基于甜樱桃特性的可食性涂膜制备及其保鲜性能试验

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甜樱桃(Prunus avium L.)具有很高的营养价值和经济价值,但不耐贮藏,缺乏成本较低、安全有效、操作方便的保鲜措施。近年来,可食性涂膜由于具有可降解、安全无毒、成本较低、操作方便、保鲜效果较好等优点,受到了研究者们的关注,但目前并未被广泛用于果蔬的采后保鲜中,其在甜樱桃的采后保鲜中也仅停留在研究阶段,因此,本研究选取四个具有代表性的甜樱桃品种(红灯(RL)、雷尼(RN)、红玛瑙(RA)、友谊(FS))作为研究对象,在对其表面形貌和性质研究的基础上,选择羧甲基壳聚糖(CMCS)和明胶(GL)作为成膜基质,添加氯化钙(CaCl2)和抗坏血酸(AA)分别作为交联剂和抗氧化剂,通过单因素试验和响应面优化试验筛选出了具有较好机械性能和阻隔性能的涂膜配方,并通过对甜樱桃的保鲜试验,研究了CMCS-GL基涂膜对甜樱桃贮藏期间品质的影响,筛选出了适宜于甜樱桃保鲜的可食性涂膜配方,并从甜樱桃采后生理和酶活性的角度分析了可食性涂膜对甜樱桃保鲜的机理,主要结论如下:(1)在采收时,四个品种甜樱桃果皮和果柄表面的气孔形态、气孔周围的蜡质分布和形态均存在差异;RA表皮蜡质在贮藏期间呈减少趋势;不同品种甜樱桃表皮对于同一种溶液的接触角存在显著差异;由于甜樱桃表皮的疏水性,在配制涂膜液时,向其中添加吐温-20作为表面活性剂可显著提高涂膜液在其表面的润湿性;RA贮藏期间表皮对去离子水的接触角呈下降趋势,并且其临界表面张力随贮藏时间的延长不断升高。(2)在CMCS-GL基可食性膜制备性能优化试验中,通过单因素试验和响应面试验,得到了影响可食性膜综合得分的因素排序(丙三醇添加量>CaCl2添加量>CMCS:GL(w:w))及膜性能最佳时的配方为:CMCS:GL=2:1,丙三醇添加量为1%,CaCl2添加量为2%,在此条件下制得的可食性膜的抗拉强度(TS)、断裂伸长率(EAB)、水蒸气透过系数(WVP)和氧气透过系数(OP)平均值分别为:16.28 MPa、71.46%、1.39×10-12 g·cm/(cm2·s·Pa)、5.10×10-11 cm3·cm/(m2·s·Pa),膜性能的综合得分为0.73,与模型预测值0.74比较接近,表明该响应面法得到的CMCS-GL可食性膜配方真实可靠,具有一定的实践指导意义。(3)与仅对果实涂膜相比,对甜樱桃果实和果柄均涂膜有效降低了其贮藏期间的腐烂率、失重率,延缓了果实硬度的下降和可溶性固形物(SSC)的升高,使其保持较好的果皮颜色和果柄新鲜度。仅对果实涂膜虽然也可对甜樱桃的果实品质和果柄新鲜度起到一定的效果,但远不及果柄与果实均涂膜的效果好,因此,在对甜樱桃进行涂膜保鲜时,为了达到更好的保鲜效果,有必要对其果柄和果实均进行涂膜处理。(4)不同CMCS-GL基可食性涂膜(CMCS-GL、CaCl2+CMCS-GL、CaCl2-CMCS-GL、AA-CaCl2-CMCS-GL)处理均可对甜樱桃贮藏期间的果实品质起到一定程度保鲜效果。其中,AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜处理对保持甜樱桃贮藏期间品质的效果最好,包括:显著降低了甜樱桃果实腐烂率、失重率和果柄褐变率,延缓了SSC、糖酸比的增加进程,保持了较高的果实硬度、果柄水分含量、可滴定酸(TA)、AA、总酚含量(TPC)、总花青素浓度(TAC)和抗氧化活性(DPPH和ABTS+自由基清除活性(RSC))。此外,经AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜处理果实的表皮色泽较好,贮藏期间的L*、H0、C*值均较高。因此,AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜处理是一种可对甜樱桃起到较好保鲜效果的新方式。(5)AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜处理推迟了甜樱桃发生腐烂的时间,且四个涂膜处理组在贮藏结束时的果实腐烂率(3.0%-15.3%)均显著低于其对照组(17.7%-63.0%),在四个品种中,早熟品种-RL在贮藏期间出现腐烂的时间最早且腐烂率最高(对照组第33 d,63.0%±2.6%),最不适宜长期贮藏,中熟品种-RN和RA次之(58.7%±3.1%,59.7%±5.7%),而晚熟品种-FS的腐烂率最低(17.7%±1.5%),最适宜长期贮藏。AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜处理还有助于保持四个品种甜樱桃贮藏期间的品质,包括:显著降低了贮藏期间果实的失重率,可使甜樱桃保持较好的果皮颜色、较低的果柄褐变率、较高的果柄含水量、果实硬度、TA、AA含量、TPC、TAC和DPPH RSC,但对于不同品种甜樱桃的保鲜效果不同,因此,当使用可食性涂膜对甜樱桃进行保鲜时,应考虑到品种之间的差异和实际需要,选择适宜的品种和涂膜材料以达到最佳的保鲜效果。此外,AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜显著提高了RA贮藏期间的抗压强度、果皮破裂力、果皮脆度和果皮韧性,可在一定程度上防止贮运过程中由于果实之间的挤压或者果柄的穿刺而造成的机械损伤;并有效延缓了贮藏期间果实硬度、弹性和凝聚性的下降,使果实保持较好的品质。(6)AA-CaCl2-CMCS-GL涂膜显著降低了甜樱桃贮藏期间的呼吸强度,通过抑制果实中多聚半乳糖醛酸酶活性延缓了果胶物质的分解,有效降低了果实中丙二醛含量的积累,抑制了脂氧合酶和多酚氧化酶活性的升高,诱导了苯丙氨酸解氨酶活性的升高,并显著提高了抗氧化酶系统(过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶)的活性。
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