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殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜對(duì)櫻桃番茄保鮮效果的影響

2022-10-08 13:40魏雯雯楊相政
保鮮與加工 2022年9期
關(guān)鍵詞:涂膜殼聚糖可溶性

連 歡,魏雯雯,楊相政,2,*

(1.中華全國(guó)供銷合作總社濟(jì)南果品研究所,山東 濟(jì)南 250220;2.浙江大學(xué),浙江 杭州 310058)

櫻桃番茄因其豐富的營(yíng)養(yǎng)和多汁的口感而廣受歡迎,其除了維生素、蘋果酸和檸檬酸含量相對(duì)較多外,還含有番茄紅素和谷胱甘肽等防癌、抗癌活性物質(zhì)[1-2]。然而,櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果蔬,在貯運(yùn)期間極易出現(xiàn)失水、發(fā)霉、腐爛等現(xiàn)象,因此,櫻桃番茄的保鮮工作尤為重要[3]。目前,櫻桃番茄的保鮮方法包括氣調(diào)保鮮、低溫保鮮、化學(xué)保鮮、生物保鮮法,但是氣調(diào)保鮮法難度較大,成本較高,化學(xué)保鮮法會(huì)給人類健康帶來一定的危害[3],而生物保鮮法因其安全性較高、無污染,已成為現(xiàn)階段人們研究的熱點(diǎn)之一。

殼聚糖是一種天然多糖類物質(zhì),抗菌效果好,具有較強(qiáng)的抑制病原菌和腐敗微生物的作用[4],其優(yōu)良的成膜性也被人們熟知,并已應(yīng)用于果蔬的涂膜保鮮中[5]。殼聚糖涂膜使果實(shí)表面形成的一層可食性薄膜,可阻隔果實(shí)與外界進(jìn)行氣體交換,使其呼吸強(qiáng)度大大減弱,減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏時(shí)間,其還可代替不可降解包裝材料的使用[6],以減少環(huán)境污染、保障食品安全。因其分子中帶有游離氨基,在酸性溶液中易成鹽,可以單獨(dú)使用,也可以與其他物質(zhì)混合使用[7]。

天然抗菌劑因其來源于自然界,具有很高的安全性。芳香植物精油和植物提取物中因含有大量的芳香醇類、酚酸類及類黃酮等活性成分,從而具有一定的抗氧化及抗菌作用,被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、植物保護(hù)和園藝領(lǐng)域[8]。我國(guó)約有5 000余種植物含有抑菌成分,丁香、艾葉、魚腥草、黃苓、連翹、蒲公英等中草藥在果蔬保鮮方面有較多應(yīng)用[9]。丁香和荷葉是常見的中草藥,來源廣泛,價(jià)格低廉。丁香中主要化學(xué)成分為揮發(fā)油類,含量為14%~20%,其中丁香酚的相對(duì)含量為78%~95%。荷葉中除含有荷葉堿、檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸等物質(zhì)外,還含有黃酮類、揮發(fā)油等功能性成分,具有抗氧化、抗炎、抑菌等生理活性,且安全、有效[10],在蘋果、葡萄、獼猴桃等果蔬的保鮮中顯示出較好的抑菌效果。孫思勝等[11]研究發(fā)現(xiàn),丁香提取物處理能在一定程度上延緩葡萄果實(shí)病害腐爛的發(fā)生。吳永玲等[12]發(fā)現(xiàn),薄荷丁香復(fù)配保鮮劑處理鮮切蘋果可有效抑制蘋果表面微生物的生長(zhǎng)。李昂[13]發(fā)現(xiàn),荷葉浸膏對(duì)獼猴桃有明顯的保鮮效果。目前,天然植物抗菌劑的開發(fā)處于起步階段,其抗菌機(jī)理還有待深入研究,從植物中提取天然抗菌物質(zhì),開發(fā)新型植物防腐劑的前景非常廣闊。在殼聚糖溶液中添加天然植物提取物,制備并利用可食性復(fù)合膜對(duì)果蔬進(jìn)行保鮮成為近些年的研究熱點(diǎn)。

本研究在殼聚糖中加入丁香或荷葉提取物制備殼聚糖復(fù)合膜,并將其應(yīng)用于櫻桃番茄的涂膜保鮮中,考察櫻桃番茄在貯藏過程中品質(zhì)的變化,以期獲得一種安全有效的保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

櫻桃番茄(品種:釜山88),市售;殼聚糖(脫乙酰度:90%)、丁香提取物(精油含量為15%~20%,其主成分為70%~85%的丁香油酚和3%的乙?;∠阌头樱⒑扇~提取物(含1%~4%的荷葉堿),西安昌岳生物科技有限公司;冰醋酸、丙三醇、二水合草酸、酚酞、氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、次氯酸鈉,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

YP1002N打漿機(jī),九陽股份有限公司;TCL-1013高速臺(tái)式離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;ZG-EU-2600紫外分光光度計(jì),上海卓光儀器科技有限公司;TA-XTplusC質(zhì)構(gòu)儀,北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司;HJ-2A磁力攪拌器,常州蘇瑞儀器有限公司;PAL-1數(shù)顯折射儀,日本愛拓科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 復(fù)合膜的制備

準(zhǔn)確稱取殼聚糖粉末1 g倒入燒杯中,然后緩慢多次加入50 mL 0.5%的乙酸溶液,在25℃下用磁力攪拌器攪拌約4 h,制備20 g/L的殼聚糖溶液。待殼聚糖完全溶解后,加入甘油(殼聚糖質(zhì)量的30%)繼續(xù)攪拌至溶解。分別取0.5、1 g的丁香提取物或荷葉提取物粉末用50 mL蒸餾水制備成10 g/L、20 g/L水提液后與殼聚糖溶液混合,繼續(xù)攪拌0.5 h至均勻,復(fù)合膜溶液中殼聚糖終濃度為10 g/L,丁香、荷葉提取物濃度分別為5 g/L和10 g/L。

1.2.2 櫻桃番茄的涂膜處理

將櫻桃番茄用蒸餾水沖洗干凈,通風(fēng)處自然晾干。然后在殼聚糖-植物提取物復(fù)合膜溶液中浸泡3 min,以蒸餾水代替復(fù)合膜溶液為空白對(duì)照(CK),以10 g/L的殼聚糖純?nèi)芤捍鎻?fù)合膜溶液為對(duì)照(CS),將浸泡后的櫻桃番茄撈出自然晾干后放入聚乙烯(PE)保鮮袋(厚度0.04 mm,氧氣透過率3 050 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1,二氧化碳透過率9 500 cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1)中,每袋裝30個(gè)番茄,所有樣品置于0℃冷庫中貯藏,每14 d取樣進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定,共取4次樣。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

本研究共設(shè)置4個(gè)殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理:10 g/L殼聚糖+5 g/L丁香提取物,記為0.5%DX;10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物,記為1%DX;10 g/L殼聚糖+5 g/L荷葉提取物,記為0.5%HY;10 g/L殼聚糖+10 g/L荷葉提取物,記為1%HY。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.3.1 感官品質(zhì)

分別對(duì)貯藏前和貯藏56 d時(shí)的櫻桃番茄拍照,對(duì)比貯藏前后果實(shí)外觀、色澤的差異。

1.2.3.2 硬度

使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)每次隨機(jī)挑選的5粒果實(shí)進(jìn)行硬度測(cè)定。儀器相關(guān)參數(shù)的設(shè)定為:選用2 mm的探頭,測(cè)前速度1.00 mm/s,測(cè)中速度1.00 mm/s,測(cè)后速度5.00 mm/s,位移10.000 mm,觸發(fā)力5.0 g。

1.2.3.3 腐爛率

采用觀察法,對(duì)果實(shí)腐爛個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),初始數(shù)量為n0,每14 d記錄腐爛果實(shí)的數(shù)量為n1。果實(shí)的腐爛率計(jì)算公式如下:

1.2.3.4 失重率

采用稱重法測(cè)定櫻桃番茄失重率,測(cè)定并記錄各組櫻桃番茄原始質(zhì)量記為m0(g),每14 d重新測(cè)定1次質(zhì)量,記為m1(g),失重率計(jì)算公式如下:

1.2.3.5 可溶性固形物含量

使用數(shù)顯折射儀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3.6 可滴定酸(TA)含量

將櫻桃番茄切碎混合后用研磨機(jī)打漿。使用氫氧化鈉滴定法測(cè)定果實(shí)的可滴定酸含量,根據(jù)NaOH滴定液消耗量,計(jì)算可滴定酸含量[14]。

1.2.3.7 VC含量

采用2,6-二氯酚靛溶液滴定法[14]測(cè)定。VC含量計(jì)算公式如下:

式中:V1為滴定用染料量,mL;V2為空白滴定用染料量,mL;m為滴定時(shí)樣品稀釋液中含樣品的量,g;T為1 mL染料相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中感官品質(zhì)的影響

由圖1可以看出,貯藏期間所有櫻桃番茄的外觀發(fā)生了明顯的變化。貯藏前果實(shí)整體呈現(xiàn)鮮亮的紅色,貯藏56 d后,櫻桃番茄整體呈現(xiàn)暗紅色;CK組和CS組果實(shí)變軟,部分果實(shí)上能看到菌斑并有腐爛果實(shí)出現(xiàn);經(jīng)過殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理的果實(shí)沒有出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。由上可知,殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜對(duì)櫻桃番茄具有一定的保鮮作用。

圖1 不同處理組櫻桃番茄貯藏前(A)和貯藏56 d(B)時(shí)圖片F(xiàn)ig.1 Pictures of cherry tomatoes before(A)and storage for 56 d(B)in different treatment groups

2.2 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中硬度的影響

由圖2可知,貯藏56 d時(shí),所有櫻桃番茄的硬度和初值相比均下降,由于果實(shí)中一些水解果膠和纖維素的酶類活性增加,導(dǎo)致果實(shí)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散失去黏性[15]。CK組果實(shí)由于沒有經(jīng)過任何涂膜處理,硬度幾乎為直線下降,果皮硬度由399.4 g下降至56 d時(shí)的176.5 g。CS組和復(fù)合涂膜處理組的果實(shí)硬度相對(duì)較高,貯藏56 d時(shí),1%DX處理組的番茄硬度最高,為220.8 g。由此可以看出,殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理能有效抑制果實(shí)變軟。Abugoch等[16]認(rèn)為,水分的流失也是引起果實(shí)硬度降低的重要原因之一,涂膜處理可以通過延緩果實(shí)水分損失來延緩果實(shí)軟化。

圖2 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中硬度的變化Fig.2 Hardness changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.3 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中腐爛率的影響

由圖3可以看出,所有櫻桃番茄的腐爛率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,櫻桃番茄果實(shí)采后易受微生物侵染,使果實(shí)表面出現(xiàn)斑點(diǎn)或腐爛。CK組在貯藏56 d時(shí)腐爛率達(dá)到17.78%,1%DX處理組的果實(shí)腐爛率最低,相比空白組降低了10.00個(gè)百分點(diǎn)。櫻桃番茄經(jīng)涂膜處理后,果實(shí)表面形成的膜可作為屏障阻止微生物的侵染,而且殼聚糖、丁香提取物和荷葉提取物本身是很好的抑菌劑,可抑制果實(shí)表面微生物的生長(zhǎng)[9]。殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理在很大程度上降低了櫻桃番茄果實(shí)的腐爛率,保持了果實(shí)的品質(zhì)。

圖3 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中腐爛率的變化Fig.3 Decay rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.4 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中失重率的影響

櫻桃番茄屬于呼吸躍變型果實(shí),在貯藏過程中,受蒸騰作用和呼吸作用的雙重影響,櫻桃番茄極易失水[17]。由圖4可以看出,果實(shí)的失重率在貯藏期間整體呈上升趨勢(shì);CK組果實(shí)失水最嚴(yán)重,在第56天時(shí),失重率達(dá)到0.226 5%;1%DX處理組果實(shí)失重率相對(duì)最低,相對(duì)于CK組降低了0.06個(gè)百分點(diǎn),對(duì)櫻桃番茄失水的抑制效果最好。殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理能在櫻桃番茄表面形成一層保護(hù)膜,阻塞了果實(shí)表面的皮孔,從而延緩果實(shí)的水分流失[18],這與袁仲玉等[19]的研究結(jié)果一致。

圖4 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中失重率的變化Fig.4 Weight loss rates changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.5 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中可溶性固形物含量的影響

由圖5可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),所有櫻桃番茄的可溶性固形物含量逐漸下降;CK組的櫻桃番茄可溶性固形物含量下降較劇烈,初值為5.9%,56 d時(shí)已降為4.2%;在貯藏后期,1%HY處理組的櫻桃番茄可溶性固形物含量和其他試驗(yàn)組相比較高。櫻桃番茄果實(shí)在貯藏期間淀粉轉(zhuǎn)化的糖元不足以補(bǔ)充呼吸作用消耗的可溶性糖類物質(zhì),導(dǎo)致果實(shí)可溶性固形物含量下降,這與隋思瑤等[20]的研究結(jié)果一致。涂膜處理能有效抑制呼吸作用,從而在一定程度上減緩櫻桃番茄可溶性固形物含量的下降,抑制果實(shí)衰老[21]。相比于其他處理,1%HY和1%DX處理抑制可溶性固形物降低的效果最好。

圖5 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可溶性固形物含量的變化Fig.5 Soluble solid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.6 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中可滴定酸含量的影響

由圖6可知,所有櫻桃番茄可滴定酸含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈下降趨勢(shì)??傻味ㄋ嵋徊糠直还麑?shí)的呼吸作用消耗,另一部分則轉(zhuǎn)化為糖類[22]。CK組櫻桃番茄的可滴定酸含量在貯藏期間顯著低于其他試驗(yàn)組,貯藏前果實(shí)的可滴定酸含量為0.32%,貯藏56 d時(shí)下降為0.20%;1%DX處理組的果實(shí)可滴定酸含量下降較緩慢。這是因?yàn)闅ぞ厶?植物提取物復(fù)合涂膜處理在果實(shí)表面形成的膜抑制了果實(shí)呼吸作用對(duì)有機(jī)酸的消耗,有利于保持櫻桃番茄中可滴定酸含量。

圖6 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中可滴定酸含量的變化Fig.6 Titratable acid contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

2.7 涂膜處理對(duì)櫻桃番茄貯藏過程中VC含量的影響

VC是櫻桃番茄中重要的抗氧化劑,可在一定程度上清除活性氧,減緩果實(shí)衰老變質(zhì)的速度。由圖7可知,各組櫻桃番茄中的VC隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸氧化分解,含量下降。貯藏前期和后期VC含量下降趨勢(shì)較緩慢,14~42 d果實(shí)VC含量急劇下降;整個(gè)貯藏過程中CK組果實(shí)的VC含量下降相對(duì)較快,從初值4.835 mg/100 g下降到貯藏56 d時(shí)的0.345 mg/100 g,下降了92.85%。1%DX涂膜處理組的櫻桃番茄VC損失最低,在貯藏56 d時(shí)VC含量相對(duì)于CK組果實(shí)提高了75.02%,說明10 g/L殼聚糖+10 g/L丁香提取物復(fù)合涂膜處理有效減緩了櫻桃番茄中VC的損失。

圖7 不同處理組櫻桃番茄在貯藏過程中VC含量的變化Fig.7 VC contents changes of cherry tomatoes in different treatment groups during storage

3 結(jié)論

殼聚糖-植物提取物復(fù)合涂膜處理的櫻桃番茄相比空白對(duì)照,表皮堅(jiān)硬程度持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),失重率和腐爛率較低,營(yíng)養(yǎng)成分也不易流失,貯藏保鮮效果有了明顯的提升;10 g/L殼聚糖和10 g/L丁香提取物復(fù)合涂膜能最大程度地發(fā)揮各成膜組分的功效,使果實(shí)表面形成抑菌膜,明顯降低櫻桃番茄的失重率和腐爛率,保持果實(shí)硬度以及可溶性固形物、可滴定酸、VC含量,提高果實(shí)的貯藏品質(zhì)。本研究獲得了一種安全有效的保鮮方法,為殼聚糖-植物提取物復(fù)合膜對(duì)櫻桃番茄的涂膜保鮮應(yīng)用提供了參考。

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