鱼鳞胶原蛋白可食性复合涂膜对圣女果保鲜效果研究

甘钊生，梁 志

（茂名职业技术学院 化学工程系，广东 茂名 525011）

圣女果，俗称小番茄，有生津止渴、健胃消食等功效，富含大量的营养成分，如有机酸、糖、维生素等，其中所含维C含量更是普通番茄的1.7倍，营养价值高，因而深受广大消费者青睐，被联合国粮农组织列为优先推广的“四大果蔬”之一。圣女果含水量高，由于属于呼吸跃变型果实，常温下5～6 d就容易失水萎蔫，褐变腐烂，保鲜期较短，很大程度地降低其商品价值。目前，水果保鲜法主要有物理保鲜法、化学保鲜法、涂膜保鲜法，以及采后冷热处理、辐射处理、加减压处理等。但由于高浓度的CO2成本较高，难以控制湿度和温度，低温贮藏成本较高且易使水果发生冷害，化学保鲜法带来的药剂残留会导致食品安全和环境污染等问题，故此限制物理保鲜法和化学保鲜法在水果保鲜上的应用[1]。涂膜法具有防止果实内部水分损失、阻止氧气进入及CO2的排出，以及抑制呼吸、微生物生长和减缓褐变等优点，是一种可有效延长果蔬保鲜期的方法。其中的复合涂膜保鲜法已成为涂膜保鲜法的热点[2-3]。

胶原蛋白可降解、易成膜、生物相容性高，因而广泛应用在可食性包装中。鱼鳞内含有大量的蛋白质，占鱼鳞有机物的90%以上，是胶原蛋白的良好来源[4]。绿茶提取物（GTE） 富含大量茶多酚，具有较强的抗氧化活性和抗菌、杀菌效应，将其添加到鱼鳞胶原蛋白膜内，可增强蛋白膜的抗氧化活性[5]。茂名是“中国罗非鱼之都”，养殖罗非鱼历史悠久，养殖面积近147 km2，年产量20×104t，年产量大，80%以鱼片形式出口，加工后的鱼鳞副产物多被废弃，造成极大的资源浪费且污染环境。利用罗非鱼鱼鳞胶原蛋白制备胶原蛋白/GTE涂膜，考查其对圣女果的保鲜效果的影响，为圣女果的保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

罗非鱼鱼鳞、绿茶提取物（GTE），市售；圣女果，购自茂名明湖超市，选择饱满、大小均一、色泽相同、无损伤果实。紫外-可见光UV-1800型分光光度计；恒温水浴磁力搅拌器。

制备罗非鱼鱼鳞胶原时，首先除去鱼鳞和黏连的鱼肉，洗净后用质量分数0.2%的NaOH浸泡（鱼鳞与溶液的质量比为1∶30） 40 min，期间不停搅拌，流水冲洗至中性后，浸泡于质量分数0.2%的HCl（鱼鳞与溶液的质量比为1∶30） 溶液中，加快搅拌，40 min之后漂洗至中性，沥干水分。将预处理后的鱼鳞，加10倍质量蒸馏水煮30 min（温度控制在80～90℃），冷却至70℃左右，趁热用纱布过滤，收集滤液。将滤液浓缩至约50 mL，迅速放到-20℃冰箱内冷却复性15 min，复性后的粗胶原蛋白对1 L纯水透析0.5 h，然后在20～30℃的冷冻干燥箱中烘至恒质量，得胶原蛋白[6]。

1.2 试验方法

1.2.1 鱼鳞胶原蛋白/GTE涂膜液的制备

参考文献[11]方法，将一定量的胶原蛋白（4，6 g）和1.0 g GTE置于200 mL烧杯，于45℃下水浴，磁力搅拌至充分溶解后，加1.0 g甘油，加适量的去离子水，使最终体积为100 mL，继续搅拌30 min，得到质量分数4%胶原蛋白/GTE涂膜保鲜液和质量分数6%胶原蛋白/GTE涂膜保鲜液，不加GTE的溶液为胶原蛋白涂膜液。

1.2.2 圣女果的涂膜处理

将洗净擦干的圣女果分别浸泡在按照1.2.1方法制备的涂膜液中，待圣女果表面完全浸润后，取出置于通风处干燥。另取洗净擦干的圣女果用蒸馏水浸泡后作为对照组。每种保鲜处理的圣女果数量为30个。将不同处理的圣女果放置于室温，定期测定保鲜指标。

1.2.3 保鲜指标的测试

（1） 失质量率。

用以下公式计算失质量率：

式中：W0——圣女果的初始质量，g；

Wt——圣女果贮藏时间为t时的质量，g。

（2） 腐烂率。

用以下公式计算腐烂率：

（3） 褐变强度 （BD） 测定。 参考姜绍通等人[7]的方法进行试验。新鲜样品按1∶10（W∶W） 加蒸馏水，低温下匀浆2 min，过滤，取滤液于25℃保温5 min，于波长416 nm处测定吸光度，褐变强度结果以A416×10表示。

（4） 多酚氧化酶 （PPO） 活性。 参考姜绍通等人[7]的方法。将1.2.3（3） 中未经保温的滤液2 mL放入25 mL比色管中，加入2 mL pH值为6.84的磷酸缓冲液和8 mL质量分数0.2%的邻苯二酚，摇匀，于25℃下保温10 min，于波长416 nm处测定吸光度，多酚氧化酶（PPO） 活性结果以A416值来表示。

2 结果与分析

2.1 不同处理对圣女果失质量率的影响

新鲜水果含水量为90%～95%，在贮藏过程中，由于水果表面的蒸腾作用和水果呼吸，失水而导致失质量。当失水严重出现萎蔫时，会降低果实的饱满度、光泽，从而降低人们的购买欲望，降低商品的价值。因此，失质量率是表征水果新鲜度的重要指标。

不同处理对圣女果失质量率的影响见图1。

图1 不同处理对圣女果失质量率的影响

从图1可知，随着贮藏时间的延长，圣女果失质量率也渐渐增加。其中，对照组失质量率较大，8 d时失质量率接近18%。胶原蛋白和胶原/GTE涂膜处理过的圣女果失质量率均低于对照组。这是因为保鲜液体通过浸渍和喷涂被应用于果蔬表面，干燥后，形成一薄层透明膜，减少水蒸发引起的收缩和萎蔫，同时绿茶提取物中的茶多酚在圣女果表面形成了比普通保鲜剂更致密的涂层，能够防止微生物的侵染、减少水分蒸发、抑制圣女果的呼吸、减少圣女果的水分损失，从而降低其的失质量率[8]。

2.2 不同处理对圣女果腐烂率的影响

不同处理对圣女果腐烂率的影响见图2。

图2 不同处理对圣女果腐烂率的影响

从图2可知，不同处理的圣女果腐烂率随时间的延长而增加。涂膜处理组的果实腐烂率低于对照组，原因在于，可食膜能在果蔬表面形成一层膜，防止膜内外气体间的交换。在贮藏过程中，由于水果的呼吸，消耗O2并生成CO2，从而在膜内形成高CO2和低O2环境，并进一步减弱呼吸作用，减慢了果实内物质转化和底物消耗速度，从而减缓果实的成熟及老化。添加了GTE的胶原蛋白膜处理组果实腐烂率最低，具有最好的保鲜效果，这可能是因为GTE中含有具有抗菌性能多酚物质，可以有效控制圣女果表面微生物的生长，防止病原菌感染所导致的腐烂[9]。

2.3 不同处理对圣女果褐变强度的影响

不同处理对圣女果褐变强度的影响见图3。

图3 不同处理对圣女果褐变强度的影响

从图3可知，在贮藏过程中圣女果的褐变强度在逐渐增大，8 d后对照组的褐变最为严重。另外可见，鱼鳞胶原蛋白膜处理能抑制圣女果褐变，而6%胶原蛋白/GTE膜对褐变的抑制效果优于胶原蛋白膜。其原因可能是由于绿茶提取物具有较强的抗氧化作用，可有效抑制果实中氧化酶的活性，进而抑制果实褐变，延长果实的保鲜时间[10-11]。

2.4 不同处理对圣女果多酚氧化酶活性的影响

在PPO的作用下，酚类化合物被氧化成醌，醌聚合形成褐色素，从而导致果实组织褐变。

不同处理对圣女果多酚氧化酶活性的影响见图4。

从图4可知，随着贮藏时间的增长，PPO活性上升，含有GTE的胶原蛋白/GTE复合膜处理组的PPO活性最低。胶原蛋白/GTE膜处理组的褐变强度最低（图3），这是因为GTE具有良好的抗氧化作用，可抑制多酚氧化酶的活性，从而减弱褐变强度[12]。

3 结论

图4 不同处理对圣女果多酚氧化酶活性的影响

将绿茶提取物加入胶原溶液中制备复合涂膜液，能有效减少圣女果的失质量和腐烂率，抑制果实褐变，降低多酚氧化酶活性，延长圣女果贮藏保鲜期。该复合涂膜液中的主要原料胶原蛋白和绿茶提取物，来源丰富、价廉易得、容易加工，而且两者均可生物降解、安全无毒，以此为原料制备的可食性涂膜易被消费者接受，是一种有前途的果蔬保鲜措施[13]。