壳聚糖和ε-聚赖氨酸处理 对青椒贮藏品质的影响

周 湘，李思敏

（广东广垦绿色农产品有限公司，广东广州 510630）

青椒作为常见的蔬菜为广大消费者喜爱，在采收后贮藏、运输和销售期间，由于自身的呼吸作用和外界环境的影响，其品质会快速下降。青椒的产季是7—9月，由于环境温度高、湿度大，发生变质的概率极高，会造成巨大的经济损失[1]。新鲜果蔬中含有大量的水分，是影响其口感与风味的重要成分，但其较高的含水量也给微生物和酶等创造了有利的条件，导致新鲜果蔬的贮藏性能差、容易腐烂和变质。这种腐败变质称为生物败坏，主要是细菌、霉菌、酵母等微生物的破坏而引起的败坏。此外，采收后新鲜果蔬在贮藏过程中一直保持着鲜活状态，仍是一个有生命的有机体，还会进行水分蒸发及呼吸作用等复杂的生命活动，这与果蔬的贮藏品质密切相关，会影响其货架期。使用保鲜液处理采收后的果蔬，可以大大改善其贮藏品质。

虾蟹壳等水产加工废弃物中主要部分为甲壳质，其经脱乙酰反应后得到壳聚糖，壳聚糖天然、无毒副作用，不仅可以为绿色包装、保鲜、医疗用品等提供价格低廉、性能优异的材料来源，还能使废弃的虾壳、蟹壳回收利用，解决其带来的环境污染问题。近年来，壳聚糖因自身具有抑菌性，被越来越多地应用于果品保鲜，以稳定果蔬贮藏品质，延长果蔬货架期[2-4]。ε-聚赖氨酸是一种阳离子聚合多肽，这种生物防腐剂在80年代就首次应用于食品防腐，其能在人体内分解为赖氨酸，而赖氨酸是人体必需的8种氨基酸之一，也是世界各国允许在食品中强化的氨基酸。因此ε-聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂，抑菌谱广，安全性高于其他化学防腐剂，其急性口服毒性为5 g·kg-1。ε-聚赖氨酸的抑菌性质及特点使其在食品的保鲜防腐中有良好的应用前景。《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）已规定可将ε-聚赖氨酸用于果蔬保鲜[5]。

本研究利用壳聚糖和ε-聚赖氨酸及其复合保鲜液处理市售青椒，从青椒保青效果、腐烂率和失水率等方面研究其对贮藏品质的影响，为青椒保鲜贮藏、减少腐烂浪费奠定研究基础。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

青椒，由广东广垦绿色农产品有限公司提供，大小均匀、无损伤和无病虫害；壳聚糖，浙江玉环甲壳素厂提供；ε-聚赖氨酸，南京轩凯生物科技股份有限公司提供，胡萝卜软腐果胶杆菌（Pectobacterium carotovorum），由中国科学院微生物研究所提供。

3种保鲜液分别为聚糖保鲜液（CTS，浓度为 2 g·L-1，将壳聚糖溶于浓度为1%的醋酸溶液）、 ε-聚赖氨酸保鲜液（PL，浓度为0.05 g·L-1）以及壳聚糖和ε-聚赖氨酸复配保鲜液（CP，壳聚糖保鲜液和ε-聚赖氨酸保鲜液按体积比1∶1比例复配），对照样（CK）为去离子水。上述保鲜液溶剂均为去离子水。

1.2 仪器与设备

JJ500A型电子天平，昆山托普泰克电子有限公司；X85-2恒温磁力搅拌器，上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

选取大小一致青椒共20颗，在处理液中浸泡 5 min，取出后置于不锈钢托盘中于常温下放置。分别于第3天、第6天、第9天、第12天及第15天测定保青效果、腐烂率、失水率及抑菌率。

1.3.2 青椒青色指数与腐烂率测定

（1）青椒青色指数。青椒青色指数按青椒表面变色程度划分为4个级别，0级表示表面完全没有变色，1级表示表面变色面积小于50%，2级表示表面变色面积大于50%，3级表示表面全部变色。青椒青色指数按式（1）计算。

（2）青椒腐烂率按青椒表面发生的腐烂面积划分为4个级别，0级表示表面没有发生腐烂，1级表示表面腐烂面积达10%，2级表示腐烂面积20%～30%，3级表示表面完全腐烂。青椒腐烂率按式（2）计算。

1.3.3 青椒失水率测定

青椒失水率按式（3）计算。

式中：m为青椒初始质量，g；n为青椒储藏时间为t时的质量，g。

1.3.4 抑菌试验

将贮藏的胡萝卜软腐果胶杆菌接种于营养肉汁琼脂斜面，30 ℃培养24 h，向斜面中加入10 mL无菌水，刮取菌苔并混匀，调整菌液浓度为106个/mL。取菌液100 μL涂布营养肉汁琼脂平板，30 ℃培养24 h， 在距平板中心3 cm同心圆处打取直径为6.8 mm的菌饼，以备抑菌试验使用。将抑菌剂与营养肉汁琼脂培养基（46 ℃）以1∶9的体积比进行混合，得到一定浓度的含药平板，将菌饼的有菌面贴在含药培养基中央。用无菌水做空白对照。将上述平板于 30 ℃培养24 h，十字交叉法测量菌落直径，按公式（4）计算抑菌率。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件分析处理所得数据，取平均值。

2 结果与分析

2.1 对青椒保青效果的影响

青椒采收后经过处理其失去光合作用的能力，叶绿体自身不能更新且被分解，叶绿素分子遭到破坏。叶绿素降解是植物衰老最明显的标志，会影响植物的色泽。由图1可知，将青椒储藏3～15 d，随着储藏时间的延长，青椒青色指数逐步下降，前 9 d变化缓慢，之后变色速度明显变大。与对照样CK比较，经过3种保鲜液处理的青椒变色速度都有所减缓，CP组对青椒的保青效果优于CTS组，ε-PL组的效果相对较差，但仍明显高于对照样，CP组的青色指数在第15天时是对照样的2.7倍。分析认为，随着贮藏时间的延长，果蔬品质会发生劣变，往往伴随着色泽的变化，因此青色指数可以直观地反映采摘后青椒品质变化。由此可见，按1∶1配制的壳聚糖和ε-聚赖氨酸复合保鲜液保青效果最佳。

图1 不同保鲜液对青椒保青效果的影响

2.2 对青椒腐烂率的影响

采摘后的青椒生命活动没有停止，自身代谢依然存在，受微生物的影响，其在贮藏期间会发生腐烂。由图2可知，青椒的腐烂率随着贮藏的时间延长逐步增大，在开始的前6 d基本上没有发生腐烂，之后腐烂速度快速增大。从3种保鲜液的保鲜效果来看，CP＞CTS＞ε-PL的效果。贮藏至15 d，使用CP保鲜液的腐烂率为50%，而使用ε-PL保鲜液的腐烂率为61%，效果差异明显。

分析认为，青椒采后造成腐烂病害的病原菌有镰刀菌、蔬菜软腐病菌和黄曲霉菌等微生物，而镰刀菌、盘长孢状刺盘孢菌和蔬菜软腐病菌3种病菌具有潜伏侵染特性。辣椒果实的果肉和果柄（包括尊片）在抗病性方面存在较大差异，微生物通过伤口侵入辣椒果肉而引起严重腐烂。壳聚糖和ε-聚赖氨酸具有广谱抗菌性，对青椒采摘后具有良好的保 护性。

图2 不同保鲜液对青椒腐烂率的影响

2.3 对青椒失水率的影响

青椒采后存在生命活动，呼吸作用一直延续，继续消耗水分。同时水分的蒸发也会造成失水。而水分减少会使青椒皱缩，促进呼吸作用并消耗干物质，从而对青椒的营养价值产生较大的影响。由图3可知，青椒在贮藏的前9 d失水速度不大，继续延长储藏时间，失水速度加快，失水率增大。从3种保鲜液的效果比较来看，CP溶液浸泡对青椒的水分保持效果最优，CTS溶液浸泡的效果次之，ε-PL的效果相对较低。上述3种保鲜方式下的青椒失水率显著低于对照样，表明经过保鲜液处理后青椒的保水效果较好。

分析认为，经过采摘后的青椒呼吸旺盛、代谢加快带动机体更快蒸腾失水，故贮藏前期失水较快。贮藏15 d时，CK组失水率达3.5%，这表明细胞结构已被破坏；CTS和ε-PL两组失水率在2.4%左右，这可能与CTS和ε-PL具有一定的成膜性相关，抑制了自由水相对含量的降低。CP失水率为1.9%，可能是因为复合处理增强了青椒对不良环境的耐受，抗逆反应强烈，主要通过减少自由水使得机体新陈代谢速率下降，并通过增加结合水含量增强抗逆能力。

图3 不同保鲜液对青椒失水率的影响

2.4 对抑菌效果的影响

青椒贮运过程中极易发生细菌性软腐病，且可快速蔓延，导致水分外渗，果肉腐烂，从而失去食用价值。胡萝卜软腐果胶杆菌是青椒软腐的主要原因。青椒主产季在7—9月，此时会有大量青椒集中上市，积压时间较长，且夏季高温高湿的气候条件可明显增加细菌性软腐病的发生概率，使青椒采后损耗居高不下。由图4可知，保鲜液对贮藏青椒的抑菌效果随着贮藏时间的延长，效果越来越差。与对照样相比较，CT、ε-PL及CP保鲜液对青椒的腐败都有抑制效果，其中CP保鲜液的抑菌效果在贮藏3 d时高达90%，15 d时降至76%，效果非常明显；与CT及ε-PL相比，开始3 d内抑菌效果差距不大，但随着贮藏时间延长，CP保鲜液的抑菌效果明显优于CT及ε-PL。分析认为，壳聚糖及ε-聚赖氨酸都具有抑菌作用，但是两者单独使用效果不及两者复合作用效果明显。

图4 不同保鲜液对青椒腐败抑菌效果的影响

3 结论

采用壳聚糖、ε-聚赖氨酸及两者的复配溶液处理青椒都可以改善青椒的保青效果，降低腐烂率和失水率，3种方法均可起到保鲜作用，且壳聚糖和ε-聚赖氨酸复配溶液对青椒的保鲜效果最优，其次为壳聚糖溶液，ε-聚赖氨酸溶液相对较差。