ε-聚赖氨酸对赣南脐橙保鲜效果的研究

陈秋映，杨美艳*，高向阳*，许丽华，温冲，REZA Sarhangpour

1. 华南农业大学食品学院广东省功能食品活性物重点实验室（广州 510642）；2. 岭南现代农业科学与技术广东省实验室（广州 510642）；3. 华南农业大学农学院（广州 510642）；4. 广州二十四度橙园生态产业投资有限公司（广州510100）；5. Ebne-sina Food Laboratories（Esfahan 999067）

脐橙[Citrus sinensis（L.）Osbeck]属芸香科柑橘属，是世界上种植最广泛的柑橘品种之一[1]。除鲜食外，脐橙大多加工为橙汁饮料，占全球果汁销量中的46%，其独特的风味和多元化的营养深受消费者喜爱[2]。但由于脐橙果实采后加工比例小，产地保鲜贮藏能力有限、化学防腐剂威胁食品安全等原因，导致果实大量腐烂，造成巨大经济损失[3]。目前市场上常用的化学防腐剂咪鲜胺，虽然是一种低毒农药，但在一定条件下会代谢成2, 4, 6-三氯苯酚，且被疑为强致癌物[4]。为了延长脐橙的贮藏期，给消费者提供健康安全的脐橙，研究生物源绿色防腐保鲜剂具有较好的应用前景。

ε-聚赖氨酸（ε-polylysine，ε-PL）产生于白色链霉菌（Streptomyces albulus）的发酵过程，是一种天然生物防腐剂，具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好等特点，且在人体内无残留，无致畸、致突变性，能进行生物降解[5]。ε-聚赖氨酸也是当前食品安全绿色保鲜剂的研究热点，具有广阔的商业化应用前景，已被美国食品药品管理局（FDA）批准为安全食品保鲜剂[6]。ε-聚赖氨酸自2014年正式批准作为我国食品添加剂新品种后[7]，在少数几种热带水果中的相关研究证明了其在果蔬贮藏保鲜领域的应用潜能。荔枝保鲜中单一处理的保鲜效果可与化学保鲜剂0.1%施保克相当[8]；龙眼保鲜中ε-聚赖氨酸与聚乙烯醇联用可显著降低坏果率[9]；叶青青等[10]将ε-聚赖氨酸与壳聚糖复合膜处理广西蜜橘，有效减缓了果实品质和风味的下降，这一研究也说明了ε-聚赖氨酸在柑橘类水果保鲜中应用的可行性。目前尚未有关于ε-聚赖氨酸单独应用于赣南脐橙贮藏效果的相关报道。因此，试验主要研究保障食品安全为前提的生物防腐剂ε-聚赖氨酸对赣南脐橙的保鲜效果，选用抑菌广谱的咪鲜胺为阳性对照，以期为采后保鲜研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

赣南脐橙，由广州二十四度橙园生态产业投资有限公司提供；ε-聚赖氨酸，购自北京德瑞诺普生物科技有限公司；咪鲜胺，购自苏州富美实植物保护剂有限公司。

1.2 仪器与设备

D51榨汁机（九阳股份有限公司）；PR-101α手持糖度仪（上海珂淮仪器有限公司）；AL104电子天平（梅特勒托利多仪器有限公司）；DL-5-B低速离心机（上海安亭科学仪器厂）；WZ-100恒温水浴锅（上海申生科技有限公司）；HZQ-C摇床（常州澳华仪器厂）。

1.3 材料处理

选果：挑选无明显病虫害和机械伤且直径大小为7～8 cm的果实用于试验。试验设置3个处理：对照组，用清水浸果；聚赖氨酸处理组，用1 000 mg/L聚赖氨酸溶液浸果；咪鲜胺处理组，用1 000 mg/L咪鲜胺溶液浸果。所有果实均处理1 min，取出后晾干，晾干后套袋装筐于4 ℃冷库冷藏。每个处理3次重复，每次重复21个果实。

1.4 试验方法

1.4.1 坏果率

贮藏期每30 d观察脐橙是否出现腐烂现象，计算腐烂果实个数。坏果率=（坏果数量÷脐橙原始个数）×100%。

1.4.2 失重率

每个处理随机抽取10个果编号并称其单果质量，分别在每30 d称取果实质量，若有腐烂果不记录该果数据，按式（1）计算。

式中：A为失重率，%；M0为脐橙原始质量，g；M1为脐橙第n次质量，g。

1.4.3 出汁率

每个处理随机抽取3个果实置于自动售卖机中榨汁，分别称果实质量和橙汁质量，计算出汁率。出汁率=（橙汁重÷果重）×100%。

1.4.4 可溶性固形物

打开手持折光仪两面棱镜，清洗校正后取1.4.3小节所榨的橙汁用于测定，滴1～2滴橙汁于下棱镜面中央，闭合两棱镜，即可从读数镜筒中读取可溶性固形物质量浓度，每组平行取3个样品，每个样品重复3次。

1.4.5 可滴定酸

称取8 g 1.4.3小节所榨的橙汁于烧杯中，再加50 mL煮沸并冷却的蒸馏水，将其放入70 ℃水浴锅中加热15 min后，流水冷却，定容于100 mL容量瓶，以4 000 r/min离心5 min。吸取20 mL滤液于三角瓶中，加2滴酚酞指示剂，用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定至粉红色，持续30 s不褪色为终点，记录氢氧化钠溶液消耗量[11]。可滴定酸含量按式（2）计算。

式中：S为可滴定酸含量，g/100 g；c为标准NaOH溶液的浓度，mol/L；V为滴定消耗标准NaOH溶液体积；K为换算为主要酸系数，以柠檬酸计，K=0.064；V0为样品稀释液总体积，mL；M为样品质量，g；V1为滴定时吸取样液体积，mL。

1.4.6 维生素C

称取5 g 1.4.3小节所榨的橙汁，用2%偏磷酸定容于50 mL容量瓶中，摇床中浸提10 min，以4 000 r/min离心5 min，吸取10 mL上清液，用已知滴定度的2, 6-二氯靛酚滴定，直至溶液呈浅粉红色15 s不褪色为止，记录所用染料体积[12]。维生素C含量按式（3）计算。

式中：XVC为维生素C含量，mg/100 g；V为滴定样品所需要的体积，mL；T为每毫升2, 6-二氯靛酚溶液相当于抗坏血酸的质量；m为滴定时所需要的样品稀释液中含样品的质量，mg。

1.4.7 感官评定方法

感官评定：感官评定小组由10人组成，每30 d对脐橙的果实色泽、组织形态及风味等指标进行打分。感官评定标准见表1，感官评分总分100分，70分以上认为保鲜有效。

表1 脐橙感官评分标准

1.5 数据统计分析方法

采用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS 19软件进行数据处理，采用Origin 2018绘图，平行组误差用误差线表示。

2 结果与分析

2.1 坏果率变化和贮藏期典型病害

脐橙在贮藏期间由于受到病原微生物的侵染或者自身代谢的原因会发生腐烂，使得其失去商品价值[13]。由图1可知：所有处理组坏果率随时间延长呈上升趋势，其中ε-聚赖氨酸处理组贮藏至60 d才开始出现坏果，坏果率为5.56%，180 d后升高为38.89%，且均低于空白对照组和咪鲜胺处理组达到差异显著水平（p＜0.05），结果表明ε-聚赖氨酸防腐效果佳。咪鲜胺处理组保鲜效果次之，贮藏60 d后坏果率快速上升，180 d后达到45.24%。这与叶青青等[10]的研究结果相似，7%的ε-聚赖氨酸与壳聚糖复合溶液可降低广西蜜橘的坏果率，贮藏90 d时坏果率约为13%，相比对照降低21%。脐橙在试验期的典型病害如图2所示。青绿霉发病初期果面出现水渍状，后期开始长菌丝体，病果产生的大量孢子导致健康果实感染，酸腐病腐烂部位流汁会造成果实感染且会分解成黏糊的浆状[14]，这与柑橘采后的主要病害表现一致[15]。因此，坏果率统计结果表明，ε-聚赖氨酸有明显的抑菌效果，能显著降低脐橙坏果率。

图1 脐橙贮藏期间坏果率变化

图2 脐橙贮藏120 d试验图

2.2 出汁率和失重率变化

水分是影响水果鲜度和可食化程度的重要指标，采后水果出汁率的下降和失重率的上升主要是由水分含量的流失引起的[16]。脐橙贮藏期间出汁率和失重率变化情况如图3所示。所有处理组出汁率整体呈下降趋势，咪鲜胺和ε-聚赖氨酸处理组180 d后出汁率无显著性差异，但与对照组呈极显著性差异（p＜0.01）。由图3（B）可知：各处理组失重率随时间延长均呈上升趋势。贮藏30 d时，处理组间无显著性差异，180 d后咪鲜胺失重率为对照的56.8%，差异极显著（p＜0.01）。ε-聚赖氨酸处理组和对照无显著差异，与咪鲜胺处理组呈极显著差异（p＜0.01）。结果表明，ε-聚赖氨酸保水效果虽不如咪鲜胺处理组，但优于对照组。

图3 脐橙贮藏期出汁率和失重率变化

2.3 可溶性固形物、可滴定酸和风味变化

可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）含量会影响果实风味品质和果实成熟度，是衡量水果品质的重要指标[17]。由图4（A）可知：TSS在贮藏期间先小幅上升后下降，贮藏30 d时最高，180 d后ε-聚赖氨酸、咪鲜胺处理组TSS含量分别约是对照组的1.1和1.02倍，可能是果实在贮藏前期，果实内多糖的水解速度大于果实呼吸消耗，使单糖含量增加，所以TSS含量小幅增加，随着贮藏时间的延长，可溶性固形物逐渐转化为其他的物质而被大量消耗[18]。

由图4（B）可知：TA含量随时间的延长而下降，贮藏60 d时，保鲜剂处理组之间无显著性差异（p＞0.05），但与对照组差异显著（p＜0.05）；180 d后，ε-聚赖氨酸处理组TA含量为0.17 mg/100 g，为空白对照组的1.7倍，无显著性差异（p＞0.05）。樊敏等[19]认为ε-聚赖氨酸与壳聚糖复合膜能抑制樱桃TSS和TA含量的下降，且高于对照组，与此次试验结果相似。

图4 脐橙贮藏期可溶性固形物和可滴定酸含量变化

由表2可知，聚赖氨酸处理组120 d时脐橙表面光泽下降，组织较好，果实味道变淡，无异味，180 d后脐橙组织失水较为严重，果实有轻微橙香且无异味。咪鲜胺处理组180 d后脐橙表面无光泽，有病斑，商品价值较差，果实有微弱酒精味。

表2 脐橙感官评分

综合以上结果，ε-聚赖氨酸对脐橙的保鲜效果良好，可有效降低果实TSS和TA代谢速率，保持较好的脐橙风味。

2.4 维生素C含量变化

维生素C（VC）是人体必不可少的营养物质，脐橙中VC的含量非常高，这也是脐橙广受喜爱的原因之一[20]。由图5可知：脐橙VC含量整体呈下降趋势，且各保鲜剂处理组的效果均优于对照组。贮藏180 d后，ε-聚赖氨酸处理组相比对照高4.71 mg/100 g，差异极显著（p＜0.01），咪鲜胺处理组效果较差，下降26.96 mg/100 g。因此ε-聚赖氨酸处理组保鲜效果最好，可以有效减少脐橙VC的损失。刘璐等[21]使用ε-聚赖氨酸处理樱桃在冰温贮藏条件下也有较好的保鲜效果。

图5 脐橙贮藏期维生素C含量变化

3 结论

此次试验研究安全无毒的绿色保鲜剂ε-聚赖氨酸对脐橙的保鲜效果。研究表明，ε-聚赖氨酸处理组防腐效果最好，180 d后脐橙坏果率仅为38.89%，与王文军等[22]用咪鲜胺+2, 4-D处理脐橙，贮藏120 d后的坏果率相当。Chen等[23]发现无花果提取物可显著降低脐橙坏果率，但尚未研究脐橙贮藏至180 d的保鲜效果。此外，ε-聚赖氨酸处理能较好地保持果实风味，延缓出汁率、失重率、可溶性固形物、可滴定酸、VC含量的下降，保鲜效果优于空白对照组，但保水性低于咪鲜胺处理组。Li等[24]研究也发现ε-聚赖氨酸与海藻酸钠涂膜处理能延缓鲜切猕猴桃可溶性固形物、可滴定酸、VC的损失，且保鲜效果好于未涂膜组。所以ε-聚赖氨酸可用于脐橙保鲜，具备替代化学保鲜剂的潜质，但其对果实的保水性较差，接下来的研究可与保水性好的材料复配使用，比如棕榈蜡，复配应用于果蔬保鲜领域，具有较大的发展潜力。