黃楊敏，孫 曄，耿思翌，趙 杭，周 艷，居巧苓，屠 康

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

魔芋葡甘聚糖復(fù)合涂膜對鮮切蓮藕保鮮效果的影響

黃楊敏，孫 曄，耿思翌，趙 杭，周 艷，居巧苓，屠 康*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

采用正交試驗研究魔芋葡甘聚糖、黃原膠、植酸復(fù)合涂膜處理對鮮切蓮藕保鮮效果的影響，篩選出保鮮效果較優(yōu)的組合質(zhì)量濃度，并進行驗證實驗。結(jié)果表明，較優(yōu)的組合為15 g/L魔芋葡甘聚糖、1.5 g/L黃原膠、0.5 g/L植酸，在此條件下魔芋葡甘聚糖復(fù)合涂膜能有效抑制鮮切蓮藕表面的褐變，降低呼吸強度，減少營養(yǎng)物質(zhì)VC和可溶性固形物損失，并且可抑制其酚類物質(zhì)含量的下降以及提高抗氧化能力，具有良好的保鮮效果。

鮮切蓮藕；魔芋葡甘聚糖；涂膜；保鮮

黃楊敏， 孫曄， 耿思翌， 等. 魔芋葡甘聚糖復(fù)合涂膜對鮮切蓮藕保鮮效果的影響［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（8）: 266-271.

HUANG Yangmin， SUN Ye， GENG Siyi， et al. Effect of konjac glucomannan composite coating on the preservation of fresh-cut lotus root［J］. Food Science， 2016， 37（8）: 266-271. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608048. http://www.spkx.net.cn

蓮藕（Nelumbo nucifera Gaertn. ssp. nucifera）是我國廣泛種植的水生植物，也是中國特色的水生蔬菜和出口創(chuàng)匯蔬菜。蓮藕營養(yǎng)豐富，含有豐富的糖類、蛋白質(zhì)、脂肪，還含少量的生物堿、黃酮類、VC、核黃素、胡蘿卜素等物質(zhì)及錳、銅、鈦等礦物質(zhì)［1］。近年來，果蔬消費量快速增加，應(yīng)運而生的鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)也在不斷擴大，而蓮藕因其營養(yǎng)豐富、組織脆嫩等原因適合鮮切生產(chǎn)，逐漸商品化。但是鮮切蓮藕在加工貯藏過程中極易發(fā)生酶促褐變，直接影響蓮藕的感官品質(zhì)和內(nèi)在質(zhì)量，從而縮短貨架期，阻礙產(chǎn)品銷售和出口，故抑制酶促褐變是延長其貨架期的一個重要途徑［2］。

多糖作為可食用涂膜保鮮材料，具有高效、天然、無毒、價格低廉、資源充足、用量少和使用方便等特點，近年來逐漸成為保鮮研究與開發(fā)的熱點［3］。魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）是存在于魔芋塊莖中的一種可再生的天然高分子化合物，溶于水后能形成高黏度的假塑性溶液，在可食用膜的研究和應(yīng)用方面具有廣闊的前景［4］。已有研究表明，KGM涂膜可以延長鮮切蜜柚［5］、鮮切蘋果［6］、草莓［7］、甜椒［8］等果蔬貨架期，但是在鮮切蓮藕的研究方面未見報道。黃原膠（xanthan gum，XG）是經(jīng)好氧發(fā)酵生物工程技術(shù)產(chǎn)生的一種高黏度水溶性微生物胞外陰離子多糖，與KGM之間存在強烈的協(xié)同增效作用，兩者結(jié)合在一定程度上能夠提高膜的強度及致密性，而且兩者混合物在pH值較低的條件下溶脹性較高［9］。植酸（phytic acid，PA）是一種天然來源的抗氧化劑、護色劑，與金屬離子可發(fā)生極強的螯合作用［10］，通過抑制氧化、酶促反應(yīng)等作用達到保鮮果蔬的目的。

本研究在單因素試驗的基礎(chǔ)上采用正交試驗優(yōu)化鮮切蓮藕的保鮮條件，考慮以KGM為基礎(chǔ)膜劑，添加XG及PA，制備復(fù)合涂膜劑處理鮮切蓮藕，低溫（4±1）℃條件下貯藏8 d，以L*值、呼吸強度、VC和可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量作為保鮮效果評價指標(biāo)，綜合評定不同配比的涂膜保鮮液的保鮮效果，篩選出最優(yōu)復(fù)合涂膜質(zhì)量濃度，以期為涂膜法在鮮切蓮藕的貯藏保鮮方面的應(yīng)用提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

蓮藕：以“3735”蓮藕品種（本地市場主要銷售品種）為實驗材料，購于南京市衛(wèi)崗農(nóng)貿(mào)市場。選取品種一致、肉質(zhì)白、藕節(jié)粗壯、完整無損傷的蓮藕。

KGM（純度≥98.0%） 合肥博美生物科技有限公司；XG（純度≥98.0%）、PA（純度≥99.0%） 運升生物科技有限公司；抗壞血酸、磷酸、三氯乙酸、1，10-紅菲咯啉、氯化鐵、乙醇、福林-酚、沒食子酸、碳酸鈉、乙酸、乙酸鈉、愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚、H2O2（均為分析純） 國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

JY5002電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；3K15高速冷凍離心機 德國Sigma公司；CR-100便攜式色差計 日本Minota公司；PAL-1電子糖度計 日本Atago公司；305H果蔬呼吸測定儀、GY-4數(shù)顯果實硬度計浙江托普公司；UV1800紫外分光光度計 日本島津公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司。

1.3方法

1.3.1蓮藕處理

購回的蓮藕立即放入冰柜中（4±1）℃預(yù)冷24 h，次日取出浸泡于清水中，用軟布輕輕擦洗，洗凈蓮藕表面污泥。然后按節(jié)切斷蓮藕，去蒂去皮后橫切成5 mm左右厚度的蓮藕片。將切分好的藕片分別浸泡于各保鮮液中，保鮮處理10 min。隨后將其分裝入聚乙烯包裝盒中，置于（4±1）℃條件下貯藏8 d，每2 d測定一次指標(biāo)。每盒量品300 g，重復(fù)3 次。以蒸餾水處理為空白對照。

1.3.2單因素試驗

選取KGM、XG、PA 3 種單一保鮮劑分別對鮮切蓮藕進行單因素保鮮試驗。KGM質(zhì)量濃度設(shè)計為15、20、25 g/L，XG質(zhì)量濃度設(shè)計為0.5、1.0、1.5 g/L，PA質(zhì)量濃度設(shè)計為0.5、1.0、1.5 g/L。貯藏期間每2 d測定一次L*值。

1.3.3正交試驗設(shè)計

選取KGM、XG、PA 3 種保鮮劑做三因素三水平的正交試驗。按照正交試驗設(shè)計表設(shè)置9 組試驗，另設(shè)一個空白對照，見表1。貯藏8 d后測定其L*值、呼吸強度、VC、TSS含量等指標(biāo)。

表1　正交試驗因素與水平Table 1 Factors and their coded levels used in orthogonal array design

1.3.4驗證實驗

對正交試驗確定的較優(yōu)質(zhì)量濃度組合進行保鮮蓮藕的驗證實驗。采用優(yōu)選出的KGM復(fù)配液浸泡鮮切蓮藕，貯藏期間每2 d測定一次L*值、呼吸強度、VC含量、TSS含量、總酚含量、過氧化物酶（peroxidase，POD）活性以及多酚氧化物酶（polyphenol oxidase，PPO）活性等品質(zhì)指標(biāo)和生理指標(biāo)。

1.3.5指標(biāo)測定

1.3.5.1L*值的測定

采用CR-100型色差計［11］對蓮藕片的顏色變化進行測定的，記錄L*值。每處理取10 片蓮藕，記錄數(shù)據(jù)，取其平均值。

1.3.5.2呼吸強度和硬度的測定

呼吸強度采用305H果蔬呼吸測定儀進行測定，結(jié)果以CO2mg/（h·kg）為單位，以鮮質(zhì)量計。每次量品取100 g左右，用聚乙烯保鮮膜覆蓋保鮮盒，靜置10 min后測定呼吸強度，重復(fù)3 次，記錄數(shù)據(jù)，取其平均值。

硬度采用硬度計測定，以g/cm2為單位。

1.3.5.3VC、TSS和總酚含量的測定

VC含量采用分光光度法［12］進行測定，結(jié)果以mg/100 g為單位，以鮮質(zhì)量計。重復(fù)3 次，記錄數(shù)據(jù)，取其平均值；TSS含量采用PAL-1電子糖度計進行測定［13］，結(jié)果以%為單位；總酚含量采用Folin-Ciocalteu法［14］進行測定，結(jié)果以mg GAE/g為單位。

1.3.5.4POD和PPO活性的測定

POD活性采用愈創(chuàng)木酚法［15］進行測定，以每克果蔬量品（鮮質(zhì)量）每分鐘吸光度變化值增加0.01為1 個活性單位U，結(jié)果以U/g為單位；PPO活性采用鄰苯二酚法［16］進行測定，以每克果蔬量品（鮮質(zhì)量）每分鐘吸光度變化值增加0.01為1個活性單位U，結(jié)果以U/g為單位。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

取重復(fù)測定的數(shù)據(jù)均值，結(jié)果以±s表示，借助Excel 2007、SAS等軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，并采用ANOVA鄧肯氏多重差異法進行顯著性分析。對于正交試驗中多指標(biāo)的處理，采用模糊綜合評定法［17-18］綜合分析貯藏期間鮮切蓮藕的各指標(biāo)變化。鮮切蓮藕的質(zhì)量評定因素有4 個，即L*值、呼吸強度、VC含量、TSS含量，根據(jù)各因素對貯藏效果的影響，加權(quán)系數(shù)分別為0.4、0.2、0.2、0.2。結(jié)果以綜合評定指數(shù)衡量各處理的保鮮效果，通過極差分析篩選出保鮮效果的處理組。

L*值、VC、TSS含量評定指數(shù)的計算見公式（2）：

呼吸強度評定指數(shù)的計算見公式（3）：

式中：Xij為第i組第j個指標(biāo)的評定指數(shù)；為第i組第j個指標(biāo)的平均值；Xmax為第j個指標(biāo)實測值中的最大值；Xmin為第j個指標(biāo)實測值中的最小值。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗結(jié)果與分析

單因素試驗中，貯藏期間各組之間硬度變化無顯著性差異（P＞0.05），其他4 項指標(biāo)均呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），故將硬度指標(biāo)數(shù)據(jù)舍去，不計入分析。

2.1.1KGM質(zhì)量濃度對鮮切蓮藕L*值的影響

圖1　KGM處理對鮮切蓮藕L*值的影響Fig.1 Effect of KGM treatment on L* value of fresh-cut lotus root slices

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切蓮藕的L*值呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，其中對照組的L*值下降速度最快，而KGM處理組較為緩慢，說明KGM可以有效防止其褐變。3 種質(zhì)量濃度的KGM處理組中，20 g/L KGM處理組在整個貯藏過程中一直保持較高的L*值，且第6天才開始大幅下降。

2.1.2XG質(zhì)量濃度對鮮切蓮藕L*值的影響

圖2　XG處理對鮮切蓮藕L*值的影響Fig.2 Effect of XG treatment on L* value of freshly-cut lotus root slices

由圖2可知，XG處理組相比于對照組能夠有效保持鮮切蓮藕表面的亮度，其中1.0 g/L的XG處理組效果最好，L*值顯著高于其他處理組（P＜0.05），在貯藏第8天，其L*值僅下降7.7%，而對照組為15.2%。

2.1.3PA質(zhì)量濃度對鮮切蓮藕L*值的影響

圖3　PA處理對鮮切蓮藕L*值的影響Fig.3 Effect of PA treatment on L* value of fresh-cut lotus root slices

由圖3可知，整個貯藏過程中PA處理組的L*值始終高于對照組，其中1.0 g/L PA處理組與對照組存在顯著性差異（P＜0.05），說明1.0 g/L PA處理組能較好地抑制鮮切蓮藕褐變，其抑制褐變的原因可能是PA螯合了褐變過程中所需的金屬離子［19-20］，從而使得褐變反應(yīng)得到抑制。

2.2正交試驗結(jié)果

蓮藕在切分過程中，組織受到破壞直接暴露于空氣中，使其內(nèi)部酚類物質(zhì)和氧化酶迅速發(fā)生了酶促反應(yīng)，酚類物質(zhì)氧化成醌，醌再進一步生成有色物質(zhì)，導(dǎo)致鮮切蓮藕表面發(fā)生褐變［21］，即L*值下降。鮮切蓮藕在貯藏過程中伴隨L*值的降低其呼吸強度也不斷增強。

由表2可知，經(jīng)KGM復(fù)合涂膜處理后的藕片在貯藏8 d后，其L*值、VC含量、TSS含量均顯著高于對照組，呼吸強度也顯著低于對照組（P＜0.05）。

表2　貯藏8 d后鮮切蓮藕品質(zhì)評定結(jié)果Table 2 Quality analysis of fresh-cut lotus root slice after 8 days of storage

根據(jù)模糊綜合評定法，按公式（2）、（3）分別計算出L*值、VC含量、TSS含量、呼吸強度的評定指數(shù)，再根據(jù)公式（1）計算出各組綜合評定指數(shù)。以綜合評定指數(shù)為評判指標(biāo)，對貯藏8 d后鮮切蓮藕的品質(zhì)進行極差分析，結(jié)果如圖4、表3所示。綜合評定指數(shù)越高，表明貯藏保鮮效果越好。

圖4　因素水平與綜合評定指數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relationship among various variables at three different levels and comprehensive assessment index

由表3可知，處理組的綜合評定指數(shù)均比對照組高，說明處理組對鮮切蓮藕的品質(zhì)保持方面均有效果。其中，處理組3的綜合評定指數(shù)為0.778，即15 g/L KGM、1.5g/L XG、1.5 g/L PA的復(fù)合處理可以有效地對鮮切蓮藕的進行保鮮。由圖4和表3可知，通過極差分析，鮮切蓮藕貯藏8 d后，KGM、XG、PA這3 個因素對鮮切蓮藕的品質(zhì)影響的主次順序為KGM質(zhì)量濃度＞XG質(zhì)量濃度＞PA質(zhì)量濃度，原因可能是KGM可以有效抑制鮮切蓮藕的呼吸作用有關(guān)，這也在閆子嬌等［6］利用KGM復(fù)合抗壞血酸涂膜鮮切蘋果的研究上得到了證實。由于KGM可以在藕片表面形成一層半透膜，控制CO2和O2的進出，一定程度上抑制其呼吸作用，從而減緩酶促褐變的發(fā)生，最終能夠保持鮮切蓮藕的L*值以延長其貨架期。

表3　鮮切蓮藕綜合品質(zhì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果Table 3 Comprehensive quality analysis of fresh-cut lotus root

2.3驗證實驗結(jié)果

由2.2節(jié)正交試驗結(jié)果可知A1B3C3為較優(yōu)水平組。由表3和圖4可知，因素C各水平綜合評定指數(shù)相差不大，其極差僅為0.039，故在保證保鮮效果的前提下，選擇質(zhì)量濃度較低的水平作為該因素的較優(yōu)水平，則采用C1水平代替C3水平為較優(yōu)質(zhì)量濃度，A1B3C1為較優(yōu)水平組，即15 g/L KGM、1.5g/L XG、0.5 g/L PA為較優(yōu)質(zhì)量濃度組合組。

由表4可知，較優(yōu)水平處理組可以有效保持鮮切蓮藕的內(nèi)外品質(zhì)，達到保鮮的目的。由表4可知，貯藏期間處理組能夠減緩鮮切蓮藕表面的L*值的下降，延緩褐變反應(yīng)的發(fā)生，處理組第6天L*值開始快速下降，而對照組第2天即出現(xiàn)褐變加劇的現(xiàn)象；呼吸強度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，對照組的呼吸強度始終顯著高于處理組的值，且貯藏結(jié)束后（8 d）處理組的呼吸強度（33.26 CO2mg/（h·kg））僅為對照組的59.09%，處理組顯著低于對照組（P＜0.05）；VC和TSS含量分別呈現(xiàn)逐漸下降和先上升后下降的趨勢，但是處理組的VC和TSS含量變化較為緩慢，說明處理組能夠一定程度上保持鮮切蓮藕的最初狀態(tài)，從而達到保鮮蓮藕片的效果。由以上結(jié)果可知，KGM復(fù)合涂膜可有效控制鮮切蓮藕的呼吸強度，減少其營養(yǎng)成分的流失，最終延緩鮮切蓮藕的褐變，這與祝美云等［22］采用殼聚糖保鮮蓮藕片以及周研等［23］采用殼聚糖復(fù)合涂膜保鮮哈密瓜的原因相似。

表4　驗證實驗與對照組各指標(biāo)的比較Table 4 Comparison of physiological and biochemical parameters between the experimental group and the control group

另外，引起鮮切蓮藕褐變的原因有酶促褐變和非酶促褐變反應(yīng)，主要由是酶促褐變反應(yīng)引起。蔣娟［24］對不同品種的鮮切蓮藕褐變機理的研究表明酚類物質(zhì)含量與L*值呈顯著正相關(guān)性，且Zhang Shaoying等［25］研究表明鮮切蓮藕在貯藏期間PPO、POD是與褐變密切相關(guān)的酶類。由表4可知，隨著貯藏時間的延長，總酚含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，這是由于酚類物質(zhì)不斷被氧化從而導(dǎo)致其含量下降，其中對照組從第2天開始急劇下降，而處理組則從第6天才出現(xiàn)大幅下降的趨勢，總酚含量的急劇下降說明酶促褐變反應(yīng)加快。由表4可知，PPO活性呈先上升后下降的趨勢，在貯藏前6 d，對照組的PPO活性始終顯著高于處理組，并且對照組于第2天開始出現(xiàn)急劇上升的趨勢，這與總酚含量的變化趨勢一致，這是因為PPO催化了多種酚類物質(zhì)氧化成醌類化合物，進而聚合成深色物質(zhì)，所以對照組在貯藏的第2天即出現(xiàn)總酚含量以及PPO活性急劇變化的原因，從而對照組于第2天褐變現(xiàn)象開始加劇。與對照組相比，處理組的PPO活性一直處于較低狀態(tài)，可能原因是多糖涂膜減少了蓮藕表面與空氣的接觸機會，抑制了酶促褐變反應(yīng)，提高了鮮切蓮藕的抗氧化能力。由表4可知，POD活性呈先下降后上升的趨勢，可能是由于切分造成的傷害還沒有使植物立即產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，所以貯藏前期POD的活性不高，隨著植物對自身的保護作用越來越強，POD活性也越來越高。處理組的POD活性始終高于對照組，并于第2天開始出現(xiàn)上升趨勢，原因可能是多糖涂膜會誘導(dǎo)植物產(chǎn)生自我保護作用，使得POD活性增強以清除植物體內(nèi)的過氧化物含量，這與Sun Ying等［26］使用H2S熏蒸鮮切蓮藕的實驗結(jié)果相反，分析原因可能是H2S是內(nèi)源性信號氣體質(zhì)體，能夠抑制與褐變相關(guān)的酶促反應(yīng)，增強其抗氧化能力，而多糖涂膜保鮮主要是通過在植物表面形成的半透膜，控制其呼吸強度以達到保鮮作用，具體原因還待進一步的研究。

3　結(jié) 論

本研究利用KGM復(fù)合XG、PA涂膜鮮切蓮藕進行保鮮實驗，并進行了驗證，篩選出保鮮效果較優(yōu)的質(zhì)量濃度組合。結(jié)果表明，15 g/L KGM、1.5 g/L XG、0.5 g/L PA為較優(yōu)質(zhì)量濃度組合組，該KGM復(fù)合涂膜處理組能夠顯著減緩L*值的下降速度，抑制呼吸強度的上升，延緩

VC、TSS等營養(yǎng)物質(zhì)的消化，并且可抑制其酚類物質(zhì)含量的下降以及提高抗氧化能力，較好地保持了鮮切蓮藕的品質(zhì)，從而達到鮮切蓮藕保鮮的目的。

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Effect of Konjac Glucomannan Composite Coating on the Preservation of Fresh-Cut Lotus Root

HUANG Yangmin， SUN Ye， GENG Siyi， ZHAO Hang， ZHOU Yan， JU Qiaoling， TU Kang*
（College of Food Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）

The effect of composite coatings composed of konjac glucomannan （KGM）， xanthan gum （XG） and phytic acid（PA） on the preservation of fresh-cut lotus root was studied by the orthogonal experimental design method. The optimum combination was screened and validated through experiments. The results showed that the combination of 15 g/L KGM，1.5 g/L XG and 0.5 g/L PA was found to be optimal. The optimized KGM composite coating inhibited the browning，reduced the respiration rate and the losses of VC and total soluble solids （TSS）， and suppressed the decrease of total phenol and improved the antioxidant capacity of fresh-cut lotus root. Thus， the KGM composite coating provides excellent preservation of fresh-cut lotus root.

fresh-cut lotus root； konjac glucomannan； coating； preservation

10.7506/spkx1002-6630-201608048

TS255.3

A

1002-6630（2016）08-0266-06

10.7506/spkx1002-6630-201608048. http://www.spkx.net.cn

2015-07-24

江蘇省農(nóng)業(yè)自主創(chuàng)新項目 （CX（13）3079）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD27B03）

黃楊敏（1990—），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：2013108066@niau.edu.cn

屠康（1968—），男，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：kangtu@njau.edu.cn

引文格式：