壳聚糖涂膜罗伯逊脐橙保鲜效果的研究文档格式.docx

1、保鲜剂可分为化学防腐保鲜剂、生理活性调节剂和天然防腐保鲜剂。其中化学防腐保鲜剂的使用更为广泛，但传统使用的一些化学保鲜剂毒性较大且易残留，危害人体健康。因而高效、天然、无毒的新型保鲜剂已成为保鲜界研究与开发的热点。本实验中应用的壳聚糖即属于天然保鲜剂范畴。壳聚糖又称脱乙酰甲壳素、甲壳胺，是通过甲壳素一定程度的脱乙酰而制得3，具有无毒、可生物降解、成膜性好、来源丰富等优点，并能有效地延长蔬菜的保鲜期4。有关壳聚糖涂膜保鲜效果的研究，国内外进行的均很早，并取得了较大的进展。胡文玉等5对苹果，J M Du等6对梨和猕猴桃，A El Ghaouth等7对黄瓜和青椒的实验结果表明，壳聚糖具有良好的成膜性

2、和抑菌作用，可在果蔬表面形成一个半透膜，阻碍果蔬的蒸腾作用，减少果蔬水分的散失，抑制呼吸作用等需氧生理生化过程，延缓果蔬的衰老和品质的恶化。Ahmed El Ghaacth等8用壳聚糖涂膜处理草莓，置于3环境中，第2l天涂膜组腐败率仅为ll，而对照组却高达52。夏杏洲等9证实，在常温贮藏条件下，0.5、1.0壳聚糖涂膜处理可有效抑制红江橙的呼吸强度、保持CAT酶的活性，明显抑制果皮电导率的升高，有效抑制果实维生素C和可溶性固形物含量的降低，显著抑制果实失水和腐烂。 研究表明，壳聚糖对芒果、香蕉、草莓、苹果、猕猴桃、黄瓜、青椒、香菇等多种果蔬均有不同程度的保鲜作用10-12，但对壳聚糖涂膜保鲜罗

3、伯逊脐橙的研究目前尚无相关报道。本实验拟利用不同浓度的壳聚糖溶液处理罗伯逊脐橙，通过对采后品质和生理代谢等相关指标的测定，确定壳聚糖涂膜罗脐的最佳浓度。2 材料与方法2.1 材料本实验所用罗伯逊脐橙，于2009年11月中旬，购于四川蒲江名特果业有限责任公司，果实大小均一，无损伤，新鲜无腐烂。2.2 实验设备与试剂2.2.1 主要实验设备电热恒温水浴锅HWS24型：上海一恒科技有限责任公司；可见分光光度计7200型、紫外可见分光光度计UV-2102PCS型：上海尤尼柯仪器有限公司；电导仪DDS-11A型：上海理达仪器厂；HJ-3恒温磁力搅拌器：常州国华仪器有限公司；冷冻高速离心机：thermo公

4、司。2.2.2 主要试剂壳聚糖（食品级）：山东奥康生物科技有限公司；硫代巴比妥酸（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；邻苯二酚（分析纯）、邻苯三酚（分析纯）：成都科龙化工试剂厂；愈创木酚（分析纯）：中国佘山化工厂。2.3 实验方法2.3.1 清洗杀菌脐橙采收后迅速运回实验室，在24 h内用0.1%的次氯酸钠溶液浸泡5 min，取出晾干。2.3.2 涂膜称取壳聚糖后先溶解在少量蒸馏水中，再加少量醋酸，边加边搅至溶解，最后用水定容，静止溶胀0.5h，所有壳聚糖溶液都添加0.1%甘油和0.2%吐温-80。将脐橙在壳聚糖溶液中5min浸泡成膜，取出后晾干，并以清水处理作对照。每组处理装一箱，每箱有果6

5、0个。壳聚糖浓度梯度设计如下：表1 壳聚糖涂膜剂浓度梯度Tab.1 Concentration gradient of chitosan 涂膜剂浓度（%） 壳聚糖0.10.20.30.40.52.3.3 愈伤采收的果实在采收运输过程中，易受到机械损伤，需要对其进行愈伤处理，以减少其机械损伤，提高耐贮性。愈伤3d后待用。2.3.4 包装将经过处理晾干后的脐橙用聚乙烯单果包装袋包裹。每个浓度处理的果实装一箱，每箱有果60个。2.3.5 贮藏将包装好的脐橙放入先设定的4.00.5，85%-90%RH的冰柜中，贮藏90d。2.3.6 取样在贮藏过程中每15d随机从每组处理中各取出5个脐橙，随后进行相关

6、理化指标的测定。2. 3.7 指标测定测定相关指标时，每个指标每次分别测定3次。（1） 可溶性固形物：手持折光仪测定（2） 失重率：（贮藏前的重量-贮藏后的重量）100%/贮藏前的重量（3） 还原糖、可滴定酸：滴定法13；（4） 细胞膜渗透性14：取5个果实，用直径6 mm的打孔器打10个果皮圆片，放入布氏漏斗中。以100 ml双蒸水淋洗后用滤纸吸干后放入25 ml具塞刻度试管中，加入20 ml 0.3 mol/L甘露醇。25保温2h后用DDSllA型电导仪测电导率，之后煮沸10 min，冷却至25后定容至20ml，再次测定电导率，以前后两次电导率之比所得的相对电导率表示细胞膜渗透性，重复3次

7、。（5） 酶的测定方法过氧化物歧化酶（SOD）活性的测定，参照许雅娟15的方法，并加以改进。酶液的制备：（POD、丙二醛同）取30 g果皮（或果肉）剪碎加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）1.0 g，加入预冷的0.2 mol/L pH 6.4磷酸盐缓冲液60ml，冰浴打浆，取约20 g（记录实际重量），加1 g PVP和预冷的0.2 mol/L pH6.4磷酸盐缓冲液20ml，冰浴打浆于4下13000r/min离心20min得上清液。邻苯三酚自氧化速率的测定：在试管中按表2加入缓冲液和双蒸水，于25恒温20min后加入25预热过的邻苯三酚（对照管用10mmol/L盐酸代替），迅速摇匀，立即倾入比色杯中

8、，在波长325nm 处每30s测定一次吸光值A0，共测4min取平均值。表2 邻苯三酚自氧化速率测定加样表Tab. 2 pyrogallol auto-oxidation of sample 试 剂0.1mol/LTris-HCl双蒸水10mmol/LHCl邻苯三酚总体积/ml对照管4.54.2-9.0样品管最终浓度（mmol/L）502SOD 活性测定法按上述表2操作，加入邻苯三酚前，先加入0.2ml酶液，并减少同体积双蒸水，其它操作均与上述表2相同，所测吸光度为ASOD，每个样品平行测定3次。 抑制率=（A0-ASOD） /A0100%SOD 活力定义：在1ml反应液中每分钟抑制邻苯三酚自

9、氧化速率达50%的酶量定义为一个活力单位（U）。过氧化物酶（POD）活性的测定，参照林丽、王天佑16,17的方法，并加以改进。在指形试管中加入0.3mL酶液、lmLl愈创木酚和lmL0.0l mol/L pH6.8磷酸盐缓冲液，摇匀后置于30水浴10min，然后快速加入l mL0.08H2O2，立即测定470nm波长的OD470值，以lmin内OD470直接表示POD的相对活性，酶活性单位为OD470/（mingFW）。（6） 丙二醛（MDA）丙二醛含量的测定，参照陈燕妮18的方法，并加以改进。硫代巴比妥酸（TBA）法：取上清液5.0mL，加入0.5%硫代巴比妥酸（溶于15%三氯乙酸）5.0m

10、L,振荡混匀，沸水浴15min（自管内溶液出现小气泡开始计时）后迅速冷却，在10000r/min下离心10 min，上清液在532 nm、600 nm和450nm处测定OD值，以0.5% TBA（溶于15%TCA）为参比。MDA（mmolg-1FW）=6.452（A532-A600）-0.559A450V1/（ V2FW）V1:测定用提取液体积； V2:提取液总体积； FW:样品重量。（7） 超氧负离子产生速率超氧负离子产生速率的测定，参照现代植物生理学实验指南19，并加以改进。酶液制备：从5个果实中称取5.0g（记录实际重量）混合果皮组织，加入15.0ml的磷酸缓冲液（50.0mmol/L，

11、pH7.8，含EDTA0.029225g/L，PVP40.0g/L）研磨成匀浆后，从中取5.0g加10ml磷酸缓冲液，在1500g下离心10min ，上清液用于检测超氧负离子产生速率。测定方法：取0.5ml上清液+0.5mL50.0mmol/L的磷酸缓冲液（pH7.8）+1.0mL1.0mmol/L的盐酸羟胺，摇匀，于25下保温1h；然后加入1.0ml17.0mmol/L的对氨基苯磺酸（以冰醋酸：水=3：1配制）和1.0ml7.0mmol/L的-萘胺（以冰醋酸：1配制），于25水浴中续继保温20min，立即测定OD530值。组织中产生超氧阴离子速率以每克果皮吸光值（530nm）表示。重复3次。

12、计算方法：根据测得的OD530,查NO2-标准曲线，将OD530换算成NO2-，然后依照羟胺与O2-的反应式，：NH2OH+ 2O2-+H+NO2-+H2O2+ H2O从NO2-对O2-进行化学计算，即将NO2-乘以2，得到O2-根据记录样品与羟胺反应的时间和样品重量，可求得产生速率nmol/（min*mg）FW2. 4 数据处理 采用Excel2007和SPSS12.0进行统计分析与制图，采用方差分析和LSD多重比较进行差异显著性检验。3 结果与分析3.1壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙贮藏品质的影响3.1.1 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙可溶性固形物、可滴定酸和还原糖含量的影响图1 壳聚糖涂膜处理对脐橙可

13、溶性固形物的影响Fig.1 Effects of chitosan coating on the contents of total soluble solids of navel orange随着贮藏时间的延长，脐橙果实的可溶性固形物含量逐渐升高，达到峰值后略有下降。如图1，在贮藏的第30 d，清水对照、0.1%、0.2%处理果的可溶性固形物含量达到峰值，在贮藏的第45d，0.3%、0.4%、0.5%处理果的可溶性固形物含量达到峰值，表明0.3%、0.4%、0.5%的处理可以延迟果实可溶性固形物含量高峰的到来。统计分析结果表明，各处理果实可溶性固形物含量的最大值之间没有显著差异（p0.05）

14、。图2 壳聚糖涂膜处理对脐橙可滴定酸的影响Fig.2 Effects of chitosan coating on the contents of reducing sugar of navel orange贮藏过程中，脐橙果实的可滴定酸含量是逐渐下降的，贮藏前期较后期下降趋势更为明显，各浓度的壳聚糖处理虽然都能延缓脐橙果实可滴定酸含量的下降，但作用效果最明显的是0.5%的壳聚糖处理组。如图2可以看出，各处理组随着壳聚糖浓度的提高，对延缓可滴定酸含量的下降效果越好。图3 壳聚糖涂膜处理对脐橙还原糖含量的影响 Fig.3 Effects of chitosan coating on the co

15、ntents of reducing sugar of navel orange 脐橙贮藏期间，还原糖含量先逐渐降低后升高，达到峰值后逐渐下降。各处理组均在贮藏的45d出现还原糖含量的高峰，其中0.5%壳聚糖处理组含量最高，为5.2g/100ml，清水对照处理组含量最低，为4.3g/100ml。在整个贮藏过程中，各壳聚糖处理组的还原糖含量均高于清水对照处理组，其中，随着壳聚糖浓度的提高，其抑制还原糖含量的下降效果越好。统计分析表明，各壳聚糖处理组果实与对照组还原糖含量的最大值间存在显著差异（0.01p0.05）。3.1.2 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙失重率的影响如图4所示，贮藏中脐橙的失重率不断上

16、升。其中清水对照、0.1%、0.2%的壳聚糖处理果的失重率在整个贮藏过程中相近，差异不显著（p0.05）。0.5%的壳聚糖处理果在整个贮藏过程中变化较为平缓，表明0.5%的壳聚糖处理对抑制果子失重效果最为明显，其次为0.4%、0.3%的壳聚糖处理。在贮藏的90d，0.5%的壳聚糖处理、清水处理果的失重率分别为2.33%、6.01%。统计结果分析表明各处理果实失重率之间有极显著差异（p0.01）。图4 壳聚糖涂膜处理对脐橙失重率的影响Fig.4 Effects of chitosan coating on weight loss of navel orange 3.2 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙生理

17、代谢的影响3.2.1 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙果实POD活性的影响在整个贮藏过程中，POD活性先升高后降低。0.2%、0.3%、0.4%的壳聚糖处理果POD活性高峰出现在贮藏60d，其余组的POD活性高峰出现在贮藏75d。在90d的贮藏过程中，0.2%、0.3%、0.4%的壳聚糖处理果的POD活性一直高于对照组和其余壳聚糖处理组，0.1%、0.5%的壳聚糖处理果的POD活性与对照处理果的POD活性相近。表明0.2%、0.3%、0.4%的壳聚糖处理能提高贮藏过程中POD的活性，并以0.3%的壳聚糖处理效果最好。在贮藏90d，0.3%的壳聚糖处理和对照处理果的POD活性分别为2.8OD470/（mi

18、ngFW）、2.1OD470/（mingFW），差异显著（F=11.6，0.01p0.05）。 图5 壳聚糖涂膜处理对脐橙果皮POD活性的影响 Fig.5 Effects of chitosan coating on the activity of POD of navel orange 3.2.2 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙果皮SOD活性和O2-产生速率的影响对脐橙果实在贮藏15d后，SOD活性呈明显下降趋势。在整个贮藏过程中，各壳聚糖处理组果实均出现两次SOD活性高峰，第一次出现在贮藏15d，第二次出现在贮藏45d，而对照脐橙果实仅在贮藏15d出现SOD活性高峰。在贮藏30d后，0.3%、0.

19、2%、0.4%的壳聚糖处理果实均表现出较高的SOD活性，而0.1%、0.5%的壳聚糖处理果实的SOD活性与对照组相近。在整个贮藏过程中，以0.3%的壳聚糖处理果实的SOD活性最高。在贮藏90d，0.3%、0.2%、0.4%、0.5%、0.1%、对照组果实的SOD活性分别为118U/gFW、103U/gFW、100U/gFW、91U/gFW、83U/gFW、80U/gFW，统计分析表明，0.3%壳聚糖处理组与其余处理组均出现极显著差异（p0.01）。图6 壳聚糖涂膜处理对脐橙果皮SOD活性的影响 Fig.6 Effects of chitosan coating on the activity

20、of SOD of navel orange O2-是一类重要的活性氧，与果实的衰老进程密切相关。如图7，果实在贮藏过程中，O2-产生速率呈先上升后下降的趋势。各处理组均在贮藏30d出现O2-产生速率高峰。统计分析表明，0.3%的壳聚糖处理组的最高值与对照组最高值差异极显著（F=53.756，p0.01），与其余壳聚糖处理组的O2-产生速率最高值间差异显著。0.2%、0.3%、0.4%涂膜果实的O2-产生速率在整个贮藏期间均低于对照果，0.1%、0.5%涂膜果实与对照果的O2-产生速率相近。在贮藏30d后，0.3%的壳聚糖涂膜果实的O2-产生速率低于其余处理组和对照，表明0.3%的壳聚糖涂膜对

21、抑制O2-产生速率最有效。图7 壳聚糖涂膜处理对脐橙果皮超氧负离子产生速率的影响 Fig.7 Effects of chitosan coating on the O2- production rate of navel orange 3.2.3 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙果实细胞膜透性和丙二醛含量的影响如图8所示，脐橙果皮的细胞膜渗透率在贮藏过程中呈上升趋势。对照果实的细胞膜渗透率在整个贮藏期间均大于0.2%、0.3%、0.4%壳聚糖处理果。0.1%、0.5%壳聚糖处理与对照果的细胞膜渗透率相近。表明0.2%、0.3%、0.4%壳聚糖处理对抑制细胞膜渗透率的增加有较好的效果，其中以0.3%的壳聚

22、糖处理最为有效。在贮藏90d，0.3%的壳聚糖处理和对照果实的细胞膜渗透率分别为40.79%、54.47%，两者差异极显著（F=39.31，p0.01）。图8 壳聚糖涂膜处理对脐橙果皮细胞膜渗透性的影响 Fig.8 Effects of chitosan coating on cell membrance permeability、MDA content of navel orange脐橙果实的MDA含量在贮藏过程中呈先上升后下降的趋势，各处理组均在贮藏30d达到最高值，其中0.3%的壳聚糖处理、对照果实MDA最高值分别为1.42nmol/gFW、2.27 nmol/gFW ，两者间差异显著（

23、F=15.630，0.01p0.05）。0.2%、0.3%、0.4%壳聚糖处理果在整个贮藏过程中MDA含量均低于对照果，其中以0.3%的壳聚糖处理果的MDA含量最低。在贮藏90d，0.3%的壳聚糖处理和对照处理果的 MDA含量分别为0.59 nmol/gFW、0.83 nmol/gFW，两者间差异极显著（F=38.338，p0.01）。总体表明，0.3%的壳聚糖处理对抑制MDA含量的增加最为有效。图9 壳聚糖涂膜处理对脐橙MDA含量的影响Fig.9 Effects of chitosan coating on MDA content of navel orange 4 讨论与结论4.1 壳聚糖

24、涂膜对罗伯逊脐橙贮藏品质的影响在本实验中，0.3%、0.4%、0.5%壳聚糖涂膜处理延缓了一些品质相关指标可溶性固形物、可滴定酸和还原糖在贮藏期间的变化，而0.1%、0.2%的壳聚糖涂膜处理对这些指标的影响很小。实验结果表明，0.3%、0.4%、0.5%壳聚糖涂膜处理能够有效抑制脐橙果实的后熟进程，改善贮藏品质，这在黄花梨20、苹果、冬枣21等果实上已被证实。目前研究认为，壳聚糖能延缓果实后熟，主要原因在于壳聚糖在果蔬表面形成的膜对CO2和O2有选择渗透的作用，在果实内部形成低O2和高CO2分压的小环境。由此可以推论，本实验中，0.3%、0.4%、0.5%壳聚糖涂膜处理能有效延缓果实的后熟，主

25、要原因也即是基于壳聚糖在脐橙表面形成了对CO2和O2有选择渗透作用的薄膜，使果实内部形成了低O2和高CO2分压的理想微气调环境，因此获得良好的保鲜效果。而0.1%、0.2%的壳聚糖涂膜形成的薄膜太薄，故对品质指标的影响很小。本实验用不同浓度的壳聚糖涂膜处理脐橙，虽然都对延缓脐橙后熟起到了作用，但以0.3%的效果最好。水分是保证细胞正常生理机能和保持果实新鲜品质的前提，贮藏期间果实失重主要是由于果实蒸腾作用引起的失水造成的。壳聚糖涂膜堵塞了一部分皮孔，在一定程度上减少了果实内部的水分蒸腾，使果实保持较多的水分，处于正常的生理活动状态。本实验中，随着壳聚糖涂膜浓度的增高，对抑制脐橙失重效果越好。主

26、要是壳聚糖在脐橙表面形成的薄膜的厚度不同，故对抑制果实蒸腾作用的有效程度不同，从而对脐橙贮藏期间果实失重率的影响也不同。4.2 壳聚糖涂膜对罗伯逊脐橙生理代谢的影响植物衰老是一个复杂的生理过程，与活性氧的代谢密切相关，自由基学说认为植物衰老过程是活性氧代谢失调与累积的过程22，活性氧主要包括超氧阴离子自由基（O2-）、羟自由基和过氧化氢等，它们可在植物体内相互转化、协调作用，形成一个复杂的反应网络，活性氧对植物体的毒害是它们间相互转化和协调作用的结果23。果实成熟衰老时，O2-等活性氧物质明显增加。很多研究认为，活性氧引发的膜脂过氧化是引起果蔬衰老的一个重要原因24。膜脂过氧化即自由基对类脂中不饱和脂肪酸攻击引发的一系列自由基反应，丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的主要产物之一，其含量常