复合乳液涂膜保鲜整支莲藕效果研究

2021-08-23张兴旺涂贻轩严守雷李洁

长江蔬菜 2021年16期

张兴旺，涂贻轩，严守雷，2，3，李洁，2

(1.华中农业大学食品科技学院，武汉，430070；2.湖北省水生蔬菜保鲜加工工程技术研究中心；3.长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心)

近年来，莲藕保鲜主要使用化学保鲜剂[6]、生物[7]及物理方法，如涂膜[8]、紫外照射[9]、气调[10]等。目前有研究表明，利用乳液包裹精油涂抹在果蔬表面[11，12]，具有良好的抑菌性能[13，14]，但成本较高。而通过乳液包裹廉价的油溶性化学抑菌剂[15]、抗氧化剂涂抹在果蔬表面，保鲜效果好且成本低，如对羟基苯甲酸乙酯作为抑菌剂，可以有效抑制微生物生长；硫代二丙酸二月桂酯和抗坏血酸作为抗氧化剂可以有效抑制莲藕褐变；柠檬酸可以调节pH值，抑制PPO活性[16]。麦芽糊精通过改善果蔬表面的微环境降低果蔬表面的呼吸速率[17，18]。

本研究将莲藕浸泡在包被有硫代二丙酸二月桂酯、对羟基苯甲酸乙酯以及麦芽糊精的复合乳液中，在莲藕表面形成涂膜，使抗氧化和抑菌成分分散于莲藕表面，通过测定莲藕生理生化等指标评价贮藏效果，旨在探索乳液涂膜处理对整支莲藕腐烂和抗褐抑制效果可行性，为乳液涂膜保鲜整支莲藕提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

莲藕品种为鄂莲5号，采收期为2018年12月。选择新鲜、无机械损伤、无明显病害、大小一致的莲藕。本研究于2018年12月1～29日进行。样品采收后在24 h内运回实验室，迅速清洗去泥后再用清水冲洗干净，修整为两端保留须状不定根的整支莲藕，以免藕孔内灌水加速腐烂。

次氯酸钠(以氯计≥5.2%，国药集团化学试剂有限公司)，大豆油(益海嘉里投资有限公司)，酶解大豆卵磷脂(≥99%，北京瑞丰食品原料有限公司)，蒸馏单硬脂甘油脂(上海维塔化学试剂有限公司)，硫代二丙酸二月桂酯(≥99%，河南嘉致化工产品有限公司)，对羟基苯甲酸乙酯(≥99%，浙江圣效化学品有限公司)，无水乙醇(≥99.7%，国药集团化学试剂有限公司)，丙三醇(≥99.9%，山东优索化工科技有限公司)，二甲基硅油(≥99%，山东优索化工科技有限公司)，酪蛋白酸钠(≥99%，味美源实业有限公司)，抗坏血酸(≥99%，上海维塔化学试剂有限公司)，柠檬酸(≥99%，上海维塔化学试剂有限公司)，葡萄糖酸钠(≥99%，河南万邦实业有限公司)，乙二胺四乙酸四钠(≥99%，上海麦克林生化科技有限公司)，麦芽糊精(≥99.9%，西王药业有限公司)，交联聚乙烯吡咯烷酮(≥98%，合肥白鲨生物科技有限公司)，磷酸氢二钠(≥99%，国药集团化学试剂公司)，磷酸二氢钠(≥99%，国药集团化学试剂公司)，邻苯二酚(≥98%，国药集团化学试剂公司)。

1.2 设备与工具

电子天平FA1004，上海天平仪器厂；相机EDO 6D MarkⅡ，日本佳能公司；手持式色差仪CR10，日本柯尼卡美能达光有限公司；高速分散器XHF-D，宁波新芝生物科技股份有限公司；数显恒温搅拌水浴锅HH-2，江苏省金坛市荣华仪器制备有限公司；紫外可见分光光度计754N，上海奥谱勒仪器有限公司；高速冷冻离心机Sorvall ST16R，美国Thermo公司。

1.3 实验方法

①复合乳液的配制在23.5%大豆油中加入3%酶解大豆卵磷脂、1.5%蒸馏单硬脂甘油酯和4%抗氧化剂硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)得到油相A；0.3%对羟基苯甲酸乙酯(尼泊金酯)溶于2%乙醇后加入到70%丙三醇中，同时加入0.75%二甲基硅油和2%乳化剂酪蛋白酸钠得到油相B。将A和B混合后于75℃水浴中溶解，将混合溶液以10 000 r/min的速率运转3 min，制成油相分散体系。将油相分散体系与水以的比例进行稀释得到乳液，其中水相含0.2%抗坏血酸、0.1%柠檬酸、0.1%葡萄糖酸钠、0.4%EDTA-4Na和5%麦芽糊精。

②实验设计选取无病害、大小一致的莲藕，用自来水冲洗，去除污泥杂质。沥干水分后，用0.4%次氯酸钠和0.2%柠檬酸混合液浸泡10 min，取出后用自来水冲洗干净，减少氯残留。将整支莲藕浸泡乳液10 min作为乳液涂膜处理组；对照组浸泡蒸馏水10 min。取出沥干后，称重，分别装入厚0.08 mm、105 mm×65 mm的PE袋中，每处理3次重复，每重复15支莲藕；分组标号记录，在4℃下低温贮藏28 d。每隔7 d取样进行分析，每重复每次各从3个袋子中随机取出1支莲藕，观察保鲜效果，测定失重率、色度、呼吸强度、可溶性固形物含量和PPO活性，并拍摄贮藏期间莲藕的照片。

1.4 指标测定

①莲藕腐烂情况评价根据莲藕分级评定方法对腐烂度进行评价，参考潘永贵[19]针对莲藕患病指数的定义进行略微修改，腐烂程度评定主要分为3个部分：a.莲藕表面腐烂面积及质地变化，腐烂面积越大，质地越软，褐斑越多，其腐烂程度越严重；b.莲藕表面菌落生长黏稠情况，表面因菌落生长，表面黏稠程度越大其腐烂程度越严重；c.莲藕横切面腐烂深度，切面腐烂处深度越深其腐烂越严重；3个指标的权重因子分别为0.4、0.3和0.3，分值从低到高为1～10分，最后整体腐烂程度以综合成绩进行评判，分值越低莲藕状况越好，分值越高其腐烂程度越严重(表1)。

表1 整支莲藕贮藏期间腐烂情况评分

②失重率测定参考刘晓静[20]的方法略作修改。

③色度参考杨晓娜等[21]的方法，将莲藕表面擦干后，用手持式色差仪测定表面的值，其中，值表示亮度，值越大表示莲藕表面亮度越高，褐变程度越小，护色效果越好。

④呼吸强度呼吸强度采用静置法测定[22]。

⑤可溶性固形物含量将贮藏期间的莲藕加石英在研钵中研磨捣碎之后过滤离心，用手持式折差仪测定莲藕汁液的折光率[23]，用折光率表示莲藕贮藏期间的可溶性固形物含量。

⑥多酚氧化酶活性采用吸光度法测定[24]略作修改。将50 g莲藕片表皮剪碎后，加入100 mL含有2%交联聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpolypyrrolidone，PVPP)的4℃预冷的磷酸盐缓冲溶液(pH值7.0，0.2 mol/L)，打浆后于4℃下以10 000 r/min速率离心20 min，上清液即为粗酶液。取0.2 mL粗酶液于试管中，加入2.8 mL 25℃保温5 min的25 mmol/L邻苯二酚(用pH值为7.0的磷酸缓冲液配制)溶液，混匀后迅速测定410 nm处的吸光度变化，每10 s记录1次吸光度；以1 g莲藕鲜样(FW)每10 s吸光度值增加0.001为1个酶活单位U。

1.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 乳液涂膜保鲜对莲藕外观及腐烂情况的影响

莲藕乳液涂膜处理和对照处理在贮藏期品质评价情况如图1所示，莲藕腐烂起初是部分莲藕暗斑或小伤口处长菌，一旦大量类似伤口出现，莲藕的腐烂程度就开始急剧增加；随着细菌的大量增殖，莲藕表面逐渐粘稠，后期腐烂处逐渐扩大，伤口横切面腐烂逐渐加深。由表2可知，随着贮藏期的延长，莲藕腐烂情况逐渐变重。从第7天起，就有不同程度腐烂，且对照组腐烂速率显著高于乳液涂膜处理组到第21天腐烂程度评价将近5分，无商品价值，到第28天时腐烂程度评价为7.22分；乳液涂膜处理组在第28天腐烂程度评价仅5.58分，很大程度延长了整支莲藕的贮藏期。同储藏期内，对照组的莲藕表面腐烂面积大于乳液涂膜处理组，这可能是由于乳液涂膜处理组含有对羟基苯甲酸乙酯防腐剂，在一定程度上延缓了莲藕腐烂。由图1可知，乳液涂膜处理组的莲藕表面色泽情况在第28天优于对照组，对照组的褐变情况更为严重。

图1 莲藕贮藏28 d保鲜效果

表2 莲藕贮藏期间腐烂情况评分

结果表明，乳液涂膜处理很大程度上抑制了整支莲藕贮藏期腐败现象的发生，这可能由于乳液中含有的对羟基苯甲酸乙酯具有较好的抑制果蔬表面腐败微生物的作用[25]，一定程度上延缓了莲藕的腐烂，进而延长了货架期。

2.2 乳液涂膜保鲜对莲藕失重率的影响

水分、可溶性糖类的含量都是判断莲藕品质的重要指标，而失重率是直观衡量不同处理方式对莲藕贮藏效果的重要方式。由表3可知，由于样品在4℃环境下贮藏，整个贮藏期间，整体失重率都低于1%。贮藏前中期，处理组与对照组的失重率没有显著性差异；第28天，乳液涂膜处理组的失重率为0.60%，显著低于对照组的0.77%整个贮藏期内，相比对照组，复合乳液涂膜处理组在一定程度上抑制了莲藕失重率的增加。这可能是由于莲藕在5%麦芽糊精乳液中浸泡后，莲藕表面形成了涂层，涂层与低温环境降低了莲藕在贮藏期内的水分散失和呼吸速率，抑制了莲藕营养物质的流失[26]。硬度是判断莲藕品质好坏的1个重要指标，失重率的提高将降低莲藕的脆度和硬度，因此控制莲藕贮藏期间的失重率对于莲藕保鲜具有重要意义。

表3 莲藕贮藏期间失重率变化

2.3 乳液涂膜保鲜对莲藕色度的影响

由表4可知，处理组和对照组莲藕表面L值变化趋势一致，即表现为随着贮藏期的延长而降低，莲藕表面色泽下降增大。第7天时乳液涂膜处理组的褐变程度显著低于对照组(p＜0.05)，第28天乳液涂膜处理组相比对照组L值高2.15。这可能是由于乳液中的抗坏血酸结合莲藕酶促褐变的中间产物邻苯二酚，抑制了酶促褐变[24]；抗氧化剂硫代二丙酸二月桂酯[27]和麦芽糊精涂膜一定程度上阻隔了莲藕表面接触氧气，减少了莲藕表面的氧化作用。综上所述，该乳液涂膜处理能在一定程度上抑制莲藕的褐变，维持较好的色泽。

表4 莲藕贮藏期间L值变化

2.4 乳液涂膜保鲜对莲藕呼吸强度的影响

呼吸作用是生命体供能的基础生命活动，呼吸作用的强弱一定程度上影响果蔬的品质。呼吸作用强会加速营养物质的消耗，降低果蔬的品质及缩短货架期。由表5可知，莲藕在贮藏期间呼吸强度呈上升趋势，处理组与对照组之间没有显著性差异但随着贮藏期的延长，处理组的呼吸作用始终低于对照组，且两者差异逐渐加大。这可能是由于在5%麦芽糊精溶液中浸泡后，莲藕表面形成了一层膜，减少了莲藕与外界的气体交换，从而抑制了莲藕的呼吸作用[26]。此结果和表3中莲藕失重率变化趋势一致，表明失重率和呼吸强度可能存在一定的关系。综合而言，复合乳液处理能抑制莲藕的呼吸作用，减缓营养物质的消耗，减少因呼吸作用造成的水分散失，维持莲藕贮藏期间的品质，延长货架期。

表5 莲藕贮藏期间呼吸强度变化

2.5 乳液涂膜保鲜对莲藕可溶性固形物含量的影响

由表6可知，贮藏期间莲藕可溶性固形物含量呈先下降后上升的趋势，前期可溶性固形物含量下降可能是由于呼吸作用消耗了莲藕中的可溶性糖；随着贮藏期的延长，可溶性固形物逐渐升高，可能是由于呼吸作用进一步消耗了莲藕的储能物质，从而转化为了可溶性糖等小分子能量物质。试验结果表明，乳液处理组莲藕可溶性固形物含量在第21天出现最低值，且显著低于对照组(p＜0.05)；而对照组在第7天就出现最低值，说明低温处理能有效抑制可溶性固形物含量的下降[28]，处理组的可溶性固形物转化速率较慢，有利于维持莲藕低温贮藏期的品质。

表6 莲藕贮藏期间可溶性固形物含量变化

2.6 乳液涂膜保鲜对莲藕PPO活性的影响

莲藕富含PPO和酚类物质，在贮藏过程中大量酚类底物被PPO氧化成醌类物质，聚合后形成褐色物质，从而影响外观品质。PPO活性是衡量莲藕褐变的因素之一，抑制PPO活性能在很大程度上减缓莲藕褐变，提高贮藏品质。由表7可知，莲藕在贮藏过程中，PPO活性呈先上升后降低再上升的趋势。贮藏第7天，莲藕PPO活性达到峰值，乳液涂膜处理组的酶活性显著低于对照组(p＜0.05)。可能是由于麦芽糊精涂膜减缓了莲藕与外界的气体交换，柠檬酸与抗坏血酸共同调节了pH值，从而抑制了PPO活性，这与王向阳等[24]的研究一致。乳液涂膜处理可以有效抑制PPO活性，进而抑制莲藕贮藏期酶促褐变的发生。