蜈蚣藻多糖與卡拉膠復合涂膜保鮮劑對楊梅常溫貯藏的影響

郭守軍，葉文斌，楊永利,*，潘顯輝，王軍喜，吳浩欽

(1.韓山師范學院生物系，廣東 潮州 521041；2.西北師范大學生命科學學院，甘肅 蘭州 730070)

蜈蚣藻多糖與卡拉膠復合涂膜保鮮劑對楊梅常溫貯藏的影響

郭守軍1，葉文斌2，楊永利1,*，潘顯輝2，王軍喜2，吳浩欽1

(1.韓山師范學院生物系，廣東 潮州 521041；2.西北師范大學生命科學學院，甘肅 蘭州 730070)

以蜈蚣藻多糖和蜈蚣藻多糖與卡拉膠復配膠為涂膜基質，以CaCl2和甘油為成膜助劑，配制成復合涂膜保鮮劑，研究常溫(28～32℃)、相對濕度68%～86%條件下該復合涂膜保鮮劑對楊梅品質及其生理生化變化的影響。結果表明：常溫下經蜈蚣藻多糖和蜈蚣藻多糖與卡拉膠復合涂膜保鮮劑涂膜保鮮的楊梅與對照組相比，果實裂果率、霉爛率、失重率明顯降低，抑制了果實的呼吸率；有機酸、VC等營養(yǎng)成分轉化、流失的速度減慢，有效抑制了MDA、花青素含量和相對電導率的升高，使PPO、POD、PAL酶活性處于較低的水平，延緩果實的衰老過程。其中，蜈蚣藻多糖涂膜保鮮劑的效果優(yōu)于蜈蚣藻多糖與卡拉膠復合涂膜保鮮劑。

蜈蚣藻多糖；卡拉膠；復合涂膜保鮮劑；楊梅；貯藏

楊梅[Myrica rubra (Lour.) Sieb.et Zucc.]屬楊梅科楊梅屬植物，是我國南方重要的亞熱帶特產果樹，栽培歷史悠久。楊梅果實具有很高的經濟價值和藥用價值，有“果中瑪瑙”之譽。近年來，楊梅種植面積迅速擴大，已成為山區(qū)農民致富的重要經濟樹種之一[1]。楊梅果實由肉柱聚合而成，柔軟多汁，無外果皮保護，易受機械傷、長霉、腐爛。席嶼芳等[2]研究指出楊梅果實在20～22℃條件下只能保存3d，10～12℃條件下可保存5～7d，0～2℃條件下也只能保存9～12d。而且隨著儲存溫度的升高，時間的延長，楊梅果實的硬度、

凝聚性、回復性和咀嚼性的下降越迅速[3]，楊梅果實采后容易腐爛變質，發(fā)生裂果褐變，質地會不斷地發(fā)生變化，內部組織逐漸軟化，嚴重時影響食用價值[4]，多數只能在產地附近銷售，而且低溫冷藏會降低果實品質和風味口感，影響向外地的運輸和銷售。因此對其進行保鮮研究，開發(fā)出成本低、無污染、無公害和操作簡便的常溫保鮮技術顯得尤為重要。近年可食性保鮮膜已成為保鮮領域研究的熱點[5-8]，多糖膜材料具有較強的吸水和保水能力，且因其成本低、易降解、可食用、來源豐富、對環(huán)境無污染等在食品工業(yè)應用廣闊?？墒秤枚嗵蔷哂辛己玫奈Ｋ芰Γ煌瑏碓吹亩嗵瞧渚毥Y構不同，可與其他多糖分子間相互作用，形成不同的三維網狀結構，對果蔬的保鮮和耐藏性具有很好的功效，而且還具有多重保健功能，這些優(yōu)良的特性都可用于果蔬的保鮮[9-12]。蜈蚣藻多糖在酸和堿中較為穩(wěn)定，而且與卡拉膠有很好的流變性能和良好的協效性，最佳配比為1:9[13]。所以在食品加工尤其在果蔬保鮮方面具有廣闊的應用前景。

本實驗以蜈蚣藻多糖及蜈蚣藻多糖與卡拉膠復配膠為涂膜基質，添加其他涂膜助劑，配制成復合涂膜保鮮劑，在常溫下對楊梅進行涂膜貯藏，通過測定感官指標和有機酸、花青素、VC、可溶性固形物等品質指標以及呼吸強度、丙二醛(MDA)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性等生理生化指標，研究保鮮劑涂膜對楊梅的保鮮效果，為楊梅的貯藏提供一條新的途徑；同時通過掃描電鏡觀察膜的表面形貌，初步探討蜈蚣藻多糖與卡拉膠復配保鮮膜的保鮮機理。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

楊梅采自潮州市磷溪鎮(zhèn)的烏酥梅，挑選大小均勻成熟度相同，無機械損傷，顏色鮮艷，無病蟲害的果實；蜈蚣藻多糖 自制；卡拉膠 河南省鄭州市成果化工有限公司；CaCl2(食品級) 連云港潤泰化工有限公司。

1.2 儀器與設備

JSM-6360LA掃描電子顯微鏡 JEOL公司；AUW120電子天平 Shimadzu公司； HWF-1型紅外二氧化碳分析儀 金壇市現代儀器廠；WYA阿貝折光儀 上海精密科學儀器有限公司物理光學儀器廠； WFJ7200可見光分光光度計、UV-2800型紫外-可見光分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司；DDS-320型電導儀 上海大普儀器有限公司；PHS-3C精密酸度計 上海紅益儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 涂膜保鮮劑的配方

配方1：1%蜈蚣藻多糖+0.3% CaCl2+1%(V/V)甘油，定容至500mL備用；配方2：0.3%(蜈蚣藻多糖:卡拉膠=1:9，m/m)+2%(V/V)甘油，定容至500mL備用。按配方1分別稱取5g蜈蚣藻多糖、0.15g CaCl2，按配方2稱取0.15g蜈蚣藻多糖、1.35g卡拉膠分別加入400mL蒸餾水，在磁力攪拌器上60℃加熱溶解6h，再加入涂膜助劑5mL和10mL甘油，用蒸餾水加熱攪拌均勻定容至500mL，涼至37℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 涂膜

將新鮮楊梅100個在新配制的保鮮劑中浸1min后取出，晾干，放入鋪有紗布的篩籃中，室內常溫貯藏(溫度28～32℃，相對濕度68%～86%)，每天隨機取樣分析。以沒有涂膜的楊梅為對照組(CK)。

1.3.3 電鏡觀察

將多糖復合涂膜保鮮劑制成薄膜，真空噴金后用掃描電鏡觀察膜的表面形貌。

1.4 品質指標的測定

1.4.1 失重率測定

采用稱量法測定。

1.4.2 好果率、裂果率和霉爛率的測定

好果率/%=(好果個數/調查總果數)×100；裂果率/%= (裂果個數/調查總果數)×100，裂果判斷標準為：裂縫長度長于10mm，寬度大于3mm 時，視為裂果；霉爛率/%=(霉爛果個數/調查總果數)×100，霉爛果判斷標準為：霉斑大于10mm時，則為霉果，果實有大量汁液滲出、有濃厚異味即視為爛果。

1.4.3VC含量和有機酸含量[14]

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定；用0.1mol/L NaOH滴定法測定(以檸檬酸計)。

1.4.4 可溶性固形物

WYA 阿貝折光儀，結果直接由折光儀的讀數得出[15]。

1.4.5 花青素含量[16]

取0.5g果肉，加入10mL 0.1mol/L HCl溶液，研磨至勻漿，密封于32℃水中保溫5h后，過濾，濾液在535nm處測吸光度，以0.1mol/L HCl溶液為空白，將吸光度A535=0.1的花青素溶液稱為1個色素濃度單位。

色價=(實測吸光度×10)/樣液質量

1.5 生理生化指標的測定

1.5.1 呼吸強度的測定

將果實準確稱量后裝入密閉的容器中，于室溫靜置30min后，采用紅外線CO2分析儀測定[17]。

1.5.2 相對電導率[18]和丙二醛(MDA)含量測定

取5顆楊梅，精確稱量，用蒸餾水和重蒸水各沖洗3s，放入500mL燒杯，加400mL重蒸水，浸泡30min，測電導率，煮沸10min，用重蒸水補至之前水量，冷卻至室溫，測電導率；MDA含量測定：將果肉勻漿后，提取液以4000r/min離心10min，上清液用硫代巴比妥酸法測定[19]。

1.5.3 多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性

測定方法見參考文獻[20]。

1.6 數據分析

所有實驗數據用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅好果率、裂果率和霉爛率的影響

楊梅在成熟后極易發(fā)生裂果，裂果部位易受微生物感染發(fā)生霉爛，影響果實外觀、品質及商品價值。由圖1(a)可知，隨著貯藏時間的延長，好果率逐漸降低,但兩組涂膜組降低的幅度均明顯低于對照組。對照組在5d時的好果率僅為38%，而經過配方1和配方2涂膜處理的好果率為62%和58%與對照組都呈極顯著差異(P值分別為0.000和0.000，P＜0.01)；由此可見，經涂膜處理的楊梅好果率均高于對照組。

圖1 楊梅在貯藏期間好果率(a)、裂果率(b)和霉爛率(c)的變化Fig.1 Changes in good fruit (a), rotten fruit rate (b) and cracking fruit rate (c) of Myrica rubra during storage

從圖1(b)和1(c)可以得知，涂膜組的裂果率和霉爛率均明顯低于對照組。主要是由于涂膜處理降低了果實水分的變化幅度和被微生物感染的機率，裂果減少從而抑制霉爛。 貯藏第6天時，對照組裂果率和霉果率已達到4%和18%，而配方1涂膜的為9%(P=0.012＜0.05)和2.2%(P=0.001＜0.01)，配方2涂膜的為3%(P=0.050＜0.05)和6%(P=0.001＜0.01)。說明兩組復合膜都具有保護作用，使楊梅不易受微生物感染，大大減少了霉菌等微生物引起的腐爛，可以延緩楊梅果實的后熟軟化和防止霉變的進程。因此經兩種多糖復合保鮮劑涂膜處理均可有效的保持果實的外觀和貯藏品質。

2.2 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅失重率和呼吸強度的影響

圖2 楊梅在貯藏期間的失重率(a)和呼吸強度(b)的變化Fig.2 Changes in weight loss rate (a) and respiration intensity (b) of Myrica rubra during storage

由圖2(a)表明，隨著貯藏時間的延長，楊梅果實失重率逐漸增加；兩組配方涂膜的總體失重率趨勢均小

于對照組，貯藏第8天時對照組的失重率達到37%左右，兩組涂膜的失重率都在22%左右，與對照相比有顯著差異(P=0.031＜0.05)。楊梅在采后呼吸強度較高，胡西琴等[21]研究表明，在(21±1)℃的貯藏溫度，楊梅出現了呼吸高峰和乙烯釋放高峰，表現出某些呼吸躍變型果實的特征。由圖2(b)可知，在采摘后保鮮過程中會有后熟過程，在2～4d，對照組伴隨著呼吸高峰的出現，果實迅速向成熟轉變，之后很快衰老、腐爛，呼吸強度達到最大。保鮮劑涂膜處理后呼吸速率明顯被抑制，配方2抑制呼吸作用的能力遠遠高于配方1，呼吸強度始終處于較低水平，變化幅度小，這可能與保鮮劑透氣性弱有關。

2.3 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅VC和有機酸含量的影響

圖3 楊梅在貯藏期間VC(a)和有機酸含量(b)的變化Fig.3 Changes in contents of vitamin C (a) and organic acids (b) in Myrica rubra during storage

VC是果實營養(yǎng)主要成分之一，同時也是果實內清除活性氧的一種重要的抗氧化劑，且在貯藏運輸過程中極易受到抗壞血酸氧化酶氧化[22]，所以其含量可以作為楊梅在貯藏過程中品質變化的指標。由圖3(a)可知，貯藏期間，楊梅果實VC含量總體都呈下降的趨勢，但涂膜處理的VC含量下降趨勢較平緩，而對照組則在第4天時VC含量明顯降低，7～8d趨勢變緩。配方1和2涂膜處理VC的含量從最初52.85mg/100g下降到第7天的37.71mg/100g和30.56mg/100g左右。表明涂膜處理能抑制楊梅果實VC含量的下降，使果實在貯藏后期能保持較高的VC含量。

由圖3(b)可知，貯藏前期，對照組果實的有機酸含量呈逐漸增加趨勢，第3天達到最大值，到第8天急劇下降。配方2涂膜處理的有機酸含量總體趨勢在貯藏期間都高于對照，配方1涂膜處理的有機酸含量從第5天開始均低于對照組，原因可能是涂膜保鮮劑在保鮮過程中，后熟果實中有機酸積累，出現呼吸高峰，總酸作為呼吸基質而消耗，呈下降趨勢；配方1涂膜組有機酸含量下降速度明顯低于對照組，表明配方1涂膜保鮮劑對楊梅的有機酸含量起到較好的保持作用。

2.4 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅可溶性固形物和花青素色價的影響

由圖4(a)可知，整個成熟過程中，涂膜處理后可溶性固形物含量增加的速率持續(xù)低于對照組，說明經保鮮劑涂膜處理能延緩果實貯藏期可溶性固形物含量的升高，減慢了果實后熟的進程。貯藏第7天配方2涂膜可溶性固形物含量維持在8.38%左右，配方1也接近對照的11%左右，這種延緩不會影響果實風味，有利于果實的貯藏和保鮮。

楊梅果實成熟過程中最明顯的變化是外觀色澤的變化，花青素含量隨著果實成熟度的提高快速積累[16]。可以用花青素色價來判斷在保鮮過程中楊梅成熟的程度。由圖4(b)可知，貯藏第3天，對照楊梅果實花青素色價從33.54上升到49，配方1涂膜后果實花青素從色價34.52降低到32.8，配方2花青素從色價30.92升高到34.7。隨著貯藏時間的延長成熟度也在增加，楊梅果實花青素逐漸升高，但對照組整體趨勢要高于涂膜處理，說明多糖涂膜對楊梅成熟有抑制作用，而且對果實中花青素合成有一定的抑制作用，但抑制合成作用有限，其機理有待于進一步研究。

圖4 楊梅在貯藏期間可溶性固形物(a)和花青素色價(b)的變化Fig.4 Changes in contents of soluble solid (a) and anthocyanin (b) in Myrica rubra during storage

2.5 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅相對電導率和MDA含量的影響

圖5 楊梅在貯藏期間相對電導率(a)和MDA含量(b)的變化Fig.5 Changes in relative conductivity (a) and MDA generation (b) of Myrica rubra during storage

由圖5(a)可知，多糖涂膜處理明顯抑制了楊梅果實相對電導率的上升過程，貯藏前3d對照組果實相對電導率與涂膜組果實無明顯差異。此后，對照組果實的相對電導率上升速率高于涂膜處理的果實，第6天配方1和2處理的相對電導率分別為15.26%和28.40%，對照組已經達到42.81%。結果表明涂膜處理有助于降低果實膜透性，增強膜的保護作用，提高果實耐貯性。

MDA是具有細胞毒性的膜脂過氧化產物，可間接反映細胞損傷的程度。由圖5(b)可知，隨著貯藏時間的延長，三組MDA含量均呈上升趨勢，貯藏后期，MDA含量增加的速度加快，說明膜脂過氧化程度加劇，果實逐漸衰老。在相同的時間內，涂膜組MDA含量保持在一個相對較低的水平，直到第7天才有較大幅度的提高。多糖涂膜處理后MDA含量的增加速率明顯低于對照組，而配方2在貯藏第4天時出現的高峰可能是楊梅果實個體差異誤差所引起的。因此多糖涂膜保鮮劑對果實中MDA的積累可起到一定的抑制作用，使其維持在較低水平，以此來保護細胞膜系統(tǒng)，延緩果實的衰老。

2.6 多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅 PPO、POD和PAL酶活性影響

從圖6(a)可以看出，對照組楊梅果實在貯藏一周內PPO活性在1～4d 內急劇升高，4～7d之間PPO活性急劇降低，升至最高時果實顏色嚴重褐變，果實也失去原來味道。而兩組涂膜處理的果實PPO活性明顯低于對照，結果說明涂膜處理在一定程度上可抑制PPO的活性，減緩楊梅褐變的速度，延長楊梅的貯藏時間。

圖6 楊梅在貯藏期間PPO(a)、POD(b)和PAL(c)酶活性的變化Fig.6 Changes in activities of PPO (a) and POD (b) and PAL (c) in Myrica rubra during storage

POD是植物細胞內的保護酶，可以清除植物體內氧自由基。從圖6(b)可以得知，在貯藏期間對照組楊梅的POD活性在第2天就達到了最高活性，這樣就會導致果實活性氧增多，啟動膜質過氧化，從而破壞果肉細胞膜的結構；多糖涂膜處理的POD活性一直比對照組低，說明多糖涂膜有效的抑制了POD的活性，使楊梅果實啟動膜脂過氧化而破壞膜系統(tǒng)的能力降低,促進楊梅自身有效清除體內產生的自由基，減緩衰老，起到了保鮮和耐貯藏的作用。

PAL酶活性可作為植物抗逆境能力的一個指標。由圖6(c)可知，在貯藏期間PAL活性在第3天達到最高，然后逐漸降低，但在多糖涂膜處理下的PAL活性均比對照組低，這可能與保護系統(tǒng)產生的次級代謝產物積累有

關，說明多糖涂膜對PAL活性有一定的抑制作用，使PAL活性保持在較低的水平，減少次級代謝產物，延緩楊梅果實的成熟與霉變，保持楊梅果實的品質而達到耐貯藏的功效。

2.7 多糖復合涂膜保鮮劑保鮮原理的初步分析

圖7 復合膜的掃描電鏡圖Fig.7 Scanning electron microscope images of compound film (a. composite film of Grateloupia filicina Polysacocharide and glycerin; b. composite film of Grateloupia filicina Polysacocharide with carrageenan and glycerin)

如圖7a所示，蜈蚣藻多糖與CaCl2和甘油形成的復合膜表面光滑、均勻完整、結構致密沒有間隙，說明此復合膜的彈性和剛性較好。蜈蚣藻多糖與卡拉膠和甘油復配，所成保鮮劑膜形貌掃描電鏡結果如圖7b所示，兩種多糖相互作用，處于協效凝膠狀態(tài)，但形成的復合膜表面光滑程度較低、結構較為疏松，不均勻有明顯的空洞。通過比較可以看出，蜈蚣藻多糖與卡拉膠復配的復合膜保鮮劑，由于兩者不同來源多糖的精細結構不同，多糖分子間發(fā)生相互作用，形成交聯程度不同的三維網狀結構，表現出表面光滑程度較低、結構較為疏松，不均勻有明顯的空洞的膜結構；而蜈蚣藻多糖保鮮劑所形成膜的表面均勻完整，結構之間聯系緊密，彼此之間沒有間隙，可能是來源相同的多糖分子之間借助氫鍵和范德華力相互作用形成致密的三維網狀結構，使其呈現出獨特的保水性質和抑制呼吸的功能，更好的增強了果實內部水分的擴散，阻礙氣體分子的透過，從而使復合多糖同時起到減少果實內物質轉化和呼吸基質的消耗、隔離致病微生物的侵染、延緩衰老和防止腐爛變質，達到保鮮的目的。

3 結論與討論

實驗結果表明，配方1和配方2兩種配方多糖復合涂膜保鮮劑對楊梅都起到了很好的保鮮效果。多糖復合涂膜保鮮劑在果實表面形成一層半透膜，封閉了肉柱果實上的氣孔，一定程度上阻抑了果內、外氣體交換，使果實內部形成一種低O2分壓、高CO2分壓的小環(huán)境[10,23-24]，從而抑制了果實的呼吸強度，進而達到防止果實腐爛、衰敗，保持品質的效果。多糖復合涂膜保鮮劑無色透明、無異味，可食。所形成的膜很容易水洗而且有效的延緩楊梅果實顏色褐變及成熟和衰老，減少了營養(yǎng)物質的消耗，降低了因病原菌污染而造成的腐爛損失，明顯地起到了保鮮和貯藏的作用，延長了貨架期。

兩種多糖復合涂膜保鮮劑有效的抑制了楊梅的呼吸強度、水分散失，延緩了貯果的失重率，不同程度地降低了果實水分的變化幅度和被微生物感染的機率，裂果減少從而抑制霉變的發(fā)生，使軟熟、腐爛的時間推后，果實內可溶性固形物的增加速度減緩，有機酸、VC等營養(yǎng)成分轉化、流失的速度減慢，MDA和花青素的積累受限，有效地維持保護酶PPO、POD和PAL酶的活性處于較低的水平，進而達到防止楊梅果實腐爛、延緩果實的衰老、保持品質的效果，在常溫下使楊梅的保鮮期延緩了2～4d，起到了較好的保鮮與貯藏作用。

配方1的保鮮效果優(yōu)于配方2。其機理可能是蜈蚣藻多糖與卡拉膠復合膜形成的保鮮劑彼此之間存有間隙，聯系不緊密，所形成的空間三維結構較疏松使其易于氣體交換和水分透過，而且會不均勻的堵塞果實有效的呼吸氣孔，使一些生理反應發(fā)生異常。而蜈蚣藻多糖保鮮劑中來源相同的多糖分子間發(fā)生相互作用，與Ca2+形成穩(wěn)定、光滑、均勻、致密的三維網狀結構，保持多糖膜的硬度與剛性，從而使多糖保鮮劑呈現出獨特的保水性質和均勻抑制呼吸的功能。同時保鮮劑膜中的Ca2+會加強果實的硬度，推遲果實的軟化時間，保鮮劑膜的保鮮與貯藏機理還需進一步的研究和探討。

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Preservation of Myrica rubra Using Compound Coating Agent of Grateloupia filicina Polysaccharide and Carrageenan at Room Temperature

GUO Shou-jun1，YE Wen-bin2，YANG Yong-li1,*，PAN Xian-hui2，WANG Jun-xi2，WU Hao-qin1
(1. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China；2. College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China)

Grateloupia filicina polysaccharide and carrageenan were used for preparing compound coating agent on the basis of glycerin and CaCl2as the film-forming additives. The preservative effect of compound coating agent on post-harvested Myrica rubra at ambient temperature (28－32 ℃) and relative humidity (68%－86%) was explored. Results showed that rotten fruit rate, cracking fruit rate and weight loss rate of Myrica rubra coated with edible compound film exhibited an obvious decrease. Meanwhile, respiration rate and conversion rates of total vitamin C, organic acids and other nutrients were inhibited, which resulted in an inhibition of MDA generation and reduction of anthocyanin content and relative conductivity. Activities of PPO, POD and PAL from fruits coated with edible compound film remained at a relatively low level, and the senescence process was delayed. The quality of Myrica rubra coated with film containing Grateloupia filicina polysaccharide was superior to that of fruits coated with compound film of Grateloupia filicina polysaccharide and carrageenan during storage.

Grateloupia filicina polysaccharide；carrageenan；compound coating agent；Myrica rubra；preservation

TS255.3

A

1002-6630(2010)18-0394-07

2010-01-24

國家星火計劃項目(2006EA780088)；廣東省科技廳計劃項目(2007B080701046)

郭守軍(1965—)，男，教授，博士，研究方向為天然產物化學及食品化學與分析。E-mail：sjguo2006@yahoo.com.cn

*通信作者：楊永利(1965—)，女，教授，碩士，研究方向為植物資源學及功能食品。E-mail：rose_kally@yahoo.com.cn