殼聚糖與芫荽精油復合涂膜在草莓常溫貯藏中的應用

曲夢銳，劉雨辰，曹愷洋，王東營

（河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

草莓（FragariaananassaDuch）為薔薇科（Rosaceae）草莓屬（Fragaria）多年生草本植物[1]，在我國各地均有種植。新鮮的草莓嬌嫩多汁，香氣濃郁，富含維生素、糖類、有機酸、礦物質等物質，具有生津潤肺、消暑解熱、促進腸胃消化以及美容抗氧化等功效[2]。草莓不屬于呼吸躍變型水果，采摘后乙烯含量對其成熟度不會產生較大影響，為了保持較好的色澤、風味及口感，需要在成熟度較高的時期進行采摘[3]。然而，成熟的草莓皮薄肉嫩且含有較高的水分，采摘后貯運過程極易受到機械損傷，進而被微生物侵染而腐爛[4]，嚴重影響其營養和商品價值。因此，尋找一種高效節能、綠色環保的保鮮方法至關重要。

目前，關于草莓保鮮技術的研究較多，常用的保鮮方法有物理保鮮（如溫度控制、氣調保鮮、超聲處理等）、化學保鮮、可食性膜保鮮、生物保鮮等[5-6]?？墒承阅けｕr主要是以多糖、蛋白質、淀粉等天然來源產物為基材，與其他具有抗氧化活性的物質復配而成，制成的膜具有一定的氣體阻隔能力，能夠有效地降低果蔬的呼吸作用、代謝速率以及減少微生物侵染，因而具有一定的保鮮作用[7-8]。

殼聚糖（chitosan）是甲殼素類動物脫乙?；漠a物，表現出良好的抗菌性、成膜性和降解能力[9]，是制備保鮮膜的理想材料。Li 等[10]初步總結了殼聚糖的抑菌機制，主要是電荷相互作用、形成胞外聚集物及破壞細胞膜及DNA 損傷等，表現出對真菌、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌生長的抑制作用。植物精油是從植物中提取出來的一類具有生物活性的芳香物質，芫荽（CoriandrumsativumL.）的莖葉、根和果實都可用于提取精油[11-12]。Shahwar 等[13]通過氣相色譜法分析了芫荽籽精油的揮發性成分，發現芳樟醇、γ-松油烯、α-蒎烯、樟腦、乙酸癸香葉、檸檬烯、香葉醇、莰烯和D-檸檬烯等是其主要成分，且表現出顯著的自由基清除活性和較強的還原力，具有作為天然抗氧化劑應用的潛力。

因此，本研究將芫荽精油與殼聚糖復合制備保鮮液，對草莓進行浸泡涂膜，通過測定常溫密封貯藏期內草莓果實的理化指標的變化，探索該復合保鮮液對草莓保鮮效果的影響，以期為工業化草莓保鮮拓展新思路。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

草莓、芫荽、聚丙烯密封保鮮盒：市售；殼聚糖（生物試劑，脫乙酰度為90%）、吐溫80、冰乙酸、甘油、氫氧化鈉（均為分析純）：鄭州軒之成化工科技有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平（ME204E）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；萬能粉碎機（FW-100）：北京市永光明醫療儀器有限公司；數顯恒溫磁力攪拌器（SN-MS-H280D）：上海尚儀儀器設備有限公司；超聲波清洗機（GW1530）：深圳市冠博科技實業有限公司。恒溫磁力電加熱套（SZCL-2）：鞏義市予華儀器有限公司；UV-6000 紫外可見分光光度計（UV-6000）：上海元析儀器有限公司；氮吹濃縮儀（MTN-2800W）：上海屹堯儀器科技發展有限公司；數顯高速分散均質機（FJ200-SH）：上海滬析實業有限公司。

1.3 樣品制備

1.3.1 芫荽精油的提取

參考王東營等[14]的方法使用水蒸氣蒸餾法提取芫荽精油。取新鮮的芫荽剪掉根部，摘掉爛葉清洗干凈，在陰涼通風處自然晾干，晾干后經萬能粉碎機粉碎后裝入密封袋備用。稱取100 g 芫荽粉末裝入2 000 mL圓底燒瓶中，加入1 400 mL 三級水浸泡9.2 h，放入水蒸氣蒸餾提取裝置中連續提取9.2 h，取出餾出液加入一定量的正己烷進行萃取，充分萃取后用氮吹濃縮儀去除正己烷即得芫荽精油，芫荽精油得率為0.54%。

1.3.2 殼聚糖-芫荽精油復合涂抹液的制備

參考Wang 等[15]的制備方法，稍作修改。取1%殼聚糖溶于冰乙酸，放入磁性攪拌器攪拌使殼聚糖充分溶解；依次加入乳化劑吐溫80（0.2%）、增塑劑甘油（甘油質量比為0.15 g 甘油/1 g 殼聚糖），繼續將混合溶液磁力攪拌2 h。接著在混合溶液中加入芫荽精油（0.06%、0.12%、0.18%），為了確保芫荽精油均勻分布，所有保鮮液均使用數顯高速分散均質機均質化10 min，超聲波清洗器超聲30 min 以除去氣泡，最后得到芫荽精油濃度分別為0.06%、0.12%、0.18% 的保鮮液，冰箱密封冷藏備用。

1.3.3 貯藏保鮮試驗設計

選成熟度一致、品質優良的草莓600 枚，每150 枚為一組平均分成4 組。將草莓按組分別放進精油濃度為0.06%、0.12%、0.18% 的保鮮液中浸泡60 s，撈出自然晾干；以超純水為空白對照組，將剩余一組的草莓放入超純水浸泡60 s，晾干分別放入對應的聚丙烯保鮮盒。

將處理好的草莓在常溫25 ℃下密封貯藏8 d，分別在第0、2、4、6、8 天取一次樣，分別測定其感官品質、腐爛率、失重率、VC含量、可滴定酸含量及丙二醛含量，每個指標重復試驗3 次。

1.3.4 感官品質評分測定

由經過專業訓練的10 名學生組成感官評價小組，采取9 分制評分法，具體評分標準見表1。

表1 草莓感官品質評分標準Table 1 Sensory quality evaluation criteria of strawberries

1.3.5 腐爛率測定

參考鐘秋夏等[16]的方法，按草莓果實的腐爛面積分為5 個等級：0 級無任何腐爛，1 級、2 級、3 級和4 級腐爛面積分別占果實面積的0%～＜25%、25%～＜50%、50%～＜75%和75%～＜100%。腐爛率公式如下。

式中：D為腐爛率，%；m為腐爛級數，級；n為該級別樣品個數，個；N為總樣品個數，個；4 為最高腐爛級數，級。

參考吳子龍等[17]的方法，使用稱量法計算失重率，公式如下。

L=（G1-G2）/G1× 100

式中：L為失重率，%；G1為草莓貯藏前質量，g；G2為草莓貯藏Nd 時的質量，g。

1.3.7 VC含量測定

參考GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定VC含量。

1.3.8 可滴定酸含量測定

參考楊蕾[18]的方法，采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量。取3 g 草莓樣品加入100 mL 去離子水均質，取上清液加入兩滴酚酞指示劑，以0.1 mol/L 氫氧化鈉溶液滴定，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積，結果以檸檬酸的量計算。

1.3.9 丙二醛含量測定

參考Yang 等[19]的方法，采用分光光度法測定丙二醛含量。取1 g 草莓樣品加入5 mL 10%三氯乙酸溶液勻漿，離心（3 500 r/min，10 min）取2 mL 上清液，并加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液，將混合溶液在100 ℃加熱20 min，取出并冷卻。取上清液并記錄其在450、532、600 nm 處的吸光度，草莓中丙二醛含量以μmol/g表示，公式如下。

為降低CO2在合成氣中比例，CaO強化的CO2捕集技術也在化學鏈氣化、制氫、重整等工藝中被研究[23-24]。通常利用CaO對含碳原料氣化的粗燃氣進行CO2捕集，提升H2產率[25-26]。CaO強化的直接固體原料化學鏈氣化相關研究較少。

C=6.45 ×（A532-A600）-0.56 ×A450

式中：C為丙二醛含量，μmol/g；A532、A600和A450分別為其在532、600、450 nm 處的吸光度。

1.4 數據處理與分析

利用Excel2016 記錄和分析試驗數據，使用Origin2018 進行圖表的繪制。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓感官品質的影響

草莓的外觀、色澤和風味是消費者通過視覺和嗅覺可以直觀感受到的，是激發消費者購買欲的重要因素。草莓貯藏期內感官品質評分變化見圖1。

圖1 草莓貯藏期內感官品質評分變化Fig.1 Changes in sensory quality score of strawberries during storage period

由圖1 可知，各組草莓的感官品質評分均隨貯藏時間的延長表現出下降的趨勢，表明草莓感官品質逐漸降低。當貯藏8 d 時，添加0.18% 芫荽精油保鮮組的感官品質評分在6.6 左右，明顯高于其他各處理組，而對照組與低濃度精油處理組幾乎全部腐爛變質無法食用。結果表明，0.18% 芫荽精油與殼聚糖復合涂膜處理可以明顯提高草莓的感官品質，延長其貨架期。

2.2 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓腐爛率的影響

草莓在貯藏過程中，極易受到機械損傷和微生物污染如被灰霉菌、根霉菌和炭疽病菌等致病菌侵染而出現腐爛變質[20]。草莓貯藏期內腐爛率變化見圖2。

圖2 草莓貯藏期內腐爛率變化Fig.2 Changes in decay rate of strawberries during storage period

由圖2 可知，草莓在貯藏過程中隨著貯藏時間的延長腐爛率也隨之增加。當貯藏8 d 時，純水組的腐爛率高達89.5%，而同一時期0.18% 濃度的芫荽精油處理的保鮮組腐爛率不足30%，存在顯著性差異（P＜0.05）。這與Javanmardi 等[21]以百里香精油、長葉薄荷精油的納米乳液應用在草莓果實表面研究其對灰霉病菌生長影響的結果一致。結果表明芫荽精油在控制草莓果實腐爛方面具有較高的抑菌活性，可以有效降低草莓貯藏期間的腐爛指數。

2.3 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓失重率的影響

草莓是水分含量極高的水果之一，在貯藏過程中進行著強烈的呼吸作用和蒸騰作用，極易出現水分的流失。草莓貯藏期內果實失重率變化見圖3。

圖3 草莓貯藏期內失重率變化Fig.3 Changes in weight loss rate of strawberries during storage period

由圖3 可知，各組失重率均隨著貯藏時間的延長逐步上升?？傮w來看，經芫荽精油與殼聚糖復合涂膜的保鮮組的失重率均低于純水組，其中，經0.18%芫荽精油處理的保鮮組在貯藏第8 天時失重率僅為3.6%，而純水組、0.08% 保鮮組的失重率分別高達9.6% 和8.8%，說明較低濃度的芫荽精油處理與純水組對草莓失重率的影響差異不大，這可能是由于芫荽精油濃度過低，不能有效地減緩草莓的呼吸作用和蒸騰作用；而較高濃度的保鮮組可以有效延緩草莓果實的水分流失速度，保鮮效果較好。

2.4 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓VC 含量的影響

草莓富含豐富的VC，其含量是表明草莓新鮮度的重要指標之一。隨著貯藏時間的延長，草莓中的VC含量逐漸降低。不同貯藏時間草莓VC含量變化見圖4。

圖4 草莓貯藏期內VC 含量變化Fig.4 Changes in VC content in strawberries during storage period

由圖4 可知，純水組的VC下降最迅速，接著是0.06% 保鮮組和0.12% 保鮮組，0.18% 保鮮組的草莓VC下降較為平緩。當貯藏第8 天時，純水組的VC低至37.1 mg/100g，而0.08%、0.12% 和0.18% 保鮮組的VC分別是純水組的1.2、1.4 倍和1.9 倍。說明芫荽精油能夠較好地延緩草莓VC含量的降低速度。

2.5 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓可滴定酸含量的影響

草莓中的可滴定酸主要是蘋果酸和檸檬酸等有機酸，其含量是影響草莓風味的重要因素之一。草莓貯藏期內可滴定酸含量變化見圖5。

圖5 草莓貯藏期內可滴定酸含量變化Fig.5 Changes in titratable acid content in strawberries during storage period

由圖5 可知，無論對照組還是不同精油濃度的保鮮組均隨著貯藏時間的延長可滴定酸含量降低。在第0 天時，草莓的可滴定酸含量為0.42%，而經過8 d 的貯藏后，純水組的可滴定酸含量降低了66.7%，而0.18% 保鮮組的可滴定酸降低了28.6%，說明較高濃度精油涂膜有利于減緩草莓可滴定酸的下降速度，保鮮效果較好。

2.6 殼聚糖與芫荽精油復合涂膜對草莓丙二醛含量的影響

在貯藏過程果蔬的細胞膜脂質會發生過氧化分解反應，最終產物為丙二醛，丙二醛是一種揮發性有機化合物，其含量高低反映了果蔬的新鮮度[22]。草莓貯藏期內丙二醛含量變化見圖6。

圖6 草莓貯藏期內丙二醛含量變化Fig.6 Changes in malondialdehyde content in strawberries during storage period

由圖6 可知，純水組丙二醛含量上升較快，而添加精油的保鮮組能夠明顯減緩丙二醛的增長速度，且與精油添加濃度呈正相關。在貯藏第8 天時，純水組的丙二醛高達66.7 μmol/g，而0.08%、0.16% 保鮮組以及0.18% 保鮮組的丙二醛含量分別為61.5、52.3、40.2 μmol/g，說明含有較高濃度芫荽精油保鮮組的草莓品質相對較好。這可能與芫荽精油的抗氧化作用有關，Marangoni 等[23]通過在香腸中分別添加芫荽精油和二丁基羥基甲苯研究脂質氧化，結果發現芫荽精油抗氧化活性較好，甚至優于合成抗氧化劑二丁基羥基甲苯。

3 結論

草莓皮薄肉嫩，在采后在運輸、銷售、貯藏等過程極易遭受機械損傷和微生物污染。傳統的保鮮技術不足以達到更為完備的保鮮效果，因此，尋找一種綠色環保、價格低廉且保鮮效果優異的保鮮技術至關重要。本研究以不同濃度芫荽精油與1%殼聚糖復合制備保鮮液對品質優良的草莓進行浸泡涂膜處理，通過測定常溫密封貯藏期間草莓的感官品質以及腐爛率、失重率、VC含量、可滴定酸含量和丙二醛含量等理化指標，探究該復合保鮮液浸泡涂膜對草莓保鮮效果的影響。結果表明，與純水組相比芫荽精油與殼聚糖復合涂膜有利于草莓保持較好的感官品質，且精油濃度越高保鮮效果也越好。貯藏8 d 時，芫荽精油濃度為0.18%的保鮮組草莓腐爛率低于30%，失重率、丙二醛含量分別比對照組低62.5% 和39.7%，VC含量與可滴定酸含量分別是對照組的1.9、2.1 倍，差異明顯，表明高濃度的芫荽精油涂膜有助于草莓保持良好的感官品質和營養價值。因此，將芫荽精油與殼聚糖復合制備保鮮液浸泡涂膜為草莓保鮮提供了新思路，具有廣闊的應用前景。