马铃薯淀粉基涂膜液对早酥梨保鲜效果的影响论文.doc

吴双玛甲：马铃薯淀粉基涂膜液对早酥梨保鲜效果的研究本科毕业论文题 目 马铃薯淀粉基涂膜液对早酥梨 保鲜效果的影响 学 院 食品科学与工程学院 专 业 食品质量与安全 毕业届别 二零一四届 姓 名 吴双玛甲 指导教师 王 毅 职 称 实验师 甘肃农业大学教务处制二一四年五月目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1前言21.材料与方法31.1材料与仪器 31.2方法 31.2.1果实涂膜液配方的研究及设备31.2.2果实的涂膜31.2.3不同配方涂膜后果实保鲜效果的研究42.结果分析52.1 最佳涂膜液配方的确定52.2 涂膜对果实品质的影响83. 讨论 134. 结果 13参考文献14致谢15马铃薯淀粉基涂膜液对早酥梨保鲜效果的影响吴双玛甲（甘肃农业大学食品科学与工程学院食品质量与安全专业，甘肃兰州，730070）摘要：本试验研究以马铃薯淀粉涂膜基为基础，添加甘油、棕榈酸、单甘酯、-环状糊精辅助剂对“早酥梨”涂膜处理后的果实的硬度、失重率、可滴定酸（TA）含量、抗坏血酸（Vc）含量及果皮色度等贮藏指标进行测定，通过模糊分析法确定最佳涂膜液配方。结果表明，涂膜液的最佳配方为3.0%淀粉、0.5%-环状糊精、1.0%单甘酯、3.0%甘油、2.0%棕榈酸。该配方涂膜后对果实表皮进行表面形貌测定，扫描电镜结果显示：涂膜液在果实表面形成一层致密而光滑的薄膜，可覆盖果皮表面的蜡质及气孔。贮藏期间，色度等外部综合指标显著高与对照组，硬度、失重率、可滴定酸（TA）、可溶性固形物、还原糖含量等内部综合指标在采后保鲜效果上远远高于对照组，起到了较明显的保鲜效果，延长了早酥梨的采后寿命。关键词：马铃薯变性淀粉； 果实; 保鲜;Potato starch-based coating liquid formulations and their impact on the effect of early Cold StorageWu Shuangmajia（Major in Food Quality and Safety in the College of Food science and Engineering of Gansu Agricultural University，Lanzhou Gansu ，730070） Abstract:The experimental study of potato starch-based film, which based on glycerol, palmitic acid, monoglycerides, -cyclodextrin aid for pear hardness coating processed fruit, weight loss, titratable acid (TA) content, ascorbic acid (Vc) content and peel color, etc. Storage indicators were measured to determine the optimum coating liquid formulations through fuzzy analysis. The results showed that the best recipe starch coating solution was 3.0, 0.5% -cyclodextrin, 1.0% monoglycerides, 3.0% glycerol, 2.0% palmitic acid. After the coating formulation on fruit skin surface topography measurement, scanning electron microscopy showed that: coating the surface of the liquid in the fruit form a dense and smooth film can cover the surface of the wax and peel pores. External comprehensive index during storage, color, etc. and the control group was significantly higher hardness, weight loss, titratable acidity (TA), soluble solids, reducing sugar content and other internal composite indicator on postharvest preservation effect is much higher , played a more significant preservation effect, extending the life of the early post-harvest pear.Key words: Deformed potato starch; Coating formulations ;Preservation 前言“早酥梨”是我国北方地区的早熟梨品种，因果色鲜绿、果肉嫩白、质地脆嫩、汁多味甜的特点，深受广大消费者喜爱，但其果实采后在常温条件下果皮极易黄化，肉质软化而使商品性降低，口味明显淡化，严重影响了果实的品质1。通过采后低温贮藏可以有效控制“早酥梨”贮藏期间的品质劣变，但采后低温处理耗能大、成本过高，可食性涂膜是由生物高聚物和食品添加剂制得的一类新型膜，可以和食品一起使用，是一种有效的果蔬常温成膜保鲜方法。研究发现可食性涂膜液能明显的抑制果蔬的呼吸强度，阻止果蔬中的水分损失，延长果蔬货架期，因而具有广阔的应用前景2。常用的涂膜剂有蛋白质、脂类及糖类（纤维素、壳聚糖、果胶、淀粉）3。淀粉作为涂膜剂，具有高效、持久、对环境无污染、来源广泛、成本低廉和无毒副作用等特点4。 淀粉作为涂膜保鲜剂极具发展潜力和应用前景。而马铃薯淀粉是成本最低、来源最广的一类多糖，是一种可再生资源，价格便宜易得，性质易于掌握，作为涂膜材料有着广阔的应用前景。 。成为新型保鲜材料的研究热点。研究发现，淀粉涂膜处理能有效延长草莓5和柚子6的货架期。但由于淀粉糊在冷却和贮藏时，极易老化，淀粉糊在涂膜后内部会产生较大的内聚力而使涂膜开裂、起翘，另一方面，淀粉具有较大的亲水性，形成的可食涂膜阻湿性极差7。这两个重要的缺陷限制了淀粉用于可食涂膜保鲜果蔬的应用，而添加增塑剂如甘油可以使淀粉糊的塑性增加，易于涂膜，并防止涂膜后膜的开裂，有一定的抗淀粉老化的作用8，添加棕榈酸，可以起到阻湿剂、表面活性剂、乳化剂、抗老化剂等作用9，选用-环状糊精与单甘酯配合作为乳化剂可以改善可食涂膜液的乳化效果、降低可食涂膜溶液的表面张力，达到更好的涂膜效果10。研究发现对淀粉进行改性处理，并加入甘油作为增塑剂，用这种涂膜液处理过的新鲜草莓在失重率、硬度和腐烂率等指标上都优于原淀粉的处理效果。本试验以早酥梨为材料，以马铃薯淀粉为基础，添加棕榈酸、甘油、单甘酯和-环状糊精配制而成不同配方的可食性涂膜液对早酥梨进行涂膜处理，观察涂膜后果实表面形貌，并在贮藏期间测定果实的失重率、硬度、可滴定酸含量、抗坏血酸（Vc）的含量含量和可溶性固形物（SSC）的含量以及果皮色度等品质指标并对这些指标进行分析，通过SPASS软件处理，以此来确定最佳配方浓度，通过各指标与对照组的对比，判断马铃薯变性淀粉涂膜对早酥梨果实贮藏期间质地变化的影响。1 材料与方法 1.1 材料与仪器 早酥梨：采自甘肃省景泰县国营条山农场，果实八成熟时采收，当天运抵实验室进 行处理； 马铃薯变性淀粉（氧化醋酸酯淀粉）：甘肃圣大方舟马铃薯变性淀粉有限公司； 仪器： 紫外光分光光度计(UV-2450型，日本岛津分析仪器有限公司)、电热鼓风干燥箱(101-2型，上海实验仪器厂有限公司)、电子天平(AL204型，上海梅特勒-托利多仪器有限公司)、台式高速冷冻离心机(H-1850R型，长沙湘仪 离心机仪器有限公司)、低温冰箱、电冰箱、均质机、电镜扫描（Quanta-200型，荷兰FEI公司）；刀具等。1.2 方法1.2.1果实涂膜液配方的研究及制备表1 涂膜液因素水平表水平因素淀粉（%）-环状糊精（%）单甘酯（%）甘油（%）棕榈酸（%）13.00.50.52.01.024.01.01.03.02.0 表2 L8（）正交表设计试验方案试验号列号12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112按上表先称取一定量的淀粉溶于水中使，随后在80水浴中充分糊化后继续保持30min，取出后冷却备用。按表2中涂膜液L8（）正交试验设计，取适量单甘酯、甘油、棕榈酸和-环状糊精，加入其中，混匀备用。1.2.2果实的涂膜 选取成熟度一致，大小均匀，无病虫害和表皮无破损的果实，随机分成8组，进行以下处理： CK组：蒸馏水,浸泡3分钟。 实验组：马铃薯淀粉涂膜液,浸泡3分钟。 自然风干后，置于纸箱中，常温贮藏待用。在果实处理后的第0、5、10、15、20和25 d分别测定处理和对照果实的各项指标参数。每次用果实8个，重复3次。1.2.3不同配方涂膜后的果实保鲜效果的研究 选取涂膜均匀的果实，在常温贮藏5d、10、15d、20d、25d后测定处理和对照果实的各项品质指标。1.2.3.1果实涂膜后表面形貌测定 观察涂膜液在早酥梨表皮是否形成均匀的涂膜层，然后用扫描电镜（Quanta-200型，荷兰FEI公司）观察最佳涂膜液配方涂膜后果实表面形貌并获取图像。1.2.3.2保鲜品质的测定1.失重率 用电子天平称重法测量果实的重量。计算公式如下：失重率=(贮藏前重量-贮藏后重量)/贮藏前重量100% 2. 硬度采用GY1型果实硬度计测定。在果实对应两面用小刀薄薄的削去直径为12mm的果皮，将果实硬度计垂直的对准果面测试处，缓慢施加压力，使测头插入果实至标线为止。从指示器上直接读数。每个处理每次测定8个果实。重复3次。 3. 可滴定酸含量（TA）测定参考冯双庆11方法并改进。准确称取3g样品用蒸馏水研成匀浆后离心（10000 r/min, 10min），取3m1上清液，再加入5m1蒸馏水和2滴1%酚酞溶液，用0.01mol NaOH标准溶液进行滴定。果实可滴定酸含量以苹果酸（折算系数为0.067）进行计算。每个处理用果实8个，重复3次。4.抗坏血酸（Vc）含量测定参照张水华12方法改进。准确称取3.0g果肉于研钵中，加入2m1 1%盐酸，匀浆，转移至25m1容量瓶中，稀释至刻度，在20、10，000rpm条件下离心10min，取上清液备用。取0.1m1的提取液，加入盛有0.2m1 10%盐酸的10m1容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度后摇匀，以蒸馏水为空白，用UV-2800型紫外分光光度计在243nm处测定其吸光值。结果计算：抗坏血酸含量（g / g）= m Va / (MaV1)式中：m为从标准曲线上查得的维生素C的含量（g） Va为样品定容体积（m1） V1为测吸光值式吸取样品溶液的体积（m1） Ma为样品质量（g）5. 果皮色度测定参照McGuire13的方法，采用SP60色差计（爱色丽公司，美国）测定。果皮部分取3个点进行色度测定，每次测定8个果实。色差计光源直径10mm，原始数据中L*表示光泽明亮度，L*值越大，亮度越高，范围从黑(0)到白(100)； a*代表红/绿, 正值越大,红色越深，当a*值为负值时表示绿色，负值越小,绿色越深；b*代表黄/蓝, 正值越大,黄色越深，当b*为负值时表示蓝色,负值越小,蓝色越深。根据a和b值可计算出果皮的色饱和度C的值和色泽h的值，C=(a2+b2)1/2，当 a* 0时h = tan1 (b*a*) + 180。6.可溶性固形物含量（SSC）测定用手持折光仪测定，在赤道部位去皮后均匀取3个点的果肉，将汁液挤于折光仪上测定。每个处理每次测定8个果实，重复3次。7.还原糖的测定 采用费林试剂比色测定。称取果肉1g于钵体中，加少量蒸馏水研碎，转入25mL刻度试管中，将试管置于80恒温水浴中保温30min，摇动数次使还原糖浸出。取出后冷却、过滤，将滤液收集在100mL的容量瓶中，定容至刻度，摇匀。取25mL刻度试管，分别加入20mL还原糖提取液和1.5mL费林试剂，沸水浴中加热15min，迅速冷却，定容至刻度线，在540nm下测定溶液的吸光值。1.2.4数据处理统计 不同配方的所有实验数据用Microsoft Excel 2003处理后，采用模糊权重法对贮藏早酥梨品质指标进行综合评定,并以该指标进行正交试验分析,综合指数越高,保鲜效果越好，并用SPSS 16.0软件进行分析筛选出最佳配方。2 结果与分析 2.1 最佳涂膜液配方的确定本试验采用模糊综合评定法。按照模糊数学的观点，“优良”为一模糊概念，如果以数值“0表示最优，数值“l表示最劣。那么某种配方的涂膜保鲜效果的优良度可在闭区间0，1上连续取值。基于这一原则，模糊权重法对梨品质的评语值(即优良度)必须隶属于区间0，1，其评语值越小，梨的品质就越好。2.1.1 外部感官综合指数早酥梨的外部综合品质评定指数= 0.3失重率的评定指数+0.2色度的评定指数+0.3 黄化的评定指数+0.2 (1-腐烂指数) 。 2.1.2 内部感官综合指数早酥梨的内部综合品质评定指数= 0.2SSC的评定指数+0.3还原糖的评定指数+0.2 有机酸的评定指数+0.3VC评定指数 。可通过下式计算各评定指数： Xij=Xij 第i组梨的第j个指标的评定指数X 第i组梨的第j个指标的实测值Xmin 试验中第j个指标实测值中的最小值Xmax 试验中第j个指标实测值中的最大值若第i组梨的第j个因素的评定指数为Xij，且第j个因素数的加权系数为aj，那么第i组梨内部品质的综合评定指数(Ri)为：Rij=试验号ABCDE外部感官综合指数1111110.4196180562111220.2040859933122110.2027434694122220.270041425212120.109857556212210.2236089057221120.4481431258221210.369605672K11.0964889370.9571705041.4414528451.1803621991.215576102K21.1512152511.2905336850.8062513441.0673419891.032128087X10.2741222340.2392926260.3603632110.295090550.303894025X20.2878038130.3226334210.2015628360.2668354970.258032022R0.0136815790.0833407950.1588003750.0282550530.045862004因素主次CBEDA表3外部感官综合指标表4因变量:外部感官综合指数主体间效应的检验III 型平方和df均方FSig.校正模型.065a5.013.741.660截距.6561.65637.462.026A.0001.000.000.996B.0171.017.999.423C.0451.0452.555.251D.0001.000.019.902E.0021.002.132.751误差.0352.017总计.7558校正的总计.1007 较优水平组合：A2B1C2D2E1(感官评定的综合指数越小，则保鲜效果越好）。 表5 内部感官综合指数试验号ABCDE内部感官综合指数1111110.7788569372111220.6044206383122110.397769684122220.6367814735212120.4988093386212210.1965268017221120.6476417738221210.689362378K12.4178287282.0786137142.7202817262.3230777282.062515796K22.032340292.3715553051.7298872932.1270912912.387653222X10.6044571820.5196534280.6800704310.5807694320.515628949X20.5080850730.5928888260.4324718230.5317728230.596913306R0.0963721090.0732353980.2475986080.0489966090.081284357因素主次CAEBD表6因变量:内部感官综合指数主体间效应的检验源III 型平方和df均方FSig.校正模型.148a5.030.635.705截距2.61712.61756.145.017A.0221.022.467.565B.0091.009.183.711C.0951.0952.032.290D.0011.001.021.898E.0221.022.472.563误差.0932.047总计2.8598校正的总计.2417 使用SPASS软件对各因素对内外部感官指标的影响进行方差分析可得最佳涂膜组合为：A2B1C2D2E1最佳涂膜液配方为：淀粉3.0%-环状糊精0.5%单甘酯1.0%甘油3.0%棕榈酸2.0%2.2 涂膜对果实品质的影响（1）硬度测定 图1 涂膜液处理后对果实硬度的影响 贮藏期间，果实硬度缓慢下降。但在贮藏前期，涂膜处理后与对照果实硬度无明显差异，贮藏末期，处理果实硬度明显高于对照组，高出对照的1.43倍，这说明涂膜液起到了延缓果实在贮藏过程中的组织软化的作用。（2）失重率测定 图2 涂膜液处理后对果实失重率的影响 随贮藏时间的延长，果实失重率逐渐升高。与对照相比，处理延缓了果实失重率的升高。在贮藏20d时，处理果实的失重率仅为对照组的66.7%。（3）可滴定酸含量的测定 图3 涂膜液处理后对果实可滴定酸含量的影响 果实在贮藏过程中可滴定酸的含量先上升后平缓下降，涂膜后的果实在贮藏过程中可滴定酸含量低于对照组，在贮藏末期酸的含量仅为对照组的46%。（4）Vc含量的测定 图4涂膜液处理后对果实Vc含量的影响Vc含量在贮藏初期呈较逐渐上升，在15d时达到最高值后明显下降。但是整个贮藏期间处理果实的Vc含量明显高于对照组。在贮藏15d时，果实的Vc含量是对照的1.4 倍。（5）果皮色度的测定图5 涂膜液处理后对果实色度L值的影响图6 涂膜液处理后对果实色度H值的影响图7 涂膜液处理后对果实色度c值的影响 L值表示果皮的光泽明亮度，实验表明果实在贮藏期间果皮光泽明亮度基本保持不变，涂膜后在贮藏中后期由于淀粉膜的作用，果皮光亮度与对照组相比有下降的趋势，但差异较小， H值表示色泽，果实在贮藏过程中，色泽呈下降趋势，而涂膜后可有效地抑制色泽的变化，呈平稳趋势，C值表示果实的色饱和度，涂膜后果皮的饱和度与对照组基本保持一致。（6） SSC含量的测定图8 涂膜液处理后对果实SSC含量的影响 SSC在贮藏过程中基本保持不变，涂膜后的果实在贮藏10d其含量高于对照组1.2倍，随后下降，最终与对照组保持一致。（7）还原糖含量的测定图9 涂膜液处理后对果实还原糖含量的影响 果实在贮藏期间还原糖含量先下降后上升，这与果实的后熟期有关，涂膜后的果实与对照组相比贮藏前期保持一致，但在贮藏中期还原糖含量明显低于对照组，由图可知，涂膜后果实在贮藏末期还原糖的含量为对照组的1.4倍，由此说明涂膜可以延缓果实的后熟，延长货架期。（9）表面形貌测定：图A 图B CK组（0d） 试验组（0d） 图C 图D CK组(25d) 试验组（25d） 图E 图F 气孔 气孔 涂膜前 涂膜后 由A、B两图可知，涂膜后可以在果实表面形成一层致密的保鲜膜，随果实贮藏时间的延长，果皮表面蜡质发生变化，由C图可知，在果实贮藏末期表面形貌发生变化，不能完全覆盖果实表面，而涂膜后涂膜液在果实表面形成一层致密的保鲜膜，从而抑制果实的生理作用，涂膜液掩盖果实表皮的气孔（图F），抑制了果实在贮藏期间的呼吸作用和水分蒸腾作用，从而延长果实货架期。3 讨论 早酥梨果实的涂膜应用结果与在芒果14和李果实15上的结果一致，处理延缓了果实采后品质的变化，这可能是由于梨、芒果、李果实成熟过程中都需要经过后熟，品质达到最佳后因为衰老品质又下降造成的16。水果采摘后体内的呼吸作用和蒸腾作用会导致其失水、失重，新鲜度下降，从而对果实的外观和品质都有一定的影响。果实中的有机酸一部分作为呼吸底物被消耗掉，另一部分被转化为糖，最终使可滴定酸含量下降。本实验结果显示，随着贮藏时间的延长，早酥梨果实失重率快速增加，涂膜液处理处理后果实的失重率明显下降，起到了保鲜效果。随着贮藏时间的延长，早酥梨果实的硬度、可滴定酸含量和Vc含量逐渐降低，可溶性固形物含量呈上升后下降趋势，涂膜液处理后明显地延缓了它们的变化。王武等从果实色泽色差不同参数之间的相关性得到，果皮黄色成分越多，果皮色泽亮度越好，鲜艳程度越好16。这与本试验中各处理延缓了果实表皮转黄，但降低了果实亮度的结果相类似，所以，当生产中追求早酥梨果皮绿色表型时，会付出减少光亮度的代价。涂膜液处理抑制了贮藏过程中延缓果实色泽的转黄和硬度及可滴定酸含量下降，维持果实较高的Vc含量结果一致17。这是因为涂膜液具有良好的成膜性，在果实表面形成了一层半透膜，这层膜也可影响果实内外进行气体交换，由于果实本身的呼吸作用而造成果实微环境处于高CO2低O2的条件，适当的高CO2浓度可抑制果实的呼吸作用，从而降低有机酸的消耗。 综上所述，马铃薯淀粉涂膜处理能够延缓常温贮藏期间“早酥梨”果实的品质的下降，其作用机理可能涉及抑制果实内外气体交换，延缓呼吸强度，以及减少水分蒸腾等方面起到作用，由此可见，该实验配方制成的马铃薯淀粉涂膜液对早酥梨的采后保鲜起到明显作用,尤其是对于控制早酥梨采后黄化，组织软化方面效果显著。4 结论4.1 以不同配方的马铃薯淀粉涂膜液对早酥梨进行涂膜，采用正交试验并用SPASS软件分析果实采后品质变化，筛选出最佳配方为，3.0%淀粉、0.5%-环状糊精、1.0%单甘酯、3.0%甘油、2.0%棕榈酸。4.2 筛选出的最佳配方涂膜液处理后的果实与同期对照组相比，在外部综合感官指标方面有较好的保鲜效果尤其在防止果实黄化，软化方面起到显著作用；在内部保鲜方面能够通过抑制果实内外的气体交换以及延缓成熟和衰老来有效保持“早酥梨”常温贮藏期间的果实品质的下降。参考文献1张海霞,毕阳,王强等.1-MCP对早酥梨常温贮藏期间果皮黄化、呼吸强度和品质的影响J.食品工业科技,2009,30(10):298-300.2于辉,陈海光,梁艳婷.涂膜保鲜对沙糖橘贮藏品质的影响J.安徽农业科学,2010,38( 22) : 12002- 12004. 3Javier O.Sandra N., Khalid Z.,etal.Potato starch edible films to control oxidative rancidity of polyunsaturated lipids: effects of film composition, thickness and water activityJ.International Journal of Food Science and Technology, 2009,44:1360-1366.4王昕,李建桥,任露泉.果蔬可食涂膜保鲜的应用和发展J.农业工程学报,2004,20(2): 284-287.5Lorena C.G.,Pereira L.M.Claire I.G.etal.Selection of an edible starch coating for minimally processed strawberryJ.Food Bioprocess Technol,2010, 3: 834-842.6Orapin K., Natta L., Phurisa T., etal. 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