全 文 ：壳聚糖/ 纳米i To :复合涂膜对鲜切辈莽保鲜作用研究 `
邱松 山 ,李喜宏 , 胡云 峰 , 邢亚 阁 , 张 静
(天津科技大学食品工程与生物技术学院 , 天津 , 30 0 4 57)
摘 要 采用壳聚糖 /纳米 T i0 2 作为复合涂膜剂 , 低温 (0 一 4 ℃ )条件下对鲜切革葬进行涂膜处理 , 测定鲜切等
葬贮藏过程中失重率 、 V 。 含量 、 褐变度 ( B D ) 、 过氧化物酶 ( P O D ) 活性等的变化 。 结果表明 : 壳聚糖 /纳米 T i( )2
复合涂膜可有效降低果实的水分 、 V (一 等成分的损失 , 延缓羊葬褐变的发生 , 从而延长鲜切 革莽的货价保藏期 。
关键词 鲜切等荞 ,壳聚糖 ,纳米 iT o : ,保鲜
壳聚糖作为一种新 型无毒 、 天然的果蔬保鲜剂 ,
涂布于果蔬表面 , 能在果实表面形成半透膜 ,具 有成
膜性好 、 透气性好等特点 , 可抑制水分蒸发 , 调节呼吸
作用 , 防止微生物浸染 , 而且能有效地抑制病菌入侵
和生长 , 将纳米 iT o : 添加在壳聚糖的成膜材料中 ,
易与成膜材料结合 , 提高膜与基体之间的结合强度 ,
提高膜的抗老化性能 ,改善成膜的气密性和膜表面的
自洁性 ,此外 , 纳米 iT o : 还具有光催化作用 、 杀菌和
吸收紫外线等作用 。
革莽 ( E l e o c h a : i 、 t u b e r o s 。 )又名马蹄 、地栗 、 乌芋
等 ,原产中国南方和印度 , 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 , 以其地下球茎作为食用器官 , 临床
上可用于痰热咳嗽 、 咽喉疼痛 、 小便不利等症〔 ’」。 但
鲜切革莽因去皮而受到严重的机械伤 ,在货架期间容
易发生酶促褐变 (变黄 )和败坏等质量 问题 ,使得产品
食用品质下降 , 极大地降低了商业价值 。 P en g 等人
探讨了水杨酸浸泡〔2口、 柠檬酸浸泡「3习 、 壳聚糖涂膜叫
等对鲜切革葬褐变 、 质量 、 货价期等方面的影响 。 本
文将纳米 IT O : 添加到壳聚糖涂膜液中 , 配制成 复合
涂膜液处理鲜切孽葬 , 并 以市售鲜倍思保鲜剂为对
照 ,探讨壳聚糖被膜控制褐变 的作用 , 保持鲜切革葬
品质的效果 , 以期为壳聚糖 /纳米 IT O : 复合涂膜液
在鲜切革葬的保鲜应用上提供参考 。
材料与方法
1
.
1 原料和试剂
新鲜革莽 ,市售 ;壳聚糖 , 青岛利中甲壳质公司 ;
纳米 iT 0 2 ,上海汇精亚纳米新材料有限公司 ; 鲜倍思
第一作者 : 博士研究生 (李喜宏教授为通讯作者 ) 。
二 国家“ 十一五 ” 支撑计划课题 ( N o . 2 0 0 6 B A D 2 2B0 3 ) ;
收稿 日期 : 2 0 0 7一 0 9一 1 0 , 改回 日期 : 2 0 0 7一 1 1一 1 4
水果保鲜剂 ( 主要成分为壳聚糖 ) ,南通绿神生物工程
有 限公司 ;尼泊金丙醋 、 丙二醇 、 V c , 分析纯 ;冰乙酸 ,
分析纯 ;其他试剂均为实验室常用分析纯试剂 ,所用
水为蒸馏水 。
1
.
2 仪器与设备
K Q 2 2 0 0 D E 型数控超声 波清洗器 , 昆山市超声
仪器有限公 司 ; P L ZO3 / 01 电子分析天平 , 梅特勒一托
利多仪器 (上海 )有限公 司 ; p H S一 25 型数显 p H 计 ,
上海精密科学仪器有限公司 ; 7 5 6 P C 型紫外可见分光
光度计 , 上 海光谱仪器 有 限公 司 ; 硬度计 ( G Y ZI )
型 , 牡丹 江 市机 械研究所 ; 数字酸度计 ( p H s 2 2 5 B
型 ) , 上海大普仪器有限公司 。
1
.
3 方 法
1
.
3
.
1 壳聚糖 /纳米 iT o : 涂膜剂的配制
将 0 . 1 m g / g 纳米 iT 0 2 加 人 到体积 分数 为
1
.
0% 10 0 m I
J 的乙酸水溶液中 , 超声分散均匀后 ,加
人 g m g / g 的壳聚糖 , 充分溶解 后 加 人 质量 分数
1
. 。%丙二醇 、 0 . 5 m g / g 尼泊金丙酷 、 0 . 5 m g / g V 。 ,
4 0 K H z 条件下超声 2 0 m i n , 然后 2 0 0 0 r / m i n 搅拌
均匀 , 调 p H 值为 5 . 6 , 制得壳 聚糖 /纳米 IT O : 涂膜
溶液 。
1
.
3
.
2 鲜切 革荞的涂膜试验
试验用革莽购于天津塘沽农贸市场 ,运 回后筛选
新鲜 、 饱满 、 个大 、 健壮 、 无异味 、无腐烂 、 无病虫害 、 无
斑疤 , 尤其注意选择无姜片虫 的革葬作为试验原料 。
清洁李葬表面后去皮 ,切成边长为 1 c m 左右的正方
体 ,分别在水或保鲜剂中浸泡处理 10 m in , 取出 自然
沥干后分为 2 组 , 1组用配置好 的涂膜溶液涂于鲜切
草葬表面 ,另 1组为空 白对照样 , 分别置于低温 (0 一
4℃ )条件下进行试验 ,每种样品重复 3 次 。 隔天测定
一次果实的质量 、 V c 含量 、 固形物含量等相关生理生
化指标 ,清水浸泡处理 的作对照 , 同时也以鲜倍思水
果保鲜剂进行涂膜对照 。
2 0 0 5 年第 34 卷第 1 期 (总第 2礴 , 期 ) 11 4 9
DOI : 10. 13995 /j . cnki . 11 -1802 /ts . 2008. 01. 031
1
.
3
.
3鲜切 革荞贮藏期间生理活性 变化测定指标及
方 法
( l )失重率: 直接称重法 , 失重率 / %一 10 又 (果
实初重一贮藏后果重 )/ 果实初重 。
( 2) V
c 含量测定 : 2 , 6一二氯靛酚法测定 。
( 3) 固形物含量 : 手持折光仪测定 。
( 4 )褐变度 ( B D ) : 采用 N g a m m o n g k o l r a t 的方
法泛` 1 。
( 5) 过氧化物酶 ( P O D ) 含量 : 采用 张龙翔困 的方
法 。
降的较缓慢 , 说明壳聚糖 /纳 米 IT O Z 复合涂膜对鲜
切革葬中的营养成分起到了一定的保护作用 , 这主要
是由于经过涂膜处理的鲜切革算表面形成一层薄膜 ,
它能显著地减少鲜切革莽体内外的气体交换 ,使氧化
还原型 V C 所需要的 O : 浓度降低 ,从而使 v c 的损失
减少 。
:1284即切二自ù书创职。>
结果与分析
, 叫氏温涂膜处理
, `一对照组
一鲜倍思处理
2
.
1 聚糖 /纳米 iT o : 复合涂膜处理鲜切革莽在贮藏
期间营养成分 的变化
2
.
1
.
1 鲜切 革荞贮藏期间失重变化
涂膜保鲜是通过在革葬表 面涂上成膜剂后形成
一层薄膜来控制 、 调节 0 2 和 CO : 的浓度 , 以达 到保
鲜的 目的 , 由图 1 可知 ,鲜切革葬在低温 。~ 4℃贮藏
期间由于蒸腾作用 ,水分含量不断下降 ,经壳聚糖 /纳
米 iT o : 复合涂膜处 理过的鲜切革葬在整个贮藏期
间失重率均低于对照组 ,特别是在贮藏末期 , 其保持
水分的能力显著高于对照组 ,说明所配制的壳聚糖 /
纳米 T io : 涂膜与鲜倍思保鲜剂的保水性相当 , 主要
是 由于经壳聚糖涂膜处理后在鲜切革葬表面可形成
一层透明的薄膜 , 可 以有效地抑制水分的散失 , 大大
降低其失重率 。
贮嘟寸j甘Jzd
图 2 革荞贮藏期间 V c 含量的变化
2
.
1
.
3 鲜切 羊荞贮 藏期间 固形物含量的变化
由图 3 可知 ,处理各组果实的可溶性 固形物含量
在前 Z d 变化很小 , 从第 3 天开始下降较显著 , 各处
理组相比 , 经壳聚糖 /纳米 iT 0 2 涂膜处理 的鲜切革
葬的可溶形固性物含量变化较少 , 抑制效果最好 , 说
明该处理对可溶性固形物的影响比较明显 。
16 ) )
12 1 )
~
对照组
一. - 于庄谋澡月草训、理
~
鲜倍思处理
a
李、训4’=1S
~
0码℃涂膜处理
- . - 对照组
~ 鲜倍思处理
二飞 4
贮翩寸间ld
-864
李、并水侧
3
贮藏天数 d/
图 1 涂膜处理鲜切羊莽的失重比较
2
,
1
.
2 鲜切 革荞贮藏期间 V C 含量的变化
果蔬 中含有促使 V C 氧化 的酶 , 因而在贮藏过程
中 V (· 会逐渐减少 , 并且逆境会加速减少的速度 。 由
图 2 可知 , 由于呼吸和氧化作用 , 鲜切革荞在贮藏过
程 中 V 。 的含量逐渐降低 , 在 1 周的贮藏过程中涂膜
处理的鲜切孽葬的 V 。 含量下降幅度明显小于对照 。
随着时间推移 ,用壳聚糖 /纳米 IT O : 处理革莽的 V c
含量与用鲜倍思处理的样品均呈下降趋势 , 但前者下
图 3 不同处理条件下鲜切革莽固形物含量的变化
2
.
2 壳聚糖 /纳米 iT 0 2 涂膜处理鲜切孽莽在贮藏期
间生理特性的变化
2
.
2
.
1 鲜切 革荞贮藏期间揭 变度 ( B D )的 变化
鲜切革葬在贮藏期间 , 褐变度 ( B D 值 ) 随着时间
的推延而逐渐加剧 , 图 4 表明 ,随着时间的变化 , 3 种
处理条件下的革葬的吸光度均呈上升趋势 , 说 明这 3
种 条件下 的革葬 褐变逐 渐加重 , 但 用壳 聚糖 /纳米
iT 0
2 涂膜和鲜倍思保鲜剂处理后的革葬 的褐变度曲
线呈下降趋势 , 其中用壳 聚糖 /纳米 iT 0 2 涂 膜处理
的果实在 3 种处理中褐变度曲线下降趋势最小 ,说明
该种处理较好 的延缓了革莽褐变的发生 , 这主要是因
为壳聚糖 /纳米 iT o : 涂膜后 在果 实 表面形 成半 透
膜 ,抑制 了多酚类物质的氧化 ,延缓了革荞 的褐变 。
1 5 0 } 2 0 0 8 V o l 3 4 N o 门 ( To t a I 2 4 1 )
2
.
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1
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1
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1
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) (
.峨M)
低温涂膜处理鲜倍思处理
默
0山、侧钊蜜
` ,·` Kx ,占 2 :飞 4
贮藏天数尼
污 6
图 4 不同处理条件下革葬褐变度的变化
2
.
2
.
2 鲜切 茶荞贮藏期 间过氧化物酶 ( P O D )含 量
的变化
PO D 参与酚类物质氧化成醒后形成黑色素 ,导致
鲜切产品的褐变 ,壳聚糖 /纳米 iT q 涂膜对 (P ) D 的抑
制效应与使用浓度有关 。 从图 5 可知 ,低温下用壳聚
糖 /纳米 iT q 涂膜处理的鲜切革葬 ,其 PO D 活性先下
降后持续上升 , 这 与彭丽桃川 等人报到的鲜切革莽
PO D 变化一致 ,表明壳聚糖 /纳米 iT o : 被膜处理可抑
制鲜切革葬的褐变 ,提高革葬切片的抗病性 ,抑制微生
物生长 , 因而能控制切片的腐烂 ,延长货架期 。
择的渗透 ,通过调节 内部的 C O : 和 0 : , 减少氧的供
应 , 在膜内部形成低 O : 高 CO : 的微环境 , 从而抑制
了果蔬的呼吸 ,延缓果实褐变和衰老 。 涂膜保鲜液的
主体成分不仅含有经基还含有氨基 ,且纳米 iT 0 2 特
有光催化作用 、 杀菌和吸收紫外线等作用 , 具有抑菌
性和抗氧化性等优异性 能 ,将纳米 iT o : 添加到壳聚
糖涂膜液中 ,能提高膜与基体之间的结合强度 , 改善
成膜的气密性 , 发挥纳米材料 的特殊性能 , 因此在鲜
切革莽的保鲜中有很好的应用前景 。
( 2) 采用壳聚糖 /纳米 iT o : 对鲜切革葬进行涂
膜实验 ,在一定条件下结合低温贮藏 ,能有效地减少
鲜切革葬的营养成分的损失和褐变的发生 ,有效降低
鲜切革葬的水分 、 V c 的损失 ,保持切片的品质 , 有效
地保证产品的质量和延长其货架期 , 为下一步壳聚
糖 /纳米 IT O : 复合涂膜液在鲜切革葬的保鲜应用上
奠定基础 。
参 考 文 献
硬川3
2
( )
.
( )2 5
硬)注)2
(川 ! 5
~ 低温涂膜处理
~
鲜倍思处理
~
对照组
f川 l
( )汉M )5
.!的日习ù烈叱一0d
名 4 5 6 7
贮藏时间d/
图 5 不同处理条件下革莽过氧化物酶的变化
3 结 论
6
( l) 壳聚糖 /纳米 iT o : 涂膜处理主要是在鲜切
7革葬表面形成一层致密的膜 , 可对 C O : 和 ( ): 有选
王 薇 . 李莽 的保健功能及加工 利用「J ] . 食品与药品 ,
2 0 0 5
,
7 ( 4A ) : 4 5一 4 8
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,
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.
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( 5 )
:
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一
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, e h i t o s a n
, n a n o 一 t i t a n i a
,
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Zo o a 年第 3礴卷第 , 期 (总第 2礴 , 期 ) 11 5 1