论文部分内容阅读
将可食性涂膜应用于采后果实中,可通过调节果实与外界环境的水分和气体交换速率来达到延缓果实的呼吸强度和蒸腾作用的目的,从而延长果实贮藏期。在壳聚糖涂膜中添加纳米纤维素,可进一步调控涂膜的阻隔性和稳定性,从而增强其保鲜效果。然而,现今的保鲜研究当中少有将关注点放于柑橘涂膜后贮藏期间的结构变化。同时,通过观察果皮表面在贮藏期间的微观形貌变化可知,涂膜层在果实气孔附近出现了微孔,导致其完整性受损,从而影响柑橘保鲜效果。另外,在现有的研究中仅仅探究了不同种类的果蔬在壳聚糖涂膜后的保鲜效果,其保鲜机理尚未有深入研究。采取的研究保鲜机理的方法都是将涂膜材料在平板上制成独立的薄膜对其结构性能等进行表征,与涂膜保鲜的试验结果结合,协助解释其保鲜机理。但是,用流延法在平板上制得的薄膜,与果蔬涂膜后形成的涂膜层的结构性能可能存在一定差异,不能完全替代可食性薄膜的性能来解释果蔬的保鲜机理。因此,本研究将纳米纤维素添加到壳聚糖当中,用于柑橘的涂膜保鲜,在优化了纳米纤维素浓度的基础上,采用二次涂膜的方式探究了果实贮藏期间涂膜结构的变化与果实贮藏品质间的关系,同时通过制备可剥离的橘皮上形成的纳米纤维素/壳聚糖复合涂膜,明确了纳米纤维素对复合涂膜性能的影响,从而为纳米纤维素增强壳聚糖涂膜对柑橘的保鲜机理提供理论帮助。主要研究内容和结果如下。1.纳米纤维素浓度对复合涂膜保鲜效果的影响。将质量分数为0%、3%、6%和9%（纳米纤维素占壳聚糖的干重）的纳米纤维素/壳聚糖复合涂膜用于到红桔保鲜,并以未处理组为对照,考察复合涂膜的保鲜效果。同时,采用培养皿流延法制备了相同纳米纤维素含量的独立膜,并对其进行了抗张性能和阻隔性能的表征。结果表明,相较于对照组,6NCC/CS（6%浓度的纳米纤维素/壳聚糖）复合涂膜可降低红桔的腐烂率60.5%,减少丙二醛的积累,有利于果实保持硬度,并维持其营养物质的含量。同时,相较于纯壳聚糖薄膜,6%浓度纳米纤维素的添加能提高复合膜的抗张性能60.2%,降低吸湿性26%,提高对水蒸气和氧气的阻隔能力。2.复合涂膜对蜜橘果肉和果皮的抗氧化活性及品质的影响。将2NCC/CS复合膜液（2%浓度的纳米纤维素/壳聚糖）与咪鲜胺保鲜剂运用到蜜橘涂膜保鲜当中,定期测定蜜橘果肉和果皮的各种生理活性指标,抗氧化物质变化和感官指标,观察果皮表面的微观形貌变化。结果表明,与咪鲜胺相比,2NCC/CS涂膜对蜜橘的腐烂率、呼吸速率、丙二醛和相对电导率等均有较好的抑制效果;同时,2NCC/CS涂膜组的感官评价分数最高,更有利于酸、糖、抗坏血酸、总酚和类黄酮等营养物质的保存。另外,2NCC/CS涂膜能保持果实更高的DPPH自由基清除率,SOD活性（Superoxide dismutase,超氧化物歧化酶）和POD酶活性（Peroxidase,过氧化物歧化酶）。通过观测果皮涂膜的微观形貌可知,在第3天时,CS组表面的涂膜层由于亲水性涂膜在果实的蒸腾作用下遭到破坏,在果实的气孔处出现微孔,而2NCC/CS组的涂膜层在第5天才出现微孔。壳聚糖由于果实的呼吸作用和蒸腾作其完整性被破坏,而纳米纤维素的加入能一定程度地增强壳聚糖涂膜的结构稳定性,由此可知柑橘的保鲜效果与涂膜结构的稳定性密切相关。3.二次涂膜时间对蜜橘保鲜效果的影响。为解决柑橘果实作用而导致的涂膜层被破坏,在其气孔附近出现微孔的问题。分别用CS和2NCC/CS初次涂膜,然后在不同的时间（第3天和第5天）进行二次涂膜（记为CS-3、CS-5、2NCC/CS-3、2NCC/CS-5）,观察涂膜层的微观形貌,定期测定蜜橘果肉和果皮的生理生化指标与抗氧化活性。结果发现,CS组和2NCC/CS的果皮分别在第三天和在第五天产生微孔。二次涂膜后涂膜层的微孔被修复,表面再次变得致密平整。贮藏第12天时,2NCC/CS-3的失重率和腐烂率均为最低,相较于为CK分别降低了35.7%和41.7%。2NCC/CS-3在贮藏期间的呼吸速率最低,果实内部维持了较低O2和高CO2气体浓度,具有较高的硬度,较好地保持糖、酸和叶绿素等物质的含量,且总酚、类黄酮和抗坏血酸等抗氧化物质的含量高于其他组,抑制了活性氧的产生,维持了较高的DPPH清除率。可得结论,在在微孔出现前进行二次涂膜,可在较长时间内维持涂膜结构的完整性,从而提高对柑橘的保鲜效果。4.果皮表面可食膜与平板膜结构和性能的表征。分别在两种界面（橘皮和聚苯乙烯平板）制备四种不同浓度（纳米纤维素分别占壳聚糖质量的0%、2%、4%和6%,壳聚糖在水溶液中的质量浓度为1.5%）的复合薄膜,果皮界面形成的薄膜记为C型薄膜,平板界面形成的薄膜记为P型薄膜。通过红外光谱,紫外光谱,扫描电镜,水接触角,热重等表征方法,表征薄膜的微观形貌、结构和性能。结果表明,C型薄膜对紫外光的阻隔性能更强,且随着纳米纤维素浓度的增加,两种薄膜的透光率逐渐减小。P-6NCC/CS（聚苯乙烯平板制备得到的6%浓度的纳米纤维素/壳聚糖薄膜）相较P-CS（聚苯乙烯平板制备得到的纯壳聚糖薄膜）,C-6NCC/CS（橘皮表面制备得到的6%浓度的纳米纤维素/壳聚糖薄膜）相较C-CS（橘皮表面制备得到的纯壳聚糖薄膜）,薄膜样品在在800 nm处的透光率分别降低了15.8%和5.5%。然而所有薄膜红的外光谱图变化不大。C-6NCC/CS比P-6NCC/CS的热分解温度高26.9℃;同时,C型薄膜的水蒸气阻隔性能,吸湿率均降低,表面形貌粗糙,结晶度降低。因此,P型薄膜和C型薄膜的结构性能存在差异,不能完全用平板膜代替可食性膜来协助解释柑橘的涂膜保鲜机理。但是,随着复合膜中纳米纤维素含量的变化,两种薄膜的变化趋势相一致。仍然可以证明,纳米纤维素的添加有利于壳聚糖涂膜的结构稳定性。