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1、魔芋葡甘聚糖/纳米二氧化硅复合涂膜配方及其对芒果贮藏品质的影响 麦馨允 陈庆金 谭彦妮 张花 贾桂康 百色学院农业与食品工程学院 摘 要： 以桂七芒果为材料, 以魔芋葡甘聚糖、纳米二氧化硅为涂膜基质, 采用 3 因素3 水平正交试验, 通过因子分析分析不同处理对芒果的色差、失重、硬度、可溶性固形物含量、p H 和维生素 C 含量的影响, 得出 25条件下, 对采后芒果保鲜效果良好的涂膜配方:魔芋葡甘聚糖 8 g/L、纳米二氧化硅 6 g/L、甘油 4 g/L。该配方有效延迟了芒果的呼吸跃变, 在一定程度上减少了芒果果皮色泽的变化, 抑制了果皮褐变的发生, 使失重率维持在 10%以下, 芒果果实
2、硬度维持在 0.5 MPa 以上, 可溶性固形物含量、p H 和维生素 C 含量在贮藏后期仍然维持较高含量。关键词： 芒果; 魔芋葡甘聚糖; 纳米二氧化硅; 保鲜; 作者简介：麦馨允, 硕士, 实验师, 研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail:作者简介：贾桂康, 硕士, 副教授, 研究方向为生物及食品教学与研究。E-mail:基金：广西中青年教师基础能力提升项目 (KY2016LX341Effect of konjac glucomannan/nano-silica composite coating on qualities of mango fruitMAI Xin-yun CHEN Q
3、ing-jin TAN Yan-ni ZHANG Hua JIA Gui-kang College of Agriculture and Food Engineering, Baise University; Abstract： “Guiqi” mango fruit was used as the raw materials to explore the preservative effects of konjac glucomannan/nano-silica coating. A 3-variabel, 3-level orthogonal array design and factor
4、 analysis were employed to optimize the formulation of konjac glucomannan/nano-silica coating for mango fruit at 25 . The effect of konjac glucomannan/nano-silica coating on , weight loss, firmness, soluble solids content, p H, vitamin C was investigated during storage of mango fruit. Results indica
5、ted that the formula of konjac glucomannan/nano-silica coating was 8 g/L konjac glucomannan, 6 g/L nano-silica, 4 g/L glycerin. This coating putted off the respiratory climacteric of mango fruit, delayed mango fruit skin color changing, kept the weight loss under 10% and firmness above of 0.5 MPa. S
6、oluble solids content, p H and vitamin C content still maintained a high content in the later stage of storage.Keyword： Mango; konjac glucomannan; nano-silica; fresh-keeping; 芒果 (Mangifera L.) 属漆树科, 原产于南亚, 目前已成为热带地区栽培较多的水果之一, 风味和营养价值备受人们喜爱, 具有巨大的经济效益1-3。芒果果实属于呼吸跃变型水果, 外形为椭圆, 易损伤。大量研究表明低温贮藏可以延迟水果的衰老,
7、 将芒果置于在 1015下, 其货架期为 34 周1,3, 但过低的温度容易引起芒果冷害, 果皮褐变4。Zhang 等人对芒果进行低温锻炼 (12预冷 24 h) , 再将芒果置于 5下贮藏, 可以有效降低芒果冷害的发生5。但这种方法很难商业化, 需要在采后运输过程中大量使用冷链。因此, 开发一种常温保藏技术, 更具有现实意义。魔芋葡甘聚糖 (konjac glucomannan, KGM) 是一种天然多糖, 来源于南天星科草本植物魔芋的块茎6。KGM 具有凝胶性、成膜性、抗菌性、可食用性等多种独特的理化性质, 用于涂膜技术可以帮助果蔬减少水分损失, 抑制呼吸作用。然而, 想要作为理想的果蔬成
8、膜材料, 有效延长果蔬保质期, 抑制生鲜食品微生物的繁殖, 单一 KGM 涂膜的机械性能和抗菌能力还有不足7。目前, 具有机械屏障和抗微生物的纳米材料给采后果蔬保鲜提供了新的包装技术8。为进一步改善 KGM 的理化性质, 可以加入一些纳米材料, 纳米材料可改善 KGM 物理性能, 防止微生物入侵, 减缓衰老, 提高食品外观质量。二氧化硅无毒, 无污染, 是我国现行的食品安全国家标准9中允许使用的食品加工助剂。将纳米二氧化硅加入到壳聚糖等生物成膜材料中, 可以极大的增强涂膜的抗微生物性能, 减少水果的腐烂10, 降低果实褐变, 减少丙二醛的生成11。因此, KGM/纳米二氧化硅复合材料可以作为果
9、蔬涂膜保鲜的新型生物材料。然而, 迄今为止, 还没有报道 KGM/纳米二氧化硅涂膜对芒果采后品质的影响。本实验主要研究常温下, 涂膜对芒果的保鲜效果, 以芒果色泽、失重、硬度、可溶性固形物含量 (SSC) 、p H、维生素 C (VC) 等多项生理生化指标的变化进行测定, 旨在分析涂膜技术对芒果整体质量的影响, 为芒果贮藏提供一定的实践指导。1 材料与方法1.1 原材料预处理方法实验所用的芒果采自百色市某果园, 桂七品种, 绿熟级 (100%绿) , 果实质量在 850900 g 之间, 表面无破损, 采收后立即运回实验室进行预冷处理 (12, 24 h) , 以除去田间热。1.2 试剂魔芋葡
10、甘聚糖:分析纯, 合肥博美生物科技有限责任公司;纳米二氧化硅:分析纯, 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;甘油:分析纯, 成都市科龙化工试剂厂;抗坏血酸:分析纯, 天津市化学试剂一厂;2, 6-二氯酚靛酚:分析纯, 国药集团化学试剂有限公司。1.3 仪器设备PGX450B 型智能光照培养箱, 上海百典仪器设备有限公司;Color Tec-PCM 色度计, 美国 Accuracy Microsensors 公司;JJ2000 电子称, 常熟双杰测试仪器厂;AL204 精密电子天平, 梅特勒-托利多仪器 (上海) 有限公司;GY-3 硬度计, 黑龙江科研社;PR-101 手持式糖度计, 日本 Ata
11、go (爱宕) 公司;EL2 手持 p H 计, 梅特勒-托利多仪器 (上海) 有限公司;DS-1 高速组织捣碎机, 上海精科实业有限公司。1.4 方法1.4.1 复合涂膜的制备在蒸馏水中加入甘油和纳米二氧化硅, 超声波混匀, 再边搅拌边缓慢加入魔芋葡甘聚糖, 搅拌均匀后水浴加热溶胀, 水浴温度 50, 时间 1 h。取出, 用搅拌器搅拌 1 min, 至均匀不结块为止, 即配成不同浓度的复合涂膜溶液。1.4.2 单因素试验选取 KGM、纳米二氧化硅、甘油三种试剂分别对芒果进行涂膜保鲜单因素试验, 因素使用的浓度见表 1, 每个因素 4 个水平, 以清水处理作为对照组, 共 13 个处理组,
12、每组 6 个芒果果实。在经 1.1 处理过的芒果外表皮涂抹上不同浓度的复合涂膜溶液, 捞出沥干, 放在培养箱中贮藏 (25, 相对湿度 90%) , 测定不同处理组的芒果在 12 d 时的失重率, 以此来初步筛选正交试验因素水平的范围。表 1 单因素实验水平表 Table 1 The level of single factor design 下载原表 1.4.3 复合涂膜组合正交试验在单因素试验结果基础上, 进行 3 因素 3 水平正交试验, 以清水处理作为对照组, 共 10 个处理组。处理组经涂膜后, 放置于培养箱中贮藏 (25, 相对湿度90%) 。每个处理组每 3 d 随机选取 3 个
13、果实测定其贮藏期间的理化指标, 除色差设 5 个重复、维生素 C 设 4 个重复外, 其余的指标 (失重率、硬度、可溶性固形物含量和 p H) 设 3 个重复。表 2 正交试验因素及水平编码表 Table 2 The level of orthogonal array design 下载原表 1.5 测定项目与方法1.5.1 色差测定12利用色度计进行测定, 采用 CIE1976 L*a*b*色度坐标值来表示测定结果, 色差用来表征用测量值和初始值之间果皮色泽的变化程度, 公式为:式中:L 0表示芒果的初始 L 值;L 表示芒果的第 i 天测定的 L 值;a 0表示芒果的初始 a 值;a 表示
14、芒果的第 i 天测定的 a 值;b 0表示芒果的初始 b 值;b 表示芒果的第 i 天测定的 b 值。1.5.2 失重率测定13式中:W 0表示芒果的初始质量, g;W i表示第 i 天测量的芒果质量, g。1.5.3 果实硬度的测定14削去芒果果实赤道处的果皮, 用 GY-3 硬度计测定其硬度, 单位为 0.1 MPa。1.5.4 可溶性固形物含量 (SSC) 的测定13采用手持式糖度计测定, 数值表示为 20时的质量分数 (%) 。1.5.5 p H 测定15取 10.0 g 芒果果肉和 50 m L 蒸馏水置于组织捣碎机中捣碎, 抽滤后用 p H 计测定滤液的 p H。1.5.6 维生素
15、 C 的测定16取 10.0 g 芒果果肉, 加入少量 20 g/L 草酸溶液, 磨成匀浆后定容到 100 m L容量瓶, 抽滤后取 10.00m L 滤液用 2, 6-二氯酚靛酚溶液滴定, 根据 2, 6-二氯酚靛酚滴定消耗量, 计算芒果果实中维生素 C 的含量, 单位为 mg/100 g。1.6 数据分析采用 SPSS 13.0 进行因子分析和方差分析, 差异显著性分析采用 Tukey 法, 数据结果以算数平均值表示。2 结果与分析2.1 单因素结果分析由表 3 可以看出, KGM 处理组中, 9 g/L 浓度的 KGM 溶液可以明显抑制芒果贮藏过程中失重率。同理, 8 g/L 纳米二氧化
16、硅、6 g/L 甘油的溶液可以明显抑制芒果贮藏过程中的失重率。因此, 确定了 KGM、纳米二氧化硅、甘油这 3 个因素的最适浓度范围:KGM 为 8、9、10 g/L, 纳米二氧化硅为 6、8、10 g/L, 甘油为 4、6、8 g/L, 采用这几个水平进行正交试验, 研究最佳复合涂膜的配方。表 3 单因素试验结果 Table 3 The result of single factor design 下载原表 2.2 复合涂膜组数据的因子分析由于指标较多, 采用因子分析, 主成分抽取, 最大方差法进行旋转, 将多指标转化为少数几个公共因子来对因素之间和各处理组之间的相关关系进行分析。本次试验对采后芒果贮藏 12 d 的指标进行因子分析, 相关数据见表 4, 试验号10 为清水对照组。表 4 正交试验及对照组的数据 Table 4 The data of or
