壳聚糖-柑橘精油复合处理对蓝莓果实采后贮藏保鲜效果的影响

郁欣然，付思怡，佘文琴,*

（1.福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002；2.福建农林大学园艺产品贮运保鲜研究所，福建 福州 350002）

蓝莓（Vɑcciniumspp.）属杜鹃花科越橘属，为多年生落叶或常绿灌木[1]。蓝莓属于浆果，果实成熟时表面有光泽，外被果粉，颜色呈深蓝色或紫罗兰色；果肉酸甜可口，风味独特，氨基酸、维生素、花青素等营养物质含量丰富，具有良好的保健功能，被国际粮农组织列为人类5大健康食品之一[1]。美国农业部人类营养中心的一项研究表明，蓝莓的氧化自由基吸收能力（Oxygen radical absorbance capacity，ORAC）高达2 400[2]，因此被称为“浆果之王”。目前我国蓝莓产区主要位于东北、贵州等地，该地区每年蓝莓产量较大[3]，且多集中于炎热夏季上市，而蓝莓在贮藏和运输过程中极易发生果实失水、机械损伤以及腐烂变质等现象，使得果实营养物质流失，市场竞争力下降，并造成极大的经济损失，因此采后贮藏保鲜成为影响蓝莓产业可持续发展的关键。

壳聚糖是一种可食用天然保鲜膜，为多糖甲壳素的脱乙酰化产物[4]，其能在果实表面形成半透膜，该膜具有减弱果实呼吸作用，延缓果实衰老，提高果实抗菌能力和风味品质的作用[5-6]。柑橘精油主要存在于柑橘类果实外果皮细胞中[7]，具有较好的抗氧化功能和抑菌作用[8]。使用柑橘精油处理采后果蔬，可明显降低腐烂率，延长货架期。壳聚糖与其他物质复合而成的可食性涂膜能够使番木瓜[9]、芒果[10]、葡萄[11]、柑橘[12]、橄榄[13]、苹果[14]等果实保持较好的感官品质，提高果实耐贮性，延长果实保鲜时间。张莹丽等[15]研究壳聚糖与柑橘精油复合处理对圣女果采后生理的影响发现，经壳聚糖与柑橘精油浸泡处理的圣女果，贮藏期间腐烂率和失重率显著降低，可滴定酸及VC含量下降延缓。Mannozzi等[16]将单一壳聚糖和壳聚糖与原花青素复合处理的蓝莓果实在4 ℃下贮存14 d，发现复合涂膜后的蓝莓果实失重率、pH值和干物质含量与单一壳聚糖涂膜相比差异不大，但抗氧化能力增加，且能有效抑制酵母和霉菌的生长。

目前尚未见壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂在蓝莓果实保鲜上的应用。本研究以鲜食蓝莓为试材，探究不同浓度壳聚糖与不同浓度柑橘精油复合处理对蓝莓果实采后贮藏过程中保鲜效果的影响，通过对采后贮藏期间果实的腐烂率、呼吸强度、可滴定酸（TA）含量、丙二醛（MDA）含量、内源抗氧化物质谷胱甘肽（GSH）含量及过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性进行测定分析，筛选壳聚糖与柑橘精油的最佳浓度组合，以期延长蓝莓货架期，为绿色、健康的天然防腐剂在蓝莓保鲜上的应用提供参考，同时为化学保鲜剂污染环境以及农药残留危害人类身体健康的问题提供解决思路。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

鲜食蓝莓：采自常州市新北区蓝精灵蓝莓合作社，选择长势一致，无病虫害的蓝莓果树，摘取大小均匀一致、转色完全、无病虫害、无机械损伤的果实，于2022 年7 月1 日上午12 点前采收，当天运至福建农林大学园艺产品贮藏保鲜研究所进行处理，设置3次生物学重复。

食品级柑橘精油，江西泰诚天然香料有限公司；食品级水溶性壳聚糖、食品级阿拉伯胶，浙江一诺生物科技有限公司；聚乙烯薄膜保鲜袋（厚度0.07 mm，规格为24 cm×16 cm），佛山市双富包装有限公司；三氯乙酸（TCA），上海麦克林生化科技有限公司；抗坏血酸，美国Sigma公司；交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）、愈创木酚、酚酞，生工生物工程（上海）股份有限公司；无水乙醇、氢氧化钠、十二水磷酸氢二钠、二水磷酸二氢钠、过氧化氢、硼酸、氯化钾、3,5-二硝基苯甲酸（DTNB）、硫代巴比妥酸（TBA）、乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na），国药化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

GXH-305H红外线测定仪，北京均方理化科技研究所；SIM-F14OBDL制冰机，日本Panasonic公司；Allegra 64R 台式冷冻离心机，美国Beckman 公司；TU-1901 紫外可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；Sartorius BS110S 分析天平，德国赛多利斯公司；EL3002 电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；AKWL-IV-50 艾柯超纯水系统，成都唐氏康宁科技发展有限公司；HWS-24电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；RET basic磁力搅拌器，德国IKA公司。

1.2 方法

1.2.1 复合保鲜剂的制备

以质量浓度为5 g/L的壳聚糖与体积分数为1.0%的柑橘精油复合保鲜剂为例：准确称取水溶性壳聚糖粉末2.5 g，倒入烧杯中，缓慢多次加入一定体积的蒸馏水，在25 ℃下用磁力搅拌器搅拌，待壳聚糖完全溶解后，加入95 mL 质量浓度为100 mg/mL 的阿拉伯胶溶液和5 mL柑橘精油继续搅拌约2 h至均匀，最后用蒸馏水定容至500 mL。

1.2.2 样品处理

预处理：将采收后的蓝莓果实置于4 ℃冷库中预冷12 h。预冷结束后取出，用清水清洗干净后铺于保鲜膜上，常温下晾干。

保鲜剂处理：将表面无水分的蓝莓果实置于复合保鲜剂中浸泡3 min，立即捞出，常温下晾干。

包装贮藏：将晾干的蓝莓果实装入聚乙烯薄膜保鲜袋内，于温度4 ℃，相对湿度90%～95%的条件下贮藏。

1.2.3 试验方案设计

选择成熟度接近且生长发育状况良好的蓝莓果实进行贮藏保鲜试验，分别用不同浓度的壳聚糖和柑橘精油配制的复合保鲜剂按照“1.2.2”的方法对果实进行处理。共设置6个处理和1个对照（CK），详情见表1。每个处理共取300 个果实，每4 d 从冷库取样，测定果实的各项生理指标，共取样测定5次。

表1 试验处理Table 1 Experimental treatments

1.2.4 测定项目与方法

1.2.4.1 腐烂率

每组选取60 个蓝莓果实，观察计算腐烂率。以果肉质地塌陷、果实发生霉烂、从某处流出汁液为腐烂标准。

1.2.4.2 呼吸强度

参照赵俊跃等[13]的方法测定。随机选择30个蓝莓果实，称其质量后放入红外线测定仪中进行测定。

1.2.4.3 可滴定酸含量

参照吕静祎等[17]的方法测定。测定时使用的试剂为0.1 mol/L氢氧化钠溶液和1%酚酞指示剂。

1.2.4.4 过氧化物酶活性

参照章宁瑛等[18]的方法进行测定。测定时使用的试剂为：0.05 mol/L、pH 5.5的磷酸盐缓冲液（PBS），2%过氧化氢（H2O2）溶液和0.05 mol/L愈创木酚。

1.2.4.5 抗坏血酸过氧化物酶活性

参照章宁瑛等[18]的方法测定。采用0.1 mol/L、pH 7.5的PBS溶液（含0.1 mol/L EDTA-2Na、1 mmol/L抗坏血酸和2% PVPP）为提取液，50 mmol/L、pH 7.5硼酸钾缓冲液（含0.1 mol/L EDTA 和0.5 mmol/L 抗坏血酸）及2 mmol/L H2O2溶液作为反应液。

1.2.4.6 丙二醛含量

采用硫代巴比妥酸法[13]进行测定，测定时使用的试剂为10%TCA溶液和0.6%TBA溶液。

1.2.4.7 谷胱甘肽含量

采用DTNB 显色法[13]测定。测定时使用的试剂为：10% TCA 溶液，0.05 mol/L、pH 7.8 的PBS 溶液，0.1 mol/L、pH 6.8的PBS溶液，4 mmol/L DTNB溶液。

1.2.5 数据处理

采用Excel软件对数据进行处理并作图，SPSS软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 复合保鲜剂对蓝莓果实腐烂率的影响

由表2可知，随着贮藏时间的延长，蓝莓果实的腐烂率呈上升趋势，8～20 d对照组腐烂率均显著高于各处理组（P＜0.05）；贮藏20 d 时，F 组果实腐烂率比对照组降低了18.2个百分点，处理E和处理F果实腐烂率显著低于其他各组（P＜0.05），有效抑制了蓝莓果实采后贮藏期间的腐烂。

表2 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间腐烂率的影响Table 2 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on decay rate of blueberry fruits during storage 单位：%

2.2 复合保鲜剂对蓝莓果实呼吸强度的影响

由表3可知，蓝莓果实呼吸强度在贮藏4～20 d呈先下降后上升达到峰值后再降低的趋势，各处理间呼吸强度存在差异，但变化趋势相近。贮藏4～8 d时，蓝莓果实呼吸强度呈下降趋势，12 d时达到高峰，以对照组呼吸强度峰值最高，为177.8 mg·kg-1·h-1，显著高于各处理组（P＜0.05），比呼吸强度最低的F 组高27.64%。贮藏12 d 后，蓝莓果实呼吸强度呈下降趋势，20 d 时，F 组果实呼吸强度仅为对照组的58.37%，且显著低于其他各处理组（P＜0.05）。

表3 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间呼吸强度的影响Table 3 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on respiratory intensity of blueberry fruits during storage 单位：mg·kg-1·h-1

2.3 复合保鲜剂对蓝莓果实可滴定酸含量的影响

由表4 可知，贮藏4～20 d，蓝莓果实可滴定酸含量整体呈下降趋势，各组间变化幅度不同，对照组下降较快。贮藏20 d时，C组蓝莓果实可滴定酸含量为2.98%，处理B、处理D的可滴定酸含量分别为3.65%、3.77%，且D 组可滴定酸含量最高，较对照组升高了0.59个百分点，但各处理组与对照组之间可滴定酸含量无显著性差异。

表4 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间可滴定酸含量的影响Table 4 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on titratable acids content of blueberry fruits during storage 单位：%

2.4 复合保鲜剂对蓝莓果实POD活性的影响

由表5可知，蓝莓果实POD活性在贮藏4～20 d呈先上升再下降的趋势。贮藏期间，处理F的POD活性始终显著高于其他各组（P＜0.05），并于12 d时达到峰值，此时为对照组的2.22 倍。贮藏20 d 时，处理B 的POD 活性最低，仅为处理F 的33.32%，且此时处理B和处理C的POD活性显著低于其他各组（P＜0.05）。

表5 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间POD活性的影响Table 5 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on POD activity of blueberry fruits during storage 单位：U/g

2.5 复合保鲜剂对蓝莓果实APX活性的影响

由表6可知，蓝莓果实APX活性在贮藏4～20 d呈先上升后下降的趋势，各处理间酶活性存在差异。处理A 酶活性峰值出现在贮藏12 d，为15.76 U/g，此时对照组酶活性比处理A 组低56.15%；处理C APX活性在贮藏16 d时达到峰值，此时对照组APX活性最低，仅为处理C 的27.89%；处理F 在贮藏4～16 d 时APX 活性始终显著高于对照组（P＜0.05），且20 d 时与初值相比的酶活性下降幅度低于除C 组以外的其他处理组。

表6 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间APX活性的影响Table 6 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on APX activity of blueberry fruits during storage 单位：U/g

2.6 复合保鲜剂对蓝莓果实丙二醛含量的影响

由表7可知，对照组丙二醛含量在贮藏4～20 d时均显著高于各处理组（P＜0.05）。贮藏12 d 时，处理A 的丙二醛含量显著高于处理F（P＜0.05），比处理F高86.86%。处理F 的丙二醛含量在整个贮藏期间均为最低，贮藏20 d 时比对照低47.69%，且此时处理F显著低于处理A、处理B、处理C和处理D（P＜0.05）。

表7 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间丙二醛含量的影响Table 7 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on MDA content of blueberry fruits during storage 单位：µmol/g

2.7 复合保鲜剂对蓝莓果实谷胱甘肽含量的影响

由表8可知，蓝莓果实在贮藏前期（4～12 d）各处理组谷胱甘肽含量呈上升趋势，12 d 时达到最高，随后呈下降趋势；贮藏后期（16～20 d）各组蓝莓果实谷胱甘肽含量再次上升，且各组间变化幅度不同。贮藏12 d时，处理A的谷胱甘肽含量峰值显著高于除D组外的其他各组（P＜0.05）；贮藏12～16 d，处理A 的谷胱甘肽含量下降幅度最大，为62.29%。贮藏20 d时，处理F的谷胱甘肽含量最高，为对照组的1.57倍，且显著高于其他各组（P＜0.05）。

表8 不同壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂处理对蓝莓果实贮藏期间GSH含量的影响Table 8 Effect of different chitosan-citrus essential oil compound preservative treatments on GSH content of blueberry fruits during storage 单位：µg/g

3 讨论与结论

壳聚糖是一种天然防腐剂，进行喷涂处理后可以在果实表面形成一层保护膜[19]，有利于抑制果实的蒸腾作用，减少水分蒸发，延长保鲜时间。郭晓月等[20]通过组织分离法对蓝莓采后贮藏期间引起果实腐烂的病原菌进行分离培养和观察鉴定，发现枝孢菌属（Clɑdosporium）、链格孢属（Alternɑriɑ）和匍柄霉属（Stemphylium）的3 株真菌是造成蓝莓果实贮藏期间腐烂的主要原因。田梦瑶等[21]研究发现，柑橘精油可以缩短菌体的生长期，加速其衰亡，从而达到抑菌的效果，以延缓果实腐烂。吴超等[22]研究发现，采用2.0%壳聚糖、0.2%山梨酸钾、0.05 g/kgε-聚赖氨酸复合处理蓝莓果实，能够显著降低蓝莓贮藏期间的腐烂率，延缓可溶性固形物含量的降低，提高蓝莓耐贮性。本研究结果表明，15 g/L壳聚糖与1.0%（体积分数）柑橘精油复合保鲜剂能有效降低蓝莓果实贮藏期间的腐烂率，壳聚糖与柑橘精油复合处理可以有效提高蓝莓果实对常见病原菌的抵抗能力，延长蓝莓保质期。

壳聚糖具有很强的机械性和延展性[23]，在果实表面形成保护膜后，可以有效降低果实的呼吸作用，从而减少贮藏期间有机物质的消耗。本研究发现，壳聚糖与柑橘精油复合保鲜剂能够有效抑制蓝莓果实的呼吸代谢，降低呼吸峰值，采用15 g/L壳聚糖和1.0%柑橘精油复合处理的蓝莓呼吸峰值最低，比对照组（清水处理）低21.65%。前人研究表明，壳聚糖结合含丁香酚和姜黄素的玉米醇溶蛋白[24]、芦荟提取液[25]、蓝莓叶提取物[26]、石榴皮提取物和γ-氨基丁酸[27]等物质所形成的复合可食性涂膜均能够有效降低蓝莓采后贮藏期间的呼吸作用，对蓝莓具有较好的保鲜效果，延长货架期，这与本研究结果一致。

可滴定酸含量是影响蓝莓风味品质的重要因素，也是衡量蓝莓保鲜效果的重要指标，果实成熟过程中，有机酸由于分解使其含量减少，糖类含量逐渐增加，果实由酸变甜[28]。而呼吸作用和细胞坏死会使蓝莓果实中部分糖类转化成为酸[28]，这可能会导致蓝莓可滴定酸含量上升。霍若冰等[29]研究发现，采用壳聚糖与鱼腥草提取液复合抗菌膜处理蓝莓可以有效延缓可滴定酸含量的降低，使蓝莓果实在贮藏期间保持较好的硬度，降低果实失重率。本研究结果表明，对照组蓝莓果实贮藏期间可滴定酸含量比处理组下降得更快，说明壳聚糖与柑橘精油复合处理可以有效延缓蓝莓果实贮藏期间可滴定酸的分解。

当植物衰老或处于逆境时，植物体内防御酶的活性会明显升高。但当活性氧损害超过防御酶系统的调节极限时，防御酶的活性会降低。谷胱甘肽是植物中的一种内源性抗氧化剂，对延缓衰老发挥着重要的作用[13]。赵俊跃等[13]使用壳聚糖与柑橘精油复合处理橄榄果实，有效提高了其过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性，延缓谷胱甘肽含量的下降，降低丙二醛的积累，提高橄榄果实抗氧化性。吕静祎等[17]研究发现，壳聚糖与抗坏血酸复合处理能够提高贮藏期间蓝莓果实POD 活性，延缓MDA 含量上升，提高蓝莓果实的耐贮性。本研究结果表明，贮藏期间，15 g/L壳聚糖与1.0%柑橘精油复合处理的蓝莓果实APX、POD 活性以及谷胱甘肽含量均高于对照组，蓝莓果实清除自由基和过氧化物的能力显著提高，从而减少了丙二醛的积累，该研究结果与前人研究结果一致[13,18]。

综上所述，壳聚糖-柑橘精油复合保鲜剂能有效降低蓝莓果实贮藏期间的腐烂率、呼吸强度，延缓可滴定酸含量的降低，提高POD、APX 活性和内源抗氧化物质谷胱甘肽的含量，减缓丙二醛含量的增加，延长蓝莓果实的保质期。其中以15 g/L 壳聚糖与1.0%柑橘精油复合处理的保鲜效果最佳。本研究可为绿色、健康的壳聚糖复合保鲜剂在蓝莓贮藏保鲜上的应用提供参考，提高蓝莓的经济价值，促进蓝莓产业的可持续发展。