全 文 ：※包装贮运 食品科学 2013, Vol.34, No.20 297
不同涂膜保鲜处理对荸荠品质变化的影响
尹 璐1，彭 勇1，梅 俊1，李云飞1,2,*
(1.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240；2.上海交通大学陆伯勋食品安全研究中心，上海 200240)
摘 要：以新鲜荸荠为材料，采用对照、NaClO消毒、壳聚糖-葛根淀粉复合膜涂膜、NaClO消毒结合壳聚糖-葛根
淀粉涂膜4种处理方法，分析荸荠贮藏过程中质量损失率、质构分析(TPA)、呼吸强度、电导率、可溶性固形物含量
等指标的变化。结果表明：壳聚糖-葛根淀粉复合膜对荸荠品质下降有一定延缓作用，其中NaClO消毒与壳聚糖-葛
根淀粉膜涂膜结合的方法效果更为显著，4℃条件下贮藏25d后，果实的质量损失率仅为3.35%，可溶性固形物含量
较对照高1.02%，呼吸强度显著比对照组低0.72mg CO2/(g·h)，且能够更有效地保持贮藏过程中荸荠果肉TPA值。
表明NaClO消毒与壳聚糖-葛根淀粉膜涂膜结合的方法更适合于荸荠保鲜。
关键词：荸荠；保鲜；次氯酸钠；壳聚糖-葛根淀粉复合膜
Effect of Different Postharvest Treatments on Preservation of Chinese Water Chestnut
YIN Lu1，PENG Yong1，MEI Jun1，LI Yun-fei1,2,*
(1. School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China；
2. Bor Luh Food Safety Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)
Abstract：The effect of NaClO disinfection, chitosan/kudzu starch blended coating and their combination was analyed on
weight loss, texture profile analysis (TPA), respiration rate, electric conductivity and total soluble solid (TSS) of Chinese
water chestnut (CWC) during postharvest storage at 4 ℃. Results showed that chitosan/kudzu starch film inhibited the
deerioaration of CWC quality during storage and NaClO disinfection combined with chitosan/kudzu starch film was more
efficient for improving the postharvest quality of CWC. After 25-day storage, weight loss was 3.35% and TSS increased by
1.02% compared with control. Besides, respiration rate decreased by 0.72 mg CO2/(g·h) and TPA was better maintained.
This study shows NaClO disinfection combined with chitosan/kudzu starch film behaved better in preservation of CWC.
Key words：Chinese water chestnut (CWC)；preservation；NaClO；chitosan/kudzu starch film
中图分类号：TS205.9 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)20-0297-05
doi:10.7506/spkx1002-6630-201320062
收稿日期：2012-09-11
基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目(2008BAD91B00)
作者简介：尹璐(1989—)，女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：yinlu0816@sjtu.edu.cn
*通信作者：李云飞(1954—)，男，教授，博士，研究方向为食品质构与流变学。E-mail：yfli@sjtu.edu.cn
荸荠(Eleocharis tuberose)又名马蹄、地栗、乌芋
等，为莎草科荸荠属多年生水生草本植物，原产中国华
南地区和印度，是一种营养与保健价值较高的蔬菜，其
性味甘、无毒，具有清热化痰、生津开胃、消食醒酒等
功效[1-2]。
荸荠的贮藏保鲜传统方法主要有窖藏、缸藏、NaClO
消毒液保鲜等方法[3]。其中NaClO作为一种抗菌消毒剂，
对毛豆、脐橙、板栗、荸荠等贮藏过程中的微生物有显著
抑制效果[4-7]。而生物高分子等材料制成的可食性生物膜如
壳聚糖膜、淀粉膜等，由于其无毒、可降解和生物相容性
高等特点，目前也已被广泛应用到果蔬贮藏领域。已有研
究[8]表明，利用壳聚糖无毒、可降解和生物相容性，结合
葛根淀粉优良的成膜特性，可制备出壳聚糖-葛根淀粉复
合膜，且具有较好的成膜特性和机械物理特性。
本实验采用壳聚糖-葛根淀粉涂膜保鲜法与传统的
NaClO消毒法对比，研究4℃冷藏条件下对荸荠生理生化
的影响，以质量损失率、质构分析(TPA)、呼吸强度、电
导率、可溶性固形物含量为保鲜效果的评价指标，对不
同保鲜方法进行比较分析，并试图解释其影响荸荠贮藏
效果的机理，以期为壳聚糖-葛根淀粉复合膜在荸荠的保
鲜应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
荸荠购自上海闵行农贸市场，选取无机械损伤、无
298 2013, Vol.34, No.20 食品科学 ※包装贮运
病虫害、成熟度一致且果实饱满的荸荠作为实验材料，
清洗后贮于4℃、湿度85%条件下冷藏，备用。
壳聚糖(脱乙酰度80%～95%) 国药集团化学试剂
有限公司；葛根淀粉(食品级) 井冈山市井竹青实业有
限公司；NaClO为食品级；甘油和乙酸均为分析纯。
1.2 仪器与设备
TA-XT2i质构仪 英国Stable Microsystems公司；
UV-1800型紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司；
CheckMate 9900气体分析仪 丹麦Dansensor公司；DJS-
1L型电极电导率仪 美国Mettler Toledo公司。
1.3 方法
1.3.1 荸荠的处理
用蒸馏水清洗荸荠，随机分成4组。1组为对照组，
在蒸馏水中浸泡5min后用电风扇吹干；2组为用500�L/L
NaClO溶液浸泡5min后用电风扇吹干；3组用壳聚糖-葛
根淀粉膜液(配比为壳聚糖1.26%、葛根淀粉1.50%)涂膜
处理方法是在膜液中浸涂15s后用电风扇吹干。4组先用
500�L/L NaClO消毒，再用壳聚糖-葛根淀粉膜液(配比为
壳聚糖1.26%、葛根淀粉1.50%)涂膜。将不同处理的荸荠
编号，装入自封袋中，置于4℃，湿度85%条件下冷藏，
每隔5d进行1次取样分析。
1.3.2 质量损失率
采用称质量法[9]。果质量变化每隔5d进行1次测定，
以质量损失率表示，按式(1)计算。
䍞㯿ࡽ䍘䟿
䍞㯿ࡽ䍘䟿 ˉ 䍞㯿ਾ䍘䟿
䍘䟿ᦏཡ⦷/% = h100 (1)
1.3.3 质构分析
用TA-XT2i质构分析仪对果肉进行质构分析。每组
随机选取6个荸荠，用打孔器将果肉制成10mm×10mm的
圆柱体，利用标准压缩平板探头(SMS P/100)进行70%压
缩实验测定。探头测定速率是1mm/s，自动触发力为5g。
荸荠的TPA曲线如图1所示。硬度、弹性和咀嚼性结果按
照Alvarez等[10]的方法计算，脆度按Khin等[11]的方法进行
计算。硬度取第2个峰值，脆度为探头移动到第1个峰时
的距离。
0 5 10 15 20 25 30 35
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
ᯊ䯈/s
࡯
/ g
图 1 荸荠的典型TPA曲线
Fig.1 Typical TPA curve of CWC
1.3.4 呼吸强度
每组随机选取6个荸荠(约300g)，使用气体分析仪测
定呼吸强度[12]。将每组荸荠置于1000mL容积的玻璃瓶
中，用橡胶塞封口，瓶塞上打一小孔后用Scotch橡胶密封
贴封住小孔，置于低温条件下冷藏(4℃、RH85%)48h，
用气体分析仪的针头从密封贴插入测定瓶内CO2浓度。每
个荸荠重复测定3次。呼吸速率用mg CO2/(g·h)表示，以
鲜果质量计。
1.3.5 果肉和果皮的电导率
每组随机选取6个荸荠，采用电导仪测定[13]。将果
肉切成14.5mm×2.0mm的圆片，果皮则直接收集。分别
取果肉样品5g和果皮样品2g，用去离子水冲洗3次后放入
100mL去离子水烧杯中浸泡1h。测定前轻摇烧杯，用电
导仪测定第1次电导率值。测定后沸水浴加热5min，然后
冷却至室温，此时用电导仪测定第2次电导率。相对电导
率按公式(2)计算。
㄀2⃵⌟ᅮؐ
㄀1⃵⌟ᅮؐ
Ⳍᇍ⬉ᇐ⥛/% = h100 (2)
1.3.6 可溶性固形物含量
采用手持式折光仪法[14]。
1.3.7 过氧化物酶(POD)活性
对Dong等[15]的方法进行改进来测定荸荠中的过氧
化物酶。取5g果肉(每个荸荠取1g)在0.05mol/L磷酸缓冲
液PBS(pH6.8)20mL中冰浴研磨，过滤。滤液在4℃条件
下，10000r/min离心20min，离心后上清液作为POD提取
液。参考Jung等[16]的方法进行POD活性测定，反应液为
50�L 0.02mol/L愈疮木酚，2.4mL 0.01mol/L PBS(pH7.0)，
0.2mL上清液，0.2mL 0.12mol/L H2O2溶液，470nm波长处
测定3min内吸光度变化。平行3次测平均值，酶活性以单
位分钟内吸光度变化0.01为1个酶活力单位。按式(3)计算
POD酶活力。
POD⍫࣋/(U/g) =
∆A470nmhVT
mhVSh0.01ht
(3)
式中：ΔA470nm为反应时间内吸光度变化；m为果肉
鲜质量/g；t为反应时间/min；VT为酶液总体积/mL；Vs为
测定用酶液体积/mL。
1.3.8 数据处理及分析
实验测定均重复3次，取平均值，用Excel 2007软件
对实验数据进行制图；用统计分析软件SPSS 19.0对实验
数据进行分析。
2 结果与分析
2.1 质量损失率的变化
从图2可以看出，随着贮藏时间的延长，各处理组荸
荠的质量损失率增加，其中对照组的质量损失率增加最
※包装贮运 食品科学 2013, Vol.34, No.20 299
明显。经过25d的贮藏，经壳聚糖-葛根淀粉涂膜和NaClO
消毒结合壳聚糖-葛根淀粉涂膜的荸荠分别有3.54%和
3.35%的质量损失，与NaClO清洗处理的荸荠(质量损失
3.68%)和对照样品(质量损失3.99%)相比，差异是显著的
(P＜0.05)。实验证实了壳聚糖-葛根淀粉涂膜有效延缓了
荸荠果实的失水，可能是由于复合膜的致密分子结构可
以有效阻止水分的散失。而NaClO消毒后的荸荠失水率
与对照组无明显差异，说明NaClO处理对减缓荸荠失水
无明显作用，这是因为NaClO作为消毒剂，可降低果实
的腐烂率，但对荸荠的质量损失率却无明显作用。
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
5 10 15 20 25
䍘
䟿
ᦏ
ཡ
⦷
/%
䍞㯿ᰦ䰤/d
ሩ➗
NaClO
NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
图 2 不同处理的荸荠在4℃贮藏过程中质量损失率的变化
Fig.2 Changes in water loss of CWC treated by different methods
during 25 days of storage at 4 ℃
2.2 呼吸强度的变化
2.5
2.0
1.5
1.0
0 5 10 15 20 25
ሩ➗
NaClO NaClO＋⎲㟌
⎲㟌
બ
੨
ᕪ
ᓖ
/ (m
g
C
O
2/ (
gg
h)
)
䍞㯿ᰦ䰤/d
图 3 不同处理的荸荠在4℃贮藏过程中呼吸强度的变化
Fig.3 Changes in respiration rate of CWC treated by different
methods during 25 days of storage at 4 ℃
从图3可以看出，在冷藏的初始阶段，经涂膜的荸荠
的呼吸速率只有对照组的86%；在贮藏中后期，对照组
出现呼吸强度显著上升，而经过涂膜的荸荠的呼吸速率
都显著地降低(P＜0.05)。到了25d，对照组荸荠的呼吸速
率是其他涂膜组的1.06～1.53倍，而NaClO消毒与壳聚糖-
葛根淀粉膜涂膜结合的处理组的呼吸强度为最低，比对
照组低0.72mg CO2/(g·h)。可能是由于壳聚糖-葛根淀粉
复合膜的成膜特性，该膜在荸荠表面具有气体渗透选择
性，能形成一个低O2高CO2的微气调环境，从而抑制果实
的呼吸作用，降低了果实内营养物质的转化和消耗，从
而达到延长荸荠贮藏期的效果[17]。
2.3 电导率的变化
电导率的变化是检测果肉和果皮细胞膜完整性和
评价果实质量的重要指标 [18]。不同处理的荸荠在冷藏
(4℃，RH 85%)条件下，果皮和果肉的相对电导率变化如
图4所示，所有处理的相对电导率都上升了，与贮藏过程
中荸荠果皮和果肉细胞膜的完整性下降的情况相符，这
是由于在贮藏中细胞膜不稳定，膜易受到损伤[13]。
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 5 10 15 20 25
ሩ➗
NaClO
NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
⴨
ሩ
⭥
ሬ
⦷
/%
䍞㯿ᰦ䰤/d
a
40
45
30
20
25
35
10
15
5
0
0 5 10 15 20 25
ሩ➗
NaClO
NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
⴨
ሩ
⭥
ሬ
⦷
/%
䍞㯿ᰦ䰤/d
b
图 4 不同处理的荸荠果皮(a)和果肉(b)在4℃贮藏过程中相对电导率的变化
Fig.4 Changes in electrolyte leakage of CWC treated by different
methods during 25 days of storage at 4 ℃
如图4a所示，贮藏前期，果皮相对电导率的变化不
明显，后期迅速升高。对照组、NaClO组、壳聚糖-葛
根淀粉组、NaClO消毒结合壳聚糖-葛根淀粉组在冷藏
25d后，果皮的相对电导率从初始的21.10%分别上升到
69.90%、60.68%、48.54%和45.35%。相对对照组，其余
3个处理组都对果皮相对电导率上升起到抑制作用，可见
贮藏过程中对抑制果皮细胞膜变化有一定效果。图中还
可以看出，NaClO组对电导率抑制作用较差，而经过壳
聚糖-葛根淀粉涂膜的两组作用效果较为明显，NaClO消
毒结合壳聚糖-葛根淀粉涂膜组的作用效果与壳聚糖-葛根
淀粉涂膜组作用效果无明显差异(P＞0.05)。
果肉的相对电导率变化如图4b所示，对照组样品比
涂膜的样品要高。经过25d的贮藏后，对照组样品的果肉
相对电导率到达了39.90%，而经过涂膜处理的2个样品相
对电导率分别为32.54%和30.35%。与果皮相比，果肉的
电导率变化不如果皮明显，可能是由于果皮直接接触外
界，表皮易失水皱缩，更易受到机械损伤、细菌侵染等
而导致细胞受损，表现为电导率下降更大。
2.4 可溶性固形物含量的变化
从图5可以看出，荸荠在整个贮藏期间可溶性固形物
含量呈现下降趋势，经NaClO处理后的果实可溶性固形
物含量降低速率明显缓于对照组(P＜0.05)，其中壳聚糖-
300 2013, Vol.34, No.20 食品科学 ※包装贮运
葛根淀粉膜液处理最为显著，贮藏25d后可溶性固形物含
量比对照组高1.20%，本实验结果与邱松山等[19]研究基本
一致。
14
12
11
13
10
9
8
5 10 15 20 25
ሩ➗
NaClO
NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
ਟ
ⓦ
ᙗ
പ
ᖒ
⢙
ਜ਼
䟿
/%
䍞㯿ᰦ䰤/d
图 5 不同处理的荸荠在4℃贮藏过程中可溶性固形物含量的变化
Fig.5 Changes in TSS of CWC treated by different methods during 25
days of storage at 4 ℃
2.5 过氧化物酶(POD)活性的变化
2.6
2.2
2.0
2.4
1.8
1.6
1.4
5 10 15 20 25
ሩ➗
NaClO
NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
PO
D
⍫
ᙗ
/ (U
/ g
)
䍞㯿ᰦ䰤/d
图 6 不同处理的荸荠在4℃条件下贮藏过程中POD的变化
Fig.6 Changes in POD of CWC treated by different methods during 25
days of storage at 4 ℃
由图6可知，贮藏前期，各组POD的活性迅速降低，
对照组的POD活性降速最快，其次是NaClO组、壳聚糖-
葛根淀粉复合膜和NaClO消毒结合壳聚糖-葛根淀粉膜。
在贮藏15d后降速逐渐放缓，经过涂膜的2组在后期POD
活性降速变缓后有小幅上升的趋势，与Pen等[20]的研究基
本一致。3种方法处理荸荠都能有效地抑制其果肉过氧化
物酶活性下降速率，其中，NaClO＋壳聚糖-葛根淀粉膜
对保持荸荠果肉过氧化物酶活性效果最好。
2.6 荸荠在贮藏过程中的质构分析(TPA)变化
由图7可知，各组随着贮藏时间的延长荸荠的硬度
和脆度都有了不同程度的降低，25d后，各组荸荠的硬度
与开始处理前相比较降幅为30.12%～32.64%；荸荠脆度
的降低幅度为28.32%～39.46%。荸荠经过壳聚糖-葛根淀
粉膜处理，虽然其硬度和脆度均有下降，但是降速与其
他组相比较要小，因此，用壳聚糖-葛根淀粉膜处理会更
有效的保持贮藏过程中荸荠的硬度和脆度，这可能是由
于壳聚糖-葛根淀粉处理能有效抑制荸荠生组织细胞的损
伤，进而有助于荸荠组织结构的维持，表现为较强的硬
度和脆度。
80 a
70
60
50
40
30
20
10
0
5 10 15 20 25
⺜
ᓖ
/ N
䍞㯿ᰦ䰤/d
ሩ➗
NaClO NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
4.0 b
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
5 10 15 20 25
㜶
ᓖ
/ m
m
䍞㯿ᰦ䰤/d
ሩ➗
NaClO NaClO + ⎲㟌
⎲㟌
图 7 不同处理的荸荠在4℃贮藏过程中果肉的硬度(a)和脆度(b)的变化
Fig.7 Changes in firmness (a) and brittleness (b) of CWC treated by
different methods during 25 days of storage at 4 ℃
3 结 论
3.1 采用壳聚糖-葛根淀粉膜液涂膜处理，尤其是用
NaClO结合壳聚糖-葛根淀粉膜涂膜方法，使荸荠的生理
生化指标同对照组相比有明显的改善：最大程度保持荸
荠果实外观和组织形态；有效降低荸荠的失水率和营养
物质消耗；明显减缓了呼吸作用进程，使得荸荠始终处
于较低的呼吸强度；有效保持了果肉硬度和脆度，维持
了果粒饱满坚挺的外观；显著控制了荸荠可溶性固形物
含量的下降趋势。
3.2 单纯采用NaClO消毒处理对荸荠保鲜效果不理
想，其原因可能在于NaClO作为一种消毒剂，在一定程
度上能抑制腐败微生物的生长，但对于荸荠自身生理功
能的衰退和营养物质的消耗作用不明显。
3.3 壳聚糖-葛根淀粉处理能有效抑制荸荠生理生化
功能的衰退和组织的损伤，而在涂膜前先将荸荠进行
NaClO消毒处理可以有效杀灭细菌，保证在贮藏过程中
较好的抑制微生物生长，二者结合达到对荸荠保鲜的最
好的效果。
参考文献：
[1] 王薇. 荸荠的保健功能及加工利用[J]. 食品与药品, 2005, 7(4): 45-
48.
[2] 邱松山, 李喜宏, 胡云峰, 等. 3种天然保鲜剂对荸荠杨梅贮藏保鲜
效果[J]. 食品与发酵工业, 2011, 37(6): 216-219.
[3] 陈学玲, 何建军, 周明, 等. 荸荠的贮藏保鲜研究[J]. 湖北农业科学,
2007, 467(6): 610-611.
[4] 杜传来, 吴胜. 不同预处理对鲜荚毛豆低温贮藏过程中品质的影响
[J]. 现代食品科技, 2009, 25(4): 362-365.
※包装贮运 食品科学 2013, Vol.34, No.20 301
[5] 胡佳羽. 次氯酸钙对脐橙果实贮藏保鲜效果研究[D]. 重庆: 西南大
学, 2009.
[6] 杨小胡, 梁丽松, 王贵禧, 等. 次氯酸钠水浴处理对板栗呼吸和几种
酶活性的影响[J]. 林业科学, 2007, 43(2): 37-42.
[7] 陈学玲, 何建军, 周明, 等. 荸荠的贮藏保鲜研究[J]. 湖北农业科学,
2007, 46(4): 610-611.
[8] ZHONG Yu, SONG Xiaoyong, LI Yunfei. Antimicrobial, physical and
mechanical properties of kudzu starch-chitosan composite �lms as a
function of acid solvent types[J]. Carbohydrate Polymers, 2011, 84(1):
335-342.
[9] 王宪泽. 生物化学试验技术原理和方法[M]. 泰安: 山东农业大学出
版社, 2001: 52-80.
[10] ALVAREZ M D, CANET, LOPEZ M E. Influence of deformation rate
and degree of compression on textural parameters of potato and apple
tissues in texture profile analysis[J]. European Food Research and
Technology, 2002, 215(1): 13-20.
[11] KHIN M M, ZHOU W, YEO S Y. Mass transfer in the osmotic de-
hydration of coated apple cubes by using maitodextrin as the coating
material and their textural properties[J]. Journal of Food Engineering,
2007, 81: 514-522.
[12] 周然. 黄花梨运输振动损伤与冷藏品质变化的试验研究[D]. 上海:
上海交通大学, 2008.
[13] FENG G P, YANG H S, LI Y F. Kinetics of relative electrical con-
ductivity and correction with gas composition in modified atmosphere
packaged bayberries[J]. LWT-Food Science and Technology, 2005,
38: 249-254.
[14] TANAKA K, SUDA Y, KONDO N M. Ozone tolerance and
theascorbate-dependent hydrogen peroxide decomposing system in
chloroplasts[J]. Plant Cell Physiology, 1985, 26: 1425-1431.
[15] DONG H, CHENG L, TAN J, et al. Effects of chitosan coating on
quality and shelf life of peeled litchi fruit[J]. Journal of Food Engi-
neering, 2004, 64(3): 355-358.
[16] JUNG W, JIN Y, KIM Y, et al. Inoculation of Paenibacillus illinoisen-
sis alleviates root mortality, activates of lignifications-related enzymes,
and induction of the isozymes in pepper plants infected by Phytoph-
thora capsici[J]. Biological Control, 2004, 30: 645-652.
[17] GEORGANTELIS D, AMBROSIADIS I, KATIKOU P, et al. Effect
of rosemary extract, chitosan and α-tocopherolon microbio-logical pa-
rameters and lipid oxidation of fresh pork sausa-ges stored at 4 ℃[J].
Meat Science, 2007, 76(1): 172-181.
[18] DENG Y, WU Y, LI Y F. Effects of high O2 levels on post-harvest
quality and shelf life of table grapes during long-term storage[J]. Euro-
pean Food Research and Technology, 2005, 22(1): 392-397.
[19] 邱松山, 李喜宏, 胡云峰, 等. 壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜对鲜切辈莽
保鲜作用研究[J]. 贮藏与保鲜, 2005, 34(1): 149-151.
[20] PEN L T, JIANG Y M. Effects of chitosan coating on shelf life an-
dquality of fresh-cut Chinese water chestnut[J]. LWT-Food Science
and Technology, 2003, 36(3): 359-364.