壳聚糖涂膜结合冰温贮藏对蓝莓活性成分及抗氧化活性的影响

摘要：以蓝莓为试材，研究冷藏、壳聚糖涂膜、冰温和壳聚糖涂膜结合冰温贮藏对蓝莓活性成分含量及抗氧化活性的影响。结果表明，与直接冷藏相比，壳聚糖涂膜、冰温以及壳聚糖涂膜结合冰温贮藏都能有效延缓蓝莓果实贮藏过程中总花色苷、VC、总酚和总黄酮含量的下降，蓝莓果实中总花色苷、总酚和总黄酮含量与1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力之间均呈显著正相关，能更好地保持蓝莓的抗氧化活性。而壳聚糖涂膜结合冰温贮藏的效果优于单独采用冰温或壳聚糖涂膜贮藏。因此，壳聚糖涂膜结合冰温贮藏能较好地保持蓝莓活性成分含量及抗氧化活性，是一种较为有效的蓝莓贮藏方法。

关键词：蓝莓；壳聚糖涂膜；冰温贮藏；活性成分；抗氧化活性

蓝莓，学名越橘，其果肉细腻，酸甜可口并含有丰富的营养物质，包括抗氧化物，靴酸、叶酸、抗菌成分和丰富的膳食纤维等；其果实内所特有的蓝莓花青素等物质具有提高视力、抗衰老和防癌等功效，因此常被誉为“21世纪功能性保健浆果” ［1］。蓝莓成熟期在6—8月的高温多雨季节，而且其果实为浆果，柔软多汁，易感染真菌而腐烂，不利于贮存，因此研究蓝莓的贮藏保鲜技术对于整个蓝莓产业的发展具有重要意义。

冰温保鲜技术源于20世纪70年代初，是指在冰点温度范围内贮藏鲜活食品［2］。冰温贮藏优于普通冷藏及气调贮藏的优点在于不会破坏细胞组织，可以有效抑制各种酶活性的变化和有害微生物活动；延长食品货架期，显著提高其食用品质。该技术已在葡萄［3］、苹果［4］、柿［5］、樱桃［6］、猕猴桃和香梨［7］、冬枣［8］、荔枝［9］及西兰花［10］等果蔬贮藏方面有所研究。

壳聚糖具有良好的成膜性，可在果蔬表面形成透明半透膜，进而抑制果蔬呼吸，延缓衰老；还可使果蔬表面伤口木栓化，提高其抗病能力。此外，壳聚糖还具有抑菌、提高果蔬光泽度、改善其感官品质的作用［11］。美国、加拿大等国家从20世纪80年代就对壳聚糖的保鲜作用进行了系统研究［12-14］。近年来，壳聚糖涂膜保鲜研究已用于番茄［15］、芒果［16］、桃［17］、梨［18］、草莓［19］、脐橙等［20］。

目前，鲜见将壳聚糖结合冰温处理贮藏蓝莓的研究。本实验以蓝莓为试材，测定蓝莓的冰点温度，并在（4±1） ℃冷藏、冰温、壳聚糖涂膜及壳聚糖涂膜结合冰温贮藏条件下，于不同贮藏期取样测定蓝莓果实中总花色苷、VC、总酚和总黄酮含量的变化，并测试代表抗氧化活性的1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）自由基清除能力。研究壳聚糖涂膜结合冰温贮藏蓝莓的可行性，为进一步探讨壳聚糖涂膜结合冰温贮藏在蓝莓采后贮藏保鲜中应用的可行性及优越性提供依据。

1　材料与方法

蓝莓：于2014年6月10日清晨采于山东省临沂市博海蓝莓开发有限公司蓝莓基地，果实八成熟、无病虫害、果粉基本完整，常温1.5 h运回临沂大学生命科学学院生物化学实验室，在运输过程中采用泡沫箱包装以免机械损伤。

壳聚糖（脱乙酰度不小于90%，黏度200 cP）济南海得贝海洋生物工程有限公司；抗坏血酸、2，6-二氯酚靛钠、草酸、碳酸氢钠、氢氧化钠（均为分析纯）莱阳市康德化工有限公司。

723型可见分光光度计上海菁华科技仪器有限公司；SPX-250B-Z型生化培养箱上海博讯实业有限公司医疗设备厂；FA2004电子分析天平上海恒平科学仪器有限公司；JJ-2型组织捣碎机江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；TDL-4000C低速台式大容器离心机上海安亭科学仪器厂。

将运回的蓝莓果实用低密度聚乙烯塑料食品包装盒进行分装（125 g/盒），先在（4±1）℃条件下预冷4 h，以去除蓝莓果实的田间热。处理后的蓝莓果实随机分为4 个组，每组设3 个重复，每个处理10 盒：1组为对照，贮藏温度为（4±1）℃；2组为壳聚糖涂膜贮藏，将壳聚糖溶解于2 mol/L的醋酸中，先充分浸泡，再搅拌，直至充分溶解。然后用1 mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至5.5～5.8，配成质量分数为1.5%的壳聚糖-醋酸溶液。将蓝莓放入溶液中处理5 min。取出晾干后贮藏于（4±1）℃；3组为冰温贮藏，于冰温库（－1.6±0.5）℃贮藏；4组为壳聚糖涂膜结合冰温贮藏，用1.5%的壳聚糖-醋酸溶液处理5 min后晾干，于冰温条件下贮藏，贮藏温度为（－1.6±0.5）℃。贮藏期间，每隔5 d测量1 次各指标，至蓝莓果实表面出现霉点终止实验。

总花色苷含量的测定：采用比色法［21］；VC含量的测定：采用2，6-二氯酚靛酚滴定法；总酚含量的测定：采用Folin-Ciocalteu比色法［22］；总黄酮含量的测定：采用分光光度法［23］；DPPH自由基清除能力的测定：采用分光光度法［24］；蓝莓冰点温度的测定：取一定量的蓝莓样品研碎取汁装入小试管，插入热电阻并固定，放－18 ℃进行冻结，由温度自动监测记录仪按每5 s记录1 次温度，绘制曲线，当温度下降到0 ℃以下轻微回升，随后变化缓慢或停止时的温度即为蓝莓果的冰点温度［25］。

采用SPSS 17.0数据处理软件对测定的数据进行差异显著性分析。

2　结果与分析

图1　蓝莓果实的冻结曲线
Fig.1　Freezing cure of blueberry fruits

如图1所示，蓝莓果实汁液的温度随时间延长不断下降，直至－4.2 ℃时突然回至－1.7 ℃，并出现相对稳定，这是因为蓝莓冻结释放出潜热，从而造成温度的上升，其回升后的温度即为蓝莓的冻结温度。1 200 s后蓝莓果实汁液的温度则又开始下降。经测试得到蓝莓的冻结温度为－1.7 ℃，将温度上调0.1 ℃，蓝莓果实温度为－1.6 ℃，此时受冻果实基本复原。为此，采用－1.6 ℃作为蓝莓冰温贮藏的温度。

图2　不同处理对蓝莓中总花色苷含量的影响
Fig.2　Effects of different treatments on the total content of anthocyanins in blueberry fruits

蓝莓中富含花色苷，研究表明花色苷对眼睛有良好的保健功能，能够恢复眼疲劳及提高夜间视力。贮藏期间各温度条件下，蓝莓果实中总花色苷的含量呈先上升后下降的趋势（图2），这是因为随着蓝莓果实成熟度的增加，总花色苷含量逐渐升高，完全成熟之后总花色苷又被分解而含量下降。

在贮藏初期，温度高有助于花色苷总量的积累，故贮藏初期对照组蓝莓总花色苷含量增加较快，冷藏、壳聚糖涂膜、冰温和壳聚糖结合冰温处理总花色苷含量出现峰值的时间分别为15、15、20、20 d，到达峰值之后含量明显下降。各处理贮藏结束后的花色苷含量比其峰值分别降低了47.1%、46.2%、43.6%和42.1%。说明冰温贮藏可以延缓总花色苷含量的减少，从而很好地维持果实的保健功能，且壳聚糖结合冰温处理总花色苷含量下降速率最小，效果更佳。

图3　不同处理对蓝莓中VC含量的影响
Fig.3　Effects of different treatments on the content of vitamin C in blueberry fruits

在蓝莓的贮藏过程中，随着VC的不断降解，其含量随贮藏时间的延长而逐渐减少（图3），壳聚糖涂膜和冰温贮藏蓝莓VC含量下降速率低于冷藏的对照果实。与实验开始时比较，冷藏条件下贮藏30 d时VC含量下降了50.7%；壳聚糖涂膜贮藏50 d时VC含量下降了49.7%；贮藏60 d时冰温和壳聚糖涂膜结合冰温处理VC含量分别下降了48.4%和46.4%。由此看来，壳聚糖涂膜结合冰温贮藏蓝莓的VC含量下降最小，在一定程度上延缓了蓝莓中VC的分解，更好地保持了蓝莓的营养价值。

图4　不同处理对蓝莓中总酚含量的影响
Fig.4　Effects of different treatments on the total content of phenols in blueberry fruits

在蓝莓的贮藏过程中，蓝莓果实中总酚的含量呈先上升后下降的趋势（图4）。对照组总酚含量增加最快，含量比实验开始时增加了29.3%，而壳聚糖涂膜、冰温、壳聚糖结合冰温处理下，其含量分别比实验开始时增加了22.9%、23.1%和23.0%；出现峰值的时间分别为20、25、30、30 d；贮藏结束时，对照组总酚含量比实验开始时降低了26.2%，而壳聚糖涂膜、冰温、壳聚糖结合冰温处理后，含量分别比实验开始时降低了22.2%和21.0%和19.3%。可以看出冰温处理可以有效抑制总酚含量的降低，特别是壳聚糖结合冰温处理，可以很好地保持蓝莓中总酚的含量，在蓝莓贮藏中起到了较好的效果。

图5　不同处理对蓝莓中总黄酮含量的影响
Fig.5　Effects of different treatments on the total content of flavonoids in blueberry fruits

由图5可知，在贮藏期间，不同条件下，蓝莓中总黄酮含量均呈先上升后下降的趋势。对照组总黄酮含量增加最快，含量比实验开始时增加了16.3%，而壳聚糖涂膜、冰温、壳聚糖结合冰温处理组含量分别比实验开始时增加了15.7%、16.1%和16.2%；出现峰值的时间分别为15、25、25、25 d；而在贮藏结束时，对照组果实总黄酮含量比实验开始时降低了20.7%，而壳聚糖涂膜、冰温和壳聚糖结合冰温处理组含量分别比实验开始时降低了19.2%、18.4%和18.0%。说明冰温和壳聚糖结合冰温处理可以减缓蓝莓果实总黄酮含量的减少，壳聚糖结合冰温处理效果更佳。

图6　贮藏期间蓝莓果实抽提物清除DPPH自由基能力的变化
Fig.6　Effect of storage for 60 days on the DPPH radical scavenging activity of blueberry fruit extract

由图6可知，对照组的蓝莓贮藏前20 d DPPH自由基清除率增加较快，随着贮藏时间的延长，又迅速下降；而壳聚糖涂膜和冰温贮藏的果实，前30 d虽对DPPH自由基清除率增加较慢，但在整个贮藏期间果实的DPPH自由基清除率下降较慢，能始终维持在相对较高水平。壳聚糖结合冰温处理果实贮藏初期DPPH自由基清除率增加最快，后期则降低较慢，且贮藏时间也明显延长。冷藏、壳聚糖涂膜、冰温和壳聚糖结合冰温处理后，贮藏20 d的DPPH自由基清除率分别比实验开始时增加了8.0%、8.1%、8.3%和9.5%；而在贮藏结束，各处理的DPPH自由基清除率分别比实验开始时降低了13.9%、8.7%、8.4%和7.6%。因此，壳聚糖结合冰温贮藏更好地体现了冰温保鲜技术的优越性。

采用SPSS 17.0数据处理软件，分析不同贮藏条件下蓝莓果实中总花色苷、总酚和总黄酮含量及其对DPPH自由基清除能力之间的相关性，见表1。

表1　不同条件下总花色苷、总酚和总黄酮含量与DPPH自由基的清除能力相关性
Table1　Correlation analysis of TA， TF and TP contents and DPPH radical scavenging capacity

注：*.相关性显著（P＜0.05）；**.相关性极显著（P＜0.01）。

贮藏条件总花色苷总酚总黄酮对照0.816*0.862*0.842*壳聚糖0.821*0.827*0.831*冰温0.847*0.871*0.867*冰温+壳聚糖0.865**0.896**0.893**

在不同贮藏条件下，随着蓝莓果实中总花色苷、总酚和总黄酮含量的变化，蓝莓清除DPPH自由基的能力也有相应变化。在同一贮藏条件下，总花色苷、总酚和总黄酮含量与DPPH自由基的清除能力之间均呈正相关（P＜0.05）。

3　讨论与结论

冰温技术是一种物理保鲜方法，可以有效地抑制果蔬的的呼吸和水分蒸发作用，从而延缓新陈代谢，降低营养物质的损失，是保存果蔬原有风味、口感和新鲜度的强有力的方法之一，为冷藏事业拓宽了新的领域。冰温贮藏比冷藏效果更优，因为在冰温条件下，生物细胞为了防止冻结和过量失水，会不断地从体内分泌大量不冻液以降低冰点，组成不冻液的主要是蛋白质、氨基酸、葡萄糖和高级醇等物质，这些物质与果蔬的品质和风味密切相关［26］。冰温技术在我国的应用和发展，对冰温贮藏、冰温后熟、冰温干燥及冰温流通等系列设备及相关行业的工程技术人员，提出了新的研究课题，同时也带来了新的挑战。壳聚糖涂膜作为一种天然高分子多聚糖，具有改变病原菌细胞膜的通透性、流动性和抗菌杀菌作用；壳聚糖涂膜可抑制果蔬呼吸代谢和水分散失，延缓其组织和结构的衰老，使果实保持良好的贮藏品质［27］。果蔬经壳聚糖处理后其表面可形成透明薄膜，与外界的气体交换受限，使其内部高CO 2而低O 2，从而通过抑制各种需氧代谢途径延缓果蔬营养成分的分解，保持其品质。研究表明，荔枝［27］、冬枣［28］等经质量分数为1.5%的壳聚糖涂膜贮藏后可延缓花色苷、VC和总酚含量的降低。本实验结果表明，质量分数为1.5%的壳聚糖涂膜处理可明显抑制蓝莓果实总花色苷、VC、总酚和总黄酮含量的降低，提高蓝莓的抗氧化活性。同时在本实验条件下，蓝莓冷藏贮藏期为30 d，而壳聚糖结合冰温处理的贮藏期为60 d，较普通冷藏延长30 d，这与前人的研究结果一致。

DPPH自由基是一类相对比较稳定的自由基。有研究［29］表明天然抗氧化物质清除DPPH自由基的能力可以在一定程度上反映其清除自由基的总能力。本研究发现，随着蓝莓果实中总花色苷、总酚和总黄酮含量的变化，蓝莓清除DPPH自由基的能力也有相应变化。在同一贮藏条件下，总花色苷、总酚和总黄酮含量与DPPH自由基的清除能力呈正相关，说明花色苷、酚类和黄酮类物质在蓝莓果实抗氧化体系中发挥了重要作用，这与李春阳等［24］的研究结论相符。利用壳聚糖涂膜结合冰温技术对蓝莓进行保鲜，能使蓝莓果实中的活性成分含量和抗氧化活性始终维持在一个相对较高的水平，且安全无毒，操作简单，是一种推广价值很高的的蓝莓保鲜方式。

本实验只研究了不同贮藏条件对蓝莓总花色苷、VC、总酚和总黄酮含量的影响，对于其他活性成分及抗氧化活性的影响还有待于进一步研究。另外，冰温处理对壳聚糖涂膜结构和果实质量损失是否有影响、壳聚糖处理的质量分数和处理时间以及应用和推广，还需要做进一步的工作。

［1］胡雅馨，李京，惠伯棣. 蓝莓果实中主要营养及花青素成分的研究［J］.食品科学， 2006， 27（10）： 600-603.

［2］彭丹，邓洁红，谭兴和，等. 冰温技术在果蔬贮藏中的应用研究进展［J］. 包装与食品机械， 2009， 27（2）： 38-43.

［3］尚海涛，凌建刚，朱麟，等. 葡萄冰点测定及冰温贮藏实验的研究［J］.制冷学报， 2014， 35（5）： 55-60.

［4］赵猛，王亮，李超，等. 冰温气调对红富士苹果贮藏效果的影响［J］.保鲜与加工， 2010， 10（58）： 46-50.

［5］李江阔，梁冰，张鹏，等. 冰温结合低温驯化对磨盘柿软化生理的影响［J］. 北方园艺， 2014（3）： 123-126.

［6］刘璐，鲁晓翔，陈绍慧，等. 冰温贮藏后不同出库方式对樱桃货架期品质的影响［J］. 食品与发酵工业， 2014， 40（11）： 236-241.

［7］刘斌，申江，王素英，等. 猕猴桃及香梨冰温贮藏实验研究［J］. 制冷学报， 2008， 29（2）： 50-53.

［8］李敏，张桂. 冬枣冰温贮藏保鲜研究［J］. 河北科技大学学报， 2003，24（3）： 26-29.

［9］申江，李超，王素英，等. 冰温储藏对荔枝品质的影响［J］. 食品工业科技， 2011， 32（3）： 360-363.

［10］林本芳，鲁晓翔，李江阔，等. 冰温贮藏对西兰花保鲜的影响［J］. 食品工业科技， 2012， 33（19）： 312-316.

［11］ DU J M， GEMMA H. Effect of chitosan coating on the storage of peach， Japanese pear and kiwifruit［J］. Journal of Japanese Society for Horticultural Science， 1997， 66（1）： 15-22.

［12］ REDDY M V B， BELKACEMI K， CORCUFF F， et al. Effect of preharvest chitosan sprays on post-harvest infection by botrytis cinerea and quality of strawberryfruit［J］. Postharvest Biology Technology，2000， 20（1）： 39-51.

［13］ FEREIDOON S， JANAK K， VIDANA A， et al. Food applications of chitin and chitosans［J］. Trends in Food Science and Technology， 1999，10（2）： 37-51.

［14］ BUATISTA-BANOSA S， HERNANDEZ-LAUZARDO A N，VELAZQUEZ-DEL V M G， et al. Chitosan as a potential natural compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities［J］. Crop Protection， 2006， 25（2）： 108-118.

［15］邓雨艳，明建，曾凯芳. 壳聚糖涂膜对脐橙果实抗病性及贮藏品质的影响［J］. 食品科学， 2008， 29（11）： 656-661.

［16］谌素华，王维民，夏杏洲. 壳聚糖涂膜保鲜对芒果保鲜效果的研究［J］.食品科技， 2007， 32（3）： 236-238.

［17］康若祎，郁志芳，陆兆新，等. 壳聚糖涂膜对冷藏白凤水蜜桃品质变化的影响［J］. 食品科学， 2005， 26（2）： 228-231.

［18］史洪伟，刘小阳. 壳聚糖涂膜对砀山酥梨保鲜效果的研究［J］. 安徽农业科学， 2009， 37（20）： 9637-9638.

［19］刘卫东，王雷，王章存. 壳聚糖对蟠桃保鲜作用的研究［J］. 食品科技，2007， 32（5）： 252-254.

［20］康明丽，牟德华，李艳. 壳聚糖涂膜常温保鲜草莓的试验研究［J］. 食品科学， 2005， 26（增刊1）： 84-87.

［21］杨磊，贾佳，祖元刚. 蓝莓总花色苷匀浆的提取条件优化及抗氧化活性［J］. 食品科学， 2009， 30（1）： 20- 27.

［22］李合生. 植物生理生化实验原理和技术［M］. 北京：高等教育出版社，2000： 32-46.

［23］张水华. 食品分析［M］. 北京：中国轻工业出版社， 2010： 112-131.

［24］李春阳，许时婴，王璋. DPPH法测定蓝莓花青素清除自由基的能力［J］.食品与生物技术学报， 2006， 25（2）： 102-106.

［25］魏文平，华璐云，万金庆，等. 蓝莓冰温贮藏的实验研究［J］. 食品工业科技， 2012， 33（13）： 346-348.

［26］张辉玲，刘明津，张昭其. 果蔬采后冰温贮藏技术研究进展［J］. 热带作物学报， 2006， 27（1）： 101-105.

［27］杨胜平，谢晶，钱娟芳. 壳聚糖复合保鲜剂涂膜与MAP保鲜“妃子笑”荔枝［J］. 食品科学， 2013， 34（8）： 279-283.

［28］万丽，申琳，赵丹莹，等. 壳聚糖复合涂膜对鲜切冬枣安全性与贮藏品质的影响［J］. 食品科学， 2009， 30（4）： 277-281.

［29］严奉伟，朱建飞，吴谋成. 功能食品清除自由基活性评价方法及其进展［J］. 长江大学学报：农学卷， 2006， 3（4）： 214.

Effect of Chitosan Coating Combined with Freezing-Point Storage on Active Compounds and Antioxidant Capacity of Blueberry Fruits

YU Junxiang， ZHENG Yaqin， FANG Keyan
（College of Life Sciences， Linyi University， Linyi 276005， China）

Abstract：This study was performed to investigate the effect of refrigeration， and freezing-point storage and chitosan coating individually or in combination with each other on active components and antioxidant activity of blueberries. The results showed that all freezing-point storage， chitosan coating and their combination effectively retarded the decrease in total anthocyanins， vitamin C， total phenols and flavonoids and maintained antioxidant capacity in blueberries compared with the control （direct refrigeration）. There were positive correlations of 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical （DPPH） scavenging capacity with the contents of total anthocyanins， total phenols and total flavonoids. The combined treatment was more effective than either treatment alone. Therefore， chitosan coating combined with freezing-point storage can be the method of choice for maintaining active components and antioxidant capacity of blueberries.

Key words：blueberry； chitosan coating； freezing-point storage； active compounds； antioxidant capacity

基金项目：山东省水果创新团队项目（SDAIT-03-021-19）；临沂市重大科技创新项目（201211010）；临沂大学大学生创新创业训练计划项目（201410452173）

作者简介：于军香（1976—），女，讲师，硕士，研究方向为园艺产品贮藏加工。E-mail：yujunxiang@lyu.edu.cn

壳聚糖涂膜结合冰温贮藏对蓝莓活性成分及抗氧化活性的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论与结论

1　材料与方法

2　结果与分析

3　讨论与结论