殼聚糖對葡萄涂膜保鮮的應用研究

王書穎，陳靖宇，鄧　靖，薛　瓊

（湖南工業大學包裝與材料工程學院，湖南株洲　412007）

殼聚糖對葡萄涂膜保鮮的應用研究

王書穎，陳靖宇，鄧靖，*薛瓊

（湖南工業大學包裝與材料工程學院，湖南株洲412007）

以葡萄為保鮮對象，采用涂膜法研究殼聚糖復合溶液對葡萄的保鮮效果。通過比較流延膜的力學、阻隔和透明等性能以及對葡萄的保鮮效果，確定殼聚糖、醋酸、丙三醇、山梨酸鉀的最佳添加量。結果表明，殼聚糖復合膜的保鮮效果主要受pH值和殼聚糖溶解性影響；由殼聚糖添加量1.5%，醋酸添加量1%，丙三醇添加量0.5%，山梨酸鉀添加量0.5%組成的殼聚糖復合膜對葡萄的保鮮效果最佳，相對于空白組延長了保鮮期5 d。

殼聚糖；性能測試；保鮮效果；葡萄

0　引言

葡萄屬漿果，汁多味美、營養豐富，具有較高的經濟價值和食療價值。但是，由于葡萄含糖量高、水分多、果皮薄、果肉柔軟，且易受病源菌的侵染，在貯藏運輸和銷售過程中容易腐爛，大大降低了葡萄的品質和商品價值［1］。目前，國內外主要采用釋放SO2來保鮮葡萄，但是釋放量很難控制，同時有研究表明［2］，SO2進入果肉內能與水結合形成抑制酶活性的HSO3-。而采用低溫貯藏和氣調貯藏保鮮成本較高，化學保鮮法易給果蔬造成有害物質殘留。因此，從環境保護和可持續發展的角度來看，應用具有抗菌作用的可食性天然材料涂膜保鮮來防治果蔬的采后病害是目前較可行的方法之一［3］。

殼聚糖作為一種天然可食性保鮮材料，由于其有較好的成膜性、氣體選擇透過性和抗菌性，被廣泛地用于果蔬保鮮的研究。本文旨在探討天然可食性保鮮劑殼聚糖對葡萄的保鮮機理，為果蔬保鮮研究提供必要的理論依據。

1　試驗材料與方法

1.1材料與主要儀器

殼聚糖（生化試劑），國藥集團化學試劑有限公司產品；冰醋酸、丙三醇（分析純），天津市科密歐化學試劑有限公司產品；山梨酸鉀（食品級），南通奧凱生物技術有限公司產品；2，4-二硝基苯肼（化學純），天津天利化工染料有限公司產品；草酸（化學純），上海超聰化工有限公司產品；硫脲（化學純），山東信科環化有限公司產品；硫酸（分析純），深圳市皓能化工有限公司產品。

AB104-S/FACT型電子分析天平，梅特勒-托利多上海有限公司產品；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南予華儀器有限公司產品；HWS-250型恒溫恒濕箱，上海精宏實驗設備有限公司產品；WGT-S型透光率/霧度測定儀，上海精宏科學儀器公司產品；DZ-2BCII型真空干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品。

1.2殼聚糖復合溶液的制備

取一定量殼聚糖用蒸餾水充分溶脹后，加入一定量醋酸，45℃水浴條件下攪拌5～6 h得到透明黏性溶液；加入一定量丙三醇、山梨酸鉀（山梨酸鉀配合有機酸使用，能有效抑制霉菌、酵母菌和好氧型細菌的活性，但作為食品添加劑不宜過高）攪拌均勻，配成殼聚糖復合溶液。

殼聚糖復合溶液配方見表1。

表1　殼聚糖復合溶液配方

1.3殼聚糖復合膜成型工藝

復合溶液進行真空脫氣處理以減少氣泡，靜置一段時間后，將復合液均勻平鋪于潔凈干燥、無劃痕的玻璃塊上，水平放置在干燥箱內。在50℃的條件下干燥15 h，揭膜備用。

1.4涂膜工藝

購買大小均勻、新鮮飽滿、成熟度一致的留蒂紫色葡萄，用蒸餾水清洗晾干后留用。將葡萄浸入殼聚糖復合溶液中進行涂膜，控制涂膜時間為1 min左右，然后迅速撈出風干，分成7組涂膜組和1組空白組。將各組用于保鮮效果評定的葡萄散放在恒溫培養箱中，控制每組葡萄數為30顆，溫度為25℃。

1.5膜性能測試

力學性能按照GB/T 13022—1991進行測試；透明性按照GB/T 2410—1980進行測試；透氣性按照GB/T 1038—2000進行測試；透濕性按照GB/T 1037—1988進行測試。

1.6保鮮效果評定

1.6.1感官評分

由10名同學，每隔1 d，按表2所示的葡萄感官指標評分標準［4］，觀察葡萄的外觀變化（如顏色、光澤、有無汁液溢出、有無霉變、腐爛等），給出評分并取平均值，觀察8 d。

葡萄感官指標評分標準見表2。

1.6.2失質量率測定

采用稱質量法［4］計算。

1.6.3呼吸強度測定

采用6600型O2/CO2精密頂空分析儀，取3顆葡萄置于燒杯中，采用殼聚糖復合膜密封。2 h后測定前后CO2增加量，評定呼吸強度［5］。

表2　葡萄感官指標評分標準

1.6.4VC含量測定

采用比色法測定VC含量，用723N型分光光度計，波長于500 nm處將空白液調零，分別測標準液和樣品液的吸光度。數據為3顆葡萄測試數據的平均值。

2　結果與分析

2.1殼聚糖復合膜的性能分析

涂膜保鮮技術就是在果實表面涂上一層高分子液態膜，干燥后能形成一層均勻、透明的膜。該膜應具有一定的力學性能防止膜破裂；具有氣體選擇透過性，能夠減弱果實的呼吸作用，減少營養物質的消耗，降低蒸騰作用；同時還能改善果實表面光澤、新鮮飽滿度。因此，對不同配方殼聚糖復合膜進行力學性能、阻隔性能、透明性能等方面的測試。

殼聚糖復合膜的性能檢測結果見表3。

表3　殼聚糖復合膜的性能檢測結果

由表3第1，2，3組數據可知，隨著殼聚糖添加量的增大，溶液變黏稠，流動性變差，殼聚糖復合膜的力學性能增強，透氣系數變小，而透濕量卻增大，其中第3組力學性能最好、透氣系數最小。由第1，4，5組數據可知，改變醋酸添加量能夠影響殼聚糖的溶解性，從而改變殼聚糖復合膜力學性能，同時導致pH值變化，其中第5組pH值最小為4。由第1組、第6組數據來看，改變山梨酸鉀添加量對殼聚糖復合膜力學性能影響不大，但使阻隔性能下降同時改變溶液pH值；當山梨酸鉀添加量增大至1%時（第6組）pH值為7。由第1，7組數據看，改變丙三醇的添加量能夠影響殼聚糖復合溶液的流動性；當丙三醇添加量為1%時，殼聚糖復合膜的力學性能（相對第1組數據）反而變差，阻隔性能變化不大。

2.2殼聚糖復合溶液對葡萄的保鮮效果評定

2.2.1感官評分

根據嗅覺、視覺、味覺和觸覺等來評定葡萄的新鮮程度、外觀形態、飽滿度、色澤、氣味和硬度等，再依據葡萄感官指標評分標準給予打分。葡萄在25℃的環境下貯藏8 d期間，由10位同學對涂膜組和空白組對葡萄保鮮效果進行感官評分。

葡萄在貯藏期間的感官評分見圖1。

圖1　葡萄在貯藏期間的感官評分

由圖1可知，在葡萄的貯藏整個期間，7組涂膜組葡萄感官評分明顯好于空白組；到第8天，空白組葡萄表面已產生許多霉毛，不可食用。由于殼聚糖具有較好的成膜性、氣體通透性以及抗菌效果，因此殼聚糖復合膜對葡萄保鮮起到了較好的作用。但不同配方之間，保鮮效果差別較大。第1組和第5組保鮮效果較好，第2，3，4組保鮮效果相近，第6組和第7組相對較差，其中以第6組保鮮效果最差。結合表1和表3，可見透氣系數最小的保鮮膜殼聚糖復合效果不是最好的，葡萄的保鮮效果主要受pH值和殼聚糖溶解性的影響。文獻顯示，殼聚糖在pH值小于6.3時，具有良好的抑菌性能。因此，pH值為7（第6組）保鮮效果最差，pH值為4（第5組）保鮮效果較好。而在pH值相近的第2，3，4組中，第4組由于醋酸添加量較低影響了殼聚糖的溶解性導致殼聚糖復合膜力學性能較差，因而第4組保鮮效果最差。7組殼聚糖復合膜中保鮮效果最好的配方為第1組：殼聚糖添加量1.5%，醋酸添加量1.0%，丙三醇添加量0.5%，山梨酸鉀添加量0.5%。

2.2.2失質量率

失質量是指果蔬在采摘后質量方面的損失，它包括水分的蒸騰作用和呼吸作用消耗營養物質2方面。葡萄的特征是皮薄多汁，水分蒸發是其失質量的主要因素。如果葡萄失水過量時，就會導致果實失去新鮮光滑的外觀、光澤，食用品質下降，不利于水果的保鮮。

葡萄在貯藏期間失質量率的變化見圖2。

圖2　葡萄在貯藏期間失質量率的變化

在貯藏初期，7組涂膜組失質量率的變化與空白組相差不大，這是因為殼聚糖中含有大量的親水性羥基；而貯藏后期由于羥基親水達到飽和而使涂抹組失質量率變化明顯小于空白組，其中以第1組和第5組變化最小。

2.2.3呼吸強度

葡萄在貯藏期間呼吸強度的變化見圖3。

由圖3可知，涂膜組葡萄進入貯藏期間后呼吸強度顯著下降，貯藏5 d后呼吸強度下降趨勢變緩。同時涂膜組呼吸強度下降幅度明顯大于空白組，這說明殼聚糖復合膜對氣體有選擇透過性，能夠降低葡萄的呼吸強度，從而延緩保鮮期。其中，涂膜組以透氣系數較小的第1組和第3組對呼吸強度降低效果最明顯。

2.2.4VC含量

葡萄在貯藏期間VC含量的變化見圖4。

VC的含量是評定保鮮效果的一項重要內在指標。在葡萄的貯藏過程中，葡萄果皮失水嚴重，導致pH值上升，VC在缺少高酸保護的情況下很容易氧化。由圖4可知，葡萄在貯藏初期VC含量下降緩慢，貯藏5 d后下降趨勢逐漸增大。其中，以涂膜組中第1組下降最為緩慢，因此第1組對葡萄的保鮮效果最佳。

3　結論

本文以具有抗菌作用的可食性天然保鮮劑殼聚糖涂膜保鮮葡萄，獲得了較優保鮮效果。殼聚糖復合膜的配方為殼聚糖添加量1.5%，醋酸添加量1.0%，丙三醇添加量0.5%，山梨酸鉀添加量0.5%，相對于空白組延緩葡萄保鮮期5 d。同時，為了降低水果的呼吸強度延緩衰敗期，在選擇保鮮膜時并不是透氣系數越低越好；殼聚糖復合膜保鮮效果主要受pH值和殼聚糖溶解性影響。

［1］李桂芬，劉延松.葡萄貯藏生理研究進展 ［J］.果樹科學，2000，17（1）：63-69.

［2］葛毅強，葉強，張維一.SO2對采后葡萄中某些生理生化特性的影響 ［J］.植物生理學通訊，1998，34（3）：185-187.

［3］薛瓊，趙德堅，鄧靖，等.不同保鮮膜對香蕉貯藏效果影響的研究 ［J］.食品科技，2015（6）：28-31.

［4］黃偉坤．食品檢驗與分析 ［M］．北京：中國輕工業出版社，2002：30-80．

［5］張桂.果蔬采后呼吸強度的測定方法 ［J］.理化檢驗（化學分冊），2005，41（8）：596-597.◇

Research on Effect of Chitosan Film Coating on Grape Storage

WANG Shuying，CHEN Jingyu，DENG Jing，*XUE Qiong
（School of Packaging and Materials，Hu'nan University of Technology，Zhuzhou，Hu'nan 412007，China）

In this paper，the effect of chitosan composite solution on grape freshness are studied by using the method of coating.The optimal concentration of chitosan，acetic acid，glycerol，potassium sorbate are determined by comparison of the cast film mechanical，barrier and transparency properties and the grapes of the fresh-keeping effect.The results show that：the preservative effects of chitosan composite membrane is mainly affected by pH and chitosan solubility effects；when chitosan 1.5%，acetic acid 1%，glycerol 0.5%，potassium sorbate 0.5%，chitosan composite membranethe has the best effect on the preservation of grape and it prolonged grape's storage life for 5 days more than the normal.

chitosan；performance test；preservation effect；grape

S668.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.01.031

2015-10-15

湖南工業大學校級大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目（2014049）。

王書穎（1994— ），女，在讀本科，研究方向為高分子材料的合成與加工。

薛瓊（1981— ），女，博士，講師，研究方向高分子材料的合成與加工。