
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄保鲜效果研究
单露英1,黄广院1,俞媛瑞1,*商颖3,*陆一2

作者单位
1. 昭通学院 化学化工学院
2. 云南省高校高原特色功能食品研究重点实验室
引用格式
单露英,黄广院,俞媛瑞,等.壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄保鲜效果研究[J].农产品加工,2026,(09):72-76.
基金项目
云南省2024年大学生创新训练计划省级一般项目(20241761);云南省教育厅科学研究基金项目(2024J1075)



一、引言
番茄(Solanum lycopersicum L.)是全球重要的经济作物之一,酸甜可口,营养成分丰富,富含维生素和矿物质,具有一定的抗氧化、抗炎、降胆固醇、抗动脉粥样硬化等特性。目前,我国樱桃番茄的种植面积约为15万hm2,市场需求持续增长。然而,樱桃番茄因采摘季节温度较高、薄皮多汁,易受微生物侵染和采后病害等因素影响,在不适当的储存条件下很容易腐烂,影响其味道、质地、外观和香气,以及食用价值与经济价值。因此,有必要寻找合适的保存方法延长樱桃番茄的贮藏期。目前,用于樱桃番茄采后保鲜方法主要包括化学处理、冷藏、辐射、热处理、气调包装等。然而,化学处理引起的残留物存在隐患,物理处理的保鲜效果不稳定或需要巨额投资。相比之下,可食用涂膜技术具有显著优势,通过在果实表面形成半透性保护层,有效封闭表皮气孔并调控微环境气体组成,从而抑制水分蒸腾作用并降低氧气渗透率,更好地保持水果的品质。
壳聚糖是一种由几丁质脱乙酰基得到的阳离子多糖,具有良好的成膜性、生物相容性、生物降解性和抗菌性能,已广泛应用于保鲜果蔬、肉类、乳制品等食品。但壳聚糖的亲水性和水汽阻隔性能较差,并不是一种理想的涂层材料。有研究表明,精油中某些成分的亲脂性会改变壳聚糖涂层的水溶性和水蒸气渗透性,从而降低水果的呼吸速率,延缓水果成熟。生姜提取物富含姜辣素、姜酚、姜酮、姜糖蛋白和姜精油等成分,这些成分赋予生姜提取物优异的抗菌和抗氧化性能,具有较高的开发利用价值和广阔应用前景。
综上所述,以壳聚糖为基质,复配生姜提取物制备复合涂膜液,通过浸渍法在樱桃番茄表面构建功能性保鲜涂层。系统监测贮藏期间果实品质指标的动态变化,并结合腐败指数评估保鲜效果,以筛选最优处理组,为植物源保鲜剂的开发提供理论依据与技术参考。


二、材料与方法
(一)材料与试剂
樱桃番茄,市售,品种为“千禧”,将其从枝梗上剪下,保留花梗,随后挑选无机械损伤、无腐烂、大小及成熟度均匀的果实用于试验。
生姜提取物,河南龙腾生物工程有限公司提供;吐温- 80(食品级),河南万邦实业有限公司提供;水溶性壳聚糖粉(食品级),山东陆海蓝圣生物科技提供;乙酸、乙醇、丙酮、草酸、酚酞、丙三醇、氢氧化钠,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司提供;2,6 -二氯靛酚钠,上海土锋生物科技有限公司提供。
(二)仪器与设备
YP10001B型电子天平,上海力辰有限公司产品;AK002型数显糖度仪,深圳测友科技有限公司产品;UV1810型紫外可见光分光光度计,上海佑科仪器仪表有限公司产品;HH-6B型电热恒温水浴锅,常州金坛恒丰仪器制造有限公司产品;DLAB型大龙数显磁力搅拌器,大龙兴创实验仪器(北京)股份公司产品;GY-4型水果硬度计,乐青市爱德堡仪器有限公司产品;PB12X1-101B型榨汁机,广东美的生活电器制造有限公司产品。
(三)试验方法
1. 壳聚糖-生姜提取物涂膜的配制
参照连欢等人的方法,称取壳聚糖粉末2 g于烧杯中,加入100 mL蒸馏水,完全溶解后,加入甘油(壳聚糖质量的30%)继续搅拌至溶解,制备成质量浓度为2 g/100 mL的壳聚糖溶液。分别称取0.1,0.2,0.4,0.8 g的生姜提取物于烧杯中,加入100 mL蒸馏水制备成质量浓度为0.1,0.2,0.4,0.8 g/100 mL的水提液,与壳聚糖溶液混合,搅拌 0.5 h至均匀,复合膜溶液中的壳聚糖最终质量浓度为1 g /100 mL,生姜提取物质量浓度分别为0.05,0.10,0.20,0.40 g/100 mL。
2. 试验设计与处理
试验采用随机分组设计,每个试验组30个果实,3组重复。将处理后的樱桃番茄分别置于蒸 馏水、1 g/100 mL壳聚糖溶液,以及0.05,0.10,0.20,0.40 g/100 mL的壳聚糖-生姜提取物涂膜液中浸泡15 min,取出沥水、晾干,于4 ℃下保存。蒸馏水组记为CK,壳聚糖溶液组记为CS,壳聚糖-生姜提取物复合溶液用SJ表示,并记为0.05 SJ、0.10 SJ、0.20 SJ、0.40 SJ。采用定期采样法,每10 d测定一次樱桃番茄的理化指标,持续监测至果实表面出现显著腐败症状(腐烂面积≥30%)时,终止试验。
3. 感官及理化指标的测定
①腐败率测定:将发生霉变、病变,产生黄斑、黑斑、塌陷,或全果可食部分少于4/5的樱桃番茄定义为烂果;②失重率测定:使用电子天平称量樱桃番茄的质量;③硬度测定:每组随机挑选5个樱桃番茄,利用水果硬度计进行硬度测定,平均测定3次,取平均值;④TSS含量测定使用数显糖度仪测定,平均测定3次,取平均值;⑤总酸度的测定:参照GB/T 12293—1990,使用氢氧化钠滴定法;⑥维C含量测定:参照GB 5009.86—2016,使用2,6 -二氯靛酚滴定法。
4. 数据处理
使用Excel进行数据统计,SPSS软件进行显著性分析,Origin软件进行制图分析。


三、结果与分析
(一)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄腐烂率变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄腐烂率的影响见图1。

樱桃番茄在采摘、运输、保藏过程中易受机械损伤和微生物侵染,使樱桃番茄表面出现霉点或腐烂。由图1可知,初期腐败阶段(10 d):CK组、CS组及0.40 SJ组首次出现腐败现象,CK组腐败率显著最高(7.0%),较CS组高2.3倍,这表明壳聚糖涂层可显著抑制樱桃番茄初期腐败。全面腐败阶段(20~40 d):0.05 SJ组,0.10 SJ组,0.20 SJ组,0.40 SJ组的樱桃番茄腐烂率显著低于CS组、CK组。然而,生姜提取物添加量与保鲜效果呈非线性关系(0.40 SJ组效果反降,0.20 SJ组效果最好)。
(二)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄失重率变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄失重率的影响见图2。

质量损失是导致樱桃番茄等农产品皱缩和萎蔫的关键因素,但其品质劣化,商业价值下降。由图2可知,随着贮藏时间的延长,均能观察到樱桃番茄失重率的增加,且CK组失重率显著高于其他组。中期贮藏阶段(20 d):0.05 SJ组和0.40 SJ组失重率(0.03~0.06)显著低于CK组(0.08%)。末期贮藏阶段(40 d):CK组失重率达峰值(0.20%),0.20 SJ组保持最低失重率(0.11%),较CK组降低45%,按失重率排序为CK>CS>0.10 SJ>0.05 SJ>0.40 SJ>0.20 SJ。结果表明,0.20 SJ可有效阻碍樱桃番茄水分的散失,降低失重率,延长其货架期并保持品质。
(三)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄硬度变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄硬度的影响见图3。

硬度是评价果蔬质地和贮运效果的重要参考指标,樱桃番茄的硬度越高,其品质越好,反之亦然。由图3可知,在贮藏过程中,所有组的樱桃番茄硬度均呈现下降趋势,且下降速度越来越快。在第40天时,CK组的樱桃番茄硬度处于最低值,为0.38 kg/cm2;0.20 SJ组的樱桃番茄硬度均稍高于其他组,为0.54 kg/cm2。在整个贮藏期间,0.05 SJ组,0.10 SJ组,0.20 SJ组,0.40 SJ组的樱桃番茄硬度均高于CK组与CS组,由此可知,壳聚糖-生姜提取物复合涂膜可有效保持樱桃番茄的硬度。
(四)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄TSS含量变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄TSS含量的影响见图4。

TSS主要包括糖、酸、维生素和矿物质等,是衡量果蔬品质的一个重要指标。由图4可知,随着贮藏时间的延长,所有处理组樱桃番茄中的TSS含量呈增加趋势,但整体趋势较缓。主要是因为樱桃番茄在贮藏第10天时,已经出现腐烂现象,微生物腐败作用与樱桃番茄的呼吸作用会消耗一部分TSS。在第10天时,CK组、0.05 SJ组与0.20 SJ组樱桃番茄的TSS含量存在显著差异;在第20天时,CK组与0.10 SJ,0.20 SJ组樱桃番茄的TSS含量存在显著差异;在第30天时,CK组樱桃番茄的TSS含量除了与 0.05 SJ组无显著差异,与其他组均存在显著差异;在第40天时,仅CK组与0.20 SJ组樱桃番茄的TSS含量存在显著差异。在整个贮藏过程中,CK组樱桃番茄的TSS含量最高,为10.8%;0.20 SJ组樱桃番茄的TSS含量最低,为8.5%,说明0.20 SJ处理能在一定程度上减缓樱桃番茄成熟。
(五)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄总酸度变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄总酸度的影响见图5。

总酸度是樱桃番茄品质的一个重要参数。由图5可知,所有处理组的樱桃番茄的总酸度随着贮藏时间的延长均呈下降趋势。在整个贮藏期间,0.05 SJ、0.10 SJ,0.20 SJ,0.40 SJ处理的樱桃番茄总酸度均高于CK组与CS组,其中CK组樱桃番茄的总酸度值最低,0.20 SJ组樱桃番茄的总酸度最高。贮藏第40天时,CK组樱桃番茄的总酸度值下降到 0.14%,0.20 SJ组樱桃番茄的总酸度值下降到0.22%。结果表明,壳聚糖生姜提取物复合膜处理樱桃番茄可维持其总酸度,0.20 SJ处理可较好地保持樱桃番茄总酸含量,从而延长保质期并保持樱桃番茄的新鲜度。
(六)壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄中维C质量分数变化的影响
壳聚糖-生姜提取物涂膜处理对樱桃番茄维C质量分数的影响见图6。

壳聚糖与生姜提取物复合涂膜处理不仅影响樱桃番茄中的营养物质,还影响抗氧化物质质量分数。由图6可知,樱桃番茄中的维C质量分数随着贮藏时间的延长而逐渐降低。贮藏第10天时,维C质量分数下降较慢,主要是因为果实处于成熟后期,衰老前期。贮藏第20天时,维C质量分数下降较快,其中0.20 SJ组樱桃番茄维C质量分数最高(39.18 mg/100 g),与CK组(36.86 mg/100 g)存在显著差异。在贮藏末期(30~40 d),随着樱桃番茄进入衰老阶段,维C的氧化降解动力学呈现显著差异,CK组维C质量分数最低,在贮藏结束时降至13.29 mg/100 g,0.20 SJ组维C质量分数降至20.33 mg/100 g。处理组中生姜提取物的浓度不同,其阻隔氧气的效果也不同,从第40天的保鲜结果可看出,0.20 SJ组阻隔氧气的效果最好。


四、讨论
研究发现,0.20 SJ处理组对樱桃番茄的保鲜效果最佳。0.05 SJ组和0.10 SJ组及CS处理组保鲜效果较差,这与吴子龙、车雨晴等人的研究结果一致。高浓度生姜提取物中酚类物质易氧化成醌类物质,破坏水果表皮细胞膜,干扰正常呼吸代谢;同时,复合膜涂层黏度过高时,出现开裂、脱落现象。此外,过高浓度的生姜提取物在抑制有害微生物的同时,也会过度抑制甚至杀死水果表面的有益微生物,破坏了水果表面的微生物平衡,不利于水果的长期保鲜。而当生姜提取物浓度过低时,其抗菌活性成分(如6-姜酚、姜烯酚、姜酮等)含量不足,无法有效抑制樱桃番茄表面霉菌(如灰葡萄孢菌)或细菌(如青枯病菌),且抗氧化能力也较弱,无法清除自由基,导致褐变加速,水果腐烂变质。同时,低浓度生姜提取物无法与壳聚糖形成致密交联网络,导致涂层阻隔性下降,加速水果失水和氧化进程。


五、结论
研究表明,与1.0%壳聚糖复合涂膜处理组及蒸馏水对照组相比,添加0.05%,0.10%,0.20%,0.40%的生姜提取物与1.0%壳聚糖复合涂膜处理为樱桃番茄提供了更好的贮藏条件,具体表现为质量损失减少,硬度、TSS、可溶性固形物和TA的保持效果更好,且在10 d内未出现微生物污染引起的可见污染。其中,0.2%的生姜提取物与1.0%壳聚糖复合涂膜能最大程度发挥各成膜组分的功效,在延缓樱桃番茄的生化反应和水分损失方面表现出显著的积极效果。

编辑:刘 嘉
审核:关 颖
本篇文章刊登于《农产品加工》2026年5期上