花椒提取液与壳聚糖复合膜对冬枣的保鲜效果

花椒提取液与壳聚糖复合膜对冬枣的保鲜效果

冬枣是老鼠科的一种植物。它的皮薄而脆，果肉细腻多汁，口感浓郁，甘甜多汁。它富含氨基酸、维生素等各种营养成分，以及环磷酸腺苷和环磷酸鸟苷的作用成分。它具有“活维生素片”和“百果之王”的美誉。冬枣采后在常温下极易失水、皱缩、酒软或霉烂，货架期仅有4～5天。因此，冬枣保鲜技术已成为冬枣贮藏期间急需解决的难题。花椒（ZanthoxyiumbungeanumMaxim.）为芸香科花椒属植物的成熟果皮，是我国特有的食用香辛料和中药材，有温热止痛、杀菌止痒的功效。同时，花椒中所含有的挥发油、生物碱、酰胺类、香豆素等成分也使其具有显著抑菌作用。课题组前期研究表明，花椒提取液对扩展青霉、灰葡萄孢、链格孢抑菌效果突出，可降低樱桃番茄的发病率。已有研究将花椒醇提物或花椒精油用于苹果、蘑菇保鲜，效果良好。目前仍未有花椒提取液对冬枣保鲜效果研究的报道。壳聚糖是天然无毒的生物保鲜剂，具有良好的成膜性和广谱抑菌性，能有效延长果蔬货架期，已在果蔬保鲜中被广泛应用。本试验将花椒提取液与壳聚糖制成复合膜，可提高纯壳聚糖膜对果蔬腐败菌的抑菌效果，并对该复合膜对冬枣保鲜效果的影响进行了研究，为花椒提取物在果蔬保鲜中的应用提供理论基础。1材料和方法1.1材料和试剂1.1.1材料表面冬枣，产地山西运城临猗，选择大小均一、成熟度一致、无病虫害、无机械伤的果实为试验材料。花椒，购于运城美特好超市。1.1.2化学试剂及试剂壳聚糖，食品级，山东青岛潜光生物工程有限公司；醋酸、无水乙醇、氢氧化钠、酚酞、草酸、2,6-二氯靛酚、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、过氧化氢、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、愈创木酚，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。1.2主要仪器和仪器BS-224型电子天平，德国赛多利斯有限公司；旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；超声波清洗仪，昆山市超声仪器有限公司；GY-B型硬度计，吉林四平机械设备公司；WYT-32ATC手持糖度折光仪，福建泉州仪器有限公司；752紫外可见分光光度计，上海菁华仪器有限公司；3K15高速冷冻离心机，德国Sigma公司。1.3方法1.3.1花椒提取液制备花椒用粉碎机粉碎后，过80目筛备用。称取花椒粉100g，用75%乙醇（料液比为1∶6）浸泡24h,60℃超声提取2h，经抽滤、减压浓缩后用50%乙醇定容至100mL，制成质量浓度1g/mL花椒提取液，4℃保存备用。1.3.2花椒提取液与壳聚糖复合膜制备取壳聚糖4g于1%醋酸中溶解，蒸馏水定容后配制成4%的壳聚糖溶液。取4%的壳聚糖溶液和适量1g/mL花椒提取液互配，使复配液中壳聚糖质量浓度为2%，花椒提取液质量浓度分别为0mg/mL(T1组）、50mg/mL(T2组），超声处理15min，使其分散均匀，备用。1.3.3复合膜对聚乙烯保鲜袋保鲜效果的测定冬枣用自来水冲洗干净后，分别浸泡在花椒提取液与壳聚糖复合液中5min，取出晾干，装入聚乙烯保鲜袋，每组处理100个果实，重复3次。置于4℃条件下低温储藏，每隔5d测定各检测指标。以清水浸泡为对照（CK组）。1.3.4品质指标的测定腐烂率：统计各试验组烂果数，腐烂率（100%）=烂果数/总果数×100。失重率：采用称重法测定，失重率（100%）=（贮前果重-贮后果重）/贮前果重×100。硬度：用GY-1型硬度计测定。随机抽取6个果实，每个果实沿赤道选3个点削去果皮，测定硬度，取平均值。可溶性固形物：用折光仪测定。随机取样后，挤压出汁，测定冬枣汁中可溶性固形物含量。总酸：采用酸碱滴定法测定，以苹果酸当量值表示。维生素C：采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。过氧化物酶（POD）活性：采用愈创木酚比色法测定。丙二醛（MDA）：采用硫代巴比妥酸法测定。2结果与分析2.1冬枣贮藏期间保鲜处理的研究在冬枣贮藏过程中，随着贮藏时间的延长，冬枣的腐烂率不断升高。冬枣在贮藏初期易出现果梗处凹陷、表面缩皱，后期易出现长霉、变软等腐烂现象。不同处理方法对冬枣腐烂率的影响结果见下页图1。由图1可知，对照组相比壳聚糖处理、花椒提取液与壳聚糖复合液处理可显著降低冬枣的腐烂率，并以复合膜处理效果最佳，这与壳聚糖和花椒提取液本身具有抑菌作用有关，且花椒提取液和壳聚糖复合涂膜能更好地减少冬枣贮藏期间病害和烂果的发生。果实在贮藏期间，由于自身代谢消耗及蒸腾作用，使得水分不断散失，质量不断下降。失水问题是冬枣在贮藏过程中首要解决的问题。不同处理方法对冬枣失重率的影响结果见图2。由图2可知，冬枣经处理后，放入保鲜袋中低温贮藏，失水情况明显缓解。贮藏第25d后，花椒提取液和壳聚糖复合涂膜处理后的冬枣失重率最低，其次是壳聚糖涂膜处理，二者无显著差异。说明涂膜处理可有效减缓冬枣的失重率上升，提高冬枣保鲜效果。2.2不同的处理方法对冬季枣果实品质的影响2.2.1冬枣硬度的变化硬度可影响果实的外观品质，是衡量果实成熟与腐烂程度的主要指标。不同处理方法对冬枣贮藏期间硬度的影响结果见图3。由图3可知，冬枣硬度在贮藏过程中呈下降趋势，这是由于冬枣果实细胞壁中的原果胶被酶解，细胞间的黏结作用下降，从而使得果实组织的强度和密度下降。贮藏前10d，冬枣硬度下降较慢，且3种处理方法无显著差异。10d后，冬枣硬度随着贮藏时间的延长显著下降，涂膜处理后冬枣硬度显著高于对照组，复合涂膜效果最佳，但与壳聚糖涂膜无显著差异。由此说明，涂膜处理对维持冬枣在贮藏期间的硬度有较好效果。2.2.2降低趋势分析冬枣中可溶性固形物主要为可溶性糖类，其含量直接影响冬枣感官品质。有研究显示，冬枣在贮藏期间，可溶性固形物含量呈现先升高后降低趋势。不同处理方法对冬枣贮藏期间可溶性固形物含量的影响结果见图4。由如图4可知，对照组在第5d可溶性固形物含量达最大值，之后迅速下降。涂膜处理组可溶性固形物含量在第10d达最大值，之后下降缓慢。在贮藏第25天时，复合涂膜处理组可溶性固形物含量最高，3种处理方法之间有显著性差异。由此说明，花椒提取液与壳聚糖复合涂膜对缓解冬枣可溶性固形物含量变化有一定作用。2.2.3涂膜保鲜期间可滴定酸含量的变化冬枣中的可滴定酸即为苹果酸、柠檬酸、酒石酸等有机酸，可滴定酸含量是评价冬枣品质的重要指标。不同处理方法对冬枣贮藏期间可滴定酸含量的影响结果见图5。由图5可知，可滴定酸含量在贮藏期间呈下降趋势，涂膜处理组的下降速度比对照组缓慢。贮藏25d后，涂膜处理组的可滴定酸含量高于对照组，有显著差异。壳聚糖涂膜与复合涂膜处理组之间亦有显著差异，复合涂膜处理组可滴定酸含量最高。由此可说明，涂膜处理能减缓冬枣可滴定酸的降解，加入花椒提取物后效果更佳。2.2.4冬枣贮藏期间维生素c含量的变化冬枣富含维生素C，含量可达300mg/100g～500mg/100g。冬枣贮藏期间维生素C含量及变化是衡量冬枣贮藏效果的重要指标。不同处理方法对冬枣贮藏期间维生素C含量的影响结果见图6。由图6可知，维生素C含量在贮藏过程中呈现先升高后降低趋势，3个处理组均在第5d达到最大值。5d后，对照组维生素C含量下降迅速，而2个涂膜处理组下降较慢。复合涂膜处理组维生素C含量最高，但与壳聚糖涂膜处理无显著性差异。由此说明，花椒提取液与壳聚糖涂膜处理对维持冬枣贮藏期间维生素C含量有较好效果。2.3氧化程度的测定果蔬在贮藏过程中，由于膜脂的过氧化作用，使得丙二醛等代谢产物不断积累。丙二醛（MDA）含量可以用来判断果蔬衰老和膜脂过氧化程度。不同处理方法对冬枣贮藏期间丙二醛含量的影响结果见图7。由图7可知，随着贮藏时间的延长，冬枣中丙二醛含量不断升高。从第10d开始，涂膜处理组丙二醛含量显著低于对照组，且复合涂膜处理组丙二醛含量最低。究其原因可能为壳聚糖良好的成膜性减少氧气进入果实，同时花椒提取液具有较强的抗氧化活性，可减少活性氧对细胞膜的损伤，减缓丙二醛的积累，抑制果实的衰老。2.4涂膜保鲜过程中pod活性的变化过氧化物酶（POD）是果蔬体内一种重要的氧化还原酶，其活性受环境条件和外界刺激而变化。不同处理方法对冬枣贮藏期间过氧化物酶活性的影响结果见下页图8。由图8可以看出，POD活性在贮存期间呈先上升后下降趋势，在20d时达到最大值。2个涂膜处理组POD活性均高于对照组，在贮藏后期，处理3组之间差异显著，复合涂膜处理POD活性最高。由此说明，花椒提取液与壳聚糖复合涂膜处理可维持冬枣贮存期间较高的POD活性，增强冬枣对环境的适应能力，延缓组织衰老。3对果蔬生理的影响涂膜处理是一种新型的果蔬保鲜技术，具有安全、高效、低成本、无污染等优点，已在农副产品保鲜中普遍应用。壳聚糖是一种高分子糖类，在果蔬表面成膜性好，可阻止腐败菌入侵并抑制其生长，并对O果蔬在采后贮藏过程中，自由基和活性氧大量积累，从而诱发膜脂产生过氧化反应，引起MDA含量不断增加，致使果蔬出现细胞膜通透性增加、新陈代谢紊乱等衰老表现。果蔬体内有两大类自由基和活性氧清除系统：非酶系统和保护酶系统。果实处于逆境或衰老时，体内保护性酶活性会显著增加，从而有效清除体内的自由基和活性氧，保护膜脂免受攻击，从而增强其防御体系的抵抗能力，抑制果实衰老。POD属于保护酶系统，其活性可作为果蔬生理变化的一个指标。试验结果表明，花椒提取物和壳聚糖复合涂膜处理冬枣，能更好的减缓MDA含量的升高，维持枣果较高的POD活性，增强果实的抗性，减少