全 文 ：基金项目:国家 “十五 ”科技攻关专题(项目编号:2001BA535C)
作者简介:彭湘莲(1976-),女 ,中南林业科技大学食品科学与工程
学院博士生。 E-mail:xianglian0731@ 163.com
收稿日期:2007 -02-08
第 23卷第 3期
2 0 0 7年 5月
Vol.23, No.3
May, 2 0 0 7
壳聚糖在金弹金柑保鲜中的应用研究
Applicationofchitosaninfresh-keepingoffortunelacrassifoliaswingle
彭湘莲
PENGXiang-lian　
李忠海
LIZhong-hai　
钟海雁
ZHONGHai-yan　
黎继烈
LIJi-lie
(中南林业科技大学 ,湖南 长沙　410004)
(CentralSouthUniversityofForestryandTechnolony, Changsha, Hunan410004China)
摘要:以江西遂川金弹 [ FortunelaCrassifoliaSwingle]为原材
料 , 采用壳聚糖复合涂膜方法对其进行保鲜研究。 根据正交
试验结果 , 确定金弹涂膜保鲜剂的最佳配方:壳聚糖 2.0%,
山梨酸钾 0.05%, 脱氢醋酸钠 0.3g/kg, 4.0%氯化钙。
关键词:金弹金柑;壳聚糖;保鲜
Abstract:Thispaperfocusedontheresearchoffresh-keepingofKum-
quat, ChitosancoatingpackagewasusedtokeepKumquatfreshusing
FortunelaCrassifoliaSwingleasrawmaterial.Accordingtoorthogonal
testresult, therecipeforFortunelaCrassifoliaSwinglestoragewas:2.0%
chitosan, 0.05% sorbicacidpotassium, 0.3 g/kgdehydrogenationsodi-
umacetateand4.0% calciumchloride.
Keywords:FortunelaCrassifoliaSwingle;Chitosan;Fresh-keeping
金柑 [ Fortunellamargarita]属于芸香科柑桔族的柑桔亚
族 , 富含糖类(18% ～ 20%)、VC、VB1、VB2 、VP、钙 、铁 、磷等营
养物质 , 具有理气 、解郁 、化痰 、醒酒之功效 。此外 ,还含有挥
发油和苷类等活性成分 ,具有多种保健作用 [ 1] 。但金柑不耐
贮藏 , 采后伤口侵染病害有 2种即青霉病 、绿霉病 , 室温下货
架期短 , 近年来 ,有关科研人员对金柑进行了挂果留树保鲜 ,
但效果不佳 [ 2] 。到目前为止 , 金柑的保鲜方面还没有系统的
研究报道。
壳聚糖(Chitosan)又称为脱乙酰甲壳素 , 制备简单 , 无
毒 、可食 , pH值呈微酸性 ,精制品无色无味 , 具有良好的成膜
性 [ 3] ,此外 ,壳聚糖还具有杀菌消毒的作用 [ 4] 。近年来 , 利用
壳聚糖涂膜对许多果实的贮藏研究发现:壳聚糖在一定程度
上能有效延缓果实衰老 [ 5, 6] 。通过预实验发现单独采用壳聚
糖涂膜保鲜金柑的效果不佳 , 存在不同程度的发霉率和水肿
病。因此 , 有必要研究壳聚糖添加其它抑菌保鲜成分 , 复合
涂膜以达到协同抑菌 、保鲜的目的。
山梨酸钾能有效地抑制霉菌的活性 , 其抑止发育的作用
比杀菌作用更强 , 从而达到有效地延长食品的保存时间 , 它
可以被人体的代谢系统吸收而迅速分解为 CO2和水 , 在体内
无残留。因此山梨酸钾被誉为 “高效安全的防腐保鲜剂”, 广
泛应用于食品 、饮料 、烟草 、农药 、化妆品等行业 。杨鑫 [ 7]在
油豆角上的研究证实广普杀菌剂脱氢醋酸钠(食品级)可有
效地抑制青霉病 、绿霉病等病原微生物的侵染。莫开菊等 [ 8]
和尤瑞琛等 [ 9]研究证实适当的钙处理能关闭细胞膜上的钙
离子通道 , 钙离子累积于细胞膜外表面 , 使胞外钙的浓度得
以提高 , 从而保证了细胞膜的稳定性 , 延缓了果实的衰老。
本文以江西遂川金弹为原材料 , 首次采用壳聚糖添加其他成
分复合涂膜的方法对其进行常温保鲜 , 设计正交实验 , 根据
其在贮藏过程中水分 、营养成分 、感官品质等因素的变化来
确定最佳复合保鲜剂 , 为金柑的贮藏保鲜提供了技术参考。
1　材料与方法
1.1　实验材料
金柑:采摘于江西省遂川县堆子前镇的金弹(F.Crassi-
foliaSwingle), 达到 8成熟时采收 , 采收当天运回实验室 , 在
自然条件下放置 , 散呼吸余热 2 d, 剔除病虫果 、腐烂果 、过熟
果 , 挑选大小均匀 、无损伤 、成熟度适中的金弹作为供试材
料;
壳聚糖:脱乙酰度≥90%,黏度 <100 mPa· s, 上海伯奥
生物科技有限公司提供 。
1.2　实验方法
1.2.1　壳聚糖复合涂膜保鲜剂的研究方法
(1)保鲜剂的主要成分是壳聚糖和冰乙酸。
(2)保鲜剂的制备　将一定量的壳聚糖溶于 10%的冰
乙酸中 ,搅拌至均匀 , 再加入山梨酸钾 、脱氢醋酸钠 、氯化钙
等其他助剂 , 最后调节 pH=5.2。
102
DOI :10.13652/j.issn.1003-5788.2007.03.027
(3)试样处理　将试样分成 10组 , 每组试验金弹量为
3 kg, 第 10组为不加保鲜剂的空白处理组作为对照组 , 其余
9组采用表 1所设计的 L9(34)正交试验的不同配方进行涂
膜处理。先按每包 0.5 kg的定量来称量金柑 ,然后浸入到配
制好的涂膜液中 1 ～ 2min,捞出 , 在自然气流中晾干 , 即可在
金桔表面形成一层透明光亮的薄膜。 分包进行包装 , 用
0.04 mm厚的 PE薄膜袋包装 ,袋口用橡皮筋扎紧 , 设 3个平
行试验 , 最后将包装好的金柑平放在实验台上进行常温保鲜
实验。
(4)正交试验设计 [ 10]本试验采用四因素三水平正交试
验设计 , 以感官指标和生理指标作为评价贮藏效果优劣的指
标 , 对保鲜剂配方进行优化。正交试验设计见表 1。
表 1　L9(34)正交试验的因素与水平
水平 A壳聚糖/%
B山梨酸钾
/%
C脱氢醋酸钠
/(g· kg-1)
D氯化钙
/%
1 1.00 0.05 0.10 2.00
2 1.50 0.10 0.20 4.00
3 2.00 0.15 0.30 6.00
1.2.2　金柑贮藏效果的指标测定方法
(1)感官指标的评定:按表 2金柑感官评定分级标
准 [ 11 , 12]对金柑涂膜保鲜后的腐烂 、褐斑 、硬度和色泽进行定
期的观察记录。
表 2　金柑感官评定分级标准
级
别
评定指标
腐烂 褐斑 硬度 色泽
0 无腐烂 无褐斑 14～ 17 橙黄色
1 腐烂面积﹤ 1/5 少量微小褐色斑点 11～ 14 黄色
2 腐烂面积﹤ 1/4 较多小褐斑 ,轻度凹陷 8～ 11 淡黄色
3 腐烂面积﹤ 1/3 较大斑点 ,明显凹陷 5～ 8 淡黄绿色
4 腐烂面积﹤ 1/2 褐斑连片 ,直径﹥ 1.0 cm 3～ 5 黄绿色
　　待测金柑按上述标准分级后 , 各测试项目以指数表示。
如测试金柑色泽情况 , 可将其按标准分级 ,记录每级的数量 ,
然后按式(1)计算色泽指数 [ 11] :
色泽指数 =∑ [数量 ×级值 ]总数 ×最高级数 ×100 (1)
这种方法将反映金柑鲜度的感官指标用指数表示 , 指数
越低贮藏效果越好;反之 ,则越差。将金柑感官品质变异程
度数量化 , 能更直观地反映金柑贮藏期间的鲜度的变化情
况。
外部感官综合指数的评定 [ 11] :外部感官综合指数是金
柑的腐烂 、褐斑 、硬度 、色泽 4项指数加权值之和。加权系数
为腐烂指数 0.3,褐斑指数 0.3, 硬度指数 0.2, 色泽指数 0.2。
外部感官综合指数的值越低 ,说明贮藏效果越好。
金柑的外观感官综合指数 =0.3 ×腐烂指数 +0.3 ×褐
斑指数 +0.2×硬度指数 +0.2×色泽指数 (2)
(2)生理指标的测定:
总酸(TA)的测定:酸碱滴定法 [ 13] ;
还原糖的测定:斐林试剂比色法 [ 13] ;
VC的测定:2, 6-二氯靛酚滴定法 [ 14] ;
水分含量的测定:重量法 [ 15] ;
硬度的测定:用 GY-1型水果硬度计测定。
(3)金柑内部品质综合指数的评定 [ 16] :采用模糊综合
评定法。按照模糊数学观点 , “优良”为一模糊概念 , 如果以
数值 1表示最优 ,数值 0表示最劣 , 那么某种处理方法的效
果的优良度可在闭区间 [ 0, 1]上连续取值 。基于这个原则 ,
模糊权重法对金柑内部品质的评定值(即优良度)必须属于
此区间 , 其评定值越大 ,金柑的内部品质就越好。本实验有 9
组不同处理的金柑 , 金柑内部品质评定的因素有 3个:还原
糖的评定指数 、VC的评定指数 、总酸的评定指数。分别赋予
不同的加权系数 , 还原糖的加权系数是 0.3, VC的加权系数
是 0.4,总酸的加权系数是 0.3。
金柑的内部品质的综合评定指数 =0.3×还原糖的评定
指数 +0.4×VC的评定指数 +0.3×总酸的评定指数 (3)
通过式(4)计算还原糖的评定指数 、VC的评定指数 、总
酸的评定指数:
Xij = X-XminXmax-Xmin (4)
Xij——— 第 i组金柑的第 j个内部品质指标的评定指数;
X——— 第 i组金柑的第 j个内部品质指标的实测值;
Xmin——— 9组金柑中的第 j个内部品质指标实测值中最小
值;
Xmax——— 9组金柑中的第 j个内部品质指标实测值中最
大值;
若第i组金柑的第j个内部品质指标的评定指数为Xij,且
第 j个内部品质指标的评定指数的加权系数为αj,那么第 i组
金柑内部品质的综合评定指数(Ri)为:
Ri =∑9j=1 Xij×αj (5)
2　结果与分析
2.1　壳聚糖复合涂膜金弹配方的优化
将各个处理组金弹贮藏 8周后进行感官品质评价 , 根据
式(1)计算各处理组的腐烂指数 、褐斑指数 、硬度指数 、色泽
指数 , 根据式(2)计算各处理组的外部感官综合指数 , 外部感
官综合指数越小 , 说明贮藏效果越好。同时根据式(4)计算
还原糖的评定指数 、VC的评定指数 、总酸的评定指数 , 根据
式(3)和(5)计算各组的内部综合评定指数。 内部品质综合
指数越大 , 说明处理后的品质保存效果越好。最后通过正交
试验方案对金弹贮藏 8周后的数据进行分析 ,结果见表 3。
103
保鲜与贮藏 　 2007年第 3期
表 3　正交试验结果与分析
序号 A壳聚糖 B山梨酸钾 C脱氢醋酸钠 D氯化钙 含水量 /% 外部感官综合指数
内部品质
综合指数
1 1 1 1 1 69.90 19.32 0.000 0
2 1 2 2 2 70.10 17.85 0.070 4
3 1 3 3 3 69.30 16.49 0.276 1
4 2 1 2 3 70.30 15.77 0.421 7
5 2 2 3 1 71.27 15.86 0.775 8
6 2 3 1 2 70.27 13.94 0.523 4
7 3 1 3 2 76.41 9.68 0.945 8
8 3 2 1 3 74.60 11.86 0.773 5
9 3 3 2 1 74.94 15.00 0.623 8
k1 -1 69.77 72.20 71.59 72.04
k2 -1 70.61 71.99 71.78 72.26
k3 -1 75.32 71.50 72.33 71.40
R1 5.55 0.70 0.74 0.86
k1 -2 17.89 14.92 15.04 16.73
k2 -2 15.19 15.19 16.21 13.82
k3 -2 12.18 15.14 14.01 14.71
R2 5.71 0.27 2.20 2.90
k1 -3 0.12 0.47 0.33 0.27
k2 -3 0.47 0.34 0.27 0.53
k3 -3 0.60 0.37 0.58 0.39
R3 0.48 0.13 0.31 0.26
　　 　k1 -1 、k2 -1、k3 -1、R1为金弹含水量的数据分析结果;k1 -2、k2 -2 、k3 -2、R2 为金弹外部品质的数据分析结果;k1 -3 、k2 -3、k3 -3、R3为金弹
内部品质的数据分析结果
2.2　各因素对金弹含水量的影响
表 3的数据分析结果表明:壳聚糖的浓度 、山梨酸钾 、脱
氢醋酸钠和氯化钙对金弹贮藏期间的含水量均有影响 , 其中
以壳聚糖的浓度对其影响最为显著。由极差可知 4个因素
对贮藏效果影响的主次顺序为 A(壳聚糖)﹥ D(氯化钙)﹥
C(脱氢醋酸钠)﹥ B(山梨酸钾)。
图 1　因素水平与平均指标值的关系图
从图 1可以看出 ,单从含水量这一指标考虑 , 壳聚糖保
鲜剂的最佳配方应为 A3D2C3B1。即 2.0%的壳聚糖浓度 ,
4.0%氯化钙 , 0.3g/kg的脱氢醋酸钠和 0.05%的山梨酸钾
所组成的保鲜剂能有效地抑制水分的散失。
2.3　各因素对金弹外部品质的影响
由表 3数据分析的结果可知 , 4个因素中以壳聚糖浓度
对金弹的外部品质影响最为显著。比较极差可知 , 4个因素
对于贮藏期间的金弹的外部品质影响的主次顺序为:A(壳
聚糖)﹥ D(氯化钙)﹥ C(脱氢醋酸钠)﹥ B(山梨酸钾)。
图 2　因素水平与平均指标值的关系图
感官评定的综合指数越小 , 则贮藏效果越好 , 由图 2可
知 , 随着壳聚糖浓度的增大 , 感官评定的综合指数在减小。
壳聚糖 、山梨酸钾 、脱氢醋酸钠和氯化钙的浓度分别在
104
第 23卷第 3期 彭湘莲等:壳聚糖在金弹金柑保鲜中的应用研究 　
2.0%、0.05%、0.30 g/kg、4.0%处时 , 感官评定的综合指数
出现最低值。因此 ,单从金弹的感官品质这一方面考虑 , 最
佳保鲜剂的配方是 A3D2C3B1。即:2.0%的壳聚糖 、4.0%的
氯化钙 、0.30g/kg的脱氢醋酸钠和 0.05%的山梨酸钾混合
制成的保鲜剂 , 可以有效地保持金弹良好的外观品质。
2.4　各因素对金弹内部品质的影响
由表 3可知 , 4个因素中以壳聚糖的浓度对金弹的内部
品质影响最为显著。根据极差可知 4个因素对金弹内部品
质影响的主次顺序为:A(壳聚糖)﹥ C(脱氢醋酸钠)﹥ D
(氯化钙)﹥ B(山梨酸钾)。
图 3　因素水平与平均指标值的关系图
从图 3可知 , 随着壳聚糖浓度的增大 , 金弹内部品质评
定指数也随之增加 , 具有良好的贮藏效果。如果单从金弹的
内在品质这一方面考虑 , 最佳的保鲜剂配方是 A3C3D2B1。
即 2.0%的壳聚糖 , 0.05%的山梨酸钾 , 0.30 g/kg的脱氢醋
酸钠和 4.0%的氯化钙混合而成的保鲜剂 , 对保持金弹内在
品质方面有良好的效果。
2.5　壳聚糖涂膜金弹保鲜技术最佳配方的确定
由表 3可知 , 比较极差的大小决定因素主次顺序 , 再由
均值决定最好水平。含水量的最佳条件:A3D2C3B1 , 外观的
最佳条件:A3D2C3B1 , 内质的最佳条件:A3C3D2B1。 故选取
最佳配比条件为:A
3
B
1
C
3
D
2
。即:壳聚糖 2.0%, 山梨酸钾
0.05%,脱氢醋酸钠 0.3 g/kg和 4.0%氯化钙混合并辅配其
他助剂。在此条件下进行验证实验 , 实验结果显示:贮藏
56 d后 ,金弹的含水量为 76.41%, 外部感官综合指数为
8.50,内部品质综合指数为 0.956 8, 优于各组实验的结果 ,
有效地延长了金弹的保鲜期。
3　结论
综上所述 , 壳聚糖复合保鲜剂对金柑的贮藏保鲜有良好
的效果。首先在于壳聚糖能在金柑表面形成一层薄膜 , 壳聚
糖的浓度越大形成的薄膜就越厚 ,抑制水分散失的能力就越
强。壳聚糖的浓度在超过 1.5%后 , 能够有效地阻止水分的
散失 , 因而可以使金柑保持良好的感官特征 , 可见壳聚糖具
有保水的作用。已有报道壳聚糖具有抑菌的作用 , 因此与安
全防腐剂山梨酸钾和广普杀菌剂脱氢醋酸钠共同作用 , 可有
效地抑制病原微生物的侵染 , 从而减少金柑在贮藏期间的腐
烂变质。此外 , 壳聚糖膜可以控制金柑体腔内气体的浓度 ,
使 CO2积累 ,而 O2随着金柑的呼吸作用而不断被消耗 ,形成
一种高 CO2 、低 O2的气体环境。这样不仅可以减缓金柑的
呼吸进程 , 降低有机物的消耗 ,抑制金柑的衰老 ,有利于金柑
内部品质的保存 , 延长了货架期。
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保鲜与贮藏 　 2007年第 3期