含钙离子壳聚糖涂膜对鲜切莴苣的保鲜性研究

贺庆辉，李亚娜，刘 琛，邓志钊

（武汉轻工大学机械学院，湖北武汉430023）

含钙离子壳聚糖涂膜对鲜切莴苣的保鲜性研究

贺庆辉，李亚娜*，刘 琛，邓志钊

（武汉轻工大学机械学院，湖北武汉430023）

制备氯化钙(CaCl2)质量浓度分别为0、2 g/100 mL、4 g/100 mL、6 g/100 mL的壳聚糖/CaCl2溶液，将其对鲜切莴苣进行涂膜处理，考察该膜对鲜切莴苣的保鲜性。结果发现，随着贮藏期延长，壳聚糖/CaCl2涂膜能一定程度的保持鲜切莴苣的感官品质、抑制色度，失重率、硬度和VC含量下降，从而延长鲜切莴苣的货架寿命。结果表明，CaCl2质量浓度为4 g/100 mL的壳聚糖涂液处理的鲜切莴苣的各项指标最好，使鲜切莴苣的保质期延长到2 d。

鲜切莴苣；壳聚糖；钙离子；保鲜

随着生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对新鲜、营养和便利的鲜切蔬菜需求量日益增长。莴苣（Lactvca saiva）也称莴笋，营养丰富兼有保健功能，但其外表皮易纤维化，嫩叶易损伤，不耐贮藏，而且食用前必须去皮，所以较适合鲜切加工[1]。但经过切割等处理后的莴苣组织结构被破坏，汁液外流，易受微生物侵染，并且莴苣内的酶与底物的区域化被破坏，酶和底物直接接触，发生一系列生理生化反应，从而导致组织褐变、质地劣变等，降低莴苣的商品价值[2]。

壳聚糖（chitosan，CTS）是以虾、蟹壳为原料制得的一种天然高分子化合物，是自然界仅次于纤维素的第二大多糖[3-5]。壳聚糖涂液以其安全可食、可降解，具有一定的抗菌性、选择透过性、良好的生物相容性和成膜性而广泛应用于食品保鲜领域[6-9]。此外，由于钙离子在植物生长发育、成熟衰老等生理生化方面有重要作用而被广泛应用于果实采后贮藏[10-11]。增加果蔬组织中的钙含量有助于延缓软化、抑制霉菌滋生，降低生理失调引起的发病率。在钙离子溶液中浸泡，真空或压力渗透是增加果蔬组织钙含量的常用方法。

肖红梅等[12]研究发现，一定含量氯化钙（CaCl2）溶液的处理可延缓草莓的可溶性固形物、硬度、维生素C、可滴定酸含量在贮藏过程中的降低幅度，减少果实质量损失，同时钙处理能抑制微生物繁殖，使草莓腐烂程度降低，延缓草莓衰老。严成[13]考察了丙酸钙对牛肉的保鲜效果，结果发现，丙酸钙质量浓度为3 g/100 mL，在0℃条件下，牛肉的贮藏期达到24 d，常温条件下牛肉的贮藏期达到12 d。HERNANDEZ P等[14]对比了3种保鲜涂液（葡萄糖酸钙、壳聚糖及壳聚糖/葡萄糖酸钙）对草莓的保鲜性，结果发现壳聚糖/葡萄糖酸钙涂膜能够减少草莓在贮藏期间的破损率，并且有效延缓草莓的成熟。本研究采用壳聚糖/Ca2+涂膜对鲜切莴苣的保鲜性研究，旨在寻求鲜切莴苣合适的保藏方法，考察不同钙离子质量浓度对鲜切莴苣的保鲜性影响，为未来鲜切莴苣的市场化提供一定的指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

莴苣购自武汉常青菜市场；壳聚糖：国药集团化学试剂有限公司；氯化钙（CaCl2）：天津市天力化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

S21-1恒温磁力搅拌器：上海司乐仪器有限公司；KQ-200KD超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；CR-10色度计：日本KONICA MINOLTA公司；GY-3硬度计：杭州托普仪器有限公司；SE型电子天平：奥豪斯仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 壳聚糖/CaCl2溶液的制备

将1 g壳聚糖加入100 mL体积分数为0.1%的乙酸溶液中，磁力搅拌3 h至完全溶解后得到壳聚糖溶液1 g/100 mL。称取一定量（0 g、2 g、4 g、6 g）CaCl2溶解于100 mL壳聚糖（含0.1%乙酸）溶液中充分搅拌并超声波振荡得到CaCl2质量浓度分别为0（CA-0）、2 g/100 mL（CA-2）、4 g/100 mL（CA-4）和6 g/100 mL（CA-6）的壳聚糖/CaCl2溶液。将一定量该溶液倒入玻璃皿中，室温干燥成膜。

1.3.2 莴苣的涂膜处理

用已灭菌的刀具将莴苣去皮切块，挑选出直径约为2 cm，厚度约为1 cm的莴苣。将该莴苣在壳聚糖/CaCl2溶液中浸泡30 s后取出，室温干燥。以不涂膜鲜切莴苣为对照（CK）。每组设3个平行，最终结果为其平均值。

1.3.3 保鲜性能指标

（1）感官评价

根据表1对鲜切莴苣的感官进行评价打分，满分5分，10人参与评价后取平均分值作为感官评分结果。

（2）失重率

采用称重法测定失重率，其计算公式如下：

式中：W0表示贮前质量，g；Wt表示贮期质量，g。

（3）硬度

采用硬度计对鲜切莴苣进行硬度测定。

（4）色度

以白纸板板为背景，采用色度计测量鲜切莴苣的色度值（L、a、b值）。其中L值代表明度，L值越大表明样品明度越高，反之明度低；a和b值为色度，a为正值表示样品色比标准色偏红，负值表示样品色偏绿；b为正值表示样品色偏黄，负值表示样品色偏蓝。

（5）VC含量测定

采用紫外分光光度计法测定VC含量[15]。称取鲜切莴苣5.00 g于研体中，加入1%HCl匀浆，转移到25 mL容量瓶中，稀释至刻度，取上清液即为待测果蔬提取液。取一定量提取液，放入盛有10%盐酸的10 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度后摇匀，以蒸馏水为空白，在波长243 nm处测定其吸光度值A1。将一定量的提取液、蒸馏水和NaOH溶液（1mol/L）依次放入10mL容量瓶中混匀，15min后加入一定量10%HCl，混匀，并定容至刻度，以蒸馏水为空白，在波长243 nm处测定其吸光度值A2。A1和A2之差即为果蔬样品吸光度值，根据抗坏血酸标准曲线及以下公式计算样品中维生素C的含量。

式中：c为从标准曲线上查得的抗坏血酸的含量，μg；V1为吸取样品溶液的体积，mL；V总为样品定容体积，mL；W总为称样质量，g。

2 结果与分析

2.1 涂膜鲜切莴苣的感官评价

鲜切莴苣的感官评价实验结果见图1。

由图1可知，随着贮藏期的延长，鲜切莴苣的感官分值均下降，所有组在4 d贮藏期后均出现不同程度的霉变。此外，相同贮藏时间下，经壳聚糖/CaCl2涂膜处理的鲜切莴苣的感官评分高于未涂膜处理莴苣，且鲜切莴苣的感官分值随着CaCl2含量的增大而先增大后减小。这可能是由于壳聚糖共混膜层具有通透性、阻水性，可以对各种气体分子增加穿透阻力，形成了一种微气调环境，使鲜切莴苣组织内的二氧化碳含量增加，氧气含量降低，抑制了呼吸代谢和水分散失，减缓其组织和结构衰老，从而有效的延长鲜切莴苣的色泽与寿命。同时，其中的Ca2+可降低莴苣的膜脂过氧化水平，保持细胞膜的相对稳定性，从而减轻腐烂，而钙离子含量过高会抑制莴苣本身的生理活动，因此当CaCl2含量为6g/100mL时，感官质量反而下降。与所有实验组相比，4 g/100 mL CaCl2含量的壳聚糖/CaCl2处理的鲜切莴苣的感官评分最高，因此对鲜切莴苣的保鲜性最好，使鲜切莴苣的保质期（感官分值≥4.5分）延长到2 d。

2.2 鲜切莴苣的色度变化

贮藏期内鲜切莴苣的色度值测量结果见图2。

由图2可知，随着贮藏时间的延长，鲜切莴苣的明度L值不断增大，这表明莴苣变得黯淡无光，而色度a值为负值，表示样品色偏绿，a值不断增大则表明莴苣的颜色由绿变红，暗示了机体内的叶绿素不断减少。此外色度b值先增大后减小，这表明鲜切莴苣的外观色泽在由蓝变黄，此后黄色逐渐减弱蓝色增加。这些数值的变化反映了鲜切莴苣的褐变，暗示其在不断衰败。结果表明，与对照组相比，CA-4组处理莴苣的色度（L值、a值、b值）变化最为缓慢。因此，4 g/100 mL CaCl2含量的壳聚糖/CaCl2能最为有效的保持鲜切莴苣的色泽。

2.3 鲜切莴苣的失重率变化

鲜切莴苣在贮藏期内失重率的变化结果见图3。

由图3可知，鲜切莴苣的失重率随着贮藏时间的延长而迅速增大，与未处理的对照样相比，经壳聚糖/CaCl2涂膜处理的鲜切莴苣的失重略缓，而CA-4组的失重率变化最小。这是由于涂膜可在莴苣表面形成小型气调室，适当的CaCl2质量浓度有利于抑制莴苣的水分流失而又不会影响莴苣本身的呼吸作用减少水分的挥发。但CaCl2质量浓度过高（如CA-6）将抑制莴苣本身的生理活动，导致水分的散失，从而加速了莴苣的失水。因此，CaCl2含量为4 g/100 mL的壳聚糖/CaCl2溶液能更好的保持莴苣的水分，有助于延长其货架寿命。

2.4 鲜切莴苣的硬度

鲜切莴苣在贮藏期内硬度测试结果见图4。

由图4可知，随着贮藏时间的延长，莴苣的硬度先减小后增大。这是由于贮藏前期，莴苣失水导致质地变软；但随着贮藏时间的进一步延长，莴苣失水率猛增，且处于空气流通较畅快的环境，从而导致莴苣近于风干，因此硬度又逐渐提高。与对照组相比，涂膜处理的莴苣的硬度变化略缓，这是由于钙离子能与细胞壁胞间层的聚糖醛酸上的羧基形成交联，并且钙能够提高细胞膨压，因此钙离子浸泡处理能有效提高鲜切莴苣的硬度[11]。CaCl2含量为4 g/100 mL和6 g/100 mL的壳聚糖/CaCl2溶液对保持莴苣的硬度效果最好。

2.5 鲜切莴苣的VC含量

鲸切莴苣在贮藏期内VC含量的变化结果见图5。

由图5可知，贮藏期间鲜切莴苣的VC含量呈逐渐下降趋势，而CK组在第3天便出现霉变。在整个贮藏过程中，有涂膜处理的莴苣的VC含量明显高于无涂膜处理组（CK），这表明壳聚糖/CaCl2涂层可有效抑制莴苣的呼吸作用，降低莴苣内部酶的活性，从而减少鲜切莴苣贮藏过程中VC的损失。结果表明，对于处理后的鲜切莴苣而言，其涂膜中Ca2+含量越高，越能减缓莴苣中VC含量的降低，以CaCl2浓度为4 g/100 mL和6 g/100 mL的壳聚糖/CaCl2涂液能够最为有效地保持莴苣中的VC含量。

3 结论

将所制备的壳聚糖及壳聚糖/CaCl2溶液涂膜于鲜切莴苣，考察其对鲜切莴苣的保鲜性。结果表明，与对照组相比，CaCl2质量浓度为4 g/100 mL的壳聚糖/CaCl2涂膜处理能有效抑制鲜切莴苣的感官品质、色度、失重率、硬度和VC含量变化，对鲜切莴苣的保鲜效果最好，使鲜切莴苣的保质期延长到2 d。

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Effect of chitosan coating containing Ca2+on the preservation of fresh-cut lettuce

HE Qinghui,LI Yana*,LIU Chen,DENG Zhizhao
(School of Mechanical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

To research the fresh-keeping method for fresh-cut lettuce,the effect of chitsoan/CaCl2coating with different CaCl2concentration of 0, 2 g/100 ml,4 g/100 ml and 6 g/100 ml on the quality of fresh-cut lettuce was studied.Results showed that with the extended storage period,the chitosan/CaCl2coatings can effectively improve the sensory quality,inhibit the decrease of color value,weight loss ratio,hardness and VC content,thus the shelflife of fresh-cut lettuce was extended.In conclusion,the chitosan/CaCl2coating with 4 g/100 ml CaCl2showed the optimal preservation effect on fresh-cut lettuce,and the shelf life extended to 2 d.

fresh-cut lettuce;chitosan;calcium ion;preservation

TB484.3

A

0254-5071（2015）06-0114-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.06.025

2015-03-09

湖北省教育厅科学技术研究计划重点项目（D20151703）；武汉轻工大学校立科研项目（2013d13）

贺庆辉（1978-），男，助理实验员，本科，主要从事包装材料及包装机械的教学研究工作。

*通讯作者：李亚娜（1980-），女，副教授，博士，主要从事抗菌保鲜材料研究工作。