可食性复合涂膜对芒果货架期生理品质的影响

魏 征，张建威，祝美云*，李小月，白 欢

(河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002)

可食性复合涂膜对芒果货架期生理品质的影响

魏 征，张建威，祝美云*，李小月，白 欢

(河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002)

以壳聚糖和可食性淀粉为成膜剂，添加有机酸等亲水性助剂，配制3种可食性复合膜(M1、M2和M3)，研究(20±0.5)℃条件货架期内不同可食性复合涂膜处理(以蒸馏水浸泡做空白对照)对芒果转黄率、转色指数、腐烂率、呼吸强度、硬度、质量损失率、可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)、维生素C(VC)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性等生理指标的影响。结果表明：芒果货架期期间，涂膜处理可以有效地抑制果实转黄和腐烂，推迟果实呼吸高峰的到来，显著降低芒果果实的转色指数和软化程度，提高果实硬度。同时，M3处理还可较好地保持果实的质地，有效减缓果实SSC上升的速度和幅度，维持果实较高的VC含量，但对果实PPO活性的抑制与其他涂膜处理间差异不显著。研究表明，涂膜处理可以显著改善芒果货架期期间品质劣变情况，尤以M3涂膜处理效果最好。

可食性复合膜；芒果；生理品质；货架期

芒果(Mangifera indicaL.)是典型的呼吸跃变型果实，采收又正值高温季节，采后极易腐烂变质，不耐贮藏。一些化学方法如1-MCP和乙烯抑制剂[1]、水杨酸[2]、草酸[3]和浸钙[4]等能够在一定程度上提高芒果采后果实的抗过氧化能力，延缓果实的成熟和衰老。可食性复合膜，如壳聚糖、可食性淀粉等，兼有成膜和抗菌等特性，近几年被广泛用于涂膜保鲜研究。但是，单一壳聚糖成膜性普遍不足，必须添加一定的成膜助剂。罗自生等[5]发现纳米碳酸钙有助于壳聚糖成膜；Xu等[6]认为壳聚糖淀粉复合膜具有良好的阻水阻气、机械以及抗菌性能；Garcia等[7]则发现在含有玉米淀粉组成的复合膜中添加脂质可以增加膜表面张力，显著增强膜的机械强度，改善膜表面的通透性；而汤凤霞等[8]认为一些有机酸(如苹果酸、柠檬酸、醋酸)和还原剂(如抗坏血酸、半胱氨酸)可以有效的抑制芒果PPO的活性，对芒果的酶促褐变有很好的抑制效果。虽然说利用壳聚糖保鲜南国梨、芒果、葡萄、草莓等果蔬的保鲜技术有一定的发展，但可食性复合膜在货架期下保鲜芒果的研究还不成熟，还有待进一步深入。本实验以壳聚糖和可食性淀粉为主材料，添加有机酸等亲水性助剂，配制几种壳聚糖复合膜，对货架期芒果保鲜效果进行比较研究，进一步探讨可食性复合涂膜对其生理特性和贮藏品质的影响，以期为货架期芒果的保鲜提供一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

紫花芒果(Mangifer indicaL.‘Zihua’)采自广东省湛江市市郊。

2,6-二氯酚靛酚(DCIP)、壳聚糖(脱乙酰度＞92%)美国Sigma公司；合成空气、高纯氮气 北京氦普北分气体工业有限公司；木薯淀粉、明胶和玉米淀粉为食用级；醋酸和1,2-丙二醇(分析纯) 北京化工厂；吐温-20和邻苯二酚(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP) 美国Amresco公司。1.2 仪器与设备

TGL-16G型离心机 上海安亭科学仪器厂；GY-1型果实硬度计 牡丹江市机械研究所；WYT-1型手持折光仪 上海精密仪器有限公司；WFZ UV-2000型紫外可见分光光度计 龙尼柯(上海)仪器有限公司；HH-501型数显超级恒温水浴锅 金坛市杰瑞尔电器有限公司。

1.3 壳聚糖复合膜制作

配制3种壳聚糖复合膜：1.5%壳聚糖＋1%醋酸＋2% 1,2-丙二醇＋0.03%吐温-20，1.5%壳聚糖＋2%木薯淀粉＋8%明胶＋1%醋酸，1.5%壳聚糖＋4%玉米淀粉＋1%醋酸(其中，壳聚糖、木薯淀粉、明胶和玉米淀粉的百分比均为质量分数，醋酸、1,2-丙二醇和吐温-20的百分比均为体积分数，下同)，分别记为M1、M2和M3。具体配制方法为：将适量的壳聚糖溶解于1%的醋酸；适量木薯淀粉或玉米淀粉加入蒸馏水，80℃水浴中搅拌混匀至糊化；适量明胶加入蒸馏水，60℃水浴中溶解；M1中将1.5%壳聚糖，M2中将1.5%壳聚糖、2%木薯淀粉和8%明胶按10:10:1比例混合，M3中将1.5%壳聚糖和4%玉米淀粉按1:1混合，分别置于磁力搅拌器上搅拌，搅拌过程中加入其他助剂，80℃共混，过滤去除杂质。

1.4 芒果涂膜处理

随机取新鲜芒果入配制好的涂膜液中浸泡4min，以蒸馏水浸泡做空白对照(CK)，捞出后自然晾干，每30个装入预备试验选定的厚度为0.045mm的聚乙烯塑料袋内，于货架期内(20℃±0.5℃)放置贮藏。分别在第2、4、6、8、10、1 2天取样进行相关指标测定，所有试验处理及指标测定均重复3次。

1.5 指标测定

转黄率和转色指数：参照Kobiler等[9]方法测定；可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)、硬度、腐烂率、质量损失率、呼吸强度测定：参照白欢等[10]方法；维生素C(VC)测定：参照Bulk等[11]方法；多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)测定：参照Galeazzi等[12]邻苯二酚比色法。

1.6 数据处理

所有数据采用Excel 2007进行处理，使用SPSS 11.5 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)中的ANOVA进行Duncan’s多重差异显著性分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 可食性复合涂膜对货架期芒果转黄率和转黄指数的影响

图1 涂膜处理对货架期芒果转黄率(A)和转色指数(B)的影响Fig.1 Effect of coating treatment on the percentage of yellow fruits (A) and yellowing index (B) of mango fruits during shelf-life storage

色泽是芒果成熟过程中变化最显著的指标，是判断芒果是否后熟的主要外观依据之一。芒果在货架期12d其转黄率和转黄指数分别见图1A和图1B。由图1可知，涂膜组的芒果转黄率和转黄指数上升趋势均显著低于对照组(P＜0.05)，同时在货架期后期，M3的转黄率和转色指数均显著低于M1和M2，如在第9天，M3的转黄率和转色指数分别为CK的74.78%和64.58%。说明复合膜的阻隔性减慢了芒果的呼吸速度，从而延缓了芒果内部成分发生的变化，使芒果转黄率和转色指数得到降低。2.2 可食性复合涂膜对货架期芒果腐烂率的影响

图2 涂膜处理对货架期芒果腐烂率的影响Fig.2 Effect of coating treatment on decaying rate of mango fruits during shelf-life storage

腐烂率是芒果感官品质变异程度的一个指标，因而能直观地反映贮藏期间鲜度的变化情况。由图2可知，涂膜处理显著地抑制了芒果果实的腐烂变质，至货架期第16天，各涂膜组的腐烂率分别为28.24%、22.43%和25.37%，仅分别为CK的66.70%、52.97%和59.92%。说明复合涂膜具有良好的阻隔性，有效抑制了果实体生命代谢对自身的消耗，同时也在芒果的表面形成一层保护膜，这层保护膜抵御了微生物对果实的分解作用，延缓了果实的变质和腐烂的进程。

2.3 可食性复合涂膜对货架期芒果呼吸强度的影响

图3 涂膜处理对货架期芒果呼吸强度的影响Fig.3 Effect of coating treatment on respiration intensity of mango fruits during shelf-life storage

芒果是典型的呼吸跃变型果实，从图3可知，CK果实在货架期前4d呼吸速率快速增强，到第6天出现了呼吸高峰，而涂膜处理果实从第6天开始，其呼吸速率快速增强，呼吸高峰出现在第8天，高峰出现时间比CK推迟约2d。涂膜处理后果实的呼吸高峰明显低于CK，其中M3处理果实的呼吸高峰仅为CK的79.02%，与CK相比差异显著(P＜0.05)。可见涂膜处理能明显抑制芒果货架期的呼吸作用，推迟呼吸高峰的出现，减少呼吸基质的消耗。

2.4 可食性复合涂膜对货架期芒果SSC的影响

图4 涂膜处理对货架期芒果SSC的影响Fig.4 Effect of coating treatment on SSC of mango fruits during shelf-life storage

整个货架期过程中，随着时间的延长，果实SSC逐渐升高，其中CK上升的最快(图4)。在货架期前4d，CK与各涂膜组SSC略有上升；第8天CK果实的SSC达到最大值，为15.77%，而M1的最大值出现在货架期的第10天，M2和M3的最大值出现在第12天，分别为CK最大值的95.94%、88.78%和91.19%，与CK相比差异显著(P＜0.05)。与CK相比，涂膜处理后果实的SSC变化速度明显减缓，变化幅度也明显减小。由此可知，涂膜处理抑制了芒果果实SSC的变化，并在一定程度上抑制了芒果的后熟衰老。

2.5 可食性复合涂膜对货架期芒果质量损失率的影响

芒果在采收后，没有水分输入，并且果实不断的局部失水，造成质量损失，对芒果的外观造成不良影响，更重要的是给生理上带来很多不利因素，促使果实衰老，缩短贮藏寿命。由图5可知，货架期期间，各处理的质量损失趋势是一致的，都是随着贮藏时间的延长，其质量损失率逐渐升高，CK的质量损失率均显著高于各涂膜处理(P＜0.05)。第6天时，M2的质量损失率最低，为1.32%；而M3芒果果实的质量损失率在贮藏第6、8、10、12天时分别比CK低41.59%、36.72%、40.05%和36.25%，其上升趋势最慢，与M1、M2间差异显著(P＜0.05)。由此表明，涂膜处理可在一定程度上抑制芒果果实质量损失率的增加速度，减轻果皮皱缩，延缓果实衰老，提高贮藏寿命。

图5 涂膜处理对货架期芒果质量损失率的影响Fig.5 Effect of coating treatment on weight-loss rate of mango fruits during shelf-life storage

2.6 可食性复合涂膜对货架期芒果硬度的影响

图6 涂膜处理对货架期芒果硬度的影响Fig.6 Effect of coating treatment on firmness of mango fruits during shelf-life storage

芒果果实在货架期期间，随着贮藏时间的延长，果实硬度逐渐下降，果实正常后熟软化。由图6可知，在整个货架期过程中，各处理果实的硬度均逐渐下降，其中CK下降的最为迅速。各涂膜组果实的硬度变化在前2d时一直处于一个较为平稳的变化水平，随后有较大的波动；除贮藏第4天时M1与M3，第10天时M2与M3，第12天时M1与M3间差异不显著外(P＞0.05)，其他涂膜处理与CK差异均显著(P＜0.05)。但M3的硬度在前8d时变化幅度很小，其中在第8天时为第0天处理时的85.23%，可能是因为第8天时芒果呼吸速率出现高峰，呼吸作用最为强烈，导致果实快速成熟和软化。2.7 可食性复合涂膜对货架期芒果VC含量的影响

VC是果实重要的营养指标之一，也是衡量果实品质高低的一项重要指标。壳聚糖复合涂膜对货架期芒果VC含量变化的测定结果表明，在整个货架期中，果实VC含量随着时间的延长逐渐下降(图7)。贮藏前2d缓慢下降；第4天时CK与涂膜组相比快速下降，且显著低于各涂膜组(P＜0.05)，随后逐渐上升；在第6天和第8天，M3和M2的VC含量分别显著高于其他涂膜处理和CK(P＜0.05)，随后，各处理的VC含量逐渐下降。整个处理在第4～8天时有较大变化，处于呼吸高峰出现前后，因此推断芒果VC含量在贮藏的过程中可能与果实呼吸高峰出现时消耗大量营养物质有一定的关系。

图7 涂膜处理对货架期芒果VC含量的影响Fig.7 Effect of coating treatment on vitamin C content of mango fruits during shelf-life storage

2.8 可食性复合涂膜对货架期芒果PPO活性的影响

PPO作用会引起植物组织褐变。图8表明，各处理果实的PPO活性在货架期过程中都逐渐上升，除M1处理从第6～9天PPO活性增加缓慢外，其他处理的PPO活性都随着时间的延长而快速增加，至第12天时达到高峰。其中，第3天时涂膜处理组PPO活性与CK相比差异显著(P＜0.05)，但涂膜组之间差异不显著(P＞0.05)；第6～9天时，M1处理的PPO活性分别是CK处理的79.81%和70.63%，显著低于CK(P＜0.05)。各涂膜处理组PPO活性相对CK均有所降低，说明涂膜处理可以在一定程度上抑制PPO活性的增强，减缓果实发生褐变的机会。

图8 涂膜处理对货架期芒果 PPO活性的影响Fig.8 Effect of coating treatment on PPO activity of mango fruits during shelf-life storage

3 讨 论

常温货架期下(20～25℃)芒果一周转黄，随后一周便大面积腐烂，经济损失严重。可食性复合涂膜，可以适当阻碍果蔬表面气体交换，减少水分蒸发，抑制呼吸和乙烯释放，延缓果实成熟和衰老[13]。如Baldwin等[14]认为多糖类涂膜液有较好的阻氧性和对水蒸汽的通透性，可以在一定程度上抑制果实成熟时活性氧代谢。壳聚糖兼有成膜和抗菌性能，因此在涂膜保鲜中广泛应用。但壳聚糖不易溶于水，一般配制壳聚糖时将壳聚糖溶于1%的醋酸(有机酸)中，预实验对有机酸的选择和浓度进行试验，结果发现，有机助剂和亲水性助剂的加入可以较好的促进壳聚糖发挥其保鲜效果，主要表现为明显抑制PPO的活性，对其他方面亦有影响，比如M1中1.5%的壳聚糖膜就可以显著推迟芒果呼吸高峰的到来，延缓果实硬度和转色指数变化，而Zhu等[15]认为2%的壳聚糖膜才可以表现出这种优势。然而随着有机酸浓度的增加，抑制作用逐渐降低，与汤凤霞等[8]得出的芒果PPO 活性随着醋酸浓度的增加而下降趋于一致。

单独壳聚糖膜的使用虽然可以在一定程度上保持芒果果实硬度和延缓果实衰老，但涂膜液成模性和机械性能普遍不足，Thai等[16]也证实了这一点，可食性淀粉的加入可以有效的改善成模型的问题。M2中木薯淀粉的加入对膜的渗透系数有较大影响，质量分数为2%时效果最好，明胶的加入可以有效改善复合膜的阻气性能，其透气系数随着明胶浓度的增加而下降，同时随着明胶浓度的增加，复合膜抗机械性能逐渐降低，M3中玉米淀粉亦可以达到此效果，且与木薯淀粉复配相比，可以更好地保持果实的质地，有效减缓果实SSC含量上升的速度和幅度，维持果实较高的VC含量，但对果实PPO活性的抑制与其他涂膜处理间差异不显著。研究同时发现，M1相对M3可以更为有效地抑制芒果果实PPO活性，可能因为1,2-丙二醇和吐温-20这些亲水性物质的作用，其深层次原因尚待进一步分析。

3种壳聚糖复合膜处理与CK相比在货架期期间呼吸乙烯高峰推迟2～3d，延缓芒果保质期4～6d，可达到20d左右，未腐烂果实12d以后可食性依然较好，但16d以后，风味损失逐渐严重。总体来说，壳聚糖复合膜通过推迟芒果果实呼吸高峰的到来，抑制果实转黄和转色指数变化，降低果实的软化程度，维持果实较高的VC含量，抑制果实PPO活性的升高，有效地延缓采后芒果货架期的成熟进程，降低了腐烂率，进而较好地保持了果实的质地，是芒果货架期保鲜的一种可选的新方法。

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Effects of Edible Composite Coatings on Physiological Characteristics of Mango Fruit during Shelf-life Storage

WEI Zheng，ZHANG Jian-wei，ZHU Mei-yun*，LI Xiao-yue，BAI Huan
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Three edible composite coatings, named as M1, M2 and M3, were prepared using chitosan alone or together with cassava starch or corn starch as the coating carrier and acetic acid as the hydrophilous auxiliary agent, respectively, and used to soak mango fruits from cultivar Zihua before shelf-life storage at (20 ± 0.5)℃. The effects of the coatings and distilled water (the control) on the percentage of yellow fruits, yellowing index, the percentage of rotten fruits, respiratory intensity, firmness, weight loss rate, soluble solid content (SSC), VC content and polyphenol oxidase (PPO) activity of coated mango were explored. Coating treatment considerably inhibited the yellowing and rotting of mango, retarded the occurrence of respiration peaks, dramatically decreased the yellowing rate and softness and increased the firmness during the shelf-life. M3 maintained the texture better, effectively delayed the increase of SSC, and retained high VC level, although its inhibitory effect on PPO activity was not significantly different from that of other three treatments. This study indicates that chitosan coating treatment can significantly prevent quality deterioration of mango during the shelf-life, especially when compared with corn starch.

edible composite coating；mango；physiological characteristics；shelf-life storage

TS215；TS255.41

A

1002-6630(2011)20-0261-05

2011-05-16

河南农业大学创新项目

魏征(1984—)，男，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：weizheng76096@sina.com

*通信作者：祝美云(1955—)，女，副教授，学士，研究方向为果蔬贮藏与加工。E-mail：zmyfood@126.com