CN115073626A - 对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用 - Google Patents

对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用。本发明研究发现对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜应用于保鲜鲜切菠萝蜜具有良好的效果，不但保鲜时间长，而且能够较好保持鲜切菠萝蜜的品质，能够较好地满足鲜切菠萝蜜保鲜需求，有效提高鲜切菠萝蜜存放时间。

Description

对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用
技术领域
本发明涉及壳聚糖膜领域，特别涉及对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用。
背景技术
菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus L.)是世界上最大的树上水果，整果中约有60％是果皮、果核等不可食用部分。对于普通消费者来说菠萝蜜去皮费时费力，因此消费者更喜欢购买即食鲜切产品。但是，由于鲜切方法(削皮，切片，切块，切碎等)造成的一系列典型症状(如组织软化，切面褐变，营养价值降低，在存储过程中出现异味和微生物变质等)会缩短鲜切果蔬的保质期，因此鲜切产品的货架期比未加工的整果要短得多。此外，经过鲜切处理后的暴露表面也有利于某些病原微生物的生长，容易引发食源性疾病。鲜切菠萝蜜的短保质期已成为其工业发展的最大限制。因此，必须采用适当的方法以保持鲜切菠萝蜜的品质。而使用现有的保鲜膜保鲜效果欠佳，保鲜后鲜切菠萝蜜品质明显下降，故急需一种保鲜材料，能够较好地对鲜切菠萝蜜进行保鲜。
发明内容
鉴于此，本发明提出对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用。
进一步的，所述保鲜的方法包括以下步骤：将菠萝蜜果苞置于容器中，使用对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜对所述容器进行密封。更进一步的，所述保鲜的方法包括以下步骤：取新鲜的菠萝蜜果苞，将菠萝蜜果苞置于容器中，使用对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜对所述容器进行密封，然后将其置于温度为5-20℃，优选15℃，相对湿度为80-90％的条件下储存。
进一步的，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的接枝度为30-120，即每克所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜中接枝对羟基苯甲酸30-120mg。更进一步的，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的接枝度为95-105，即每克所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜中接枝对羟基苯甲酸95-105mg。
进一步的，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的水分含量为17-23％，水溶性为35-46％，水蒸气透过率为(4.5-10)*10-10g/m·s·Pa，氧气透过率为(2.5-4.5)*10-3g/·s·m2。
进一步的，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的拉伸强度为25-35MPa，断裂伸长率为4-5％。
本发明对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜由摩尔比为(0.3～1)：1的对羟基苯甲酸与壳聚糖制得。
本发明对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的具体制备方法包括以下步骤：
(1)PA-g-CS的制备：将壳聚糖(CS)溶解于2％(v/v)乙酸溶液中；以对羟基苯甲酸(PA)与壳聚糖的摩尔比为(0.3～1)：1的比例混合；加入抗坏血酸后，排除空气；然后，加入30％H2O2溶液；隔绝空气反应12h后，使用8-14kDa透析袋透析反应液以除去未反应的对羟基苯甲酸以及其他可溶性物质；透析72h，透析过程每8h更换一次透析水，冷冻干燥得到PA-g-CS样品；所述壳聚糖、乙酸溶液、抗坏血酸和H2O2溶液的比例为1.2g：100mL：0.2g：1mL。
(2)对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的制备：将PA-g-CS溶解于1％(v/v)乙酸溶液，配置2％(w/v)PA-g-CS乙酸溶液，以PA-g-CS的干重计，加入50％wt甘油，并在25℃下搅拌60min；将所得混合物在200W和40kHz条件下超声30min；将溶液倒入玻璃板中，并在40℃下干燥48h；最后，将干燥的PA-g-CS膜从玻璃板中取出，并在50±2％的相对湿度和25℃下储存48h以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明研究发现对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜应用于保鲜鲜切菠萝蜜具有良好的效果，不但保鲜时间长，而且能够较好保持鲜切菠萝蜜的品质，能够较好地满足鲜切菠萝蜜保鲜需求，有效提高鲜切菠萝蜜存放时间。
(2)本发明采用自由基介导的方法，以抗坏血酸(Vc)-过氧化氢(H2O2)为氧化还原体系，在惰性气氛下将PA接枝到CS上，将PA-g-CS浇铸成膜，得到对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜，制备方法简单，成本低；而且可根据鲜切菠萝蜜保鲜时间需求，制备不同接支率的对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜，使得鲜切菠萝蜜保鲜材料多样化。
(3)本发明制备的PA-g-CS膜的物理性能(含水率和水溶性)、力学性能(断裂伸长率和拉伸强度)、阻隔性能(水蒸气透过率、透氧性和透光率)、生物活性(抗氧化、抑菌活性)等性能均优于CS膜、GLA-g-CS膜，能够较好地满足鲜切菠萝蜜保鲜需求。
附图说明
图1、CS(A)，PA-g-CS-I(B)，PA-g-CS-II(C)和PA-g-CS-III(D)的表面扫描电镜图。
图2、CS和PA-g-CS(I-III)膜的透光率。
图3、CS和PA-g-CS(I-III)膜的水分含量和水溶性，同一指标中不同字母表示差异显著(p<0.05)。
图4、CS和PA-g-CS(I-III)膜的水蒸气透过率和氧气透过率，同一指标中的不同字母表示差异显着(p<0.05)。
图5、CS和PA-g-CS(I-III)膜的拉伸强度和断裂伸长率，同一指标不同字母表示差异显著。
图6、CS和PA-g-CS(I-III)膜的DPPH自由基清除活性。
图7、鲜切菠萝蜜在储存期间的失重率。
图8、鲜切菠萝蜜在储存期间的硬度。
图9、鲜切菠萝蜜在储存期间VC含量。
图10、鲜切菠萝蜜在储存期间的可溶性固形物含量。
图11、鲜切菠萝蜜在储存期间的菌落总数。
图12、鲜切菠萝蜜在储存期间的相对电导率。
图13、鲜切菠萝蜜在储存期间的感官评分。
图中：英文翻译如下：Transmi tance透射率，Wavelength波长，Moisture content水分含量(MC)，Water solubility水溶性(WS)，Water vapor permeability水蒸气渗透率(WVP)，Oxygenpermeability氧气透过率(OP)，Tensile strength拉伸强度(TS)，Elongation at break断裂伸长率(EB)，Radical scavenging activity抗氧化，Antibacterial activity抑菌活性，weight loss失重率，hardness硬度，ascorbic acid抗坏血酸含量，soluble solid content可溶性固形物含量(TSS)，Relative conductivity相对电导率。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例
1材料与方法
1.1材料与试剂
菠萝蜜采摘自海南省海口市南金农场，选择大小均匀、成熟度80％的果实进行研究。壳聚糖脱乙酰度为95％，动态粘度系数为100～200mpa，由麦克林生化有限公司(上海)提供。Folin-Ciocalteu试剂、对羟基苯甲酸、抗坏血酸和30％H2O2由上海阿拉丁生化科技有限公司提供，其余试剂均为分析纯。
1.2仪器与设备
S-4800扫描电子显微镜，日本Hitachi公司；
Lambda 750s紫外可见分光光度计，美国PE公司；
LGJ-30F中试冷冻干燥系统，北京松源华兴科技公司；
TA.XT Plus质构仪，英国Stable Micro公司；
3343万能拉力机，英国INSTRON公司；
LRH-250A生化培养箱，韶关泰宏器械有限公司。
1.3 PA-g-CS的制备
将1.20g壳聚糖完全溶解于100ml 2％乙酸溶液(v/v)中。以PA与CS重复单元摩尔比为0.3:1、0.7:1与1:1的比例分别将PA添加到不同三颈圆底烧瓶中。所有反应器中加入0.2g Vc后，通入高纯氮气排除空气。然后，加入1mL30％H2O2溶液。以氮气隔绝空气，反应12h后，使用8-14kDa透析袋透析反应液以除去未反应的PA以及其他可溶性物质。透析72h(每8h更换一次透析水)后，冷冻干燥得到样品。三种样品分别命名为PA-g-CS-I，PA-g-CS-II和PA-g-CS-III。使用Folin–Ciocalteu方法检测产品中多酚的含量。接枝度分别为35.16±2.07、65.02±2.34和101.16±4.46(mg PA/g PA-g-CS)。
1.4 PA-g-CS膜制备
将PA-g-CS溶于150mL乙酸溶液(1％，v/v)后，配置2％(w/v)PA-g-CS乙酸溶液，加入50％(以PA-g-CS的干重计)甘油，并在25℃下搅拌60min。将所得混合物在200W和40kHz下超声30min以消除气泡。随后，将溶液倒入24cm×24cm大小的玻璃板中，并在40℃下干燥48h。最后，将干燥的PA-g-CS膜从板中取出，并在50±2％的相对湿度和25℃下储存至少48h。
参照上述方法，将PA-g-CS替换为CS，制备CS膜；将PA-g-CS替换为GLA-g-CS，其中GLA(没食子酸，即3,4,5-三羟基苯甲酸)与CS的摩尔比为1：1，制备GLA-g-CS膜(壳聚糖没食子酸接枝共聚物膜)。
1.5 PA-g-CS薄膜的表征
1.5.1透光率
将每个矩形膜样品(1cm×4cm)贴附在比色皿的内壁上，使用紫外可见分光光度计测量200–800nm范围内的光学透射率。以空比色皿作为对照。根据600nm吸光度计和膜厚度，使用以下公式计算膜的不透明度(Opacity)：
Figure BDA0003624441250000061
式中，A表示600nm处薄膜的吸光度，x表示薄膜的厚度(mm)。不透明度结果表示为A600/mm。
1.5.2膜的表面形态
用液氮将膜断裂后镀金。使用S-4800扫描电子显微镜，在10kv加速电压下，对膜样品的表面形貌拍照。
1.5.3水分含量(MC)
MC是指膜在105℃干燥24h后的重量变化百分比。MC值的计算公式如下：
Figure BDA0003624441250000062
其中W0(g)是膜的初始平衡重量(2cm×2cm)，而W1(g)是膜在105℃下干燥24h后的重量。
1.5.4水溶性(WS)
在蒸馏水中完全浸泡24h后溶解物的百分比称为膜的WS。用于计算WS的公式如下：
Figure BDA0003624441250000063
其中W0(g)为膜初始平衡重量(2cm×2cm)，W1(g)为浸泡24h后未溶解物质重量。
1.5.5水蒸气渗透率(WVP)
将膜样品覆盖在含有完全干燥的硅胶的玻璃杯上并密封，将其置于20℃的装有蒸馏水的干燥器中，然后连续三天每隔4h称重，以获得重量增加的时间图。使用以下公式计算膜的WVP：
Figure BDA0003624441250000071
其中C表示增重时间图斜率(g/s)，x表示膜厚度(m)，A表示渗透面积(m2)，ΔP是纯净水和干燥大气的压力差，在20℃下值为2339Pa。WVP结果表示为g/(m·s·Pa)。
1.5.6氧气渗透率(OP)
将3g脱氧剂(包括还原铁粉、氯化钠和活性炭(0.5:1.5:1))，放置在称量瓶底部，然后用膜覆盖称量瓶口，并用液体石蜡密封。记录瓶的初始重量后，将所有称量瓶放入25℃干燥器中48h，其底部含有饱和氯化钡溶液。计算薄膜OP的计算公式如下：
Figure BDA0003624441250000072
其中m1表示平衡48h后的瓶子最终重量，m0表示初始瓶重，t表示平衡持续时间，A表示膜的暴露表面面积，值为0.00049m2。
1.5.7膜的机械性能
采用拉伸试验机测量膜的断裂伸长率(EAB)和拉伸强度(TS)。拉伸试验前，将膜样品剪切为10mm×40mm的矩形条。使用精度为0.001mm的千分尺记录每个矩形膜的厚度。拉伸试验期间，初始距离设置为20mm，牵引速度设置为5mm/min。
1.5.8 DPPH自由基清除活性
通过DPPH自由基清除试验测定膜样品的抗氧化活性。将不同量的膜样品添加到4.0mL 100μM DPPH甲醇溶液中。添加到反应液中的膜样品当量分别为1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mg/mL。反应在室温下黑暗中进行60min。最后，在517nm处测量反应混合物的吸光度。DPPH自由基清除活性根据以下公式计算：
Figure BDA0003624441250000081
其中A0和A1分别表示对照品和样品管中上清液的吸光度值。
1.5.9抗菌活性
采用琼脂扩散法评估膜样品的抗菌活性。将大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的悬浮液(100μL 106CFU/mL)分散在Mueller-Hinton琼脂平板上。在制备膜样品之前，用75％乙醇对打孔机等所有设备进行消毒，并在无菌台中紫外线照射30min。用打孔机将膜样品切割成圆形(直径8mm)。膜样品在紫外线下照射30min进行消毒后转移到灭菌的玻璃培养皿中。然后，用无菌镊子将膜样品放置在接种好的平板上。将平板在室温下放置30min，以使生物活性化合物从膜扩散到培养基。然后，将培养皿在37℃下培养24h。测量并记录膜周围透明区的直径，包括圆盘直径，单位为毫米(mm)。
1.6 CS膜、GLA-g-CS膜和PA-g-CS膜对鲜切菠萝蜜品质的影响
1.6.1菠萝蜜保鲜处理
将菠萝蜜果苞用锋利的不锈钢刀取出，浸泡在100mg/L的次氯酸钠溶液中30s，室温干燥2h后，选择形状、大小均匀的果苞进行包装。将菠萝蜜果苞随机分为6组：(1)对照组，不进行包装处理；(2)PA-g-CS-I膜包装；(3)PA-g-CS-II膜包装；(4)PA-g-CS-III膜包装；(5)CS膜包装；(6)GLA-g-CS膜。将每组的菠萝蜜果苞置于17.5cm×12cm×7cm的塑料筐中，使用相应的膜将塑料筐密封。然后将其置于温度为15℃，相对湿度为80-90％的条件下储存。
1.6.2果实失重测定
为了确定净重，在观察当天使用分析天平对整个包装进行称重。数值表示为重量减轻的百分比。
1.6.3果肉硬度
根据Zheng等[1]的方法，使用质构仪对果肉的硬度进行了测量。力-时间图中的最大力表示果肉的硬度。选择P/2探头(直径2mm)，质构仪参数设置为1mm/s的速度穿透至5mm深。
1.6.4可溶性固形物(TSS)
菠萝蜜果肉用蒸馏水按1:4的比例均质。匀浆以5000r·min-1的速度离心15min，用手持式糖度计测定上清液TSS。
1.6.5抗坏血酸含量
使用2，6-二氯苯酚-吲哚酚滴定法测定抗坏血酸。用3％偏磷酸提取10g样品，定容至100mL。用染料滴定10ml滤液，直到明显的玫瑰粉色持续15–20s。结果表示为三个重复样品的平均值。
1.6.6菌落总数(TBC)
采用GB 4789.2-2016对各组菠萝蜜的菌落总数进行测量。结果以lg CFU/g表示。
1.6.7细胞膜通透性
膜通透性用相对电导率表示，并根据Chen等[2]的方法进行了一些修改。首先，用直径为10mm的打孔器从果肉中取出圆柱形样品(8片，每片约2g)。样品用蒸馏水冲洗三次后，用滤纸擦拭。然后，将其放入装有20mL蒸馏水的烧杯中，30min后测量电导率作为初始值(C1)。最后，煮沸15min并冷却至室温后测量电导率(C2)。通过以下公式计算电解液泄漏率：
Figure BDA0003624441250000091
1.6.8感官评价
根据Hu等[3]的方法进行感官评价。小组成员(3名男性和3名女性)使用10分制对感官特征进行评分，如外观、气味、颜色、质地和一般可接受性，其中10-9分为优秀，8-7分为良好，6-5分为可接受，4-3分为差，2-1分为非常差。
1.7统计分析
所有实验至少进行三次。数值表示为平均值±标准偏差。数据分析采用spss25。方差分析(ANOVA)和Duncan多重极差检验用于比较样本间差异的显著性，p<0.05被认为是显著的。
2结果与分析
2.1膜的性能
2.1.1膜的表面形态
CS和PA-g-CS膜的表面形态如图1所示。SEM显示，由于甘油在整个膜上的均匀分布，CS膜呈现出连续的光滑表面。然而，在PA-g-CS-I膜上观察到大量细孔。这些空穴的数量随着接枝率的增加而减少，而PA-g-CS-III膜的表面较光滑。有文献认为，与CS溶液相比，PA-g-CS溶液具有更强的异质性，PA的接枝使CS膜的表面更粗糙且更不均匀。在其他类型的酚酸枝接CS膜中也观察到类似现象。在PA-g-CS膜之间观察到的微观差异可能是导致其水蒸气渗透率、氧气渗透率和机械强度值差异的主要原因。
2.1.2膜的透光性能
由于光产生的自由基会损害食品质量，因此，近年来学者们强调了防紫外线膜的重要性。
如图2所示，在200–374nm范围内观察到PA-g-CS膜可以屏蔽99％以上的紫外线。并且在374-400nm范围内膜的紫外线透射率与接枝率成反比。在400nm处，PA-g-CS-1，PA-g-CS-II和PA-g-CS-III的紫外线透射率最高，分别为22.58％，10.20％和3.87％。而CS膜在该处的透射率为73.14％。因此，结果表明，PA-g-CS膜可以有效地防止紫外线穿透，可以用来保护包装食品免受与光有关的质量损失。值得注意的是，PA-g-CS-III膜的紫外线防护能力最强，这可能是由于在接枝过程中形成了更多的C＝O和C＝N键以及更多的苯环。
2.1.4水分含量(MC)和水溶性(WS)
水分含量(MC)和水溶性(WS)是评估膜水敏感性的重要参数，这是用于食品包装的膜的突出问题之一。
由图3可知CS膜的MC值为25.72±1.28％，而如此高的MC值的可能是CS的亲水基团和水分子之间相互作用引起的。与CS膜相比，PA-g-CS膜的MC值显著降低(p<0.05)，同时随着接枝率的增加而降低。PA-g-CS膜的WS显著高于CS膜(p<0.05)，并且随接枝率的增加而增加(p<0.05)。CS和PA-g-CS膜之间的MC和WS值不同的可能原因可能归因于PA的引入导致氢键的急剧破坏。这导致PA-g-CS的亲水性改变。
2.1.5水蒸气渗透率(WVP)与氧气透过率(OP)
膜的WVP代表包装材料对水分的阻挡性能。
由图4可知，PA-g-CS-I膜的WVP显着高于CS膜(p<0.05)，而PA-g-CS-II和PA-g-CS-III的WVP值显著减小(p<0.05)。PA-g-CS膜的WVP值与接枝率呈负相关。WVP值的差异有多个可能原因，首先，如SEM所示，不同的膜具有不同的孔洞，可能会导致不同的WVP值；其次，CS和PA之间的共价键使亲水基团减少，导致WVP减少；此外，CS膜的内部结构也可能受到PA部分中巨大苯环的阻碍。
Liu等4]在研究用原儿茶酸接枝的CS膜的研究中发现，WVP值和与膜的枝接率呈负相关。根据Schreiber等[5]的报告，没食子酸接枝不会影响CS膜的WVP值。导致多酚接枝CS膜之间WVP差异的因素可能包括：CS的分子量和脱乙酰度，增塑剂的类型和用量，成膜过程以及接枝多酚的类型。
氧化是在氧气存在下发生的过程，它可以引起食物特性的改变，包括颜色，气味，风味和营养。因此，可以通过采取适当的阻氧措施来改善食品的质量和保质期。如图4所示，发现PA-g-CS-I膜的OP显着高于其他膜(p<0.05)。随着PA接枝率的增加，PA-g-CS的OP值趋于降低(p<0.05)。OP值的差异与膜的表面形态有关。
2.1.6拉伸强度(TS)和断裂伸长率(EB)
膜的机械性能可以由两个主要参数TS和EB表示。TS指膜可以承受施加的拉力的极限耐久性，而EB则反映了膜的拉伸能力。
CS和PA-g-CS膜的TS和EB值如图5所示。与CS膜相比，PA-g-CS膜的TS和EB值明显更低(p<0.05)。在PA-g-CS膜中，TS和EB均与PA接枝率呈负相关，表明CS与PA结合后的机械性能受到损害。造成这种情况的可能原因可能是PA接枝导致CS官能团的数量下降，这使得甘油与PA-g-CS之间的氢键相互作用变得困难。此外，膜的机械性能可能会受到MC参数的影响。考虑到水的增塑剂作用，低MC可能会降低薄膜的可塑性。酶促催化阿魏酸枝接壳聚糖被证明会损害CS膜的TS和EB特性。然而，通过没食子酸的官能化，CS膜的TS值显著提高，而咖啡酸接枝后CS膜的TS和EB性能得到增强。差异的原因可能是接枝物的类型，接枝方法和成膜过程。
2.1.7抗氧化和抑菌活性
DPPH自由基清除率用于检测各种膜的抗氧化活性。517nm处吸光度的降低被认为是膜的DPPH自由基清除能力的决定因素。如图6所示，在CS膜中观察到最弱的DPPH清除能力。CS膜的抗氧化活性归因于自由基与氨基(C-2位)和羟基(C-3/C-6位)的反应。PA-g-CS膜的DPPH清除能力比CS膜强，与接枝度呈正相关。一方面已证实多酚-壳聚糖共轭物会表现出更强的抗氧化活性，另一方面，PA-g-CS膜更易溶解，从而使相对浓度更高，清除DPPH自由基的能力更强。
大肠杆菌(G-)和金黄色葡萄球菌(G+)作为两种常见的病原体用于评估各种膜的抗菌性能，其结果列于表1。与CS膜相比，PA-g-CS膜的抗菌性能强得多(p<0.05)，表明通过PA接枝可以增强CS膜的抗菌性能。根据现有的研究，PA和CS的协同作用可以增强抗菌作用。同样，PA-g-CS的高水溶性使其更容易起效。CS和PA-g-CS膜对金黄色葡萄球菌的抗菌活性高于对大肠杆菌的抗菌活性，这可能与革兰氏阴性菌细胞膜上的脂多糖层可以有效防止抗菌物质穿过细胞膜有关。
表1 CS和PA-g-CS膜的抑菌活性
Figure BDA0003624441250000131
2.2 CS膜、GLA-g-CS膜与PA-g-CS膜对鲜切菠萝蜜的保鲜效果
2.2.1重量减轻和硬度
蒸腾作用，呼吸作用和汁液泄漏等因素通常会导致在存储过程中鲜切水果的失重。如图7所示，对照组在贮藏期间显示出最大的体重减轻(p＜0.05)。CS膜、GLA-g-CS膜和PA-g-CS膜包装在储存中均表现出较小的失重率。这可能归因于膜形成的保护性屏障，该屏障有助于抑制气体交换，同时减少水分蒸发并减少营养损失。在CS涂层的柚子、荔枝和葡萄中已证明了类似的失重延迟行为。在我们的研究中，发现失重率与膜的WVP之间存在正相关。造成这种现象的原因是膜阻碍了水的传输和蒸腾过程，这是果蔬在储存过程中重量减轻的主要原因。
组织软化会降低果蔬，特别是鲜切果蔬视觉品质和储存寿命。如图8所示，菠萝蜜果肉的硬度在储存期间降低。与对照组相比，CS膜、GLA-g-CS膜和PA-g-CS膜均可以显著延迟菠萝蜜果肉的软化(p＜0.05)。PA-g-CS-III膜包装的菠萝蜜的软化明显低于其他组(p<0.05)。而且，PA-g-CS-III膜优于GLA-g-CS膜(p<0.05)。
2.2.2抗坏血酸含量和可溶性固体(TSS)
抗坏血酸是果蔬中重要的营养品质指标。鲜切菠萝蜜在贮藏期间抗坏血酸含量的变化如图9所示。抗坏血酸含量随储存时间的增加而降低。与对照相比，在储存过程中，膜包装可以显著降低(p<0.05)抗坏血酸含量的损失。与CS膜组相比，PA-g-CS膜包装的菠萝蜜抗坏血酸含量显著高于CS膜包装的菠萝蜜(p<0.05)。与其他处理相比，PA-g-CS-III膜包装的菠萝蜜抗坏血酸含量在储存结束时更高，尤其优于GLA-g-CS膜。
TSS含量也是反映果实品质的重要指标。如图10中所示，鲜切菠萝蜜的TSS在储存期间呈上升趋势。第二天时，各组膜包装的菠萝蜜TSS值差异不显着(p>0.05)。第二天后，与CS和PA-g-CS膜组相比，对照组的菠萝蜜TSS显著增加(p<0.05)。PA-g-CS-III组的TSS缓慢增加，而CS组则增加更快。这表明PA-g-CS-III膜可以有效地延迟贮藏期间果苞的成熟和衰老，而且优于GLA-g-CS膜。
2.2.3菌落总数
图11展示了鲜切菠萝蜜的菌落总数的变化。在储存期间，包装在不同膜中的鲜切菠萝蜜的菌落总数呈上升趋势。对照组的菌落总数显着高于膜组(p<0.05)。CS膜组包装的菠萝蜜的菌落总数显著高于PA-g-CS膜组。PA-g-CS膜包装的菠萝蜜的菌落总数与枝接率呈负相关。高枝接率的PA-g-CS膜可以更有效抑制鲜切菠萝蜜的菌落生长。PA-g-CS膜抑菌效果优于GLA-g-CS膜。
2.2.4菠萝蜜细胞膜通透性
细胞膜的完整性和渗透性通常用相对电导率来表示。较高的相对电导率意味着细胞膜的严重损伤。
如图12所示，随着贮藏时间的延长，菠萝蜜的相对电导率升高。从第二天开始，对照组的相对电导率显著高于其他组(p<0.05)，而CS膜组的相对电导率显著高于PA-g-CS组(p<0.05)。在PA-g-CS膜组中，接枝率与相对电导率呈负相关，说明PA接枝CS对菠萝蜜细胞有更有效地保护作用。接枝率越高，效果越好。
CS膜、GLA-g-CS膜和PA-g-CS膜可以抑制鲜切菠萝蜜的失重，保持菠萝蜜的硬度、可溶性固形物、抗坏血酸和较好的感官品质，保护细胞膜，减少菌落数。该膜为鲜切菠萝蜜提供了一个相对封闭的环境和物理屏障，保护果肉免受外部环境的影响。PA-g-CS膜比CS膜表现出更强的保鲜效果，尤其是PA-g-CS-III膜，优于GLA-g-CS膜。一方面，这与PA-g-CS膜的透氧性、水蒸气透过率和抗紫外线能力密切相关，另一方面，与CS膜相比，PA-g-CS膜表现出与PA接枝率呈正相关的更强的抗氧化和抗菌作用。同时，PA-g-CS膜，特别是PA-g-CS-III膜的水溶性较高，导致在封闭环境中的相对浓度较高，从而有效地保护了鲜切菠萝蜜细胞免受氧化和微生物破坏。
2.2.4感官评价
新鲜波罗蜜果肉颜色为金黄色，外观饱满明亮，口感酥脆柔嫩。图13是在储存期间菠萝蜜的感官品质的变化。所有包装菠萝蜜的感官评分均呈下降趋势，对照组的感官品质下降最快。此外，与对照组相比，CS和PA-g-CS膜包装的菠萝蜜具有更好的感官特性。在储存的第四天，对照组的感官评分下降到5.0，表明相应的菠萝蜜是不可食用的。同时，被各种膜包装的菠萝蜜分别得分5.2(CS膜)，6.2(PA-g-CS-I膜)，7.0(PA-g-CS-II膜)，7.5(PA-g-CS-III膜)，7.2(GLA-g-CS膜)。PA-g-CS-III组的感官评分最高，表明其在储存过程中的表现优于其他组(更好的质量或更慢的变质)。
3结论
研究结果表明，PA接枝影响了CS膜的功能特性，从而提高了膜的保鲜能力。PA-g-CS能改变膜的颜色、不透明度、含水率、水溶性、抗紫外性能、透湿性、透氧性、机械强度、表面形貌、抗氧化性和抗菌性。此外，PA接枝率对PA-g-CS膜的性能有显著影响。与CS膜相比，PA-g-CS膜，尤其是PA-g-CS-III膜对鲜菠萝蜜的保鲜效果更好，明显优于GLA-g-CS膜。
参考文献：
[1]ZHENG H,LIU W,LIU S,et al.Effects of melatonin treatment on theenzymatic browning and nutritional quality of fresh-cut pear fruit[J].FoodChemistry,2019,299，125116.
[2]CHEN C,PENG X,CHEN J,et al.Mitigating effects of chitosan coatingon postharvest senescence and energy depletion of harvested pummelo fruitresponse to granulation stress[J].Food Chemistry,2021,348，129113.
[3]HU F,SUN T,XIE J,et al.Functional properties and preservativeeffect on Penaeus vannamei of chitosan films with conjugated or incorporatedchlorogenic acid[J].International Journal of Biological Macromolecules,2020,159,333-340.
[4]LIU J,MENG C-G,LIU S,et al.Preparation and characterization ofprotocatechuic acid grafted chitosan films with antioxidant activity[J].FoodHydrocolloids,2017,63,457-66.
[5]SCHREIBER S B,BOZELL J J,HAYES D G,et al.Introduction of primaryantioxidant activity to chitosan for application as a multifunctional foodpackaging material[J].Food Hydrocolloids,2013,33(2):207-14.
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜在鲜切菠萝蜜保鲜中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述保鲜的方法包括以下步骤：将菠萝蜜果苞置于容器中，使用对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜对所述容器进行密封。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述保鲜的方法包括以下步骤：取新鲜的菠萝蜜果苞，将菠萝蜜果苞置于容器中，使用对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜对所述容器进行密封，然后将其置于温度为5-20℃，相对湿度为80-90％的条件下储存。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的接枝度为30-120，即每克所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜中接枝对羟基苯甲酸30-120mg。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的接枝度为95-105，即每克所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜中接枝对羟基苯甲酸95-105mg。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的水分含量为17-23％，水溶性为35-46％。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的水蒸气透过率为(4.5-10)*10-10g/m·s·Pa，氧气透过率为(2.5-4.5)*10-3g/·s·m2。
8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的拉伸强度为25-35MPa，断裂伸长率为4-5％。
9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜由摩尔比为(0.3～1)：1的对羟基苯甲酸与壳聚糖制得。
10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对羟基苯甲酸接枝的壳聚糖膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将壳聚糖溶解于2％(v/v)乙酸溶液中；以对羟基苯甲酸与壳聚糖的摩尔比为(0.3～1)：1的比例混合；加入抗坏血酸后，排除空气；然后，加入30％H2O2溶液；隔绝空气反应12h后，使用8-14kDa透析袋透析反应液以除去未反应的对羟基苯甲酸以及其他可溶性物质；透析72h，透析过程每8h更换一次透析水，冷冻干燥得到PA-g-CS样品；所述壳聚糖、乙酸溶液、抗坏血酸和H2O2溶液的比例为1.2g：100mL：0.2g：1mL；
(2)将PA-g-CS样品溶解于1％(v/v)乙酸溶液，配置2％(w/v)PA-g-CS乙酸溶液，以PA-g-CS的干重计，加入50％wt甘油，并在25℃下搅拌60min；将所得混合物在200W和40kHz条件下超声30min；将溶液倒入玻璃板中，并在40℃下干燥48h；最后，将干燥的PA-g-CS膜从玻璃板中取出，并在50±2％的相对湿度和25℃下储存48h以上。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106220876A (zh) * 2016-08-12 2016-12-14 扬州大学 一种壳聚糖‑原儿茶酸接枝共聚物膜的制备方法
CN106665815A (zh) * 2017-01-17 2017-05-17 西北大学 改性壳聚糖在鲜切猕猴桃保鲜中的应用及保鲜方法
CN110999953A (zh) * 2019-11-29 2020-04-14 大连民族大学 一种鲜切马铃薯可食性涂膜保鲜剂的制备方法及应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106220876A (zh) * 2016-08-12 2016-12-14 扬州大学 一种壳聚糖‑原儿茶酸接枝共聚物膜的制备方法
CN106665815A (zh) * 2017-01-17 2017-05-17 西北大学 改性壳聚糖在鲜切猕猴桃保鲜中的应用及保鲜方法
CN110999953A (zh) * 2019-11-29 2020-04-14 大连民族大学 一种鲜切马铃薯可食性涂膜保鲜剂的制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIAOLONG WANG等: ""Synthesis, characterisation, antioxidant and antibacterial properties of p-hydroxybenzoic acid-grafted chitosan conjugates"", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
刘爽: ""壳聚糖-羟基苯甲酸类接枝共聚物膜的合成及其对双孢菇的保鲜效果"", 《万方数据知识服务平台》 *

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