冬枣的生物涂膜保鲜研究

郭东起，侯旭杰，*

（1.塔里木大学生命科学学院，新疆 阿拉尔 843300；2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

冬枣是新疆环塔里木盆地种植的优良的枣树品种，以其鲜食可口、皮脆、肉质细嫩、汁多无渣，甘甜清香、肉厚核小、可食率高、营养丰富等而著称。冬枣为鲜食枣品，不易干制，且冬枣呼吸强度大，采后极易失水、皱缩、酒软和霉烂[1]。常温下冬枣放置2 d～3 d 就会失水、软化、霉烂。由于缺乏有效的贮藏保鲜技术而严重制约了冬枣产业的发展，影响了正常的市场供应，造成种植户经济上的损失。因此，冬枣采后的贮藏保鲜一直是近年来的研究热点。

涂膜保鲜是一种经济简便的保鲜方法，涂膜保鲜在果实表层形成一层透明薄膜，类似于单果包装，具有一定的气调作用，可以降低果实的呼吸强度，减少水分蒸发，有效延长果实的货架期，且不需特殊设备，费用低廉，其市场前景广阔。以纤维素作为成膜物质，用来保鲜水果蔬菜的研究报道已不少见[2-4]，但纤维类涂膜剂的防腐效果不很理想，我国当前的水果贮藏保鲜仍以化学杀菌剂处理为主，长期使用杀菌剂，病原菌易产生抗药性,降低防腐效果。此外，化学药剂的使用剂量难以严格控制，且残效期较长，残留量较高,易危害人体健康，其安全性一直受到人们的关注。随着有机食品的逐渐兴起，人们对于无公害、无污染、优质果蔬的需求迅速增加。因此，寻求一种安全有效的保鲜技术是很有必要的。应用微生物进行果蔬采后病害的生物防治已受到重视，将成为未来果蔬采后病害防治中替代化学农药最具潜力的措施[5-6]，已报道的应用于产后病害生物防治的酵母菌及类酵母菌有许多种，但由于环境的不确定性，直接应用拮抗微生物防治，效果往往不如化学杀菌剂，应用受到限制。如何提高拮抗微生物成活率，达到较好的保鲜效果，成为生物保鲜研究的重点[7-8]。

本试验以羧甲基纤维素可食性膜作为美极梅奇酵母菌的载体，研究生物涂膜剂对冬枣贮藏生理及品质的影响，以期研究出一种天然、无毒、高效的生物涂被保鲜剂，适应新疆无公害冬枣的生产的要求，同时为新疆鲜枣的保鲜提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验原料及拮抗酵母菌

冬枣：农十四师224 团昆仑枣业提供，选择成熟度一致（7～8 成熟）、大小均一、无病虫害及无机械损伤的果实当天运回并贮藏在实验室冷库[恒温（0±2）℃，相对湿度85%～90%]预冷，待用；拮抗酵母菌种：美极梅奇酵母（Metschnikowia pulcherrima），实验室从新疆冬枣的表面筛选出的拮抗酵母菌，生工生物工程（上海）有限公司鉴定。

1.1.2 主要试剂

羧甲基纤维素（CMC）为食用级；抗坏血酸、冰乙酸、邻苯二甲酸氢钾、碘酸钾、草酸、碘化钾（AR）、过氧化氢、2，6-二氯靛酚等，以上试剂均为分析纯。

1.1.3 主要试验仪器

ZHWY-200B 恒温培养振荡器：上海智诚分析仪器制造有限公司；GXH-3010F 型便携式红外线分析器：北京市华云分析仪器研究所有限公司；VYT-1 手持折光仪：成都泰华光学公司；GY-1 果实硬度计：杭州托普仪器有限公司；FA/JA2004N 电子天平：上海精密科学仪器有限公司。XB-K-25 血球计数板：浙江省玉环县求精医用仪器厂；冷冻离心机（GL-20G-Ⅱ）：上海安亭科学仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 美极梅奇酵母的活化及菌悬液配制[9]

在无菌操作条件下，从美极梅奇酵母菌YDP 斜面上用接种环挑取两环菌种，接种到500 mL 装300 mL PDA 液体培养基的三角瓶内，28 ℃，140 r/min 振荡培养24 h 后，离心（6 000 r/min，15 min）收集菌体，并用无菌的生理盐水（0.85%NaCl）洗涤酵母菌体两次，最后用无菌的生理盐水洗下酵母菌，制成酵母菌菌悬液，用血球计数板计数，计算出美极梅奇酵母菌菌悬液的浓度，并用无菌的生理盐水调整至所需浓度，冰箱保存待用。

1.2.2 生物活性涂膜保鲜剂的制备[10-11]

称取10g 羧甲基纤维素（CMC），放入1 000 mL 无菌水中室温下浸泡8 h，然后搅拌溶解，再加入美极梅奇酵母1×108CFU/mL 菌悬液，搅拌均匀成生物涂膜保鲜剂。

所配制成的生物涂膜保鲜剂含1%CMC，20%美极梅奇酵母1×108CFU/mL 菌悬液。

1.2.3 羧甲基纤维素对美极梅奇酵母的生长的影响

配制含1%CMC 的PDA 液体培养基，115 ℃灭菌20 min，以PDA 液体培养基作为对照，美极梅奇酵母的起始浓度为1×105CFU/mL，28 ℃，140 r/min 振荡培养，在12、24、36 h 采用血球计数板法测量美极梅奇酵母的数量。每个处理3 个重复，试验重复2 次。

1.2.4 涂膜处理

本试验设3 个组处理；①1%CMC 涂膜保鲜剂处理；②生物活性涂膜保鲜剂处理；③清水处理作为对照（CK）。冬枣浸泡在相应的涂膜剂中，保持1 min，自然晾干，鲜枣表面形成一层透明光亮的保护膜。处理完毕后封入聚乙烯保鲜袋中于（0±2）℃，相对湿度85 %～90%冷库贮藏。每个处理400 个果实，每隔10 d测定相应的指标，每个指标重复测量3 次，求平均值，以观察冬枣贮藏过程中各指标的动态变化情况。

1.3 测定项目与方法

腐烂指数参照Fallik[12]等的方法，并略作改动将果实腐烂程度分为5 个等级，0 级：无腐烂；一级：果实出现1～3 个小烂斑；二级：果实腐烂面积在1/4～1/2 之间；三级：果实腐烂面积在1/2～3/4 之间；四级：果实腐烂面积＞3/4。然后按下面的公式计算腐烂指数：

腐烂指数=∑（级数×对应果实腐烂数量）/该组果实总数；失重率采用称重法测定；果肉硬度采用硬度计测定；可溶性固形物含量采用手持折光仪测定；可滴定酸含量用酸碱滴定法测定；呼吸强度采用便携式红外线分析器测定；维生素C 含量的测定用2，6-二氯靛酚滴定法测定。采用SPSS13.0 版国际通用软件进行统计分析，计算最小显著差异（LSD）比较差异显著性（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 CMC 对美极梅奇酵母菌的生长的影响

CMC 对美极梅奇酵母菌的生长的影响，见表1。

表1 CMC 对美极梅奇酵母菌的生长的影响Table 1 Effects of CMC on Metschnikowia pulcherrima growth

拮抗酵母菌在涂膜剂中的生长情况直接影响其抑制病原菌的能力，通过在不同时间测定美极梅奇酵母菌在培养基中的数量，研究CMC 是否对其的生长有抑制作用。从表1 可知，在不同的测定时间，羧甲基纤维素对美极梅奇酵母菌的生长没有显著影响，处理组与对照组之间酵母菌生长情况差异不显著（p＞0.05），这表明1%CMC 对美极梅奇酵母菌的生长繁殖没有显著影响。

2.2 不同涂膜处理对冬枣腐烂指数的影响

不同涂膜处理对冬枣腐烂指数的影响，见图1。

图1 不同涂膜处理对冬枣腐烂指数的影响Fig.1 Effect of different treatment on the decay index of Winter Jujubes

果实的腐烂率是判断贮藏效果最直观的感官性状，腐烂指数越大，表明果实腐烂率越高，果实腐烂越严重。由图1 可知，冬枣在涂膜保鲜贮藏期间腐烂指数逐渐增加，且对照组腐烂指数增加幅度大，速度快，贮藏60 d 后对照组的腐烂指数已经达到1.62，冬枣失去商品价值，而生物涂膜处理组的腐烂指数仅为1.05，其腐烂指数比对照组的低0.57。统计分析表明，贮藏60 d 时，处理组与对照组之间及处理组之间腐烂指数呈显著性差异（P＜0.05），结果表明，CMC 和美极梅奇酵母菌涂膜处理的有机结合表现出较好的保鲜效果，尤其具有明显的防腐、防霉作用，这是因为生物涂膜保鲜剂在冬枣表面形成的薄膜不仅能阻止（或减少）水分、气体（O2、CO2）或溶质的迁移，还可以发挥拮抗酵母菌的抑制冬枣表面病原真菌的作用，对冬枣起到保护作用，从而抑制了冬枣贮藏过程中的失水、软化和霉烂，延长了冬枣贮藏保鲜期。

2.3 不同涂膜处理对冬枣失重率的影响

水分是影响果实新鲜度、脆度和口感的重要成分，与果实的风味品质密切相关。但果实采后水分容易蒸发，果实大量失水，降低了果实的品质。果实失重率可以反映果实的商品价值。失重率越大，表示果实的水分和营养成分流失越大，即保鲜的效果越差。

冬枣皮薄多汁，在贮藏期间，极易发生失水皱皮[3]，另外由于呼吸作用和新陈代谢的消耗，造成枣果失重，影响感官品质和贮藏效果。因此抑制冬枣失重对冬枣贮藏保鲜具有重要的意义。不同涂膜处理对冬枣失水率的影响，见图2。

图2 不同涂膜处理对冬枣失水率的影响Fig.2 Effect of different treatments on the weightless rates of Winter Jujubes

如图2 所示，冬枣的失重率在贮藏前期增加缓慢，但在贮藏后期，对照处理组与各涂膜处理组的冬枣失重率都呈快速增加的趋势，且对照组的失重率与涂膜保鲜剂处理组差异显著（P＜0.05）。原因为经保鲜剂处理的冬枣表面的薄膜可以抑制水分的散发和枣果的呼吸作用，降低了失水量和新陈代谢的消耗量，从而降低了失重率。结果表明：生物涂膜处理的冬枣光亮饱满，失重率较小，贮藏第60 天时，其失重率为22.60%，保鲜效果最佳。

The final QF as defined by the lines above is 0.9908 for the negative branch and 0.9773 for the positive one.

2.4 不同涂膜处理对冬枣硬度的影响

果实的硬度是指果肉抗压力强弱程度，果肉抗压力愈强，果实的硬度就愈大。果实硬度的大小可以反应贮藏过程中果实品质的优劣，衡量冬枣贮藏质量的重要指标。不同涂膜处理对冬枣硬度的影响，见图3。

图3 不同涂膜处理对冬枣硬度的影响Fig.3 Effect of different treatments on the firmness of Winter Jujubes

由图3 可知，冬枣硬度随着贮藏期的延长而降低，这种变化趋势在不同的处理中基本一致。引起这一变化的原因主要是：在贮藏过程中，随着贮藏时间的延长，冬枣果实中原果胶被酶分解，原果胶与纤维素的结合能力降低，在果实细胞间的黏接作用下降，从而影响果实组织的强度和密度。原果胶被酶分解，形成可溶性果胶，其酯化度和聚合度都变小，使冬枣组织松弛，果实变软，其硬度相应降低。贮藏60 d 时，对照组的冬枣的硬度从贮藏前的14.12 kg/cm2下降到4.96 kg/cm2，下降了9.16 kg/cm2。涂膜处理的冬枣硬度在贮藏期呈缓慢下降趋势。生物涂膜处理的冬枣硬度下降幅度最小，贮藏60 d 时其硬度为7.45 kg/cm2，与贮藏前比下降了5.78 kg/cm2。统计分析表明，生物涂膜处理与对照之间冬枣硬度呈显著性差异（P＜0.05）。结果表明，生物涂膜处理可以确保冬枣冷藏期间的硬度品质。

2.5 不同涂膜处理对冬枣可溶性固形物含量的影响

枣果中可溶性固形物主要是可溶性糖，其含量高低可作为评价果实质量好坏的重要指标。不同涂膜处理对冬枣可溶性固形物含量的影响，见图4。

图4 不同涂膜处理对冬枣可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effect of different treatments on t the soluble solid contents of Winter Jujubes

由图4 可知，在整个贮藏过程中，冬枣的可溶性固形物含量没有明显的变化，保持在21.93%左右，从贮藏期开始先上升，20 d～40 d 之间变化幅度很小，40 d后，呈下降趋势。可能是由于刚采摘的枣果还未完全成熟，在后熟过程中，淀粉等大分子物质分解成了可溶性的小分子物质等，代谢总量小于降解总量，使得可溶性固形物的含量有所升高。随着冬枣贮藏时间的延长，其降解总量开始小于代谢总量，导致可溶性固形物含量又开始下降。涂膜处理的冬枣在贮藏末期保持较高的可溶性固形物的含量，特别是生物涂膜处理组的冬枣可溶性固形物的变化最为平缓，贮藏60 d 可溶性固形物的含量高达22.12 %，而对照组仅为15.22%。可能由于生物涂膜剂在冬枣的表面形成膜，一方面对氧气等物质的进出以及微生物的侵入有一定的阻碍作用，另一方面，美极梅奇酵母菌抑制了霉菌的生长，从而减少了某些微生物对糖类等可溶性固形物的消耗。统计分析表明，贮藏60 d 时，涂膜处理和对照的可溶性固形物含量呈显著性差异（P＜0.05），处理组之间差异不显著（P＞0.05）。说明涂膜处理可有效延缓冬枣可溶性固形物的降解，提高冬枣的贮藏品质。

2.6 不同涂膜处理对冬枣可滴定酸含量的影响

可滴定酸含量对水果的风味有很重要的影响，是衡量果实贮藏质量，鉴别果实品质的重要指标。未成熟枣果中含酸量高，随着果实的成熟，含酸量逐渐下降。不同涂膜处理对冬枣可滴定酸含量的影响，见图5。

图5 不同涂膜处理对冬枣可滴定酸含量的影响Fig.5 Effect of different treatments on the titrable acidity contents of Winter Jujubes

由图5 可知，在贮藏初期各组的可滴定酸含量呈上升趋势，可能由于采收早，枣果实成熟度较低，其有机酸含量较高的原因。而贮藏20d 后，各处理的可滴定酸含量呈下降趋势，可能因为枣的有机酸一部分用作呼吸底物被消耗，另一部分在体内被转化为糖分，但1%CMC 涂膜处理及生物涂膜处理组的冬枣果实在贮藏后期出现酸含量升高趋势，其原因是由于该处理形成的膜较厚，使果实处于无氧呼吸而产生乳酸，导致酸含量出现二次上升现象。

2.7 不同涂膜处理对冬枣VC含量的影响

VC是衡量果实品质高低的一项重要指标。果实采后贮藏过程中VC含量随着贮藏期的延长而不断下降，主要是因为VC在中性和碱性条件下很容易被氧化。VC含量降低到一定程度时，自由基会积累，会对细胞组织产生损害而加快衰老速度。而冬枣的VC含量很高，如何防止其在贮藏期间VC的降解，使果实能够保持较高的VC含量格外重要。不同涂膜处理对冬枣VC含量的影响，见图6。

图6 不同涂膜处理对冬枣VC含量的影响Fig.6 Effect of different treatments on the VCcontents of Winter Jujubes

由图6 可知，在贮藏初期VC含量均有所增加，然后又逐渐下降。在贮藏20 d 时出现高峰期，表明这个时间冬枣达到成熟期，VC的含量达到最大。随着贮藏时间的延长，涂膜组和对照组的VC含量均明显减少，但涂膜处理组的冬枣VC含量降低的速率均小于对照组。统计分析表明，60 d 时，处理组和对照组的VC含量呈显著性差异（P＜0.05），其中，生物涂膜处理的冬枣VC含量变化平缓，贮藏到60 d 时，果实VC含量达218.17mg/100g。而对照组的VC含量为156.36mg/100g，VC已大部分损失掉。结果表明，涂膜处理可以有效延缓冬枣VC的降解。

2.8 不同涂膜处理对冬枣呼吸强度的影响

呼吸强度是衡量呼吸作用强弱和组织新陈代谢快慢的一个重要指标，可以作为判断产品贮藏潜力的依据，呼吸强度越大，营养物质消耗得越快，贮藏寿命就越短。对于枣果究竟是属于呼吸跃变型果实还是非呼吸跃变型果实，一直以来都是研究者们争论的热点，目前较一致的看法是枣果属于非呼吸跃变型果实。不同涂膜处理对冬枣呼吸强度的影响，见图7。

如图7 所示，冬枣在采后贮藏中未检测到明显的呼吸高峰，支持了枣果属于非呼吸跃变型果实的观点，随着贮藏时间的延迟，冬枣呼吸强度呈上升趋势，涂膜处理的冬枣呼吸强度低于对照，主要是由于CMC在冬枣的表面形成一层比较均匀的膜，使冬枣处在一个微环境中，限制了O2的进入和提高了冬枣周围的CO2含量，从而有效的抑制了冬枣的呼吸强度。统计分析表明，生物涂膜组与对照组之间果实呼吸强度呈显著性差异（P＜0.05），结果表明，涂膜能够有效的抑制冬枣呼吸强度，延缓冬枣的成熟与衰老，贮藏60 d 时，生物涂膜处理组的冬枣呼吸强度最低为1.40 mg/kg·h，抑制效果最佳。

图7 不同涂膜处理对冬枣呼吸强度的影响Fig.7 Effect of different treatments on the respiration intensity of Winter Jujubes

3 结论

羧甲基纤维素（CMC）在果皮表面形成的一层薄膜，降低枣果呼吸强度和蒸腾作用，减少了水分的散失。同时可延缓冬枣果肉硬度下降及VC的降解，延长冬枣的贮藏期。但单一使用纤维素作为成膜物质，其防腐效果较弱，如果与其它抑菌物质复配成复合膜，这种情况则会得到改善。用于果蔬产后病害生物防治中拮抗酵母菌，因其能有效地利用贫乏营养快速增殖，干燥情况下可在果蔬表面定殖并存活相当长的时间，能耐受低温等不良环境而备受人们的关注，拮抗酵母菌的防治果蔬腐生性病原菌引起的产后病害的效果在水果保鲜上已得到证实[5-6]。以CMC 为载体，美极梅奇酵母菌与病原菌争夺营养物质和生长空间，从而抑制有害菌的生长，协同增强了涂膜对冬枣的保鲜作用。

本试验表明，将美极梅奇酵母菌包埋于CMC 膜中，将涂膜保鲜和生物保鲜有机地结合在一起，可有效降低冬枣失重率和腐烂率，减缓冬枣的硬度、可滴定酸含量、可溶性物含量及VC含量变化，抑制冬枣呼吸强度的增大。因此，该生物涂膜剂对冬枣有很好的保鲜效果。

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