壳聚糖协同次氯酸盐对北碚447锦橙贮藏品质的影响

刘 秘，张 玉,2,*，赵 欣

北碚447锦橙，又名北碚无核锦橙，具有早熟、无核、果大、皮薄、质优、丰产、稳产等综合优良性状[1]。但果实采摘后，随着贮藏时间的延长，由于自身呼吸作用、生理代谢等进行，果实的营养流失且品质下降；因此果实的保鲜显得极为重要。北碚447锦橙的传统保鲜方法是采用化学保鲜剂浸泡果实，虽然效果明显，但近来年化学保鲜对人体健康和环境的影响问题日益突出，若不进行果实保鲜处理又会导致果实贮藏期短，集中销售的果实价格低廉，会导致果实滞销和农民经济利益受损。因此，天然保鲜剂的研发对新鲜果实贮藏和销售意义重大[2-4]。寻找有可抑制果实腐败变质、保持果品品质的天然无毒、环保无污染的保鲜剂成为研究者的目标。

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，其化学结构为带阳离子的高分子碱性多糖聚合物[5-7]。丘苑新等[8]进行了壳聚糖涂膜对紫金春甜桔保鲜效果的实验，结果表明室温贮存54 d内，适宜浓度的壳聚糖涂膜处理可有效减缓果实中水分的散失，促进春甜桔总糖的积累，减缓果实中可滴定酸和VC的降解；于军香[9]利用不同质量分数的壳聚糖涂膜处理沂州木瓜，测定在贮藏期间果实的品质指标，发现壳聚糖涂膜处理能延缓果实硬度、总糖含量、VC含量、质量损失率和感官品质的降低，降低果实的腐烂率，质量分数1.5%壳聚糖涂膜处理保鲜效果最好，可有效地延长沂州木瓜的保鲜期。但单独使用壳聚糖涂膜进行涂膜保鲜有一定的局限性和不足，有新的研究表明壳聚糖与其他物质复合涂膜保鲜效果更好。吴雪莹等[6]通过实验发现质量分数1.5%壳聚糖、0.08%纳米SiOx都能抑制脐橙果实贮藏期间硬度的降低，两者复合处理的抑制效果更佳。次氯酸盐用于果蔬保鲜近年来有部分研究，但由于其溶于水后涂膜成膜性差，必须与热处理、过氧乙酸、草酸、低温处理等结合才具有良好的保鲜效果[10-11]。壳聚糖协同次氯酸盐涂膜处理可以避免单独使用次氯酸盐成膜性差的弊端，并且两者的结合使用对北碚447锦橙贮藏过程中的果实品质的影响还鲜有报道。因此，本研究以北碚447锦橙为实验材料，采用壳聚糖、壳聚糖协同次氯酸盐处理北碚447锦橙果实，通过测定贮藏期间果实中可溶性固形物、总糖、总酸质量分数和VC、总黄酮、总酚含量等与贮藏品质相关的指标，探究壳聚糖与次氯酸盐协同处理对北碚447锦橙果实贮藏品质的影响，为北碚447锦橙贮藏期间品质的保持以及新型天然保鲜剂的应用提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

北碚447锦橙，当日采摘200 个外观整齐、大小适中、无病虫害和机械损伤的成熟度在9 成左右的果实。

壳聚糖（1 600 Da） 山东济南海得贝海洋生物工程公司；次氯酸钙（分析纯） 成都市科龙化工试剂厂；蒽酮（分析纯） 上海科丰实业有限公司；福林-酚试剂 上海如吉生物科技发展有限公司。其他试剂为实验室常用试剂。

1.2 仪器与设备

722可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；HH-8数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；MP4001电子天平 上海恒平科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果实的前处理与分组

当日采摘的果实用清水清洗干净，自然晾干后用0.02 g/mL次氯酸钠溶液浸泡1 min，取出再用清水清洗干净，自然晾干。

将样品分为A、B、C、D 4 组进行涂膜处理，A组：0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2；B组：0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO；C组：0.01 g/mL壳聚糖；D组：空白组（蒸馏水）。0.01 g/mL壳聚糖水溶液中添加体积分数0.5%乙酸溶液。

4 组果实分别浸泡于对应的膜液中2 min，取出自然晾干，使用厚0.02 mm聚乙烯塑料袋套袋，贮藏在25 ℃温度下，每5 d为一个周期，每个周期各组取8 个果实进行各项指标的测定。

1.3.2 指标的测定

1.3.2.1 可溶性固形物质量分数的测定

每次取果肉2.0 g，用阿贝折光仪测定可溶性固形物质量分数[12]。

1.3.2.2 总糖质量分数的测定

采用蒽酮比色法[12]，并作适当改动。称取5.0 g研磨捣碎的样品，置于三角瓶中，加蒸馏水20 mL，加盖在沸水浴中保持15 min；冷却后用漏斗过滤到100 mL容量瓶中，并用蒸馏水将三角瓶冲洗至少3 次，然后在容量瓶中加入2.5 mL 0.1 g/mL的醋酸铅溶液，混匀，以沉淀样品中的蛋白质。待反应完全后，加入0.5 g草酸钾结晶，以除去过量的醋酸铅，并定容混匀，过滤，取上清液1 mL，加入100 mL容量瓶中定容，取定容后的样液1 mL，加4 mL蒽酮试剂（冰浴），取出至常温，再放入沸水浴10 min后取出至常温，在620 nm波长处测定吸光度，并以公式（1）计算总糖含量。标准曲线的方程A＝1.298ρ-0.004 4，R2＝0.990 4。

式中：ρ为根据标准曲线方程及测定的吸光度计算所得葡萄糖质量浓度/（mg/mL）；V为取样体积/mL；m为样品质量/g；N为稀释倍数。

1.3.2.3 总酸质量分数的测定

总酸质量分数采用直接滴定法测定[11]。按公式（2）计算总酸质量分数。

式中：c为氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，值为0.1 moL/L；V为滴定试液时消耗氢氧化钠标准溶液的体积/mL；m为试样的取样质量/g；K为酸的换算系数，值为0.070。

1.3.2.4 固酸比的测定

固酸比通过计算可溶性固形物质量分数与总酸质量分数的比值得出。

1.3.2.5 VC含量的测定

VC的提取[12]：取样品10.0 g，加入10 mL草酸EDTA溶液浸提剂，用研钵研磨成匀浆。过滤取得滤液，用浸提剂将样液移入100 mL容量瓶中，并定容至100 mL。

VC含量的测定[13]：准确吸取样品液10 mL至50 mL锥形瓶中，用标定后的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定，同时做空白实验。VC含量按公式（3）计算。

式中：V为滴定样液时消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液体积/mL；V0为滴定空白液时消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液体积/mL；T为滴定度/（mg/mL)；N为稀释倍数；m为样品质量/g。

1.3.2.6 总黄酮含量的测定

总黄酮含量的测定参照文献[14-16]。将果实去皮，取果肉用组织捣碎机捣碎后，用细纱布过滤，取过滤后样品20 g，无水乙醇定容至100 mL作为样品溶液。取10 mL刻度试管，向其中加入4 mL样品液（空白加无水乙醇），再向试管中加0.05 g/mL的亚硝酸钠溶液0.4 mL，摇匀，放置6 min；后再向刻度试管中加入1 g/mL硝酸铝溶液0.4 mL，摇匀，放置6 min；最后加入1 mol/L的氢氧化钠溶液4.5 mL，加水至刻度，摇匀，放置15 min，在506 nm波长处测定吸光度，根据式（4）计算总黄酮含量。总黄酮标准曲线：A＝8.721 4ρ+0.014 4，R2＝0.998。

式中：V为样品体积/mL；ρ为样品溶液中总黄酮的质量浓度/（μg/mL）；N为稀释倍数；m取样的质量/g。

1.3.2.7 总酚含量的测定

总酚含量的测定采用福林-酚试剂法[17-18]，并作相应改动。取2 mL待测液于10 mL离心管中，再加入2 mL福林-酚试剂，摇匀，5 min后加入2 mL 0.2 g/mL Na2CO3振荡。静置30 min后在760 nm波长处测定吸光度，以2 mL蒸馏水代替待测液作为空白。根据式（5）计算总酚含量。没食子酸标准曲线为：A＝0.015 7ρ+0.064 1，R2＝0.997 3。

式中：ρ为根据吸光度和标准曲线计算的总酚质量浓度/（mg/L），V为样品待测液体积/mL；N为样品稀释倍数；m为取样质量/g。

1.4 数据分析

每个周期取样8 个果实，6 个实验周期，供试果实200 个，实验数据重复3 次；应用Excel 2010 统计分析所有数据，计算标准差并绘图；应用SPSS 19.0软件对数据进行单因素方差分析（P＜0.05表示显著差异，P＜0.01表示极显著差异）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实贮藏期间可溶性固形物质量分数的影响

图1 不同处理对可溶性固形物质量分数的影响Fig. 1 Effects of different treatments on soluble solid content

如图1所示，可溶性固形物质量分数随贮藏时间延长呈先上升再下降的趋势，其原因为可溶性固形物在贮藏期间先到达一个峰值，然后由于呼吸作用消耗导致可溶性固形物质量分数逐渐降低。在整个贮藏过程中，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组的可溶性固形物质量分数均高于其他各组。在第15～20天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2与0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组可溶性固形物质量分数显著高于0.01 g/mL壳聚糖组和空白组（P＜0.05）。第15天时，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组、0.01 g/mL壳聚糖组、空白组分别为（11.2±0.1）%、（11.0±0.1）%、（10.3±0.2）%、（10.1±0.1）%；第20天时分别为（11.5±0.2）%、（11.0±0.1）%、（10.7±0.1）%、（10.2±0.1）%。第25天，各实验组的可溶性固形物的质量分数达到最高值，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组质量分数最高，为（12.3±0.2）%。第25～30天，各实验组的可溶性固形物质量分数有小幅度下降。在整个贮藏期间，3 个实验组的可溶性固形物质量分数高于或显著高于空白组，说明实验组较空白组相比能有效延缓可溶性固形物质量分数的下降，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2作用效果最优。

2.2 不同处理对果实贮藏期间总糖质量分数的影响

图2 不同处理对总糖质量分数的影响Fig. 2 Effects of different treatments on total sugar content

如图2所示，总糖质量分数随贮藏时间延长发生改变，总体呈先下降再上升再下降的趋势。在贮藏初期由于果实的呼吸作用消耗导致总糖质量分数有所降低；随着贮藏时间的延长，多糖类物质和大分子物质的部分分解引起总糖质量分数有所上升[19]。该实验结果与丘苑新等[8]的研究结果一致。在第15天，各实验组的总糖质量分数达到贮藏期间最小值，质量分数从大到小分别为0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（7.8±0.2）%、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（6.6±0.1）%、0.01 g/mL壳聚糖组（6.2±0.1）%、空白组（6.0±0.1）%，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组的总糖质量分数显著高于其他3 个组（P＜0.05）。在第25～30天，各处理组总糖质量分数均有下降，在第30天，各实验组总糖质量分数分别为0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（7.8±0.1）%、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（7.2±0.1）%、0.01 g/mL壳聚糖组（7.3±0.1）%、空白组（7.1±0.1）%，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组的总糖质量分数显著高于其他3 个组（P＜0.05）。因此在整个贮藏期间，3 个实验组与空白组相比能很好地减缓总糖质量分数的下降，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理对总糖质量分数保持效果最优。

2.3 不同处理对果实贮藏期间总酸质量分数的影响

果实总酸的质量分数影响着果实的风味，果实本身的呼吸作用会使有机物质被消耗分解导致总酸质量分数随着贮藏时间的延长而下降[19]。如图3所示，总酸质量分数随贮藏时间的延长总体呈先上升后下降趋势，其中3 个实验组较空白组总酸质量分数下降缓慢，表明实验组较空白组能够更好地保持果实风味。在第10～15天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2与0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组总酸质量分数分别显著高于空白组（P＜0.05），在第10天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（1.14±0.02）%、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（1.04±0.01）%、0.01 g/mL壳聚糖组（1.13±0.01）%、空白组（0.99±0.02）%；第15天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（1.10±0.01）%、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（1.12±0.02）%、0.01 g/mL壳聚糖组（1.03±0.01）%、空白组（0.96±0.02）%。在贮藏过程中，各实验组总酸质量分数基本高于空白组，说明各组处理方式均能够有效抑制有机酸的分解，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2的抑制效果最优，但与其他实验组相比差异不显著（P＞0.05）。

图3 不同处理对总酸质量分数的影响Fig. 3 Effects of different treatments on total acid content

2.4 不同处理对果实贮藏期间固酸比的影响

图4 不同处理对固酸比的影响Fig. 4 Effects of different treatments on solid/acid ratio

如图4所示，果实的固酸比总体呈下降-上升-下降的趋势。固酸比与可溶性固形物质量分数成正相关，与总酸质量分数成负相关[20]。前述研究中可溶性固形物质量分数随贮藏时间延长呈先上升再下降（图1）；总酸质量分数随贮藏时间的延长总体呈先下降后上升的趋势（图3）；所以固酸比应该呈现先上升后下降的趋势，这与本实验结果基本一致。在第25天，各实验组固酸比达到最大值，分别为0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组12.3±0.1、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组12.2±0.4、0.01 g/mL壳聚糖组12.2±0.1、空白组12.0±0.1，各实验组固酸比差异不显著（P＞0.05）。

2.5 不同处理对果实贮藏期间VC含量的影响

图5 不同处理对VC含量的影响Fig. 5 Effects of different treatments on VC content

VC是一种不稳定的维生素，随着果实贮藏时间的延长，逐渐被水分和抗坏血酸酶氧化分解而减少[12]；因此，VC含量的保持对果实营养价值的保持有着重要意义。如图5所示，果实的VC含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势。在第5天，3 个实验组果实的VC含量显著高于空白组（（1.00±0.01）mg/g）（P＜0.05），分别为0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/LCa(ClO)2组（1.09±0.02） mg/g、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（1.10±0.01）mg/g、0.01 g/mL壳聚糖组（1.11±0.01）mg/g，3 个实验组之间无显著差异（P＞0.05）。在第25～30天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组VC含量显著高于其他各组（P＜0.05），第25天为（0.97±0.01）mg/g，第30天为（0.95±0.01）mg/g。即0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO和1%壳聚糖均能有效抑制贮藏期间果实VC的氧化，减少果实营养的流失，减缓果实品质的下降，其中0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理效果最优。

2.6 不同处理对果实贮藏期间总黄酮含量的影响

图6 不同处理对总黄酮含量的影响Fig. 6 Effects of different treatments on total flavonoid content

总黄酮在果实中含量较低，但其有很好的抗氧化作用[21]。如图6所示，在第10天，3 个实验组的总黄酮含量明显高于空白组（（28.4±0.2）μg/g ）（P＜0.05），分别为0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（35.4±0.2）μg/g、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（33.1±0.1）μg/g、0.01 g/mL壳聚糖组（36.2±0.2）μg/g；第15天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组的果实总黄酮含量显著高于另外3组（P＜0.05），为（45.6±0.1）μg/g。说明0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理有助于果实在贮藏中期总黄酮的积累。在整个贮藏期间，果实总黄酮含量呈下降-上升-下降趋势，且在第25～30天，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组总黄酮含量显著高于另外3 组（P＜0.05）。说明了0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理能很好地保持贮藏期间果实总黄酮含量，增强果实的抗氧化能力，延缓果实营养品质的下降。

2.7 不同处理对果实贮藏期间总酚含量的影响

图7 不同处理对总酚含量的影响Fig. 7 Effects of different treatments on total phenolic content

酚类物质可以抗菌、抗氧化[22]。由图7可知，在贮藏期间，3 个实验组的果实总酚含量均高于空白组；在第30天，3 个实验组果实总酚含量显著高于空白组果实（（11.6±0.1）μg/g）（P＜0.05），分别为0.01 g/mL壳聚糖组（15.2±0.1）μg/g、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO组（14.1±0.3）μg/g、0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2组（14.1±0.2）μg/g。说明了0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理效果显著优于0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO和0.01 g/mL壳聚糖（P＜0.05）。

3 讨 论

研究结果表明，壳聚糖协同次氯酸盐有效地维持了北碚447锦橙贮藏期间果实可溶性固形物质量分数、固酸比，抑制了贮藏期间北碚447锦橙果实营养品质的下降，这与胡佳羽[11]的研究结果一致。主要原因是壳聚糖协同次氯酸盐能有效抑制果实的呼吸作用，减少了VC和有机酸的氧化分解，以延缓其营养品质的下降[1,3,5]。此外，壳聚糖协同次氯酸盐还有效抑制了贮藏期间北碚447锦橙果实中总酚含量上升，因此增强了果实抗氧化抗病能力。一方面原因是壳聚糖协同次氯酸盐有效抑制了果实的呼吸作用，减慢了果实的生理代谢，抑制了总酚与总黄酮的氧化分解[23-24]；另外一方面原因是钙离子具有控制细胞代谢、保持水果硬度、抑制水果后熟、减轻水果生理病害的作用[25-30]；壳聚糖诱导的抗病性也是贮藏期间总酚和总黄酮含量的变化的原因之一[5]。综上所述，本研究的结果表明，0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L Ca(ClO)2处理对北碚447果实的保鲜效果优于0.01 g/mL壳聚糖+200 mg/L NaClO。

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