茶多酚与壳聚糖复配溶液对樱桃的保鲜效果研究

2014-05-07陶永元舒康云张春梅徐成东

食品研究与开发 2014年8期

陶永元，舒康云，张春梅，徐成东，*

（1.楚雄师范学院化学与生命科学系，云南楚雄675000；2.楚雄师范学院物理与电子科学系，云南楚雄675000）

樱桃是人们普遍喜爱的水果，其果实不仅色泽鲜艳、口感独特，而且营养极为丰富，每100 g鲜果肉中铁含量达8 mg，为水果之首[1]。因为樱桃属非呼吸跃变型水果，只能在树上成熟后采摘，又由于樱桃果皮极薄、容易变质，所以樱桃只能采后及时销售。近年来，我国社会经济发展迅速、人民生活水平大幅提高，人们不再仅满足于能吃到各类水果，更希望购买到新鲜的水果，这就对樱桃采摘后的保鲜、运输过程中不腐烂提出了较高的要求。目前樱桃的保鲜技术主要有采前处理、预冷技术、保鲜剂、保鲜包装技术等[2]。这些方法都具有较好的保鲜效果，但各有优缺点。如采前处理方法较大的增加了果农采收前的劳动强度，预冷技术的预冷处理设备投资大、成本高，化学保鲜剂存在化学物质对樱桃的污染问题，保鲜包装技术会产生包装垃圾、污染环境，也增加了一定的成本。所以研究保鲜成本低、方便操作、无公害、不污染环境的樱桃保鲜方法，已成为研究果蔬保鲜的方向。

茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是一种新型的抗氧化剂，还能抑制细菌生长，消除异臭等[3]。茶多酚可以降低血清中的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白浓度，可加速与动物脂肪沉积存在高相关性的低密度脂蛋白的分解，从而减少脂肪在机体内的沉积[4]。茶多酚具有影响肿瘤细胞生长周期，抑制肿瘤转移等作用[5]。因此，茶多酚在食品工业、医药和保健、日化、轻化、精化等方面具有广阔的应用前景[6]。尤其是茶多酚属天然抗氧化剂，对人体无毒、无害、安全卫生；茶多酚可通过抑制自由基产生、直接清除自由基及激活机体自由基清除剂等途径，有效清除机体多余自由基，延缓采后果品的衰老劣变[7]。当今，在人们追求绿色食品的年代，茶多酚天然添加剂理应成为极具开发和应用前景的天然食品添剂[8]。我国食品添加剂使用卫生标准（2007年8月发布）规定，茶多酚可用于油炸食品、肉食品、动植物油脂、水产品、饮料和糖果等食品的防腐保鲜。

壳聚糖是由甲壳质经脱乙酰基而制得，属天然高分子化合物，是一种直链状多糖。实验证明，壳聚糖的成膜性较好，用它的水溶液处理果蔬后，在表面会形成一层半透性的膜，从而使果蔬内部形成了一个低氧、高二氧化碳的微环境，抑制了果蔬的呼吸代谢，降低果蔬内物质的转化和呼吸基质的消耗；同时半透性膜还具有良好的保水性能，可减少果蔬水分损失，并能阻挡病原菌与寄主组织或细胞的直接接触，起到减少病原菌侵入的作用[9-10]。根据壳聚糖大分子所固有的生物相容性、可生物降解性、吸附性、成膜性、杀菌性等特性，将壳聚糖应用于保鲜食品、延长食品货架期受到越来越多的关注[11]。

樱桃在楚雄种植较多，当地政府每年4月份组织“樱桃节”活动，对樱桃的销售起到了一定的作用，但更多的樱桃需要外销。4月份～5月份的楚雄天气干燥、风大，采收后的樱桃易失水，加之气温较高樱桃易腐烂，影响了樱桃的远销。我们参考相关文献用不同浓度的壳聚糖对樱桃进行保鲜，也用了不同浓度的茶多酚溶液对樱桃保鲜做了试验，但效果都不理想。所以，本实验利用壳聚糖的成膜性质和茶多酚的抑菌作用，研究两者混合液对樱桃的无公害保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂与仪器

1.1.1 材料

熟樱桃：樱桃园自采；茶多酚：食用级≥90%；壳聚糖：食用级、脱乙酰度≥90%。

1.1.2 主要试剂

蒽酮试剂、抗坏血酸标准溶液、葡萄糖标准液、2，6—二氯酚靛酚试剂。

1.1.3 主要仪器

722S型可见分光光度计：上海菁华科技有限公司；JA-2003A型电子天平：上海精天电子仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 复合保鲜液的配制

茶多酚溶液有茶叶特殊的苦味，当保鲜液中茶多酚浓度超过2%以上，会使樱桃表面留有茶叶味，以茶多酚的最高浓度应不超过2%为宜。另外，参考刘开华等在用大豆分离蛋白作为成膜材料中添加0.3%的茶多酚保鲜剂，可使樱桃贮藏期延长[12]；茶多酚浓度为3.8%的溶液对蟠桃有较好的保鲜效果[7]。所以综合考虑各项因素，选择茶多酚浓度为0.5%、1.0%和2.0%进行试验。

由于当壳聚糖浓度达2%时，保鲜效果呈现下降趋势，原因可能是保鲜剂黏度太高，在果蔬表面形成的壳聚糖膜层很厚，使果蔬体内氧气浓度太低，不能满足完全的正常呼吸，而为部分缺氧呼吸所代替，果蔬不但成熟快，而且品质下降[13]；所以，确定以壳聚糖浓度分别为0.75%和1.5%进行试验。

按表1中所示各组浓度配制壳聚糖与茶多酚混合保鲜液，配制时壳聚糖要先用1%的醋酸溶解后，再加入茶多酚溶液，然后定容至500 mL，待用。

表1 保鲜液配制Table 1 Preservation solution preparation

1.2.2 保鲜试验方法

分别称取7份樱桃，每份1 kg，将樱桃装入小型篮子中，并把小篮子放入不同配比的保鲜液中浸泡5 min后取出篮子，放于阴凉、通风处至无水滴落；用蒸馏水代替保鲜液作为对照组；将小篮子用0.03 mmPE大号保鲜袋包装封口，每个保鲜袋用牙签扎相同数量的小孔，于室温（25±4）℃下放置。每天取一次样测定生理生化指标、营养成分。

其中感官品质、腐烂率、失重率、呼吸强度每次均用全部果实测定，而测定可滴定酸含量、可溶性糖含量、VC含量时，则随机取100 g果实，人工除去果核，匀浆，取样测定。每个试验均重复3次，取平均值。

1.3 樱桃的各项生理生化指标测定

1.3.1 感官品质

实验者观察樱桃的色泽、硬度，判定其果品优劣情况。

1.3.2 腐烂率

仔细观察每个樱桃，只要出现一小点腐烂情况即统计为腐烂。

腐烂率=（腐烂果实质量/总果实质量）×100%

1.3.3 失重率

用称重法统计失重率。

失重率=[（原重-称重）/原重]×100%

1.3.4 呼吸强度

用静置法测定（室温下借助干燥器代替呼吸室）。方法是先在干燥器底部放入定量的NaOH溶液，再将樱桃放入干燥器中，樱桃呼吸释放出的二氧化碳会因密度比空气大而下沉与碱液反应，测定时取出碱液，用BaCl2溶液除去碳酸根离子，再用草酸滴定剩余的NaOH溶液，计算出样品的呼吸强度（mg/kg·h）。

1.3.5 可滴定有机酸含量

原理——以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液对样液进行滴定，按所耗碱液的量计算有机酸的含量。每组称取樱桃100 g，去核后匀浆，量取5 mL匀浆，加蒸馏水定容至50 mL，过滤收集滤液，用NaOH标准溶液滴定，以柠檬酸为折算系数（以柠檬酸计，g/100 mL果汁）[14]。同时以蒸馏水做空白对照。此时，测定的有机酸含量是樱桃果肉中的含量，因为果核已经除去。下面测定的糖含量、VC含量也是果肉中的含量。

1.3.6 可溶性糖含量

采用蒽酮比色法测定[15]。取样方法同上。

1.3.7 VC含量

采用2，6-二氯酚靛酚法测定[16]。

2 结果与分析

2.1 不同浓度配比的保鲜液对樱桃感观品质的影响

樱桃的感官品质是影响其“卖点”最直接的因素。在实验中可以明显看出，樱桃经保鲜液处理后，色泽、水泽、硬度都比对照组要好，其中CK2、CK3效果更明显。

2.2 不同浓度配比的保鲜液对樱桃腐烂率的影响

保鲜液浓度对樱桃腐烂率的影响见图1。

由图1可见，对照组腐烂率最高，保存5 d腐烂率达55%，而CK3腐烂率仅为28%，相当于对照组保存3d的腐烂率。

由于茶多酚具有抑菌作用，实验表明，若按腐烂率相同时比较，经保鲜液处理过的樱桃保存期延长了1 d～2 d，其中 CK2、CK3 要略优于其它组。

2.3 不同浓度配比的保鲜液对樱桃失重率的影响

保鲜液浓度对樱桃失重率的影响见图2所示。

图1 樱桃腐烂率变化Fig.1 Changes of the rot rate of Cherry

图2 樱桃的失重率变化Fig.2 Change of weight loss rate of Cherry

从图2可以看出，各组樱桃失重率的差异是比较明显的，特别是CK3能明显降低樱桃的失重率。原因是壳聚糖可以在樱桃表面形成一层透明的薄膜阻碍其蒸腾作用[9]，茶多酚的抑菌作用能够抑制霉菌生长对樱桃造成的病理性失水。

2.4 不同浓度配比的保鲜液对樱桃呼吸强度的影响

采摘后的果蔬会继续进行呼吸作用，在呼吸过程中会消耗果实中的糖类、有机酸等。所以抑制果蔬的呼吸作用是控制果蔬中营养物质被消耗的主要手方法。各浓度保鲜液对樱桃呼吸强度的影响见图3所示。

图3 樱桃的呼吸强度Fig.3 Respiratory intensity of Cherry

由于保鲜液中的壳聚糖具有成膜性使樱桃与空气有所隔离，减少了与氧气的接触，降低了呼吸速率。由图3可见，针对抑制樱桃的呼吸强度而言，CK3效果最好，CK2次之。

2.5 不同浓度配比的保鲜液对樱桃可滴定酸含量变化的影响

果蔬中的有机酸在贮藏过程中会因呼吸作用被消耗，导致果蔬风味的改变。保鲜液减慢了樱桃的呼吸速率，也就相应地减缓了樱桃中有机酸的消耗。不同浓度配比的保鲜液对樱桃可滴定酸含量的影响见图4所示。

图4 樱桃的可滴定酸含量变化Fig.4 Change of titratable acid content of Cherry

图4显示，樱桃的有机酸含量随着贮藏时间延长而逐渐降低，但CK2、CK3组下降速度稍慢。

2.6 不同浓度配比的保鲜液对樱桃中可溶性糖含量变化的影响

不同浓度配比的保鲜液对樱桃可溶性糖含量对影响见图5所示。

图5 樱桃中的可溶性糖含量变化Fig.5 Change of soluble content of Cherry

由图5可见，各组樱桃中可溶性糖含量的下降速度差距是比较明显的，仍然是CK2、CK3效果最好，贮藏到第5天时的糖含量和对照组保存2 d时相近，从可溶性糖含量这一指标来看，保存期延长了3 d。

因为果蔬的呼吸作用会消耗糖类物质，由于保鲜液能减缓樱桃的呼吸强度，所以减少了樱桃中可溶性糖因呼吸作用产生的消耗。

2.7 不同浓度配比的保鲜液对樱桃中VC含量的影响

VC是果蔬的主要营养成分之一，因为复合保鲜液中壳聚糖的成膜性、茶多酚的抑菌性协同作用从而减少VC的损失率。各浓度配比的保鲜液对樱桃VC含量的影响见图6所示。

图6 樱桃的VC含量变化Fig.6 Change of VCcongtent of Cherry

由图6可见，以CK2、CK3处理效果较佳，对照组保存2 d时的VC含量与CK2、CK3组贮藏第5天时相当。

对樱桃以上七项生理生化指标的测定结果表明，茶多酚与壳聚糖复合配制的保鲜液能明显降低樱桃的失重率、腐烂率和呼吸强度，樱桃中的VC、可滴定酸、可溶性糖含量的下降速度明显减慢，樱桃的感观品质得到改善，对樱桃具有保鲜效果。综合各项生理生化指标，樱桃的保存期延长了约2 d～3 d左右，即保鲜期由2 d延长到4 d左右，只要运输时间不超过两天，就不会在运输过程中樱桃就变质。按照2012年的市场上茶多酚和壳聚糖价格，处理每千克樱桃的成本仅为0.4元左右，与樱桃的市场售价相比较可以忽略，且不增加劳动强度（果农采摘樱桃时一般将樱桃直接装入小塑料篮子中，可将装有樱桃的塑料篮子直接放入保鲜液中，5 min后取出篮子即可）。

这种保鲜液之所以具有保鲜作用，一是壳聚糖具有良好的成膜性能，会在樱桃表皮产生一层极薄的膜，减少水分蒸发、有效减少与空气的接触，在果蔬内部形成一个低氧、高二氧化碳的小环境，从而因降低樱桃的呼吸强度而保持樱桃的有机酸含量、可溶性糖含量和VC含量[10]。茶多酚的抑菌作用，抑制了因病原微生物的生长而使樱桃腐烂变质，延长了樱桃的“保质期”。

若仅从本试验的数据来看，似乎是保鲜液浓度越大越好。但是，增大茶多酚的浓度一方面保鲜效果不会成比例的增强，还增加了保鲜液成本，另一方面还会使樱桃残留茶多酚的“茶叶味”。壳聚糖浓度增大后其效果反而下降，当壳聚糖浓度达2%时，保鲜效果呈现下降趋势，原因可能是保鲜剂黏度太高，在果蔬表面形成的壳聚糖膜层很厚，使果蔬体内氧气浓度太低，不能满足完全的正常呼吸，而为部分缺氧呼吸所代替，果蔬不但成熟快，而且品质下降[13]。

3 结论

果蔬的感官品质、腐烂率、失重率是衡量果蔬新鲜程度的主要评价指标，有机酸含量、糖含量、VC含量等是果蔬营养价值的主要评价指标，这几项指标是确定果蔬保鲜贮藏方法是否可行的依据。影响果蔬在贮藏过程中的主要因素是蒸腾作用、呼吸作用和微生物浸染，只要有效控制失重率、减弱呼吸强度、抑制微生物生长，就达到保鲜的目的。

将采摘后的樱桃用2.0%茶多酚与1.5%壳聚糖配制的复合保鲜液处理，其保鲜效果较佳，“保质期”可由2 d延长到4 d～5 d，保鲜液具有抑制樱桃的呼吸强度、降低失重率、减慢维生素C下降速度、减缓可滴定酸和糖等营养成分的消耗速度，对樱桃起到了保鲜作用，解决了樱桃在运输过程中易变质的问题，且不加入有害物质、不污染环境、保鲜成本增加较少。

本方法利用了壳聚糖的成膜性、茶多酚的抑菌作用，延长樱桃“货架期”，而且保鲜液中的茶多酚还具有较好的抗氧化性等作用。这种保鲜液配制方法简单、成本较低，保鲜操作时家庭用的桶和盆都可使用，不需另外购买专用设备，是一种比较好的樱桃保鲜方法。

[1] 施俊凤,薛梦林,王春生,等.甜樱桃采后生理特性与保鲜技术的研究现状与进展[J].保鲜与加工,2009,55(6):7-9

[2] 李金强,吴亚维,袁启凤,等.樱桃异地鲜销技术研究进展[J].江西农业学报,2011,23(5):60-62

[3] 杨四润,马燕,周红杰.茶多酚的应用[J].农学学报,2011(4):44-47

[4] 刘卫东,宋素芳,程璞.茶多酚对固始鸡生产性能和脂类代谢的影响[J].河南农业科学,2010(3):105-107

[5] 王水明,金黑鹰.茶多酚对结直肠作用机理的研究进展[J].时珍国医国药,2011(3):704-705

[6] 陈素艳,邓清莲,巫晶晶,等.超声波法从茶叶中提取苯多酚[J].渤海大学学报,2005(4):316－319

[7] 张绍珊,杨晓萍,范乔,等.茶多酚对蟠桃保鲜效果的初步研究[J].茶叶科学,2009,29(3):212-218

[8] 王佩华,赵大伟,迟彩霞,等.天然抗氧化剂茶多酚在食品贮藏保鲜中的应用[J].贵州农业科学,2011,39(3):210-213

[9] 肖丽霞,王乔.壳聚糖在果蔬贮藏保鲜中的应用[J].保鲜与加工,2005(1):4-6

[10]康明丽,牟德华,李艳.壳聚糖涂膜常温保鲜草莓的试验研究[J].北方园艺,2005(6):66-67

[11]刘峥颢,吴广臣,王庭欣.壳聚糖保鲜食品的机理及其应用的研究[J].食品科学,2005,26(8):533-537