普鲁兰复合被膜在枇杷采后保鲜中的应用

张又丹，张丽娜，罗臣暮，胡雪滢，王大慧

（苏州大学基础医学与生物科学学院，江苏苏州 215123）

青种枇杷具有果大、质优、丰产、耐寒等优点[1]，对消化、止渴、解暑有一定功效，深受人们的喜爱。但青种枇杷在采后储运过程中不耐贮藏，易腐败变质，同时失水程度较大，易导致果皮皱缩，使枇杷的食用价值与商业价值显著降低，严重影响其推广销售。研究表明，普鲁兰多糖、魔芋葡甘聚糖等可食性薄膜已被应用于许多产品，以控制水分转移，气体交换或氧化过程，对于果蔬保鲜具有较高的市场价值和研究价值[2-3]。

普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉产生的胞外多糖。其水溶液成膜性好，制成的薄膜保湿性强、光泽性好、有选择透过性[4]，现已广泛用于新鲜果蔬的被膜保鲜及抗氧化等方面。但是其制得的膜抗湿性、柔软性较差且缺乏抗菌性[5-6]，为了改善薄膜性能，可加入明胶、壳聚糖等多糖形成复合膜[7-9]。壳聚糖有良好的机械屏障作用，又可抑制水果表面真菌的生长[10]；钙处理可延长后熟过程，保持细胞壁的结构，维持细胞膜的功能，防止果实软化衰老，增加果实硬度[11-12]，故二者可改善复合膜的性能。研究表明，普鲁兰多糖复合液被膜对冬枣、草莓和荔枝保鲜具有一定的积极作用，能明显延长水果的贮藏期[13]。截至目前，对于枇杷等软质薄皮水果的保鲜，还没有采用复合被膜方法的相关研究报道。因此，研究普鲁兰多糖、壳聚糖、氯化钙复合被膜对枇杷保鲜效果的影响，以期为延长枇杷常温贮藏的货架期提供可行的技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西山青种枇杷，苏州金庭镇某农业合作社果园提供；普鲁兰多糖，苏州大学微生物生理与代谢调控研究室自制；碳酸氢钠、氯化钙、草酸、L -抗环血酸、冰乙酸、盐酸、氢氧化钠、壳聚糖和2,6 -二氯靛酚，上海生工生物工程股份有限公司提供；高岭土，国药集团化学试剂有限公司提供；所用试剂，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UPT-ll-10T 型优普系列超纯水器，成都超纯科技有限公司产品；JJ224BC 型电子天平，上海仁沃实业发展有限公司产品；CT3 50K 型质构仪，美国博勒飞（Brookfield） 公司产品；2W-018007 型阿贝折光仪，上海光学仪器工厂产品；PHSJ-3F 实验室pH计，上海精密科学仪器有限公司产品；UV2300Ⅱ型可见分光光度计，上海天美科学仪器有限公司产品；WH-966 型调速混匀器、HR-100 型干式恒温器，太仓市华利达实验设备有限公司产品；5424R 型离心机，德国艾本德（Eppendorf） 股份公司产品；Biotek酶标仪。

1.3 试验方法

1.3.1 复合涂膜液的制备

将不同质量的普鲁兰多糖、壳聚糖和氯化钙混合后制成9 种不同配比的可食膜涂液，并分别将可食膜液涂敷试验用枇杷。通过观察枇杷的外观，测定其腐烂指数和失重指数，用正交试验来分析各配比可食膜的保鲜效果，从而得出复合膜液中3 种成分的最佳配比。

1.3.2 涂膜处理

将294 个枇杷随机分成2 组进行试验。

（1） 试验组。枇杷的处理过程中，可食用膜的涂敷工艺采用浸涂法。即将147 个枇杷放入可食膜液中浸泡2 min，确保每颗枇杷表面的可食膜液厚度大致相同，取出后放在通风处快速自然晾干，而后均匀分成7 组统一放置在塑料盘中，于室温下贮藏30 d，每天记录环境温度和湿度、枇杷的外观和质量，并测定各项指标。

（2） 对照组。将147 个枇杷不经任何处理直接均匀分成7 组，统一放置在塑料盘中，于室温下贮藏30 d。

1.3.3 取样方法

每隔6 d 取样一次，测定硬度和水分含量；每隔5 d 取样一次，测定失重率、腐败率、有机酸含量、维C 含量、多酚氧化酶活性、丙二醛含量。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 失重率的测定

在开始贮藏前，称量枇杷果实的质量。贮藏后每5 d 称量一次，每次称量在同一时间进行，计算公式为：

式中：η——失重率，%；

W1——初次称量总质量，g；

W2——再次称量总质量，g。

1.4.2 腐败率的测定

参考安磊等人[10]的方法，按果实腐烂的面积大小，将枇杷果实划分为4 个腐烂级别：0 级，无腐烂；1 级，0～1/3 面积腐烂；2 级，1/3～2/3 面积腐烂；3 级，2/3～3/3 面积腐烂。计算公式为：

1.4.3 水分含量的测定

采用重量法。将枇杷果实去皮，称取4～6 g 果肉，置于120 ℃烘箱中烘干48 h，测定其干质量，计算公式：

1.4.4 有机酸含量的测定

参考李浩洋[12]的方法，使用酸度计测定pH 值，滴定终点为8.2。结果以苹果酸百分含量表示，计算公式：

式中：X——试样中有机酸含量，g/kg；

C——氢氧化钠标准滴定溶液浓度准确的数值，mol/L；

V1——滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积的数值，mL；

V2——空白试验时消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积的数值，mL；

k——酸的换算系数：苹果酸，0.067；

F——试液的稀释倍数；

m——试样质量的数值，g。

1.4.5 维C 含量的测定

采用2,6 -二氯靛酚滴定法[13]，计算公式为：

式中：X——试样中L（+）-抗坏血酸含量，mg/kg；

V——滴定试样所消耗2,6 -二氯靛酚溶液的体积，mL；

V0——滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的体积，mL；

T——2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2,6 -二氯靛酚溶液相当于抗坏血酸的毫克数（mg/mL）；

A——稀释倍数；

m——试样质量，g。

1.4.6 硬度的测定

枇杷去皮后，取大小均匀、切面平整的果肉，用质构仪进行测定。采用TA3/100 圆柱型探头，测试速度0.50 mm/s，形变量20%。

1.4.7 多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO） 活性的测定

参照南京建成生物工程研究所多酚氧化酶（PPO） 测试盒提供的方法。

1.4.8 丙二醛（Malondialdehyde，MDA） 含量的测定

参照南京建成生物工程研究所植物丙二醛（MDA）测试盒提供的方法。

1.5 数据处理

每个样本均重复3 次求平均值，采用Excel 对试验数据进行分析处理和试验制图。

2 结果与分析

2.1 普鲁兰多糖复合液被膜配方的优化

采用正交试验对复合膜液配方进行优化，正交试验设三因素，每因素设三水平。

正交试验的因素与水平设计见表1。

表1 正交试验的因素与水平设计/%

果实失水会导致其表皮皱缩，品质下降；另外，缺水还使以水为反应介质的生理生化代谢难以进行，从而导致果实衰老腐烂，失去商品价值。失水是果实失重的主要因素，因此失重率是果实保鲜的一个重要参数。采用L9（34）对各因素对失重率的影响进行考查。

贮藏7 d 后枇杷的测定结果见表2。

由表2 可看出，普鲁兰多糖、壳聚糖和氯化钙的添加量对枇杷的失重率影响明显，且第8 组试验的失重率最小，故该组膜液的添加量对枇杷的保鲜效果最好。

分析表2 中的极差Rj结果可知，3 个因素中以氯化钙的添加量对枇杷的失重率影响最显著，3 个因素对枇杷常温贮藏期间的失重率影响的主次顺序为氯化钙添加量＞壳聚糖添加量＞普鲁兰多糖添加量。随着普鲁兰多糖含量的增大，失重率减小，则保鲜效果越好。这是因为普鲁兰多糖复合膜具有保水作用，能够有效地阻止水分散失。如果枇杷表面的普鲁兰多糖膜太薄，则不能有效地阻止水分散失，从而造成枇杷表皮结构的破坏，使细胞质膜透性发生变化，最终导致枇杷腐烂现象的发生。添加的壳聚糖可增大膜液的黏度，易于在枇杷表面形成一层透明膜；且壳聚糖具有一定的抗菌作用。钙处理明显减缓了枇杷果实的采后生理活力，因此它的影响大于壳聚糖和普鲁兰多糖对枇杷保鲜效果的影响。综上所述，从枇杷的失重率这一方面考虑，复合膜液中普鲁兰多糖、壳聚糖和氯化钙的最佳添加量分别为2.0%，1.5%，0.5%。

表2 贮藏7 d 后枇杷的测定结果

2.2 普鲁兰复合液被膜对枇杷常温保鲜效果的影响

2.2.1 失重率

被膜处理对枇杷常温贮藏的影响见图1。

图1 被膜处理对枇杷常温贮藏的影响

在贮藏过程中，由于枇杷果实的呼吸作用和水分散失，果实中的营养物质会有所损耗，可以用失重率评定营养物质损失的程度。枇杷果实的失重率由图1（a） 可知，随着贮藏时间的延长，枇杷果实的失重率不断增大，且对照组的失重率较试验组明显更高。图1（b） 为20 d 时枇杷外观的情况，由此可见普鲁兰多糖复合液被膜能明显降低枇杷果实的失重率，抑制其水分和营养物质的损耗。

2.2.2 腐败率

被膜处理对枇杷贮藏期间腐败率的影响见图2。

图2 被膜处理对枇杷贮藏期间腐败率的影响

腐败率是枇杷品质评定的关键因素。由图2 可知，枇杷果实在贮藏过程中，腐败率呈上升趋势。在5 d 时，对照组枇杷开始腐败。而15 d 前，经普鲁兰多糖复合液处理的枇杷，腐败率有一段时间高于对照组。原因可能是在贮藏时，枇杷的腐败会受多种因素的影响，15 d 前，试验组部分枇杷由于采摘过程中物理损伤、微生物感染等原因，出现急速腐败，使腐败率迅速升高。枇杷贮藏20 d 后，对照组的腐败率又出现增大。表明长时间贮藏时，普鲁兰多糖复合液被膜对枇杷果实的腐败有一定的抑制作用。

2.2.3 硬度

被膜处理对枇杷贮藏期间硬度的影响见图3。

图3 被膜处理对枇杷贮藏期间硬度的影响

硬度是评价枇杷果实质地的有效标准。由图3可知，枇杷果实在贮藏过程中，由于水分的散失，硬度不断升高。相较于试验组，对照组枇杷的硬度更高。第6 天时，对照组的硬度比试验组高50.35%；第30 天时，对照组的硬度达到了3 540 kg/cm2，比试验组2 485 kg/cm2提高了42.45%。普鲁兰多糖被膜处理对枇杷果实的硬度上升有明显的抑制作用，这与被膜中氯化钙的作用密切相关。

2.2.4 水分含量

被膜处理对枇杷贮藏期间水分含量的影响见图4。

图4 被膜处理对枇杷贮藏期间水分含量的影响

充足的水分含量使枇杷具有柔嫩多汁的口感，而水分散失则会使枇杷表皮皱缩、口感下降。因此，水分含量会对枇杷的感官评价带来最直观的影响。由图4 可知，枇杷在贮藏过程中水分含量持续下降，且0～6 d 和24～30 d 期间水分含量下降最快，但对照组水分含量始终低于试验组。普鲁兰多糖复合液被膜能有效减少枇杷水分散失，减缓枇杷品质的下降。在水分含量下降更多，且硬度上升幅度更大的情况下，对照组枇杷较试验组品质下降更快，可食用性大大降低。

2.2.5 有机酸含量

被膜处理对有机酸含量的影响见图5。

图5 被膜处理对有机酸含量的影响

有机酸是决定水果口感的重要指标。由图5 可知，枇杷在贮藏过程中，有机酸的含量随贮藏时间的延长总体呈现下降的趋势。在贮藏的前10 d，有机酸含量下降趋势较为平缓；在贮藏中期10～15 d，两组枇杷有机酸含量都显著降低。但是，总体而言，普鲁兰多糖复合液被膜处理对减缓枇杷果实中有机酸含量的作用不大。

2.2.6 维C 含量

被膜处理对维C 含量的影响见图6。

维C 是果实的主要品质指标。由图6 可看出，随着枇杷果实贮藏时间的延长，枇杷的维C 含量呈先增加后下降的趋势，在成熟期间维C 的积累较多，这与周煜棉等人[14]报道的龙眼成熟过程中外观色泽与品质变化及其相关性分析研究结果一致。在贮藏10 d 时，维C 含量达到最高，试验组为4.60 mg/kg，对照组为3.92 mg/kg，这可能与试验开始时枇杷不成熟有关，而后在15 d 时分别下降到1.83 mg/kg 和1.46 mg/kg。对照组在15 d 后继续下降，但贮藏25 d后维C 含量又有上升，原因有待进一步研究。而试验组在15 d 后直至30 d，枇杷的维C含量维持在相对稳定的水平，表明枇杷长时间贮藏时，被膜处理有利于保持其营养价值。

2.2.7 多酚氧化酶（PPO） 活性

被膜处理对枇杷酶促褐变的影响见图7。

图6 被膜处理对维C 含量的影响

图7 被膜处理对枇杷酶促褐变的影响

枇杷在常温贮藏过程中，比较容易出现酶促褐变，PPO 被认为是此类褐变发生的重要因素。所以，控制PPO 的活性可以在一定程度上减缓褐变的发生，保持枇杷的品质。由图7（a） 可看出，枇杷果实的PPO 活性在贮藏过程中总体呈现上升的趋势，但对照组的PPO 活性均高于试验组。尤其是在贮藏20 d后，对照组PPO 活性上升趋势明显大于试验组。在贮藏的第30 天，试验组的PPO 活性为45.75 U/g，比对照组的PPO 活性（62.63 U/g） 降低了27.0%。综合30 d 时枇杷肉质的情况，可以看出试验组的处理有利于延缓枇杷果实的褐变。

2.2.8 丙二醛（MDA） 含量

被膜处理对枇杷贮藏期间丙二醛含量的影响见图8。

图8 被膜处理对枇杷贮藏期间丙二醛含量的影响

枇杷在衰老和腐烂过程中会发生质膜过氧化作用，而MDA 是质膜过氧化作用的主要产物。因此，MDA 含量可以反映枇杷的衰老程度。由图8 可知，贮藏期间，对照组和试验组枇杷果实的MDA 含量总体呈上升的趋势，且对照组MDA 含量一直高于试验组。在贮藏的第20 天，对照组MDA 含量比试验组高1.79 mmol/g，试验组的处理对MDA 含量上升的抑制效果明显。贮藏结束时，对照组MDA 含量比试验组高20.5%。表明被膜处理可以减缓枇杷的衰老，延长果实的常温贮藏期。

3 结论

将普鲁兰多糖、壳聚糖和氯化钙分别以2.0%，1.5%和0.5%的比例混合制成复合液，并涂膜处理新鲜采收的青种枇杷，枇杷的失重率最小。以该配方的复合膜液涂膜枇杷，贮藏30 d 后，试验组失重率较对照组低17.24%，硬度水平低29.80%，维C 损耗、水分散失和腐败率的上升水平都较试验组更小。在延缓果实衰老方面，贮藏30 d 后，PPO 活性比对照组降低了26.95%，MDA 含量比对照组降低了20.49%。因此，普鲁兰复合液被膜处理能有效维持枇杷果实的感官品质和营养价值，延缓果实衰老，对延长贮藏期有积极作用，具有一定的应用前景。