CMC-Na在光皮木瓜涂膜保鲜中的应用

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　　摘要：以羧甲基纤维素钠（CMC-Na）为涂膜材料，探究在不同质量分数的涂膜液处理下光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）的贮藏保鲜效果，包括光皮木瓜的质量损失、维生素C含量、有机酸含量、总糖含量、黄酮含量以及总酚含量随时间的变化，以期获得羧甲基纤维素钠涂膜液的最佳处理浓度，从而延长光皮木瓜的货架期，为光皮木瓜的产业化提供参考。结果表明，CMC-Na涂膜处理能够有效减轻光皮木瓜贮藏过程中的质量损失，可以抑制有机酸、总糖、黄酮、总酚的减少和维生素C的降解。所有处理中1.0%质量分数的CMC-Na涂膜处理保鲜效果最好，可有效地延长光皮木瓜的保鲜期。
　　关键词：光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）;羧甲基纤维素钠（CMC-Na）;保鲜
　　中图分类号：S661.6         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2020）17-0132-05
　　Abstract： In this study， sodium CMC was used as coating material to investigate the effects of coating solution on the storage and preservation of Chaenomeles sinensis， including the time-dependent change of mass loss， VC content， organic acid content， total sugar content， flavonoids content and total polyphenols content. In order to obtain the optimal treatment concentration of CMC-Na and extend the shelf-life of Chaenomeles sinensis， to provide references for the industrialization of Chaenomeles sinensis. The results showed that CMC-Na film could effectively reduce the mass loss of Chaenomeles sinensis during storage， inhibit the decrease of organic acid， total sugar， flavonoids， total polyphenols and the degrandation of VC. Among all the treatments， the massfraction of 1.0% in CMC-Na had the best preservation effect， which could effectively prolong the fresh-keeping period of Chaenomeles sinensis.
　　Key words： Chaenomeles sinensis; carboxymethyl cellulose sodium（CMC）; preservation
　　光皮木瓜（Chaenomeles sinensis）為蔷薇科木瓜属（Chaenomeles）植物，别名榠樝、海棠、木梨，属于仁果类果实，距今已有2 500多年的栽培历史，主产于中国山东、陕西、河南、安徽、江苏、浙江、湖北、江西、广西等地。曹州光皮木瓜盛产于山东省菏泽市，是菏泽市（古称曹州）三大特色苗木之一。其果实为椭圆形，皮光滑，腊质，果粉厚，色金黄，香味浓郁，置于室内果香久而不散，果皮干燥后仍光滑，不皱缩，故有光皮木瓜之称[1]。光皮木瓜果实成熟后香气沁人心脾，果实可制成果冻、果酱、蜜饯、果脯、果干、果茶、果酒、果饴等健康食品，色、香、味俱佳，老少皆宜。此外，其化学成分包含有机酸、多糖、黄酮类、木质素苷类、氧化脂类、三萜类、联苯类和甾体类等，具有保肝、降血糖、降低转氨酶、抗氧化、消炎抑菌、抗肿瘤、抗过敏等功效[2]。光皮木瓜富含的齐墩果酸、熊果酸、酚酸等具有生物活性的功能成分，具有抗衰老、抗癌的功效。
　　光皮木瓜作为一种极具药用价值的作物在中国广泛种植，如何降低其采后损失是目前研究的热点。据调查，光皮木瓜采后损失高达40%以上，因此对其进行贮藏保鲜已引起人们的重视。羧甲基纤维素（Carboxymethyl cellulose，简称CMC）是一种水溶性纤维素醚，通常为白色或淡黄色粉末状、粒状或纤维状固体，无毒、无味，在水中溶解时形成透明状胶体。CMC-Na在食品中作为添加剂使用，具有增稠、乳化、稳定、保水和成膜等作用，以及防腐保鲜和保健等多种功能，可替代明胶、琼脂、海藻酸钠和果胶在食品生产中的作用，其保水性能降低食品的脱水，延长食品货架期。
　　利用羧甲基纤维素钠的成膜性，将其处理后可在果蔬表面形成一层透明的薄膜，由CMC-Na制成的膜具有阻止水分、油脂的迁移，防止氧及二氧化碳的逸失等作用[3]，类似于单果包装，具有一定的气调作用，并且能提高果蔬光泽，提升商品价值，降低环境污染，广泛用于食品保鲜[4]。作为可食性薄膜，CMC-Na不会对人体健康产生不良影响。在对鲜枣进行涂膜及防腐保鲜的试验中发现，涂膜后鲜枣在室温贮藏与贮前鲜枣相比，差异较大，保鲜效果较差;在低温（0～4 ℃）下贮藏，品质差异较小，保鲜效果明显[5]。目前，有研究以CMC为被膜剂，添加食品级的蔗糖酯、甘油及柠檬酸等助剂，配制成一种既具有良好成膜性又具有抑菌效果的复合涂膜，并研究了复合涂膜对南丰蜜橘果实贮藏品质及采后生理指标的影响[6]。李瑜等[7]以CMC 和大豆分离蛋白进行复合制膜，发现CMC/大豆分离蛋白膜对大蒜米有一定的保鲜作用，能减少水分散失和物质消耗，保持大蒜米的品质。 　　本研究选取光皮木瓜中具有重要价值并且在保鲜贮藏中发生明显变化的6项指标（质量损失、维生素C含量、有机酸含量、总糖含量、黄酮含量和总酚含量）进行测定与分析，从而得到使光皮木瓜贮藏品质达到最佳的CMC-Na涂膜液处理浓度，为光皮木瓜的鲜果保鲜提供技术支撑。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料及试剂
　　供试材料为光皮木瓜，采自曹州木瓜产业园。
　　羧甲基纤维素钠，购自天津市科密欧化学试剂有限公司;无水葡萄糖、无水乙醇、冰乙酸、无水乙酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、草酸、乙酸乙酯、酚酞，购自天津市凯通化学试剂有限公司;三氯化铝（结晶），购自天津市大茂化学试剂厂;无水碳酸钠，购自天津市风船化学试剂科技有限公司;抗坏血酸，购自上海蓝季科技发展有限公司;香兰素（香草醛）、蒽酮，购自天津市科密欧化学试剂有限公司;邻苯二甲酸氢钾，购自天津市巴斯夫化工有限公司;2，6-二氯酚靛酚（DCIP），购自SIGMA公司。以上试剂均为分析纯。
　　1.2 主要仪器设备
　　HH-6 型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司;UV-8000A紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司;KQ-250DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司;SHB-Ⅲ循环式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司。
　　1.3 试验处理方法
　　1.3.1 CMC-Na涂膜液的配制 CMC-Na→搅拌、溶解→加增塑剂（甘油）→加表面活性剂（吐温 20 min）→加水定容→搅拌均匀→CMC-Na涂膜液，分别制备质量分数为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的CMC-Na涂膜液。
　　1.3.2 涂膜处理方法 将光皮木瓜洗净处理后，随机分成6组，每组3个木瓜，以空白为对照（CK），其余各组分别浸入质量分数为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的CMC-Na涂膜液，待涂膜液在光皮木瓜表面完全浸润后，置于通风处自然晾干，放入4 ℃恒温库中贮藏，每22 d测定各项指标。
　　1.4 测定指标与方法
　　使用打浆机对光皮木瓜进行打浆，将木瓜处理成匀浆。
　　1）质量损失率的测定。采用称重法。
　　2）维生素C含量的测定。采用2，6-二氯酚靛酚滴定法（DCIP）。称取光皮木瓜匀浆10 g，加入50 mL 2%的草酸再次打浆，用2%草酸将样品移入100 mL容量瓶，定容，摇匀过滤。量取20 mL滤液置于50 mL锥形瓶中，用已标定的DCIP溶液滴定，直至溶液呈粉红色15 s不褪色，重复3次。
　　3）有机酸含量的测定。采用酸碱滴定法。称取光皮木瓜匀浆5 g，加入46 mL去离子水，在80 ℃恒温水浴中浸提4 h，然后进行抽滤，将提取液转移至100 mL的容量瓶中定容。量取待测样品溶液  10 mL于50 mL烧杯中，用已标定的0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定，重复3次。
　　4）总糖含量的测定。采用蒽酮-硫酸比色法。称取光皮木瓜匀浆5 g，加入46 mL去离子水，在90 ℃恒温水浴中浸提3 h，然后进行抽滤，将提取液转移至250 mL的容量瓶中定容。吸取待测样品溶液0.1 mL于10 mL带塞试管中，用去离子水定容至2 mL处，加入5 mL现配的蒽酮-硫酸溶液，充分摇匀放置10 min，以空白试剂为参比溶液，于620 nm处测定吸光度值，重复3次。
　　5）黄酮含量的测定。采用三氯化铝法。称取光皮木瓜匀浆5 g，加入36 mL无水乙醇，在65 ℃恒温水浴中浸提4 h，然后进行抽滤，将提取液转移至  50 mL容量瓶中并用90%的乙醇定容。吸取待测样品溶液 6 mL于25 mL容量瓶中，加入1.5% AlCl3 8 mL和醋酸-醋酸钠缓冲液（pH 5.5） 4 mL，以50%乙醇溶液定容，摇匀，静置30 min，以空白试剂为参比溶液，于415 nm处测定吸光度值，重复3次。
　　6）总酚含量的测定。采用福林酚法。称取光皮木瓜匀浆5 g，加入26 mL 60%的乙醇，在60 ℃恒溫水浴中浸提1.5 h，然后进行抽滤，将提取液转移至50 mL容量瓶中并用50%的乙醇定容。吸取待测样品溶液0.1 mL于20 mL带塞试管中，用去离子水定容至10 mL处，加入0.5 mL的福林酚试剂，以7.5%无水碳酸钠溶液定容至20 mL，摇匀，静置30 min，以空白试剂为参比溶液，于765 nm处测定吸光度值，重复3次。
　　1.5 数据处理
　　试验数据取3次重复的平均值。利用 SPSS 18.0 软件进行数据处理，采用 Duncan’s 法进行多重差异显著性分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜质量损失率的影响
　　光皮木瓜的质量损失主要是因为组织内部的水分蒸发和贮藏中呼吸作用对糖类等内含物的消耗造成的。过分失水对果蔬贮藏非常不利，因此质量损失是检验光皮木瓜保鲜效果的一项重要指标。
　　由图1可知，光皮木瓜各处理质量损失率随贮藏时间的延长逐渐增大，其中对照组质量损失率最大，1.0%质量分数的CMC-Na涂膜组质量损失率最小。总体来看，各涂膜处理组质量损失率显著低于对照组（P<0.05），其原因可能是CMC-Na具有良好的成膜性，在光皮木瓜表面形成一层保护膜，可防止水分的蒸发。但并不是涂膜浓度越大质量损失率越低，1.2%质量分数的CMC-Na涂膜组质量损失率高于1.0%质量分数的CMC-Na涂膜组，其原因可能是涂膜浓度太大，光皮木瓜进行无氧呼吸，加快了呼吸消耗。由此可见，CMC-Na涂膜在一定程度上延缓了果实的质量损失，其中以1.0%CMC-Na涂膜保鲜效果最好，很好地维持了果实的外观品质。
　　2.2 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜维生素C含量的影响 　　维生素C含量是衡量果蔬品质的重要指标，天然维生素C有还原型和脱氢型2种，新鲜果蔬中以还原型为主。但还原型维生素C极不稳定，易被氧化形成脱氢型维生素C而失去生理活性，主要原因是果蔬中含有促使维生素C氧化的酶，因而在贮藏过程中维生素C含量会逐渐减少。
　　由图2可知，光皮木瓜各处理组的维生素C含量随贮藏时间的延长而逐渐减少。其中对照组（CK）减少最快，1.0%质量分数 的CMC-Na涂膜组减少最慢。总体来看，各涂膜处理组维生素C损失显著低于对照组（P<0.05），说明涂膜处理可以抑制维生素C的氧化损失。主要是由于经过涂膜处理的果实表面形成一层薄膜，能显著减少光皮木瓜体内外的气体交换，使维生素C氧化所需要的 O2浓度降低，从而使氧化还原型维生素C的损失减少。由此可见，CMC-Na涂膜在一定程度上延缓了果实中维生素C的氧化分解，其中以1.0%CMC-Na涂膜保鲜效果最好，可以更好地抑制维生素C的降解，保持光皮木瓜的营养价值。
　　2.3 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜有机酸含量的影响
　　有机酸是果实呼吸最易利用的底物，是合成能量ATP的主要来源，同时也是细胞内很多生化过程所需中间代谢物的提供者。在果实贮藏过程中，有机酸作为呼吸代谢的底物不断被消耗。由图3可知，光皮木瓜各处理组的有机酸含量随贮藏时间的延长而逐渐减少。其中，对照组（CK）减少最快，0.8%质量分数的CMC-Na涂膜组减少最慢。总体来看，各涂膜处理组有机酸损失显著低于对照组（P<0.05），说明涂膜处理可以抑制光皮木瓜的呼吸强度，从而减小有机酸的消耗。结果表明，CMC-Na涂膜处理在一定程度上延缓了有机酸的转化与降解过程，其中以0.8%CMC-Na涂膜处理保鲜效果最好。
　　2.4 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜总糖含量的影响
　　糖类是果蔬甜味的主要来源，也是果蔬主要的贮藏物质之一，主要包括单糖、双糖等可溶性糖。果蔬在贮藏期间含糖量变化受呼吸作用、淀粉水解和组织失水程度3个因素的影响。糖类作为呼吸底物，在呼吸过程中分解放出热量，使果蔬含糖量在贮藏过程中趋于下降。
　　由图4可知，在采后贮藏过程中，光皮木瓜的总糖含量随贮藏时间的延长而逐渐下降，但变化趋势较平缓。可能原因是在贮藏过程中呼吸作用消耗糖分，而淀粉、纤维素等水解产生糖分又增加了含糖量。贮藏22 d后，对照组（CK）总糖含量下降最快，显著低于各涂膜处理组（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜处理抑制了光皮木瓜的呼吸作用，减少了可溶性总糖的消耗。而1.2%质量分数 的CMC-Na涂膜组比1.0%质量分数 的CMC-Na涂膜组可溶性总糖含量低，可能是由于涂膜太厚抑制了有氧呼吸，导致无氧呼吸加剧，加快了可溶性总糖的消耗。由此可见，CMC-Na涂膜具有延缓光皮木瓜总糖含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜可以很好地隔绝光皮木瓜与空气的接触，有效抑制其呼吸作用，对光皮木瓜的保鲜效果更佳。
　　2.5 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜黄酮含量的影响
　　黄酮类化合物是光皮木瓜果实中重要的营养和功能成分，在植物体内大都以糖苷形式存在，其主要由酶催化而成。
　　由图5可知，在采后贮藏过程中，光皮木瓜的黄酮含量随贮藏时间的延长而逐渐下降，对照组（CK）黄酮含量下降最快，显著低于各涂膜处理组（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜处理抑制了光皮木瓜的呼吸作用，减少了有机酸的消耗，从而保证了关键酶的催化条件，进而保证了黄酮类化合物的合成。而1.2%质量分数 的CMC-Na涂膜组比1.0%质量分数和0.8%的CMC-Na涂膜组黄酮含量更低，可能是由于涂膜太厚抑制了有氧呼吸，导致无氧呼吸加剧，加快了有机酸的消耗。由此可见，CMC-Na涂膜具有延缓光皮木瓜黄酮含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜的保鲜效果更佳。
　　2.6 不同质量分数CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜总酚含量的影响
　　总酚是广泛存在于植物体内的复杂多元酚类化合物，抗氧化性是多酚的一个重要性质，由于多酚的酚羟基中的邻位酚羟基极易被氧化，且对活性氧等自由基有较强的捕捉能力，使植物多酚具有很强的抗氧化性和清除自由基的能力。
　　由图6可知，在采后贮藏过程中，光皮木瓜的总酚含量随贮藏时间的延长而逐渐下降，对照组（CK）总酚含量下降最快，显著低于各涂膜处理组（P<0.05），可能是由于CMC-Na涂膜处理在果实表面形成一层薄膜，能显著减少光皮木瓜体内外的气体交换，使多酚氧化所需要的 O2浓度降低，从而使总酚的损失减少。由此可见，CMC-Na涂膜具有延缓光皮木瓜总酚含量降低的作用，其中1.0%的CMC-Na涂膜处理对光皮木瓜的保鲜效果更佳。
　　3 小结与讨论
　　随着生活水平的提高，人们对自身的健康日益重视，对于保健品的需求也与日俱增，光皮木瓜因其独特的营养价值和保健功能而深受消费者的喜爱。光皮木瓜的果实制品市场前景和利润空间都非常广阔，然而，光皮木瓜在贮藏过程中会发生一些品质变化，主要表现为失水失重、营养成分损失等，致使其营养、食用、药用价值下降。国内外关于光皮木瓜贮藏保鲜的研究已有一些報道，但大多集中在冷藏和气调贮藏等物理保鲜上，针对可食用性膜贮藏保鲜的研究鲜有报道。本研究立足于山东省菏泽市丰富的光皮木瓜资源，根据光皮木瓜加工业和国内外市场需求，针对光皮木瓜在贮藏过程中存在的失水失重、营养成分损失等问题，利用绿色环保的可食性CMC-Na膜对光皮木瓜进行涂膜处理，达到对光皮木瓜贮藏保鲜的效果，从而提高光皮木瓜的加工技术水平和产品质量。对于扩大国内外市场，提高企业的规模效益及促进山东省光皮木瓜产业发展具有重要的经济和社会价值。
　　本研究运用统计学原理，通过试验法、观察法及文献研究法，对不同质量分数的CMC-Na涂膜液处理下光皮木瓜的贮藏保鲜效果进行了分析，结果表明：①利用不同质量分数CMC-Na涂膜处理光皮木瓜，能够减轻光皮木瓜贮藏过程中的质量损失，有效抑制有机酸、总糖、黄酮、总酚的减少和维生素C的降解，更好地保持果实的水分、感官品质和硬度，延缓光皮木瓜在贮藏期间品质的降低，延长其保质期。②对比各质量分数的CMC-Na涂膜处理后光皮木瓜6项指标的测定结果，发现1.0%质量分数的CMC-Na涂膜保鲜效果最好。
　　参考文献：
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