下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
杧果生长在热带和亚热带地区，富含膳食纤维和维生素C。杧果也是一种呼吸跃变型水果，采摘后由于各种代谢过程会出现变黄和变软的现象。此外，杧果易受微生物浸染和冷害的影响导致杧果变质。这些因素都影响杧果的食用价值和市场价值，因此需要新的安全的保存杧果的方法。
二氧化氯（ClO 2 ）因其较强的氧化能力和反应活性，被世界卫生组织确定为A1级高效杀菌剂。ClO 2 在食品加工杀菌和食品保鲜领域被广泛用作食品防腐剂，使用ClO 2 杀菌的加工食品保持了食品原有的风味和外观 [19] 。ClO 2 也是一种无毒的杀菌剂，通常低浓度的ClO 2 可以直接对水果、蔬菜和肉类进行杀菌、消毒和保鲜。在新鲜食品的贮藏和运输过程中，发生在水果和蔬菜中的代谢过程如蛋白质代谢，会导致氧化和分解产生乙烯、二氧化碳和其他分解产物。乙烯影响水果和蔬菜的成熟和老化，而ClO 2 可以阻止蛋白质等物质的新陈代谢 [20] 。美国、西欧、加拿大、日本等国家和地区的多个组织，包括美国环境保护署、食品和药物管理局与农业部门，已经批准和推荐在食品、食品加工、饮用水消毒和食物保存中可以使用ClO 2 。2006年前后，中国也开始推动ClO 2 产品的应用。在2006年6月1日，中国确立了稳态ClO 2 溶液的国家标准。中国卫生部还批准ClO 2 可以作为消毒剂和食品添加剂 [21] 。
ClO 2 气体在减少食源性疾病、抑制微生物腐败、保持食品新鲜度、保持食品营养品质方面具有独特的优势。文献 [22，23] 研究了ClO 2 对番茄安全性的影响以及ClO 2 对蓝莓的抗菌活性。此外，文献 [24] 研究了控制释放ClO 2 气体对草莓新鲜度的影响，ClO 2 可以促进气孔关闭，降低失重率，减缓软化和腐烂。文献 [25] 研究发现，ClO 2 降低了青豆的呼吸速率，从而抑制了乙烯的产生，延缓了果实的衰老，提高了货架期。文献 [26，27] 研究发现，ClO 2 处理有效地延缓了食物营养物质的流失，贮藏初期，ClO 2 处理桑葚果实中类黄酮和维生素C含量均低于对照组果实。经证实，如果贮藏时间较长，ClO 2 处理可以减缓黄酮类化合物和维生素C的损失。
虽然ClO 2 已经被证明是一种强效水果保鲜剂，但ClO 2 在杧果保鲜中的应用却很少被报道。本试验采用自制的含有ClO 2 微胶囊的抗菌膜对杧果进行保鲜，并通过理化指标测定杧果在贮藏过程中的变化。
草酸、2,6-二氯靛酚、抗坏血酸、氢氧化钠、无水乙醇、PLA膜（聚乳酸膜，定制，氧气透过率为3500cm 3 m -2 24h -1 ，水蒸气透过率为31.23g m -1 24h -1 ），抗菌膜（自制，氧气透过率为2800cm 3 m -2 24h -1 ，水蒸气透过率为20.00g m -1 24h -1 ）。
分光光度计（CM-3600d；Japan Konica Minolta Company）、硬度计（GY-1 type；Zhejiang Top Instrument Co.，Ltd.）、电子天平（PL601-L；METTLER TOLEDO Instrument Co.，Ltd.）、数显阿贝折光仪（WYA-2S；Shanghai Shen Guang Instrument Co.，Ltd.）、薄膜塑封机（SF-300；Wenzhou City Industrial Machinery Co.，Ltd.）、人工气候箱（CLIMACELL404；Germany MMM Company）。
参照文献 [28] 的方法制备ClO 2 微胶囊，胶囊壁材为PLA，胶囊芯材为明胶/稳定态ClO 2 溶液。制得的ClO 2 微胶囊包埋率为37.04%。将制备的微胶囊按PLA与酒石酸质量比的20%加入膜中制备抗菌膜。
选取大小均匀，无病虫害，无机械损伤，色泽和成熟度大致相同的杧果用于试验。先用自来水清洗杧果，再用蒸馏水冲洗，风干后放在无菌台上，用紫外光灯照射消毒5分钟。将PLA膜和抗菌膜一并放在无菌台上用紫外光灯照射消毒5分钟。杧果包装示意图如图4-9所示。
图4-9 杧果包装 [21]
将杧果分为3组，分别为含ClO 2 微胶囊抗菌膜包装组，简称抗菌膜组，记为Antibacterial film；PLA膜包装组，简称PLA组，记为PLA film；对照组，不用任何包装，记为Blank control。所有杧果贮藏在温度为25℃、相对湿度为50%的气候箱中。在第0、3、6、9、12、15、18天和第21天，取出样品，测量相关指标。
本试验所有测试项目参照文献 [21] 的描述，包括杧果的失重率测试，单位为%；硬度测试，单位为kg/cm 2 ；色差变化；可溶性固形物含量（TSS）测试，单位为%；维生素C含量测试，单位为mg/100g；可滴定酸含量（TA）测试，单位为%。
从图4-10可以看出，贮藏过程中所有处理组杧果均出现重量损失，随贮藏时间的延长失重率呈线性增加。对照组杧果的失重率最大。第21天，对照组杧果的失重率约为PLA组的2倍，PLA组杧果的失重率约为抗菌膜组的1.5倍。由于抗菌膜减少了杧果的水分蒸腾作用，阻止了水蒸气的散失，使杧果的失重率明显低于对照组。抗菌膜组杧果的失重率显著低于PLA组，这可能与抗菌膜释放出的ClO 2 有一定关系，ClO 2 降低了杧果的呼吸强度 [24] 。
图4-10 贮藏期间各处理组杧果的失重率 [21]
从图4-11可以看出，贮藏过程中所有处理组杧果的硬度都呈现下降的趋势。对照组杧果的硬度在第6天后迅速下降，原因是细胞内水分流失和失去了细胞壁的支撑。PLA组杧果的硬度在12天后也迅速下降。抗菌膜组杧果的硬度高于其他两组，抗菌膜组杧果在第21天的硬度值比PLA组高185.71%，比对照组高566.67%。这可能是因为抗菌膜的阻隔作用能更好地阻止水蒸气的散失，而ClO 2 气体的缓慢释放起到了抑制酶活性的作用，降低了代谢过程，抑制了果胶的产生和淀粉的水解，从而保持了细胞壁的完整性和杧果的硬度 [29] 。
图4-11 贮藏期间各处理组杧果的硬度 [21]
从图4-12可以看出，随着贮藏时间的延长，对照组杧果b值升高，果肉颜色逐渐变黄，在第15天达到最大值，数据表明杧果已经完全成熟了。第12天前，PLA组和抗菌膜组杧果的b值变化不大。第12天后，b值迅速增加。第21天，抗菌膜组杧果的b值比对照组和PLA组低了31.25%，表明抗菌膜有效延缓了杧果变黄的时间。这可能是由于PLA薄膜在杧果表面产生了低氧条件，抑制了叶绿素的氧化分解。ClO 2 的抗菌性抑制了叶绿素酶的活性，使得抗菌膜组杧果的b值变化较小。
图4-12 贮藏期间各处理组杧果的b值 [21]
从图4-13可以看出，对照组杧果的色差在贮藏过程中变化很大，从第6天到第15天，色差值迅速增加，且变化明显。在第15天到21天，颜色差值达到最大值，基本保持不变。这是因为随着贮藏时间的延长，杧果逐渐成熟，果肉变黄。PLA组杧果的色差在第9天后迅速增加。第21天时色差值达到最大值，果肉呈现黄色，果皮出现黑斑，失去了商业价值。抗菌膜组杧果的色差较少，贮藏期间色泽稳定。第21天，抗菌膜组杧果的色差比PLA组和对照组分别降低了72.26%和72.65%。抗菌膜缓慢释放的ClO 2 气体导致酶活性降低，保护叶绿素不被水解和氧化，并保持了杧果的颜色。
图4-13 贮藏期间各处理组杧果的∆E值 [21]
从图4-14可以看出，第21天，对照组杧果果皮颜色已经变黄，果皮表面出现了许多黑斑，表明杧果已经变质，失去了商业价值。此外，杧果内部的果肉也由白色变为黄色或黑色，表明由于微生物的浸染已失去食用价值。PLA组杧果果皮颜色也变黄了，还有一些黑点，大部分果肉都变黄了。抗菌膜组杧果表皮呈现更多的绿色，皮肤颜色更深，果肉呈肉色，部分果肉轻微发黄，表明杧果仍具有商业价值和食用价值。
图4-14 贮藏第21天时，各处理组杧果的照片（后附彩图）
（a）对照组；（b）PLA组；（c）抗菌膜组 [21]
从图4-15可以看出，各处理组杧果的TSS含量随着贮藏时间的延长而逐渐增加。对照组和PLA组杧果的TSS含量在第6天后急剧增加，在第21天达到最大值。这可能是由于随着贮藏时间的延长，果实中的大部分有机酸转化为可溶性糖，导致TSS含量增加。抗菌膜组杧果的TSS含量在贮藏期间保持相对稳定，第21天时，TSS含量比PLA组低了28.05%，比对照组低了40.40%。这些结果可以解释为，ClO 2 可以抑制酰基辅酶A合成酶和酰基辅酶A氧化酶的合成，而这两种酶可以调节乙烯的生成，从而延缓杧果的成熟，抑制果实中某些有机酸向可溶性糖的转化 [30] 。
图4-15 贮藏期间各处理组杧果的TSS含量 [21]
从图4-16可以看出，随着贮藏时间的延长，各处理组杧果的维生素C含量均呈现先增加后降低的趋势。这可能是由于呼吸作用和酶的作用导致杧果的成熟，进而加速了维生素C的生成。之后维生素C含量的减少是由于在呼吸过程中维生素C被消耗。对照组和PLA组杧果的维生素C含量分别在第6天和第9天达到峰值，第21天降到最低。抗菌膜组杧果的维生素C含量变化缓慢，第21天比PLA组高了182.30%，比对照组高了520.74%。因此，抗菌膜对维持杧果维生素C含量有显著的作用，因为抗菌膜释放的ClO 2 抑制了呼吸和乙烯的生成，从而降低了维生素C的氧化。
图4-16 贮藏期间各处理组杧果的维生素C含量 [21]
从图4-17可以看出，各处理组杧果的TA含量随贮藏时间的延长而降低。呼吸作用使有机酸含量增加。事实上，随着贮藏时间的延长，一些有机酸被转化为可溶性糖，一些被呼吸消耗，导致杧果果实中TA含量降低。PLA组杧果的TA含量在第12天达到峰值，然后持续下降。对照组杧果的TA含量在第9天后显著降低，在第21天降到最低。抗菌膜组杧果的TA含量也发生了变化，在第21天，TA含量比PLA组高了125%，比对照组高了718.18%。因此，抑菌膜有效地维持了杧果的TA含量，可能是通过阻止有机酸向可溶性糖的转化和释放的ClO 2 抑制了杧果的呼吸引起的。
图4-17 贮藏期间各处理组杧果的TA含量 [21]
本试验的研究结果表明，未经处理的杧果易腐烂，遭受严重的重量损失和颜色变化，可溶性固形物含量明显增加，硬度、维生素C和可滴定酸含量降低。经抗菌膜处理的杧果上述指标均有显著改善。含有ClO 2 微胶囊的抗菌膜有效延缓了杧果的腐烂，延长了杧果的货架期，在保持杧果营养和各种理化指标方面具有明显的优势。贮藏21天后，对照组杧果失去了食用和商业价值，而经抗菌膜包装的杧果仍保持了食用和商业价值。