壳聚糖涂膜处理对圆脆红枣的保鲜效果

壳聚糖涂膜处理对圆脆红枣的保鲜效果

红枣又名中果、红枣和华枣，是大鼠科枣科枣的果实。红枣营养丰富、风味独特,是果品中的“补品王”。据测定,鲜枣含糖量为25%~35%,干枣可达60%~70%;维生素含量为百果之首,平均每百克鲜果高达54mg壳聚糖(chitosan),又名几丁质、壳多糖、甲壳糖、氨基多糖、甲壳多聚糖,化学名称为直链(1,4)-2-胺基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。壳聚糖是类似于纤维素的生物聚合物,它广泛存在于虾、蟹等外壳中,其含量仅次于纤维素,为世界上第二大类有机化合物。据估算,自然界每年生物合成的甲壳素达数十亿吨之多,含量十分丰富以壳聚糖涂膜保鲜剂不仅能保鲜苹果、梨、桃和草莓等水果,而且还可用于辣椒、番茄、南瓜等蔬菜的保鲜。如英国北爱尔兰女王学院研制成一种新的改性壳聚糖N-羧甲基壳聚糖,比原有壳聚糖保鲜剂的保鲜期提高3倍,涂膜苹果保存6个月后,味道与6个月前一样可口新疆阿克苏地区红枣种植面积已突破150万亩,这其中圆脆红枣当地鲜食品种中的主栽品种,占鲜食品种的近四成,但圆脆红枣采后极易失水、皱缩、酒化或霉烂,自然条件下其保存时间不超过一个月。新疆地域偏远、交通运输不便,往往出现产销不平衡,因此,急需加大对外销售和贮藏保鲜环节投入。本实验用醋酸溶液溶解壳聚糖,研究不同质量分数的壳聚糖对圆脆红枣的影响,通过对圆脆红枣的理化指标的测定,以得出壳聚糖保鲜圆脆红枣的最佳质量分数。此项研究不仅可以降低圆脆红枣的贮运成本、保证圆脆红枣产品质量,延长其货架期、提高其商品价值,而且可以获得理想的圆脆红枣涂膜材料,为今后的商业应用提供理论依据。1材料和方法1.1化学试剂及试剂圆脆红枣于2009年9月9日采自阿拉尔枣园。壳聚糖上海蓝季科技发展有限公司;冰乙酸(AR)杭州化学试剂有限公司;2,6-二氯靛酚(AR)上海华蓝化学科技有限公司;标准抗坏血酸(AR)上海宝曼生物科技有限公司等。1.2盘硬度计和wyt糖量计Rc2电磁加热器北京盈盛恒泰科技有限责任公司;GY-1型圆盘式硬度计东莞得光电子公司;WYT糖量计上海双旭电子有限公司;AR2140电子天平上海贤德实验仪器有限公司;DDS-11A电导率仪、752型分光光度计上海济成分析仪器有限公司。1.3圆脆红枣涂膜保鲜的制备取不等量壳聚糖加入相同质量分数0.5%乙酸溶液和吐温搅拌至溶解,然后用NaOH溶液调至pH5.2~5.8搅拌均匀,得到透明而且几乎无色的保鲜剂溶液。选取成熟度一致,大小均匀,无病虫害和表皮无破损的圆脆红枣为贮藏样品,随机分成6组,其中一组为对照组。浸入壳聚糖保鲜液5s,待壳聚糖保鲜液在圆脆红枣表面完全浸润后,捞出,即可在圆脆红枣表面形成一层透明光亮、均匀、连续的可食膜。1.4包装、贮藏采收当日剔除病、残、次枣果,进行清洗、消毒后分别进行不同质量分数的壳聚糖涂膜处理。要求涂抹均匀,完整。在自然气流中晾干,表面形成一层透明光亮的保护膜。装入打孔聚乙烯袋中,于温度-1~0℃、相对湿度85%~90%冷库中进行贮藏。每隔1周测定各指标,在相同的条件以未经涂膜处理的圆脆红枣作为实验对照。1.5测定方法果实硬度:采用果实硬度计测定;可溶性固形物(SSC)含量:用手持折光仪测定,重复6次,取平均值;VC含量:2,6-二氯靛酚钠滴定法测定;可滴定酸(TA)含量:用酸碱滴定法测定,采用苹果酸当量值表示;细胞膜渗透率:采用电导仪法测定;质量损失率:采用直接称量法测定。2结果与分析2.1涂膜处理对圆脆红枣涂膜保鲜的影响由图1可知,圆脆红枣随贮藏时间的延长其腐烂率逐渐增加,空白对照样品70d后腐烂率达到90%以上,而壳聚糖涂膜处理可显著抑制圆脆鲜枣果腐烂的发生。其中1.50%处理的圆脆红枣果腐烂率较低,贮藏后期圆脆红枣的好果率高达69.4%,1.00%涂膜处理效果次之。2.00%而涂膜处理的枣果的好果率为43.75%,2.50%涂膜处理的枣果好果率为41.00%,对照的好果率只有8.00%,说明壳聚糖涂膜处理圆脆红枣以1.50%度效果较好。2.2质量损失率的测定从图2可知,经壳聚糖涂膜处理的圆脆红枣贮藏后果实的质量损失率都显著小于对照组。且在贮藏温度相同的情况下随着壳聚糖质量分数增大质量损失率变小。2.50%涂膜处理的保水效果最好,质量损失率仅为11.11%,但却较早出现腐烂果。这可能是因为质量分数太高,成膜太厚造成的。较厚的膜可以更好地阻止水分的蒸发,但严重阻碍了氧气进入,造成果实无氧呼吸,加剧了腐烂。由实验结果可知,1.50%涂膜处理的圆脆红枣果光亮饱满,质量损失率较小,贮藏第70天时,1.50%的质量损失率为11.35%,保鲜效果较好。对照组质量损失率已达26.55%,而其他处理有不同程度的皱缩现象。2.3贮藏期间果实品质的变化果实的硬度是指果肉抗压力强弱程度。果肉抗压力愈强,果实的硬度就愈大。果实硬度的大小可以反映贮藏过程中及贮藏结束时果实品质的优劣,结果如图3所示。由图3可知,圆脆红枣果实硬度随着贮藏期的延长而降低,这种变化趋势在不同的处理中基本一致。其中,在贮藏的前中期,果实保持鲜脆状态,硬度变化不大,而在贮藏后期,果实硬度下降迅速。贮藏56d时,对照组的硬度为6.57kg/cm2.4贮藏期间可滴定酸含量的变化可滴定酸含量是衡量果实贮藏质量的标志之一,也是鉴别果实品质的重要化学指标之一。贮藏初期果中含酸量高,随着果实的成熟,含酸量下降。通过研究壳聚糖涂膜处理来减缓圆脆红枣果的可滴定酸含量的下降,结果如图4所示。由图4可知,在贮藏初期可滴定酸含量均有所增加,然后又逐渐下降。其原因是由于在采收时枣果实还未达到完全成熟,其含酸量较高。当贮藏到一定时期,果实完全成熟时,其酸含量就开始下降。其中用1.50%壳聚糖涂膜处理的圆脆红枣果实酸含量变化较平缓,在贮藏第63天时,可滴定酸含量高达0.319%,而1.00%涂膜处理组次之,可滴定酸含量为0.261%。而用0.50%壳聚糖涂膜处理组与对照组的酸含量下降相对较快,分别为0.251%和0.211%。而用2.00%和2.50%壳聚糖处理的圆脆鲜枣果实在贮藏后期出现酸含量升高趋势,其原因是由于该处理形成的膜较厚,使果实处于无氧呼吸而产生乳酸,导致酸含量出现二次上升现象。2.5涂膜保鲜过程中vc含量的变化VC是一种还原性物质,对果蔬起保护作用,是衡量果蔬品质的一个重要指标。其含量降低到一定程度时,自由基会积累,会对细胞组织产生损害而加快衰老速度。通过研究壳聚糖涂膜处理来降低圆脆鲜枣果VC含量的下降程度,从而减少对细胞组织产生损害,达到减缓果蔬衰老速度具有重要的意义,实验结果如图5所示。由图5可知,在贮藏初期VC含量均有所增加,然后又逐渐下降。其原因是在采收时枣果实还未达到完全成熟,其VC含量较高。随着贮藏时间的延长,涂膜组和对照组的VC含量均明显减少,但涂膜组圆脆鲜枣VC含量降低的速率均小于对照组。其中用1.50%壳聚糖涂膜处理的圆脆鲜枣果实VC含量变化较平缓,贮藏到70d时,1.50%涂膜处理的圆脆鲜枣果实VC含量下降缓慢,其含量高达412.56mg/100g。而用0.50%壳聚糖涂膜处理组与对照组的VC含量下降相对较快,贮藏70d时,VC含量分别为309.19、266.33mg/100g,VC含量已大部分损失掉。2.6可溶性固形物的变化果实中的可溶性固形物主要是可溶性糖,其含量高低可以作为评价果实质量好坏的重要指标,实验结果如图6所示。由图6可知,果实中可溶性固形物的含量在贮藏前期有所上升,主要原因是由于果实尚未完全成熟,淀粉等不溶性大分子物质,贮藏过程中缓慢降解成可溶性小分子物质,代谢总量小于降解总量,使可溶性固形物的含量有所上升。大部分物质降解后,降解总量开始小于代谢总量,所以可溶性固形物的含量又开始下降。其中以1.50%壳聚糖涂膜处理的圆脆红枣果实的可溶性固形物的变化最为平缓,贮藏第63天时,可溶性固形物含量高达23.96%,含量始终保持在较高的位置。1.00%的壳聚糖处理作用效果在1.50%壳聚糖处理作用效果之后,其含量为21.72%。0.50%壳聚糖处理作用不明显。2.00%和2.50%壳聚糖涂膜处理的可溶性固形物的变化与对照组相近,含量较低其含量分别为20.52%和19.97%。对照组在贮藏到70d时可溶性固形物含量仅为15.86%。2.7相对电导率值对资金透性和渗漏程度的影响细胞膜是控制细胞物质交换的门户,细胞膜结构和功能的正常与否在一定程度上反映细胞结构和功能的完整性。各种内部代谢和外界不良环境对细胞的影响首先表现在膜上,进而影响细胞膜的结构和功能。随着贮藏时间的延长,圆脆红枣果组织的相对电导率呈现增长趋势,说明膜系统受到损伤。细胞膜透性的大小可以通过相对电导率来表示,一般来说,相对电导率值越大,细胞膜结构的破坏程度越大,细胞膜的透性和渗漏程度也越大。因此,通过研究壳聚糖涂膜处理来减缓圆脆红枣果的细胞膜透性具有重要的意义,结果如图7所示。由图7可知,各处理在前28d时电导率变化不大,在28d以后却表现为不同的变化趋势,各组的电导率急剧上升,细胞膜透性增大,说明此时圆脆红枣组织开始衰老,膜质过氧化作用增强。至贮藏结束时,2.50%和2.00%涂膜处理的圆脆红枣果膜透性均达到一个最大值与对照组相差不大,达到了50.00%左右;1.00%的壳聚糖处理作用效果在1.50%壳聚糖处理作用效果之后,相对电导率为42.01%。0.50%壳聚糖处理作用不明显。1.50%壳聚糖处理枣果的相对电导率在整个贮藏期间始终低于对照果,相对电导率仅为38.69%。这说明适宜的壳聚糖涂膜可以减缓细胞膜结构的损伤,有利于圆脆红枣的贮藏保鲜。这主要是因为:壳聚糖在果实表面形成一层均匀的高分子薄膜