壳聚糖对果蔬保鲜的影响

壳聚糖对果蔬保鲜的影响

摘要：本文介绍了天然高分子材料壳聚糖的保鲜机理，以及在室温下对果蔬有明显的保鲜效果，主要体现在对果蔬的品质﹑采后生理的影响和对果蔬的防腐效果﹑储藏寿命等方面。

关键词：壳聚糖果蔬保鲜

前言：

壳聚糖是一种生物活性物质。它是由蟹壳和虾壳中获得的甲壳素，用碱脱去附着的蛋白质，以酸除去无机盐如碳酸钙即得甲壳素，经热碱处理脱去乙酸基后的之产物[1]。壳聚糖具有无毒、无味、对环境无污染、来源广泛、成本低廉等优点，用它作为果蔬涂膜鲜剂操作简便，并具有良好的保鲜效果，是一种极具发展潜力的天然保鲜剂。

1 壳聚糖的特性及保鲜机理

壳聚糖对果蔬的保鲜作用是其成膜性、抑菌性和诱导抗病性等众多理化特性和生物功能协同作用的结果,这些特性和功能又与其分子量大小和结构等密切相关。对壳聚糖的作用机理及其结构与功能的关系进行深人的研究和探讨将有助于开发新的、效果更好的壳聚糖保鲜产品[2]。特别是随着对壳聚糖的诱导抗病性研究的深人,新一代基因诱导型壳聚糖天然保鲜产品必将在果蔬贮运保鲜中发挥。

壳聚糖的另一种功能是具有一定的抑菌作用。有报道指出，壳聚糖对大肠杆菌、荧光假单胞菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌均有抗菌性，对草兰氏阳性菌亦有抗菌作用。

现已有不少研究结果表明,果实采后使用壳聚糖处理,对延长果实的保鲜期具有较好的效果,是一种很有发展前景的多用途天然物质。

2 壳聚糖涂膜与果蔬品质

一般情况下果实采摘后的营养成分随着贮藏时间的延长都会有所改变，或被自身呼吸代谢消耗。应用壳聚糖处理的果实有利保持果实较好的品质这主要是由于壳聚糖在果实表面形成一层薄膜，抑制了果实的呼吸，减缓了果实代谢速度，从而降低了果实自身营养的消耗。

2.1 Vc

壳聚糖涂膜可减缓果蔬贮藏期间Vc的降低。郑学勤等[3]用多种壳聚糖衍生物处理苹果和梨，冷藏100 d后，各处理的Vc含量均高于未经壳聚糖处理的(简称对照，下同)；壳聚糖处理草莓[4]，4~8 天贮藏20 dVc含量比对照高78%~165%。黄向红等[5]用浓度2%壳聚糖处理四季柚，在近3个月的常温贮藏过程中，Vc含量下降幅度明显小于对照。

2.2 糖

壳聚糖处理果蔬对其含糖量变化,不同的学者持有不同观点。黄向红等[6]认为壳聚糖处理四季柚果实在贮藏期间糖分下降比对照更快。而乐培思等[7]用浓度2%改性几丁质溶液处理柑桔，经相隔30 d的2次测定，发现处理可有效地减缓含糖量下降；陈安和等[8]试验表明，对照果实的可溶性糖在贮藏5 d后急剧下降，而经几丁质衍生物溶液处理的则下降缓慢。此外,南果梨[9]杨梅[10]、草莓[11]的研究都表明壳聚糖处理能降低果蔬在贮藏过程中含糖量的下降。

2.3 酸

壳聚糖处理对果蔬贮藏期间酸的影响，许多学者做过研究。胡文玉和吴姣莲[12]试验表明,番茄在2e下条件贮藏28 d后，浓度1%和2%壳聚糖溶液处理的果实可滴定酸分别为12.9和13.0 mg/g，比对照的10.mg/g要大。另外，对草莓[13]、苹果和梨[14]、四季柚、番茄的研究都表明壳聚糖处理能有效减缓果蔬在贮藏期间酸含量的下降。

2.4 色泽

壳聚糖对番茄的保鲜研究结果显示,壳聚糖能显著减缓番茄的转色，用浓度1%和2%壳聚糖处理的番茄在20 ℃下贮藏22 d后，果实色泽指数(规定绿色为1，红色为6)分别是4.3和3.3，而对照为5.6。1%壳聚糖涂膜处理的国光苹果，在室温下贮藏5个月后仍保持绿色，而对照已变为红绿色或红黄色。菜用大豆在贮藏期间叶绿素含量呈下降趋势，壳聚糖处理可延缓叶绿素含量下降，处理浓度越高，叶绿素含量越高。草莓在4~15 ℃条件下贮藏7 d后，浓度1%壳聚糖处理的果实其主要色素物质花青素含量低于对照。El Ghaouth等[用壳聚糖处理草莓,也发现花青素的含量明显减少。由此可知，壳聚糖处理果蔬有利于延缓果蔬的转色。

2.5 水分

贮藏期间果实失重主要是由于失水造成，壳聚糖在果蔬表面所形成的膜可以阻碍果蔬的蒸腾作用，从而减少水分散失及果蔬的失重。失重率的高低反映了果实保水能力的强弱。经壳聚糖涂膜处理的果实失重明显低于对照，说明壳聚糖涂膜能提高果实的保水能力。尹莲[15]用含金属离子的壳聚糖涂膜剂研究葡萄的常温保鲜效果，结果表明，含铜、钴、镍离子的壳聚糖膜可有效妨碍葡萄的蒸腾作用和鲜重损失。EGhaouth等研究显示，浓度1.0%和1.5%壳聚糖涂膜的黄瓜和青椒在温度13℃或20 ℃、相对湿度85%条件下贮藏,处理的果实其失重率明显小于对照。此外，对猕猴桃、苹果和梨研究都得到了类似的结果。并且，有报道表明,在使用浓度范围之内,浓度越高,则失重越小。

3 壳聚糖涂膜与果蔬采后生理

壳聚糖涂膜保鲜果蔬的生理生化基础果蔬经壳聚糖处理后可在表面形成一层透明薄膜,限制果蔬与大气交换，使果蔬内部形成一个低O2和高CO2的微环境，从而抑制呼吸作用、乙烯产生及膜脂过氧化等需氧生理生化过程，在一定程度上能够延缓果实衰老，减少腐烂，保持果蔬品质，延长果蔬的贮藏寿命。

3.1 壳聚糖涂膜与果蔬呼吸作用

壳聚糖在果蔬表面形成一层致密的膜，对CO2和O2有选择渗透的作用，表现为阻止空气中O2进入果蔬组织，在膜内部形成低O2分压，高CO2分压的小环境，从而抑制了果蔬的呼吸作用。胡文玉和邹良栋[15]的试验表明,在整个贮藏期间涂膜果的呼吸速率较对照明显降低，呼吸高峰较对照推迟7 d，且峰值也低于对照。苏新国等采用浓度1.0%和1.5%壳聚糖处理菜用大豆荚，结果表明，涂膜处理可显著抑制果实的呼吸强度。在葡萄、荔枝等果实上也有类似的报道。当然,抑制果蔬呼吸作用的壳聚糖有一定的浓度范围，如果超出其浓度或操作不当，反而会引起生理失调。苹果经壳聚糖涂膜处理后，在整个贮藏过程期间呼吸速率均明显低于对照，且呼吸高峰推迟7天，峰值也低于对照。壳聚糖处理也明显地降低杨梅的呼吸速率，但以1%浓度效果较好。菜用大豆在贮藏期间，涂膜处理的呼吸强度均低于对照，浓度越高，呼吸强度越低。袁毅桦等试验表明，壳聚糖浓度过大，膜致密，果实内的氧气浓度太低，使果实趋向于缺氧呼吸,结果导致果实衰老软化。另据胡文玉和邹良栋[16]报道,壳聚糖处理还能影响果实的呼吸途径和呼吸底物,壳聚糖处理能使贮藏过程中苹果的磷酸戊糖途径在总呼吸中