涂膜處理對蒜米貯藏品質及抗氧化性的影響

馬利華，秦衛東，陳學紅，田力

(徐州工程學院食品學院，江蘇 徐州，221008)

涂膜處理對蒜米貯藏品質及抗氧化性的影響

馬利華，秦衛東，陳學紅，田力

(徐州工程學院食品學院，江蘇 徐州，221008)

為了保持蒜米的品質及抗氧化性，延長其貨架期，試驗以蒜米為原料，研究了復合涂膜劑對蒜米涂膜處理后，5℃下貯藏期間的失重率、多糖含量、POD活性、MDA含量及抗氧化性的影響。結果表明:殼聚糖1.5%+黃原膠1.0%+海藻酸鈉0.8%涂膜后，可明顯降低蒜米的失重率、POD酶活性及MDA含量，有效防止了蒜米中多糖的消耗，延緩了衰老的進程，保持了蒜米的抗氧化能力。

蒜米，涂膜，品質，抗氧化性

大蒜為百合科蔥屬植物蒜(Allium sativum L.)的鱗莖。研究表明，大蒜在保護心血管系統［1］、抗腫瘤、降脂、抑菌［2－3］等方面具有一定的作用。大蒜食用時存在去皮困難、費時、產生垃圾等問題，因此大蒜去皮后的蒜米受到國內外消費者的青睞。但蒜米在貯藏及銷售過程中容易出現失水、營養消耗加快等問題，采用可食性高分子物質進行涂膜保鮮是當前果品蔬菜保鮮研究的熱點。國內外的許多食品工作者致力于這一方面的研究。如李述剛等［4］研究表明，1.5%殼聚糖涂膜保鮮可以明顯延緩圓脆紅棗采后的衰老，能有效延長保藏期。張建威等［5］采用2%大豆蛋白+1%苯甲酸鈉+2%黃原膠對鮮切芹菜有明顯的保鮮效果。復合型可食用膜是近年來研究的熱點，研制由多種成分構成的復合型可食性膜和添加防腐劑酶制劑等生物活性物質的多功能可食性膜，更好地實現可食性膜在果蔬上的商品化應用是今后發展的主方向。

本試驗通過幾種常見的涂膜劑復配后，對蒜米進行涂膜處理，研究了涂膜處理后對蒜米的失重率、多糖含量、POD酶活性、MDA含量及清除DPPH自由基能力的變化，旨在為保持蒜米在貯藏期間的品質及抗氧化性提供一種可行的方法。

1 材料與方法

1.1 原料及處理

大蒜，購自徐州翟山農貿市場，去外皮，以不處理作對照，將蒜米完全浸入涂膜液中2 min后取出自然風干。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 試劑

殼聚糖，脫乙酰度＞90%，黏度＜0.1(Pa·s)，北京拜爾迪生物公司;海藻酸鈉、卡拉膠、黃原膠、、羧甲基纖維素，天津市福晨化學試劑廠;甘油采用食用級，氫氧化鈉、鄰苯二酚等，均為分析純，北京化學試劑廠。

1.2.2 儀器

高速冷凍離心機，湘儀離心機儀器有限公司，FA2104N型電子天平、7230G型可見分光光度計、DHG9140型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精密科學儀器有限公司。

1.3 涂膜液的制備

在電子天平上分別稱取不同質量的殼聚糖、黃原膠、海藻酸鈉、卡拉膠、羧甲基纖維素，分別加入0.5 mL甘油、0.2 mL吐溫-20，蒸餾水定容至100 mL，制成1%涂膜液，殼聚糖定容于100 mL質量分數為1%乙酸中，備用。

1.4 單因素試驗

以失重率、多糖含量為指標，分別研究濃度0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5% 殼聚糖、0.5%、0.75%、1.0%、1.25%、1.5%黃原膠、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%海藻酸鈉對蒜米品質的影響。

1.5 涂膜劑優化試驗

以失重率、多糖含量為指標，以殼聚糖、黃原膠、海藻酸鈉進行曲面響應(Design Expert 7.0)試驗。

1.6 指標的測定

1.6.1 失重率的測定

分別稱取大小、色澤相似的蒜米，除去外表皮，在室溫下浸沒于1%的各種涂膜劑中5 min取出晾干并稱其質量，并在5℃下進行儲藏后再次稱其重量，計算失重率。

式中:m0，樣品儲藏前質量;m1，樣品儲藏后質量

1.6.2 多糖的測定

采用硫酸-蒽酮法［6］，以葡萄糖為標準品，測得回歸方程為:Y=0.107 7X －0.000 4，R2=0.998。

1.6.3 過氧化物酶(POD)活性測定

采用愈創木酚氧化法［7］，取大蒜米1.5 g，加入2 mL 0.05 mol/mL pH 6.0的磷酸緩沖液冰浴研磨，4℃、10 000 r/min離心15 min，取上清液即為粗酶液。取0.5 mL粗酶液加入3 mL反應液(30 mL pH 6.0磷酸緩沖液加0.028 mL愈創木酚和0.019 mL體積分數30%雙氧水混合而成)，在470 nm波長下測定其吸光值，并計時，以不加粗酶液為對照，每30 s讀數一次，直至吸光度大于1.00為止。以1 min內A470變化0.01為一個酶活單位(U)。

式中:ΔP，吸光度變化值;Vt，粗酶液總體積，mL;VS，加入酶液的體積，mL;m:樣品鮮重;t，反應時間，min。

1.6.4 丙二醛(MDA)的含量測定

參考張志良方法［8］，稱取鮮樣1.000 0 g，加入2 mL 10%三氯乙酸、8 mL 10%三氯乙酸研磨，4 000 r/min離心10 min，上清液即為樣品提取液。用硫代巴比妥酸比色法測定MDA含量。

1.6.5 DPPH自由基清除活性

根據Nihoribere Venant等［9］的方法測定。稱取0.0128 g DPPH溶解，用蒸餾水定容至50 mL。取DPPH液5 mL，加入樣品及參照液，用蒸餾水定容至10 mL，20℃恒溫30 min，于517 nm波長下測定吸光度。對DPPH的清除能力SA。

其中:A0，DPPH+80%乙醇溶液的吸光度;Ai:DPPH+樣品溶液的吸光度;Aj，樣品溶液+80%乙醇溶液的吸光度。

2 結果與分析

2.1 不同涂膜劑對蒜米保鮮的影響

將新鮮蒜米分別浸沒于1%的5種涂膜液中2 min，取出晾干，5℃保藏10 d后測定失重率及多糖含量，結果如圖1所示。

圖1 不同涂膜劑對蒜米品質的影響

果蔬在貯存過程中由于機體的呼吸和蒸發作用，使水分散失，呈現凋萎現象，失去商品價值［10］。研究表明，大蒜鱗莖中96%是果聚糖，是營養價值的重要體現［11］。因此，失重率、多糖含量可以作為直觀反映不同涂膜劑處理蒜米后外部和內部貯藏效果的重要指標。圖1表明，所用5種涂膜劑對蒜米涂膜處理后，失重率比對照明顯減小，多糖含量則比對照顯著提高。其中黃原膠、海藻酸鈉及殼聚糖較其他涂膜劑處理效果好。由于這3種涂膜材料性質不同，在功能上有互補性，將這3種涂膜劑材料共混成膜，可以改善可食膜綜合性能［12］。因此后續試驗采用這3種材料制備復合涂膜劑處理蒜米。

2.2 不同濃度涂膜劑對蒜米涂膜保鮮的影響

將新鮮蒜米分別浸沒于不同濃度的黃原膠、殼聚糖、海藻酸鈉涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏10 d后測定失重率及多糖含量。

試驗結果表明，隨涂膜劑濃度的增加，可食性膜的厚度不斷增加，抑制蒜米水分和多糖損失的效果也不斷加強，這與譚書明［14］的研究一致。但是涂膜過厚導致蒜米形成無氧呼吸，糖類物質反而加速消耗。因此，確定殼聚糖最佳濃度為1.5%、黃原膠為1.0%、海藻酸鈉為0.8%。

2.3 復合涂膜劑對蒜米涂膜保鮮的影響

根據Box-Benhnken的中心組合試驗設計原理，在單因素試驗的基礎上采用三因素三水平的響應面分析方法進行試驗設計，并對蒜米涂膜處理后貯藏10 d的數據進行分析。

表2 復合膜處理對蒜米失重率方差分析

表3 多糖含量方差分析

按照Box-Behnken試驗設計的統計學要求，對試驗進行回歸擬合，實驗設計及結果見表1、表2。利用Design Expert軟件，通過對表2中的數據進行分析，得到二次多項回歸方程為:

Y1=16.777 25－2.308A－6.783B－21.953 75C－0.64AB+1.0AC+1.55BC+0.931A2+3.124B2+12.506 25C2

Y2=0.682+2.771 5A+8.534B+46.886 25C+0.56AB－0.525AC－5.8BC－0.953A2－2.172B2－24.581 25C2

該方法的方差分析及顯著性檢驗見表2、表3。由表2、表3方差分析結果可以看出，本實驗所選用的二次多項模型極顯著(P=0.000 1均小于0.001)，且方程失擬項不顯著(P=0.346、0.117 1均大于0.05)，說明各因素值與響應值之間的關系可以用此模型來函數化。相關系數R2=0.983 9、0.971 5，表明失重率和多糖含量的預測值與實際值之間具有較好的擬合度。其校正決定系數R2Adj=0.963 1、0.934 9，表明只有約3.69%、6.51%的失重率和多糖含量的總變異不能用此模型來解釋。從3個因素對失重率的影響來看，回歸方程的一次項A對失重率的線性效應的影響顯著;二次項對失重率的曲面效應影響均極顯著;AB、AC(P=0.038 4、0.043 1)的交互作用顯著。從3個因素對多糖含量的影響來看，回歸方程的一次項C對多糖含量的線性效應的影響極顯著;二次項C2對多糖含量的曲面效應影響極顯著，A2對多糖含量的曲面效應影響顯著;BC(P=0.006 1)的交互作用極顯著。

為了求解失重率的最小值和多糖含量的最大值，解二次多項回歸方程得到:當蒜米采用殼聚糖1.5%+黃原膠1.0%+海藻酸鈉0.8%進行涂膜處理后，在5℃下貯藏10 d，失重率達到理論最小值2.69%、多糖含量達到最大值26.17%。采用上述優化后的條件對響應面進行驗證，共進行3次重復試驗測得復合膜處理后蒜米的失重率平均為2.55%、多糖含量平均為26.39%，相對標準偏差為1.49%和0.46%，說明采用響應面法優化得到的條件參數準確可靠，按照建立的模型進行預測實際中是可行的。

2.4 不同涂膜劑對貯藏期間蒜米失重率及多糖含量的影響

將新鮮蒜米分別浸沒于濃度為1.5%殼聚糖、1.0%黃原膠、0.8%海藻酸鈉及上述復合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏測定保藏期內失重率及多糖含量。

圖2 不同涂膜劑對蒜米失重率影響

圖3 不同涂膜劑對蒜米多糖含量的影響

不同單一涂膜的復合，可使各組分高分子之間相互作用，在透明性以及保水、透氣性方面均有不同程度的改善，更有利于果蔬保鮮［13］。結果表明:蒜米貯藏期間，涂膜處理樣品兩個指標的變化幅度均低于對照處理，且復合膜處理的樣品指標的變化低于單一涂膜劑。至貯藏第20d時，復合膜處理后樣品失重率則小于對照37.48%，多糖含量則高于對照17.42%。試驗結果表明，復合涂膜劑對蒜米的失重率及多糖含量兩個品質指標的保鮮效果均好于單一涂膜劑，這與龐凌云等［14］研究一致。

2.5 不同涂膜劑對貯藏期間蒜米POD活性的影響

將新鮮蒜米分別浸沒于濃度為1.5%殼聚糖、1.0%黃原膠、0.8%海藻酸鈉及復合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏測定保藏期內POD酶的活性，結果見圖4。

圖4 不同涂膜劑對POD活性的影響

POD為一種衰老酶，其活性隨衰老的進程而增加，是果實成熟衰老的參數［15］。結果表明，隨著貯藏時間的延長，各處理中POD活性逐漸增加。但與對照相比，各種涂膜處理中POD活性升高幅度明顯低于對照，尤其以復合膜處理的效果最佳。在貯藏后第20d時，復合膜處理的 POD活性分別是對照的68.14%，明顯低于對照及單一涂膜劑，說明復合膜處理可以延緩蒜米代謝過程，通過顯著抑制POD活性的增加，延緩蒜米衰老進程。這與趙玉梅［16］在葡萄上的研究結果相一致。

2.6 不同涂膜劑對貯藏期間蒜米MDA含量的影響

將新鮮蒜米分別浸沒于濃度為1.5%殼聚糖、1.0%黃原膠、0.8%海藻酸鈉及復合涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏測定保藏期內MDA含量。

圖5 不同涂膜劑對MDA含量的影響

從圖5可看出，在整個貯藏期間，對照和涂膜處理的樣品MDA含量總體呈上升趨勢，貯藏到［c6］第12d后，MDA含量迅速積累，說明樣品組織脂質過氧化作用增強，組織開始迅速衰老。在整個貯藏期間，各種涂膜處理中MDA含量始終低于對照，復合膜處理的MDA含量最低，至貯藏第20d時，低于對照45.56%?？梢?，涂膜劑能封閉果實表面的氣孔和皮孔，阻抑O2透入果實組織，降低果實呼吸，減少自由基的發生，減弱活性氧的損害和膜脂過氧化減少丙二醛的含量，因而對MDA含量的增加起到了明顯的抑制作用，降低了細胞膜質過氧化的程度，從而延緩了蒜米的衰老進程。這與蘇大慶［17］在龍眼上的研究結果相一致。

2.7 不同涂膜劑對貯藏期間蒜米清除DPPH自由基的影響

大蒜中含有的多糖物質、大蒜素及蒜氨素等均具有一定的抗氧化作用［18］。將新鮮蒜米，分別浸沒于濃度為1.5%殼聚糖、1.0%黃原膠、0.8%海藻酸鈉及殼聚糖1.5%+黃原膠1.0%+海藻酸鈉0.8%涂膜液中2 min，取出晾干后，5℃保藏測定保藏期內清除DPPU自由基的半數清除率。

圖6 不同涂膜劑對蒜米貯藏期間清除DPPH自由基能力的影響

圖6 表明，貯藏期間對照與涂膜處理的大蒜均對DPPH自由基具有一定清除效果，涂膜處理可以減緩大蒜的呼吸作用，降低大蒜多糖的損耗，從而提高其抗氧化能力。復合膜克服了單一涂膜劑的各自的缺點，涂膜處理后的大蒜抗氧化性強于單一涂膜劑，貯藏第20d后復合膜處理清除DPPH自由基的能力明顯高于對照，其IC50值分別高于對照及單一涂膜劑 39.34% 、13.76% 、29.77% 、23.21% 。

3 結論

(1)不同涂膜劑涂膜處理后，對蒜米貯藏期間的失重率及多糖含量的品質指標有一定的影響作用。涂膜處理后，與未涂膜的對照樣品相比，蒜米的失重率有顯著降低，而多糖含量則有明顯提高。

(2)采用響應面對涂膜劑進行復合優化，當蒜米采用殼聚糖1.5%+黃原膠1.0%+海藻酸鈉0.8%進行涂膜處理后，在 5℃下貯藏 10 d，失重率為2.55%、多糖含量為26.39%。

(3)不同涂膜材料經復合后，貯藏期間比單一涂膜劑更有效地防止了蒜米的蒸騰作用和呼吸作用，延緩了其代謝過程，明顯降低了蒜米的失重率，提高了多糖的含量，大大降低了POD活性及MDA的含量，有效阻止了貯藏期間蒜米的衰老，提高了抗氧化性。

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Influence of Browning and Anti-oxidative Activity of Garlic Cloves with Coating

Ma Li-hua，Qin Wei-dong，Chen Xue-hong Tian Li
(College of Food Engineering，Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221008，China)

In order to preserve the quality and anti－ oxidative activity of garlic cloves and extend its shelf life，complex films treatment was studied.The effects of compound － coating on weight loss rate，amylose content，PODenzyme activity，MDA content and anti－ oxidative activity during storage at 5℃ were investigated.The results showed that 1.5%chitosan+1.0%xanthan gum+0.8%sodium alginate reduced the weight loss rate and MDA content，inhibited PPO activities of garlic cloves，effectually prevented to amylase lose，and preserve anti－ oxidative activity of garlic cloves during storage.

garlic cloves，browning，quality，anti-oxidative activity

碩士，副教授。

2011－09－07，改回日期:2011－11－01