ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜对鲜切茄子保鲜作用

吴海霜，李亚娜*，刘莉艳

（武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430023）

ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜对鲜切茄子保鲜作用

吴海霜，李亚娜*，刘莉艳

（武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430023）

利用ε-聚赖氨酸-壳聚糖/聚乙烯（PE）复合膜对鲜切茄子进行真空包装，并考察ε-聚赖氨酸含量（1%、3%、5%、7%）对鲜切茄子的保鲜效果影响。结果发现，随着贮藏天数的增加，鲜切茄子的感官品质、可溶性固形物均呈下降趋势，失质量率、褐变度均在增加。其中5%ε-聚赖氨酸含量的ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜对鲜切茄子的保鲜效果最佳。

ε-聚赖氨酸；壳聚糖；鲜切茄子；保鲜

茄子原产于东南亚热带地区，其富含维生素P，可预防毛细血管破裂，也能预防高血压、动脉硬化、坏血病等疾病，增强肝脏功能[1]，是餐桌上经常食用的一道蔬菜。然而当茄子切分时，其细胞膜上的多酚类物质极易被氧化，从而使鲜切茄子迅速出现褐变[2]。因此，褐变是茄子用于鲜切产业大批量生产需要解决的主要问题。高晓衫等[3]发现利用植物中草药丁香的提取物能有效阻止贮藏期内鲜切茄子水分的流失和褐变。王顺民等[4]发现，1.5%壳聚糖、1%乙酸和3%的1,2-丙二醇复合保鲜剂对茄子涂膜能有效阻止贮藏期间鲜切茄子的腐烂变质，对茄子的保鲜有良好的效果。徐庭巧等[5]发现，碳酸改性壳聚糖能有效解决鲜切茄子贮藏保鲜过程中质量损失、营养损失和褐变等问题。

ε-聚赖氨酸是目前已被国家批准的食品添加剂，它能有效抑制细菌滋生，在生鲜食品上有广泛应用[6]。秦芸桦等[7]发现，ε-聚赖氨酸能抑制鲜切竹笋中微生物的生长，减缓鲜切竹笋因微生物产生的腐烂，也能减少竹笋水分的流失，并且能抑制其褐变。壳聚糖是从甲壳类动物的外壳中提取出来的白色无毒无味的高分子聚合物，其具有一定抑菌性，并且成膜性良好，广泛应用于果蔬的保鲜[8-11]。杜传来等[12]发现2%壳聚糖的溶液中加入硬脂酸、山梨酸钾和抗坏血酸制成的壳聚糖涂膜液对鲜切莴苣涂膜后，能够阻止鲜切莴苣的褐变，同时还能抑制酚类物质的氧化，从而有效地控制了莴苣的褐变和腐烂、起到很好的保鲜效果。王娟慧等[13]考察了不同温度（0℃、4℃、8℃）条件下不同浓度壳聚糖溶液（0.5%、1.0%、1.25%）对鲜切马铃薯的保鲜效果。结果发现，0℃的保鲜效果最好，随着温度的升高，褐变加重；壳聚糖膜液含量以1.0%的保鲜效果最好，太低或太高的浓度都不适合。本研究将ε-聚赖氨酸-壳聚糖溶液涂覆于聚乙烯（polyethylene polyethylene，PE）膜上，得到ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜，采用该复合膜对鲜切茄子进行真空包装，并考察ε-聚赖氨酸的浓度对鲜切茄子的保鲜性影响，以期在鲜切茄子的保鲜包装上寻求合适的对策。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜茄子：武汉东西湖区菜市场；聚乙烯膜（厚29 μm，单面表面达因值为38达因）：武汉恒义包装材料有限公司；壳聚糖（食品级）：国药集团化学试剂有限公司；冰乙酸（分析纯）：天津市天力化学试剂有限公司；ε-聚赖氨酸（食品级）：郑州拜纳佛生物工程有限公司。

1.2 仪器与设备

SF系列热封机：温州市兴业机械设备有限公司；DZ-400真空包装机：上海惠河实业机械有限公司；WYT-J手持折光仪：成都豪创光电仪器有限公司；CR-10色度计：翁开尔有限公司；EX-124分析天平：奥豪斯仪器（上海）有限公司；GY-3指针式水果硬度计：浙江托普仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜的制备

称取一定量的壳聚糖溶于含量为1%的冰乙酸溶液中，充分搅拌至壳聚糖完全溶解得到浓度为1%的壳聚糖溶液[14]，再分别称取一定量的ε-聚赖氨酸溶于1%的壳聚糖溶液中，磁力搅拌20 min，制成ε-聚赖氨酸含量（相对于壳聚糖）分别为1%、3%、5%、7%的ε-聚赖氨酸-壳聚糖混合液，用0.1 mol/L的NaOH调节溶液pH值至5，然后通过流延法将该混合液涂覆于PE膜上[14]，得到ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜。以不含ε-聚赖氨酸的壳聚糖/PE复合膜作为对照组（CK）。

1.3.2 茄子的处理和包装

选择成熟度适宜、外观完整、无斑块、无损伤、色泽新鲜、弯曲程度小、大小均匀的紫色茄果作为试验材料，将茄子洗净后用消毒过的刀切成40 mm×20 mm×4 mm的片状，用自制壳聚糖/PE复合膜及ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜进行真空包装处理，共分成5组，每组做3个平行处理，室温放置，定期对各指标进行测定，重复测定至少3次。

1.3.3 保鲜指标的测定

（1）感官评价

由10名人员组成感官评定小组，参照文献[15]，对各处理组鲜切茄子的外观、色泽、褐变度3方面进行综合感官评分，满分为9分，感官评分标准见表1。

表1 茄子感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of fresh-cut eggplant

（2）理化指标的测定

失质量率：每天对各组茄子进行称质量，按照公式失质量率=（贮存前质量－贮存后质量）/贮存前质量×100%，计算贮藏期间鲜切茄子的失质量率[16]；硬度：采用硬度计进行测定；褐变度：用色度计进行测定[16-17]，将以L*、a*、b*表示，其中L*值反映茄子的褐变度（0=黑色，100=白色），L*越小说明褐变越严重，a*和b*反映鲜切茄子由绿变红和由蓝变黄的趋势；可溶性固形物（totalsoluble solid，TSS）含量：利用手持折光仪进行测定。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间鲜切茄子感官品质的变化

感官品质的变化主要是因为鲜切茄子水分大量的流失和茄子表面氧化产生褐变引起的。考察贮藏期间不同ε-聚赖氨酸含量对鲜切茄子感官品质的影响，结果见图1。

图1 贮藏期间鲜切茄子的感官品质的变化Fig.1 Changes of sensory quality of fresh-cut eggplant during storage

由图1可知，贮藏期间鲜切茄子的感官品质整体均呈下降趋势，当ε-聚赖氨酸含量为3%时，鲜切茄子感官评分在贮藏过程中下降的最快，贮藏至第4天时，其感官评分为2.7（＜3.0），茄子表面有大面积的褐色斑块且肉质萎焉，已失去其商品价值。对照（CK）组，在贮藏期第4天时，鲜切茄子的感官评分为2.9（＜3.0），但其感官评分下降速度比3% ε-聚赖氨酸含量的复合膜包装鲜切茄子的感官评分下降略慢。而ε-聚赖氨酸含量为5%的复合膜包装的鲜切茄子感官评分相对于其他组下降得最慢，在贮藏至第5天时，鲜切茄子的感官评分为3.0，茄子仍具有商品价值。ε-聚赖氨酸含量为7%的复合膜包装的鲜切茄子，在贮藏至第4天时，感官评分为3.5（＞3.0），其感官品质保持的较好，但第5天鲜切茄子迅速腐烂，感官评分值为1.5（远小于3.0分），失去了商品价值。因此，5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜能够较好的维持鲜切茄子在贮藏期内的感官品质。

2.2 贮藏期间鲜切茄子失质量率的变化

失质量即果蔬水分的流失，水分流失不仅会使果蔬的质量减少而且还会使鲜切果蔬萎焉，降低消费者的购买欲，影响其商品价值。考察贮藏期间不同含量ε-聚赖氨酸对鲜切茄子失质量率的影响，结果见图2。由图2可知，随着贮藏时间的延长，鲜切茄子失质量率均逐渐增大，其中5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装的鲜切茄子的失质量率增长最为缓慢，3%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装的鲜切茄子的失质量率增长最快，贮藏至第5天时，鲜切茄子的失质量率分别为0.826%和1.388%。因此，含5%ε-聚赖氨酸的复合膜对鲜切茄子失质量的抑制效果最佳。

图2 贮藏期间鲜切茄子失质量率的变化Fig.2 Changes of mass loss rate of fresh-cut eggplant during storage

2.3 贮藏期间鲜切茄子硬度的变化

硬度是评定鲜切茄子保鲜性能的重要指标之一，果蔬在贮藏过程中硬度的下降，主要是因细胞失水和细胞壁中果胶的水解。考察贮藏期间不同ε-聚赖氨酸含量对鲜切茄子硬度的影响，结果见图3。

图3 贮藏期间鲜切茄子硬度的变化Fig.3 Changes of hardness of fresh-cut eggplant during storage

由图3可知，贮藏前3 d，不同处理的鲜切茄子其硬度都呈先增大后减小的趋势，这与徐庭巧等[5,18]的研究结果不同，其鲜切茄子贮藏期间硬度均呈逐渐下降。这可能是后两者试验都是先将鲜切茄子进行浸泡、晾干后再进行其他处理来测定茄子的保鲜指标，而本实验是直接将切好的新鲜茄子装入袋中然后真空包装，包装方式不同导致硬度变化不同。因此在本实验中大部分组别的硬度值在贮藏期间先增大后减小。ε-聚赖氨酸含量为5%的复合膜所包装鲜切茄子的硬度随着储藏时间的延长而增大，贮藏第3天后，鲜切茄子的硬度趋于平稳，同样3%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的硬度值逐渐增大，但从第2天开始，其硬度迅速上升。对照（CK）组和ε-聚赖氨酸含量为1%的复合膜所包装鲜切茄子的硬度值都是先增大至第3天，随后下降。不含ε-聚赖氨酸和3%和7%ε-聚赖氨酸含量的包装袋内的鲜切茄子，在贮藏至第4天，其边缘出现了少许腐烂，贮藏至第5天，7%ε-聚赖氨酸含量的包装袋内鲜切茄子腐烂程度最为严重。因此，5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装茄子的硬度变化最为平稳。

2.4 贮藏期间鲜切茄子色度的变化

通过色度计对贮藏期间鲜切茄子的L*、a*、b*值的变化来表示其褐变程度，具体表现为L*值越小茄子的色泽就越暗，a*值越小为负时茄子的颜色越鲜绿，b*值越大则表示鲜切茄子变黄程度越严重。考察贮藏期间不同ε-聚赖氨酸浓度对鲜切茄子褐变度的影响，结果见图4。

图4 贮藏期间鲜切茄子L＊值(A)、a＊值(B)、b＊值(C)的变化Fig.4 Changes ofL＊(A),a＊(B),b＊(C)value of fresh-cut eggplant during storage

由图4a可知，不同处理的鲜切茄子在贮藏期间其L*值均呈下降趋势，其中5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的L*值下降最慢，3%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装茄子的L*值下降最快，而7%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装茄子的L*值在贮藏期0～4 d下降较为缓慢，但在第5天时L*值迅速降为61.42，低于其他4组。由图4b可知，5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的a*值变化最为缓慢，该组茄子保持鲜绿色最为持久，而3%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的a*值变化最快；由图4c可知，随着储藏时间的延长，鲜切茄子逐渐变黄，5% ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的b*值变化最为缓慢。表明5%ε-聚赖氨酸含量的ε-聚赖氨酸-壳聚糖/ PE复合膜对鲜切茄子的褐变抑制效果最好，这可能缘于ε-聚赖氨酸的抑菌性。

2.5 贮藏期间鲜切茄子可溶性固形物含量的变化

鲜切茄子的呼吸作用致使其营养物质的消耗加快，特别是糖类物质，鲜切茄子可溶性固形物减少。考察贮藏期间不同ε-聚赖氨酸含量对鲜切茄子可溶性固形物含量的影响，结果见图5。

图5 贮藏期间鲜切茄子可溶性固形物含量的变化Fig.5 Changes of soluble solid content of fresh-cut eggplant during storage

由图5可知，随着贮藏时间的延长，不同包装袋内的鲜切茄子的可溶性固形物均逐渐下降，贮藏至第2天时，各组鲜切茄子的可溶性固形物迅速下降，储藏期继续延长，可溶性固形物下降趋于平稳，其中5%ε-聚赖氨酸含量复合膜包装的鲜切茄子其可溶性固形物下降的最为缓慢，而3%ε-聚赖氨酸含量的复合膜所包装鲜切茄子的可溶性固形物的下降最迅速。因此5%ε-聚赖氨酸含量的复合膜更能保持鲜切茄子的营养物质，提高鲜切茄子的商品价值。

3 结论

为解决鲜切茄子的褐变问题，本研究制备了含不同含量ε-聚赖氨酸的ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜，考察了不同ε-聚赖氨酸的含量对鲜切茄子的保鲜性影响。结果发现，5%ε-聚赖氨酸含量的ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜能更好地减少鲜切茄子中营养物质的消耗、水分的流失，抑制其褐变，保鲜效果相对较好。为鲜切茄子的保鲜提供了一种解决方案，并为未来鲜切茄子包装销售的市场化提供了一定的理论基础。但有关ε-聚赖氨酸-壳聚糖/PE复合膜对鲜切茄子保鲜的机理还有待进一步深入研究。

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Effect ofε-polylysine-chitosan/PE composite film on preservation of fresh-cut eggplant

WU Haishuang,LI Yana*,LIU Liyan(School of Mechanical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

ε-polylysine-chitosan/polyethylene(PE)composite film was used to treat the fresh-cut eggplant by vacuum packaging technology.The effects ofε-polylysine contents(1%,3%,5%,7%)on preservation of fresh-cut eggplant were investigated.Results indicated that with the increase of storage days,the sensory quality and soluble solids of fresh-cut eggplant showed a downward trend,the mass loss rate and browning degree showed a rising trend.ε-polylysine-chitosan/PE composite film with 5%ε-polylysine had optimum preservation effect on fresh-cut eggplant.

ε-polylysine;chitosan;fresh-cut eggplant;preservation

TB484.3

0254-5071（2017）01-0164-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.034

2016-07-24

武汉轻工大学校立科研项目

吴海霜(1993-)，男，硕士研究生，主要从事包装材料方面研究工作。

*通讯作者：李亚娜(1980-)，女，副教授，博士，主要从事食品包装材料的研究工作。