張海波， 許嘉琍， 姚姝鳳， 高 宏,2， 商士斌*

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所；生物質(zhì)化學(xué)利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室；國(guó)家林業(yè)和草原局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)開放性實(shí)驗(yàn)室；江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江蘇省林業(yè)資源高效加工利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210042；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 林業(yè)新技術(shù)研究所，北京 100091)

柑橘是我國(guó)重要的農(nóng)產(chǎn)品之一，因富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而廣受歡迎。然而柑橘生產(chǎn)具有較強(qiáng)的區(qū)域性、季節(jié)性，采后極易腐敗，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。因此，對(duì)柑橘進(jìn)行安全有效的采后保鮮處理顯得尤為重要。同時(shí)，隨著人們對(duì)食品安全的日益重視，化學(xué)殺菌劑引起的殘留問題備受關(guān)注[2-5]，開發(fā)安全、無毒、環(huán)保、成本低的生物基果蔬涂膜保鮮劑替代化學(xué)殺菌劑進(jìn)行采后處理成為了研究熱點(diǎn)。涂膜保鮮是一種簡(jiǎn)單高效的采后貯藏保鮮方法，通過在果蔬表面形成一層半透過性的膜來抑制果蔬水分散失、調(diào)節(jié)果實(shí)呼吸作用，從而延長(zhǎng)果蔬貨架期[6-7]。目前常用的涂膜保鮮劑主要為多糖類，而多糖因含有較多的羥基而極易吸濕，導(dǎo)致果實(shí)表面滋生細(xì)菌，加快腐爛速度。松香是我國(guó)重要的林業(yè)生物質(zhì)資源，其獨(dú)特的三環(huán)菲骨架結(jié)構(gòu)賦予其較好的耐熱性、疏水性以及相容性等，在包裝材料、食品生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用[8-10]。何煒靜等[11]制備了中藥保鮮果蠟并研究其保鮮性能，結(jié)果表明：由蟲膠、中藥抑菌劑和馬來松香改性樹脂所制備的中藥保鮮果蠟對(duì)芒果具有明顯的保鮮效果。高宏[12]提供了一種改性松香基果蔬保鮮被膜劑的制備方法，該被膜劑與乙醇具有較好的相溶性，光澤持久且耐候性好。說明松香還具有成膜性好、無毒和抗菌的特性，在涂膜保鮮領(lǐng)域表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。因此，本研究利用馬來松香季戊四醇酯(MRPE)為原料配成保鮮劑，以涂膜的形式用于椪柑保鮮，考察了松香基涂膜劑對(duì)椪柑的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量以及酶活等保鮮性能的影響，以期為松香產(chǎn)品在保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

供試椪柑采自蘇州，均為八成熟左右，挑選無病蟲害、無機(jī)械損傷、大小均勻的椪柑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。馬來松香季戊四醇酯(MRPE)根據(jù)文獻(xiàn)[13]制備，酸值為169.0 mg/g，軟化點(diǎn)為135.0 ℃，重均相對(duì)分子質(zhì)量為1 523。

檸檬酸、磷酸氫二鈉、過氧化氫、愈創(chuàng)木酚、核黃素、氫氧化鉀、油酸、氮藍(lán)四唑、乙二胺四乙酸二鈉、聚乙烯吡咯烷酮，均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品，麥克林試劑；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，源葉生物科技有限公司；市售保鮮劑嗎啉脂肪酸鹽(MFAS)，武漢遠(yuǎn)程共創(chuàng)科技有限公司。

PAL-1數(shù)顯糖度計(jì)，日本ATAGO公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC公司；TU-1810紫外分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TGL-16M冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)儀器開發(fā)有限公司。

1.2 保鮮液制備及椪柑處理

將MRPE與氫氧化鉀、油酸(提亮劑)及山梨酸鉀(防腐劑)按照質(zhì)量比1 ∶0.3 ∶0.06 ∶0.06配成質(zhì)量濃度為100 g/L的保鮮液。將挑選出的椪柑分成3組，每組18個(gè)；僅對(duì)果實(shí)用清水處理作空白對(duì)照組；將MRPE保鮮液用海綿擦在椪柑上均勻涂抹處理作MRPE涂膜處理組；將市售保鮮劑嗎啉脂肪酸鹽(MFAS)用海綿擦在椪柑上均勻涂抹處理作MFAS涂膜處理組。處理后將果實(shí)晾干，貯藏每隔6 d測(cè)定一次相關(guān)指標(biāo)，自然狀態(tài)下貯藏至42 d。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1失重率的測(cè)定 稱取新鮮果實(shí)和貯藏后果實(shí)的質(zhì)量，并按下式進(jìn)行計(jì)算：

(1)

1.3.2硬度的測(cè)定 采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定，選用直徑2 mm的不銹鋼探頭、 25 N的感應(yīng)元，在穿刺模式下，以30 mm/s的速度穿刺10 mm，回程距離75 mm，每組樣測(cè)6個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)隨機(jī)選3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，直接讀取數(shù)值，取平均值。

1.3.3可溶性固形物含量的測(cè)定 利用榨汁器榨出果汁，采用PAL-1型數(shù)顯糖度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，讀數(shù)，測(cè)3次取平均值。

1.3.4丙二醛(MDA)含量的測(cè)定 椪柑中MDA含量采用硫代巴比妥酸顯色法測(cè)定[14]。將椪柑于液氮中冷凍并保存于-75 ℃超低溫冰箱中，取椪柑凍樣(1.5 g)溶解于10%三氯乙酸溶液中，然后在10 000 r/min 速度下離心10 min。取3 mL的上清液與3 mL的0.67%硫代巴比妥酸溶液混合，將混合溶液沸水浴20 min后立即冷卻，接著離心10 min。取上清液在600、 532和450 nm處測(cè)量樣品的吸光度。每組樣品測(cè)定重復(fù)3次。溶液中丙二醛的濃度按式(2)計(jì)算，椪柑中丙二醛的量按式(3)計(jì)算：

C=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

(2)

(3)

式中：C—溶液中丙二醛濃度，μmol/L; OD—吸光度值，波長(zhǎng)分別為450、532和600 nm；WMDA—椪柑中丙二醛的量，nmol/g；V—上清液總體積，mL；Vs—測(cè)定所需上清液體積，mL；m—樣品質(zhì)量,g。

1.3.5可滴定酸含量的測(cè)定 采用酸堿滴定法。將50 g椪柑樣品磨碎，并轉(zhuǎn)移到500 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，搖勻。靜置30 min后，過濾得到濾液。量取20 mL加入到錐形瓶中，滴加2滴酚酞指標(biāo)劑，使用0.1% NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算可滴定酸的量。

1.3.6超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定 參照Chance等[15]的方法測(cè)定。稱取2.5 g凍樣溶于 5 mL 磷酸緩沖液(pH值7.8，下同)中，將勻漿全部轉(zhuǎn)入到離心管中，在4 ℃條件下以1 200 r/min速度離心30 min，將上清液(酶提取液)收集后于低溫下保存以備用。在5支指形玻璃管中按照順序都加入以下6種溶液：磷酸緩沖液、氮藍(lán)四唑溶液、蛋氨酸溶液、上清液(酶提取液)、EDTA-Na2溶液和核黃素溶液?；旌暇鶆蚝螅瑢⑵渲幸恢ё鳛閷?duì)照管置于暗處，其他各管置于4 000 lx燈光下反應(yīng)15 min后立即取出，并于暗處終止反應(yīng)。以不照光管做空白參比，于560 nm處分別測(cè)定其他各管的吸光度值。SOD活性按照式(4)計(jì)算：

(4)

式中：ASOD—SOD活性，U/g; ODc—對(duì)照管中混合溶液的吸光度值； ODs—光照后混合溶液的吸光度值；t—光照反應(yīng)時(shí)間，min。

1.3.7過氧化物酶(POD)活性的測(cè)定 參照Chen等[16]的方法測(cè)定。使用乙酸-乙酸鈉緩沖液(pH值5.5，下同)配制含有10 mmol/L聚乙二醇600、質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%聚乙烯吡咯烷酮，以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)的混合溶液，稱取2.5 g椪柑凍樣溶于5 mL混合溶液。在4 ℃條件下以1 200 r/min 速度離心30 min，將得到的上清液(酶提取液)收集后于4 ℃保存?zhèn)溆?。在試管中加?5 mmol/L 乙酸-乙酸鈉緩沖液配制的愈創(chuàng)木酚溶液和上清液，再加入H2O2溶液(乙酸-乙酸鈉的緩沖液稀釋30% H2O2溶液配制而成)迅速混合開始反應(yīng)，以蒸餾水為空白參比，并立即開始計(jì)時(shí)。以反應(yīng)15 s時(shí)波長(zhǎng)470 nm處吸光度值為初始值，然后每隔1 min記錄一次，連續(xù)記錄6個(gè)數(shù)據(jù)。重復(fù)3次。POD活性按照式(5)計(jì)算：

(5)

式中：APOD—POD活性，U/g; ΔOD470—在波長(zhǎng)470 nm處吸光度的變化值。

1.3.8過氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定 參照孫雯等[17]的方法測(cè)定。使用磷酸鈉緩沖液(pH值7.5)，配制含有5 mmol/L二硫蘇糖醇和質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液的混合溶液，稱取2.5 g椪柑凍樣溶于5 mL混合溶液。在4 ℃條件下以1 200 r/min速度離心30 min，將上清液收集后于低溫下保存?zhèn)溆?，酶促反?yīng)體系由H2O2溶液和上清液組成。以蒸餾水為參比空白，將反應(yīng)15 s時(shí)波長(zhǎng)240 nm處吸光度值設(shè)為初始值，然后每隔30 s記錄一次，連續(xù)獲取6個(gè)數(shù)據(jù)。重復(fù)3次。CAT活性按式(6)計(jì)算：

(6)

式中：ACAT—CAT活性，U/g; ΔOD240—在波長(zhǎng)240 nm處吸光度的變化值。

2 結(jié)果與討論

2.1 椪柑涂膜保鮮過程中失重率的變化

圖1 椪柑失重率隨時(shí)間的變化Fig.1 Changes in weight loss of ponkan during storage

圖1為椪柑失重率隨時(shí)間的變化。由圖可知，貯藏期間椪柑失重率呈上升的趨勢(shì)，且MRPE涂膜處理組與MFAS涂膜處理組椪柑的失重率均小于空白對(duì)照組，說明MRPE能有效地抑制水分流失。這可能是經(jīng)過涂膜處理后，MRPE在椪柑表面形成一層較為致密和均勻的薄膜，在一定程度上抑制了椪柑的蒸騰作用，減少了有機(jī)物的消耗和水分的散失[18]。貯藏至42 d時(shí)，MRPE涂膜處理組失重率為11.38%，比空白對(duì)照組低31.39%。但與市售保鮮劑MFAS涂膜處理組相比，MRPE涂膜處理組的失重率高于MFAS涂膜處理組，說明與MFAS相比，MRPE保持水分效果較差。

2.2 椪柑涂膜保鮮過程中硬度的變化

表1為椪柑硬度隨時(shí)間的變化。如表所示，MRPE和MFAS涂膜處理組椪柑的硬度在貯藏過程中呈下降的趨勢(shì)，空白對(duì)照組椪柑的硬度呈先下降后上升的趨勢(shì)。果實(shí)硬度在保鮮初期隨著果實(shí)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)退化而下降，但是隨著成熟過程中水分散失導(dǎo)致表皮干癟而變硬，因此減少水分散失維持水果的硬度對(duì)保鮮十分重要[19]。

表1 椪柑硬度隨時(shí)間的變化

在室溫下貯藏7 d時(shí)，空白對(duì)照組硬度急劇下降，而涂膜處理組硬度下降較為緩慢，且明顯高于對(duì)照組。貯藏至35 d時(shí)，空白對(duì)照組硬度急劇上升，這可能是對(duì)照組失水嚴(yán)重所導(dǎo)致，而MRPE和MFAS涂膜處理組硬度仍呈緩慢下降的趨勢(shì),且MRPE涂膜處理組硬度變化明顯小于市售MFAS保鮮劑處理組，說明MRPE涂膜處理能有效抑制椪柑硬度的變化，保持水果品質(zhì)。

2.3 椪柑涂膜保鮮過程中可溶性固形物的變化

果蔬的可溶性固形物含量變化幅度越小，說明營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少地分解成為葡萄糖，故其貯藏期越長(zhǎng)。MRPE和MFAS涂膜處理對(duì)椪柑可溶性固形物含量的影響如圖2(a)所示。由圖可知，在椪柑貯藏期間，空白對(duì)照組可溶性固形物的含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。這是由于貯藏前期果實(shí)內(nèi)部的淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖所致，可溶性固形物含量的增加用以補(bǔ)充呼吸消耗，但是貯藏后期淀粉轉(zhuǎn)化的糖遠(yuǎn)不足以補(bǔ)充呼吸消耗，可溶性固形物含量逐漸下降。與之相比，涂膜處理組的可溶性固形物的含量呈緩慢增加的趨勢(shì)。Certel認(rèn)為涂膜處理可以通過調(diào)節(jié)氣體進(jìn)入果實(shí)的速率，降低呼吸代謝，從而減緩果實(shí)中可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化[20]。由圖可知，在貯藏期間MRPE涂膜處理組的椪柑的可溶性固形物含量均低于MFAS涂膜處理組，這說明與MFAS涂膜處理相比，MRPE涂膜處理更有效地減緩了可溶性固形物的變化，從而延緩其成熟，延長(zhǎng)其貨架期。

2.4 椪柑涂膜保鮮過程中丙二醛的變化

在椪柑老化過程中或逆境條件下，常發(fā)生細(xì)胞膜過氧化。丙二醛是脂質(zhì)氧化過程中產(chǎn)生的，可作為脂質(zhì)過氧化的指標(biāo)，其含量與脂質(zhì)過氧化程度呈正相關(guān)[21]，與椪柑的抗逆性成反比，可以反映椪柑細(xì)胞膜的完整性和新鮮度。由圖2(b)可知，當(dāng)貯藏時(shí)間超過35 d后，MRPE涂膜處理的丙二醛(MDA)含量低于空白對(duì)照組與MFAS涂膜處理組，說明MRPE涂膜處理組具有長(zhǎng)時(shí)間貯藏的優(yōu)勢(shì)。貯藏至42 d時(shí)，MRPE涂膜處理組中丙二醛為6.44 nmol/g，比空白對(duì)照組低26.23%，且效果明顯優(yōu)于市售MFAS涂膜處理組。

2.5 椪柑涂膜保鮮過程中可滴定酸的變化

可滴定酸作為鑒別果實(shí)品質(zhì)、衡量果實(shí)貯藏質(zhì)量的重要指標(biāo)，其含量高代表水果成熟度低。由圖2(c)可知，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，可滴定酸含量呈先上升后下降，再上升再下降的波浪形變化。在貯藏前期，椪柑的可滴定酸含量呈上升的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)椴墒諘r(shí)成熟度較低，隨著成熟度增加有機(jī)酸繼續(xù)積累導(dǎo)致。隨著有機(jī)酸的代謝轉(zhuǎn)化，含量降低；而貯藏后期可滴定酸含量的上升可能是因?yàn)闂崭坦麑?shí)水分散失所導(dǎo)致，其中尤以空白對(duì)照組變化最為明顯。同時(shí)在貯藏14～35 d內(nèi)，MRPE涂膜處理組可滴定酸含量波動(dòng)較小，說明MRPE涂膜處理能有效減緩可滴定酸含量的變化，較好地維持椪柑原有的風(fēng)味。

圖2 椪柑中可溶性固形物(a)、丙二醛(b)和可滴定酸(c)隨時(shí)間的變化

2.6 椪柑涂膜保鮮過程中SOD活性的變化

為了延緩水果貯藏期間由氧化損傷引起的衰老，植物進(jìn)化出一套完整的抗氧化系統(tǒng)，包括酶和非酶組分。椪柑果實(shí)中的抗氧化酶包括清除游離活性氧的酶，如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等。SOD作為內(nèi)源活性氧清除劑，能夠在逆境脅迫或衰老過程中清除植物體內(nèi)過量的活性氧，維持氧代謝的平衡并保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，從而在一定程度上延緩果實(shí)的衰老過程[22]。由表2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，空白對(duì)照組SOD活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，并在貯藏28 d時(shí)達(dá)到峰值，為8.51 U/g；MRPE和MFAS涂膜處理組椪柑至42 d時(shí)，SOD活性分別為9.90和8.16 U/g，且在整個(gè)貯藏期內(nèi)，MRPE涂膜處理組的SOD酶活始終高于空白對(duì)照組及市售MFAS涂膜處理組。這說明MRPE涂膜處理能夠提高椪柑SOD活性、提高抗氧化能力，從而延緩果實(shí)衰老。

表2 椪柑超氧化物歧化酶活性隨時(shí)間的變化

2.7 椪柑涂膜保鮮過程中POD活性的變化

POD是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種還原酶，能夠清除活性氧自由基，減少其對(duì)細(xì)胞膜的傷害，POD活性可作為果實(shí)后熟和衰老的參數(shù)[23]。由表3可知，在椪柑采后貯藏過程中，MRPE、MFAS涂膜處理組和空白處理組果實(shí)的POD活性整體呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)貯藏至7 d時(shí)，空白處理組POD酶活達(dá)到最大值為1.34 U/g,而MFAS和MRPE涂膜處理組分別在21和28 d達(dá)到最大值，分別為2.41和2.45 U/g，且在貯藏后期，涂膜處理組酶活始終高于空白處理組，當(dāng)貯藏至42 d時(shí)，MRPE和MFAS涂膜處理組POD活性相差不大，但明顯高于空白對(duì)照組。這說明MRPE涂膜處理可增強(qiáng)POD活性，減少活性氧自由基累積。

表3 椪柑過氧化物酶活性隨時(shí)間的變化

2.8 椪柑涂膜保鮮過程中CAT活性的變化

CAT能催化植物體內(nèi)積累的過氧化氫分解為水和分子氧，從而減少H2O2對(duì)果蔬組織造成的氧化傷害[24]。不同處理組椪柑CAT酶活如表4所示。

表4 椪柑過氧化氫酶活性隨時(shí)間的變化

從表中可知在椪柑貯藏期間，貯藏至21 d時(shí)，空白對(duì)照組、MRPE涂膜處理組和MFAS涂膜處理組酶活達(dá)到最高值，分別為1.53、 1.47 和1.44 U/g，無明顯差異；繼續(xù)延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，空白對(duì)照組CAT酶活急劇下降，MRPE和MFAS涂膜處理組酶活顯著高于空白對(duì)照組，且兩者之間無明顯差異。貯藏至42 d，MRPE與MFAS涂膜處理組CAT酶活分別為1.02和0.96 U/g，分別高于空白對(duì)照組37.8% 和29.7%。說明MRPE涂膜處理組具有較好的CAT活性，進(jìn)而減少H2O2對(duì)果蔬組織造成的氧化傷害。

3 結(jié) 論

將MRPE配成保鮮劑，以涂膜的形式用于椪柑保鮮，并對(duì)椪柑室溫貯藏期間的失重率、硬度、可溶性固形物含量、丙二醛、可滴定酸含量以及酶活等生理指標(biāo)進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)：貯藏至42 d時(shí)，MRPE涂膜處理組失重率僅為11.39%，比空白對(duì)照組低31.39%，比MFAS涂膜處理組略高；涂膜處理組較空白對(duì)照組更能有效地維持硬度，到貯藏后期，空白對(duì)照組因失水萎縮而導(dǎo)致硬度急劇增加，而涂膜處理組的硬度均處于緩慢下降的趨勢(shì)，貯藏42 d時(shí)，MRPE和MFAS涂膜硬度分別為1.61和1.47 N。MRPE與MFAS涂膜處理組均能顯著減緩可溶性固形物含量的變化，從而延緩其成熟。貯藏至42 d時(shí)，MRPE涂膜處理組中的丙二醛為6.44 nmol/g，比空白對(duì)照組低26.23%，且效果明顯優(yōu)于市售MFAS組。在14～35 d貯藏期內(nèi)，MRPE涂膜處理組可滴定酸含量波動(dòng)小，能有效減緩可滴定酸含量的變化。貯藏至42 d時(shí)，MRPE與MFAS涂膜處理組的SOD活性分別為9.90和8.16 U/g，明顯高于空白對(duì)照組；且MRPE涂膜處理組POD酶活始終高于空白對(duì)照組；MRPE與MFAS涂膜處理組CAT酶活分別為1.02和0.96 U/g，分別高于空白對(duì)照組37.8%和29.7%。綜上所述，MRPE涂膜處理組能較好地維持椪柑的貯藏品質(zhì)，在椪柑貯藏保鮮方面有很好的應(yīng)用前景。