改性葡甘聚糖／壳聚糖共混膜在甜玉米保鲜中的应用

2013-09-11李崇高黄建初薛海波孙中琦

食品与机械 2013年3期

李崇高黄建初，2 薛海波孙中琦

韩明1 黄利华1 李孟繁3

（1.广州城市职业学院食品系，广东广州 510405；2.广州工商职业技术学院物流系，广东广州 510850；3.福建农林大学食品科学学院，福建福州 350002）

甜玉米作为新型果蔬、营养食品，在中国发展非常迅速，但其水分含量高，采后呼吸作用强，贮藏期间硬度增加、失重率较大、籽内糖分、维生素等迅速转化，导致其商品品质迅速下降［1］。因此甜玉米的保鲜已成为甜玉米产业发展的主要瓶颈，未来对简便、经济、有效的甜玉米保鲜技术的需要越来越迫切。目前国内外对甜玉米保鲜主要采用速冻、气调和真空包装保鲜等［2］，但需要专门的冷藏、气调等设备，操作复杂、成本较高，对甜玉米产区分散的欠发达地区来说，由于缺乏所需的设备，迫切需要能在常温或降温条件下适用的甜玉米保鲜技术［3］。

近年来以多糖为基质的保鲜涂膜剂，因其保鲜性能好，具有很好的抗菌性、生物可降解性、生产成本低等优点，市场竞争力较强。这些多糖高分子聚合物来源丰富，成本低廉、加工制备简单，其中脱乙酰魔芋葡甘聚糖具有成膜时间短、膜强度高、抗菌能力强，阻水性能高、生物可降解性等优点［4，5］。壳聚糖也具有成膜性好、透气性好等优点［6，7］。目前有关多糖涂膜保鲜技术在甜玉米保鲜中的应用报道很少。

本试验拟采用脱乙酰魔芋葡甘聚糖／壳聚糖共混膜液，对甜玉米涂膜处理后贮藏期间的硬度、果实失重率、呼吸强度、可溶性固形物含量等生理生化指标的影响，寻找一种高效、简单、成本低的保鲜方法，以期延长甜玉米的保鲜期。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甜玉米：闽甜107甜玉米，购于农贸市场。选取大小均匀、无病虫害、无机械损伤、成熟度一致、色泽金黄的闽甜107甜玉米；

魔芋精粉：食品级，云南昭通市三艾有机魔芋发展有限公司；

壳聚糖：脱乙酰度为92.3%，黏度100mPa·s，粒度80目，溶解度99%，济南海得贝海洋生物工程有限公司；

乙醇：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

Ca（OH）2、乙酸溶液、甘油、草酸－EDTA液、偏磷酸－乙酸、硫酸、钼酸铵、3，5－二硝基水杨酸等：化学纯，广东光华科技股份有限公司。

1.2 主要仪器设备

电子天平：AB104－N型，上海第二天平仪器厂；

精密定时电动搅拌器：JJ－1型，深圳市博大精科技实业有限公司；

pH酸度计：S－2C型，上海仪迈仪器科技有限公司；电子分析天平：MAll0型，上海精科实业有限公司；数显恒温水浴锅：HH－2型，深圳市博大精科技实业有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 脱乙酰KGM膜液的制备参照文献［8］，并做一定修改，具体操作如下：称取8～15g的KGM溶于500mL水的烧杯中配制1.6%～3.0%的脱乙酰基的KGM，在50℃条件下溶胀一段时间后，加入一定量的Ca（OH）2调节溶液的pH值在8～12，然后再搅拌1h，使其充分发生脱乙酰基反应，留置备用。

1.3.2 壳聚糖膜液的制备配制2%～4%的壳聚糖溶液，加入相同质量分数0.5%乙酸溶液搅拌至溶解，然后用Ca（OH）2溶液调至pH 5.2～5.8搅拌均匀，得到透明且几乎无色的保鲜剂溶液，备用。

1.3.3 脱乙酰KGM／壳聚糖共混膜液的制备将上述两个膜液按3.5∶1混合，并加入一定量的甘油，在一定温度下充分搅拌至均匀，用1.0mol／L的 HCl和1.0mol／L的 NaOH调节pH，冷却至室温，并搅拌均匀，抽真空脱气后，制得脱乙酰KGM／壳聚糖共混膜液。1.3.4 甜玉米涂膜保鲜处理

（1）共混膜处理组：选用无病虫害、无机械伤、大小一致的200个甜玉米，浸泡于复合仿生涂膜液中，捞出自然晾干。另选用200个甜玉米用聚乙烯薄膜包装处理，作为对照组。

（2）空白组（无包装）：选用200个甜玉米，杀菌浸泡晾干后，放置于塑料框内，相互放置间隔为2cm。

经过上述处理的甜玉米果实放置在相对湿度为50%，室温为25℃的恒温贮藏室内。每个处理随机选择100个果，固定放置，用于统计。剩余的果用于测定果实贮藏期间生理生化指标的变化情况以及观察果实的贮藏效果。每次测定随机从中挑选6个甜玉米，每隔3d测定1次理化指标。

1.4 检测项目及方法

1.4.1 甜玉米果实硬度的测定用TPA质构仪测定贮存期间甜玉米果实硬度的变化。每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值。

1.4.2 甜玉米失重率的测定采用称重法，每组固定6个甜玉米，每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值。计算公式如下：

1.4.3 呼吸强度的测定参照文献［9］，每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值（以CO2mg／（kg·h）表示）。1.4.4 可溶性固形物的测定从6个甜玉米中各选取几个玉米籽研磨，用纱布挤压过滤出汁液，采用手持式折糖仪测定榨出果汁可溶性固型物的含量，每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值。

1.4.5 VC含量的测定采用钼酸铵比色法测定甜玉米VC含量。取3g样品，以15mL草酸－EDTA液做提取剂研磨，石英砂配平，4℃离心，然后取2mL上清液，加3mL草酸－EDTA液，再加0.5mL偏磷酸－乙酸，1mL 5%硫酸和2mL钼酸铵，摇匀，80℃水浴10min，取出冷却后定容至10mL，摇匀后760nm波长下进行比色（提取剂代替样液作为空白对照）。每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值（以mg／100g·FW表示）。

1.4.6 淀粉含量的测定参照文献［9］，每3d测1次，进行3次平行试验，结果取平均值。

1.4.7 总糖含量的测定采用蒽酮比色法测定甜玉米中总糖含量。每3d测定1次，进行3次平行试验，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 对贮藏期间果实硬度的影响

对甜玉米进行不同的保鲜处理，测定其贮藏期间果实硬度的变化，结果见图1。

结果表明：未处理前的甜玉米果实硬度较小，在10～15N／cm2，这是甜玉米在乳熟期采收、含水量较高所致。随着贮藏时间的延长，甜玉米的硬度逐渐增大；共混膜处理的甜玉米硬度的变化明显慢于对照组和空白组。空白组的效果明显不如经过塑料膜包装的效果，这主要与果实水分挥发有关，经过共混膜处理后的果实，抑制了果实水分的挥发，降低甜玉米硬度的增加，提高了甜玉米的保鲜效果。

2.2 对贮藏期间果实失重率的影响

甜玉米随贮藏时间延长，发生失水，造成产品萎焉、失重、鲜度下降，严重影响其商品价值。因此失重率是非常重要的指标。为此测定不同处理对甜玉米果实失重率的变化，结果见图2。

图1 膜处理对甜玉米硬度的影响Figure 1 Effect of film on the changes of hardness ofsweet corn

结果表明：室温下甜玉米的失重率随贮藏时间的延长而增加，各组样品的变化趋势相似。与空白组相比，贮藏期间共混膜处理过的甜玉米的失重率相对较小，共混膜处理的甜玉米果实失重率增幅度最小，说明共混膜对甜玉米失重率抑制效果最好。

2.3 对贮藏期间果实呼吸强度的影响

呼吸强度是评价果蔬采后营养成分的消耗和衰老的重要指标。呼吸强度越大，新鲜果蔬生命周期越短。对甜玉米采用不同保鲜处理，贮藏期间甜玉米呼吸强度的变化见图3。

图2 膜处理对果实失重率的影响Figure 2 Effect of film on the changes of the weight loss rate of sweet corn

由图3可知，所有样品在贮藏前期的呼吸强度呈上升趋势，这可能是甜玉米采后生命活动旺盛，呼吸作用强的缘故。随着贮藏时间的延长，呼吸强度逐渐增大，并出现一个较高点，然后开始下降。第6天空白组的呼吸强度达到呼吸高峰140.7CO2mg／（kg·h）。对照组的呼吸强度明显低于空白组，在第9天出现呼吸高峰114.5CO2mg／（kg·h）。经共混膜处理的果实，其呼吸高峰明显推迟，到第12天才出现，且呼吸高峰速率均比空白组弱。经共混膜保鲜处理的呼吸高峰值仅为110.3CO2mg／（kg·h），说明共混膜处理能很好地抑制甜玉米采后生命活动，减少甜玉米贮藏期间营养物质的消耗及风味物质的损失，起到较好的保鲜作用。

2.4 共混膜处理对贮藏期间果实可溶性固形物的影响

可溶性固性物是甜玉米重要组成部分，是衡量果实食用品质的重要指标之一。通过测定不同处理对其变化的影响，以反映出甜玉米贮藏期间营养物质与采后成熟度的变化情况。结果见图4。

图3 膜处理对果实呼吸强度的影响Figure 3 Effect of film on the changes of respiration of sweet corn

结果表明：随着贮藏时间的延长，甜玉米中可溶性固形物含量呈上升趋势，但经共混膜处理的甜玉米中可溶性固形物上升的速度比空白组上升的速度慢。这可能是经过共混膜处理的甜玉米抑制了呼吸强度，减少了自身营养成分的损失。经过共混膜处理的各组别的甜玉米中可溶性固形物的含量比较接近，且均低于空白组，说明空白组的甜玉米中营养物质的转化比较大，成熟度更高些。

2.5 对贮藏期间果实Vc含量的影响

图4 膜处理对果实中可溶性固形物含量的影响Figure 4 Effect of film on the changes of soluble solids content ofsweet corn

图5反映了不同处理对甜玉米抗坏血酸含量的影响。结果表明：随着贮藏时间的延长，甜玉米中VC的含量呈明显下降趋势。不同处理方式，VC变化趋势相类似，但空白组处理的VC下降最快。在第15天时，共混膜处理的甜玉米中VC含量为35mg／100g·FW，对照组为30mg／100g·FW，而空白组的含量较低，为23mg／100g·FW，且贮藏7d时，开始大幅下降。

2.6 对贮藏期间果实淀粉含量的影响

由图6可知，所有样品的淀粉含量在贮藏期间变化趋势大致相同，都在贮藏前期迅速升高，其中，空白组样品的淀粉含量明显高于其他样品，淀粉含量在第9天左右达到最高，这可能是由于甜玉米脱离植株后合成淀粉的关键酶被激活，导致部分可溶性糖转化为淀粉的原因。之后淀粉含量缓慢下降，这可能是因为淀粉降解以维持甜玉米果实的呼吸等生命活动。经共混膜处理的果实，其淀粉含量上升明显推迟，在贮藏第12天才出现，且淀粉含量比空白组弱。这可能是共混膜抑制了甜玉米的呼吸作用，降低了可溶性糖转化为淀粉的速率。

图5 膜处理对果实抗坏血酸含量的影响Figure 5 Effect of film on the changes of ascorbic acid content ofsweet corn

图6 膜处理对果实淀粉含量的影响Figure 6 Effect of film on the changes of starch content of sweet corn

2.7 对贮藏期间果实总糖含量的影响

甜玉米中总糖含量高，是其甜味的主要来源。贮藏期间受呼吸作用、淀粉水解、水分损失等因素的影响而发生变化。图7反映了不同处理对甜玉米果实总糖含量变化的影响。

图7 膜处理对果实总糖含量的影响Figure 7 Effect of film on the changes of total sugar content of sweet corn

结果表明：不同保鲜方法处理的甜玉米，其总糖变化趋势相似，贮藏期间甜玉米总糖的含量均呈逐渐降低趋势。而空白组下降趋势最明显，共混膜处理的甜玉米含糖量转化明显变慢，共混膜处理（下降了18.3%）优于普通塑料膜处理（下降了23.4%）。主要原因是贮藏期间，果实的呼吸作用一直在进行，代谢消耗的作用导致果实总糖含量逐渐下降。