壳聚糖涂膜处理对翠冠梨果实常温货架期色泽和贮藏品质的影响

阚超楠，高阳，陈明，陈楚英，陈金印，4，刘善军，*

（1.江西农业大学农学院，江西南昌330045；2.江西省果蔬采后处理关键技术及质量安全协同创新中心，江西南昌330045；3.江西省果蔬保鲜与无损检测重点实验室，江西南昌330045；4.萍乡学院，江西萍乡337055）

翠冠梨（Pyrus pyrifolia）是我国南方主栽的早熟梨品种，具有薄皮汁多、味道甜蜜的特点[1]。翠冠梨是呼吸跃变型果实，其采摘时处于高温高湿的夏季，故其采后贮运和货架期果实极易出现腐烂变质。提高果实采后品质及贮藏性能，是解决翠冠梨生产的重大问题。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基产生的一种多糖类物质，其来源广泛，可以由虾、蟹壳和鱼鳞等制取而成[2]。壳聚糖作为涂膜材料具有安全无毒、可生物降解、成膜性好等特点，可以作为抗菌保鲜膜用于食品和果蔬保鲜[3]。研究表明，壳聚糖涂膜可以诱导脐橙果实抗病性，抑制青绿霉的侵染，同时降低采后果实炭疽病[4-5]。采后壳聚糖涂膜处理后的哈密瓜[6]、荔枝[7]、草莓[8]果实贮藏品质提高，果实贮藏期和货架期延长。

目前关于翠冠梨的保鲜研究主要集中在温度、保鲜膜、1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）等贮藏保鲜方面，但壳聚糖涂膜在翠冠梨上的应用研究相对较少[9-11]。以翠冠梨果实为试验材料，研究了不同浓度壳聚糖涂膜处理对果实常温货架期色泽和品质的影响，以期为壳聚糖涂膜在翠冠梨采后保鲜的实际应用提高理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试翠冠梨果实于2017年7月22日（盛花后115 d）采自江西省吉安市吉水县八都针岭里村林周圣果园，选择大小均匀、无病虫害、成熟度一致和表面无机械损伤的果实，当天运回江西农业大学江西省果蔬保鲜与无损检测重点实验室。

食品级壳聚糖：河南华悦化工产品有限公司；浓硫酸、蒽酮、氢氧化钠、酚酞（均为分析纯级）：西陇科学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

RA-250WE手持数字糖度计：日本京都电子；CR-400可携式色差计：日本柯尼卡美能达；AB135-S型电子天平：METTLER TOLEDO；T6系列紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；XMTD-8222恒温水浴锅：上海精宏实验设备有限公司；PQX330BY-30HM智能人工气候箱：宁波莱福科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 壳聚糖涂膜处理

将果实清水清洗自然晾干后随机分为4组，第1组为对照组（control check，CK），不作处理，其他三组的果实分别采用1.0%、1.5%和2.0%的壳聚糖溶液浸泡15 min，捞出后自然风干。所有果实单果套袋后放置于（20±1）℃，相对湿度90%的人工气候箱中进行模拟转货架。每3天取样进行相关品质测定，试验设置3次重复，每个重复用果10个。

1.3.2 色泽测定[13]

采用色差计测果实的赤道附近果皮L*、a*、b*值，L*代表亮度（数值0～100）；a*代表颜色变化（数值-60～60，从绿到红）；b*代表颜色变化（-60～60，从蓝到黄）；C*表示颜色的彩度即C*=a*2+b*2，C*值越大表示颜色越纯。

1.3.3 叶绿素和总类胡萝卜素含量的测定

参照许建兰等[14]的方法提取，分别在663、645 nm和470 nm波长下测定，叶绿素含量（mg/g）=（8.04×OD663+20.2×OD645）×提取液总量/材料鲜重；总类胡萝卜素含量=1 000×OD470/（2 500×材料鲜重）。

1.3.4 失重率

采用称重法测定，选定20个果进行标号，每3天测定其单果质量，计算公式：失重率/%=（初始质量-测定质量）/初始质量×100。

1.3.5 腐烂率

选取300个果子，分成3个重复，每个重复100个果子，每隔3天清点腐烂果实数量，腐烂率/%=腐烂个数/总数×100

1.3.6 呼吸强度

采用GHX-3051H果蔬呼吸测定仪测定，以1 040 μL/L的标准CO2作校准，气体流速为0.5 L/min，载气为脱CO2的空气。每次取6个果实测定，3次重复，结果以mg CO2/（kg·h）来表示[15]。

1.3.7 果实硬度

采用质构仪测定（探头直径为5 mm）[16]，每个果随机均匀取果实赤道部4个点去皮后测定，每处理测定10个果实。

1.3.8 营养品质

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）：采用 RA-250WE手持数字糖度计测定。

可溶性糖含量（total sugar content，TSC）：采用蒽酮比色法测定[17]。

可滴定酸含量（titrate acid，TA）：采用酸碱滴定法测定[18]。

维生素C含量（vitamin C，VC）：采用 2，6-二氯靛酚滴定法测定[18]。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel2010处理，用SPPS软件进行数据差异显著性和相关性分析，3次重复。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实色泽的影响

壳聚糖涂膜对翠冠梨果实色泽的影响见表1。

表1 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期果皮L*，a*，b*，C*的影响Table 1 Effects of different chitosan concentrations on L*，a*，b*，C*of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

由表1可知，翠冠梨果实亮度L*值随着货架期时间的延长呈逐渐减小的趋势。在货架期0 d～15 d，壳聚糖涂膜处理果实的L*值与对照果实无显著性差异（P＜0.05），且均呈缓慢下降的趋势。从货架期18 d开始，CK果实L*值迅速下降，而壳聚糖涂膜的翠冠梨果实L*值下降缓慢。方差分析表明，在货架期21 d，壳聚糖涂膜果实L*值显著高于CK果实（P＜0.05），且1.5%和2.0%壳聚糖涂膜处理果实L*显著高于1.0%壳聚糖涂膜（P＜0.05）。

翠冠梨果实a*值在常温货架期逐渐升高，果实颜色由绿转黄，a*值由负数变正数，且在货架期21 d达到最大值。在货架前期（0 d～9 d）4组果实a*值无显著差异（P＜0.05）；在货架 12 d，CK和 1.0%壳聚糖涂膜处理果实a*值迅速升高，之后一直维持在较高水平，而1.5%和2.0%壳聚糖涂膜能够有效抑制果实a*值的升高，使得1.5%和2.0%壳聚糖涂膜果实的a*在货架中后期呈缓慢上升的趋势。在货架期21 d，1.5%和2.0%壳聚糖涂膜处理果实a*值显著低于CK和1.0%壳聚糖涂膜（P＜0.05）。

由表1可知，在常温货架期翠冠梨果实b*和C*值的变化趋势一致，均呈下降的趋势。在货架前、中期（0 d～12 d），果实b*和c*值下降缓慢，4组果实差异不显著（P＜0.05）。货架后期，CK果实b*和c*值下降急剧下降，壳聚糖涂膜处理能延缓果实b*和c*值的下降，使得各个壳聚糖涂膜果实b*和c*值在货架期21 d显著高于对照果实（P＜0.05）。

综上所述，翠冠梨通过1.5%和2.0%壳聚糖涂膜后能够更好的维持果实色泽，保持较好的外观品质。

2.2 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实叶绿素和总类胡萝卜素的影响

果实表皮的颜色主要由果皮色素含量的多少及其种类比例决定。翠冠梨果皮色素含量主要以叶绿素和类胡萝卜素为主。在果实发育阶段，翠冠梨果实表面呈绿色，果皮色素以叶绿素为主，随着果实成熟，果皮由绿色向黄绿色转变。

不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期果皮总叶绿素和类胡萝卜素含量的影响见表2。

在常温货架期间，翠冠梨果皮总叶绿素含量逐渐降低，其中CK和1.0%壳聚糖涂膜果皮总叶绿素含量在货架3 d～21 d显著低于1.5%和2.0%壳聚糖涂膜（P＜0.05）。在货架期21 d，CK果皮总叶绿素含量为4.22 μg/g，1.0%壳聚糖涂膜为 4.64 μg/g，两者差异不显著性（P＜0.05）；1.5%和2.0%壳聚糖涂膜果皮总叶绿素含量为 12.21 μg/g和 11.34 μg/g，分别是 CK 果实的2.65和2.46倍，显著高于CK和1.0%壳聚糖涂膜果实（P＜0.05）。

表2 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期果皮总叶绿素和类胡萝卜素含量的影响Table 2 Effects of different chitosan concentrations on total chlorophyll content and carotenoid contentof'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

从表2可以看出，翠冠梨果实类胡萝卜素含量在常温货架期呈逐渐上升的趋势。3个浓度壳聚糖涂膜处理对翠冠梨果实类胡萝卜素的影响各不相同，0.5%壳聚糖处理果实类胡萝卜素含量在整个货架期均与CK无显著性差异（P＜0.05），1.5%和2.0%壳聚糖涂膜处理果实类胡萝卜素含量货架0 d～9 d与CK无显著性差异（P＜0.05），在货架期后期（18 d～21 d）会显著低于CK（P＜0.05），这说明1.5%能够显著抑制常温货架期翠冠梨果实类胡萝卜素含量的积累，使得果实类胡萝卜素含量维持在较低水平。

2.3 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实失重率的影响

果实水分含量会影响果实的新鲜度和口感，失重率是影响果实贮藏品质的重要指标。不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期失重率的影响见图1。

由图1所示变化，随着货架时间的延长果实水分散失，翠冠梨果实的失重率逐渐增加。壳聚糖涂膜处理能够有效减小果实水分的损失，延缓果实失重率的升高。在货架期21 d，CK果实失重率为3.15%，1.0%、1.5%、2.0%壳聚糖涂膜果实的失重率为2.92%、2.63%、2.47%，1.5%和2.0%壳聚糖涂膜果实的失重率显著低于 CK（p＜0.05）。

图1 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期失重率的影响Fig.1 Effects of different chitosan concentrations on the weightlessness of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

2.4 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实腐烂率的影响

不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期腐烂率的影响见图2。

图2 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期腐烂率的影响Fig.2 Effects of different chitosan concentrations on the hardness of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

由图2所示，在常温货架期，翠冠梨果实在货架期6 d出现腐烂，随着货架期的延长果实腐烂率逐渐增加。CK果实腐烂率在货架中后期急剧升高，在货架期21 d达到93.33%。与CK相比，壳聚糖涂膜能显著降低果实中后期腐烂的发生（P＜0.05）。在货架期21 d，壳聚糖涂膜处理果实腐烂率分别为69.17%、24.17%、35.00%，仅为CK果实的74.11%、25.90%、37.50%，其中1.5%壳聚糖涂膜效果最好。

2.5 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实呼吸强度和硬度的影响

翠冠梨为呼吸跃变型果实，其呼吸强度在常温货架期大体上呈先上升后下降的趋势，且会出现明显的高峰。不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期呼吸强度影响见图3。

图3 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期呼吸强度的影响Fig.3 Effects of different chitosan concentrations on respiration rate of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

从图3中可以看出，CK果实呼吸强度在货架期9 d达到最大值，之后一直维持较高水平。与CK相比，壳聚糖涂膜处理的果实呼吸强度峰值出现时间推迟，其中1.0%和2.0%壳聚糖涂膜果实呼吸峰值在货架期12 d，1.5%壳聚糖涂膜果实呼吸峰值在18 d，且涂膜处理果实呼吸强度在整个货架期均显著低于对照果实（P＜0.05）。在货架期21 d，CK果实呼吸强度为58.11 mg CO2/（kg·h），壳聚糖涂膜果实分别为49.97、18.10、36.16 mg CO2/（kg·h），均显著高于CK（P＜0.05）。这说明1.5%壳聚糖涂膜对翠冠梨果实呼吸抑制效果最佳。

2.6 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实硬度的影响

不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期硬度的影响见图4。

图4 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期呼吸强度的影响Fig.4 Effects of different chitosan concentrations on respiration rate of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

如图4所示，随着货架期时间的延长，翠冠梨果实硬度呈逐渐下降的趋势。CK果实硬度在货架期前期下降迅速，货架期9 d果实达到呼吸峰值时硬度比0 d下降了31.52%。壳聚糖涂膜处理能够延缓果实硬度的下降，使得涂膜处理果实硬度在货架期高于对照。在货架期21 d，CK果实硬度为10.30 kg/cm2，壳聚糖涂膜果实的硬度分别为12.12、13.40、13.44 kg/cm2，三者均显著高于CK（P＜0.05），其中1.5%和2.0%壳聚糖涂膜在果实硬度的效果优于1.0%壳聚糖涂膜。

2.7 壳聚糖涂膜对翠冠梨果实营养品质的影响

不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期TSS、VC、TA和TSC的影响见图5。

图5 不同浓度壳聚糖处理对翠冠梨果实常温货架期TSS、VC、TA和TSC的影响Fig.5 Effects of different chitosan concentrations on TSS，VC，TA and TSC of'Cuiguan'pear during shelf life at room temperature

TSS是翠冠梨果实营养品质的重要指标，由图5可知，翠冠梨果实TSS含量在货架期整体呈先升后降的变化趋势。在货架前期，翠冠梨果实TSS含量升高，CK果实TSS含量在货架期3 d达到最大值13.13%，而壳聚糖涂膜果实的TSS分别出现在货架期9 d、15 d和15 d达到最大值；在货架中后期CK果实TSS含量急剧下降，壳聚糖涂膜能延缓果实TSS含量的下降，使得壳聚糖处理果实的TSS含量在果实中后期显著高于CK（P＜0.05）。与TSS含量变化趋势一致，翠冠梨果实TSC含量在货架前期升高后期下降，壳聚糖涂膜处理能延缓果实货架中后期TSC含量的下降，使得涂膜处理果实TSC含量维持在较高水平。其中1.5%和2.0%壳聚糖涂膜对翠冠梨常温货架期TSS和TSC的效果较好。

TA是影响果实口感风味的重要指标。从图3可知，翠冠梨果实TA含量在常温货架呈逐渐降低的趋势，壳聚糖涂膜处理能够抑制果实TA含量的降低，其中1.5%和2.0%壳聚糖涂膜效果较好，在货架中后期1.5%和2.0%壳聚糖涂膜的翠冠梨果实TA含量显著高于CK。在货架期21 d，CK果实TA含量为0.080%，1.0%壳聚糖涂膜果实为0.085%，两者无显著性差异（P＜0.05）；1.5%和2.0%壳聚糖涂膜果实为0.093%和0.100%，均显著高于 CK（P＜0.05）。

翠冠梨果实VC含量变化如图3所示，随着货架时间的延长，翠冠梨果实VC含量逐渐降低，CK果实VC在货架0 d～3 d急剧下降，由初始的3.49 mg/100 g降到2.36 mg/100 g，之后持续降低；壳聚糖涂膜能够抑制果实VC含量的下降，使得涂膜处理果实的VC含量在货架期呈缓慢减少的趋势，其中1.5%壳聚糖涂膜抑制效果最佳，其VC含量在货架期21 d为1.97 mg/100 g，显著高于 CK、1.0%和 2.0%（P＜0.05）。

3 结论

从上述结果可知，在常温货架期间，翠冠梨果实由成熟向衰老转变，果实呼吸强度升高，硬度逐渐降低，TSS、TA、TSC和VC营养物质逐渐分解。壳聚糖涂膜不仅能够延缓果实色泽的转变、叶绿素的降解和类胡萝卜素的积累，使的果实表皮色泽维持在较好水平，而且它还能够减少果实水分的散失和腐烂的发生，其中1.5%壳聚糖涂膜效果最佳。

与CK相比，壳聚糖涂膜处理能延长翠冠梨果实呼吸高峰的到来、降低果实呼吸强度、延缓果实硬度的下降，同时壳聚糖涂膜处理还能够延缓翠冠梨果实营养物质的下降，减少果实营养品质的损失。综合各项指标分析，1.5%壳聚糖涂膜处理对翠冠梨果实常温货架期的保鲜效果最佳，能够有效维持果实品质。