冷激结合壳聚糖涂膜处理对黄瓜低温保鲜的效果

2013-08-07刁春英高秀瑞

食品工业科技 2013年12期

刁春英，高秀瑞，李婷

（1.河北经贸大学生物科学与工程学院，河北石家庄050061；2.河北省农林科学院经济作物研究所，河北石家庄050051）

黄瓜又名胡瓜，是葫芦科植物，生长温度一般为20～25℃，对低温极为敏感，10℃以下2d就会出现冷害，为黄瓜的低温贮藏带来极大的困难。冷激处理是对采后果蔬做不致发生冷害和冻害的短时低温处理，以提高果蔬储藏品质的物理保鲜方法，具有无毒、无污染、无残留等优点，目前受到了国内外学者的广泛关注。据报道，冷激处理能有效提高芒果[1]、樱桃[2]的抗冷害能力，减少果蔬冷害的发生，降低油桃[3]、琯溪蜜柚[4]、樱桃[2]的呼吸强度，提高油桃[3]、辣椒[5]膜脂过氧化保护酶SOD、CAT、POD的活性，降低柚[6]、草莓[7]、琯溪蜜柚[8]等果实储藏期间MDA的生成，维持香蕉[9]、木瓜[10]的硬度，提高果蔬低温保鲜效果。壳聚糖是一种天然高分子无毒化合物，用壳聚糖进行涂膜保鲜，可在果蔬表面形成一种微气调环境，抑制果蔬的呼吸代谢和水分散失，减缓果蔬组织和结构衰老，从而有效地延长果蔬的采后寿命。另外，壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖，可有效降低果蔬产品的腐烂率[11]。但是利用冷激和壳聚糖涂膜结合处理在果蔬上的应用还未见报道，因此本实验以黄瓜为试材，采用冰水混合物对其进行冷激处理，并采用壳聚糖涂膜，旨在研究冷激结合壳聚糖涂膜处理在提高黄瓜的抗冷性的基础上，降低黄瓜在低温条件下的冷害率，提高黄瓜在低温中的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜带刺黄瓜采摘于河北经贸大学附近果园，选择果形规则、大小一致的果实，采后立即运往实验室；壳聚糖脱乙酰度≥85%，山东奥康科技有限公司。

BS124S型电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司；HH-4型恒温水浴锅金坛市科兴仪器厂；UV-2450型紫外-可见分光光度计日本岛津；SIGMA 3K30型冷冻高速离心机德国Sigma（五洲东方）；GY-1型水果硬度计金坛市科兴仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 实验处理用1%的乙酸溶液作溶剂，加入壳聚糖，搅拌，待全部溶解后用2mol/L NaOH溶液调节pH至5.6～6.0，备用。将所挑选的黄瓜随机分组，每组重量2～2.5kg。分别将黄瓜放入0℃冰水混合物中冷激20、40、60min后浸入1.5%壳聚糖溶液涂膜处理，取出自然干燥，手摸不黏手为准，后装入0.04mm厚的PE袋，放入8℃冷库中低温贮藏，相对湿度90%左右，以不做任何处理和1.5%壳聚糖涂膜组为对照，每处理重复3次。每隔4d对各项指标进行测定。

1.2.2 测定项目及方法呼吸强度采用静置法进行测定；可滴定酸含量根据碱液滴定法测定；叶绿素含量的测定参照曹建康[12]的方法进行；丙二醛含量的测定参照曹建康[12]的方法进行；硬度的测定：将黄瓜中部位置对称取三个位点去皮，使用GY-1型水果硬度计测量黄瓜硬度，结果取平均值；失重率的测定：采用称质量法进行测定，通过电子天平称出黄瓜的质量，质量损失率按公式为：

质量损失率（%）=（W0-Wt）/W0×100

式中：W0：黄瓜的初始质量，g；Wt：黄瓜贮存时间为t时的质量，g。

冷害指数的测定[13]：根据果面所呈现的冷害斑面积分为4级，无冷害症状为0级；轻微冷害、冷害斑不超过果面的1/10为1级；冷害斑面积占果面的1/10～1/2为2级；冷害斑面积超过果面的1/2为3级。统计记录后按下式计算：冷害指数（%）=[∑（冷害果实数×冷害级值）/果实总数×最高级值]×100。

1.2.3 结果统计数据处理采用Microsoft Excel 2003软件进行分析，并计算标准误差（±SE）。采用SPSS 11.5软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 黄瓜贮藏期间呼吸强度的变化结果

不同处理对黄瓜的呼吸强度影响见图1。

图1 黄瓜冷藏期间呼吸强度的变化Fig.1 Respiration rate of cucumber during storage

由图1可以看出，在低温条件下，各实验组在前8d呼吸强度变化不大，在第8～12d，各组呼吸强度明显上升，空白对照组上升幅度较大。而到第16d呼吸强度又有所下降。在第8～12d期间呼吸强度值比较大的原因，可能是由于冷害的发生，引发机体修复受损组织，从而呼吸强度值较高。但是冷激40min+1.5%壳聚糖呼吸强度在第12d到第16d期间低于其他组，在第12d时，仅为空白对照组的67%，由此得出，冷激40min然后用1.5%壳聚糖处理黄瓜对降低黄瓜的呼吸强度效果较好。

2.2 黄瓜贮藏期间可滴定酸含量的变化结果

不同处理对黄瓜的可滴定酸含量的影响见图2。

图2 黄瓜贮藏期间可滴定酸含量的变化Fig.2 Contents of titrable acids of cucumber during storage

从图2可以看出，黄瓜的可滴定酸含量随着贮藏时间延长逐渐减小，其主要的原因是有机酸作为呼吸作用的底物而逐渐被消耗。而对各组之间可滴定酸含量的变化进行LSD多重分析得出，冷激40min+1.5%壳聚糖涂膜组与冷激20min+1.5%壳聚糖涂膜组及1.5%壳聚糖涂膜组差异显著（p＜0.05），与其他处理相比，有机酸含量变化差异不大。

2.3 黄瓜贮藏期间叶绿素含量的变化结果

不同处理对黄瓜的叶绿素含量的影响见图3。

图3 黄瓜贮藏期间叶绿素含量的变化Fig.3 Contents of chlorophyll of cucumber during storage

由图3可以看出，随着贮存期的延长，黄瓜的叶绿素含量逐渐降低。几组处理中，冷激60min+壳聚糖处理组在前12d一直保持着优势，但是，12d以后却呈直线下降，说明过度的冷激处理对黄瓜的品质有一定的损伤。总体来看，冷激40min+壳聚糖处理组在整个贮藏期叶绿素含量的变化趋势平缓，且维持较高的含量，在第16d时，对照叶绿素含量仅为0.14mg/g，而冷激40min+壳聚糖处理组为0.52mg/g，有效防止了黄瓜的转黄。这与尹海蛟等[14]对黄瓜进行冷激处理时的结果相一致。

2.4 黄瓜贮藏期间丙二醛含量的变化结果

不同处理对黄瓜的丙二醛含量的影响见图4。

图4 黄瓜贮藏期间丙二醛含量的变化Fig.4 Contents of MDA of cucumber during storage

由图4可以得出，随着贮藏期的延长，黄瓜中丙二醛的含量逐渐增加，其中冷激40min+1.5%壳聚糖涂膜组变化趋势较平缓，且在第16d时为0.39mmol/L，而其他组大都在0.60mmol/L左右，基本都达到一个较高水平，这说明不合适强度的冷激处理，丙二醛的含量与对照一致，这与文泽富[6]在对柚果实进行冷激时的结果相一致。

2.5 黄瓜贮藏期间硬度的变化结果

果实硬度是衡量果实成熟度和贮藏品质的重要指标之一。黄瓜贮藏期间硬度的变化结果见图5。

图5 黄瓜贮藏期间硬度的变化Fig.5 Hardness of cucumber during storage

由图5可以分析出，随着贮藏时间的增长，黄瓜的硬度逐渐减小，各组硬度的变化相似，经LSD多重分析得到，冷激40min+1.5%壳聚糖溶液处理后的实验组与对照相比，差异不显著。

2.6 黄瓜贮藏期间失重率的变化结果

黄瓜贮藏期间失重率的变化见图6。

由图6可看出，在前8d，各组的失重率均为0，而从第8d开始，各组的失重率开始增加，空白组的失重率最大，1.5%壳聚糖处理组失重率最小，这可能与壳聚糖能够在表面形成一层膜能够抑制水分蒸腾有关。其余几组之间相比较，冷激60min+1.5%壳聚糖组失重率较大，故可得出，壳聚糖涂膜处理可降低黄瓜的失重率，不合适的冷激强度也会引起失重率的增加。

2.7 黄瓜贮藏期间的冷害情况

黄瓜贮藏期间的冷害指数情况见图7。

图6 黄瓜贮藏期间失重率的变化Fig.6 Rate of weightlessness of cucumber during storage

图7 黄瓜贮藏期间冷害指数的变化Fig.7 Chilling injury index of cucumber during storage

由图7可以得出，在前4d各实验组均未发生冷害，而随后各实验组发生不同程度的冷害。从第12d开始冷害指数迅速上升，其中空白对照组和1.5%壳聚糖处理组冷害指数上升最为严重，直至第16d冷害指数达到最高且相同。冷激处理各组比较，冷激40min+1.5%壳聚糖涂膜组的冷害指数最小，为30%，而对照组已达到60%。由此可见，合适强度的冷激处理能够提高果实的抗冷性，减轻冷藏条件下果实的冷害指数，提高果实冷藏条件下的品质。