涂膜处理对蒜米贮藏品质及抗氧化性的影响

马利华，秦卫东，陈学红，田力

(徐州工程学院食品学院，江苏 徐州，221008)

涂膜处理对蒜米贮藏品质及抗氧化性的影响

马利华，秦卫东，陈学红，田力

(徐州工程学院食品学院，江苏 徐州，221008)

为了保持蒜米的品质及抗氧化性，延长其货架期，试验以蒜米为原料，研究了复合涂膜剂对蒜米涂膜处理后，5℃下贮藏期间的失重率、多糖含量、POD活性、MDA含量及抗氧化性的影响。结果表明:壳聚糖1.5%+黄原胶1.0%+海藻酸钠0.8%涂膜后，可明显降低蒜米的失重率、POD酶活性及MDA含量，有效防止了蒜米中多糖的消耗，延缓了衰老的进程，保持了蒜米的抗氧化能力。

蒜米，涂膜，品质，抗氧化性

大蒜为百合科葱属植物蒜(Allium sativum L.)的鳞茎。研究表明，大蒜在保护心血管系统［1］、抗肿瘤、降脂、抑菌［2－3］等方面具有一定的作用。大蒜食用时存在去皮困难、费时、产生垃圾等问题，因此大蒜去皮后的蒜米受到国内外消费者的青睐。但蒜米在贮藏及销售过程中容易出现失水、营养消耗加快等问题，采用可食性高分子物质进行涂膜保鲜是当前果品蔬菜保鲜研究的热点。国内外的许多食品工作者致力于这一方面的研究。如李述刚等［4］研究表明，1.5%壳聚糖涂膜保鲜可以明显延缓圆脆红枣采后的衰老，能有效延长保藏期。张建威等［5］采用2%大豆蛋白+1%苯甲酸钠+2%黄原胶对鲜切芹菜有明显的保鲜效果。复合型可食用膜是近年来研究的热点，研制由多种成分构成的复合型可食性膜和添加防腐剂酶制剂等生物活性物质的多功能可食性膜，更好地实现可食性膜在果蔬上的商品化应用是今后发展的主方向。

本试验通过几种常见的涂膜剂复配后，对蒜米进行涂膜处理，研究了涂膜处理后对蒜米的失重率、多糖含量、POD酶活性、MDA含量及清除DPPH自由基能力的变化，旨在为保持蒜米在贮藏期间的品质及抗氧化性提供一种可行的方法。

1 材料与方法

1.1 原料及处理

大蒜，购自徐州翟山农贸市场，去外皮，以不处理作对照，将蒜米完全浸入涂膜液中2 min后取出自然风干。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 试剂

壳聚糖，脱乙酰度＞90%，黏度＜0.1(Pa·s)，北京拜尔迪生物公司;海藻酸钠、卡拉胶、黄原胶、、羧甲基纤维素，天津市福晨化学试剂厂;甘油采用食用级，氢氧化钠、邻苯二酚等，均为分析纯，北京化学试剂厂。

1.2.2 仪器

高速冷冻离心机，湘仪离心机仪器有限公司，FA2104N型电子天平、7230G型可见分光光度计、DHG9140型电热恒温鼓风干燥箱，上海精密科学仪器有限公司。

1.3 涂膜液的制备

在电子天平上分别称取不同质量的壳聚糖、黄原胶、海藻酸钠、卡拉胶、羧甲基纤维素，分别加入0.5 mL甘油、0.2 mL吐温-20，蒸馏水定容至100 mL，制成1%涂膜液，壳聚糖定容于100 mL质量分数为1%乙酸中，备用。

1.4 单因素试验

以失重率、多糖含量为指标，分别研究浓度0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5% 壳聚糖、0.5%、0.75%、1.0%、1.25%、1.5%黄原胶、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%海藻酸钠对蒜米品质的影响。

1.5 涂膜剂优化试验

以失重率、多糖含量为指标，以壳聚糖、黄原胶、海藻酸钠进行曲面响应(Design Expert 7.0)试验。

1.6 指标的测定

1.6.1 失重率的测定

分别称取大小、色泽相似的蒜米，除去外表皮，在室温下浸没于1%的各种涂膜剂中5 min取出晾干并称其质量，并在5℃下进行储藏后再次称其重量，计算失重率。

式中:m0，样品储藏前质量;m1，样品储藏后质量

1.6.2 多糖的测定

采用硫酸-蒽酮法［6］，以葡萄糖为标准品，测得回归方程为:Y=0.107 7X －0.000 4，R2=0.998。

1.6.3 过氧化物酶(POD)活性测定

采用愈创木酚氧化法［7］，取大蒜米1.5 g，加入2 mL 0.05 mol/mL pH 6.0的磷酸缓冲液冰浴研磨，4℃、10 000 r/min离心15 min，取上清液即为粗酶液。取0.5 mL粗酶液加入3 mL反应液(30 mL pH 6.0磷酸缓冲液加0.028 mL愈创木酚和0.019 mL体积分数30%双氧水混合而成)，在470 nm波长下测定其吸光值，并计时，以不加粗酶液为对照，每30 s读数一次，直至吸光度大于1.00为止。以1 min内A470变化0.01为一个酶活单位(U)。

式中:ΔP，吸光度变化值;Vt，粗酶液总体积，mL;VS，加入酶液的体积，mL;m:样品鲜重;t，反应时间，min。

1.6.4 丙二醛(MDA)的含量测定

参考张志良方法［8］，称取鲜样1.000 0 g，加入2 mL 10%三氯乙酸、8 mL 10%三氯乙酸研磨，4 000 r/min离心10 min，上清液即为样品提取液。用硫代巴比妥酸比色法测定MDA含量。

1.6.5 DPPH自由基清除活性

根据Nihoribere Venant等［9］的方法测定。称取0.0128 g DPPH溶解，用蒸馏水定容至50 mL。取DPPH液5 mL，加入样品及参照液，用蒸馏水定容至10 mL，20℃恒温30 min，于517 nm波长下测定吸光度。对DPPH的清除能力SA。

其中:A0，DPPH+80%乙醇溶液的吸光度;Ai:DPPH+样品溶液的吸光度;Aj，样品溶液+80%乙醇溶液的吸光度。

2 结果与分析

2.1 不同涂膜剂对蒜米保鲜的影响

将新鲜蒜米分别浸没于1%的5种涂膜液中2 min，取出晾干，5℃保藏10 d后测定失重率及多糖含量，结果如图1所示。

图1 不同涂膜剂对蒜米品质的影响

果蔬在贮存过程中由于机体的呼吸和蒸发作用，使水分散失，呈现凋萎现象，失去商品价值［10］。研究表明，大蒜鳞茎中96%是果聚糖，是营养价值的重要体现［11］。因此，失重率、多糖含量可以作为直观反映不同涂膜剂处理蒜米后外部和内部贮藏效果的重要指标。图1表明，所用5种涂膜剂对蒜米涂膜处理后，失重率比对照明显减小，多糖含量则比对照显著提高。其中黄原胶、海藻酸钠及壳聚糖较其他涂膜剂处理效果好。由于这3种涂膜材料性质不同，在功能上有互补性，将这3种涂膜剂材料共混成膜，可以改善可食膜综合性能［12］。因此后续试验采用这3种材料制备复合涂膜剂处理蒜米。

2.2 不同浓度涂膜剂对蒜米涂膜保鲜的影响

将新鲜蒜米分别浸没于不同浓度的黄原胶、壳聚糖、海藻酸钠涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏10 d后测定失重率及多糖含量。

试验结果表明，随涂膜剂浓度的增加，可食性膜的厚度不断增加，抑制蒜米水分和多糖损失的效果也不断加强，这与谭书明［14］的研究一致。但是涂膜过厚导致蒜米形成无氧呼吸，糖类物质反而加速消耗。因此，确定壳聚糖最佳浓度为1.5%、黄原胶为1.0%、海藻酸钠为0.8%。

2.3 复合涂膜剂对蒜米涂膜保鲜的影响

根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，在单因素试验的基础上采用三因素三水平的响应面分析方法进行试验设计，并对蒜米涂膜处理后贮藏10 d的数据进行分析。

表2 复合膜处理对蒜米失重率方差分析

表3 多糖含量方差分析

按照Box-Behnken试验设计的统计学要求，对试验进行回归拟合，实验设计及结果见表1、表2。利用Design Expert软件，通过对表2中的数据进行分析，得到二次多项回归方程为:

Y1=16.777 25－2.308A－6.783B－21.953 75C－0.64AB+1.0AC+1.55BC+0.931A2+3.124B2+12.506 25C2

Y2=0.682+2.771 5A+8.534B+46.886 25C+0.56AB－0.525AC－5.8BC－0.953A2－2.172B2－24.581 25C2

该方法的方差分析及显著性检验见表2、表3。由表2、表3方差分析结果可以看出，本实验所选用的二次多项模型极显著(P=0.000 1均小于0.001)，且方程失拟项不显著(P=0.346、0.117 1均大于0.05)，说明各因素值与响应值之间的关系可以用此模型来函数化。相关系数R2=0.983 9、0.971 5，表明失重率和多糖含量的预测值与实际值之间具有较好的拟合度。其校正决定系数R2Adj=0.963 1、0.934 9，表明只有约3.69%、6.51%的失重率和多糖含量的总变异不能用此模型来解释。从3个因素对失重率的影响来看，回归方程的一次项A对失重率的线性效应的影响显著;二次项对失重率的曲面效应影响均极显著;AB、AC(P=0.038 4、0.043 1)的交互作用显著。从3个因素对多糖含量的影响来看，回归方程的一次项C对多糖含量的线性效应的影响极显著;二次项C2对多糖含量的曲面效应影响极显著，A2对多糖含量的曲面效应影响显著;BC(P=0.006 1)的交互作用极显著。

为了求解失重率的最小值和多糖含量的最大值，解二次多项回归方程得到:当蒜米采用壳聚糖1.5%+黄原胶1.0%+海藻酸钠0.8%进行涂膜处理后，在5℃下贮藏10 d，失重率达到理论最小值2.69%、多糖含量达到最大值26.17%。采用上述优化后的条件对响应面进行验证，共进行3次重复试验测得复合膜处理后蒜米的失重率平均为2.55%、多糖含量平均为26.39%，相对标准偏差为1.49%和0.46%，说明采用响应面法优化得到的条件参数准确可靠，按照建立的模型进行预测实际中是可行的。

2.4 不同涂膜剂对贮藏期间蒜米失重率及多糖含量的影响

将新鲜蒜米分别浸没于浓度为1.5%壳聚糖、1.0%黄原胶、0.8%海藻酸钠及上述复合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏测定保藏期内失重率及多糖含量。

图2 不同涂膜剂对蒜米失重率影响

图3 不同涂膜剂对蒜米多糖含量的影响

不同单一涂膜的复合，可使各组分高分子之间相互作用，在透明性以及保水、透气性方面均有不同程度的改善，更有利于果蔬保鲜［13］。结果表明:蒜米贮藏期间，涂膜处理样品两个指标的变化幅度均低于对照处理，且复合膜处理的样品指标的变化低于单一涂膜剂。至贮藏第20d时，复合膜处理后样品失重率则小于对照37.48%，多糖含量则高于对照17.42%。试验结果表明，复合涂膜剂对蒜米的失重率及多糖含量两个品质指标的保鲜效果均好于单一涂膜剂，这与庞凌云等［14］研究一致。

2.5 不同涂膜剂对贮藏期间蒜米POD活性的影响

将新鲜蒜米分别浸没于浓度为1.5%壳聚糖、1.0%黄原胶、0.8%海藻酸钠及复合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏测定保藏期内POD酶的活性，结果见图4。

图4 不同涂膜剂对POD活性的影响

POD为一种衰老酶，其活性随衰老的进程而增加，是果实成熟衰老的参数［15］。结果表明，随着贮藏时间的延长，各处理中POD活性逐渐增加。但与对照相比，各种涂膜处理中POD活性升高幅度明显低于对照，尤其以复合膜处理的效果最佳。在贮藏后第20d时，复合膜处理的 POD活性分别是对照的68.14%，明显低于对照及单一涂膜剂，说明复合膜处理可以延缓蒜米代谢过程，通过显著抑制POD活性的增加，延缓蒜米衰老进程。这与赵玉梅［16］在葡萄上的研究结果相一致。

2.6 不同涂膜剂对贮藏期间蒜米MDA含量的影响

将新鲜蒜米分别浸没于浓度为1.5%壳聚糖、1.0%黄原胶、0.8%海藻酸钠及复合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏测定保藏期内MDA含量。

图5 不同涂膜剂对MDA含量的影响

从图5可看出，在整个贮藏期间，对照和涂膜处理的样品MDA含量总体呈上升趋势，贮藏到［c6］第12d后，MDA含量迅速积累，说明样品组织脂质过氧化作用增强，组织开始迅速衰老。在整个贮藏期间，各种涂膜处理中MDA含量始终低于对照，复合膜处理的MDA含量最低，至贮藏第20d时，低于对照45.56%。可见，涂膜剂能封闭果实表面的气孔和皮孔，阻抑O2透入果实组织，降低果实呼吸，减少自由基的发生，减弱活性氧的损害和膜脂过氧化减少丙二醛的含量，因而对MDA含量的增加起到了明显的抑制作用，降低了细胞膜质过氧化的程度，从而延缓了蒜米的衰老进程。这与苏大庆［17］在龙眼上的研究结果相一致。

2.7 不同涂膜剂对贮藏期间蒜米清除DPPH自由基的影响

大蒜中含有的多糖物质、大蒜素及蒜氨素等均具有一定的抗氧化作用［18］。将新鲜蒜米，分别浸没于浓度为1.5%壳聚糖、1.0%黄原胶、0.8%海藻酸钠及壳聚糖1.5%+黄原胶1.0%+海藻酸钠0.8%涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏测定保藏期内清除DPPU自由基的半数清除率。

图6 不同涂膜剂对蒜米贮藏期间清除DPPH自由基能力的影响

图6 表明，贮藏期间对照与涂膜处理的大蒜均对DPPH自由基具有一定清除效果，涂膜处理可以减缓大蒜的呼吸作用，降低大蒜多糖的损耗，从而提高其抗氧化能力。复合膜克服了单一涂膜剂的各自的缺点，涂膜处理后的大蒜抗氧化性强于单一涂膜剂，贮藏第20d后复合膜处理清除DPPH自由基的能力明显高于对照，其IC50值分别高于对照及单一涂膜剂 39.34% 、13.76% 、29.77% 、23.21% 。

3 结论

(1)不同涂膜剂涂膜处理后，对蒜米贮藏期间的失重率及多糖含量的品质指标有一定的影响作用。涂膜处理后，与未涂膜的对照样品相比，蒜米的失重率有显著降低，而多糖含量则有明显提高。

(2)采用响应面对涂膜剂进行复合优化，当蒜米采用壳聚糖1.5%+黄原胶1.0%+海藻酸钠0.8%进行涂膜处理后，在 5℃下贮藏 10 d，失重率为2.55%、多糖含量为26.39%。

(3)不同涂膜材料经复合后，贮藏期间比单一涂膜剂更有效地防止了蒜米的蒸腾作用和呼吸作用，延缓了其代谢过程，明显降低了蒜米的失重率，提高了多糖的含量，大大降低了POD活性及MDA的含量，有效阻止了贮藏期间蒜米的衰老，提高了抗氧化性。

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Influence of Browning and Anti-oxidative Activity of Garlic Cloves with Coating

Ma Li-hua，Qin Wei-dong，Chen Xue-hong Tian Li
(College of Food Engineering，Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221008，China)

In order to preserve the quality and anti－ oxidative activity of garlic cloves and extend its shelf life，complex films treatment was studied.The effects of compound － coating on weight loss rate，amylose content，PODenzyme activity，MDA content and anti－ oxidative activity during storage at 5℃ were investigated.The results showed that 1.5%chitosan+1.0%xanthan gum+0.8%sodium alginate reduced the weight loss rate and MDA content，inhibited PPO activities of garlic cloves，effectually prevented to amylase lose，and preserve anti－ oxidative activity of garlic cloves during storage.

garlic cloves，browning，quality，anti-oxidative activity

硕士，副教授。

2011－09－07，改回日期:2011－11－01