冉 冉，計(jì)圓媛，張樂樂，劉艷紅，劉生杰，王振杰

（阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

冬瓜（Benincasa hispida）又名白瓜、枕瓜等，主要生長(zhǎng)在熱帶及溫帶地區(qū)[1]。冬瓜產(chǎn)量高，一般單果重5～10 kg，且冬瓜外皮較厚，能室溫下長(zhǎng)期貯藏。冬瓜含水量高，具有消暑清熱利水的功效，為夏末秋初季節(jié)的主要蔬菜之一。冬瓜肉質(zhì)鮮嫩且有獨(dú)特清香氣味，含有豐富的營養(yǎng)成分[2]，是一種幾乎不含脂肪的瓜菜，同時(shí)富含丙二醛酸，能抑制體內(nèi)的糖轉(zhuǎn)化為脂肪，防止體內(nèi)的脂肪的堆積，對(duì)控制體重和抑制發(fā)胖有較好的作用，可作為減肥食用[3]。冬瓜中抗壞血酸、核黃素、硫銨素較多，有消熱、利尿、消腫的功效[4]。冬瓜具有很高的藥用價(jià)值，瓜瓤洗臉洗身可除褐斑，令膚色柔軟，冬瓜子碾碎與蜂蜜混合涂抹具有滋潤皮膚和治雀斑病的效用[5]。

冬瓜因具有豐富的營養(yǎng)成分和藥用價(jià)值，廣受消費(fèi)者喜愛。冬瓜產(chǎn)量高，通常單個(gè)體型在5～10 kg之間，多呈長(zhǎng)圓形，所以主要采用切分稱重的方式售賣，因切分貯藏期變短，極易受到微生物的污染，同時(shí)營養(yǎng)成分易損失，不利于其商品價(jià)值的保持。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和休閑消費(fèi)的快速發(fā)展，鮮切蔬菜加工保鮮技術(shù)也得到較廣泛的研究[6]。作為國際蔬菜商品化的新形勢(shì)，鮮切蔬菜具有新鮮衛(wèi)生、食用方便、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。鮮切冬瓜的保鮮技術(shù)目前研究較少，主要利用檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、乳酸鈣和L-半胱氨酸等保鮮劑的復(fù)配對(duì)鮮切冬瓜的保鮮效果研究[7]，以及超高壓技術(shù)處理對(duì)鮮切冬瓜保鮮效果的影響[8]。因此對(duì)鮮切冬瓜保鮮研究符合消費(fèi)者的需要[9]，也有利于推動(dòng)鮮切果蔬技術(shù)的發(fā)展。

本文采用不同濃度殼聚糖保鮮劑對(duì)鮮切冬瓜保鮮效果進(jìn)行研究，冬瓜經(jīng)涂膜后在保鮮膜4℃條件貯藏，探究不同濃度的殼聚糖對(duì)鮮切冬瓜硬度、可溶性固形物（total soluble solid,TSS）含量、維生素 C（VC）含量、多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）、菌落總數(shù)等貯藏品質(zhì)特性的影響，以期達(dá)到延長(zhǎng)鮮切冬瓜貨架期目的，為鮮切冬瓜保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小冬瓜，產(chǎn)地山東，挑選新鮮、無病蟲害的冬瓜；0.11 mm厚度的PE保鮮膜；分析純：檸檬酸、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚、抗壞血酸、偏磷酸、磷酸二氫鉀、氯化鈉、磷酸三鈉、磷酸等試劑為分析純，L-半胱氨酸為優(yōu)級(jí)純，十六烷基三甲基溴化銨、甲醇為色譜純等。

儀器設(shè)備有SPD-16型高效液相色譜儀（日本島津儀器蘇州有限公司），DGT-G135型恒溫培養(yǎng)箱，BCD-249CF型美菱冰箱，GY-4型數(shù)顯水果硬度計(jì)（浙江省樂清市精誠儀器儀表有限公司），LHT90型手持糖度計(jì)折射儀（杭州陸恒有限公司），GI54TW型高壓蒸汽滅菌鍋、高速離心機(jī)等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 殼聚糖保鮮液的制備

稱取 5 g、10 g、15 g殼聚糖[10]分別放入三個(gè)1 000 mL容量瓶中蒸餾水溶解，再各加10 g檸檬酸溶解[11]，定容后置于磁力攪拌器上溶解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖溶液備用。

1.2.2 冬瓜預(yù)處理

清洗冬瓜，去皮，切成大小約為9 cm×10 cm×6 cm的小型圓柱體，每塊質(zhì)量為（150±2）g。共4組，每組12個(gè)樣品。

1.2.3 涂膜處理

取切分好的3組冬瓜分別置于不同濃度保鮮劑中浸漬90 s，瀝干，置于紙盤中用0.11 mm厚度的PE保鮮膜包裹，置于4℃冰箱中儲(chǔ)藏，每隔1 d測(cè)定一次指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)測(cè)定3次，取平均值。對(duì)照組用蒸餾水進(jìn)行同上處理。

1.3 鮮切冬瓜貯藏期間理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的測(cè)定方法

1.3.1 果實(shí)硬度的測(cè)定

參考高滋藝等蘋果果實(shí)質(zhì)地變化的研究[12]，選取直徑為7.9 mm的探頭，均勻用力將探頭壓入果實(shí)內(nèi)直至探頭刻度線與果實(shí)表面平齊，讀取顯示屏數(shù)值N，根據(jù)公式P=N/S計(jì)算果實(shí)硬度。其中P：被測(cè)果實(shí)的硬度值，kg·cm-2；N：測(cè)力彈簧壓在果實(shí)上的力，kg；S：果實(shí)的受力面積即探頭底部表面積，cm2。

1.3.2 可溶性固形物的測(cè)定

取一定量冬瓜果肉部分放于研缽中磨碎，于4 000 r/min離心10 min取上清液備用。使用前進(jìn)行儀器調(diào)零。用滴管吸取樣品液滴加在檢測(cè)棱鏡上，檢測(cè)樣品液中可溶性固形物含量，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示。

1.3.3 維生素C含量的測(cè)定

參照GB 5009.86—2016第一法——高效液相色譜法檢測(cè)維生素C含量。

1.3.4 微生物指標(biāo)的測(cè)定

參照GB 4789.2—2010食品微生物學(xué)檢驗(yàn)，測(cè)定菌落總數(shù)。

1.3.5 多酚氧化酶（PPO）活性測(cè)定

在pH=6.0的磷酸二氫鈉-檸檬酸緩沖液的反應(yīng)體系中，PPO催化鄰苯二酚形成褐色的醌，利用紫外分光光度計(jì)在410 nm處測(cè)定體系OD值，通過OD值變化確定PPO酶活大小。根據(jù)公式PPO 活性[U/(g·min)]=(A410·VT)/(W·VS·T·0.01)計(jì)算PPO酶活大小。其中A：樣品管在410 nm下的吸光度值，VT：提取酶液總體積，mL；W：樣品鮮重g；VS：測(cè)定用酶液體積，mL；T：反應(yīng)時(shí)間，min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 23進(jìn)行差異性顯著分析，利用Origin 8.6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜硬度的影響

通過測(cè)定果實(shí)硬度了解其貯藏過程中品質(zhì)變化特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)水分損失是導(dǎo)致采后果蔬質(zhì)地軟化的最主要原因，失水使細(xì)胞結(jié)構(gòu)水發(fā)生遷移導(dǎo)致細(xì)胞膨壓下降，這種膨壓的改變直接影響果實(shí)硬度，造成果實(shí)軟化。由圖1可知，鮮切冬瓜經(jīng)機(jī)械損傷后，果實(shí)硬度出現(xiàn)明顯變化是從第4天開始的，在后續(xù)貯藏期內(nèi)，對(duì)照組樣品的硬度下降速率最快，各實(shí)驗(yàn)組均有不同程度下降，但處理組下降幅度均低于對(duì)照組，之間有顯著性差異（P＜0.05），說明涂膜液對(duì)鮮切冬瓜硬度的保持有一定作用。在各實(shí)驗(yàn)組中，1%殼聚涂膜鮮切冬瓜的硬度保持最好，第4天硬度值為2.15 N·cm2，到貯藏終點(diǎn)，經(jīng)1%殼聚糖涂膜處理冬瓜硬度值下降17.8%，硬度下降明顯低于對(duì)照組（28.7%）和其他實(shí)驗(yàn)組（1.5%的下降率為20.8%、0.5%的下降率為23.04%），由此可知，1.0%的殼聚糖涂膜可有效減緩果實(shí)軟化。

2.2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜TSS的影響

蔬菜中可溶性固形物含量能有效反應(yīng)映蔬菜的成熟程度和品質(zhì)變化。從圖2可知，初期鮮切冬瓜由于受到機(jī)械損傷，呼吸作用增強(qiáng)消耗糖類大分子物質(zhì)使可溶性固形物含量下降，隨后自身物質(zhì)分解又使可溶性固形物含量升高，呈波動(dòng)性變化，該階段殼聚糖作用效果不明顯。貯藏中期，由于殼聚糖阻礙呼吸作用，減少糖等物質(zhì)的消耗，各組在第6～8天呈上升趨勢(shì)，隨后由于呼吸作用產(chǎn)物水蒸氣的積累，可溶性固形物含量急劇下降，從圖2中看出對(duì)照組樣品的可溶性固形物含量由2.83%降到了1.5%，經(jīng)涂膜的樣品其含量也呈較為明顯的下降趨勢(shì)，但是1%殼聚糖涂膜的樣品下降幅度最小，與對(duì)照組達(dá)到具有顯著性差異（P＜0.05）。貯藏終期由于失水過多，產(chǎn)生濃縮效應(yīng)而趨于平緩。結(jié)果表明1.0%殼聚糖有效的保持果蔬干物質(zhì)的含量，減少可溶性糖類等物質(zhì)的流失。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜的硬度變化

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜的TSS變化

2.3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜VC的影響

冬瓜VC含量豐富，具有保護(hù)細(xì)胞組織免受自由基損害和抗氧化的作用，從而達(dá)到延緩果實(shí)衰老速率[13]。鮮切果蔬鮮因受到機(jī)械切割，導(dǎo)致與氧氣接觸面增加、呼吸速率顯著升高，同時(shí)產(chǎn)生大量自由基，使VC極易被氧化破壞。如圖3所示，隨著貯藏天數(shù)的增加，鮮切冬瓜的VC含量都呈逐漸降低的趨勢(shì)。冬瓜初始Vc含量為4.096 mg/g，在貯藏終點(diǎn)時(shí)對(duì)照組VC含量為0.06 mg/g，損失率達(dá)到98.5%。從圖中可知，1.0%殼聚糖涂膜處理效果要優(yōu)于其他組，第10天和12天的含量分別為0.995 mg/g、0.554 mg/g。這是因?yàn)闅ぞ厶蔷哂辛己玫某赡ば院妥铓庑?，阻斷鮮切冬瓜與環(huán)境的直接聯(lián)系，減少VC與空氣直接接觸，并能使其內(nèi)部CO2濃度相對(duì)增加、O2濃度相對(duì)降低，降低了果蔬呼吸速率和避免Vc氧化，同時(shí)檸檬酸可降低果實(shí)pH，減少VC的損耗。

圖3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜的VC變化

2.4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜菌落總數(shù)的影響

殼聚糖具有良好的抗菌活性，其抗菌機(jī)制主要作用于微生物細(xì)胞壁的發(fā)育和DNA向RNA轉(zhuǎn)錄受阻，從而對(duì)G+、G—霉菌等病菌產(chǎn)生直接抑制作用。由圖4和表1可知，在第4天，對(duì)照組菌落總數(shù)為1.86×102CFU·g-1，高于處理組，處理組抑菌差異不明顯。從第8天開始，各組菌落總數(shù)上升速率加快，且處理組明顯優(yōu)于對(duì)照組，其中經(jīng)1.5%殼聚糖涂膜處理組最好，第10天菌落總數(shù)為1.36×103CFU·g-1，遠(yuǎn)低于對(duì)照組 2.23×103CFU·g-1。其次，0.5%、1.0%殼聚糖處理組第10天菌落總數(shù)分別為 2.064×103CFU·g-1和 1.668×103CFU·g-1，也優(yōu)于對(duì)照組，但低于1.5%殼聚糖涂膜處理組。結(jié)果說明殼聚糖對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖有較好的抑制且隨著濃度的升高抑菌效果增加。因無鮮切水果相關(guān)國標(biāo)，參考非預(yù)包裝即食食品微生物限量地方標(biāo)準(zhǔn)（DBS44/006-2016），處理組和對(duì)照組均符合微生物限量標(biāo)準(zhǔn)。因此，殼聚糖可有效抑制樣品微生物繁殖、減緩樣品腐敗變質(zhì)。

2.5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜PPO活性的影響

PPO主要起到保護(hù)植物組織免受外部侵染，當(dāng)果蔬組織受到機(jī)械損傷時(shí)，其活性增大[14-15]。同時(shí)PPO也是引起鮮切冬瓜褐變的原因，其活性越高酶促褐變程度越大，酶促氧化是指酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的催化下產(chǎn)生醌及其聚合物生成黑色素，影響鮮切冬瓜的外觀[15-16]。由圖5可知，隨著貯藏天數(shù)的增加，鮮切冬瓜的多酚氧化酶活性呈上升趨勢(shì)。其中，在第4天時(shí)，1.0%殼聚糖涂膜樣品的抑制作用明顯高于其他組，在第6天，涂膜組效果皆優(yōu)于對(duì)照組。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮切冬瓜酶促褐變速度加快，其中貯藏期為12 d時(shí)對(duì)照組多酚氧化酶活性顯著高于其他組，與1%殼聚糖處理組達(dá)到顯著性差異（P＜0.05），1.0%殼聚糖處理組上升幅度最小，抑制褐變效果明顯。其中檸檬酸作為一種抗氧化增效劑在抑制褐變方面也發(fā)揮重要作用。1.0%殼聚糖和檸檬酸溶液在抑制酶促褐變發(fā)生的效果最好，在能有效抑制多酚氧化酶活性，減緩酶促褐變的發(fā)生。

表1 鮮切冬瓜4℃貯藏條件下菌落總數(shù)隨時(shí)間變化規(guī)律

圖4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜的菌落總數(shù)變化

圖5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切冬瓜的PPO活性變化

3 結(jié)果與討論

由于殼聚糖具有較好的成膜性和阻隔性，一定程度上能夠調(diào)節(jié)果蔬的內(nèi)外氣體交換，抑制呼吸作用、減少基質(zhì)的消耗和減少氧氣的接觸，從研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同濃度的殼聚糖都一定程度上抑制鮮切冬瓜硬度的下降、延緩TSS下降和減少Vc的損失，其中以1%殼聚糖效果最好，優(yōu)于0.5%和1.5%；同時(shí)也說明了并不是殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)大保鮮效果越好，其原因可能是濃度過高或過低對(duì)殼聚糖在果蔬表面形成涂膜的厚度過高或過低的原因，涂膜過厚，易完全阻礙鮮切冬瓜的有氧呼吸作用，造成加速腐爛變質(zhì)，與范琳琳[17]和鄧菡菲[18]等的研究結(jié)果一致。

殼聚糖具有廣譜的抗菌性，對(duì)霉菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等幾十種細(xì)菌真菌的生長(zhǎng)都具有抑制作用[19-20]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出殼聚糖在鮮切冬瓜能夠有效抑制微生物的繁殖，且隨著濃度增大抑菌效果越好，其中1.5%＞1.0%＞0.5%。在抑制PPO活性方面，前6 d效果都不明顯，且一定的波動(dòng)變化，第8天開始出現(xiàn)較明顯變化，其中1.0%殼聚糖處理組上升幅度最小，抑制褐變效果明顯。由于冬瓜外皮較厚，靠近皮部的果肉和靠近瓤的果肉在硬度、水分含量及營養(yǎng)成分是上存在一定差異，此為在實(shí)驗(yàn)過程中需要注意取樣的均勻性和差異性。綜述所述，利用殼聚糖復(fù)合檸檬酸對(duì)鮮切冬瓜涂膜保鮮，總體保鮮效果較好，安全無毒，使用方便，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4 小結(jié)

通過研究不同濃度殼聚糖溶液對(duì)鮮切冬瓜的保鮮效果得出，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%殼聚糖溶液對(duì)鮮切冬瓜貯藏過程中品質(zhì)劣變具有很好的抑制作用，有效延長(zhǎng)鮮切冬瓜貨架期，具有很好的應(yīng)用價(jià)值，為殼聚糖應(yīng)用和鮮切冬瓜保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。