对贛南脐橙主栽品种‘纽荷尔’脐橙进行采后不同时间壳聚糖涂膜处理，比较它们的保鲜效果，并筛选出壳聚糖的最佳处理时间，为赣南脐橙的贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料和处理

供试材料为“纽荷尔”脐橙。2007年11月26日采于江西省脐橙研究所，并且当天用专门脐橙果箱装箱运回实验室。挑选大小均匀、无病虫害、成熟度一致和表面无机械损伤的果实，发汗3d后，进行壳聚糖涂膜保鲜处理，参照张庆钢等[8］方法，按比例称取壳聚糖(1.5%)+吐温-80(2%)+氯化钠(0.35%)+茶多酚(1%)，混合后用1%醋酸溶解制备涂膜，分别在室温下浸果5、30和55 s，晾干后装入剪小孔的0.04 mm厚的聚乙烯薄膜塑料袋，每个处理60个果，每袋30个果，放入冷藏柜进行低温贮藏，温度调至8℃左右，湿度调至85%左右。以未经任何处理果实为对照(CK)，每隔14 d测定一次相关生理生化指标。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 呼吸强度

采用气流法测定[9］。

1.2.2 可滴定酸

采用酸碱滴定法[9］。

1.2.3 总糖

采用蒽酮比色法测定[10］。

1.2.4 VC测定

采用2，6-二氯靛酚测定[10］。

1.2.5 超氧化物歧化酶测定

采用NBT还原法[11］。

1 g果肉加50 mmol/L pH值7.8的磷酸缓冲液5 mL和少量石英砂，冰浴研磨，26000×g冷冻离心(4℃)20 min，上清液即为待测酶液。取0.1 mL上清液加5 mL反应介质(内含15 mmol/L Met、65 μmol/L NBT、2.0 μmol/L核黄素、0.1 mmol/L EDTA，用50 mmol/L pH值7.8磷酸缓冲液配制)，在4000 lx下照光15 min后，立即在560 nm波长处测吸光值，以缓冲液代酶液作空白。酶活性采用抑制NBT光化学反应50%为1个酶活性单位(U/g)。

1.2.6 苯丙氨酸解氨酶(PAL)[11］测定

取果肉5 g，加10 mL含5 mmol/L巯基乙醇的硼酸缓冲液(0.025 mol/L，pH 值8 .8)，0.5 g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，冰浴中研磨，10000 r/min离心15 min，上清液为PAL粗提液。反应液为2 mL0.2 mol/L pH8.8硼酸缓冲液(内含20 mmol/L苯丙氨酸和0.2 mL酶液，于40℃反应1 h，加20%三氯乙酸1 mL终止反应，3000 r/min离心10 min，测定上清液290 nm波长的OD值。

1.2.7 几丁质酶[11］测定

取5 g果肉加10 mL50 mmol/L的Na3PO4(pH值5.0)缓冲液，冰浴研磨，在4℃下离心15 min，15000 r/min，上清液为酶的粗提液。取0.5 mL粗提液加0.5 mL胶状几丁质和0.1 mL磷酸缓冲液(pH值6.4)于40℃水浴中保温1 h，冷却离心(4000 r/min)5 min，取上清液 0 .5 mL加四硼酸钾 0 .1 mL，沸水中准确加热3 min，流水中冷却后加入3 mL对-二甲氨基苯甲醛，混匀后立即放入36～38℃的水浴中，20 min后流水冷却，立即在585 nm下读数，在上述条件下测得的消光值作为酶的活性单位。

1.2.8 β-1，3-葡聚糖酶[11］测定

取5 g果肉加10 mL50 mmol/L的Na3PO4(pH值5.0)缓冲液，冰浴研磨，在4℃下离心15 min，15000 r/min，上清液为酶的粗提液。取酶的粗提液1 mL，0.1 mol/L柠檬酸-0.2 mol/L磷酸氢二钠缓冲液(pH值4.8)2.5 mL，10 g/L 昆 布糖0.5 mL，30℃保温1 h，蒽酮法测糖生成量，以分光光度计上620 nm下的消光值为酶的活性单位。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS12.0统计分析软件进行数据整理与分析;用Paired—samples T Test方法进行显著差异性分析，显著性差异水平:显著(P＜0.05);极显著(P＜0.01)。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实呼吸强度的影响

从图1可知，“纽荷尔”脐橙果实在贮藏期间，呼吸强度变化趋势是先缓慢下降而后上升，开始存在明显下降可能是果实经处理后放入冷藏柜降低了温度，再加上壳聚糖涂膜抑制了果实的呼吸作用。从贮藏后第70天开始呼吸强度逐渐上升，与对照相比，壳聚糖处理均不同程度抑制了脐橙果实的呼吸作用，以浸果30 s的处理效果最好，其次是浸果55 s的处理，浸果5 s的处理效果最差。

图1 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实呼吸强度的影响

壳聚糖所形成的复合膜其分离因子能够阻止空气中的O2进入果蔬组织中，并且在膜内形成低O2分压，高CO2分压的小环境，从而抑制果蔬的呼吸作用。这种抑制作用与壳聚糖涂膜时间有很大的关系，适宜浸果时间形成的膜厚度适中，抑制呼吸作用的效果较好;浸果的时间太短，壳聚糖不能均匀地涂布在果实上，达不到效果;浸果的时间太长，膜太厚又容易造成果实的无氧呼吸。

2.2 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实可滴定酸的影响

由图2可知，采后处理的“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，可滴定酸的含量一直呈下降趋势。壳聚糖处理有效地缓解了果实可滴定酸的下降，各处理之间存在显著差异，其中抑制可滴定酸下降效果最好的是浸果30 s，其次是浸果55 s，效果最差的是浸果5 s。

图2 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实可滴定酸的影响

2.3 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实总糖的影响

由图3可知，采后处理的“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，总糖的含量在开始呈上升趋势，在第56天后呈缓慢下降趋势。壳聚糖处理均抑制了果实总糖的下降，浸果30 s的处理与浸果5 s和55 s的处理之间存在显著差异，5 s和55 s的处理之间不存在显著差异。其中浸果30 s的效果最好，其次是浸果55 s，效果最差的是浸果5 s的处理。这说明适宜浸果时间有利于抑制采后“纽荷尔”脐橙在贮藏期总糖的下降。

图3 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实总糖的影响

2.4 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实Vc的影响

Vc是一种还原性物质，对果蔬起保护作用，含量降低到不能代谢掉正常代谢产生的自由基程度时，自由基逐渐积累，以至于达到对细胞组织产生损害，加速衰老速度。由图4可知，“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，Vc的含量开始呈迅速上升趋势，然后呈缓慢下降趋势。在贮藏前期，壳聚糖处理与对照果实的Vc含量无显著差异，但贮藏42 d后，壳聚糖处理有效地抑制了脐橙果实Vc含量的降解，从而较好地保持了果实品质，其中效果最好的是浸果30 s的处理，其次是浸果55 s，效果最差的是浸果5 s的处理。

图4 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实Vc的影响

2.5 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实SOD活性的影响

SOD是果实成熟衰老中的保护性酶类，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，其活性高低在一定程度上能反应果实衰老的程度。

由图5可知，采后的“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，SOD的活性开始呈迅速上升趁势，然后缓慢下降，未处理的脐橙果实SOD活性在贮藏前期上升较快，在贮藏后期下降也快，壳聚糖处理减缓推迟脐橙果实SOD活性的上升，浸果30 s还推迟了SOD活性高峰的到来，并在贮藏后期保持了较高的SOD活性，这有利于延长脐橙果实的贮藏期。在各处理中浸果30 s的处理效果最好，其次是浸果55 s，效果最差的是浸果5 s的处理，但各处理间没有显著差异。

图5 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实SOD活性的影响

2.6 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实苯丙氨酸解氨酶活性的影响

由图6可知，“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，苯丙氨酸解氨酶的活性开始呈上升趁势，然后缓慢下降，然后又开始迅速上升，最后呈下降趋势。在贮藏前56 d，壳聚糖处理的脐橙果实减缓PAL活性要比对照低，但没有达到显著水平，而之后对照的PAL活性却迅速下降，壳聚糖处理的脐橙果实则保持了较高的PAL活性，且与对照达到了显著差异水平，由于苯丙氨酸解氨酶活性的高低也反映了果实的抗病性，因此可以看出壳聚糖处理也增强了贮藏后期果实抵抗病菌的能力，从而减少腐烂率。其中，浸果30 s的处理效果最好，浸果55 s的处理次之，浸果5 s的处理效果最差。

图6 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实PAL活性的影响

2.7 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实几丁质酶活性的影响

由于几丁酶主要分布于果实液泡内，细胞间隙中较少;而病原菌最初为害的反应是膜系统的损伤，导致液泡内的几丁酶的释放，并对病原真菌细胞壁发生降解作用，而细胞壁降解产物具有诱导几丁酶的功能。

图7 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实几丁质酶活性的影响

由图7可知，采后“纽荷尔”脐橙果实在贮藏过程中，几丁质酶的活性开始呈上升趁势，然后迅速下降，再缓慢下降。壳聚糖处理脐橙果实几丁质酶活性在贮藏前期比对照上升慢，并推迟了几丁质酶活性高峰的出现，后期又能够维持较高的几丁质酶活性，而几丁质酶含量高可增强果实抵抗病菌的能力。各处理中以浸果30 s的处理效果最好，浸果55 s的处理次之，浸果5 s的处理效果最差。

2.8 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实 β-1，3-葡聚糖酶活性的影响

由图8可知，在“纽荷尔”脐橙果实的贮藏过程中，β-1，3-葡聚糖酶的活性开始呈缓慢上升趁势，对照和浸果5 s脐橙果实在贮藏第56天达到高峰，而浸果30 s和55 s果实在第70天才达到高峰，然后缓慢下降。壳聚糖处理果实在贮藏前期β-1，3-葡聚糖酶活性比未处理果实要低，而在贮藏后期又能够维持更高的β-1，3-葡聚糖酶的活性。其中，浸果30 s的处理效果最好，浸果55 s的处理次之，浸果5s的处理效果最差。

图8 壳聚糖处理对“纽荷尔”脐橙果实β-1，3-葡聚糖酶活性的影响

3 小结与讨论

壳聚糖广泛存在于真菌的细胞壁及虾、蟹等甲壳动物的外壳中，由于壳聚糖具有良好的成膜性，经其溶液浸渍的果实表面能形成一层半透明膜、自动调节果实内外的气体交换，抑制呼吸，延缓衰老;另一方面，壳聚糖还具有防治病害的作用，其抑菌活性已在多种真菌中得到证实，它能诱导植物的多种抗病性反应，对一些植物病原菌有直接抑菌活性，因此壳聚糖作为一种天然保鲜剂在果蔬保鲜方面得到越来越广泛的应用。

壳聚糖的保鲜作用一方面取决于处理浓度，另一方面作用时间也会影响处理效果。适宜浓度壳聚糖形成的膜厚度适中，能较好地抑制呼吸作用，从而达到较好的保鲜效果;处理浓度大于2%，壳聚糖黏度大，膜致密，使果蔬难于进行正常的呼吸，趋于缺氧呼吸，不但达不到应有的保鲜效果，反而会引起果实生理失调;而浓度小于1%壳聚糖在果蔬表面形成的膜较薄，膜内低氧气、高二氧化碳的环境得不到保证，故保鲜效果不明显[12］。另一方面，浸果时间与果蔬贮藏保鲜也有较为密切的关系。浸果的时间太短，壳聚糖不能均匀地涂布在果实上，形成厚度一致的膜，呼吸作用得不到较好的抑制;浸果的时间太长，大量水分会浸入果实，促使果实内部腐烂变质，也不能很好地起到保鲜作用。

本实验选用1.5%壳聚糖处理研究浸果时间对赣南脐橙涂膜保鲜效果的影响。结果表明，壳聚糖处理均不同程度抑制了“纽荷尔”脐橙果实的呼吸强度、延缓了总糖的上升和可滴定酸的下降并保持了较高的Vc含量，从而较好地保持了果实品质。同时，壳聚糖处理也相应地提高了贮藏后期脐橙果实超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1，3-葡聚糖酶的活性，从而提高了果实的抗病能力，降低果实的腐烂率，达到延长贮藏期的目的，总体来说，以浸果30 s处理效果最好，浸果5s效果最差。

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ABSTRACTIn this paper，the effects of 1.5%chitosan soaking for5s，30 s and 55 s on preservation of＇Newhall＇navel orange were studied.The results showed that chitosan treatments could inhibited respiration rate，delayed the increase of total sugar and the decrease of titratable acid，and maintained higher Vc content of fruits in cold storage(8℃).In the meantime，chitosan treatments also could enhanced SOD，PAL，Chitinase and β-1，3-Glucanase activities of fruits.In a word，the best soaking time was 30 s，with 55 s treatment was the second best and5s treatment was not as good as the others.

Key wordschitosan，“Newhall”navel orange，preservation

Effects of Chitosan Treatment Time on Preservation of Navel Orange

Liu Feng，Chen Ming，Chen Jin-yin
(College of Agronomy，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China)

硕士研究生(陈金印教授为通讯作者，E-mail:jinginchen@126.com)。

*江西省自然科学基金项目(0630059);江西省主要学科学术和技术带头人培养计划项目(050007)

2010-02-25，改回日期:2010-05-12