蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合涂膜保鲜剂对杨梅常温贮藏的影响

郭守军，叶文斌，杨永利,*，潘显辉，王军喜，吴浩钦

(1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041；2.西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070)

蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合涂膜保鲜剂对杨梅常温贮藏的影响

郭守军1，叶文斌2，杨永利1,*，潘显辉2，王军喜2，吴浩钦1

(1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041；2.西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070)

以蜈蚣藻多糖和蜈蚣藻多糖与卡拉胶复配胶为涂膜基质，以CaCl2和甘油为成膜助剂，配制成复合涂膜保鲜剂，研究常温(28～32℃)、相对湿度68%～86%条件下该复合涂膜保鲜剂对杨梅品质及其生理生化变化的影响。结果表明：常温下经蜈蚣藻多糖和蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合涂膜保鲜剂涂膜保鲜的杨梅与对照组相比，果实裂果率、霉烂率、失重率明显降低，抑制了果实的呼吸率；有机酸、VC等营养成分转化、流失的速度减慢，有效抑制了MDA、花青素含量和相对电导率的升高，使PPO、POD、PAL酶活性处于较低的水平，延缓果实的衰老过程。其中，蜈蚣藻多糖涂膜保鲜剂的效果优于蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合涂膜保鲜剂。

蜈蚣藻多糖；卡拉胶；复合涂膜保鲜剂；杨梅；贮藏

杨梅[Myrica rubra (Lour.) Sieb.et Zucc.]属杨梅科杨梅属植物，是我国南方重要的亚热带特产果树，栽培历史悠久。杨梅果实具有很高的经济价值和药用价值，有“果中玛瑙”之誉。近年来，杨梅种植面积迅速扩大，已成为山区农民致富的重要经济树种之一[1]。杨梅果实由肉柱聚合而成，柔软多汁，无外果皮保护，易受机械伤、长霉、腐烂。席屿芳等[2]研究指出杨梅果实在20～22℃条件下只能保存3d，10～12℃条件下可保存5～7d，0～2℃条件下也只能保存9～12d。而且随着储存温度的升高，时间的延长，杨梅果实的硬度、

凝聚性、回复性和咀嚼性的下降越迅速[3]，杨梅果实采后容易腐烂变质，发生裂果褐变，质地会不断地发生变化，内部组织逐渐软化，严重时影响食用价值[4]，多数只能在产地附近销售，而且低温冷藏会降低果实品质和风味口感，影响向外地的运输和销售。因此对其进行保鲜研究，开发出成本低、无污染、无公害和操作简便的常温保鲜技术显得尤为重要。近年可食性保鲜膜已成为保鲜领域研究的热点[5-8]，多糖膜材料具有较强的吸水和保水能力，且因其成本低、易降解、可食用、来源丰富、对环境无污染等在食品工业应用广阔。可食用多糖具有良好的吸水保水能力，不同来源的多糖其精细结构不同，可与其他多糖分子间相互作用，形成不同的三维网状结构，对果蔬的保鲜和耐藏性具有很好的功效，而且还具有多重保健功能，这些优良的特性都可用于果蔬的保鲜[9-12]。蜈蚣藻多糖在酸和碱中较为稳定，而且与卡拉胶有很好的流变性能和良好的协效性，最佳配比为1:9[13]。所以在食品加工尤其在果蔬保鲜方面具有广阔的应用前景。

本实验以蜈蚣藻多糖及蜈蚣藻多糖与卡拉胶复配胶为涂膜基质，添加其他涂膜助剂，配制成复合涂膜保鲜剂，在常温下对杨梅进行涂膜贮藏，通过测定感官指标和有机酸、花青素、VC、可溶性固形物等品质指标以及呼吸强度、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性等生理生化指标，研究保鲜剂涂膜对杨梅的保鲜效果，为杨梅的贮藏提供一条新的途径；同时通过扫描电镜观察膜的表面形貌，初步探讨蜈蚣藻多糖与卡拉胶复配保鲜膜的保鲜机理。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杨梅采自潮州市磷溪镇的乌酥梅，挑选大小均匀成熟度相同，无机械损伤，颜色鲜艳，无病虫害的果实；蜈蚣藻多糖 自制；卡拉胶 河南省郑州市成果化工有限公司；CaCl2(食品级) 连云港润泰化工有限公司。

1.2 仪器与设备

JSM-6360LA扫描电子显微镜 JEOL公司；AUW120电子天平 Shimadzu公司； HWF-1型红外二氧化碳分析仪 金坛市现代仪器厂；WYA阿贝折光仪 上海精密科学仪器有限公司物理光学仪器厂； WFJ7200可见光分光光度计、UV-2800型紫外-可见光分光光度计 上海尤尼柯仪器有限公司；DDS-320型电导仪 上海大普仪器有限公司；PHS-3C精密酸度计 上海红益仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 涂膜保鲜剂的配方

配方1：1%蜈蚣藻多糖+0.3% CaCl2+1%(V/V)甘油，定容至500mL备用；配方2：0.3%(蜈蚣藻多糖:卡拉胶=1:9，m/m)+2%(V/V)甘油，定容至500mL备用。按配方1分别称取5g蜈蚣藻多糖、0.15g CaCl2，按配方2称取0.15g蜈蚣藻多糖、1.35g卡拉胶分别加入400mL蒸馏水，在磁力搅拌器上60℃加热溶解6h，再加入涂膜助剂5mL和10mL甘油，用蒸馏水加热搅拌均匀定容至500mL，凉至37℃备用。

1.3.2 涂膜

将新鲜杨梅100个在新配制的保鲜剂中浸1min后取出，晾干，放入铺有纱布的筛篮中，室内常温贮藏(温度28～32℃，相对湿度68%～86%)，每天随机取样分析。以没有涂膜的杨梅为对照组(CK)。

1.3.3 电镜观察

将多糖复合涂膜保鲜剂制成薄膜，真空喷金后用扫描电镜观察膜的表面形貌。

1.4 品质指标的测定

1.4.1 失重率测定

采用称量法测定。

1.4.2 好果率、裂果率和霉烂率的测定

好果率/%=(好果个数/调查总果数)×100；裂果率/%= (裂果个数/调查总果数)×100，裂果判断标准为：裂缝长度长于10mm，宽度大于3mm 时，视为裂果；霉烂率/%=(霉烂果个数/调查总果数)×100，霉烂果判断标准为：霉斑大于10mm时，则为霉果，果实有大量汁液渗出、有浓厚异味即视为烂果。

1.4.3VC含量和有机酸含量[14]

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定；用0.1mol/L NaOH滴定法测定(以柠檬酸计)。

1.4.4 可溶性固形物

WYA 阿贝折光仪，结果直接由折光仪的读数得出[15]。

1.4.5 花青素含量[16]

取0.5g果肉，加入10mL 0.1mol/L HCl溶液，研磨至匀浆，密封于32℃水中保温5h后，过滤，滤液在535nm处测吸光度，以0.1mol/L HCl溶液为空白，将吸光度A535=0.1的花青素溶液称为1个色素浓度单位。

色价=(实测吸光度×10)/样液质量

1.5 生理生化指标的测定

1.5.1 呼吸强度的测定

将果实准确称量后装入密闭的容器中，于室温静置30min后，采用红外线CO2分析仪测定[17]。

1.5.2 相对电导率[18]和丙二醛(MDA)含量测定

取5颗杨梅，精确称量，用蒸馏水和重蒸水各冲洗3s，放入500mL烧杯，加400mL重蒸水，浸泡30min，测电导率，煮沸10min，用重蒸水补至之前水量，冷却至室温，测电导率；MDA含量测定：将果肉匀浆后，提取液以4000r/min离心10min，上清液用硫代巴比妥酸法测定[19]。

1.5.3 多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性

测定方法见参考文献[20]。

1.6 数据分析

所有实验数据用SPSS 17.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅好果率、裂果率和霉烂率的影响

杨梅在成熟后极易发生裂果，裂果部位易受微生物感染发生霉烂，影响果实外观、品质及商品价值。由图1(a)可知，随着贮藏时间的延长，好果率逐渐降低,但两组涂膜组降低的幅度均明显低于对照组。对照组在5d时的好果率仅为38%，而经过配方1和配方2涂膜处理的好果率为62%和58%与对照组都呈极显著差异(P值分别为0.000和0.000，P＜0.01)；由此可见，经涂膜处理的杨梅好果率均高于对照组。

图1 杨梅在贮藏期间好果率(a)、裂果率(b)和霉烂率(c)的变化Fig.1 Changes in good fruit (a), rotten fruit rate (b) and cracking fruit rate (c) of Myrica rubra during storage

从图1(b)和1(c)可以得知，涂膜组的裂果率和霉烂率均明显低于对照组。主要是由于涂膜处理降低了果实水分的变化幅度和被微生物感染的机率，裂果减少从而抑制霉烂。 贮藏第6天时，对照组裂果率和霉果率已达到4%和18%，而配方1涂膜的为9%(P=0.012＜0.05)和2.2%(P=0.001＜0.01)，配方2涂膜的为3%(P=0.050＜0.05)和6%(P=0.001＜0.01)。说明两组复合膜都具有保护作用，使杨梅不易受微生物感染，大大减少了霉菌等微生物引起的腐烂，可以延缓杨梅果实的后熟软化和防止霉变的进程。因此经两种多糖复合保鲜剂涂膜处理均可有效的保持果实的外观和贮藏品质。

2.2 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅失重率和呼吸强度的影响

图2 杨梅在贮藏期间的失重率(a)和呼吸强度(b)的变化Fig.2 Changes in weight loss rate (a) and respiration intensity (b) of Myrica rubra during storage

由图2(a)表明，随着贮藏时间的延长，杨梅果实失重率逐渐增加；两组配方涂膜的总体失重率趋势均小

于对照组，贮藏第8天时对照组的失重率达到37%左右，两组涂膜的失重率都在22%左右，与对照相比有显著差异(P=0.031＜0.05)。杨梅在采后呼吸强度较高，胡西琴等[21]研究表明，在(21±1)℃的贮藏温度，杨梅出现了呼吸高峰和乙烯释放高峰，表现出某些呼吸跃变型果实的特征。由图2(b)可知，在采摘后保鲜过程中会有后熟过程，在2～4d，对照组伴随着呼吸高峰的出现，果实迅速向成熟转变，之后很快衰老、腐烂，呼吸强度达到最大。保鲜剂涂膜处理后呼吸速率明显被抑制，配方2抑制呼吸作用的能力远远高于配方1，呼吸强度始终处于较低水平，变化幅度小，这可能与保鲜剂透气性弱有关。

2.3 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅VC和有机酸含量的影响

图3 杨梅在贮藏期间VC(a)和有机酸含量(b)的变化Fig.3 Changes in contents of vitamin C (a) and organic acids (b) in Myrica rubra during storage

VC是果实营养主要成分之一，同时也是果实内清除活性氧的一种重要的抗氧化剂，且在贮藏运输过程中极易受到抗坏血酸氧化酶氧化[22]，所以其含量可以作为杨梅在贮藏过程中品质变化的指标。由图3(a)可知，贮藏期间，杨梅果实VC含量总体都呈下降的趋势，但涂膜处理的VC含量下降趋势较平缓，而对照组则在第4天时VC含量明显降低，7～8d趋势变缓。配方1和2涂膜处理VC的含量从最初52.85mg/100g下降到第7天的37.71mg/100g和30.56mg/100g左右。表明涂膜处理能抑制杨梅果实VC含量的下降，使果实在贮藏后期能保持较高的VC含量。

由图3(b)可知，贮藏前期，对照组果实的有机酸含量呈逐渐增加趋势，第3天达到最大值，到第8天急剧下降。配方2涂膜处理的有机酸含量总体趋势在贮藏期间都高于对照，配方1涂膜处理的有机酸含量从第5天开始均低于对照组，原因可能是涂膜保鲜剂在保鲜过程中，后熟果实中有机酸积累，出现呼吸高峰，总酸作为呼吸基质而消耗，呈下降趋势；配方1涂膜组有机酸含量下降速度明显低于对照组，表明配方1涂膜保鲜剂对杨梅的有机酸含量起到较好的保持作用。

2.4 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅可溶性固形物和花青素色价的影响

由图4(a)可知，整个成熟过程中，涂膜处理后可溶性固形物含量增加的速率持续低于对照组，说明经保鲜剂涂膜处理能延缓果实贮藏期可溶性固形物含量的升高，减慢了果实后熟的进程。贮藏第7天配方2涂膜可溶性固形物含量维持在8.38%左右，配方1也接近对照的11%左右，这种延缓不会影响果实风味，有利于果实的贮藏和保鲜。

杨梅果实成熟过程中最明显的变化是外观色泽的变化，花青素含量随着果实成熟度的提高快速积累[16]。可以用花青素色价来判断在保鲜过程中杨梅成熟的程度。由图4(b)可知，贮藏第3天，对照杨梅果实花青素色价从33.54上升到49，配方1涂膜后果实花青素从色价34.52降低到32.8，配方2花青素从色价30.92升高到34.7。随着贮藏时间的延长成熟度也在增加，杨梅果实花青素逐渐升高，但对照组整体趋势要高于涂膜处理，说明多糖涂膜对杨梅成熟有抑制作用，而且对果实中花青素合成有一定的抑制作用，但抑制合成作用有限，其机理有待于进一步研究。

图4 杨梅在贮藏期间可溶性固形物(a)和花青素色价(b)的变化Fig.4 Changes in contents of soluble solid (a) and anthocyanin (b) in Myrica rubra during storage

2.5 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅相对电导率和MDA含量的影响

图5 杨梅在贮藏期间相对电导率(a)和MDA含量(b)的变化Fig.5 Changes in relative conductivity (a) and MDA generation (b) of Myrica rubra during storage

由图5(a)可知，多糖涂膜处理明显抑制了杨梅果实相对电导率的上升过程，贮藏前3d对照组果实相对电导率与涂膜组果实无明显差异。此后，对照组果实的相对电导率上升速率高于涂膜处理的果实，第6天配方1和2处理的相对电导率分别为15.26%和28.40%，对照组已经达到42.81%。结果表明涂膜处理有助于降低果实膜透性，增强膜的保护作用，提高果实耐贮性。

MDA是具有细胞毒性的膜脂过氧化产物，可间接反映细胞损伤的程度。由图5(b)可知，随着贮藏时间的延长，三组MDA含量均呈上升趋势，贮藏后期，MDA含量增加的速度加快，说明膜脂过氧化程度加剧，果实逐渐衰老。在相同的时间内，涂膜组MDA含量保持在一个相对较低的水平，直到第7天才有较大幅度的提高。多糖涂膜处理后MDA含量的增加速率明显低于对照组，而配方2在贮藏第4天时出现的高峰可能是杨梅果实个体差异误差所引起的。因此多糖涂膜保鲜剂对果实中MDA的积累可起到一定的抑制作用，使其维持在较低水平，以此来保护细胞膜系统，延缓果实的衰老。

2.6 多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅 PPO、POD和PAL酶活性影响

从图6(a)可以看出，对照组杨梅果实在贮藏一周内PPO活性在1～4d 内急剧升高，4～7d之间PPO活性急剧降低，升至最高时果实颜色严重褐变，果实也失去原来味道。而两组涂膜处理的果实PPO活性明显低于对照，结果说明涂膜处理在一定程度上可抑制PPO的活性，减缓杨梅褐变的速度，延长杨梅的贮藏时间。

图6 杨梅在贮藏期间PPO(a)、POD(b)和PAL(c)酶活性的变化Fig.6 Changes in activities of PPO (a) and POD (b) and PAL (c) in Myrica rubra during storage

POD是植物细胞内的保护酶，可以清除植物体内氧自由基。从图6(b)可以得知，在贮藏期间对照组杨梅的POD活性在第2天就达到了最高活性，这样就会导致果实活性氧增多，启动膜质过氧化，从而破坏果肉细胞膜的结构；多糖涂膜处理的POD活性一直比对照组低，说明多糖涂膜有效的抑制了POD的活性，使杨梅果实启动膜脂过氧化而破坏膜系统的能力降低,促进杨梅自身有效清除体内产生的自由基，减缓衰老，起到了保鲜和耐贮藏的作用。

PAL酶活性可作为植物抗逆境能力的一个指标。由图6(c)可知，在贮藏期间PAL活性在第3天达到最高，然后逐渐降低，但在多糖涂膜处理下的PAL活性均比对照组低，这可能与保护系统产生的次级代谢产物积累有

关，说明多糖涂膜对PAL活性有一定的抑制作用，使PAL活性保持在较低的水平，减少次级代谢产物，延缓杨梅果实的成熟与霉变，保持杨梅果实的品质而达到耐贮藏的功效。

2.7 多糖复合涂膜保鲜剂保鲜原理的初步分析

图7 复合膜的扫描电镜图Fig.7 Scanning electron microscope images of compound film (a. composite film of Grateloupia filicina Polysacocharide and glycerin; b. composite film of Grateloupia filicina Polysacocharide with carrageenan and glycerin)

如图7a所示，蜈蚣藻多糖与CaCl2和甘油形成的复合膜表面光滑、均匀完整、结构致密没有间隙，说明此复合膜的弹性和刚性较好。蜈蚣藻多糖与卡拉胶和甘油复配，所成保鲜剂膜形貌扫描电镜结果如图7b所示，两种多糖相互作用，处于协效凝胶状态，但形成的复合膜表面光滑程度较低、结构较为疏松，不均匀有明显的空洞。通过比较可以看出，蜈蚣藻多糖与卡拉胶复配的复合膜保鲜剂，由于两者不同来源多糖的精细结构不同，多糖分子间发生相互作用，形成交联程度不同的三维网状结构，表现出表面光滑程度较低、结构较为疏松，不均匀有明显的空洞的膜结构；而蜈蚣藻多糖保鲜剂所形成膜的表面均匀完整，结构之间联系紧密，彼此之间没有间隙，可能是来源相同的多糖分子之间借助氢键和范德华力相互作用形成致密的三维网状结构，使其呈现出独特的保水性质和抑制呼吸的功能，更好的增强了果实内部水分的扩散，阻碍气体分子的透过，从而使复合多糖同时起到减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗、隔离致病微生物的侵染、延缓衰老和防止腐烂变质，达到保鲜的目的。

3 结论与讨论

实验结果表明，配方1和配方2两种配方多糖复合涂膜保鲜剂对杨梅都起到了很好的保鲜效果。多糖复合涂膜保鲜剂在果实表面形成一层半透膜，封闭了肉柱果实上的气孔，一定程度上阻抑了果内、外气体交换，使果实内部形成一种低O2分压、高CO2分压的小环境[10,23-24]，从而抑制了果实的呼吸强度，进而达到防止果实腐烂、衰败，保持品质的效果。多糖复合涂膜保鲜剂无色透明、无异味，可食。所形成的膜很容易水洗而且有效的延缓杨梅果实颜色褐变及成熟和衰老，减少了营养物质的消耗，降低了因病原菌污染而造成的腐烂损失，明显地起到了保鲜和贮藏的作用，延长了货架期。

两种多糖复合涂膜保鲜剂有效的抑制了杨梅的呼吸强度、水分散失，延缓了贮果的失重率，不同程度地降低了果实水分的变化幅度和被微生物感染的机率，裂果减少从而抑制霉变的发生，使软熟、腐烂的时间推后，果实内可溶性固形物的增加速度减缓，有机酸、VC等营养成分转化、流失的速度减慢，MDA和花青素的积累受限，有效地维持保护酶PPO、POD和PAL酶的活性处于较低的水平，进而达到防止杨梅果实腐烂、延缓果实的衰老、保持品质的效果，在常温下使杨梅的保鲜期延缓了2～4d，起到了较好的保鲜与贮藏作用。

配方1的保鲜效果优于配方2。其机理可能是蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合膜形成的保鲜剂彼此之间存有间隙，联系不紧密，所形成的空间三维结构较疏松使其易于气体交换和水分透过，而且会不均匀的堵塞果实有效的呼吸气孔，使一些生理反应发生异常。而蜈蚣藻多糖保鲜剂中来源相同的多糖分子间发生相互作用，与Ca2+形成稳定、光滑、均匀、致密的三维网状结构，保持多糖膜的硬度与刚性，从而使多糖保鲜剂呈现出独特的保水性质和均匀抑制呼吸的功能。同时保鲜剂膜中的Ca2+会加强果实的硬度，推迟果实的软化时间，保鲜剂膜的保鲜与贮藏机理还需进一步的研究和探讨。

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Preservation of Myrica rubra Using Compound Coating Agent of Grateloupia filicina Polysaccharide and Carrageenan at Room Temperature

GUO Shou-jun1，YE Wen-bin2，YANG Yong-li1,*，PAN Xian-hui2，WANG Jun-xi2，WU Hao-qin1
(1. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China；2. College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China)

Grateloupia filicina polysaccharide and carrageenan were used for preparing compound coating agent on the basis of glycerin and CaCl2as the film-forming additives. The preservative effect of compound coating agent on post-harvested Myrica rubra at ambient temperature (28－32 ℃) and relative humidity (68%－86%) was explored. Results showed that rotten fruit rate, cracking fruit rate and weight loss rate of Myrica rubra coated with edible compound film exhibited an obvious decrease. Meanwhile, respiration rate and conversion rates of total vitamin C, organic acids and other nutrients were inhibited, which resulted in an inhibition of MDA generation and reduction of anthocyanin content and relative conductivity. Activities of PPO, POD and PAL from fruits coated with edible compound film remained at a relatively low level, and the senescence process was delayed. The quality of Myrica rubra coated with film containing Grateloupia filicina polysaccharide was superior to that of fruits coated with compound film of Grateloupia filicina polysaccharide and carrageenan during storage.

Grateloupia filicina polysaccharide；carrageenan；compound coating agent；Myrica rubra；preservation

TS255.3

A

1002-6630(2010)18-0394-07

2010-01-24

国家星火计划项目(2006EA780088)；广东省科技厅计划项目(2007B080701046)

郭守军(1965—)，男，教授，博士，研究方向为天然产物化学及食品化学与分析。E-mail：sjguo2006@yahoo.com.cn

*通信作者：杨永利(1965—)，女，教授，硕士，研究方向为植物资源学及功能食品。E-mail：rose_kally@yahoo.com.cn