荸荠皮壳聚糖复合提取液对香蕉的保鲜作用

2015-08-20苏布道金冻栋

江苏农业科学 2015年7期

苏布道金冻栋

摘要：以浓度为0.1%的荸荠皮提取液、荸荠皮壳聚糖复合提取液、壳聚糖保鲜液对新鲜香蕉进行浸泡涂膜保鲜处理，测定贮藏期间香蕉的腐烂率、失重率、呼吸强度、可滴定酸、维生素C及可溶性固形物含量等。结果表明，0.1%的荸荠皮壳聚糖复合提取液对香蕉的保鲜效果最好。

关键词：荸荠皮；壳聚糖；香蕉；保鲜；提取液

中图分类号： TS255.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0291-03

荸荠（Eleocharis tuberose）别称马蹄，属莎草科多年生浅水性草本植物，是一种常见的天然经济作物，营养丰富，具有极高的药用价值[1]。荸荠皮占鲜荸荠质量的20%～25%，主要成分为酚类、有机酸、生物碱、皂苷及游离黄酮类等[2-3]，皮中还含有抑菌成分荸荠英，对多种细菌有抑制作用[4]；目前，荸荠皮丰富的天然棕色素和膳食纤维等生物活性成分已应用于食品、医药、农业及化工等领域[5-6]。在荸荠加工过程中，荸荠皮大部分被丢弃，造成资源严重浪费[8]，而荸荠皮作为一种安全健康的天然保鲜物质，将其用于贮藏保鲜领域，对提高荸荠的综合利用价值具有十分重要的意义。利用荸荠皮的抑菌作用与壳聚糖的有效成膜作用[7]制得的复合保鲜剂对香蕉保鲜具有一定的成效，将其作为低温和气调贮藏的辅助手段，有望进一步提高新鲜果蔬的保鲜水平。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红皮荸荠，采自四川内江田家镇生态农业示范园，冬至前后进行采收，剔除荸荠表面的杂质及腐迹，洗净，用刮刀取荸荠皮；将荸荠皮包裹于纱布内浸泡在水中，摩擦洗净，直至基本无果肉附着；自然晾干，于电热鼓风干燥器45 ℃烘干，用粉碎机粉碎。选取新鲜、无腐烂、无机械损伤，且生长于同一簇上的八成熟香牙蕉香蕉，洗净晾干。

1.2 仪器及试剂

1.2.1 仪器 UV-7504PC型紫外可见分光光度计，上海精密仪器仪表有限公司生产；DF-101S型磁力搅拌机、DTF-100型粉碎机、真空干燥器、大气采样器、吸收管、手持式折光仪、电子天平、离心机、组织捣碎机、BZF-6090型电热鼓风干燥器、电炉等。

1.2.2 试剂抗坏血酸（维生素C）、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸、草酸、偏磷酸、冰醋酸、氯化钡、钼酸铵、乙二胺四乙酸钠、正丁醇、壳聚糖、邻苯二甲酸氢钾、酚酞试剂等，均为分析纯；试验用水为二次蒸馏水。

1.3 样品预处理

1.3.1 荸荠皮提取液的制备准确称取1.000 0 g 经烘干粉碎的荸荠皮粉末，置于圆底烧瓶中，加入12 mL 36%冰醋酸，50 ℃浸提4 h，浸提2次，离心得到荸荠皮提取液[9]。

1.3.2 保鲜液的配制及分组处理试验设4个处理：A1：01%的荸荠皮提取液。荸荠皮提取液稀释定容至100 mL即可获得。A2：0.1%荸薺皮壳聚糖复合提取液。用1%冰醋酸溶解0.100 0 g壳聚糖，与荸荠皮提取液混合，定容至 100 mL。A3：0.1%壳聚糖溶液。准确称取0.100 0 g壳聚糖溶于1%冰醋酸溶液中，定容至100 mL。A4：蒸馏水，作为对照。

1.4 试验设计

将香蕉洗净晾干，称质量，置于保鲜液中浸泡，捞出沥干，置通风阴凉处晾干，以保鲜膜覆盖，在室温下放置数日，统计香蕉的腐烂率、失重率，测定呼吸强度、可滴定酸、维生素C及可溶性固形物含量等指标。重复4次。

1.5 测定方法

1.5.1 腐烂率计算按果实腐烂的面积大小分为4级，即：0级：无腐烂；1级：腐烂面积小于果实面积的10%；2级：腐烂面积占果实面积的10%～30%；3级：腐烂面积大于果实面积的30%。腐烂率计算公式为：腐烂率=∑（腐烂相应级别果实数）/（最高腐烂级别×试验总果实数）×100%[10]。

1.5.2 失重率计算计算公式[11]为：失重率=（m0-m1）/m0×100%。式中，m0为香蕉处理前的初始质量，g；m1为香蕉浸泡并放置数日后的质量，g。

1.5.3 呼吸强度测定采用定量碱液吸收一定时间内果实呼吸所释放的二氧化碳，用酸滴定剩余的碱，即可知呼吸释放的二氧化碳，求得呼吸强度，单位为mg/（kg·h）。计算公式为：呼吸强度（CO2）=（V1-V2）·c/（m·t）×100%[12]。式中，V1为空白滴定H2C2O4溶液的消耗量，mL；V2为测定滴定H2C2O4溶液的消耗量，mL；c为草酸浓度，mg/mL；m为样品质量，kg；t为测定时间，h。

1.5.4 维生素C含量测定采用钼蓝比色法[13]测定维生素C含量。

1.5.5 可滴定酸含量测定准确称取经处理的香蕉 25.00 g，捣碎，加水转移至100 mL容量瓶中并定容，离心；准确移取25.00 mL上清液于250 mL锥形瓶中，加入4～5滴酚酞指示剂，用已标定的氢氧化钠溶液滴定至粉红色，确保30 s内不褪色。可滴定酸计算公式为：可滴定酸=cVkV2/（mV1）×100%[14]。式中，c为NaOH的浓度，mol/L；V为NaOH滴定消耗的体积，mL；V1为吸取香蕉液的体积，mL；m为称取的香蕉质量，g；V2为香蕉液的总体积，mL；k为换算系数，即1 mmol NaOH相当于主要酸的克数，取k=0.067[15]。

1.5.6 可溶性固形物含量测定参照GB/T 12143. 1—1989《饮料中可溶性固形物的测定方法折光计法》[16]进行测定。

2 结果与分析

2.1 不同处理对香蕉腐烂率的影响

果实腐烂率是判定水果贮藏效果好坏的主要表观指标。由图1可知，在贮藏过程中，香蕉的腐烂率均随贮藏时间的延长而升高，荸荠皮壳聚糖复合提取液对香蕉的保鲜效果最好，贮藏14 d时，腐烂率相对最低，为66.67%；A1、A3处理的香蕉均于贮藏8 d开始出现2级腐烂，贮藏10 d开始出现3级腐烂；A2处理的香蕉在贮藏12 d开始出现2级腐烂，与A1、A3处理比较，2级腐烂时间推迟4 d出现，贮藏14 d腐烂率超过50%，但未出现3级腐烂。

2.2 不同处理对香蕉失重率的影响

香蕉贮藏过程中，水分散失不仅会造成质量减轻，而且使香蕉失去原有的新鲜状态，影响口感，一般失重超过5%，就会产生萎蔫症状。因此，果实失重率是衡量果实保鲜效果的重要指标之一。由图2可知，香蕉失重率随贮藏时间的延长而增大，对照组失重率上升速度最快；A3与A1处理香蕉的失重率差别不大，贮藏4 d时香蕉的失重率分别为4.21%和4.00%；荸荠皮壳聚糖复合提取液的保鲜效果最好，贮藏4 d的香蕉失重率为3.18%，到16 d时也仅为5.66%。

2.3 不同处理对香蕉呼吸强度的影响

水果采后的有序生命代谢需要组织通过呼吸作用提供能量，贮藏过程中呼吸作用的强弱是评价水果采后营养成分消耗和衰老的重要指标，呼吸强度越大，呼吸作用越强。由图3可知，香蕉的呼吸强度在贮藏过程中均呈先增大后减小的趋势，这是由于香蕉为典型的呼吸跃变型果实，进入完熟期或衰老期时，呼吸强度出现骤然升高达到呼吸高峰，随后呼吸强度

趋于下降，组织迅速衰老[17]；对照处理组的呼吸强度上升最快，于贮藏8 d时达到呼吸高峰，A3与A1处理的香蕉均于贮藏10 d时达到呼吸高峰[18]；A2处理的香蕉呼吸高峰出现在贮藏12 d，呼吸高峰较A3、A1处理推迟。在不干扰组织正常呼吸代谢的前提下，A2处理有效地抑制了呼吸作用，减少了呼吸消耗，更好地维持了香蕉的品质。

2.4 不同处理对香蕉维生素C 含量的影响

维生素C是果实中重要的营养成分之一，也是果实体内清除活性氧的一种抗氧化物质，能延缓果实的衰老，但果蔬中的维生素C易被氧化而失去活性。因此，果实体内维生素C含量的高低也是衡量果实保鲜效果的一个重要指标。由图4可知，经过不同处理的香蕉，其维生素C含量均随贮藏时间的延长而下降；经荸荠皮壳聚糖保鲜液处理的香蕉，其维生素C含量均高于其他3个处理；A4处理的香蕉维生素C含量最低，A1、A3处理的香蕉维生素C含量差别不大。

2.5 不同处理对香蕉可滴定酸含量的影响

由图5可知，经过不同处理的香蕉，其可滴定酸含量均随贮藏时期的延长呈下降趋势；相同贮藏期内，对照组的可滴定酸含量相对最低；A1、A2、A3处理均可在不同程度上延缓可滴定酸含量的降低，其中，A2处理对香蕉可滴定酸含量下降的减缓效果最为明显，A1和A3处理的可滴定酸含量降低差别不大，处于A2和A4 处理之间。3种保鲜液均能在香蕉表面形成保护膜，使果实内部形成一个低O2、高CO2的微气调环境[19]，降低了果实的呼吸作用，从而延缓了可滴定酸的分解。

2.6 不同处理对香蕉可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物包括可溶性糖类和可溶性蛋白质，是衡量水果品质的重要指标，也是水果储藏过程中呼吸作用的主要底物之一，其含量受到呼吸作用、淀粉水解和组织失水等影响，测定香蕉贮藏期可溶性固形物含量变化，可反映出香蕉贮藏期间营养物质与采后成熟度的变化情况。由图6可知，随着贮藏时间的延长，香蕉的可溶性固形物含量先增加后降低；A4处理的香蕉可溶性固形物含量相对最低，A2处理的香蕉可溶性固形物含量相对最高。

3 结论与讨论

在相同试验环境和相同贮藏时间下，比较浓度均为01%的荸荠皮保鲜液、壳聚糖保鲜液、荸荠皮壳聚糖复合保鲜液对香蕉的保鲜效果，结果表明，不同保鲜液对新鲜香蕉均有不同程度的保鲜作用，其中，荸荠皮壳聚糖复合提取液的保鲜综合效果最佳。

香蕉后熟过程中，细菌病斑的扩散是香蕉贮藏过程中大量腐烂的主要原因。荸荠皮提取液中的酚类物质能使果实表皮细胞膜的蛋白质变性，并与细胞膜中的磷脂反应破坏细胞膜的透性[20]，可减轻香蕉的菌致腐败现象；同時，壳聚糖可以在果实的表面形成半透膜，抑制了香蕉的呼吸和蒸腾作用，可有效降低果实的失重率、延缓可溶性固形物含量的降低，延长了香蕉的贮藏期。另外，荸荠皮提取液中的多酚类物质具有抗氧化活性，而壳聚糖能够延缓果实维生素C的分解[21]，这都在香蕉贮藏过程中起到了抗氧化作用，减缓了维生素C的氧化。使用低成本的荸荠皮作为天然植物食品防腐剂原料，可以进一步开发荸荠的综合利用价值，减少荸荠皮废弃物对环境的污染，荸荠皮与壳聚糖复合保鲜液对香蕉的保鲜作用研究，为香蕉保鲜技术的实际应用提供了可靠的理论依据。

参考文献：

[1]李冬生，王金华. 荸荠叶茎提取物抑菌作用的研究[J]. 粮油加工与食品机械，2003（10）：76-77.

[2]倪建伟，朱芬，雷朝亮. 荸荠皮的资源化利用技术研究进展[J]. 长江蔬菜，2011（16）：21-22.

[3]李行任，罗杨合，何隽，等. 荸荠皮酚性成分及其抗氧化活性研究[J]. 天然产物研究与开发，2013，25（12）：1615-1620.

[4]张全军，王辉. 荸荠皮抑菌活性成分的研究[J]. 食品与药品，2013，15（6）：424-426.

[5]吴鹏，程雅琴，王知龙. 团风荸荠皮色素的超声波提取工艺研究[J]. 中国酿造，2013，32（9）：68-70.

[6]赵力超，毛新，黄利华，等. 荸荠皮膳食纤维酶化学法提取工艺研究[J]. 食品工业科技，2009，30（11）：244-246，250.

[7]郜玮，齐海萍，涂茂林，等. 保鲜用壳聚糖复合膜的特性[J]. 江苏农业科学，2014，42（4）：242-244.

[8]李作美，邵杰. 荸荠皮中生物活性物质的研究进展[J]. 中国食物与营养，2009（6）：60-62.

[9]许国权，郭艳华，冉亚池，等. 荸荠皮提取物的提取条件研究[J]. 江汉大学学报：自然科学版，2012，40（5）：85-89.

[10]杨军，廖新福，沙勇龙，等. 冷链运输对哈密瓜品质及腐烂率的影响[J]. 新疆农业科学，2011，48（7）：1277-1282.

[11]吴广臣. 食品质量检验[M]. 北京：中国计量出版社，2006：40-47.