草莓保鲜剂的开发研究.pdf

第 11 卷 第 21 期 食品安全质量检测学报 Vol 11 No 21 2020 年 11 月 Journal of Food Safety and Quality Nov 2020 基金项目 广东省普通高校青年创新人才项目 2018KQNCX320 北京师范大学珠海分校科研能力促进计划项目 201850003 Fund Supported by Young Innovative Talents Project in Guangdong Province 2018KQNCX320 and Research Capability Promotion Project of Beijing Normal University Zhuhai Campus 201850003 通讯作者 汪波 博士 副教授 主要研究方向为生物资源开发与利用 E mail wangbozai Corresponding author WANG Bo Ph D Associate Professor Beijing Normal University Zhuhai Campus No 18 Jinfeng Road Tangjiawan Zhuhai 519085 China E mail wangbozai 7 4 7 汪 波 李文芬 陈宇鹏 北京师范大学珠海分校 珠海 519085 摘 要 目的 探讨不同类型保鲜剂对草莓采摘后的保鲜效果 方法 将草莓置于蒸馏水 生姜提取液 甘 草 壳聚糖溶液中浸泡 1 min 探讨保鲜剂对草莓感官 营养 生化指标等的影响 结果 与对照组相比 2 种 保鲜剂都能显著抑制草莓失重 腐烂 也能延缓维生素 C 和可滴定酸含量下降 抑制超氧化物歧化酶和过氧 化物酶活性损失 但甘草 壳聚糖保鲜效果更好 贮藏 6 d 后 甘草 壳聚糖组比空白对照组可滴定酸含量高 72 90 维生素 C 含量高 93 79 过氧化物酶活性高 233 01 超氧化物歧化酶活性高 187 47 结论 甘草 壳聚糖作为保鲜剂 能有效地延长草莓贮藏期 关键词 草莓 保鲜剂 可滴定酸 维生素 C 贮藏 Development and research of strawberry preservative WANG Bo LI Wen Fen CHEN Yu Peng Beijing Normal University Zhuhai Campus Zhuhai 519085 China ABSTRACT Objective To investigate the effect of different types of preservatives on strawberry after picking Methods Strawberries were soaked in distilled water ginger extract and licorice chitosan solution for 1 min to explore the effect of preservative on sensory nutritional and biochemical indexes of strawberries Results Compared with the control group the 2 preservatives could significantly inhibit the weight loss and decay of strawberry delay the decline of vitamin C and titratable acid content and inhibit the loss of superoxide dismutase and peroxidase activity but licorice chitosan had better preservation effect After 6 d of storage the contents of titrated acid vitamin C peroxidase and superoxide dismutase in the licorice chitosan group were 72 90 93 79 233 01 and 187 47 higher than those in the blank control group respectively Conclusion As a preservative licorice chitosan can effectively extend the storage period of strawberries KEY WORDS strawberry preservative titratable acid vitamin C storage 1 引 言 果蔬因富含矿物质 维生素等营养物质而倍受欢迎 例如 水果皇后 草莓 其 V C 含量比苹果 葡萄高 7 10 倍 但缺乏坚硬的保护性外皮 采后极易碰伤腐烂变质 常温 下存放 1 2 d 就会变色 失水萎缩 软化腐烂 1 因此如何 延长草莓贮藏保鲜时间是草莓产业发展急迫解决的问 题 2 当前草莓保鲜技术主要有 化学保鲜剂 气调贮藏 速冻冷藏 采后热处理 辐照保鲜贮藏等 3 但由于污染 残留 技术成本高 工艺复杂等问题 暂时难以大规模使 DOI 10 19812 ki jfsq11 5956 ts 2020 21 061 8028 食品安全质量检测学报 第 11 卷 用 所以研究的热点逐渐转向易使用 安全性较高的食源 性保鲜剂 Haraguchi 等 4 研究发现 甘草提取物中可以分离 出 400多种化合物 其中黄酮类化合物含量最多 甘草 黄酮能够抑制脂质过氧化的活性 5 陈 巧 6 通过对甘草 提取物的杀菌动力学进行研究 证实其含有的甘草多 糖 甘草甜素对牙周常见致病菌具有良好的抑菌及杀 菌作用 壳聚糖有着较好的成膜的特性 在水果的表面 产生一层不可见半透膜 阻挡了气和水的流出 使果 实内部形成高浓度的二氧化碳和低浓度的氧气的环境 有效降低和延缓果实的呼吸速率和蒸腾作用 维持了 果实整体的质量 延长了果实保质期 7 谭福能等 8 采 用质量分数为 1 羧甲基壳聚糖 0 8 海藻酸钠和 0 8 纳米二氧化硅为原料配制成复合保鲜液 对新鲜草莓 进行涂膜处理 证实该复合涂膜能够有效阻止草莓水 分的散失并可以抑制代谢 有效降低草莓在贮藏期间 的腐烂率 失重率 抗坏血酸 可滴定酸 可溶性固 形物含量 减少营养成分的损失 目前研究多集中于壳 聚糖对果蔬保鲜的应用 对于生物活性成分 壳聚糖联 合使用效果的评估报道较少 基于两者优点 本研究通过探究甘草 壳聚糖复合保 鲜剂对草莓贮藏期间营养 生化指标的影响 对比具有一 定的抑菌和抗氧化作用的生姜提取液的保鲜效果 9 分析 甘草 壳聚糖复合保鲜剂的应用前景 旨在为草莓采后保 鲜技术提供参考依据 2 材料与方法 2 1 试剂与仪器 浓硫酸 蒽酮 乙酸乙酯 无水乙醇 蔗糖 邻苯三 酚 磷酸氢二钠 磷酸二氢钠 壳聚糖 脱乙酰度 90 分 子量小于 10 6 pH 6 0 7 0 分析纯 上海阿拉丁生化科技股 份有限公司 AG 5418 高速离心机 德国 Eppendorf 公司 KHW D 2 恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂 PB 10PH 酸度计 德国赛多利斯公司 FS N 超声波处理 器 上海生析超声波仪器有限公司 FA1004 分析天平 常 州市衡正电子仪器有限公司 UV752 紫外 可见分光光 度计 上海凤凰光学科仪有限公司 2 16PK 低温离心机 美国 Sigma 公司 2 2 实验材料 草莓 Fragaria ananassa Duch 当地新鲜采摘的大 小一致 无病虫害的同一批次新鲜草莓 甘草 壳聚糖保鲜剂 甘草片剪切并研磨成粉末 按 料液比为 1 10 g mL 的比例加入蒸馏水 超声提取 20 min 后 过滤得到甘草提取液 与 1 的壳聚糖溶液按 1 1 V V 的比例混合 生姜提取液 按料液比为 1 10 g mL 的比例加入蒸馏 水 搅拌研磨持续成匀浆液为止 将生姜水溶液置于 35 的水浴锅下持续搅拌 45 min 超声提取 20 min 后 过滤得 到生姜提取液 2 3 实验方法 同一批次的草莓随机分为 3 组 甘草 壳聚糖保鲜剂 组 生姜提取液组 空白对照组 将草莓浸泡 1 min 晾干 后于 26 恒温箱中保存 每两天测定草莓的失重率 腐烂 率 可滴定酸含量 维生素 C 含量 失重率测定 称重法测定奶油草莓的失重率 10 腐烂指数测定 观察统计法 分为 3个级别 11 0级为 无腐烂 1 级为腐烂面积小于 50 2 级为腐烂面积 50 及 以上 腐烂指数 腐烂级别 该级别草莓个数 最 高级别 草莓总个数 100 可滴定酸含量测定 酸碱滴定法 12 维生素 C 含量测定 2 6 二氯酚靛酚法 13 超氧化物歧化酶 SOD 活性测定 邻苯三酚自氧化速 率法 14 3 结果与分析 3 1 保鲜剂对失重率的影响 从表 1 可知 前 2 4 d 内 草莓的失重率变化呈现出 空白对照组 生姜提取液组 甘草 壳聚糖保鲜剂组的趋势 且组间差异显著 P 0 05 第 4 d 时候 空白对照组草莓失 重率达到 14 50 而生姜提取液组只有 7 92 1 31 甘 草 壳聚糖保鲜剂组失重率最低 仅 4 23 0 98 到第 6 d时 实验组的失重率还是显著低于空白对照组 P0 05 表 1 草莓贮藏期间的失重率变化 n 3 Table 1 Weight loss rate variation of strawberries during stor age n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 0 5 63 1 75 a 14 50 2 33 a 24 49 4 41 a 生姜提取液组 0 2 89 0 94 b 7 92 1 31 b 16 73 4 33 b 甘草 壳聚糖保鲜剂组 0 1 36 0 43 c 4 23 0 98 c 13 23 3 18 b 注 同列间不同字母表示差异显著 P 0 05 以下同 第 21 期 汪 波 等 草莓保鲜剂的开发研究 8029 3 2 保鲜剂对腐烂率的影响 表 2可知 随着贮藏时间的延长 3个组别草莓腐烂指 数均逐渐上升 但 2 个保鲜剂处理组都显著优于空白组 P0 05 但 4 d后 甘草 壳聚糖保鲜剂组草莓表 现出更好的抗腐烂效果 到第 6 d 空白对照组腐烂指数达 25 93 4 63 而生姜提取液组只有 14 07 3 39 甘 草 壳聚糖保鲜剂组最低 仅 5 93 1 28 呈现显著差异 P 0 05 3 3 保鲜剂对可滴定酸含量变化的影响 表 3 是不同保鲜剂处理条件下草莓可滴定酸含量的 变化 随着贮藏天数的增加 草莓的可滴定酸含量呈现逐 渐下降趋势 空白对照组可滴定酸含量从第 2 d 的 0 210 0 011 下降到了第 6 d 的 0 107 0 007 降幅达 49 05 而 2 种保鲜剂处理草莓后 都能减缓草莓可滴定 酸含量的下降 均显著高于同期空白对照组含量 P 0 05 第 6 d 甘草 壳聚糖保鲜剂组草莓的可滴定酸含量为 0 185 0 013 比空白对照组高 72 90 3 4 保鲜剂对维生素 C 含量变化的影响 表 4 得知 草莓维生素 C 含量随着贮藏天数的延长迅 速下降 空白对照组维生素 C 含量从第 2 d 的 65 67 6 08 mg 100 g下降到了第 6 d的 25 78 2 18 mg 100 g 损 失率高达 60 74 保鲜剂处理对维生素 C 含量的下降有明 显的抑制作用 生姜提取液组和甘草 壳聚糖保鲜剂组处 理后 维生素 C 含量均显著高于同期空白对照组 P 0 05 第 6 d 甘草 壳聚糖保鲜剂组草莓的维生素 C 含量为 49 96 3 51 mg 100 g 比空白对照组高 93 79 3 5 保鲜剂对过氧化物酶活性影响 由表 5可知 随着贮藏时间的延长 3个组别草莓过氧 化物酶活性均逐渐下降 但 2 个保鲜剂处理组都显著优于 空白对照组 P 0 05 2 d 内 甘草 壳聚糖保鲜剂效果显著 优于生姜提取液组 P 0 05 4 d 后 甘草 壳聚糖保鲜剂在 延缓活性下降方面效果更佳 到第 6 d 空白对照组腐过氧 化物酶活性只有 21 87 1 45 U g 而生姜提取液组有 53 35 2 78 U g 甘草 壳聚糖保鲜剂组最高 达 72 83 2 99 U g 比空白对照组高 233 01 表 2 贮藏期间草莓的腐烂指数变化 n 3 Table 2 Rotting index variation of strawberries during storage n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 0 5 19 1 28 a 14 81 2 57 a 25 93 4 63 a 生姜提取液组 0 2 96 1 28 b 5 93 1 28 b 14 07 3 39 b 甘草 壳聚糖保鲜剂组 0 1 48 1 28 b 2 86 1 28 c 5 93 1 28 c 表 3 贮藏期间草莓的可滴定酸含量变化 n 3 Table 3 Titratable acid content variation of strawberries during storage n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 0 256 0 016 0 210 0 011 b 0 160 0 010 b 0 107 0 007 b 生姜提取液组 0 256 0 016 0 236 0 012 a 0 219 0 024 a 0 173 0 012 a 甘草 壳聚糖保鲜剂组 0 256 0 016 0 249 0 017 a 0 225 0 017 a 0 185 0 013 a 表 4 贮藏 6 d 奶油草莓的维生素 C 含量变化 mg 100 g n 3 Table 4 Changes in vitamin C content of creamy strawberries stored for 6 d mg 100 g n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 77 82 4 41 65 67 6 08 b 46 73 3 74 b 25 78 2 18 b 生姜提取液组 77 82 4 41 73 36 4 12 a 62 45 2 46 a 48 59 3 18 a 甘草 壳聚糖保鲜剂组 77 82 4 41 72 11 4 35 a 60 73 3 62 a 49 96 3 51 a 表 5 不同处理组 POD 活性变化 U g n 3 Table 5 Changes in POD activity in different treatment groups U g n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 114 48 3 71 82 64 3 48 c 51 23 3 16 c 21 87 1 45 c 生姜提取液组 114 48 3 71 94 38 4 17 b 80 45 3 41 b 53 35 2 78 b 甘草 壳聚糖保鲜剂组 114 48 3 71 108 36 3 62 a 95 52 4 35 a 72 83 2 99 a 8030 食品安全质量检测学报 第 11 卷 3 6 保鲜剂对超氧化物歧化酶活性影响 由表 6得知 草莓超氧化物歧化酶 superoxide dismutase SOD 活性随着贮藏天数的延长迅速下降 空白对照组 SOD 活性从第 2 d 的 71 45 4 52 U g 下降到了第 6 d 的 20 43 1 49 U g 损失率高达 71 41 生姜提取液和甘草 壳聚糖保 鲜剂都能显著抑制 SOD 活性下降 P 0 05 甘草 壳聚糖保鲜 剂效果更佳 第 6 d 时 甘草 壳聚糖保鲜剂组 SOD 活性为 58 73 2 98 U g 显著高于生姜提取液组 高 187 47 表 6 不同处理组 SOD 活性变化 U g n 3 Table 6 Changes in SOD activity in different treatment groups U g n 3 组别 0 d 2 d 4 d 6 d 空白对照组 87 96 4 37 71 45 4 52 b 48 43 1 39 c 20 43 1 49 c 生姜提取液组 87 96 4 37 80 38 4 16 a 62 36 2 41 b 39 25 1 75 b 甘草 壳聚糖保鲜剂组 87 96 4 37 85 26 3 62 a 75 50 2 24 a 58 73 2 98 a 4 结论与讨论 研究表明 草莓采收后还继续进行呼吸与代谢 影响 了草莓的感官 营养和生化指标 由于有着正常的呼吸作 用和代谢作用 持续的损耗草莓本身的水分 从而影响了 草莓的品质 15 空白对照组草莓可滴定酸含量下降较明显 表明草莓呼吸作用明显 加速衰老过程 导致草莓迅速腐 烂 另外草莓外表面柔软且没有较硬的果皮保护 容易出 现损伤造成微生物的入侵 引起腐烂变质 造成可滴定酸 含量和维生素 C 含量的流失 所以空白组失重明显 腐烂 指数最高 2 种保鲜方法都表现出较好的效果 生姜汁所 含的天然抗菌素具有抑制和杀灭多种微生物生长和繁殖的 作用 具有抗菌的效果 11 16 曹雅琦等 17 研究表明甘草具 有抑菌活性 而且壳聚糖具有成膜性 18 也有一定的抑菌 效果 19 在草莓表面形成了一层半透膜 相当于增加了草 莓外表皮的厚度 在一定的程度上阻挡了水分的扩散 降 低了水蒸气透膜的速度 减少了水分的流失 甘草 壳聚糖 保鲜剂抑制草莓腐烂效果相对更好 超氧阴离子是植物体内的主要活性氧 能加快衰老 过程 其清除主要依靠某些酶系统和抗氧化物质来实现 例如超氧化物歧化酶 SOD 过氧化物酶 peroxidase POD 维生素 C 等是植物体内酶类自由基清除剂 20 能有效地清 除超氧阴离子 21 本研究显示贮存期间空白对照组草莓的 维生素 C 含量 SOD 活性下降明显 甘草 壳聚糖能明显 抑制此过程的发生 贮藏 6 d 后 甘草 壳聚糖组比空白对 照组维生素 C含量高 93 79 过氧化物酶活性高 233 01 超氧化物歧化酶活性高 187 47 其原因在于壳聚糖具有 气体选择渗透性的性能 使果实内部形成较高的二氧化碳 和较低的氧气环境 有效抑制和延缓果实呼吸速率 22 23 减缓了维生素 C 的氧化 同时 甘草提提取液中也含有抗 氧化的成分 减缓了超氧化物歧化酶 SOD 过氧化物酶 POD 活性的下降 常温下 利用甘草 壳聚糖保鲜剂保存草 莓在 4 d 内有较好的效果 参考文献 1 Liu YW Wang SY Lan WJ et al Fabrication of polylactic acid carbon nanotubes chitosan composite fibers by electrospinning for strawberry preservation J Int J Biol Macromol 2018 121 1329 1336 2 Hajji Sawssen Y Islem A et al Optimization of the formulation of chitosan edible coatings supplemented with carotenoproteins and their use for extending strawberries postharvest life J Food Hydrocoll 2018 83 375 392 3 张胜文 冯伟 程思 等 羧甲基壳聚糖在草莓保鲜中的应用效果研究 J 中国酿造 2014 33 5 142 145 Zhang SW Feng W Cheng S et al Application of carboxymethyl chitosan on strawberry fresh keeping J China Brew 2014 33 5 142 145 4 Haraguch H Ishikawa H Mizutani K et al Antioxidative and superoxide scavenging activities of retrochalcones in glycyrrhiza inflata Bioorg J Med Chem 1998 6 3 339 347 5 王萍 冯亚净 响应面优化超声提取甘草渣总黄酮工艺及抗氧化研究 J 中国食品添加剂 2020 31 4 76 84 Wang P Feng YJ Optimization of ultrasonic assisted extraction process and antioxidant activities of total flavonoids from licorice residues J China Food Addit 2020 31 4 76 84 6 陈巧 窦磊 甘草提取物对四种牙周常见致病菌的抑菌作用 J 中国 微生态学杂志 2018 30 10 1147 1149 1168 Chen Q Dou L Antimicrobial activity of glycyrrhiza uralensis extract against four common periodontal pathogens in vitro J Chin J Microecol 2018 30 10 1147 1149 1168 7 Sajomsang W Synthetic methods and applications of chitosan containing pyridylmethyl moiety and its quaternized derivatives A review J Carbohyd Polymers 2010 80 3 631 647 8 谭福能 金梦飞 羧甲基壳聚糖 海藻酸钠 纳米二氧化硅涂膜保鲜草 莓 J 食品工业 2020 41 2 155 158 Tan FN Jin MF Carboxymethyl chitosan with different degree of substitution sodium alginate nano SiO 2 composite coating on strawberry preservation J Food Ind 2020 41 2 155 158 9 顾伟钢 煮制猪肉蛋白降解产物及保鲜方法研究 D 杭州 浙江大学 2012 Gu WG Study on protein degradation products and preservation methods for boiled pork D Hangzhou Zhejiang University 2012 10 曹建康 姜微波 赵玉梅 果蔬采后生理生化实验指导 M 北京 中 第 21 期 汪 波 等 草莓保鲜剂的开发研究 8031 国轻工业出版社 2007 Cao JK Jiang WB Zhao YM Experimental guidance of postharvest physiology and biochemistry of fruits and vegetables M Beijing China Light Industry Press 2007 11 刘楠楠 杨静 大蒜 生姜不同比例复配液对青椒保鲜效果的影响 J 食品科技 2018 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