羧甲基壳聚糖保鲜剂保鲜水蜜桃的机理

朱进林 谢晶 周然 高鲁璇

摘要：为了研究羧甲基壳聚糖和电解水复合保鲜剂（ＥＷ／ＣＭＣ）在低温环境下影响南汇水蜜桃（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）保鲜效果的机理，将水蜜桃经过电解水浸泡清洗后，除去田间热，涂抹羧甲基壳聚糖，在２ ℃的冰箱中贮藏。以水蜜桃硬度的变化、果胶酯酶（ＰＭＥ）活力的变化、多聚半乳糖醛酸酶（ＰＧ）活力的变化、纤维素酶活力的变化和果胶酸酯裂解酶（ＰＬ）活力的变化为指标，测定水蜜桃在２ ℃低温环境下品质的变化情况。结果表明，经过ＥＷ／ＣＭＣ处理过的水蜜桃能够有效地抑制ＰＭＥ、ＰＧ、纤维素酶和ＰＬ活力的升高，使水蜜桃能够在较长时间内保持一定的硬度，在保证自身没有发生质变和形变的前提下尽可能地延长贮藏时间。

关键词：水蜜桃（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）；羧甲基壳聚糖；低温；保鲜

中图分类号：ＴＳ２５５．３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）16－3560-04

Ｔｈｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ Ｃｈｉｔｏｓａｎ ｔｏ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ Ｊｕｉｃｙ Ｐｅａｃｈ

ＺＨＵ Ｊｉｎ－ｌｉｎ，ＸＩＥ Ｊｉｎｇ，ＺＨＯＵ Ｒａｎ，ＧＡＯ Ｌｕ－ｘｕａｎ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈｉｔｏｓａｎ ｔｏ ｐｒｅｓｅｒｖｅ Ｎａｎｈｕｉ ｊｕｉｃｙ ｐｅａｃｈ（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ） ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒａｇｅ was ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ ｓｏａｋｅｄ ａｎｄ ｗａｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｒｕｎｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ， ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｈｅａｔ， ｔｈｅ ｊｕｉｃｙ ｐｅａｃｈ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈｉｔｏｓａｎ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｔｏｒｅｄ ａｔ ２ ℃． Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｆｉｒｍｎｅｓｓ， ｐｅｃｔｉｎｅｓｔｅｒｓｅ（ＰＭＥ） ａｃｔｉｖｉｔｙ， ｐｏｌｙｇａｌａｃｔｕｒｏｎａｓｅ（ＰＧ） ａｃｔｉｖｉｔｙ， ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｐｅｃｔａｔｅｌｙａｓｅ（ＰＬ） ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｊｕｉｃｙ ｐｅａｃｈ stored in ２ ℃ ｗｅｒｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈｉｔｏｓａｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｉｎｈｉｂｉｔ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＰＭＥ， ＰＧ， ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄ ＰＬ ａｃｔｉｖｉｔｙ， ｔｈｕｓ ｒｅｔａｉｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｊｕｉｃｙ ｐｅａｃｈ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｉｍｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｊｕｉｃｙ ｐｅａｃｈ（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）； ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈｉｔｏｓａｎ； low temperature； ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ

水蜜桃（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）果肉柔软，味道鲜美，香气迷人，颇受大众的喜爱。由于消费市场的进一步扩大，从而引发了水蜜桃的大面积种植。然而水蜜桃本身在炎热的夏季成熟，极不容易在高温高湿的环境下保鲜贮藏，易受到机械损伤、变质和腐烂等诸多因素的影响。因此，研发一种积极有效的保鲜贮藏方法已迫在眉睫。目前中国国内关于水蜜桃保鲜贮藏的研究有水蜜桃的无害化贮藏［１］、冷藏保鲜技术研究［２］以及聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）对水蜜桃保鲜的相关研究［３］等，但是并不多。保鲜贮藏材料壳聚糖膜有良好的成膜特性，是一种无毒、可食用的保鲜膜，能防止果蔬失水，降低果蔬在贮藏过程中营养成分的损失，减少果蔬的腐烂率［４］。

以涂膜的方式使用羧甲基壳聚糖和电解水复合保鲜剂（ＥＷ／ＣＭＣ），探讨水蜜桃在２ ℃的低温环境中保鲜贮藏的相关情况。在保证水蜜桃没有发生质变和形变的情况下尽可能地延长其贮藏时间，为水果的保鲜贮藏提供依据。

１材料与方法

１．１材料

１．１．１原料在水蜜桃八成熟时于上海市南汇区水果园采摘南汇水蜜桃，采摘时根据果农的建议，选择颜色和成熟度基本一致、大小均匀、无机械损伤和病虫害的水果供试验用。采摘后将水蜜桃立即运回实验室，随后用自来水清洗干净，然后放于空调房间于１６ ℃预冷。

１．１．２试剂ｐＨ ７．０磷酸缓冲液，环己二胺四乙酸（ＣＤＴＡ），ＮａＣｌ溶液，聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ），Ｔｒｉｓ溶液，果胶。

１．２方法

１．２．１样品的处理方法将试验所需、已用自来水洗净晾干、去除田间热的水蜜桃均分为３组。第一组水蜜桃作为对照（Ｃｏｎｔｒｏｌ）；第二组水蜜桃放于电解水（ＥＷ）中浸泡１０ ｍｉｎ取出晾干，作为ＥＷ组；第三组水蜜桃放于ＥＷ浸泡１０ ｍｉｎ，取出晾干，用羧甲基壳聚糖（ＣＭＣ）均匀涂膜，作为ＥＷ／ＣＭＣ组。将处理的样品干燥后全部放于２ ℃冰箱中贮藏，定期测定相关指标。

１．２．２指标的测试方法

１）水蜜桃硬度的测定方法。利用ＴＡ－ＸＴ２ｉ质构分析仪对果肉进行测定，探头测定速度为１ ｍｍ／ｓ，自动触发力为５ ｇ。采用直径为２５ ｍｍ的Ｐ／２５Ｐ探头，利用ＴＰＡ模式，测试速率为１ ｍｍ／ｓ，压缩程度为３０％，自动触发力为５ ｇ。

２）果胶酯酶（ＰＭＥ）活力的测定。ＰＭＥ的提取方法采用Ｄｅｎｇ等［５］的方法。ＰＭＥ活力的测定采用Ｎａｇｅｌ等［６］的方法并略有改进。取５ ｍＬ １０ ｇ／Ｌ果胶（含ｐＨ ４．５，６０ ｇ／Ｌ ＮａＣｌ溶液）放入锥形瓶中，加入１ ｍＬ ＰＭＥ酶液，用０．０２ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ将混合液调至ｐＨ ７．０。将锥形瓶放入３５ ℃恒温水浴锅中摇动，立即开始计时。每１０ ｍｉｎ测定一次ｐＨ，用０．０１ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ将混合液调至ｐＨ ７．０，保持ｐＨ恒定并按此步骤进行３０ ｍｉｎ，记录３０ ｍｉｎ内滴加的０．０１ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ的体积。以３５ ℃时每分钟催化生成１ μｍｏｌ ＣＨ３Ｏ－所需的ＰＭＥ酶量为一个酶活力单位。比活力单位为每克果肉所含的酶活力单位。

３）多聚半乳糖醛酸酶（ＰＧ）活力的测定。ＰＧ的提取及检测采用Ｄｅｎｇ等［５］的方法并略有改进。取０．１ ｍＬ ＰＧ酶液，加入０．５ ｍＬ ｐＨ ４．５的０．２ ｍｏｌ／Ｌ的乙酸缓冲液和０．４ ｍＬ １０ ｇ／Ｌ果胶（含６ ｇ／Ｌ ＮａＣｌ，ｐＨ ４．５），在３７ ℃恒温水浴锅中水浴１ ｈ，然后加入０．７ ｍＬ ＤＮＳ显色液，在沸水浴中显色５ ｍｉｎ，冷却后加入１０ ｍＬ去离子水，在５４０ ｎｍ下用分光光度计测定吸光度。以在３７ ℃时每小时催化生成１ μｍｏｌ还原性基团所需的ＰＧ酶量为一个酶活力单位。比活力单位为每克果肉所含的酶活力单位。

４）纤维素酶活力的测定。纤维素酶液的提取及检测采用Ｄｅｎｇ等［５］的方法。

５）果胶酸酯裂解酶（ＰＬ）活力的测定。ＰＬ活力的测定方法采用Ｃｏｌｌｍｅｒ等［７］的方法并略有改进。在试管中加入０．５ ｍＬ ３．６ ｇ／Ｌ半乳糖醛酸、０．３ ｍＬ ４ ｍｍｏｌ／Ｌ ＣａＣｌ２和２．２ ｍＬ ＰＬ酶液（考虑到分光光度计量程，加入的酶液是将原酶液稀释了１０倍的）。混合物在３７ ℃水浴３０ ｍｉｎ，立即用分光光度计测定２３５ ｎｍ下的吸光度。测定吸光度的参考样为底物在水浴后加入ＰＬ酶液。根据不饱和聚半乳糖醛酸标准曲线计算生成的不饱和聚半乳糖醛酸含量。以在３７ ℃时每分钟催化生成１ μｍｏｌ不饱和聚半乳糖醛酸所需的ＰＬ酶量为一个酶活力单位。比活力单位为每克果肉所含的酶活力单位。

１．２．３数据处理方法试验过程中每一种数据均重复３次测定，取平均值。

２结果与分析

２．１不同保鲜剂涂膜处理对水蜜桃硬度的影响

图１表示的是不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃在２ ℃贮藏过程中硬度的变化情况。随着贮藏时间的增加，不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃硬度都是下降的，但各自的下降幅度不一样。贮藏１１ ｄ左右对照下降幅度为５７．６％；ＥＷ试验组次之，约５３．１％；经过ＥＷ／ＣＭＣ处理过的下降最缓，只有４０．８％。随着贮藏时间继续增加，３个试验组水蜜桃硬度变化幅度趋于缓和。第４４天试验结束时，ＥＷ／ＣＭＣ试验组的硬度为２．２７ ｋｇ／ｃｍ２，只下降了６５．６％，相比于其他２个试验组有了较为明显的差别。其中ＥＷ／ＣＭＣ试验组的处理效果最好。

在水蜜桃保鲜贮藏过程中，硬度的变化与细胞壁的降解和水分的丢失有着密切的关系。涂膜处理能够有效地减轻细胞的新陈代谢作用，抑制水果内部果胶酶酶解的升高［８］。

２．２不同保鲜剂涂膜处理对水蜜桃酶活力的影响

２．２．１贮藏过程中ＰＭＥ活力的变化图２表示的是不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃在２ ℃贮藏过程中ＰＭＥ活力的变化情况。随着贮藏时间的增加，ＥＷ组的水蜜桃和对照的ＰＭＥ活力在前２２ ｄ呈缓慢上升趋势，而ＥＷ／ＣＭＣ组的水蜜桃ＰＭＥ活力先略有下降后缓慢升高。２２ ｄ后３种处理的水蜜桃ＰＭＥ活力陡然增加，在第３３天左右ＰＭＥ活力达到峰值，随后呈逐渐下降趋势。经过４４ ｄ的贮藏保鲜，对照的ＰＭＥ活力达到初始值的２倍左右，约为其他处理的１．４～１．５倍。经过ＥＷ和ＥＷ／ＣＭＣ处理的水蜜桃，二者酶活力变化差距不大。

贮藏过程中，ＰＭＥ活力的变化对水蜜桃细胞壁的完整性有着很大的影响。ＰＭＥ活力的升高对细胞壁的分解起着促进作用，进而影响到水蜜桃的硬度。

２．２．２贮藏过程中ＰＧ活力的变化图３表示的是不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃在２ ℃贮藏过程中ＰＧ活力的变化情况。从总体上看，３种保鲜处理的水蜜桃ＰＧ活力呈上升趋势。在贮藏的开始阶段，ＰＧ活力下降。在第１１天下降到最低点，然后逐渐升高。贮藏时间达到３３ ｄ后ＰＧ活力急剧升高，增长幅度超过１００％。经过４４ ｄ左右的保鲜贮藏后，对照的ＰＧ活力最高，为初始值的４．３倍左右。

有相关研究指出ＰＧ活力与果胶的解聚和溶解有较大的关系［９］。因为ＰＧ能够分解细胞壁，所以ＰＧ活力的变化与水蜜桃硬度的变化也有着紧密的联系。比较几种处理的结果不难发现涂膜处理对抑制ＰＧ活力变化有一定的作用。

２．２．３贮藏过程中纤维素酶活力的变化图４是不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃在２ ℃贮藏过程中纤维素酶活力的变化情况。随着贮藏时间的增加，纤维素酶活力呈上升趋势。在贮藏期间纤维素酶活力总体呈上升趋势。在保鲜贮藏结束时，对照的纤维素酶活力为６．１ Ｕ／ｇ，ＥＷ组为５．６ Ｕ／ｇ，ＥＷ／ＣＭＣ组为３．８ Ｕ／ｇ。经过ＥＷ／ＣＭＣ处理过的水蜜桃纤维素酶活力增长最小，保存效果最好。而对照与ＥＷ处理过的纤维素酶活力较高，约为ＥＷ／ＣＭＣ处理过的１．４～１．６倍。

纤维素是果肉细胞壁的主要组成部分。纤维素含量的多少对水蜜桃果实的硬度有一定的影响。细胞壁的解聚和降解也伴随纤维素和半纤维素含量的降低［１０］。贮藏过程中，纤维素酶活力的升高导致了很大部分细胞壁的分解，对果肉硬度造成了负面影响，侧面证明了图１的结论。

２．２．４贮藏过程中ＰＬ活力的变化图５表示的是不同保鲜剂涂膜处理过的水蜜桃在２ ℃贮藏过程中ＰＬ活力的变化情况。在保鲜贮藏开始的１１ ｄ左右，经过３种处理的水蜜桃ＰＬ活力增长幅度很小。在随后的贮藏时间里，对照的ＰＬ活力急剧升高，在贮藏结束的时候，约为初始值的１８倍。而其他两种处理对水蜜桃ＰＬ活力变化有明显抑制作用，贮藏２２ ｄ后ＥＷ处理过的水蜜桃ＰＬ活力略有下降而后继续升高，经过ＥＷ／ＣＭＣ处理过的水蜜桃ＰＬ活力从始至终缓慢增加，到结束的时候，与ＥＷ处理的ＰＬ活力差别不大。由此可见，涂膜处理起到了较好的保鲜贮藏效果。不难得出结论，ＰＬ的含量与活力影响果实的硬度。ＰＬ活力升高加速了果实的软化，对果实的质地和口感有着一定的干扰作用。

３结论

水蜜桃是众多难以长时间保鲜贮藏的水果之一。通过此次的水蜜桃保鲜研究可以得出，经过羧甲基壳聚糖和电解水复合保鲜剂处理的水蜜桃在２ ℃的贮藏环境下，能够有效地抑制果胶酯酶（ＰＭＥ）、多聚半乳糖醛酸酶（ＰＧ）、纤维素酶和果胶酸酯裂解酶（ＰＬ）活力的升高，使水蜜桃能够在较长时间内保持一定的硬度，在保证自身没有发生质变和形变的前提下，尽可能地延长自身的贮藏时间，为一些水果的贮藏提供相关的依据。

参考文献：

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［３］ 康若祎，郁志芳，陆兆新，等． ＰＶＰ对“霞晖５号”水蜜桃品质及保鲜效果的研究［Ｊ］． 食品工业科技，２００５，２６（５）：１５１－１５４．

［４］ 康若祎，郁志芳，陆兆新，等． 壳聚糖涂膜对冷藏白凤水蜜桃品质变化的影响［Ｊ］． 食品科学，２００５，２６（２）：２２８－２３０．

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