壳聚糖与芫荽精油复合涂膜在草莓常温贮藏中的应用

曲梦锐，刘雨辰，曹恺洋，王东营

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

草莓（FragariaananassaDuch）为蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）多年生草本植物[1]，在我国各地均有种植。新鲜的草莓娇嫩多汁，香气浓郁，富含维生素、糖类、有机酸、矿物质等物质，具有生津润肺、消暑解热、促进肠胃消化以及美容抗氧化等功效[2]。草莓不属于呼吸跃变型水果，采摘后乙烯含量对其成熟度不会产生较大影响，为了保持较好的色泽、风味及口感，需要在成熟度较高的时期进行采摘[3]。然而，成熟的草莓皮薄肉嫩且含有较高的水分，采摘后贮运过程极易受到机械损伤，进而被微生物侵染而腐烂[4]，严重影响其营养和商品价值。因此，寻找一种高效节能、绿色环保的保鲜方法至关重要。

目前，关于草莓保鲜技术的研究较多，常用的保鲜方法有物理保鲜（如温度控制、气调保鲜、超声处理等）、化学保鲜、可食性膜保鲜、生物保鲜等[5-6]。可食性膜保鲜主要是以多糖、蛋白质、淀粉等天然来源产物为基材，与其他具有抗氧化活性的物质复配而成，制成的膜具有一定的气体阻隔能力，能够有效地降低果蔬的呼吸作用、代谢速率以及减少微生物侵染，因而具有一定的保鲜作用[7-8]。

壳聚糖（chitosan）是甲壳素类动物脱乙酰化的产物，表现出良好的抗菌性、成膜性和降解能力[9]，是制备保鲜膜的理想材料。Li 等[10]初步总结了壳聚糖的抑菌机制，主要是电荷相互作用、形成胞外聚集物及破坏细胞膜及DNA 损伤等，表现出对真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生长的抑制作用。植物精油是从植物中提取出来的一类具有生物活性的芳香物质，芫荽（CoriandrumsativumL.）的茎叶、根和果实都可用于提取精油[11-12]。Shahwar 等[13]通过气相色谱法分析了芫荽籽精油的挥发性成分，发现芳樟醇、γ-松油烯、α-蒎烯、樟脑、乙酸癸香叶、柠檬烯、香叶醇、莰烯和D-柠檬烯等是其主要成分，且表现出显著的自由基清除活性和较强的还原力，具有作为天然抗氧化剂应用的潜力。

因此，本研究将芫荽精油与壳聚糖复合制备保鲜液，对草莓进行浸泡涂膜，通过测定常温密封贮藏期内草莓果实的理化指标的变化，探索该复合保鲜液对草莓保鲜效果的影响，以期为工业化草莓保鲜拓展新思路。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

草莓、芫荽、聚丙烯密封保鲜盒：市售；壳聚糖（生物试剂，脱乙酰度为90%）、吐温80、冰乙酸、甘油、氢氧化钠（均为分析纯）：郑州轩之成化工科技有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（ME204E）：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；万能粉碎机（FW-100）：北京市永光明医疗仪器有限公司；数显恒温磁力搅拌器（SN-MS-H280D）：上海尚仪仪器设备有限公司；超声波清洗机（GW1530）：深圳市冠博科技实业有限公司。恒温磁力电加热套（SZCL-2）：巩义市予华仪器有限公司；UV-6000 紫外可见分光光度计（UV-6000）：上海元析仪器有限公司；氮吹浓缩仪（MTN-2800W）：上海屹尧仪器科技发展有限公司；数显高速分散均质机（FJ200-SH）：上海沪析实业有限公司。

1.3 样品制备

1.3.1 芫荽精油的提取

参考王东营等[14]的方法使用水蒸气蒸馏法提取芫荽精油。取新鲜的芫荽剪掉根部，摘掉烂叶清洗干净，在阴凉通风处自然晾干，晾干后经万能粉碎机粉碎后装入密封袋备用。称取100 g 芫荽粉末装入2 000 mL圆底烧瓶中，加入1 400 mL 三级水浸泡9.2 h，放入水蒸气蒸馏提取装置中连续提取9.2 h，取出馏出液加入一定量的正己烷进行萃取，充分萃取后用氮吹浓缩仪去除正己烷即得芫荽精油，芫荽精油得率为0.54%。

1.3.2 壳聚糖-芫荽精油复合涂抹液的制备

参考Wang 等[15]的制备方法，稍作修改。取1%壳聚糖溶于冰乙酸，放入磁性搅拌器搅拌使壳聚糖充分溶解；依次加入乳化剂吐温80（0.2%）、增塑剂甘油（甘油质量比为0.15 g 甘油/1 g 壳聚糖），继续将混合溶液磁力搅拌2 h。接着在混合溶液中加入芫荽精油（0.06%、0.12%、0.18%），为了确保芫荽精油均匀分布，所有保鲜液均使用数显高速分散均质机均质化10 min，超声波清洗器超声30 min 以除去气泡，最后得到芫荽精油浓度分别为0.06%、0.12%、0.18% 的保鲜液，冰箱密封冷藏备用。

1.3.3 贮藏保鲜试验设计

选成熟度一致、品质优良的草莓600 枚，每150 枚为一组平均分成4 组。将草莓按组分别放进精油浓度为0.06%、0.12%、0.18% 的保鲜液中浸泡60 s，捞出自然晾干；以超纯水为空白对照组，将剩余一组的草莓放入超纯水浸泡60 s，晾干分别放入对应的聚丙烯保鲜盒。

将处理好的草莓在常温25 ℃下密封贮藏8 d，分别在第0、2、4、6、8 天取一次样，分别测定其感官品质、腐烂率、失重率、VC含量、可滴定酸含量及丙二醛含量，每个指标重复试验3 次。

1.3.4 感官品质评分测定

由经过专业训练的10 名学生组成感官评价小组，采取9 分制评分法，具体评分标准见表1。

表1 草莓感官品质评分标准Table 1 Sensory quality evaluation criteria of strawberries

1.3.5 腐烂率测定

参考钟秋夏等[16]的方法，按草莓果实的腐烂面积分为5 个等级：0 级无任何腐烂，1 级、2 级、3 级和4 级腐烂面积分别占果实面积的0%～＜25%、25%～＜50%、50%～＜75%和75%～＜100%。腐烂率公式如下。

式中：D为腐烂率，%；m为腐烂级数，级；n为该级别样品个数，个；N为总样品个数，个；4 为最高腐烂级数，级。

参考吴子龙等[17]的方法，使用称量法计算失重率，公式如下。

L=（G1-G2）/G1× 100

式中：L为失重率，%；G1为草莓贮藏前质量，g；G2为草莓贮藏Nd 时的质量，g。

1.3.7 VC含量测定

参考GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定VC含量。

1.3.8 可滴定酸含量测定

参考杨蕾[18]的方法，采用酸碱滴定法测定可滴定酸含量。取3 g 草莓样品加入100 mL 去离子水均质，取上清液加入两滴酚酞指示剂，以0.1 mol/L 氢氧化钠溶液滴定，记录消耗的氢氧化钠溶液的体积，结果以柠檬酸的量计算。

1.3.9 丙二醛含量测定

参考Yang 等[19]的方法，采用分光光度法测定丙二醛含量。取1 g 草莓样品加入5 mL 10%三氯乙酸溶液匀浆，离心（3 500 r/min，10 min）取2 mL 上清液，并加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液，将混合溶液在100 ℃加热20 min，取出并冷却。取上清液并记录其在450、532、600 nm 处的吸光度，草莓中丙二醛含量以µmol/g表示，公式如下。

为降低CO2在合成气中比例，CaO强化的CO2捕集技术也在化学链气化、制氢、重整等工艺中被研究[23-24]。通常利用CaO对含碳原料气化的粗燃气进行CO2捕集，提升H2产率[25-26]。CaO强化的直接固体原料化学链气化相关研究较少。

C=6.45 ×（A532-A600）-0.56 ×A450

式中：C为丙二醛含量，µmol/g；A532、A600和A450分别为其在532、600、450 nm 处的吸光度。

1.4 数据处理与分析

利用Excel2016 记录和分析试验数据，使用Origin2018 进行图表的绘制。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓感官品质的影响

草莓的外观、色泽和风味是消费者通过视觉和嗅觉可以直观感受到的，是激发消费者购买欲的重要因素。草莓贮藏期内感官品质评分变化见图1。

图1 草莓贮藏期内感官品质评分变化Fig.1 Changes in sensory quality score of strawberries during storage period

由图1 可知，各组草莓的感官品质评分均随贮藏时间的延长表现出下降的趋势，表明草莓感官品质逐渐降低。当贮藏8 d 时，添加0.18% 芫荽精油保鲜组的感官品质评分在6.6 左右，明显高于其他各处理组，而对照组与低浓度精油处理组几乎全部腐烂变质无法食用。结果表明，0.18% 芫荽精油与壳聚糖复合涂膜处理可以明显提高草莓的感官品质，延长其货架期。

2.2 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓腐烂率的影响

草莓在贮藏过程中，极易受到机械损伤和微生物污染如被灰霉菌、根霉菌和炭疽病菌等致病菌侵染而出现腐烂变质[20]。草莓贮藏期内腐烂率变化见图2。

图2 草莓贮藏期内腐烂率变化Fig.2 Changes in decay rate of strawberries during storage period

由图2 可知，草莓在贮藏过程中随着贮藏时间的延长腐烂率也随之增加。当贮藏8 d 时，纯水组的腐烂率高达89.5%，而同一时期0.18% 浓度的芫荽精油处理的保鲜组腐烂率不足30%，存在显著性差异（P＜0.05）。这与Javanmardi 等[21]以百里香精油、长叶薄荷精油的纳米乳液应用在草莓果实表面研究其对灰霉病菌生长影响的结果一致。结果表明芫荽精油在控制草莓果实腐烂方面具有较高的抑菌活性，可以有效降低草莓贮藏期间的腐烂指数。

2.3 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓失重率的影响

草莓是水分含量极高的水果之一，在贮藏过程中进行着强烈的呼吸作用和蒸腾作用，极易出现水分的流失。草莓贮藏期内果实失重率变化见图3。

图3 草莓贮藏期内失重率变化Fig.3 Changes in weight loss rate of strawberries during storage period

由图3 可知，各组失重率均随着贮藏时间的延长逐步上升。总体来看，经芫荽精油与壳聚糖复合涂膜的保鲜组的失重率均低于纯水组，其中，经0.18%芫荽精油处理的保鲜组在贮藏第8 天时失重率仅为3.6%，而纯水组、0.08% 保鲜组的失重率分别高达9.6% 和8.8%，说明较低浓度的芫荽精油处理与纯水组对草莓失重率的影响差异不大，这可能是由于芫荽精油浓度过低，不能有效地减缓草莓的呼吸作用和蒸腾作用；而较高浓度的保鲜组可以有效延缓草莓果实的水分流失速度，保鲜效果较好。

2.4 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓VC 含量的影响

草莓富含丰富的VC，其含量是表明草莓新鲜度的重要指标之一。随着贮藏时间的延长，草莓中的VC含量逐渐降低。不同贮藏时间草莓VC含量变化见图4。

图4 草莓贮藏期内VC 含量变化Fig.4 Changes in VC content in strawberries during storage period

由图4 可知，纯水组的VC下降最迅速，接着是0.06% 保鲜组和0.12% 保鲜组，0.18% 保鲜组的草莓VC下降较为平缓。当贮藏第8 天时，纯水组的VC低至37.1 mg/100g，而0.08%、0.12% 和0.18% 保鲜组的VC分别是纯水组的1.2、1.4 倍和1.9 倍。说明芫荽精油能够较好地延缓草莓VC含量的降低速度。

2.5 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓可滴定酸含量的影响

草莓中的可滴定酸主要是苹果酸和柠檬酸等有机酸，其含量是影响草莓风味的重要因素之一。草莓贮藏期内可滴定酸含量变化见图5。

图5 草莓贮藏期内可滴定酸含量变化Fig.5 Changes in titratable acid content in strawberries during storage period

由图5 可知，无论对照组还是不同精油浓度的保鲜组均随着贮藏时间的延长可滴定酸含量降低。在第0 天时，草莓的可滴定酸含量为0.42%，而经过8 d 的贮藏后，纯水组的可滴定酸含量降低了66.7%，而0.18% 保鲜组的可滴定酸降低了28.6%，说明较高浓度精油涂膜有利于减缓草莓可滴定酸的下降速度，保鲜效果较好。

2.6 壳聚糖与芫荽精油复合涂膜对草莓丙二醛含量的影响

在贮藏过程果蔬的细胞膜脂质会发生过氧化分解反应，最终产物为丙二醛，丙二醛是一种挥发性有机化合物，其含量高低反映了果蔬的新鲜度[22]。草莓贮藏期内丙二醛含量变化见图6。

图6 草莓贮藏期内丙二醛含量变化Fig.6 Changes in malondialdehyde content in strawberries during storage period

由图6 可知，纯水组丙二醛含量上升较快，而添加精油的保鲜组能够明显减缓丙二醛的增长速度，且与精油添加浓度呈正相关。在贮藏第8 天时，纯水组的丙二醛高达66.7 µmol/g，而0.08%、0.16% 保鲜组以及0.18% 保鲜组的丙二醛含量分别为61.5、52.3、40.2 µmol/g，说明含有较高浓度芫荽精油保鲜组的草莓品质相对较好。这可能与芫荽精油的抗氧化作用有关，Marangoni 等[23]通过在香肠中分别添加芫荽精油和二丁基羟基甲苯研究脂质氧化，结果发现芫荽精油抗氧化活性较好，甚至优于合成抗氧化剂二丁基羟基甲苯。

3 结论

草莓皮薄肉嫩，在采后在运输、销售、贮藏等过程极易遭受机械损伤和微生物污染。传统的保鲜技术不足以达到更为完备的保鲜效果，因此，寻找一种绿色环保、价格低廉且保鲜效果优异的保鲜技术至关重要。本研究以不同浓度芫荽精油与1%壳聚糖复合制备保鲜液对品质优良的草莓进行浸泡涂膜处理，通过测定常温密封贮藏期间草莓的感官品质以及腐烂率、失重率、VC含量、可滴定酸含量和丙二醛含量等理化指标，探究该复合保鲜液浸泡涂膜对草莓保鲜效果的影响。结果表明，与纯水组相比芫荽精油与壳聚糖复合涂膜有利于草莓保持较好的感官品质，且精油浓度越高保鲜效果也越好。贮藏8 d 时，芫荽精油浓度为0.18%的保鲜组草莓腐烂率低于30%，失重率、丙二醛含量分别比对照组低62.5% 和39.7%，VC含量与可滴定酸含量分别是对照组的1.9、2.1 倍，差异明显，表明高浓度的芫荽精油涂膜有助于草莓保持良好的感官品质和营养价值。因此，将芫荽精油与壳聚糖复合制备保鲜液浸泡涂膜为草莓保鲜提供了新思路，具有广阔的应用前景。