柑橘精油和壳聚糖复合物对草莓保鲜效果的研究

张文勇， 陈 瑶， 任文琪， 张晓健

（太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030008）

草莓虽然营养物质丰富，但其皮薄水多，极易损伤，并且采后易感染微生物而腐烂，造成草莓的货架期很短。因此，草莓的采后贮藏技术亟待解决。目前，我国草莓以低温冷藏为主，推高了草莓远销近售的价格。虽然化学杀菌剂在一定程度上可以抑制微生物的生长，但随着人类对化学杀菌剂毒性和病原菌抗药性增加的担心，限制了其应用。所以，寻找安全、无毒副作用、廉价的生物保鲜剂成为当下研究热点。

植物精油（essential oils）是目前公认的一种安全、具有广谱抑菌性的化学物质，美国食药局（FDA）已经批准其可应用于食品领域［1］。柑橘精油主要存在于柑橘果皮中，已有研究［2-3］发现，柑橘精油对青霉属真菌和产孢子的细菌以及一些产毒细菌［4］有一定的抑制作用。用柑橘精油处理采后的果蔬［5-6］，与对照组相比，均取得了很好的效果，其腐烂率明显降低，延长了果蔬的货架期。

壳聚糖（chitosan）是一种自然界广泛存在的甲壳素（chitin）的脱乙酰化多糖类产物，廉价易得，安全无毒，对细菌、霉菌等均有很好的抑制作用，并具有一定的成膜性，涂膜于水果表面，可减缓水果的呼吸作用，是一种天然的果蔬保鲜剂。在用壳聚糖处理草莓［7］、香蕉［8］、枸杞［9］等的研究中发现，壳聚糖处理后减缓了腐烂速率，提高耐贮性，且这些研究中均还提到了采用的壳聚糖浓度不易过高（＞1.5%），过高的壳聚糖浓度反而不利于水果的贮藏。

若将植物精油的抑菌作用和具有芳香的优点与壳聚糖的成膜性和抑菌性进行强强联合，预计在果蔬保鲜方面的应用将很有前景。目前，关于壳聚糖和柑橘精油联合对水果的保鲜［10-11］还鲜有报道。为此，我们在参阅文献的基础上，选用1%的壳聚糖与水蒸气蒸馏法提取的柑橘精油进行复合配制，用自配的复合液浸泡处理采后的草莓，研究复合液对草莓的保鲜效果，以期为研制草莓的天然生物保鲜剂提供理论依据。

1 实验部分

1.1 实验材料

实验用的草莓采自北京市丰台区南五里店，挑选的是大小一致、无损伤、九成熟的新鲜红颜草莓；壳聚糖（脱乙酰度≥90%）购自生工生物工程（上海）股份有限公司，用1%体积分数醋酸溶液溶解。

1.2 保鲜剂的配制

对照组CK：1%质量浓度的壳聚糖溶液；保鲜剂A：1%质量浓度的壳聚糖溶液＋0.25%体积分数柑橘精油；保鲜剂B：1%质量浓度的壳聚糖溶液＋0.75%体积分数柑橘精油；保鲜剂C：1%质量浓度的壳聚糖溶液＋1%体积分数柑橘精油；保鲜剂D：1%质量浓度的壳聚糖溶液＋2%体积分数柑橘精油。

1.3 实验方法

用1.2配制好的保鲜液分别浸泡草莓60s，自然晾干；然后，将各处理组的草莓进行室温（25℃）货架观察，定期测试各组草莓的生理生化指标。

草莓果实失重率的测定：通过测定草莓的质量进行分析。失重率的计算公式见式（1）。

式中：m0为草莓刚处理后的初始质量；md为草莓贮存时间为d时的质量。

草莓果实腐烂率的测定：果实腐烂率［12］按果实腐烂面积大小将果实划分为4级：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%。按式（2）计算腐烂指数。

腐烂率＝∑（腐烂级别×该级果实）/（最高腐烂级别×总果实）×100% （2）

草莓果实可溶性固形物含量测定：用手持糖度计测定。

草莓果实VC含量测定：VC含量采用2，6-二氯酚靛酚法测定。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜剂处理后草莓失重率的变化

用配制的保鲜剂处理采后草莓，在贮藏期间每天测定1次草莓的质量，结果见图1。

草莓是含水量丰富的水果，在贮藏期间会发生水分的流失。从图1中可以看出，在贮藏期间所有各组草莓均发生失重；在草莓经过保鲜剂处理后的贮藏期间，不同实验组的失重率均低于对照组的水平，在贮藏4d后，最后的失重率分别为A：28.4%，B：25.5%，C：21.4%，D：21.9%，其失重率均小于对照组的32.4%。其中，实验组C和D组的失重率与其他各组的差异显著，彼此之间不显著。所以，从最终结果来看，最适宜作为草莓保鲜剂的为实验组C和D。这可能是因为，C组和D组的柑橘精油浓度比较高，柑橘精油发挥的抑菌作用限制了某些病理性微生物的生长，使草莓因为微生物的繁殖而产生的病理性失水减少。

图1 不同处理对草莓失重率的影响

2.2 不同保鲜剂处理后草莓腐烂率的变化

用保鲜剂处理草莓后，每天对草莓的腐烂情况进行统计，结果见图2。

草莓在贮藏期间表面会因为诸如一些霉菌或细菌的微生物入侵而腐烂。从图2的数据中可以看出，不论实验组还是对照组，腐烂率均随着时间的推移而上升。但是在贮藏相同的时间内，实验组的腐烂率要远远低于对照组。在贮藏第1天的时候，对照组就出现了超过5%的腐烂情况，在放置5d后，就基本全部腐烂。而实验组的腐烂情况较对照组出现得较晚，且随着精油浓度的升高，腐烂率随之降低。在贮藏5d后，实验组D的情况最好，腐烂率为68%，其次是保鲜剂C处理的实验组，腐烂率为72%。

图2 不同处理对草莓腐烂率的影响

2.3 不同保鲜剂处理后草莓可溶性固形物含量的变化

草莓经实验处理后，用手持糖度计，每天测定1次各组中草莓可溶性固形物含量的变化情况，结果见表1。

表1 不同处理对草莓可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量是表征果实品质的一项重要指标，含量越高，表明果实食用品质越好。从表1中可以看出，在贮藏前期，草莓果实的可溶性固形物含量有所增加，随着贮藏时间的延长，可溶性固形物含量开始下降。这是由于，采摘的草莓为九成熟的草莓，采后贮藏的草莓开始成熟，有部分高分子物质转化为了可溶性固形物，随后的贮藏期间，由于草莓自身的呼吸作用和微生物的入侵等引起了草莓可溶性固形物含量的下降。与对照组相比，实验组的可溶性固形物含量在草莓贮藏第1d以后均高于对照组，且差异明显，说明柑橘精油在延缓可溶性固形物减少方面发挥了作用，且C组和D组可溶性固形物含量的变化趋势要好于A组和B组。这个结果和之前的腐烂率实验相对应，也可以从另一方面说明柑橘精油对致草莓腐烂的菌种有一定的抑制作用。总的来说，随着柑橘精油浓度的升高，草莓保鲜效果会更好。但是，继续提高柑橘精油质量浓度到1%以上时，实验过程中发现，实验组D和实验组C的可溶性固形物含量差异并不明显，说明1%的柑橘精油浓度已基本可以满足草莓的贮藏保鲜。

2.4 不同保鲜剂处理后草莓VC含量的变化

VC是食品领域里的一种重要的抗氧化剂，在延缓果实的衰老方面发挥着重要的作用。草莓是一种富含VC的水果，素有“水果皇后”的美称，VC含量的多少决定着草莓品质的高低。在草莓的贮藏期间，每天对各组中草莓VC含量的变化情况测定1次，以期观察在货架期内草莓VC含量的变化，结果见表2。

表2 不同处理对草莓VC含量的影响

从表2中可以看出，在贮藏期间，草莓的VC含量整体成下降趋势，且从贮藏第2d开始，VC含量下降幅度变大。但是，实验组的下降趋势明显缓于对照组，在贮藏的第4d，实验组B、C和D的VC含量均还保持在70mg/（100g）以上，和对照组相比，差距明显。C组和D组的差距不明显，其VC含量要好于B组。因此，在壳聚糖中加入柑橘精油有利于草莓的保存。从最终的结果来看，1%的柑橘精油即可满足草莓贮藏期间VC含量稳定的需求。

3 结论

本文在前人研究壳聚糖在果蔬保鲜的基础上，选择质量浓度1%壳聚糖作为对照组，探讨了植物提取液——柑橘精油与壳聚糖形成的复合液对草莓保鲜的效果。结果表明，与仅仅经过壳聚糖浸泡处理过的草莓相比，复合液浸泡处理减缓了草莓的失重率，降低了草莓的腐烂速率。对决定草莓品质的可溶性固形物含量和VC含量方面，复合液浸泡处理也表现出有利的一面，在贮藏的第4d，其可溶性固形物含量和VC含量均显著高于壳聚糖处理的对照组。分析其原因可能是，柑橘精油也具有一定的抑菌性，可以抑制一些霉菌和细菌的生长，加上壳聚糖的抑菌性，双重抑菌作用可以更好地抑制微生物的生长，降低草莓的失重率和腐烂率。由于减缓了微生物的生长，所以草莓的可溶性固形物含量和VC含量可以在贮藏期间保持相对稳定的变化。其中，添加质量浓度1%的柑橘精油和质量浓度2%的柑橘精油在可溶性固形物含量和VC含量方面差异不显著，考虑到水蒸气提取柑橘精油的经济成本，最终选择质量浓度1%的柑橘精油作为复合液的配方。

1%的壳聚糖与1%的柑橘精油形成的复合液对室温下贮藏草莓具有保鲜效果，其效果要优于仅使用壳聚糖作为保鲜剂。但是，对于柑橘精油中何种成分在保鲜中起到主要保鲜作用，以及本复合液的配比是否适用于其他水果保鲜等问题尚有待作进一步研究。

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