時 月，李 玥，王宇濱，3，馬 越，3，趙曉燕，4， 張 超

（1.北京市農(nóng)林科學院 蔬菜研究中心，北京 100097；2.江南大學，江蘇 無錫 214000；3.果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點實驗室，北京 100097；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜產(chǎn)后處理重點實驗室，北京 100097）

0 引言

厚皮甜瓜口感甜脆，氣味令人愉悅，富含維A、維C 及葉酸和β -胡蘿卜素等組分，深受消費者喜愛[1]。但厚皮甜瓜在采摘后不方便直接食用，而鮮切甜瓜將果實去皮去籽，方便食用和攜帶，消費需求迅速增長。但是，鮮切加工技術使果實內(nèi)部暴露于環(huán)境，微生物暴露風險顯著提高。鮮切甜瓜表面汁液豐富，含糖量高，易發(fā)生微生物引起的變質問題[2]。

殼聚糖涂膜處理可在果實表面形成一層無形薄膜，從而阻隔水分、氧氣、微生物等，減緩由微生物引起的變質進程，具有良好的保鮮效果[3]。在殼聚糖膜內(nèi)部進一步加入抑菌因子，提升涂膜處理抑菌性能的方法已經(jīng)獲得廣泛應用。丁香油作為一種廣譜抑菌植物精油，已經(jīng)廣泛應用于食品的抑菌處理中。但是，丁香油揮發(fā)性強、疏水性強，難以直接進行涂膜處理[4]。有2 種方式可以間接將丁香油應用于涂膜處理，一是將丁香油包裹于殼聚糖膜內(nèi)部形成雙層膜，另一種是將丁香油與殼聚糖乳化后形成復合膜，從而發(fā)揮丁香油的抑菌能力。但是，上述涂膜方式對鮮切甜瓜品質的影響還鮮有報道。

因此，以無菌水涂膜作為對照組，比較丁香油、殼聚糖、丁香油-殼聚糖-雙層-涂膜、丁香油-殼聚糖復合膜4 種涂膜方式對鮮切甜瓜的失重率、電導率、硬度、顏色、菌落總數(shù)、pH 值、可溶性固形物和維C 含量的影響，以期延長鮮切甜瓜的貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料

厚皮甜瓜，西州蜜17 號，在果蔬超市選擇新鮮果實，采購后放在10 ℃的冷庫備用。

試劑：殼聚糖，浙江金殼藥業(yè)有限公司提供；其他試劑，國藥集團化學試劑有限公司提供。

儀器：TA-XT Plus 型物性測試儀，英國Stable Micro Systems 公司產(chǎn)品；電導率儀、pH 計、電子天平，瑞士梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；DF-101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；高壓均質機，意大利GEA Niro Soavi 公司產(chǎn)品；高速分散機T18，德國IKA 公司產(chǎn)品；榮事達紅外爐、BXS-400S 型恒溫恒濕箱，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司產(chǎn)品；色彩色差計，日本柯尼卡美能達科技有限公司產(chǎn)品；便攜式可溶性固形物測定儀，廣州愛宕科學儀器有限公司產(chǎn)品；Agilent 1200 型高效液相色譜儀，美國安捷倫公司產(chǎn)品。

1.2 涂膜處理及試驗設計

使用蒸餾水清洗甜瓜表面灰塵，再使用150 μL/L次氯酸鈉溶液中鼓泡清洗2 min，蒸餾水漂洗2 次，靜置瀝水。在超凈工作臺下，將甜瓜縱向切成瓜瓣，去除果腔內(nèi)部物質，再切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的小果塊，混合均勻，進行涂膜處理。涂膜處理分為5 組，第1 組：CK（無菌水）；第2 組：丁香油（丁香油乳液）；第3 組：殼聚糖（殼聚糖溶液）；第4 組：雙層膜（丁香油-殼聚糖雙層膜）；第5 組：復合膜（丁香油-殼聚糖復合膜）。其中，殼聚糖溶液是將殼聚糖在60 ℃水溶液中攪拌溶解，冷卻至室溫后定容至1.5%（W/V）的濃度；丁香油乳液是將1%吐溫80 和0.5%（V/V）丁香油加入蒸餾水中，使用高速分散機以轉速10 000 r/min 離心3 min，在40 MPa 高壓均質4 次；丁香油-殼聚糖雙層膜是先使用丁香油乳液涂膜處理，經(jīng)過5 min 瀝水處理，再使用殼聚糖溶液涂膜處理；丁香油-殼聚糖復合膜：在1.5%殼聚糖溶液中加入1% 吐溫80 和0.5%丁香油，使用高速分散機以轉速10 000 r/min 離心3 min，在40 MPa 高壓均質4 次。涂膜方法是將鮮切甜瓜塊浸泡到相應溶液中30 s 后，取出瀝水，置于托盤中，常溫下貯藏24 h，測定相關指標。

1.3 失重率的測定

貯藏前甜瓜塊與托盤總質量記為m0（g），貯藏后的質量記為m1（g），托盤質量為m2（g），根據(jù)公式（1）計算失重率。分別測定4，8，12，16，24 h后的果實質量。

1.4 硬度的測定

采用TA.XTPlus 物性測試儀測定果肉硬度，使用5 mm 柱形探頭，設置測前速度1 mm/s，測后速度10 mm/s，測試深度5 mm，每組測定5 次平行，硬度單位為牛頓（N）。

1.5 顏色的測定

使用色彩色差計測定L，a，b 值，L 值為明亮度，a 值代表顏色從綠色到紅色的變化，b 值代表顏色從藍色到黃色的變化，每組測定5 次平行。

1.6 微生物總菌落數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.2—2016 測定貯藏過程中的菌落總數(shù)，并略作修改。將樣品榨汁，配制10%（W/W）的生理鹽水溶液，按照1×10-1到1×10-8進行梯度稀釋，倒平板，于37 ℃下培養(yǎng)48 h，選擇合適梯度的平板（菌落數(shù)為30～300 個）進行計數(shù)，并按照公式（2）計算菌落總數(shù)。

式中：N——樣品中菌落數(shù)；

∑C——平板（含適宜范圍菌落數(shù)的平板）菌落數(shù)之和；

n1——第一稀釋度（低稀釋倍數(shù)）平板個數(shù)；

n2——第二稀釋度（高稀釋倍數(shù)）平板個數(shù)；

d——稀釋因子（第一稀釋度）。

1.7 pH 值和可溶性固形物含量的測定

隨機選擇果塊200 g，用榨汁機打漿，獲得果漿，取果漿20 g 與20 mL 去離子蒸餾水混合均勻，2 min后用pH 計測定混合液的pH 值。將果漿少許滴在糖度計棱鏡并迅速合上蓋板，使汁液分布于棱鏡表面，朝向光源明亮處，視野內(nèi)出現(xiàn)明暗分界線的讀數(shù)作為樣品的可溶性固形物含量。

1.8 相對電導率的測定

稱取2 g 甜瓜切成3 mm 厚的薄片放入燒杯中，加入蒸餾水40 mL，在20～25 ℃恒溫下放置0.5 h 后用電導儀測定組織液電導值（R1）。之后放入100 ℃沸水浴中加熱15 min，以殺死植物組織，取出后放入自來水中冷卻，在20～25 ℃恒溫下測其煮沸電導率（R2），按公式（3）計算相對電導率（R）。

1.9 維C 含量的測定

隨機選擇果塊200 g，用榨汁機打漿，獲得果漿，稱取1 g 甜瓜打漿樣品，加入約0.1%的磷酸水溶液85 mL 超聲提取10 min，轉移至容量瓶定容至100 mL，以轉速6 000 r/min 離心5 min，取上清液過0.45 μm 濾膜，利用液相進行定量分析。

色譜條件：Diamosil C18型色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相：甲醇∶0.05% H3PO4溶液=5∶95，檢測波長245 nm，柱溫30 ℃，流速1.0 mL/min，進樣體積10 μL。

繪制維C 標準曲線為Y=4.938X+1.286，Y 為維C峰面積，A；X 為維C 的質量濃度，μg/mL；相關系數(shù)為R2=0.999 4。

1.10 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 軟件對數(shù)據(jù)進行處理，SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，組間均值比較使用單因素方差分析，用Origin 9.0 進行繪圖。除硬度和色度外，其余指標測定每個樣品均重復測定3 次，取其平均值。

2 結果與分析

2.1 涂膜方式對鮮切甜瓜菌落總數(shù)的影響

涂膜方式對甜瓜菌落總數(shù)的影響見圖1。

圖1 涂膜方式對甜瓜菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)表征產(chǎn)品受到微生物污染的程度。由圖1 可知，丁香油組、雙層膜組和復合膜組的菌落總數(shù)均顯著性低于CK 組，而殼聚糖組菌落總數(shù)與CK 組未見顯著性差異；復合膜組的菌落總數(shù)最低，顯著性低于其他各處理組。原因在于丁香油作為一種廣譜抑菌劑，具有中等的抑菌能力[5]；另一方面，殼聚糖的交聯(lián)作用將丁香油乳化和固定在復合膜中，降低丁香油的揮發(fā)速率，延長丁香油抑菌的時效性。在殼聚糖-丁香油復合膜對鮮切蘋果的研究中也發(fā)現(xiàn)，復合膜具有更優(yōu)的抗菌性能[6]。與復合膜不同，丁香油組中的丁香油缺少殼聚糖乳化和包埋作用，揮發(fā)速率較快，在貯藏后期已經(jīng)不再具有抑菌能力，而雙層膜的丁香油主要被殼聚糖膜包裹，難以揮發(fā)出來，所以抑菌能力低于復合膜處理組。

2.2 涂膜方式對鮮切甜瓜失重率和相對電導率的影響

涂膜方式對鮮切甜瓜失重率（a）和相對電導率（b）的影響見圖2。

圖2 涂膜方式對鮮切甜瓜失重率（a）和相對電導率（b）的影響

由圖2 可知，在貯藏24 h 時，CK 組的失重率最高，為14.91%，各處理組失重率均顯著性低于CK組，其中殼聚糖組、丁香油組、雙層膜和復合膜組分別比CK 組的失重率降低了16.2%，10.6%，18.1%和18.8%。涂膜處理降低鮮切甜瓜的蒸騰作用，降低了鮮切甜瓜的水分散失。由于殼聚糖具有較強的成膜特性[6]，因而復合膜涂膜處理的鮮切甜瓜失重率較低。

相對電導率表征細胞膜的通透性，當細胞膜結構被破壞，細胞膜通透性增大，使細胞內(nèi)電解質外滲，引起細胞浸提液電導率提高，從而相對電導率提高[7]。因而，細胞膜通透性的改變，也與樣品失重率密切相關，相對電導率提高，則會引起失重率提高。殼聚糖、雙層膜和復合膜組的相對電導率均顯著性低于CK 組，復合涂膜具有最低的相對電導率，而丁香油組的相對電導率與CK 組未見顯著性差異。該結果與失重率的結果一致，進一步說明了CK 和丁香油組失重率較高的原因在于缺少殼聚糖組分成膜保護。

因此，丁香油-殼聚糖復合膜涂膜處理顯著性降低鮮切甜瓜失重率和相對電導率，減輕貯藏期間細胞膜損傷，延緩果實老化。

2.3 涂膜方式對鮮切甜瓜硬度的影響

涂膜方式對鮮切甜瓜硬度的影響見圖3。

圖3 涂膜方式對鮮切甜瓜硬度的影響

硬度是影響鮮切甜瓜感官品質的重要因素，隨著貯藏時間延長，甜瓜的成熟會引起原果膠被果實內(nèi)部果膠酶酶解為可溶性果膠和果膠酸，導致細胞壁破壞，果肉細胞分離，發(fā)生自溶軟化[8-9]。由圖3可知，鮮切甜瓜的初始硬度為（26.50±1.55）N，貯藏后果實的硬度均出現(xiàn)顯著性下降，其中CK 組硬度下降速率最快。丁香油組果肉硬度與CK 組的硬度相似，而殼聚糖組、雙層膜和復合膜組的硬度顯著性高于CK 組。與該研究結果一致，殼聚糖涂膜延緩鮮切甜瓜貯藏期間果實硬度下降[10]，主要是因為殼聚糖膜減少氣體、水分和微生物的交換[11]，可以降低甜瓜的呼吸作用和水分蒸騰作用，維持保護細胞壁結構，從而延緩果實軟化。

2.4 涂膜方式對鮮切甜瓜顏色的影響

涂膜方式對鮮切甜瓜ΔE 的影響見圖4。

圖4 涂膜方式對鮮切甜瓜ΔE 的影響

鮮切甜瓜的顏色與色差（ΔE）表征產(chǎn)品外觀和顏色變化的程度，由圖4 可知，CK、殼聚糖、丁香油、雙層膜和復合膜的ΔE 分別為2.31，3.26，6.96，3.19，3.84。丁香油組的ΔE 最高，顏色差異顯著性高于其他處理組，而殼聚糖、雙層膜和復合膜組的ΔE 相似。該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能在于丁香油的成膜性和穩(wěn)定性較差，露置于空氣中，存在自身氧化的可能性，顏色會變深，呈棕黃色[12]，從而引起了最顯著的顏色改變。而殼聚糖成膜性強，將丁香油包埋在殼聚糖分子交聯(lián)結構內(nèi)部[13]，且復合薄膜的表面結構均勻，沒有單獨的基體或混合界面，使丁香油得到了保護[6]。雙層膜和復合膜組與殼聚糖組相似，ΔE 數(shù)值較低。因此，殼聚糖涂膜處理能更好地維持香蕉表面原有的顏色[14]。

2.5 涂膜方式對鮮切甜瓜可溶性固形物含量和pH 值的影響

涂膜方式對鮮切甜瓜可溶性固形物含量（a）和pH 值（b）的影響見圖5。

圖5 涂膜方式對鮮切甜瓜可溶性固形物含量（a）和pH 值（b）的影響

圖5（a）顯示涂膜方式對鮮切甜瓜可溶性固形物含量和pH 值的影響。殼聚糖和復合膜組的可溶性固形物含量顯著性高于CK 組，分別比CK 組提高了3.94%和10.4%，而丁香油和復合膜組的可溶性固形物含量與CK 組相似。該現(xiàn)象主要由以下2 個方面原因，一方面殼聚糖和復合膜具有較強成膜性，降低了鮮切甜瓜的呼吸速率，減少糖分消耗[15-16]；另一方面是殼聚糖涂膜減少了胞內(nèi)汁液外流，從而減少可溶性固形物含量降低。由圖5（b）可知，各處理組的pH 值未見顯著性差異。因此，復合膜涂膜處理組有效維持樣品的可溶性固形物，對pH 值無顯著性影響，具有較好的保鮮作用。

2.6 涂膜方式對鮮切甜瓜維C 含量的影響

涂膜方式對鮮切甜瓜維C 含量的影響見圖6。

維C 是甜瓜中重要的營養(yǎng)組分，其含量與貯藏期間的果實成熟度及貯藏條件密切相關。由圖6 可知，殼聚糖、雙層膜和復合膜組的維C含量均顯著性高于CK 組，而丁香油組的維C含量與CK 組相似。該現(xiàn)象主要由于維C 作為果實抗逆反應的代謝產(chǎn)物之一，會與外界的氧氣和自由基發(fā)生反應，殼聚糖、雙層膜和復合膜組形成完整的保護膜結構，減少果實與外界氧氣的接觸，從而維C 發(fā)生化學反應的幾率降低[17-18]。相關研究表明，丁香油不但有抑菌作用，也有較強的抗氧化性[19-20]，但丁香油易于揮發(fā)，單獨使用效果不明顯，也不能形成完整的保護膜結構，無法降低維C 與氧氣的接觸幾率[21-24]。因而，殼聚糖、雙層膜和復合膜處理均可抑制維C 含量降低，保持甜瓜的營養(yǎng)組分。

3 結論

研究評價涂膜方式對鮮切甜瓜品質的影響，通過比較產(chǎn)品的8 種品質特性，結果發(fā)現(xiàn)丁香油涂膜處理抑菌性能較強，殼聚糖涂膜處理抑菌性能較弱，而丁香油-殼聚糖復合膜通過兩種基質相互作用，展示較強的抑菌性能和保鮮性能。與對照組相比，丁香油-殼聚糖復膜涂膜處理組抑菌效果最佳，失重率降低18.8%，可溶性固形物含量提高10.4%，并且有效維持果肉中維C 含量，延緩果實軟化和顏色改變，有效維持了鮮切甜瓜的品質。因此，丁香油-殼聚糖復合膜涂膜處理可以應用于鮮切甜瓜的品質維持中。