壳聚糖-氯化钙复合涂膜对鲜切西蓝花的保鲜研究

蒋变玲，王梦梦，陈 琼，段 红，韩方凯，朱 颖

（宿州学院 生物与食品工程学院，安徽 宿州 234000）

西蓝花又称青花菜，是十字花科双子叶植物[1]。其幼嫩花球和茎供食用[2]。因其丰富的营养价值，市场需求量日益增大[3]。

鲜切蔬菜既保持了蔬菜原有的新鲜状态，且因其方便、营养、卫生等特点，备受青睐[4-5]。但鲜切蔬菜贮藏期间，会发生干枯缩水，逐渐腐烂变质，产生不良气味，感官品质有所下降，营养物质不断流失等问题导致其保质期较短[6]。

壳聚糖是一种氨基类多糖，因其氢键能够相互交联形成网状样的结构，进而形成透明的具有多孔结构的薄膜，因此常被用于果蔬涂膜保鲜中[7]。

Ca2+是植物必须的营养元素之一[8]，对于保持细胞壁的结构、维持细胞膜功能方面具有十分重要的意义。有研究表明，外源Ca2+处理可以延长采摘冬枣的保存时间[9]。连文琦等[10]研究表明，CaCl2处理使鲜切苹果的褐变程度得到明显的改变。葛金玉等[11]研究显示，CaCl2处理使鲜切萝卜可滴定酸、可溶性蛋白都表现为先上升后下降。CaCl2处理鲜切水果能够提高SOD、CAT的活性。

本试验研究了氯化钙、壳聚糖及二者复合液涂膜处理对鲜切西蓝花的保鲜效果的影响，通过测定贮藏期间鲜切西蓝花的品质，为氯化钙壳聚糖复合涂膜保鲜研究提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜西蓝花，购自大润发超市。

1.2 主要试剂及仪器设备

主要试剂：壳聚糖为食品级，氯化钙、过氧化氢、盐酸萘乙二胺、盐酸羟胺、磷酸氢二钾、三氯乙酸、磷酸氢二钠、乙二胺四乙酸二钠、PVPP、黄嘌呤、TBA、丙酮等为分析纯，亚硝酸钠、愈创木酚等为标准品，以上试剂购自阿拉丁试剂公司。

主要仪器设备：UV-5100H型分光光度计、H1850型离心机、HH-2型水浴锅、WH-8型天平等。

1.3 试验方法

1.3.1 试验材料处理

挑选花球大小一致无病虫害的新鲜西蓝花，用纯水清洗并晾干，将西蓝花切成0.5 cm×0.5 cm×3 cm大小，随机分为4份，每份约600 g。配制1%壳聚糖溶液、0.5%氯化钙溶液及两种溶液的1：1混合液作为复合涂膜液，将各组鲜切西蓝花均匀分为3份，分别完全浸泡于各溶液中处理5 min，蒸馏水处理相同时间作为对照。处理结束后，迅速将样品取出，晾干表面的水分，于4℃条件下贮藏5 d，每天定时取样，进行各项指标测定。

1.3.2 理化指标测定

1.3.2.1 粗酶液的制备

取2.0 g样品，加入预冷的50 mM pH 7.0磷酸缓冲液 8 mL[内含 3 mM EDTA-2Na，0.5%（W/V）PVPP，0.1%（V/V）Tritonx-100]， 充分研磨，12 000 r/min 冷冻离心 10 min，上清液即为粗提液[12]，用于 SOD、AXP、POD、O2·-、MDA 的测定。

1.3.2.2 抗氧化酶活性的测定

（1）SOD活性的测定根据赵健等[13]的方法稍作改进。测定530 nm波长条件下样品的吸光度值。

酶活性单位：units·g-1FW

（2）POD活性测定根据Roca J等的方法[14]。将0.5 mL样品酶提取液移至比色杯中并加入3 mL的愈创木酚溶液。迅速加入0.2 mL的8 mmol/L H2O2，在470 nm波长条件下分别测定10 s和70 s的吸光度值。

酶活性单位：A470·g-1FW·min-1

（3）APX活性的测定：参考Yan J等[15]方法稍作改进。

式中，Vt为粗酶提取液总体积 （mL）；Vs为测定时所用提取液体积（mL）；W 为植物组织鲜重（g）；t为时间（min）。

1.3.2.3 活性氧化指标测定

O2·-生成速率的测定参考陈双颖[16]的方法。

式中：Vt为提取液总体积（mL）；W 为植物组织鲜重（g）；t为反应时间（min）。

1.3.2.4 衰老生理指标测定

（1）叶绿素含量的测定根据王文杰等[17]的方法加以改进。

式中：Chla代表叶绿素 a含量，Chlb代表叶绿素b 含量，单位均为 （mg/g·FW）；A665、A649分别代表665 nm、649 nm的吸光度值；V为提取液体积（mL），W 为样品重量（g）。

（2）MDA含量的测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[18]。

式中：A532、A600分别代表532 nm、600 nm 的吸光度值；Vt为提取液体积（mL），Vs为反应液中的试样体积（mL）。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花抗氧化酶活性的影响

2.1.1 壳聚糖、氯化钙及复合溶液处理对鲜切西蓝花SOD活性的影响

SOD是一种抗氧化酶，可通过对生物体内自由基的清除达到延缓果实衰老的效果[13]。由图1可知，在鲜切西蓝花贮藏期间，各组的SOD活性均为先升高后下降，贮藏2 d时SOD活性最高。涂膜处理不同程度保持SOD活性，整个贮藏期间均高于对照组，其中，复合液涂膜保鲜处理组的鲜切西蓝花SOD活性最高。由此可知，壳聚糖、氯化钙及复合液涂膜处理可以有效地抑制鲜切西蓝花SOD的活性的下降，延缓鲜切西蓝花的衰老。其中壳聚糖-氯化钙复合液涂膜处理效果最好。

图1 不同涂膜处理对鲜切西蓝花SOD活性的影响Figure 1 Effects of different coating films on SOD of fresh-cut broccoli

2.1.2 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花POD活性的影响

POD影响植物的生长发育，可以清除质膜的H2O2，是果蔬衰老的指标之一[19]。由图2可知，在鲜切西蓝花贮藏期间，各组POD活性先上升后下降，贮藏3 d时POD活性最高。这是由于切割时的损伤导致鲜切西蓝花表面组织氧化胁迫使POD活性升高，随着鲜切西蓝花的衰老，POD活性下降。壳聚糖、氯化钙及复合液处理的鲜切西蓝花POD活性始终高于对照组，其中壳复合液处理组的POD活性最高。这说明适当涂膜处理可以延缓果实衰老，与陈双颖等[19]研究结果相吻合。

图2 不同涂膜处理对鲜切西蓝花POD活性的影响Figure 2 Effects of different coating films on POD of fresh-cut broccoli

2.1.3 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花APX含量的影响

APX是清除叶绿体中H2O2的关键酶，果蔬中的APX通过降低超氧阴离子产生速率，减弱脂质过氧化作用，使果蔬保鲜。由图3可知，鲜切西蓝花的APX活性随着贮藏时间的延长不断下降。对照组的APX活性在贮藏5 d时为2.2，而壳聚糖、氯化钙及复合液处理的鲜切西蓝花中的APX活性保持较高水平且复合液处理鲜切西蓝花中的APX活力最大。说明涂膜保鲜处理能够抑制鲜切西蓝花中APX活性的降低，保持其品质。这是因为涂膜处理在鲜切西蓝花表面形成一层薄膜，使呼吸作用强度降低，APX能保持较好的活性[23]。

图3 不同涂膜处理对鲜切西蓝花APX活性的影响Figure3 EffectsofdifferentcoatingfilmsonAPXoffresh-cutbroccoli

2.2 壳聚糖、氯化钙及复合溶液处理对鲜切西蓝花O2·-生成速率的影响

由图4可知，在鲜切西蓝花贮藏期间，O2·-生成速率先上升后下降。聚糖组在贮藏3 d时O2·-生成速率最高，其他三组在贮藏4 d时O2·-生成速率最高，壳聚糖、氯化钙及复合液处理的鲜切西蓝花中的O2·-生成速率不同程度低于对照组。其中复合液处理组的鲜切西蓝花O2·-生成速率最低，约为对照组的0.58倍。结果表明，涂膜处理可抑制O2·-生成速率，从而延缓鲜切西蓝花品质的降低，其中复合液涂膜处理效果最好。这与罗海波等[24]研究结果一致。鲜切西蓝花在贮藏期间会产生具有强氧化性的活性氧自由基，它们会导致细胞DNA损坏、生物膜的结构和功能受到破坏[23]。这是因为SOD可催化O2·-，涂膜处理可使SOD保持较高活性，进而抑制了O2·-的生成速率。

图4 不同涂膜处理对鲜切西蓝花O2·-生成速率的影响Figure 4 Effects of different coating films on the rate of superoxide anion formation of fresh-cut broccoli

2.3 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花衰老生理指标的影响

2.3.1 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花叶绿素含量的影响

叶绿素含量是反映西兰花感官品质优劣的重要指标[24]。由图5可知，鲜切西蓝花在贮藏期间叶绿素含量逐渐下降，壳聚糖、氯化钙及复合液处理鲜切西蓝花中叶绿素含量不同程度高于对照组，说明壳聚糖、氯化钙及壳聚糖·氯化钙涂膜处理可以延缓叶绿素的降解，其中复合液处理组的叶绿素含量下降程度低于其他组。涂膜处理延缓了鲜切西蓝花中的叶绿素降解，可能是抑制了叶绿素酶和脱镁螯合酶的活性[1]。

图5 不同涂膜处理对鲜切西蓝花叶绿素含量的影响Figure 5 Effects of different coating films on the chlorophyll content of fresh-cut broccoli

2.3.2 壳聚糖、氯化钙及复合液处理对鲜切西蓝花MDA含量的影响

MDA是细胞膜脂过氧化的重要产物，其含量增加可加速膜的损伤，可用来判定植物的衰老[2,25]。由图6可知，鲜切西蓝花贮藏期间，MDA含量至贮藏2 d时达到最大值，对照组达到0.92 μmol·g-1FW，随后各组MDA含量呈下降趋势，其中壳聚糖、氯化钙及复合液处理的鲜切西蓝花MDA含量始终低于对照组，且复合液处理的鲜切西蓝花中MDA含量与对照组差异显著。结果表明，涂膜处理能抑制MDA的产生并延缓其衰老，其中复合涂膜处理效果最好。壳聚糖、氯化钙和复合液处理使鲜切西蓝花SOD、POD、APX保持了较高活性，进而抑制了脂膜过氧化并降低MDA积累。

图6 不同涂膜处理对鲜切西蓝花MDA含量的影响Figure 6 Effects of different coating films on the content of MDA in fresh-cut broccoli

3 结论与讨论

果蔬经过鲜切加工后，其表面的损伤会激活一些生理生化反应，加速果蔬的营养流失、衰老及腐败变质[9，10]。大量研究表明，壳聚糖的氢键相互交联形成的多孔薄膜和Ca2+对植物细胞壁的支撑作用，能够减缓鲜切果蔬内部物质的转化和水分散失，维持细胞良好形态，进而降低鲜切果蔬的衰老及腐败变质进程[7，8]。

本实验研究了不同涂膜处理对鲜切西蓝花的保鲜效果影响。结果表明，用1%壳聚糖、0.5%氯化钙及二者的1%壳聚糖+0.5%氯化钙复合液处理鲜切西蓝花，可保持贮藏期间的西蓝花中的SOD、POD和APX活性，降低O2·-生成速率，抑制MDA的积累和叶绿素的降解，从而保持西蓝花的良好品质。且对3种涂膜保鲜效果比较发现，1%壳聚糖+0.5%氯化钙复合液处理效果最佳。