李保祥，馬鑫，謝思旎，劉佳怡，王廣媛，王俊彥，李統(tǒng)兵

殼聚糖-肉桂精油復(fù)合涂膜的制備及其對核桃貯藏品質(zhì)的影響

李保祥，馬鑫，謝思旎，劉佳怡，王廣媛，王俊彥，李統(tǒng)兵

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052）

研究殼聚糖（Chitosan，CS）濃度和肉桂精油（Cinnamon Essential Oil，CEO）添加量對復(fù)合膜性能（力學(xué)性能、透氧率、吸濕率、抗氧化性）的影響及最佳復(fù)合涂膜對核桃貯藏品質(zhì)的作用效果。采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%、1.5%、2%）的CS與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）的CEO制備復(fù)合涂膜，對涂膜的各項性能進行表征，采用最佳比例的復(fù)合涂膜處理核桃，測定核桃在貯藏期間的營養(yǎng)及氧化相關(guān)指標(biāo)的變化。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的CS和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的CEO制備的復(fù)合膜具備良好的機械與抗氧化性能，經(jīng)過涂膜處理后的核桃相較于對照組和純CS處理組能夠有效保持核桃在貯藏期間含水量、可溶性蛋白、脂肪的含量及較高的過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性；同時抑制了核桃在貯藏期間酸價、丙二醛含量、多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO）活性的增加。添加CEO能夠有效提升殼聚糖涂膜的性能，最佳比例制備的CS-CEO復(fù)合涂膜可以較好地保持核桃在貯藏期間的營養(yǎng)與抗氧化品質(zhì)。

殼聚糖（CS）；肉桂精油（CEO）；性能表征；核桃；貯藏品質(zhì)

新疆是我國最早種植核桃（L）的地區(qū)，栽培歷史悠久。新疆核桃皮薄仁厚，富含不飽和脂肪酸，因具有抗衰老、健腦等保健功效而深得人們喜愛[1]。鮮核桃采收后，由于青皮含水量高，生理活動旺盛，因此在很短時間內(nèi)出現(xiàn)氧化、褐變、發(fā)霉等現(xiàn)象[2-3]。目前已有許多研究集中于通過各種方式抑制青皮核桃的腐爛、褐變，主要包括物理方法（氣調(diào)、射頻、熱蒸汽、冷藏）[4-6]；化學(xué)處理（熏蒸、二氧化氯）等[7-8]，但由于青皮的快速脫落，這類方法時效性短的缺陷逐漸凸顯。

當(dāng)前，鮮核桃在脫去青皮后，貯藏方式仍然集中于大量堆放，在長期貯藏過程中，由脂肪水解所引起的水解型酸敗[9]、由微生物所引起的酮型酸敗[10]、由氧氣所引起的氧化酸敗，將導(dǎo)致核桃仁油脂中的不飽和脂肪酸產(chǎn)生酸敗[11]。其中，氧化酸敗是導(dǎo)致核桃仁油脂酸敗的最主要方式，將使得核桃果實產(chǎn)生不良?xì)馕叮M而喪失營養(yǎng)價值。因此，如何有效抑制或延緩核桃仁的氧化，成為核桃采后保鮮的主要研究方向之一。

可食性涂膜保鮮技術(shù)一般采用安全、無毒、低廉的成膜材料作為涂膜液，采用刷涂或者浸泡的方式涂覆于果蔬表面，待溶劑揮發(fā)后形成的薄膜既能起到提供果實采后必要生理活動所需的氧氣，又能降低進入果實內(nèi)部的氧氣含量[12]。因此，可食性涂膜可在一定程度上減少核桃采后氧化。殼聚糖（Chitosan，CS）是目前自然界發(fā)現(xiàn)的唯一天然堿性多糖，因其安全無毒、價格低廉、良好的成膜性等優(yōu)點，已成為目前應(yīng)用最為廣泛的可食性涂膜材料[13]。精油（Essential Oil，EO）一般是從動植物中經(jīng)過萃取、蒸餾、壓榨等方式制備的芳香物質(zhì)[14]，其中以植物精油居多，因其良好的抑菌與抗氧化特性，已廣泛應(yīng)用于食品產(chǎn)業(yè)中[15]。肉桂精油（Cinnamon Essential Oil，CEO）是從肉桂中提取出的揮發(fā)性產(chǎn)物，研究表明，其主要抑菌成分為肉桂醛，可抑制多種細(xì)菌與真菌的生長繁殖[16]。然而，由于CEO的應(yīng)用成本及其強烈的氣味會影響新鮮果蔬感官風(fēng)味等方面的缺點[17]。為減少精油用量，同時保持其抑菌和抗氧化的有效性，可以將CEO添加到殼聚糖涂膜液中制備復(fù)合涂膜，以改善上述缺點，并增強應(yīng)用效果。

本研究首先采用不同濃度的CS與不同濃度的CEO制備復(fù)合膜，通過對其性能的表征，篩選最佳配比。然后以新疆本地“核桃”為試材，研究最佳復(fù)合涂膜處理對核桃在貯藏期間營養(yǎng)品質(zhì)及氧化指標(biāo)的影響，以期為核桃的長久保鮮提供一定的實踐基礎(chǔ)。

1 實驗

1.1 材料與試劑

主要材料：核桃，采購自烏魯木齊北園春市場；殼聚糖（脫乙酰度為90%，分子質(zhì)量為180 ku），購自濰坊海之源生物制品有限公司；肉桂精油，購于江西億森源植物香料有限公司。

主要試劑：氫氧化鈉（分析純），天津市北辰方正試劑廠；冰乙酸、三氯乙酸（均為分析純），天津市鑫鉑特化工有限公司；結(jié)晶乙酸鈉、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、聚乙烯吡咯烷酮、曲拉通X-100（均為分析純），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；聚乙二醇（分析純），上海山浦化工有限公司；硫代巴比妥酸（TBA）、考馬斯亮藍(lán)（G-250）、牛血清白蛋白（BSA），北京索萊寶科技有限公司；無水乙醇、石油醚（60-90）、無水乙醚（均為分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；DPPH自由基清除能力試劑盒（48樣），南京建成生物工程研究所有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

主要儀器與設(shè)備：TB-214分析天平，埃德姆衡器（武漢）有限公司；84-1磁力攪拌器，上海梅穎儀器儀表有限公司；DHG-9070A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；TST-01B智能電子拉力試驗機，濟南眾測機電設(shè)備有限公司；HSX-150恒溫恒濕箱，上海申賢恒溫設(shè)備廠；DZKW-S-4電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；L720R-3臺式冷凍離心機，湘儀離心機儀器有限公司；T6新世紀(jì)紫外分光度計，北京普希通用儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 CS-CEO復(fù)合膜液的制備

稱取一定質(zhì)量的CS粉末溶于體積分?jǐn)?shù)為1%的冰乙酸水溶液中，置于磁力攪拌器上，設(shè)置轉(zhuǎn)速為800 r/min，攪拌24 h，直至溶液透明均勻，即制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、1.5%、2%的純CS膜液；向膜液中加入不同量的CEO，置于磁力攪拌器上，設(shè)置轉(zhuǎn)速為1 000 r/min，混合攪拌2 h，至溶液均勻，即得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%（以CS膜液總質(zhì)量計）的CS-CEO復(fù)合膜液。

1.3.2 CS-CEO復(fù)合膜的性能表征

稱取40 g復(fù)合膜液，流延鋪平于方形塑料板上（13×13×1.8cm），在烘箱中于35 ℃干燥，待完全成膜后，將涂膜從平板上輕輕撕下，裝于自封袋中，待用。

1.3.2.1 復(fù)合膜力學(xué)性能的測定

參照GB/T 1040.3標(biāo)準(zhǔn)，采用智能電子拉力試驗機進行測試。設(shè)置夾具間距為50 mm，拉伸速度為50 mm/min。每種處理的膜作3次重復(fù)，取平均值。按照式（1）、式（2）分別計算復(fù)合膜的抗拉強度（，MPa）和斷裂伸長率（，%）。

式中：為斷裂承受最大拉力，N；為膜厚度，mm；為膜寬度，=1 mm。

式中：max為斷裂時伸長長度，mm；0為涂膜初始長度，mm。

1.3.2.2 復(fù)合膜透光率的測定

將薄膜剪成1 cm×4 cm的小條，貼于比色皿光面處，置于紫外分光光度計中，測定600 nm處的吸光度值，記錄透光率數(shù)據(jù)。

1.3.2.3 復(fù)合膜吸濕率的測定

將復(fù)合膜烘至恒量，稱量記為1。在濕度為100%、溫度為25 ℃的環(huán)境中平衡24 h后，立即稱量，記為2。按照式（3）計算復(fù)合涂膜的吸濕率（）。

1.3.2.4 復(fù)合膜DPPH自由基清除率的測定

將25 mg膜剪成小塊，加入2 mL蒸餾水，浸提24 h后，放入離心機，以10 000 r/min的速度離心10 min。將膜提取液1 mL與1 mL濃度為5×10?3mol/L DPPH溶液及1 mL蒸餾水混合?；旌弦涸谑覝叵卤芄獗４?0 min，在波長517 nm處測定吸光度值。按照式（4）計算復(fù)合膜的DPPH自由基清除率（）。

式中：S為樣品與DPPH反應(yīng)后的吸光度值；B為樣品空白（1 mL樣品提取液+1 mL 95%乙醇+1 mL蒸餾水）反應(yīng)30 min后的吸光度值；C為未加樣品的DPPH（1 mL蒸餾水+1 mL 95%乙醇+1 mL DPPH）反應(yīng)30 min后的吸光度值。

1.3.3 核桃在貯藏期間營養(yǎng)及氧化相關(guān)指標(biāo)的測定

挑選大小均一、無機械損傷的核桃300個，隨機分為3組。第1組為對照組，不做任何處理，記為CK；第2組將核桃完全置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的純CS涂膜液中浸泡1 min，取出后在室溫條件下自然晾干，記為CS；第3組采用性能表征得到的最佳CS和CEO制備復(fù)合涂膜液對核桃進行浸泡處理1 min，取出后在室溫條件下自然晾干，記為CS-CEO。將上述3組核桃置于室溫下貯藏，每隔7 d進行相關(guān)指標(biāo)的測定，共測定42 d。

1.3.3.1 含水量

取碾碎的核桃仁10.00 g左右，在恒溫干燥箱中于85 ℃烘烤4 h，冷卻后稱量。按照式（5）計算核桃仁中的含水量（）。

式中：0為稱量瓶的質(zhì)量，g；1為烘烤前試樣和稱量瓶的質(zhì)量，g；2為烘烤前后試樣和稱量瓶的質(zhì)量，g。

1.3.3.2 脂肪含量

采用索式抽提法進行測定。稱取紙2.0 g左右核仁，質(zhì)量記為，裝于濾紙包后，立即稱量，記為0。將濾紙包放于浸提器中，水浴加熱溫度控制在80 ℃，石油醚浸提油脂12 h至浸提完全。取出樣品包，在干燥箱中以85 ℃的溫度烘烤2 h，冷卻后稱量，記為1。按照式（6）計算核桃仁中的脂肪含量（）。

1.3.3.3 可溶性蛋白含量

可溶性蛋白含量參照曹建康等[18]的果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)進行測定。

1.3.3.4 丙二醛含量

丙二醛含量參考曹建康等[18]的方法，采用硫代巴比妥酸法測定。

1.3.3.5 酸價

稱取2.00 g的核桃樣品置于150 mL碘量瓶中，加入50 mL的乙醚-95%乙醇混合液（體積比為1∶1），加入2～3滴酚酞指示劑，輕搖混勻。用濃度為0.01 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定上述溶液至呈現(xiàn)微紅色，且30 s內(nèi)不褪色，記錄所用標(biāo)準(zhǔn)液的體積。按照式（7）計算樣品的酸價（V，mg/g）。

式中：為標(biāo)定后NaOH的濃度；為滴定所消耗NaOH的體積；為稱取核桃樣品的質(zhì)量。

1.3.3.6 POD活性

1）粗酶液制備。稱取1.0 g核桃果仁，加入5 mL提取緩沖液（含體積分?jǐn)?shù)為1%的Triton X-100、體積分?jǐn)?shù)為14%的PVP和1 mmol的PEG），研磨勻漿，在4 ℃、12 000 r/min的條件下離心20 min后，收集上清液，即為粗酶提取液。

2）活性測定。采用愈創(chuàng)木酚氧化法測定[18]。

1.3.3.7 PPO活性

1）粗酶液提取。準(zhǔn)確稱取約3.0 g碾碎的仁核桃樣品，置于已預(yù)凍的研缽中，加入3.0 mL預(yù)冷的提取緩沖液，研磨成勻漿，于4 ℃、12 000 r/min下離心20 min，收集上清液即為酶提取液。

2）活性測定。采用鄰苯二酚法進行測定[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)處理，Origin 2017軟件作圖，采用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析，采用Duncan多重比較進行顯著性分析（＜0.05表示組間差異顯著）。

2 結(jié)果與分析

2.1 CS-CEO復(fù)合膜的性能表征

2.1.1 力學(xué)性能

圖1是復(fù)合膜抗拉強度和斷裂伸長率的變化。由圖1a可知，復(fù)合膜抗拉強度隨精油濃度的增加總體呈現(xiàn)上升趨勢，其中1.5% CS組，當(dāng)CEO添加量由0%增加為0.4%時，抗拉強度由9.42 MPa上升至14.74 MPa，增加了56.5%。但2% CS添加0.4% CEO復(fù)合膜的抗拉強度有所下降。這可能是由于較高濃度的CS形成的氫鍵結(jié)構(gòu)較強，隨著CEO濃度的不斷增加，破壞了CS分子間的氫鍵作用[19]。由圖1b可知，復(fù)合膜的斷裂伸長率隨著CEO添加量的增加總體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，1.5% CS和2% CS在CEO添加量低于0.3%時的斷裂伸長率顯著低于對照組（<0.05），當(dāng)CEO添加量高于0.3%時，各組復(fù)合膜的斷裂伸長率無明顯變化。總體而言，1.5% CS和添加量為0.3%的CEO（1.5% CS-0.3% CEO）制備的復(fù)合膜表現(xiàn)出較高的抗拉強度及較低的斷裂伸長率。說明該復(fù)合膜具備較好的力學(xué)性能，將其涂覆在核桃表面，能夠較長時間地保持涂膜的完整性。

圖1 CEO添加量對CS膜抗拉強度和斷裂伸長率的影響

注：同一CEO添加量圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

2.1.2 透光率

圖2為復(fù)合膜透光率的變化，可以看出，當(dāng)CEO添加量在0%～0.3%時，隨著CEO濃度的增加，透光率呈下降趨勢；當(dāng)CEO添加量超過0.3%時，透光率逐漸上升，這主要是因為隨著CEO濃度的繼續(xù)增加，破壞了CS分子的定向排列，從而降低了復(fù)合膜的不透明度[19]。其中，當(dāng)CEO添加量為0.3%時，1.5% CS組的透光率顯著低于其他2組（<0.05）。由此說明，采用1.5% CS-0.3% CEO制備的復(fù)合膜液涂覆在核桃表面，能夠有效減少核桃在貯藏期間因光照所帶來的氧化，有望保持核桃在貯藏期間的營養(yǎng)品質(zhì)。

圖2 CEO添加量對CS膜透光率的影響

注：同一CEO添加量圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

2.1.3 吸濕率

吸濕率指材料在一定溫度與濕度條件下吸附水分的能力。圖3是復(fù)合膜吸濕率的變化，可以看出，CEO添加量從0%～0.4%時，吸濕率呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。這主要是因為CEO為疏水性化合物，與水分結(jié)合能力較低[20]，所以隨CEO濃度的增加，復(fù)合膜吸濕率逐漸降低。但是，當(dāng)CEO添加量高于0.3%時，復(fù)合膜吸濕率下降趨勢逐漸減緩?？傮w而言，CEO添加量不高于0.2%時，1.5% CS組和2% CS組的復(fù)合膜吸濕率低于1% CS組的，而CEO添加量高于0.2%時，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CS膜吸濕率未見顯著性差異（>0.05）。綜上，CEO添加量的增加可以較好地降低復(fù)合膜的吸濕率，但與CS質(zhì)量分?jǐn)?shù)未見明確的關(guān)系。

圖3 CEO添加量對CS膜吸濕率的影響

注：同一CEO添加量圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

2.1.4 抗氧化性

DPPH自由基清除率通?？捎糜诤饬坎牧系目寡趸匦訹21]。從圖4可以看出，隨著CEO添加量的增加，復(fù)合膜DPPH自由基清除能力呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，這主要是因為CEO中含有大量的肉桂醛，其具有較強的抗氧化特性[16]。但是，當(dāng)CEO添加量高于0.3%時，增加速度減緩。其中1.5% CS組和2% CS組添加0.4% CEO的復(fù)合膜，DPPH自由基清除率顯著高于1% CS組的（<0.05），但是兩者之間無顯著性差異（>0.05）?？傮w而言，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的CS添加0.3%或0.4%的CEO制備的復(fù)合膜均能夠表現(xiàn)出較好的抗氧化性。

圖4 CEO添加量對CS膜DPPH自由基清除率的影響

注：同一CEO添加量圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

綜上所述，1.5% CS-0.3% CEO組復(fù)合膜相比于其他組具備良好的力學(xué)性能和抗氧化性能，且表現(xiàn)出較低的透光率和吸濕率。因此，在后續(xù)實驗中，擬采用1.5% CS-0.3% CEO組制備復(fù)合涂膜液，并將其應(yīng)用于核桃貯藏保鮮中。

2.2 殼聚糖-肉桂精油復(fù)合涂膜對核桃營養(yǎng)及抗氧化相關(guān)指標(biāo)的影響

2.2.1 核桃貯藏期間含水量的變化

水分含量的高低對核桃仁的口感、風(fēng)味、營養(yǎng)品質(zhì)等有著重要的影響，各新陳代謝幾乎都需要自由水的參與，含水量越高，核仁口感越好。由圖5可以看出，核桃仁中水分含量總體隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢。其中，CK組含水量在整個貯藏過程中快速下降，而涂膜處理組，特別是CS-CEO組，在整個貯藏過程中，含水量顯著高于對照組（<0.05）。由此表明，經(jīng)CS-CEO復(fù)合涂膜處理核桃后，由于在其表面形成一層半透膜，因而可在一定程度上抑制核桃在貯藏期間水分含量的下降。

圖5 不同涂膜處理對核桃仁含水量的影響

注：同一貯藏時間圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

2.2.2 核桃貯藏期間脂肪和可溶性蛋白含量的變化

核桃中含有較高的脂肪含量，但是，隨著貯藏時間的增加，核桃中的脂肪會逐漸被氧化。因此，脂肪含量是衡量核桃貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

由圖6a可知，隨著貯藏時間的延長，3個處理組核桃中的脂肪含量基本呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，且不同處理下，脂肪含量的波動變化較大。但是貯藏第21天時，CK組脂肪含量有所上升，且高于CS組與CS-CEO組，這可能是由于核桃個體間的差異及實驗操作中的誤差所致。貯藏21 d后，CS-CEO組脂肪含量較高，第42天時仍處于較高水平，而未經(jīng)涂膜處理的CK組，在貯藏42 d時脂肪含量顯著低于CS組與CS-CEO組（<0.05）。由此說明，經(jīng)CS-CEO涂膜處理能減緩核桃仁脂肪氧化，延長核桃的貨架期，從而保持核桃具有良好的食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。

圖6 不同涂膜處理對核桃脂肪和可溶性蛋白含量的影響

注：同一貯藏時間圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

研究表明，可溶性蛋白不僅參與果實采后多種生理代謝的調(diào)控，還與誘導(dǎo)果實抗病性存在一定的關(guān)系[22]，作為核桃中的主要營養(yǎng)成分之一，其含量可作為評價核桃貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖6b可以看出，CK組與CS組可溶性蛋白含量呈先減少后增加的趨勢，分別在第14天、第21天達(dá)到最低值，而CS-CEO處理組可溶性蛋白含量總體表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。說明，CS-CEO處理在貯藏前期能夠較好地維持核桃中的可溶性蛋白含量。貯藏第42天時，CS-CEO組處理組可溶性蛋白含量最高，CS組處理次之，CK組最低，且三者具有顯著性差異（<0.05）。由此可見，CS-CEO處理相較于其他處理方式，能夠較好地保持核桃在貯藏過程中可溶性蛋白的含量。

2.2.3 核桃貯藏期間丙二醛含量和酸價的變化

核桃貯藏過程中由于不適宜的環(huán)境條件所導(dǎo)致的呼吸作用異常，會引起活性氧的積累，而導(dǎo)致丙二醛含量上升。丙二醛是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物，其含量反映膜脂過氧化的程度[23]。由圖7a可知，核桃在不同處理下丙二醛含量隨貯藏時間的延長而逐漸上升，表明核桃細(xì)胞內(nèi)的活性氧含量逐漸增加，脂過氧化程度逐漸加重。CS-CEO組和CS組貯藏至第14天時丙二醛含量變化趨勢基本一致，貯藏至第42天，CS-CEO組核桃的丙二醛含量顯著低于其他2組（<0.05）的。由此說明。CS-CEO復(fù)合涂膜處理可以較好地抑制核桃果實在貯藏期間丙二醛含量的增加，維持細(xì)胞膜的完整性，減少營養(yǎng)的流失，從而保持核桃的感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，延長核桃的貯藏時間。

圖7 不同涂膜處理對核桃中丙二醛含量和酸價的影響

注：同一貯藏時間圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

酸價是反映核桃衰老和品質(zhì)劣變的標(biāo)志。由于核桃仁中含有豐富的不飽和脂肪酸，在貯藏期間極易發(fā)生酸敗，導(dǎo)致酸價上升，從而影響核桃品質(zhì)[24]。由圖7b可知，隨著貯藏時間的延長，核桃酸價值先逐漸下降，而后逐漸上升。貯藏28 d后，CK組核桃的酸價快速上升，而涂膜處理，特別是CS-CEO處理能夠保持較低的酸價。貯藏第42天時，CK、CS組酸價分別為2.27、1.74 mg/g，較CS-CEO組分別高了47.4%、13.0%。這主要是因為CS形成的涂膜在一定程度上阻止了氧氣進入核桃內(nèi)部，而CEO的添加進一步增強了涂膜的抗氧化能力。因此，CS-CEO處理可以在一定程度上抑制核桃在貯藏期間酸價的上升，從而更好地保持核桃仁的品質(zhì)。

2.2.4 核桃貯藏期間POD和PPO活性的變化

研究表明，POD在果蔬中可通過抗壞血酸和谷胱甘肽代謝物的再生而減少氧化損傷[25]。POD能在一定程度上延緩果實表面發(fā)生的酶促褐變[26]，此外，POD還可通過調(diào)控木質(zhì)素的合成而提高植物組織的抗病性[27]。由圖8a可以看出，各處理組的POD活性總體上呈先逐漸增加后快速下降的變化趨勢。各組POD活性均在28 d時達(dá)到峰值，CS-CEO組的POD活性為0.32 U/g，較CS組、CK組的0.21、0.26 U/g分別提高了52.3%、23.0%，且三者具有顯著性差異（<0.05）。貯藏28 d后，POD活性逐漸降低，處理組可在一定程度上延緩POD活性的下降，其中CS-CEO組抑制效果最顯著，其次為CS組和CK組。由此說明，經(jīng)過涂膜處理，特別是添加CEO的復(fù)合涂膜處理，能夠保持較高的POD活性，從而在一定程度上減少了核桃在貯藏期間的氧化傷害。

果蔬在貯藏期間所發(fā)生的酶促褐變與PPO的催化有著重要的關(guān)系[28-29]，研究表明，PPO活性能在一定程度上影響果實發(fā)生褐變的速率和時間，間接反映出果實的貯藏效果[30]。由圖8b可以看出，各組核桃在貯藏期間PPO活性表現(xiàn)出先逐漸下降后波動上升的趨勢。貯藏初期，所有實驗組在第0天至第14天時PPO活性逐漸降低，第14天至第42天時PPO活性逐漸升高?？傮w而言，涂膜處理，特別是CS-CEO組的PPO活性整體上較CK組低，其中第28天，CS-CEO組PPO活性為0.17 U/g，顯著低于CK組的0.28 U/g（<0.05）。這與Sarengaow等[17]研究了在CS中添加適量的CEO可以一定程度抑制馬鈴薯在貯藏期間的褐變發(fā)生，這一結(jié)果類似。綜上，CS-CEO涂膜處理在抑制PPO活性方面表現(xiàn)出較好的效果，從而減輕了核桃在貯藏期間內(nèi)部酶促褐變的發(fā)生。

圖8 不同涂膜處理對核桃POD和PPO活性的影響

注：同一貯藏時間圖注上不同小寫字母表示差異性顯著（＜0.05）。

3 結(jié)語

本研究首先采用不同濃度的CS與不同濃度的CEO制備復(fù)合膜，并對復(fù)合膜的力學(xué)性能、透光率、吸濕率及抗氧化性能進行了表征。結(jié)果表明，1.5% CS-0.3% CEO復(fù)合膜相較于其他組具備最佳力學(xué)性能與抗氧化性，且表現(xiàn)出較低的透光率和吸濕率。采用最佳CS-CEO和CS對核桃進行涂膜處理，探究了其對核桃貯藏相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，CS-CEO處理組相較于CK組和CS組，能夠有效保持核桃在貯藏期間含水量、可溶性蛋白含量、脂肪的含量及較高的POD活性；同時抑制了核桃在貯藏期間酸價、丙二醛含量、PPO活性的增加。因此，將最佳CS-CEO配比制備的復(fù)合涂膜應(yīng)用于核桃貯藏保鮮中，有望較好地保持核桃在貯藏期間的營養(yǎng)品質(zhì)，減少核桃在貯藏期間的氧化。

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Preparation of Chitosan Cinnamon Essential Oil Composite Film and Its Effect on Walnut Storage Quality

LI Bao-xiang, MA Xin, XIE Si-ni, LIU Jia-yi, WANG Guang-yuan, WANG Jun-yan,LI Tong-bing

(College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China)

The work aims to investigate the effect of chitosan (CS) concentration and cinnamon essential oil (CEO) addition on the properties of composite films (mechanical properties, oxygen permeability, moisture absorption, resistance to oxidation) and the optimal effect of composite films on the storage quality of walnuts. This study adopted CS with different mass concentrations (1%, 1.5%, 2%) and CEO with different mass concentrations (0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%) to prepare composite films. Various properties of the films were characterized. Walnuts were treated with the optimal ratio of composite films to determine the changes in nutritional and oxidative related indicators during storage. The results showed that the composite film prepared with 1.5% concentration of CS and 0.3% concentration of CEO had good mechanical properties and resistance to oxidation. Compared with the control and pure CS treatment, the walnut treated with the film could effectively maintain its water content, soluble protein, fat content, and high peroxidase (POD) activity during storage; At the same time, it inhibited the increase in acid value, malondialdehyde content, and polyphenol oxidase (PPO) activity of walnuts during storage. Therefore, adding CEO can effectively improve the properties of chitosan films, and the CS-CEO composite film prepared in the optimal proportion can better maintain the nutritional and antioxidant quality of walnuts during storage.

chitosan (CS); cinnamon essential oil (CEO); property characterization; walnut; storage quality

TS255.3

A

1001-3563(2023)21-0152-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.21.019

2023-04-18

2022年中央財政林草科技推廣示范項目（[2022]TG11）；新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（dxscx2022344）

責(zé)任編輯：曾鈺嬋