茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜處理對澳洲堅果仁貯藏品質(zhì)的影響分析

◎ 陳 旋，魯保芩，向 琴，李世香，李方妍，張 萍，李建非

（滇西科技師范學(xué)院生物技術(shù)與工程學(xué)院，云南 臨滄 677000）

澳洲堅果（Macadamiaspp.），又稱夏威夷果，種仁質(zhì)地細(xì)膩，有獨(dú)特的奶油香味，味美可口，在國際市場上極受青睞，被譽(yù)為“堅果之王”[1]。云南是國內(nèi)種植澳洲堅果面積和產(chǎn)量最大的省份，截至2019年底，云南省澳洲堅果種植面積近30 萬hm2，主要分布在臨滄、雙江、鎮(zhèn)康、永德、耿馬等縣，澳洲堅果已成為云南脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。目前，云南省種植生產(chǎn)銷售的澳洲堅果中，開口殼果產(chǎn)品份額約占90 %，果仁產(chǎn)品約占5 %～10 %，其他產(chǎn)品，如油、糖果、點(diǎn)心、冰淇淋和化妝品等，大約占1%～2%[2-3]。云南省市場上的澳洲堅果大部分以原料果的形式銷售到省外，僅少部分由省內(nèi)企業(yè)加工銷售，且多為小規(guī)模的半機(jī)械、半手工的加工方式，沒有成套的規(guī)?；a(chǎn)線。隨著澳洲堅果投產(chǎn)面積的遞增，探索創(chuàng)新解決澳洲堅果加工貯藏和銷售問題，意義重大。國內(nèi)外有關(guān)澳洲堅果仁貯藏加工的研究主要集中在貯藏溫度和包裝方式上，朱明英[4]將澳洲堅果生果仁和焙炒果仁分別采用真空包裝、真空充氮包裝、普通包裝的方式；郭剛軍等[5]將市售澳洲堅果果仁（鋁箔袋充氮包裝，貯藏環(huán)境為避光陰涼處，保質(zhì)期12個月），分別采用低溫冷藏（4 ℃）和常溫貯藏2 種方式。

良好的貯藏加工工藝是提高澳洲堅果產(chǎn)品質(zhì)量、延長貨架壽命的關(guān)鍵，也是提高產(chǎn)品附加值和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。然而，當(dāng)前未見有關(guān)澳洲堅果仁涂膜貯藏加工工藝的研究報道。茶多酚是一種被我國認(rèn)可的新型高效具有抗氧化性能及抑菌作用的天然食品抗氧化劑[6-8]；殼聚糖具有良好的抑菌性、成膜性、生物相容性、安全性[9-10]；乳酸鏈球菌素具有安全性、抑菌性。本研究通過選用天然的茶多酚、殼聚糖、乳酸鏈球菌素復(fù)合制成可食性涂膜，用于澳洲堅果仁的貯藏加工中，抑制澳洲堅果仁脂肪酸敗，以酸價、過氧化值、顏色、口感等為指標(biāo)，以期確定其適宜的貯藏條件，為澳洲堅果產(chǎn)品的貯藏和品質(zhì)控制提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

澳洲堅果：購于鎮(zhèn)康苗嶺金園農(nóng)業(yè)科技有限公司；茶多酚、殼聚糖：上海祥瑞生物科技有限公司；乳酸鏈球菌素：裕和食品配料有限公司；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（HPLC）、1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）：北京索萊寶科技有限公司；福林酚（A15145）：西亞化學(xué)科技有限公司。

1.1.2 儀器設(shè)備

754 型紫外可見分光光度計：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；3k15 臺式高速冷凍離心機(jī)：德國Sigma。

1.2 方法

1.2.1 正交試驗(yàn)優(yōu)化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)

合涂膜劑的配方采用L9(3)4正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復(fù)合涂膜劑配方，以DPPH自由基清除能力、羥自由基（·OH）清除能力、還原力為指標(biāo)評價可食性復(fù)合涂膜劑的抗氧化活性。正交試驗(yàn)因素水平如表1 所示。

1.2.1.1 復(fù)合涂膜劑DPPH 自由基清除能力測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進(jìn)行DPPH 自由基清除能力的測定。取3 個試管，依次加入以下試劑：0.4 mL 提取液和2.0 mL 0.1 mmol/L 的DPPH 甲醇溶液；0.4 mL 提取液和2.0 mL 甲醇；0.4 mL 蒸餾水和2.0 mL 0.1 mmol/L的DPPH甲醇溶液，混合均勻，避光靜置30 min，用0.4 mL 蒸餾水和2.0 mL 甲醇調(diào)零，取上清液在517 nm 波長處測定吸光值。3 個反應(yīng)液的吸光值分別為A1、A2和A0。按照式（1）計算待測樣品對DPPH 自由基的清除率：

1.2.1.2 復(fù)合涂膜劑羥自由基清除能力測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進(jìn)行羥自由基清除能力的測定。取3 支離心管，依次加入以下試劑：1.0 mL提取液、0.3 mL 9.0 mmol/L FeSO4、0.25 mL 6 mmol/L H2O2混勻，室溫放置10 min ，加入1.0 mL 9.0 mmol/L水楊酸溶液，分別用蒸餾水代替水楊酸和提取液，混合均勻， 37 ℃水浴30 min，取出流水冷卻，分別加入0.45 mL 蒸餾水，使終體積為3.0 mL，6 000 r/min 離心10 min，以蒸餾水調(diào)零。在510 nm 波長處測定吸光值，3 個反應(yīng)液的吸光值分別為A1、A2和A0。按照式（2）計算樣品對羥自由基的清除率：

1.2.1.3 復(fù)合涂膜劑還原力的測定

參照楊冰鑫等[11]的方法進(jìn)行還原力測定。在2 個離心管中分別加入1.0 mL 提取液和1.0 mL 蒸餾水，之后依次加入1.0 mL 0.2 mol/L PBS 磷酸緩沖液（pH 6.6）、1.0 mL 1% 鐵氰化鉀溶液，迅速混勻，50 ℃水浴中反應(yīng)20 min，冰水冷卻后，加入1.0 mL 10% 三氯乙酸（TCA），混勻后以10 000 r/min 離心5 min。取1.0 mL 上清液，加1.0 mL 超純水和0.2 mL 0.1%三氯化鐵，混勻，反應(yīng)10 min。蒸餾水代替提取液如上操作用于調(diào)零，測定各樣品在700 nm 波長處的吸光值。

1.2.2 澳洲堅果仁復(fù)合涂膜劑的制備

按照1.2.1 中方法制備茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑，并做對照試驗(yàn)，涂膜劑主要配方參數(shù)如表2 所示。

表2 涂膜劑主要配方參數(shù)表

1.2.3 復(fù)合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果評價

將1.2.2 中方法制備的涂膜劑置于4 ℃下貯藏備用。篩選表面完好、質(zhì)量基本相同的澳洲堅果仁120 份（60 g/份），分別置于不同的涂膜劑溶液中2 min，取出晾干表面水分，裝入真空保鮮袋中，進(jìn)行真空密封包裝，編號記錄樣品名及日期，置于4 ℃冰箱和室溫（25 ℃）中避光保藏0、30、60、90、120、150 和180 d，分別測定澳洲堅果仁酸價、過氧化值，并進(jìn)行感官評定衡量可食性涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果的影響。

1.2.3.1 澳洲堅果仁酸價、過氧化值的測定

分別取樣品果仁約40 g，用粉碎機(jī)打碎，加入沸程30 ～60 ℃石油醚500 mL，密封，置于浸提12 h 以上，抽濾除去殘渣，30 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓回收石油醚，殘留物即為澳洲堅果油樣（待測試樣）。澳洲堅果仁酸價參照國標(biāo)GB 5009.229—2016 熱乙醇指示劑滴定法測定；過氧化值參照國標(biāo)GB 5009.227—2016 滴定法的測定。

1.2.3.2 澳洲堅果仁感官評定

分別對澳洲堅果仁色澤、口感、滋味作觀察記錄，澳洲堅果仁感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示。

表3 澳洲堅果仁感官評分標(biāo)準(zhǔn)表

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

結(jié)果數(shù)據(jù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析，以P<0.05 進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)優(yōu)化茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑配方結(jié)果

由表4、表5 結(jié)果可知，影響復(fù)合涂膜劑對DPPH自由基清除能力的因素主次順序?yàn)椋翰瓒喾樱救樗徭溓蚓練ぞ厶牵玫阶顑?yōu)組合為：A3C2B3，即茶多酚3%，乳酸鏈球菌0.03%，殼聚糖2%；由表4、表6 結(jié)果可知，影響復(fù)合涂膜劑對羥自由基清除能力的因素主次順序?yàn)椋簹ぞ厶牵静瓒喾樱救樗徭溓蚓?，得到最?yōu)組合為：B3A2C2，即殼聚糖2%，茶多酚2%，乳酸鏈球菌0.03%；由表4、表7 結(jié)果可知，影響復(fù)合涂膜劑對還原能力的因素主次順序?yàn)椋翰瓒喾樱救樗徭溓蚓練ぞ厶牵玫阶顑?yōu)組合為：A1C1B3，即茶多酚1%，乳酸鏈球菌0.01%，殼聚糖2%。

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計極差分析表

表5 DPPH 自由基清除能力方差分析表

表6 羥自由基清除能力方差分析表

表7 還原能力方差分析表

通過綜合評分法，乳酸鏈球菌素添加量對于考察指標(biāo)羥自由基清除率和DPPH 自由基清除率而言，乳酸鏈球菌素添加量為C2（0.03%）均為最優(yōu)條件；殼聚糖添加量對于考察指標(biāo)羥自由基清除率的影響為主要因素，并影響顯著（P<0.05），且殼聚糖添加量為B3(2%)時，對考察指標(biāo)還原能力和DPPH 自由基清除率也均為最優(yōu)條件；茶多酚添加量對考察指標(biāo)還原能力和DPPH 自由基清除率的影響均為主要因素，可選A1或A3，但對于考察指標(biāo)羥自由基清除率而言，A1＞A3，故茶多酚添加量最優(yōu)條件為A1(1%)。因此，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑配方為A1B3C2，即茶多酚1%，殼聚糖2%，乳酸鏈球菌素0.03%。

2.2 復(fù)合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏效果的影響

2.2.1 復(fù)合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中酸價的影響

澳洲堅果仁中含有大量的不飽和脂肪酸，在貯藏過程中受到光照、氧氣、微生物、酶、水分等因素的影響氧化酸敗，轉(zhuǎn)化成低分子脂肪酸從而使澳洲堅果仁品質(zhì)下降[12]。由圖1 可知，在4 ℃貯藏144 d 期間，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的酸價均呈現(xiàn)上升趨勢。其中，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑處理組的澳洲堅果仁在貯藏109 d 時酸價上升最快，達(dá)到0.126 mg/g，但比其他4 個對照組澳洲堅果仁的酸價最低；在貯藏144 d 時，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的酸價：茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑組< 茶多酚/ 乳酸鏈球菌素組<茶多酚/殼聚糖組<茶多酚組<純水組，酸價分別為0.460、0.567、0.558、0.714 和0.867 mg/g。由此可知，在4 ℃貯藏條件下，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑可延緩澳洲堅果仁的脂肪水解酸敗。

圖1 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中酸價的影響圖

2.2.2 復(fù)合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中過氧化值的影響

澳洲堅果仁中豐富的油脂在氧氣和溫度的作用下極易氧化，氧化初期產(chǎn)生氫過氧化物，導(dǎo)致油脂過氧化值的升高[13-15]。從圖2 可知，5 種不同涂膜劑處理的澳洲堅果仁的過氧化值隨貯藏時間的增加均不斷上升，貯藏前期的上升趨勢較小，中期、后期上升迅速。茶多酚/ 殼聚糖/ 乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑處理組的過氧化值在整個貯藏期間始終比其他組低，貯藏到144 d 過氧化值為0.425 g/100 g；純水組的過氧化值上升趨勢較明顯，并且在貯藏過程中過氧化值均比較高，貯藏到144 d 時已經(jīng)達(dá)到了0.593 g/100 g。

圖2 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中過氧化值的影響圖

2.2.3 復(fù)合涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中感官品質(zhì)的影響

通過使用不同涂膜劑處理澳洲堅果仁，在貯藏期間進(jìn)行澳洲堅果仁形態(tài)、色澤、口感、滋味的感官評分，由圖3 可知，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑處理組，可以減緩澳洲堅果仁變質(zhì)，保持感官品質(zhì)；純水組在貯藏95 d 后，感官品質(zhì)變化加劇，在貯藏到144 d 時，澳洲堅果仁出現(xiàn)酸敗味、果仁變黃、霉變等現(xiàn)象；茶多酚組、茶多酚/殼聚糖組、茶多酚/乳酸鏈球菌素組澳洲堅果仁感官品質(zhì)低于茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑處理組，高于純水組。

圖3 不同涂膜劑對澳洲堅果仁貯藏中感官品質(zhì)的影響圖

3 結(jié)果與討論

本文通過以茶多酚添加量、殼聚糖添加量、乳酸鏈球菌素添加量為因素，進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，以DPPH 自由基清除率、羥自由基清除率、還原力為指標(biāo)，評價可食性復(fù)合涂膜劑的抗氧化活性，優(yōu)化出茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復(fù)合涂膜劑配方為A1B3C2，即茶多酚1%、殼聚糖2%、乳酸鏈球菌素0.03%，并將其作為涂膜劑用于延長澳洲堅果仁的貯藏期。在貯藏期間測定澳洲堅果仁的酸價、過氧化值、感官評分，來評定茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素可食性復(fù)合涂膜劑的貯藏效果，結(jié)果表明：茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑處理組的澳洲堅果仁的酸價比其他4 個對照組低，過氧化值在整個貯藏期間始終保持在較低的范圍之內(nèi)，感官品質(zhì)優(yōu)于其他4 個對照組。換言之，茶多酚/殼聚糖/乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜劑通過在澳洲堅果仁表面形成一層抗氧化膜，可以阻隔氧氣，抑制澳洲堅果仁中低分子脂肪酸和氫過氧化物的產(chǎn)生，減緩澳洲堅果仁中油脂的酸敗，最大程度保持澳洲堅果仁中功能性不飽和脂肪酸和抗氧化功能成分的穩(wěn)定，從而延長貨架期，保證澳洲堅果仁在流通、銷售過程中，均具有良好的營養(yǎng)價值和感官品質(zhì)。