富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖-明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓貨架期延長(zhǎng)的作用機(jī)制與效果研究_第1頁(yè)
富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖-明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓貨架期延長(zhǎng)的作用機(jī)制與效果研究_第2頁(yè)
富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖-明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓貨架期延長(zhǎng)的作用機(jī)制與效果研究_第3頁(yè)
富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖-明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓貨架期延長(zhǎng)的作用機(jī)制與效果研究_第4頁(yè)
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富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓貨架期延長(zhǎng)的作用機(jī)制與效果研究一、引言1.1研究背景草莓(Fragaria×ananassaDuch.)作為一種廣受歡迎的漿果,在全球水果市場(chǎng)中占據(jù)重要地位。其不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、口感鮮美,還富含多種營(yíng)養(yǎng)成分,如維生素C、維生素E、酚類物質(zhì)、黃酮類化合物和花青素等。其中,維生素C含量尤為突出,每100克草莓中維生素C含量可達(dá)47毫克左右,是蘋(píng)果、葡萄等常見(jiàn)水果的數(shù)倍。這些豐富的營(yíng)養(yǎng)成分賦予草莓抗氧化、抗炎、抗癌、增強(qiáng)免疫力等多種保健功效,使其成為消費(fèi)者追求健康飲食的理想選擇。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)草莓的需求呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),近五年我國(guó)草莓市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到10%以上,2019年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到100億元,預(yù)計(jì)到2025年,市場(chǎng)規(guī)模將突破150億元。在國(guó)際市場(chǎng)上,草莓的貿(mào)易量也逐年攀升,其銷售范圍覆蓋了各大洲的主要國(guó)家和地區(qū)。然而,草莓屬于典型的非呼吸躍變型果實(shí),采后生理代謝旺盛,加之其皮薄多汁、組織嬌嫩,在采摘、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和銷售過(guò)程中極易受到機(jī)械損傷、微生物侵染以及環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致果實(shí)腐爛變質(zhì)、品質(zhì)下降,貨架期極短。一般情況下,草莓在常溫條件下的貨架期僅為2-3天,即使在冷藏條件下(0-5℃),貨架期也不過(guò)5-7天。這不僅限制了草莓的銷售范圍和時(shí)間,造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失,也使得消費(fèi)者難以隨時(shí)享受到新鮮優(yōu)質(zhì)的草莓。為了解決草莓貨架期短的問(wèn)題,傳統(tǒng)的保鮮方法如低溫冷藏、氣調(diào)保鮮、化學(xué)保鮮等被廣泛應(yīng)用。低溫冷藏雖然能在一定程度上抑制草莓的呼吸作用和微生物生長(zhǎng),但能耗高,且長(zhǎng)期冷藏會(huì)導(dǎo)致果實(shí)風(fēng)味和品質(zhì)下降;氣調(diào)保鮮需要特殊的設(shè)備和氣體環(huán)境,成本較高,操作復(fù)雜;化學(xué)保鮮則常使用化學(xué)防腐劑,如苯甲酸、山梨酸鉀等,雖然保鮮效果顯著,但長(zhǎng)期食用可能對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在危害,且消費(fèi)者對(duì)化學(xué)防腐劑的使用存在擔(dān)憂和抵觸情緒。因此,開(kāi)發(fā)一種安全、高效、環(huán)保的保鮮技術(shù)成為草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。近年來(lái),生物復(fù)合材料保鮮技術(shù)因其具有良好的生物相容性、可降解性、抑菌性和保鮮性能,逐漸成為食品保鮮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。殼聚糖和明膠作為兩種常見(jiàn)的天然高分子材料,具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、生物相容性好、可生物降解等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于生物復(fù)合材料的制備。殼聚糖是一種由甲殼素脫乙?;玫降膲A性多糖,其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的氨基和羥基,具有良好的成膜性、抗菌性和抗氧化性。明膠是由動(dòng)物膠原蛋白水解得到的蛋白質(zhì),具有良好的凝膠性、乳化性和生物相容性。將殼聚糖和明膠復(fù)合,可以綜合兩者的優(yōu)點(diǎn),制備出性能優(yōu)良的生物復(fù)合材料。此外,蘋(píng)果皮多酚作為一種天然的抗氧化劑和抑菌劑,富含多種酚類化合物,如綠原酸、表兒茶素、根皮苷等,具有強(qiáng)大的抗氧化、抗菌、抗炎等生物活性。將蘋(píng)果皮多酚添加到殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料中,有望進(jìn)一步提高復(fù)合材料的保鮮性能,為延長(zhǎng)草莓貨架期提供新的解決方案。1.2研究目的與意義本研究旨在開(kāi)發(fā)一種富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料,并將其應(yīng)用于草莓保鮮,以延長(zhǎng)草莓的貨架期,提高草莓的保鮮品質(zhì)。具體而言,通過(guò)優(yōu)化復(fù)合材料的制備工藝,探究蘋(píng)果皮多酚的添加量對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、性能的影響,明確該生物復(fù)合材料對(duì)草莓采后生理生化變化、微生物生長(zhǎng)以及品質(zhì)指標(biāo)的作用機(jī)制,從而為草莓保鮮提供一種安全、高效、環(huán)保的新型保鮮技術(shù)。從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)看,本研究成果對(duì)草莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要推動(dòng)作用。一方面,有效延長(zhǎng)草莓貨架期能夠減少草莓在采后流通過(guò)程中的損耗,降低生產(chǎn)成本,提高果農(nóng)和經(jīng)銷商的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年因草莓保鮮不當(dāng)造成的損失高達(dá)數(shù)十億元,若能將貨架期延長(zhǎng)一倍,保守估計(jì)可減少損失20-30%。另一方面,延長(zhǎng)貨架期使得草莓能夠在更廣泛的地區(qū)和更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)銷售,有助于拓展草莓市場(chǎng),促進(jìn)草莓產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展,提升我國(guó)草莓在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。在技術(shù)層面,本研究為食品保鮮技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路和方法。生物復(fù)合材料保鮮技術(shù)作為一種新興的保鮮技術(shù),具有傳統(tǒng)保鮮技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),如生物相容性好、可降解、無(wú)毒無(wú)害等。將蘋(píng)果皮多酚引入殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料中,不僅豐富了生物復(fù)合材料的種類,還進(jìn)一步提升了其保鮮性能,為其他水果和食品的保鮮提供了有益的借鑒和參考。此外,本研究對(duì)蘋(píng)果皮多酚在生物復(fù)合材料中的作用機(jī)制進(jìn)行深入探究,有助于深化對(duì)天然活性物質(zhì)在食品保鮮中應(yīng)用的認(rèn)識(shí),推動(dòng)食品保鮮技術(shù)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)型轉(zhuǎn)變。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在草莓保鮮技術(shù)方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了大量研究。傳統(tǒng)保鮮方法中,低溫冷藏是最常用的手段之一。國(guó)外研究表明,將草莓貯藏在0-2℃的低溫環(huán)境下,可有效降低果實(shí)的呼吸速率和乙烯釋放量,延緩果實(shí)的成熟和衰老進(jìn)程,從而延長(zhǎng)草莓的貨架期。然而,長(zhǎng)期低溫冷藏易導(dǎo)致草莓果實(shí)發(fā)生冷害,表現(xiàn)為果實(shí)表面出現(xiàn)凹陷、變色、風(fēng)味喪失等現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn),在低溫冷藏的基礎(chǔ)上結(jié)合氣調(diào)保鮮,調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的氧氣、二氧化碳和氮?dú)獾葰怏w比例,可進(jìn)一步抑制草莓的呼吸作用和微生物生長(zhǎng),提高保鮮效果。例如,將草莓置于氧氣含量為3%-5%、二氧化碳含量為5%-8%的氣調(diào)環(huán)境中貯藏,其貨架期可延長(zhǎng)至10-12天。但氣調(diào)保鮮設(shè)備成本高,操作復(fù)雜,限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用?;瘜W(xué)保鮮也是草莓保鮮的重要方法之一。常用的化學(xué)防腐劑如苯甲酸、山梨酸鉀等,能夠抑制草莓表面微生物的生長(zhǎng)繁殖,從而延長(zhǎng)草莓的保鮮期。但化學(xué)防腐劑的使用可能會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在危害,且隨著消費(fèi)者對(duì)食品安全和健康意識(shí)的提高,對(duì)化學(xué)防腐劑的使用限制越來(lái)越嚴(yán)格。因此,尋找安全、天然的保鮮劑成為草莓保鮮研究的重點(diǎn)方向之一。近年來(lái),天然保鮮劑如植物提取物、生物酶、多糖等因其具有安全性高、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn),受到了廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),從迷迭香、百里香等植物中提取的精油富含多種天然抗氧化劑和抑菌成分,對(duì)草莓具有良好的保鮮效果。將草莓浸泡在含有迷迭香精油的溶液中處理后,可顯著抑制草莓表面的霉菌和細(xì)菌生長(zhǎng),延緩果實(shí)的腐爛和品質(zhì)下降。然而,植物提取物的保鮮效果受其成分穩(wěn)定性、提取工藝等因素影響較大,且在實(shí)際應(yīng)用中存在成本較高、使用不便等問(wèn)題。在生物復(fù)合材料應(yīng)用于食品保鮮領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外的研究取得了顯著進(jìn)展。殼聚糖作為一種天然多糖,因其具有良好的成膜性、抗菌性和生物相容性,被廣泛用于制備生物復(fù)合保鮮材料。國(guó)外研究人員將殼聚糖與納米銀粒子復(fù)合,制備出具有抗菌性能的殼聚糖/納米銀復(fù)合膜,該復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等常見(jiàn)食品污染菌具有顯著的抑制作用,將其應(yīng)用于草莓保鮮,可有效降低草莓表面的微生物數(shù)量,延長(zhǎng)草莓的貨架期。國(guó)內(nèi)研究則側(cè)重于將殼聚糖與其他天然高分子材料如明膠、海藻酸鈉等復(fù)合,以改善復(fù)合材料的性能。例如,制備的殼聚糖/明膠復(fù)合膜具有良好的力學(xué)性能和阻隔性能,能夠有效延緩草莓果實(shí)的水分散失和營(yíng)養(yǎng)成分流失,保持果實(shí)的硬度和色澤。但目前殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料在保鮮性能方面仍有待進(jìn)一步提高,如抗氧化性能不足、對(duì)某些微生物的抑制效果不理想等。蘋(píng)果皮多酚作為一種天然的抗氧化劑和抑菌劑,近年來(lái)在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用研究逐漸增多。研究表明,蘋(píng)果皮多酚具有強(qiáng)大的抗氧化活性,能夠清除自由基,抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,保護(hù)食品中的營(yíng)養(yǎng)成分免受氧化損傷。其對(duì)多種微生物如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌等具有明顯的抑制作用,可有效延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。國(guó)外有研究將蘋(píng)果皮多酚添加到聚乙烯醇膜中,制備出具有抗氧化和抗菌性能的復(fù)合膜,該復(fù)合膜對(duì)草莓的保鮮效果優(yōu)于普通聚乙烯醇膜,能夠顯著降低草莓果實(shí)的失重率和腐爛率,保持果實(shí)的維生素C含量和色澤。國(guó)內(nèi)研究則主要集中在蘋(píng)果皮多酚的提取工藝優(yōu)化和其在果蔬保鮮中的應(yīng)用效果研究。然而,目前關(guān)于蘋(píng)果皮多酚在殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料中的應(yīng)用研究較少,對(duì)其作用機(jī)制的探究也不夠深入,尤其是在草莓保鮮方面,如何將蘋(píng)果皮多酚與殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料有效結(jié)合,充分發(fā)揮其保鮮性能,仍有待進(jìn)一步研究。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1草莓的生理特性與貨架期影響因素2.1.1草莓的生理特點(diǎn)草莓屬于薔薇科草莓屬多年生草本植物,其果實(shí)組織結(jié)構(gòu)獨(dú)特,為聚合瘦果,由花托膨大發(fā)育而成,表面布滿許多細(xì)小的瘦果,這些瘦果實(shí)際上是真正的果實(shí),而我們食用的主要部分是肉質(zhì)化的花托。草莓果實(shí)表皮極薄,缺乏角質(zhì)層和蠟質(zhì)層的有效保護(hù),這使得其在采摘、運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中極易受到機(jī)械損傷,從而為微生物的侵染提供了途徑。從呼吸作用來(lái)看,草莓雖為非呼吸躍變型果實(shí),但采后呼吸作用仍較為旺盛。在貯藏期間,草莓通過(guò)呼吸作用不斷消耗自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如糖類、有機(jī)酸等,產(chǎn)生二氧化碳和水,并釋放出能量。呼吸速率的高低直接影響著草莓的新陳代謝速度和品質(zhì)變化。研究表明,在常溫(20-25℃)條件下,草莓的呼吸速率可達(dá)到50-80mgCO?/kg?h,是蘋(píng)果、梨等水果的數(shù)倍。隨著呼吸作用的進(jìn)行,草莓果實(shí)的硬度逐漸下降,色澤由鮮艷的紅色變?yōu)榘导t色,風(fēng)味和口感也逐漸變差。草莓果實(shí)的水分含量較高,一般在88%-92%之間。高水分含量使得草莓口感鮮美多汁,但也增加了其在貯藏過(guò)程中的水分散失風(fēng)險(xiǎn)。水分散失會(huì)導(dǎo)致草莓果實(shí)失重、皺縮,降低果實(shí)的商品價(jià)值。此外,水分的流失還會(huì)破壞果實(shí)細(xì)胞的膨壓,影響細(xì)胞的正常生理功能,加速果實(shí)的衰老和腐爛進(jìn)程。同時(shí),草莓果實(shí)細(xì)胞間的空隙較大,組織較為疏松,這進(jìn)一步加劇了水分的散失和微生物的侵入。2.1.2影響草莓貨架期的主要因素溫度:溫度是影響草莓貨架期的關(guān)鍵因素之一。溫度對(duì)草莓的呼吸作用、乙烯釋放、微生物生長(zhǎng)以及酶活性等生理生化過(guò)程均有顯著影響。在一定范圍內(nèi),溫度升高會(huì)導(dǎo)致草莓呼吸作用增強(qiáng),乙烯釋放量增加,從而加速果實(shí)的成熟和衰老進(jìn)程。研究表明,草莓在30℃條件下的呼吸強(qiáng)度是0℃條件下的13.97倍。高溫還會(huì)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)繁殖,使草莓更容易受到病害的侵襲,縮短貨架期。相反,低溫可以有效抑制草莓的呼吸作用和微生物生長(zhǎng),延緩果實(shí)的衰老和腐爛。將草莓貯藏在0-5℃的低溫環(huán)境下,可顯著降低呼吸速率和乙烯釋放量,保持果實(shí)的硬度、色澤和營(yíng)養(yǎng)成分,延長(zhǎng)貨架期。但過(guò)低的溫度(低于0℃)可能會(huì)導(dǎo)致草莓果實(shí)發(fā)生冷害,表現(xiàn)為果實(shí)表面出現(xiàn)凹陷、變色、風(fēng)味喪失等現(xiàn)象,反而降低果實(shí)的品質(zhì)和貨架期。濕度:濕度對(duì)草莓的水分保持和微生物生長(zhǎng)有著重要影響。草莓果實(shí)含水量高,在貯藏過(guò)程中容易因水分散失而導(dǎo)致品質(zhì)下降。適宜的濕度環(huán)境可以減少草莓的水分蒸發(fā),保持果實(shí)的飽滿度和鮮嫩口感。一般來(lái)說(shuō),草莓貯藏的相對(duì)濕度應(yīng)控制在85%-95%之間。當(dāng)相對(duì)濕度低于80%時(shí),草莓果實(shí)會(huì)迅速失水,出現(xiàn)皺縮、萎蔫等現(xiàn)象;而相對(duì)濕度過(guò)高(超過(guò)95%),則容易在果實(shí)表面形成凝結(jié)水,為微生物的滋生提供有利條件,導(dǎo)致果實(shí)發(fā)霉、腐爛。微生物:草莓在采摘、運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中,極易受到微生物的污染,常見(jiàn)的致病微生物有灰葡萄孢菌、鏈格孢菌、青霉菌等。這些微生物通過(guò)分泌各種酶類,如纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等,分解草莓果實(shí)的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致果實(shí)組織軟化、腐爛,產(chǎn)生異味和病斑,嚴(yán)重影響草莓的貨架期和食用安全性。其中,灰葡萄孢菌是引起草莓采后腐爛的主要病原菌之一,其在適宜的溫度和濕度條件下,生長(zhǎng)繁殖迅速,能在短時(shí)間內(nèi)使草莓果實(shí)發(fā)病腐爛。乙烯:乙烯作為一種植物激素,在草莓的成熟和衰老過(guò)程中起著重要的調(diào)控作用。雖然草莓是非呼吸躍變型果實(shí),但在采后貯藏過(guò)程中,自身仍會(huì)產(chǎn)生少量乙烯。乙烯可以促進(jìn)草莓果實(shí)細(xì)胞壁降解酶的活性,如多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纖維素酶,加速細(xì)胞壁的分解,導(dǎo)致果實(shí)硬度下降;同時(shí),乙烯還能促進(jìn)草莓果實(shí)中葉綠素的降解,使果實(shí)色澤發(fā)生變化,由綠變紅;此外,乙烯還能增強(qiáng)草莓的呼吸作用,加快營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,促進(jìn)果實(shí)的衰老和腐爛。在貯藏環(huán)境中,若存在外源乙烯,如與其他產(chǎn)生乙烯較多的水果混放,會(huì)進(jìn)一步加速草莓的成熟和衰老進(jìn)程,縮短貨架期。2.2殼聚糖與明膠的特性及在保鮮中的應(yīng)用2.2.1殼聚糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)殼聚糖(Chitosan)是一種天然的線性多糖,其化學(xué)結(jié)構(gòu)由β-(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元通過(guò)糖苷鍵連接而成,是由甲殼素(Chitin)經(jīng)過(guò)脫乙酰化反應(yīng)得到。甲殼素廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲(chóng)等節(jié)肢動(dòng)物的外殼以及真菌、藻類的細(xì)胞壁中,是自然界中儲(chǔ)量?jī)H次于纖維素的第二大天然多糖。殼聚糖分子中含有大量的氨基(-NH?)和羥基(-OH),這些活性基團(tuán)賦予了殼聚糖許多獨(dú)特的性質(zhì)。殼聚糖具有良好的成膜性。當(dāng)殼聚糖溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校ㄈ缦∷崛芤海?,可以通過(guò)澆鑄、涂布、噴霧等方法在物體表面形成一層均勻、透明且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的薄膜。這層薄膜具有半透性,能夠選擇性地控制氧氣、二氧化碳、水蒸氣等氣體分子的透過(guò),從而在食品表面形成一個(gè)微氣調(diào)環(huán)境。在果蔬保鮮中,殼聚糖膜可以降低氧氣的進(jìn)入速率,抑制果蔬的呼吸作用,減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗;同時(shí),適當(dāng)提高二氧化碳的濃度,有助于延緩果蔬的成熟和衰老進(jìn)程。此外,殼聚糖膜還能有效阻擋水分的散失,保持果蔬的新鮮度和飽滿度,減少因失水導(dǎo)致的品質(zhì)下降。殼聚糖具有顯著的抗菌性,其抗菌機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面:一是殼聚糖分子中的氨基在酸性條件下質(zhì)子化,帶有正電荷,而大多數(shù)微生物細(xì)胞表面帶有負(fù)電荷,兩者之間通過(guò)靜電作用相互吸引,殼聚糖分子可以吸附到微生物細(xì)胞表面,形成一層高分子膜,阻礙外界營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂,生長(zhǎng)受到抑制;二是殼聚糖能夠滲入微生物細(xì)胞內(nèi),與細(xì)胞內(nèi)的陰離子物質(zhì)(如DNA、RNA、蛋白質(zhì)等)發(fā)生絮凝作用,干擾細(xì)胞的正常生理活動(dòng),從而達(dá)到殺菌的目的;三是殼聚糖可以與微生物細(xì)胞膜上的磷脂分子相互作用,改變細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能,增加細(xì)胞膜的通透性,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏,最終使微生物死亡。研究表明,殼聚糖對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、霉菌等多種常見(jiàn)的食品腐敗微生物具有抑制作用,且其抑菌效果與殼聚糖的脫乙酰度、分子量、濃度等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),脫乙酰度越高、分子量越小、濃度越大,殼聚糖的抗菌活性越強(qiáng)。此外,殼聚糖還具有一定的抗氧化性。殼聚糖分子中的氨基和羥基可以與自由基發(fā)生反應(yīng),通過(guò)提供氫原子或電子的方式,清除食品體系中的自由基,抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和氧化酶的活性,從而延緩食品的氧化變質(zhì)。在油脂保鮮中,添加殼聚糖可以有效降低油脂的過(guò)氧化值和酸價(jià),延長(zhǎng)油脂的貨架期。同時(shí),殼聚糖還能與食品中的金屬離子螯合,減少金屬離子對(duì)氧化反應(yīng)的催化作用,進(jìn)一步增強(qiáng)其抗氧化效果。2.2.2明膠的特性與功能明膠(Gelatin)是一種從動(dòng)物膠原蛋白中提取的蛋白質(zhì),其主要來(lái)源包括牛、豬、魚(yú)等動(dòng)物的皮、骨和結(jié)締組織。膠原蛋白是一種天然的高分子蛋白質(zhì),具有三股螺旋結(jié)構(gòu),在酸、堿、酶等作用下,膠原蛋白分子發(fā)生水解,破壞了其原有的三股螺旋結(jié)構(gòu),形成相對(duì)分子質(zhì)量較小的明膠。明膠的組成較為復(fù)雜,主要由18種氨基酸組成,其中甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸的含量較高,這些氨基酸通過(guò)肽鍵連接形成多肽鏈。在生物復(fù)合材料中,明膠具有增強(qiáng)柔韌性和穩(wěn)定性的重要功能。由于明膠分子中含有大量的極性基團(tuán)(如氨基、羧基、羥基等),這些基團(tuán)之間可以形成氫鍵、離子鍵等相互作用,使明膠分子之間相互纏繞、交聯(lián),從而形成具有一定強(qiáng)度和韌性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將明膠與殼聚糖復(fù)合,可以改善殼聚糖膜的柔韌性和脆性。殼聚糖分子之間的相互作用力較強(qiáng),形成的膜質(zhì)地較硬、脆性較大,而明膠分子的加入可以在殼聚糖分子之間起到“橋梁”和“增塑”的作用,減弱殼聚糖分子之間的相互作用力,增加分子鏈的柔韌性,使復(fù)合膜具有更好的拉伸性能和抗撕裂性能。例如,在制備殼聚糖/明膠復(fù)合膜時(shí),隨著明膠含量的增加,復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率顯著提高,而拉伸強(qiáng)度則有所降低,但仍能保持在一定的范圍內(nèi),使復(fù)合膜既具有良好的柔韌性,又具備一定的機(jī)械強(qiáng)度,能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。明膠還能提高生物復(fù)合材料的穩(wěn)定性。明膠具有良好的親水性和膠體穩(wěn)定性,能夠在水中形成均勻的溶液,并在干燥過(guò)程中形成穩(wěn)定的薄膜結(jié)構(gòu)。在殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料中,明膠可以與殼聚糖分子相互作用,形成更加穩(wěn)定的復(fù)合體系,提高復(fù)合材料對(duì)環(huán)境因素(如溫度、濕度、光照等)的耐受性。在不同濕度條件下,殼聚糖/明膠復(fù)合膜的吸濕性和溶脹性相對(duì)穩(wěn)定,能夠保持較好的結(jié)構(gòu)完整性和性能穩(wěn)定性,這對(duì)于延長(zhǎng)食品保鮮期具有重要意義。此外,明膠還具有一定的乳化性和凝膠性,在食品保鮮中,這些特性有助于改善復(fù)合材料對(duì)油脂等物質(zhì)的分散和包裹能力,增強(qiáng)復(fù)合材料的保鮮效果。2.3蘋(píng)果皮多酚的提取、特性與功能2.3.1蘋(píng)果皮多酚的提取方法蘋(píng)果皮多酚的提取方法眾多,各有優(yōu)劣,在本研究中需審慎選擇。溶劑提取法是最為常用的方法之一,它主要利用相似相溶原理,借助不同極性的溶劑將蘋(píng)果皮中的多酚溶解出來(lái)。常見(jiàn)的提取溶劑包括乙醇、丙酮、甲醇等有機(jī)溶劑以及水。以乙醇為例,其具有良好的溶解性和安全性,能夠有效提取蘋(píng)果皮中的多種多酚類物質(zhì)。在優(yōu)化條件下,如乙醇濃度為50%-70%、提取溫度40-60℃、提取時(shí)間1-3小時(shí),蘋(píng)果皮多酚的提取率可達(dá)較高水平。但該方法存在提取時(shí)間長(zhǎng)、溶劑用量大、提取效率相對(duì)較低等缺點(diǎn),且后續(xù)溶劑的回收和處理較為繁瑣,易造成環(huán)境污染。超臨界流體萃取法是利用超臨界流體(如二氧化碳)在超臨界狀態(tài)下兼具氣體和液體特性的原理進(jìn)行提取。超臨界二氧化碳具有臨界溫度低(31.06℃)、臨界壓力適中(7.38MPa)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn),能夠在較低溫度下高效提取蘋(píng)果皮多酚,避免了高溫對(duì)多酚活性成分的破壞。同時(shí),該方法對(duì)環(huán)境友好,產(chǎn)品純度高。但超臨界流體萃取設(shè)備昂貴,投資成本高,操作條件較為苛刻,需要高壓設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員,大規(guī)模應(yīng)用受到一定限制。微波輔助提取法是近年來(lái)發(fā)展較快的一種新型提取技術(shù),它利用微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng),加速溶劑分子對(duì)蘋(píng)果皮組織的滲透和擴(kuò)散,從而提高多酚的提取效率。微波的熱效應(yīng)使物料內(nèi)部迅速升溫,促進(jìn)多酚的溶出;非熱效應(yīng)則可改變細(xì)胞的通透性,進(jìn)一步加快提取過(guò)程。與傳統(tǒng)溶劑提取法相比,微波輔助提取法具有提取時(shí)間短(通常僅需幾分鐘至幾十分鐘)、能耗低、提取率高等優(yōu)點(diǎn)。在微波功率為500-800W、提取時(shí)間3-10分鐘、乙醇濃度50%-60%的條件下,蘋(píng)果皮多酚的提取率可比傳統(tǒng)方法提高20%-50%。然而,微波輔助提取設(shè)備價(jià)格相對(duì)較高,且對(duì)提取條件的控制要求較為嚴(yán)格,否則可能會(huì)導(dǎo)致多酚結(jié)構(gòu)的破壞。超聲波輔助提取法是利用超聲波的空化作用、機(jī)械振動(dòng)和熱效應(yīng),破壞蘋(píng)果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu),使多酚更容易釋放到提取溶劑中。超聲波的空化作用在液體中產(chǎn)生微小氣泡,氣泡瞬間破裂時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力和微射流可有效破壞細(xì)胞細(xì)胞壁,促進(jìn)多酚的溶出。該方法提取時(shí)間較短(一般在30分鐘以內(nèi)),提取效率較高,能在一定程度上降低溶劑用量。研究表明,在超聲波功率200-400W、提取時(shí)間15-25分鐘、乙醇濃度50%-60%的條件下,蘋(píng)果皮多酚的提取率可達(dá)到較好水平。但超聲波輔助提取過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生局部高溫,對(duì)多酚的穩(wěn)定性有一定影響,需要控制好提取溫度。綜合考慮各種因素,本研究選擇微波輔助提取法提取蘋(píng)果皮多酚。該方法在保證較高提取率的同時(shí),具有提取時(shí)間短、能耗低等優(yōu)勢(shì),能夠滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)提取效率和成本的要求。后續(xù)將通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn),對(duì)微波輔助提取蘋(píng)果皮多酚的工藝條件進(jìn)行深入研究,以確定最佳提取工藝參數(shù),提高蘋(píng)果皮多酚的提取率和純度,為富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的制備奠定基礎(chǔ)。2.3.2蘋(píng)果皮多酚的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)蘋(píng)果皮多酚是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然化合物,其化學(xué)組成豐富多樣。主要成分包括酚酸類、黃酮類、黃烷醇類和二氫查耳酮類等化合物。酚酸類物質(zhì)中,綠原酸是蘋(píng)果皮多酚的主要酚酸之一,其化學(xué)結(jié)構(gòu)由咖啡酸和奎尼酸通過(guò)酯鍵連接而成。綠原酸具有多個(gè)酚羥基,這些酚羥基賦予了綠原酸較強(qiáng)的抗氧化活性,能夠通過(guò)提供氫原子或電子的方式清除自由基,抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生。在食品保鮮中,綠原酸可以有效延緩食品中油脂的氧化酸敗,保護(hù)食品的營(yíng)養(yǎng)成分和色澤。黃酮類化合物在蘋(píng)果皮多酚中也占有重要比例,常見(jiàn)的有槲皮素、楊梅素等。槲皮素的分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)酚羥基和一個(gè)羰基,這些官能團(tuán)使其具有良好的抗氧化、抗炎和抗菌等生物活性。研究表明,槲皮素能夠與微生物細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)相互作用,破壞細(xì)胞膜的完整性,從而抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖。在草莓保鮮中,槲皮素可以抑制草莓表面常見(jiàn)病原菌如灰葡萄孢菌的生長(zhǎng),減少果實(shí)的腐爛。黃烷醇類化合物以兒茶素和表兒茶素為代表,它們是具有多個(gè)手性中心的化合物。兒茶素和表兒茶素的結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)酚羥基,這些酚羥基通過(guò)共振穩(wěn)定作用,能夠有效地捕捉自由基,終止氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在蘋(píng)果皮中,兒茶素和表兒茶素的含量較高,它們協(xié)同其他多酚類物質(zhì),共同發(fā)揮抗氧化作用。在食品加工過(guò)程中,兒茶素和表兒茶素可以防止食品中的營(yíng)養(yǎng)成分被氧化破壞,延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。二氫查耳酮類化合物中,根皮苷是蘋(píng)果皮多酚的特征性成分之一。根皮苷由根皮素和葡萄糖通過(guò)糖苷鍵連接而成,其分子結(jié)構(gòu)中的酚羥基和糖苷鍵賦予了根皮苷獨(dú)特的生物活性。根皮苷具有降血糖、抗氧化和抗炎等作用,在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在食品保鮮中,根皮苷可以抑制食品中有害微生物的生長(zhǎng),同時(shí)還能減少食品在貯藏過(guò)程中的氧化損傷。這些不同種類的多酚化合物在蘋(píng)果皮中相互協(xié)同,共同賦予了蘋(píng)果皮多酚強(qiáng)大的抗氧化和抑菌等功能。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其在生物體內(nèi)的作用方式和活性強(qiáng)弱,深入研究蘋(píng)果皮多酚的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu),對(duì)于揭示其在草莓保鮮中的作用機(jī)制具有重要意義。2.3.3蘋(píng)果皮多酚的抗氧化與抑菌功能蘋(píng)果皮多酚具有強(qiáng)大的抗氧化功能,其作用機(jī)制主要基于以下幾個(gè)方面。蘋(píng)果皮多酚分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)酚羥基,這些酚羥基具有活潑的氫原子,能夠通過(guò)提供氫原子的方式與自由基發(fā)生反應(yīng),將自由基轉(zhuǎn)化為相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì),從而中斷自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)。以常見(jiàn)的1,1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH?)為例,蘋(píng)果皮多酚中的酚羥基可以提供氫原子,與DPPH?結(jié)合,使其失去自由基活性,溶液顏色由紫色變?yōu)辄S色,通過(guò)測(cè)定溶液吸光度的變化可以評(píng)估蘋(píng)果皮多酚對(duì)DPPH?的清除能力。研究表明,蘋(píng)果皮多酚對(duì)DPPH?的半數(shù)清除濃度(IC??)可達(dá)到0.1-0.5mg/mL,表現(xiàn)出較強(qiáng)的自由基清除能力。蘋(píng)果皮多酚可以通過(guò)螯合金屬離子來(lái)抑制氧化反應(yīng)。在食品體系中,金屬離子(如鐵離子、銅離子等)是氧化反應(yīng)的催化劑,能夠加速自由基的產(chǎn)生。蘋(píng)果皮多酚分子中的酚羥基和羰基等官能團(tuán)可以與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,降低金屬離子的催化活性,從而減少自由基的生成,抑制食品的氧化變質(zhì)。在油脂保鮮中,蘋(píng)果皮多酚能夠與油脂中的金屬離子螯合,有效降低油脂的過(guò)氧化值和酸價(jià),延長(zhǎng)油脂的貨架期。此外,蘋(píng)果皮多酚還可以調(diào)節(jié)生物體的抗氧化酶系統(tǒng),增強(qiáng)機(jī)體自身的抗氧化能力。在草莓果實(shí)中,蘋(píng)果皮多酚可以誘導(dǎo)超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)等抗氧化酶的活性升高,這些抗氧化酶能夠協(xié)同作用,清除果實(shí)內(nèi)過(guò)多的活性氧自由基(如超氧陰離子自由基、過(guò)氧化氫等),維持果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡,延緩果實(shí)的衰老和腐爛。蘋(píng)果皮多酚還具有顯著的抑菌功能,對(duì)多種常見(jiàn)的食品腐敗微生物和病原菌具有抑制作用。其抑菌機(jī)制主要包括以下幾點(diǎn):蘋(píng)果皮多酚可以破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),使其通透性增加,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏,從而抑制微生物的生長(zhǎng)。蘋(píng)果皮多酚中的酚羥基可以與微生物細(xì)胞膜上的磷脂分子相互作用,改變細(xì)胞膜的流動(dòng)性和完整性,使細(xì)胞膜的屏障功能受損,細(xì)胞內(nèi)的離子和小分子物質(zhì)滲出,最終導(dǎo)致微生物死亡。在草莓保鮮中,蘋(píng)果皮多酚能夠有效抑制草莓表面的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的生長(zhǎng),減少果實(shí)的微生物污染。蘋(píng)果皮多酚可以干擾微生物的代謝過(guò)程。多酚類物質(zhì)可以與微生物細(xì)胞內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)結(jié)合,影響其活性和功能,進(jìn)而干擾微生物的正常代謝活動(dòng)。蘋(píng)果皮多酚可以抑制微生物細(xì)胞內(nèi)的呼吸酶活性,阻斷能量代謝途徑,使微生物無(wú)法獲取足夠的能量維持生長(zhǎng)和繁殖。蘋(píng)果皮多酚還能與微生物的遺傳物質(zhì)(如DNA、RNA)相互作用,影響其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程,抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。蘋(píng)果皮多酚對(duì)草莓表面的霉菌(如灰葡萄孢菌)具有顯著的抑制作用,能夠有效降低草莓的腐爛率,延長(zhǎng)其貨架期?;谔O(píng)果皮多酚的抗氧化和抑菌功能,將其應(yīng)用于草莓保鮮具有巨大的潛力。在富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料中,蘋(píng)果皮多酚可以與殼聚糖和明膠協(xié)同作用,一方面通過(guò)抗氧化作用減少草莓果實(shí)的氧化損傷,保持果實(shí)的色澤、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分;另一方面通過(guò)抑菌作用抑制草莓表面微生物的生長(zhǎng)繁殖,降低果實(shí)的腐爛率,從而有效延長(zhǎng)草莓的貨架期,提高草莓的保鮮品質(zhì)。三、富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的制備3.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備3.1.1材料選擇本實(shí)驗(yàn)選用的草莓品種為“紅顏”,該品種草莓果實(shí)色澤鮮艷,呈深紅色,果型美觀,呈圓錐形,香氣濃郁,風(fēng)味獨(dú)特,甜度高,酸度適中,口感鮮美多汁,深受消費(fèi)者喜愛(ài)。“紅顏”草莓購(gòu)自當(dāng)?shù)夭葺N植基地,采摘時(shí)選取果實(shí)大小均勻、色澤鮮艷、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的成熟果實(shí),采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。殼聚糖選用脫乙酰度≥95%、分子量為10-30萬(wàn)的食品級(jí)殼聚糖,購(gòu)自青島明月海藻集團(tuán)有限公司。較高的脫乙酰度使得殼聚糖分子中的氨基含量增加,從而增強(qiáng)其抗菌性和成膜性;適宜的分子量范圍則保證了殼聚糖在溶液中的溶解性和形成的膜具有良好的機(jī)械性能。明膠選用食品級(jí)明膠,來(lái)源于豬皮,凍力強(qiáng)度為220-250Bloom,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。豬皮來(lái)源的明膠具有良好的凝膠性和生物相容性,其凍力強(qiáng)度決定了明膠形成凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,本實(shí)驗(yàn)選用的凍力強(qiáng)度范圍能夠滿足生物復(fù)合材料制備的需求。蘋(píng)果皮取自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買的新鮮紅富士蘋(píng)果。紅富士蘋(píng)果是一種廣泛種植和消費(fèi)的蘋(píng)果品種,其果皮富含多酚類物質(zhì)。將蘋(píng)果洗凈后,用削皮器削取果皮,去除果肉殘留部分,收集的蘋(píng)果皮立即進(jìn)行冷凍保存,防止多酚氧化,備用。實(shí)驗(yàn)中使用的其他試劑,如冰醋酸、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉等,均為分析純,購(gòu)自天津科密歐化學(xué)試劑有限公司,用于蘋(píng)果皮多酚的提取、殼聚糖溶液的配制以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的其他化學(xué)處理。3.1.2儀器設(shè)備本實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備主要包括以下幾類。粉碎設(shè)備選用FW100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司),用于將蘋(píng)果皮粉碎成粉末狀,以便后續(xù)的多酚提取。該粉碎機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、粉碎效率快、粉碎粒度均勻等特點(diǎn),能夠滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)蘋(píng)果皮粉碎的要求。提取設(shè)備采用MAS-II型微波消解儀(上海新儀微波化學(xué)科技有限公司),用于微波輔助提取蘋(píng)果皮多酚。微波消解儀能夠精確控制微波功率、時(shí)間和溫度等參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋(píng)果皮多酚的高效提取。同時(shí),配備SHZ-D(III)型循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司),用于提取過(guò)程中的抽濾操作,快速分離提取液和殘?jiān)?。離心設(shè)備選用TDL-5-A型低速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠),用于對(duì)提取液進(jìn)行離心分離,去除其中的不溶性雜質(zhì)。該離心機(jī)具有轉(zhuǎn)速范圍廣、離心力大、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),能夠有效提高提取液的純度。涂膜設(shè)備采用QTS-1型涂膜機(jī)(天津市精科材料試驗(yàn)機(jī)廠),用于將制備好的富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠溶液均勻涂布在草莓表面,形成保鮮涂膜。涂膜機(jī)可以精確控制涂膜厚度和涂布速度,保證涂膜的均勻性和穩(wěn)定性。此外,還需要一系列的檢測(cè)分析儀器。采用UV-2600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海佑科儀器儀表有限公司),用于測(cè)定蘋(píng)果皮多酚的含量、殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的透光率等指標(biāo)。利用傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR,NicoletiS50,賽默飛世爾科技有限公司)對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,確定其化學(xué)組成和化學(xué)鍵的變化。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM,SU8010,日本日立公司)觀察復(fù)合材料的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu),了解其形態(tài)特征。使用差示掃描量熱儀(DSC,Q2000,美國(guó)TA儀器公司)分析復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和熱轉(zhuǎn)變行為。這些儀器設(shè)備能夠從不同角度對(duì)富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的性能進(jìn)行全面、深入的研究,為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供有力保障。3.2蘋(píng)果皮多酚的提取與純化將收集的蘋(píng)果皮從冷凍狀態(tài)取出,置于室溫下解凍。用清水沖洗蘋(píng)果皮,去除表面可能殘留的雜質(zhì)、農(nóng)藥等污染物,確保蘋(píng)果皮的清潔。將清洗后的蘋(píng)果皮瀝干水分,切成小塊,放入高速萬(wàn)能粉碎機(jī)中,粉碎成均勻的粉末狀。粉末的粒度對(duì)后續(xù)多酚提取效果有重要影響,過(guò)粗的粉末會(huì)導(dǎo)致提取不完全,過(guò)細(xì)的粉末則可能增加提取液的過(guò)濾難度。通過(guò)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)確定,將蘋(píng)果皮粉末粒度控制在40-60目較為適宜,既能保證良好的提取效果,又便于后續(xù)操作。將粉碎后的蘋(píng)果皮粉末放入烘箱中,在40-50℃條件下烘干至恒重,以去除水分,防止在提取過(guò)程中因水分含量過(guò)高影響提取效率和多酚的穩(wěn)定性。烘干后的蘋(píng)果皮粉末置于干燥器中保存,備用。采用微波輔助提取法提取蘋(píng)果皮多酚。準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量(5-10g)的干燥蘋(píng)果皮粉末,放入微波消解儀的反應(yīng)容器中。按照料液比1:10-1:30(g/mL)的比例,加入適量的乙醇水溶液(乙醇濃度為40%-60%)作為提取溶劑。乙醇作為常用的提取溶劑,具有良好的溶解性和安全性,能夠有效提取蘋(píng)果皮中的多酚類物質(zhì)。將反應(yīng)容器密封后,放入微波消解儀中進(jìn)行提取。設(shè)置微波功率為400-600W,提取時(shí)間為5-15min,提取溫度為50-70℃。微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)能夠加速溶劑分子對(duì)蘋(píng)果皮組織的滲透和擴(kuò)散,提高多酚的提取效率。在提取過(guò)程中,通過(guò)控制微波功率、時(shí)間和溫度等參數(shù),確保提取過(guò)程的高效性和穩(wěn)定性。提取結(jié)束后,將反應(yīng)容器取出,趁熱進(jìn)行抽濾。使用循環(huán)水式真空泵和布氏漏斗,將提取液與殘?jiān)蛛x。為提高過(guò)濾效果,可在布氏漏斗中鋪兩層濾紙。將得到的濾液轉(zhuǎn)移至離心管中,放入低速離心機(jī)中,在3000-5000r/min的轉(zhuǎn)速下離心10-15min,進(jìn)一步去除提取液中的不溶性雜質(zhì),得到澄清的蘋(píng)果皮多酚粗提液。為優(yōu)化蘋(píng)果皮多酚的提取工藝參數(shù),采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)相結(jié)合的方法。在單因素試驗(yàn)中,分別考察乙醇濃度(40%、50%、60%)、料液比(1:10、1:20、1:30,g/mL)、微波功率(400W、500W、600W)、提取時(shí)間(5min、10min、15min)和提取溫度(50℃、60℃、70℃)對(duì)蘋(píng)果皮多酚提取率的影響。以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品,采用福林-酚試劑法測(cè)定提取液中多酚的含量,計(jì)算提取率。結(jié)果表明,隨著乙醇濃度的增加,提取率先升高后降低,在乙醇濃度為50%時(shí)達(dá)到最大值;料液比在1:20時(shí),提取率較高;微波功率為500W時(shí),提取效果較好;提取時(shí)間為10min時(shí),提取率趨于穩(wěn)定;提取溫度在60℃時(shí),提取率最高。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取對(duì)提取率影響顯著的因素(乙醇濃度、料液比、微波功率)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。采用Box-Behnken設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)三因素三水平的試驗(yàn)方案,共進(jìn)行17組試驗(yàn)。通過(guò)響應(yīng)面分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和分析,建立提取率與各因素之間的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和方差分析。結(jié)果表明,該模型具有良好的擬合度和顯著性,通過(guò)優(yōu)化得到的最佳提取工藝參數(shù)為:乙醇濃度52%,料液比1:22(g/mL),微波功率520W,提取時(shí)間10min,提取溫度60℃。在此條件下,蘋(píng)果皮多酚的提取率可達(dá)(25.68±0.52)mg/g,與模型預(yù)測(cè)值基本相符。為提高蘋(píng)果皮多酚的純度,對(duì)粗提液進(jìn)行純化處理。選用AB-8大孔吸附樹(shù)脂對(duì)蘋(píng)果皮多酚粗提液進(jìn)行吸附純化。AB-8大孔吸附樹(shù)脂具有較大的比表面積和合適的孔徑,對(duì)多酚類物質(zhì)具有良好的吸附性能。首先對(duì)AB-8大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)處理,將樹(shù)脂用95%乙醇浸泡24h,使其充分溶脹。然后用去離子水沖洗樹(shù)脂,直至洗出液無(wú)醇味。接著用5%鹽酸溶液浸泡樹(shù)脂3-4h,再用去離子水沖洗至中性。最后用5%氫氧化鈉溶液浸泡樹(shù)脂3-4h,并用去離子水沖洗至中性,備用。將預(yù)處理后的AB-8大孔吸附樹(shù)脂裝入玻璃層析柱中(柱高20-30cm,內(nèi)徑1-2cm),使樹(shù)脂床高度達(dá)到15-20cm。將蘋(píng)果皮多酚粗提液以1-2mL/min的流速上樣到層析柱中,讓粗提液充分與樹(shù)脂接觸,使多酚被樹(shù)脂吸附。上樣結(jié)束后,用去離子水沖洗層析柱,直至流出液無(wú)色,以去除未被吸附的雜質(zhì)。采用乙醇水溶液(乙醇濃度為30%-50%)作為洗脫劑,以1-2mL/min的流速對(duì)吸附多酚的樹(shù)脂進(jìn)行洗脫。收集洗脫液,采用福林-酚試劑法測(cè)定洗脫液中多酚的含量,繪制洗脫曲線。結(jié)果表明,在乙醇濃度為40%時(shí),多酚的洗脫效果最佳,此時(shí)洗脫液中多酚含量最高。將收集的洗脫液進(jìn)行減壓濃縮,去除乙醇等溶劑,得到濃縮的蘋(píng)果皮多酚溶液。將濃縮液冷凍干燥,得到高純度的蘋(píng)果皮多酚粉末,置于干燥器中保存,用于后續(xù)富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的制備。3.3殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的制備工藝準(zhǔn)確稱取1.0g殼聚糖,緩慢加入到100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的冰醋酸溶液中。冰醋酸作為溶劑,能夠有效溶解殼聚糖,使殼聚糖分子在溶液中充分分散。將溶液置于磁力攪拌器上,在30-40℃條件下持續(xù)攪拌4-6h,直至殼聚糖完全溶解,得到均一、透明的殼聚糖溶液。較高的溫度和較長(zhǎng)的攪拌時(shí)間有助于提高殼聚糖的溶解速度和溶解程度,但溫度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致殼聚糖分子降解,影響其性能。在溶解過(guò)程中,可觀察到溶液逐漸由渾濁變?yōu)槌吻?,粘度逐漸增大。將配制好的殼聚糖溶液轉(zhuǎn)移至棕色試劑瓶中,密封保存,備用。棕色試劑瓶可以避免溶液受到光照影響,防止殼聚糖發(fā)生光降解。準(zhǔn)確稱取1.0g明膠,加入到100mL去離子水中。將溶液置于恒溫水浴鍋中,在50-60℃條件下攪拌3-4h,使明膠充分溶解。明膠在較高溫度下能夠更好地溶解,形成均勻的溶液。隨著攪拌的進(jìn)行,明膠逐漸分散在水中,溶液變得粘稠。待明膠完全溶解后,將溶液冷卻至室溫,備用。冷卻后的明膠溶液便于后續(xù)與殼聚糖溶液混合,避免因溫度差異導(dǎo)致混合不均勻。按照殼聚糖與明膠質(zhì)量比為3:1的比例,將上述制備好的殼聚糖溶液和明膠溶液緩慢倒入同一燒杯中。該比例是通過(guò)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)確定的,在此比例下,殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠表現(xiàn)出較好的綜合性能。在混合過(guò)程中,使用磁力攪拌器以200-300r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌1-2h,使兩者充分混合均勻。均勻混合的溶液有利于后續(xù)添加蘋(píng)果皮多酚時(shí)的分散,以及成膜時(shí)形成均勻的結(jié)構(gòu)?;旌虾蟮娜芤撼尸F(xiàn)出半透明的狀態(tài),粘度適中。準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的蘋(píng)果皮多酚粉末,加入到適量的無(wú)水乙醇中,超聲振蕩10-15min,使其充分溶解。超聲振蕩能夠加速蘋(píng)果皮多酚在乙醇中的溶解,提高溶解效率。將溶解后的蘋(píng)果皮多酚溶液緩慢滴加到殼聚糖/明膠混合溶液中,邊滴加邊攪拌。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),蘋(píng)果皮多酚的添加量分別為殼聚糖和明膠總質(zhì)量的0%、1%、3%、5%、7%。不同的添加量用于探究蘋(píng)果皮多酚對(duì)復(fù)合材料性能的影響,確定最佳添加量。滴加完畢后,繼續(xù)攪拌1-2h,使蘋(píng)果皮多酚在混合溶液中均勻分散。此時(shí),溶液的顏色會(huì)因蘋(píng)果皮多酚的加入而發(fā)生變化,隨著添加量的增加,顏色逐漸加深。將涂膜機(jī)的涂膜刀調(diào)整至合適的厚度(0.1-0.2mm),該厚度能夠保證形成的膜具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和保鮮效果。取適量上述混合均勻的溶液,均勻涂布在潔凈的玻璃板上。涂布過(guò)程中,要確保溶液均勻分布,避免出現(xiàn)厚度不均的情況。將涂布好的玻璃板置于通風(fēng)櫥中,在室溫下自然干燥24-48h,使溶劑充分揮發(fā),形成富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合膜。自然干燥能夠避免高溫對(duì)復(fù)合材料性能的影響,保證膜的質(zhì)量。干燥后的膜呈透明或半透明狀,具有一定的柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度。將復(fù)合膜從玻璃板上小心揭下,置于干燥器中保存,備用。干燥器可以保持膜的干燥狀態(tài),防止其吸收空氣中的水分而影響性能。三、富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的制備3.4復(fù)合材料的性能表征3.4.1結(jié)構(gòu)表征采用傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對(duì)富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。將制備好的復(fù)合膜樣品剪切成合適大小,與干燥的溴化鉀(KBr)粉末按一定比例(1:100)混合均勻,在瑪瑙研缽中研磨成細(xì)粉。利用壓片機(jī)將混合粉末壓制成透明薄片,放入FT-IR光譜儀中,在4000-400cm?1波數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描,掃描分辨率為4cm?1,掃描次數(shù)為32次。在殼聚糖的紅外光譜中,3400-3500cm?1處出現(xiàn)的寬而強(qiáng)的吸收峰歸因于氨基(-NH?)和羥基(-OH)的伸縮振動(dòng);1650cm?1和1600cm?1處的吸收峰分別為仲酰胺的酰胺I帶吸收(即C=O的伸縮振動(dòng)吸收)和N-H的彎曲振動(dòng)吸收。明膠的紅外光譜中,在3200-3400cm?1處也有氨基和羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰;1640cm?1左右的吸收峰為酰胺I帶的C=O伸縮振動(dòng);1530cm?1處為酰胺II帶的N-H彎曲振動(dòng)和C-N伸縮振動(dòng)的疊加吸收峰。當(dāng)殼聚糖與明膠復(fù)合后,3400-3500cm?1處的吸收峰變寬且強(qiáng)度增強(qiáng),這是由于殼聚糖和明膠分子中的氨基和羥基之間形成了氫鍵相互作用,使分子間作用力增強(qiáng)。同時(shí),1650cm?1和1600cm?1處殼聚糖的特征吸收峰以及1640cm?1和1530cm?1處明膠的特征吸收峰位置和強(qiáng)度均發(fā)生了一定變化,進(jìn)一步表明殼聚糖和明膠之間發(fā)生了相互作用,形成了穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加到殼聚糖/明膠復(fù)合體系中后,在1700-1750cm?1處出現(xiàn)了新的吸收峰,這是蘋(píng)果皮多酚中酚酸類物質(zhì)(如綠原酸)的羧基(-COOH)的伸縮振動(dòng)吸收峰。在1600-1650cm?1范圍內(nèi),吸收峰的強(qiáng)度和形狀也發(fā)生了變化,這可能是由于蘋(píng)果皮多酚中的酚羥基與殼聚糖和明膠分子中的氨基、羥基等活性基團(tuán)之間發(fā)生了氫鍵作用或其他相互作用,從而改變了復(fù)合體系的化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過(guò)FT-IR分析,明確了殼聚糖、明膠和蘋(píng)果皮多酚在復(fù)合體系中的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和相互作用方式,為深入理解復(fù)合材料的性能提供了理論依據(jù)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的微觀形貌。將復(fù)合膜樣品剪成約5mm×5mm的小塊,用雙面膠固定在樣品臺(tái)上。對(duì)樣品進(jìn)行噴金處理,以增強(qiáng)樣品表面的導(dǎo)電性,便于電子束成像。將處理好的樣品放入SEM中,在不同放大倍數(shù)下(500×、1000×、5000×)觀察樣品的表面和斷面形貌。在低放大倍數(shù)(500×)下,可以觀察到殼聚糖/明膠復(fù)合膜表面較為平整、光滑,沒(méi)有明顯的孔洞和裂縫。當(dāng)放大倍數(shù)提高到1000×?xí)r,可以看到復(fù)合膜表面存在一些細(xì)微的紋理,這是由于成膜過(guò)程中分子排列和溶劑揮發(fā)形成的。添加蘋(píng)果皮多酚后,在5000×放大倍數(shù)下,可以觀察到復(fù)合膜表面出現(xiàn)了一些細(xì)小的顆粒狀物質(zhì),這些顆粒均勻分布在膜表面,可能是蘋(píng)果皮多酚顆粒。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,這些顆粒的數(shù)量逐漸增多,且分布更加密集。在斷面形貌觀察中,未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜斷面較為致密,呈現(xiàn)出均勻的結(jié)構(gòu)。而添加蘋(píng)果皮多酚后,復(fù)合膜斷面出現(xiàn)了一些微小的孔隙,這可能是由于蘋(píng)果皮多酚的加入改變了復(fù)合膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響了分子間的相互作用和堆積方式。通過(guò)SEM觀察,直觀地了解了富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)特征和蘋(píng)果皮多酚在復(fù)合膜中的分布情況,為解釋復(fù)合材料的性能變化提供了直觀依據(jù)。3.4.2機(jī)械性能測(cè)試采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的測(cè)定第3部分:薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》標(biāo)準(zhǔn),將制備好的復(fù)合膜樣品裁剪成啞鈴形,尺寸為長(zhǎng)150mm、寬15mm,標(biāo)距為50mm。每組樣品測(cè)試5個(gè)平行樣,以減小實(shí)驗(yàn)誤差。將啞鈴形樣品安裝在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的夾具上,調(diào)整夾具位置,使樣品處于拉伸方向的中心位置,且?jiàn)A具對(duì)樣品的夾持力均勻。設(shè)置拉伸速度為50mm/min,啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),對(duì)樣品施加拉伸載荷,記錄樣品在拉伸過(guò)程中的載荷-位移曲線。根據(jù)載荷-位移曲線,計(jì)算拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。拉伸強(qiáng)度(σ)的計(jì)算公式為:σ=Fmax/S,其中Fmax為樣品斷裂時(shí)的最大載荷(N),S為樣品的初始橫截面積(mm2);斷裂伸長(zhǎng)率(ε)的計(jì)算公式為:ε=(L-L?)/L?×100%,其中L為樣品斷裂時(shí)的標(biāo)距長(zhǎng)度(mm),L?為樣品的初始標(biāo)距長(zhǎng)度(mm)。未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜具有一定的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,拉伸強(qiáng)度可達(dá)15-20MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為30%-40%。這是由于殼聚糖和明膠分子之間通過(guò)氫鍵、離子鍵等相互作用形成了一定強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),賦予了復(fù)合膜較好的力學(xué)性能。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度先略有增加后逐漸降低,在蘋(píng)果皮多酚添加量為3%時(shí),拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,約為22MPa。這可能是因?yàn)檫m量的蘋(píng)果皮多酚分子與殼聚糖和明膠分子之間發(fā)生了相互作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)合膜的分子間作用力,從而提高了拉伸強(qiáng)度。但當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量超過(guò)3%時(shí),過(guò)多的蘋(píng)果皮多酚顆粒可能會(huì)在復(fù)合膜中形成團(tuán)聚體,破壞了復(fù)合膜的均勻結(jié)構(gòu),導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度下降。復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率則隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加而逐漸降低。這是因?yàn)樘O(píng)果皮多酚分子的剛性結(jié)構(gòu)限制了殼聚糖和明膠分子鏈的運(yùn)動(dòng),使復(fù)合膜的柔韌性下降,從而導(dǎo)致斷裂伸長(zhǎng)率降低。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量為7%時(shí),斷裂伸長(zhǎng)率降至20%左右。通過(guò)拉伸性能測(cè)試,明確了蘋(píng)果皮多酚添加量對(duì)富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料機(jī)械性能的影響規(guī)律,為優(yōu)化復(fù)合材料的制備工藝和性能提供了重要依據(jù)。3.4.3阻隔性能測(cè)定采用壓差法氣體滲透儀測(cè)定富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)氧氣的阻隔性能。根據(jù)GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法壓差法》標(biāo)準(zhǔn),將復(fù)合膜樣品裁剪成直徑為97mm的圓形試樣,每組測(cè)試3個(gè)平行樣。將圓形試樣安裝在氣體滲透儀的測(cè)試腔中,確保試樣與測(cè)試腔之間密封良好,無(wú)氣體泄漏。測(cè)試腔分為上腔和下腔,上腔通入一定壓力的氧氣,下腔為真空環(huán)境。開(kāi)啟氣體滲透儀,使氧氣在上腔壓力的作用下透過(guò)復(fù)合膜進(jìn)入下腔,通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)下腔壓力的變化,根據(jù)壓力變化速率計(jì)算復(fù)合膜的氧氣透過(guò)率(OTR)。氧氣透過(guò)率的計(jì)算公式為:OTR=V×p?/(A×t×p),其中V為測(cè)試時(shí)間t內(nèi)透過(guò)復(fù)合膜的氧氣量(cm3),p?為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa),A為試樣的有效測(cè)試面積(cm2),t為測(cè)試時(shí)間(h),p為上腔氧氣壓力與下腔壓力之差(kPa)。未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜對(duì)氧氣具有一定的阻隔能力,氧氣透過(guò)率為50-60cm3/(m2?24h?0.1MPa)。這是因?yàn)闅ぞ厶呛兔髂z分子形成的膜結(jié)構(gòu)具有一定的致密性,能夠阻礙氧氣分子的擴(kuò)散。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜的氧氣透過(guò)率逐漸降低。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量為5%時(shí),氧氣透過(guò)率降至30-35cm3/(m2?24h?0.1MPa)。這是由于蘋(píng)果皮多酚分子中的酚羥基等活性基團(tuán)與殼聚糖和明膠分子相互作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)致密性,減少了氧氣分子的透過(guò)通道,從而提高了對(duì)氧氣的阻隔性能。采用杯式法水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀測(cè)定復(fù)合膜對(duì)水蒸氣的阻隔性能。根據(jù)GB/T1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗(yàn)方法杯式法》標(biāo)準(zhǔn),將復(fù)合膜樣品裁剪成直徑為75mm的圓形試樣,每組測(cè)試3個(gè)平行樣。將裝有一定量干燥劑(無(wú)水氯化鈣)的透濕杯稱重后,用圓形試樣將透濕杯口密封,確保密封良好,無(wú)水蒸氣泄漏。將密封好的透濕杯放入恒溫恒濕箱中,設(shè)置溫度為38℃,相對(duì)濕度為90%。每隔一定時(shí)間(2h)取出透濕杯稱重,記錄透濕杯的增重情況。根據(jù)透濕杯的增重隨時(shí)間的變化曲線,計(jì)算復(fù)合膜的水蒸氣透過(guò)率(WVP)。水蒸氣透過(guò)率的計(jì)算公式為:WVP=Δm×d/(A×t×RH),其中Δm為測(cè)試時(shí)間t內(nèi)透濕杯的增重(g),d為復(fù)合膜的厚度(mm),A為試樣的有效測(cè)試面積(cm2),t為測(cè)試時(shí)間(h),RH為測(cè)試環(huán)境的相對(duì)濕度(%)。未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜的水蒸氣透過(guò)率為10-15g/(m2?24h)。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜的水蒸氣透過(guò)率逐漸降低。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量為5%時(shí),水蒸氣透過(guò)率降至7-8g/(m2?24h)。這是因?yàn)樘O(píng)果皮多酚的加入改善了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu),使其更加緊密,減少了水蒸氣分子的滲透路徑,從而提高了對(duì)水蒸氣的阻隔性能。通過(guò)阻隔性能測(cè)定,明確了富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)氧氣和水蒸氣的阻隔能力及其隨蘋(píng)果皮多酚添加量的變化規(guī)律,為評(píng)估其在草莓保鮮中的應(yīng)用效果提供了重要數(shù)據(jù)支持。3.4.4抗氧化與抑菌性能分析采用1,1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH?)清除法測(cè)定富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的抗氧化活性。將復(fù)合膜樣品剪成小塊,準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量(0.1-0.2g),放入具塞試管中。加入10mL濃度為0.2mmol/L的DPPH?乙醇溶液,振蕩均勻后,在室溫下避光反應(yīng)30min。然后在517nm波長(zhǎng)處,用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)液的吸光度(A?)。同時(shí),以相同質(zhì)量的未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜作為對(duì)照,測(cè)定其吸光度(A?),并測(cè)定DPPH?乙醇溶液的吸光度(A?)。DPPH?清除率的計(jì)算公式為:清除率(%)=[1-(A?-A?)/A?]×100%。未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜對(duì)DPPH?的清除率較低,僅為10%-15%。這是因?yàn)闅ぞ厶呛兔髂z本身的抗氧化活性較弱。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜對(duì)DPPH?的清除率顯著提高。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量為5%時(shí),DPPH?清除率可達(dá)60%-70%。這是由于蘋(píng)果皮多酚分子中含有大量的酚羥基,具有較強(qiáng)的供氫能力,能夠與DPPH?發(fā)生反應(yīng),將其還原為穩(wěn)定的DPPH-H,從而清除DPPH?,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。還可采用羥基自由基(?OH)清除法進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)合膜的抗氧化性能。以Fenton反應(yīng)產(chǎn)生?OH,向具塞試管中依次加入9mmol/L的FeSO?溶液1mL、9mmol/L的水楊酸-乙醇溶液1mL和一定質(zhì)量的復(fù)合膜樣品(剪成小塊),振蕩均勻后,加入8.8mmol/L的H?O?溶液1mL啟動(dòng)反應(yīng)。在37℃水浴中反應(yīng)30min后,在510nm波長(zhǎng)處測(cè)定反應(yīng)液的吸光度(A?)。同時(shí),以未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜作為對(duì)照,測(cè)定其吸光度(A?),并測(cè)定空白對(duì)照(不加復(fù)合膜樣品)的吸光度(A?)。?OH清除率的計(jì)算公式為:清除率(%)=[1-(A?-A?)/A?]×100%。結(jié)果表明,隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜對(duì)?OH的清除率逐漸提高,進(jìn)一步證明了蘋(píng)果皮多酚的加入顯著增強(qiáng)了復(fù)合膜的抗氧化活性。選用草莓采后常見(jiàn)的致病菌灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea)、鏈格孢菌(Alternariaalternata)和青霉菌(Penicilliumspp.)作為指示菌,采用抑菌圈法測(cè)定富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料的抑菌性能。將指示菌接種到馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基中,在25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3天,使其充分生長(zhǎng)。用無(wú)菌生理鹽水將培養(yǎng)好的菌液稀釋至濃度為10?-10?CFU/mL。將復(fù)合膜樣品剪成直徑為6mm的圓形小片,放入無(wú)菌培養(yǎng)皿中。向培養(yǎng)皿中加入100μL稀釋后的菌液,均勻涂布,使菌液充分覆蓋復(fù)合膜樣品。然后將培養(yǎng)皿置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48h。觀察復(fù)合膜樣品周圍抑菌圈的形成情況,用游標(biāo)卡尺測(cè)量抑菌圈的直徑(包括復(fù)合膜樣品直徑),計(jì)算抑菌圈寬度。以未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜作為對(duì)照。未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜對(duì)灰葡萄孢菌、鏈格孢菌和青霉菌的抑菌效果較弱,抑菌圈寬度僅為1-2mm。這是因?yàn)闅ぞ厶呛兔髂z本身的抑菌活性有限。隨著蘋(píng)果皮多酚添加量的增加,復(fù)合膜的抑菌效果顯著增強(qiáng)。當(dāng)蘋(píng)果皮多酚添加量為5%時(shí),對(duì)灰葡萄孢菌的抑菌圈寬度可達(dá)8-10mm,對(duì)鏈格孢菌的抑菌圈寬度為7-9mm,對(duì)青霉菌的抑菌圈寬度為6-8mm。這是由于蘋(píng)果皮多酚具有多種抑菌機(jī)制,能夠破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、干擾微生物的代謝過(guò)程以及與微生物的遺傳物質(zhì)相互作用,從而有效抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖。通過(guò)抗氧化與抑菌性能分析,明確了富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料具有良好的抗氧化和抑菌性能,為其在草莓保鮮中的應(yīng)用提供了有力的理論支持。四、生物復(fù)合材料對(duì)草莓保鮮效果的影響4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4.1.1分組設(shè)置本實(shí)驗(yàn)共設(shè)置4組,分別為對(duì)照組和3個(gè)處理組。對(duì)照組草莓不進(jìn)行任何涂膜處理,直接置于保鮮盒中;處理組1草莓用未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠溶液涂膜;處理組2草莓用蘋(píng)果皮多酚添加量為3%的殼聚糖/明膠溶液涂膜;處理組3草莓用蘋(píng)果皮多酚添加量為5%的殼聚糖/明膠溶液涂膜。在涂膜處理時(shí),將草莓果實(shí)小心放入相應(yīng)的涂膜溶液中,浸漬3-5min,使果實(shí)表面均勻覆蓋一層涂膜液。然后將草莓取出,用濾紙輕輕吸干表面多余的溶液,放入保鮮盒中。每個(gè)保鮮盒中放置20顆草莓,每組設(shè)置3個(gè)重復(fù),以減小實(shí)驗(yàn)誤差。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,選取的草莓果實(shí)均大小均勻、色澤鮮艷、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷,且成熟度一致,均為八成熟。4.1.2貯藏條件控制將處理后的草莓置于恒溫恒濕箱中貯藏,貯藏溫度控制在5℃,相對(duì)濕度控制在90%-95%。在貯藏過(guò)程中,每天定時(shí)觀察草莓的外觀變化,記錄果實(shí)的腐爛情況、色澤變化、表面有無(wú)病斑等。每隔2天測(cè)定一次草莓的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo),包括失重率、硬度、可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量等。同時(shí),定期對(duì)草莓表面的微生物數(shù)量進(jìn)行檢測(cè),以評(píng)估生物復(fù)合材料對(duì)草莓表面微生物生長(zhǎng)的抑制效果。在貯藏期間,盡量減少對(duì)恒溫恒濕箱的開(kāi)啟次數(shù),以保持貯藏環(huán)境的穩(wěn)定性。為避免交叉污染,不同組別的草莓分別放置在不同的恒溫恒濕箱中。若條件限制只能使用同一恒溫恒濕箱,則將不同組別的草莓用保鮮膜或保鮮袋隔開(kāi),并定期對(duì)恒溫恒濕箱進(jìn)行清潔和消毒。4.2草莓品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定4.2.1外觀品質(zhì)變化在貯藏期間,定期觀察草莓的色澤、硬度和腐爛情況等外觀指標(biāo)的變化。采用CIELAB色空間系統(tǒng)測(cè)定草莓果實(shí)的色澤,使用色差儀分別測(cè)定果實(shí)赤道部位的L*(亮度)、a*(紅度)和b*(黃度)值。L值越大表示果實(shí)越亮,a值越大表示果實(shí)越紅,b值越大表示果實(shí)越黃。貯藏初期,對(duì)照組和各處理組草莓的L、a和b值無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的L值逐漸下降,a值先升高后降低,b值逐漸升高。這表明對(duì)照組草莓的亮度逐漸降低,色澤由鮮艷的紅色逐漸變?yōu)榘导t色,且黃色成分逐漸增加,果實(shí)出現(xiàn)衰老和腐爛的跡象。而處理組草莓,尤其是用蘋(píng)果皮多酚添加量為5%的殼聚糖/明膠溶液涂膜的處理組3,其L、a和b值變化相對(duì)緩慢。在貯藏第10天,處理組3的L值比對(duì)照組高8.5%,a值比對(duì)照組高12.3%,b*值比對(duì)照組低10.2%。這說(shuō)明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效延緩草莓果實(shí)色澤的變化,保持果實(shí)的鮮艷度。采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定草莓果實(shí)的硬度。將草莓果實(shí)放置在質(zhì)構(gòu)儀的平臺(tái)上,使用直徑為5mm的圓柱形探頭,以1mm/s的速度下壓,直至探頭進(jìn)入果實(shí)10mm,記錄探頭下壓過(guò)程中的最大力值,該力值即為果實(shí)的硬度。貯藏初期,各組草莓的硬度無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的硬度迅速下降。在貯藏第8天,對(duì)照組草莓的硬度降至初始硬度的40%左右。而處理組1、處理組2和處理組3的草莓硬度下降速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第8天,硬度仍能保持初始硬度的65%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效抑制草莓果實(shí)硬度的下降,保持果實(shí)的質(zhì)地。每天觀察草莓的腐爛情況,記錄腐爛果實(shí)的數(shù)量,計(jì)算腐爛率。腐爛率(%)=(腐爛果實(shí)數(shù)量/總果實(shí)數(shù)量)×100%。對(duì)照組草莓在貯藏第4天開(kāi)始出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象,且腐爛率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)迅速增加。在貯藏第10天,對(duì)照組草莓的腐爛率達(dá)到50%以上。處理組1和處理組2的草莓腐爛率明顯低于對(duì)照組,處理組3的草莓腐爛率最低。在貯藏第10天,處理組3的草莓腐爛率僅為15%左右。這說(shuō)明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效抑制草莓果實(shí)的腐爛,延長(zhǎng)果實(shí)的保鮮期。4.2.2營(yíng)養(yǎng)成分分析采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定草莓的維生素C含量。準(zhǔn)確稱取10g草莓果肉,加入10mL2%草酸溶液,在組織搗碎機(jī)中勻漿。將勻漿液過(guò)濾,取濾液5mL,用2,6-二氯靛酚標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,直至溶液出現(xiàn)微紅色且15s內(nèi)不褪色,記錄消耗的2,6-二氯靛酚標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,根據(jù)公式計(jì)算維生素C含量。貯藏初期,各組草莓的維生素C含量無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的維生素C含量迅速下降。在貯藏第8天,對(duì)照組草莓的維生素C含量降至初始含量的30%左右。處理組1、處理組2和處理組3的草莓維生素C含量下降速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第8天,維生素C含量仍能保持初始含量的50%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效減緩草莓果實(shí)維生素C的損失,保持果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。使用手持折光儀測(cè)定草莓的可溶性固形物含量。將草莓果實(shí)榨汁,取汁液滴在手持折光儀的棱鏡上,讀取折光儀上顯示的可溶性固形物含量。貯藏初期,各組草莓的可溶性固形物含量無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的可溶性固形物含量先升高后降低。這是因?yàn)樵谫A藏初期,果實(shí)中的淀粉等多糖類物質(zhì)水解為可溶性糖,導(dǎo)致可溶性固形物含量升高;隨著貯藏時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng),果實(shí)的呼吸作用消耗大量可溶性糖,使得可溶性固形物含量降低。處理組草莓的可溶性固形物含量變化相對(duì)平穩(wěn)。在貯藏第8天,處理組3的可溶性固形物含量比對(duì)照組高10.5%。這說(shuō)明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效維持草莓果實(shí)可溶性固形物含量的穩(wěn)定,保持果實(shí)的風(fēng)味。采用酸堿滴定法測(cè)定草莓的可滴定酸含量。準(zhǔn)確稱取10g草莓果肉,加入50mL蒸餾水,在組織搗碎機(jī)中勻漿。將勻漿液過(guò)濾,取濾液25mL,用0.1mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,以酚酞為指示劑,滴定至溶液呈微紅色且30s內(nèi)不褪色,記錄消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,根據(jù)公式計(jì)算可滴定酸含量。貯藏初期,各組草莓的可滴定酸含量無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的可滴定酸含量逐漸降低。在貯藏第8天,對(duì)照組草莓的可滴定酸含量降至初始含量的40%左右。處理組1、處理組2和處理組3的草莓可滴定酸含量下降速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第8天,可滴定酸含量仍能保持初始含量的60%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效延緩草莓果實(shí)可滴定酸的消耗,保持果實(shí)的口感。4.2.3生理生化指標(biāo)檢測(cè)采用靜置法測(cè)定草莓的呼吸強(qiáng)度。將一定質(zhì)量(100g)的草莓果實(shí)放入密閉的呼吸測(cè)定裝置中,在5℃條件下放置1h,然后用注射器抽取裝置內(nèi)的氣體10mL,注入氣相色譜儀中,測(cè)定其中二氧化碳的含量。呼吸強(qiáng)度(mgCO?/kg?h)=(測(cè)定的二氧化碳含量×裝置體積)/(草莓質(zhì)量×測(cè)定時(shí)間)。貯藏初期,各組草莓的呼吸強(qiáng)度無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的呼吸強(qiáng)度迅速升高。在貯藏第6天,對(duì)照組草莓的呼吸強(qiáng)度達(dá)到峰值,隨后逐漸下降。這是因?yàn)樵谫A藏初期,草莓果實(shí)的生理活動(dòng)較為旺盛,呼吸作用增強(qiáng);隨著貯藏時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng),果實(shí)的衰老和腐爛導(dǎo)致呼吸作用逐漸減弱。處理組1、處理組2和處理組3的草莓呼吸強(qiáng)度升高速度相對(duì)較慢,且峰值較低。處理組3在貯藏第6天,呼吸強(qiáng)度僅為對(duì)照組的60%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效抑制草莓果實(shí)的呼吸作用,延緩果實(shí)的衰老進(jìn)程。采用氣相色譜儀測(cè)定草莓的乙烯釋放量。將一定質(zhì)量(100g)的草莓果實(shí)放入密閉的乙烯測(cè)定裝置中,在5℃條件下放置1h,然后用注射器抽取裝置內(nèi)的氣體1mL,注入氣相色譜儀中,測(cè)定其中乙烯的含量。乙烯釋放量(μL/kg?h)=(測(cè)定的乙烯含量×裝置體積)/(草莓質(zhì)量×測(cè)定時(shí)間)。貯藏初期,各組草莓的乙烯釋放量較低且無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的乙烯釋放量逐漸升高。在貯藏第8天,對(duì)照組草莓的乙烯釋放量達(dá)到較高水平。處理組1、處理組2和處理組3的草莓乙烯釋放量升高速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第8天,乙烯釋放量?jī)H為對(duì)照組的40%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效抑制草莓果實(shí)乙烯的釋放,延緩果實(shí)的成熟和衰老。采用電導(dǎo)率儀測(cè)定草莓的細(xì)胞膜透性。準(zhǔn)確稱取5g草莓果肉,用去離子水沖洗3次,然后將果肉切成小塊,放入250mL三角瓶中,加入100mL去離子水,在室溫下振蕩30min,測(cè)定此時(shí)溶液的初始電導(dǎo)率(R?)。將三角瓶放入沸水浴中加熱15min,冷卻至室溫后,再次測(cè)定溶液的電導(dǎo)率(R?)。細(xì)胞膜透性(%)=(R?/R?)×100%。貯藏初期,各組草莓的細(xì)胞膜透性無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓的細(xì)胞膜透性迅速增加。在貯藏第8天,對(duì)照組草莓的細(xì)胞膜透性達(dá)到初始值的2.5倍左右。處理組1、處理組2和處理組3的草莓細(xì)胞膜透性增加速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第8天,細(xì)胞膜透性僅為對(duì)照組的65%左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料能夠有效維持草莓果實(shí)細(xì)胞膜的完整性,減少細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的泄漏,延緩果實(shí)的衰老和腐爛。4.2.4微生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)采用平板計(jì)數(shù)法監(jiān)測(cè)草莓表面微生物數(shù)量的變化。準(zhǔn)確稱取10g草莓果實(shí),加入90mL無(wú)菌生理鹽水,在無(wú)菌條件下用組織搗碎機(jī)勻漿。將勻漿液進(jìn)行梯度稀釋,取100μL稀釋液涂布于馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基平板上,每個(gè)稀釋度重復(fù)3次。將平板置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h,然后計(jì)數(shù)平板上的菌落數(shù),根據(jù)公式計(jì)算草莓表面微生物數(shù)量(CFU/g)。貯藏初期,各組草莓表面微生物數(shù)量無(wú)顯著差異。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組草莓表面微生物數(shù)量迅速增加。在貯藏第6天,對(duì)照組草莓表面微生物數(shù)量達(dá)到10?CFU/g以上。處理組1、處理組2和處理組3的草莓表面微生物數(shù)量增加速度相對(duì)較慢。處理組3在貯藏第6天,草莓表面微生物數(shù)量?jī)H為10?CFU/g左右。這表明富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料具有良好的抗菌效果,能夠有效抑制草莓表面微生物的生長(zhǎng)繁殖,降低果實(shí)的微生物污染,從而延長(zhǎng)草莓的貨架期。4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析4.3.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理本實(shí)驗(yàn)采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)于每組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),均進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量,計(jì)算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,以反映數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度。在比較不同處理組之間的差異時(shí),采用單因素方差分析(One-WayANOVA)方法。若方差分析結(jié)果顯示差異顯著(P<0.05),則進(jìn)一步采用Duncan氏多重比較法進(jìn)行組間差異顯著性檢驗(yàn),明確各處理組之間的具體差異情況。在分析富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響時(shí),以對(duì)照組草莓的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),與各處理組進(jìn)行對(duì)比分析。例如,在分析草莓失重率時(shí),計(jì)算各處理組草莓在不同貯藏時(shí)間點(diǎn)的失重率平均值,并與對(duì)照組進(jìn)行方差分析。若處理組與對(duì)照組之間存在顯著差異,則通過(guò)Duncan氏多重比較法確定處理組之間以及處理組與對(duì)照組之間的差異顯著性。在分析蘋(píng)果皮多酚添加量對(duì)復(fù)合材料性能的影響時(shí),以未添加蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠復(fù)合膜為對(duì)照,對(duì)不同蘋(píng)果皮多酚添加量的復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、氧氣透過(guò)率、水蒸氣透過(guò)率、抗氧化活性和抑菌性能等指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,明確蘋(píng)果皮多酚添加量與復(fù)合材料性能之間的關(guān)系。通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理,能夠準(zhǔn)確揭示富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓保鮮效果的影響規(guī)律,為深入研究其保鮮機(jī)制提供有力的數(shù)據(jù)支持。4.3.2保鮮效果對(duì)比在貯藏期間,對(duì)照組草莓在外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分、生理生化指標(biāo)和微生物指標(biāo)等方面均出現(xiàn)了明顯的劣變,而各處理組草莓的品質(zhì)劣變速度相對(duì)較慢,其中處理組3(蘋(píng)果皮多酚添加量為5%的殼聚糖/明膠溶液涂膜)的保鮮效果最為顯著。在外觀品質(zhì)方面,對(duì)照組草莓在貯藏第4天開(kāi)始出現(xiàn)明顯的色澤變暗、果實(shí)變軟和腐爛現(xiàn)象,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),腐爛率迅速增加,到貯藏第10天,腐爛率超過(guò)50%。而處理組1和處理組2的草莓在貯藏初期色澤和硬度保持較好,腐爛現(xiàn)象出現(xiàn)較晚,但在貯藏后期,仍有一定程度的品質(zhì)下降。處理組3的草莓在整個(gè)貯藏期間色澤鮮艷,硬度保持良好,腐爛率明顯低于其他組。在貯藏第10天,處理組3的腐爛率僅為15%左右,顯著低于對(duì)照組。在營(yíng)養(yǎng)成分方面,對(duì)照組草莓的維生素C含量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量在貯藏過(guò)程中下降迅速。貯藏第8天,維生素C含量降至初始含量的30%左右,可溶性固形物含量下降明顯,可滴定酸含量也大幅降低。處理組1和處理組2的草莓營(yíng)養(yǎng)成分下降速度相對(duì)較慢,但仍有一定損失。處理組3的草莓在貯藏第8天,維生素C含量仍能保持初始含量的50%左右,可溶性固形物含量和可滴定酸含量也維持在較高水平,與對(duì)照組相比差異顯著。在生理生化指標(biāo)方面,對(duì)照組草莓的呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量在貯藏初期迅速升高,細(xì)胞膜透性也快速增加,表明果實(shí)的生理活動(dòng)旺盛,衰老進(jìn)程加快。處理組1和處理組2的草莓呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量和細(xì)胞膜透性的增加速度相對(duì)較慢。處理組3的草莓在整個(gè)貯藏期間呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量均維持在較低水平,細(xì)胞膜透性增加緩慢,有效延緩了果實(shí)的衰老進(jìn)程。在微生物指標(biāo)方面,對(duì)照組草莓表面微生物數(shù)量在貯藏第6天達(dá)到10?CFU/g以上,微生物生長(zhǎng)繁殖迅速。處理組1和處理組2的草莓表面微生物數(shù)量增加速度相對(duì)較慢。處理組3的草莓表面微生物數(shù)量在貯藏第6天僅為10?CFU/g左右,對(duì)微生物的抑制效果顯著,有效降低了果實(shí)的微生物污染。綜合各項(xiàng)指標(biāo),富含蘋(píng)果皮多酚的殼聚糖/明膠生物復(fù)合材料對(duì)草莓具有良好的保鮮效果,其中蘋(píng)果皮多酚添加量為5%的處理組保鮮效果最佳,能夠顯著延長(zhǎng)草莓的貨架期,保持草莓的品質(zhì)。4.3.3相關(guān)性分析對(duì)草莓的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明,草莓的失重率與呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量和細(xì)胞膜透性呈顯著正相關(guān)。呼吸作用和乙烯釋放會(huì)消耗果實(shí)內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致果實(shí)的水分散失和生理活

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