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            殼聚糖和二氧化氯聯合處理對楊梅的保鮮效果

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2019-07-31

              摘要:以楊梅(Myrica rubra)為試驗材料,探討殼聚糖和二氧化氯(ClO2)單獨處理以及聯合處理對楊梅的保鮮效果,通過測定其失重率和腐爛率來評價殼聚糖和二氧化氯各自的最佳處理濃度以及處理時間,并用正交試驗設計探索兩種保鮮劑的最佳組合配方。結果表明,二氧化氯和殼聚糖單獨作用時均能有效降低楊梅的腐爛率,并在一定程度上降低失重率;兩者的混合液能更有效地降低新鮮楊梅的腐爛率和鮮重損失率,與空白對照相比,失重率下降0.9個百分點,腐爛率下降31.5個百分點。正交試驗結果顯示,混合保鮮劑的最佳配比為殼聚糖濃度1.0%、二氧化氯濃度12.5 mg/L,處理時間2 min,與單一保鮮劑處理相比,腐爛率比單獨使用二氧化氯和殼聚糖分別下降16.3和23.3個百分點,表明二氧化氯和殼聚糖的聯合處理能更好地保持楊梅的感官品質并延長貨架期。

              關鍵詞:楊梅(Myrica rubra);二氧化氯(ClO2);殼聚糖;保鮮

              楊梅(Myrica rubra)為中國特產的亞熱帶水果,屬漿果類,組織嬌嫩,加之成熟在高溫多雨季節,采摘后極易受機械損傷和微生物感染而腐爛變質,保質期很短,有“一日采收、二日變色、三日變味”之說。楊梅的采后損失問題嚴重影響了當地果農的經濟收入,因此尋找經濟、高效、無公害的保鮮技術己成為楊梅產業持續發展的關鍵,如何對楊梅采后進行科學合理的保鮮處理以延長貨架期對增加果農經濟收入和種植積極性具有重要的意義。二氧化氯(ClO2)和殼聚糖是近年來非常受歡迎的新型食品保鮮劑,殼聚糖是一種從甲殼類動物中提取的氨基多糖,具有安全、無毒、抑菌、可食用、易于生物降解等多種特性,在果蔬保鮮中發揮著重要的作用[1],目前殼聚糖在臍橙[2]、芒果[3]、梨[4]、蟠桃[5]和草莓[6]等水果的保鮮中均得到很好的應用。二氧化氯是一種強氧化劑,是世界衛生組織(WHO)和聯合國糧食及農業組織(FAO)向全世界推薦的A1級廣譜、高效、安全的化學消毒劑,也是目前國際公認的性能優良、效果很好的食品保鮮劑[7]。二氧化氯能阻止蛋氨酸分解成乙烯,并能破壞已形成的乙烯,延緩果蔬的衰老和腐敗;同時抑制腐敗菌生成,不與脂肪酸反應,不會影響食品的品質[8]。二氧化氯在葡萄[9]、桃[10]、杏[11]、香蕉[12]、柑橘[13]、雙孢磨菇[14]、肉制品和海產品[15]等食品的保鮮中均得到很好的應用。目前有單獨使用二氧化氯或殼聚糖對楊梅保鮮處理的報道,如荀蘭等[16]研究發現楊梅采后用40 mg/kg二氧化氯進行處理,在0~5 ℃的條件下貯藏可使楊梅獲得最好的貯藏保鮮效果。王婕[17]研究發現濃度為1%的殼聚糖溶液對楊梅的保鮮效果最好,能有效抑制楊梅的發霉、失重、VC及總酸的降低。但是目前聯合使用二氧化氯和殼聚糖對果蔬的保鮮研究還較少,韋明肯等[18]報道聯合使用二氧化氯和殼聚糖處理櫻桃番茄,可以有效地減低腐爛率,并能較好保持櫻桃番茄的口感、品質,在其他水果貯藏保鮮上鮮見相關報道。本研究在單獨使用二氧化氯或殼聚糖對楊梅保鮮處理的基礎上,探究殼聚糖與二氧化氯聯合處理對楊梅的保鮮效果,以期為殼聚糖和二氧化氯在果蔬貯運保鮮上的應用提供參考依據。   1 材料與方法

              1.1 試驗材料

              楊梅,產自廣西壯族自治區玉林市,選取色澤鮮潤、果硬、無病斑的果實進行試驗;殼聚糖(脫乙酰度85.5%,黏度200 mpa/s),購于濟南海得貝海洋生物制品有限公司;穩定性ClO2,購于廣東環凱微生物科技有限公司。試驗所用的化學試劑均為分析純;試驗主要儀器有電子天平、恒溫箱、酸堿滴定管、數顯恒溫水浴箱等。

              1.2 試驗方法

              1.2.1 保鮮液的配制 ①殼聚糖保鮮液。以1.0%乙酸溶液為溶劑,將不同質量的殼聚糖溶于乙酸溶液中制成不同濃度的殼聚糖保鮮液。②二氧化氯保鮮液。穩定性二氧化氯加入檸檬酸活化后,加水稀釋而成。

              1.2.2 單一保鮮劑對楊梅的保鮮試驗 ①不同濃度處理。分別配制濃度為10.0、12.5、25.0、50.0、75.0、100.0 mg/L的二氧化氯溶液,濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的殼聚糖,取適量的楊梅(每組10個)分別浸入以上10種溶液,浸潤2 min,以蒸餾水處理的新鮮楊梅作為空白對照組,取出風干,用保鮮袋包裝,稱取果重,記錄數據,放置在37 ℃恒溫箱內存放,每12 h檢測一次楊梅失重率和腐爛率。 ②不同時間處理。在以上試驗基礎上,分別選取最佳保鮮效果的二氧化氯和殼聚糖濃度進行時間梯度試驗。配制相應溶液(各5份),取適量楊梅浸入上述溶液,設置浸泡時間為1、2、4、8、10 min 5個時間梯度,取出風干,用蒸餾水處理代替保鮮液作為空白對照組,一并包裝于保鮮袋,放置在37 ℃恒溫箱內存放,每12 h檢測一次楊梅失重率和腐爛率。

              1.2.3 兩種保鮮劑組合處理 在“1.2.2”的試驗基礎上,分別選取最佳保鮮效果的二氧化氯和殼聚糖濃度以及處理時間,以3種組合方式處理新鮮楊梅,分別為:①先浸泡于最佳濃度的殼聚糖保鮮液中,緊接著再浸泡到最佳濃度的二氧化氯保鮮液中,浸泡時間均為最佳時間,簡寫為殼聚糖-二氧化氯;②先浸泡到最佳濃度的二氧化氯溶液保鮮液中,緊接著再浸泡到最佳濃度的殼聚糖保鮮液中,浸泡時間均為最佳時間,簡寫為二氧化氯-殼聚糖;③用最佳濃度的殼聚糖和二氧化氯保鮮液混合處理,用蒸餾水代替保鮮液作為空白對照組,取出風干,裝入保鮮袋,置于37 ℃恒溫箱中貯存備用。

              1.2.4 正交試驗 設置殼聚糖濃度、二氧化氯濃度2個因素,每個因素4個水平的L8(42)正交試驗,以失重率和腐爛率來評定貯藏效果優劣,對保鮮劑配方進行優化,正交試驗設計的因素與水平見表1。按照試驗設計,將選好的楊梅浸入不同組合的保鮮液中取出,自然風干,放入保鮮袋里,然后放入37 ℃的恒溫箱中貯藏,貯藏48 h后采集相關數據進行分析。

              1.2.5 分析測定 失重率采用稱重法[19],失重率=(楊梅初始質量-楊梅現質量)/楊梅初始質量×100%;腐爛率采用感官評定法[20],腐爛率=(爛果數/貯藏總果數)×100%。

              2 結果與分析

              2.1 單一保鮮劑對楊梅的保鮮效果

              2.1.1 不同濃度二氧化氯對楊梅的保鮮效果 失重率和腐爛率是評價楊梅貯藏保鮮效果的重要指標。水果的水分損失是由蒸騰作用引起的,是貯藏過程中失重的原因之一,水分的損失不僅造成質量損失,而且直接導致水果保鮮質量的下降,水分的損失只要達到5%以上,基本上就呈萎蔫狀,失去新鮮外觀丟失商品性。從圖1可看出,用不同濃度的二氧化氯處理楊梅時,楊梅果實的失重率隨著貯藏時間的延長呈上升趨勢,經過6個不同濃度梯度處理的楊梅失重率均低于5%,12.5 mg/L二氧化氯處理楊梅的失重率始終處于最低,但是各個濃度的處理組與對照組的失重率差異不明顯,表明二氧化氯處理能降低失重率,但效果并不明顯。

              果實腐爛的原因是自身組織衰老和外界致病菌侵染的結果,營養元素等的缺乏會促進楊梅的腐爛[21]。楊梅采摘后,對外界的不良環境抵抗力甚低,外界微生物極易侵入組織內部導致腐爛變質,二氧化氯可以顯著減少果蔬病原菌。由圖2可知,在37 ℃貯藏條件下,12.5 mg/L的二氧化氯處理組在貯藏過程中腐爛率始終最低,保存48 h后,腐爛率比對照組下降了7.5個百分點,而較高濃度二氧化氯處理楊梅,品質較差,雖然無病斑,但果實表皮柱狀突起干燥退色、果色暗紅,且腐爛率比低濃度處理要高,這可能與二氧化氯的生物活性有關,二氧化氯能與楊梅果體富含的酚類物質反應,甚至會導致楊梅的漂白傷害,嚴重破壞楊梅果質系統[7]。適宜濃度的二氧化氯有利于保持水果果粒顏色,低濃度短時間浸泡處理對保持水果品質有利,高濃度長時間處理反而對其品質會有害[22]。本試驗的結果與姜敏芳等[23]報道的結果相一致,其研究發現分別采用二氧化氯濃度5、10、15、20 mg/kg氣熏冷藏楊梅20 d,以濃度為15 mg/kg處理腐爛率最低,較低和較高的濃度保鮮效果均不理想。

              2.1.2 不同濃度殼聚糖對楊梅的保鮮效果 由圖3和圖4可以看出,1.0%殼聚糖處理組比其余試驗組能更好地減少楊梅失重率和腐爛率,在處理48 h時的失重率和腐爛率均最低,在色澤等感官品質方面都比對照組好,果體基本能保持住鮮艷。這是因為利用殼聚糖溶液浸泡楊梅,在楊梅表面形成一層薄膜,有效地阻隔了楊梅果實水分的蒸發及外界微生物的侵入,并且殼聚糖溶液還具有防腐殺菌的作用。

              2.1.3 不同處理時間對楊梅的保鮮效果 綜合失重率和腐爛率兩個指標的結果,由圖5、圖6可知,二氧化氯的最佳處理時間為2~4 min。處理時間延長,果體腐爛率在初期較低,但整體上果實的品質大打折扣,果干、果肉柱狀突起的果色大半退去;當處理時間長達8 min時,貯藏48 h后,腐爛率反而高于對照組。處理時間延長對鮮重損失也較大,可能長時間二氧化氯處理擾亂了楊梅自身代謝,使得呼吸加劇,鮮重損失加快,可見二氧化氯處理時間過長保鮮效果不佳。

              殼聚糖的最佳處理時間為2 min,處理時間影響著殼聚糖溶液附著楊梅果表皮量的多少。處理時間長則附著黏稠液較多,理論上更有助于成膜并影響成膜的厚度,但如果處理時間過長,成膜過厚,保鮮效果反而不佳,表明適宜的成膜厚度有利于楊梅保鮮,因此殼聚糖溶液處理的時間不宜過長。   2.2 兩種保鮮劑組合處理對楊梅的保鮮效果

              二氧化氯和殼聚糖兩種保鮮液按先后順序或混合液作用于楊梅,結果如圖9、圖10所示。由圖9、圖10可知,混合處理對保持楊梅鮮重以及降低腐爛率方面均有效果,與對照組相比,降低了楊梅鮮重損失率和果實腐爛率,腐爛率降低尤為明顯,尤其是二氧化氯和殼聚糖的混合溶液處理,在處理48 h時,失重率下降了0.9個百分點,腐爛率下降了31.5個百分點。二氧化氯的快殺菌作用與殼聚糖的保水抑菌作用同時作用于楊梅可以獲得更為可觀的保鮮效果,具有保水抑菌的作用[24]。值得注意的是,兩種保鮮劑按先后順序依次處理的效果不如以混合溶液處理的好,這與韋明肯等[18]研究的結果不一致,其研究發現在二氧化氯浸泡之后再進行殼聚糖涂抹能更有效降低腐爛率,這可能是果蔬品種不一樣導致保鮮效果的差異性。試驗結果表明,二氧化氯和殼聚糖組合應用于楊梅保鮮時,處理工序對保鮮效果有明顯影響。

              2.3 不同濃度保鮮劑的組合處理對楊梅保鮮效果的影響

              為了探究兩種保鮮液的最佳組合濃度,進行了正交試驗,結果見表2。由表2可知,對殼聚糖而言,3水平(即濃度為1.0%)時,失重率(k3=2.46)和腐爛率(k3=19.55)均為最低;對二氧化氯而言,也是3水平(即濃度為12.5 mg/L)時,失重率(k3=2.80)和腐爛率(k3=17.45)最低,因此根據此正交結果確定殼聚糖和二氧化氯的最佳濃度配比組合為殼聚糖濃度1.0%,二氧化氯濃度12.5 mg/L。

              2.4 正交試驗結果的驗證

              根據正交試驗確定的最優配比組合做驗證試驗,保鮮48 h后對其失重率與腐爛率進行檢測,結果如圖11所示。由圖11可知,最優配比組合保鮮液即殼聚糖濃度1.0%,二氧化氯濃度為12.5 mg/L組合處理楊梅,貯存48 h后,與單一保鮮液處理相比較,顯著減低了楊梅腐爛率,最優配比組合處理比單獨使用二氧化氯、殼聚糖處理的腐爛率分別降低16.3和23.3個百分點,表明采用最優配比組合保鮮楊梅可有效防止表面發生霉爛等現象。

              3 結論

              本試驗基于二氧化氯與殼聚糖兩種保鮮劑的特性,采取分步試驗方法探索兩種保鮮液組合處理對楊梅的保鮮效果,且試驗采用的是比較極端條件下的加速破壞法(在37 ℃恒溫下,實際生產過程中多數儲藏、運輸和銷售環境均沒有如此的長期高溫,實際的保鮮效果應該比試驗條件下的更好)[18]。試驗結果表明,12.5 mg/L二氧化氯與1.0%殼聚糖混合后處理楊梅,貯藏48 h后,能明顯抑制失重率和腐爛率,與空白對照相比,失重率下降了0.9個百分點,腐爛率下降了31.5個百分點;正交試驗結果則顯示,與單一保鮮劑處理相比,也更加凸顯出組合處理的優勢,腐爛率比單獨使用二氧化氯和殼聚糖分別下降了16.3和23.3個百分點,能更好地保持住果色、風味、酸度等品質,延長保鮮期。

              二氧化氯與殼聚糖均為無毒無害的保鮮劑,由于人們對食品安全的重視日益加強,這兩種保鮮劑聯合使用應用于果蔬的保鮮將獲得更多的青睞,應用于更多的食品保鮮領域。

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