纳米SiO_2壳聚糖复合膜保鲜草莓的研究_袁志

2024年4月5日发(作者：)

现代食品科技

Modern Food Science and Technology 2011, Vol.27, No.1

纳米SiO

2

壳聚糖复合膜保鲜草莓的研究

袁志，王明力，李霞

（1.贵州大学喀斯特山地果树研究所，贵州贵阳 550003）（2.贵州省果树工程技术中心，贵州贵阳 550003）

（3.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州贵阳 550003）

摘要：优化壳聚糖纳米SiO

2

复合膜透CO

2

性，并将其应用于草莓保鲜实验。结果表明，壳聚糖复合膜最佳配方为：壳聚糖含量

2 g，纳米TiO

2

含量0.07 g，冰乙酸含量1.4 mL，且透CO

2

量达到最低为0.0909 g/d；优化膜处理的草莓常温下贮藏6 d后，腐烂指数

比空白组降低了5.1%；低温4 ℃下贮藏11 d后，腐烂指数比空白组降低了23.9%。这证明，优化膜处理可有效延长草莓室温、低温

下的贮藏保鲜时间。

关键词：壳聚糖；纳米SiO

2

；复合膜；草莓；保鲜

文章篇号：1673-9078(2011)1-11-15

1,2,31,2,31,2

Fresh-keeping Property of Chitosan Nano-SiO

2

Composite

Membrane for Strawberry

YUAN Zhi

1,2,3

, WANG Ming-li

1,2,3

, LI Xia

1,2

(ute for Fruit Resources of Karst Mountainous Region, Guizhou University, Guiyang 550003, China)

(u Center for Fruit Engineering Technology; Guiyang 550093, China)

(u Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biological Pharmacy, Guiyang 550003, China)

Abstract: The chitosan nano-SiO

2

composite membrane was prepared and its CO

2

permeability was studied for fresh-keeping strawberries.

The results showed that the best contents of chitosan, nano-TiO

2

, and glacial acetic acid were 2 g, 0.07 g, and 1.4mL, respectively. The CO

2

permeability

of the optimized membrane was 0.0909 g/d. After stored for 6 days at room temperature, strawberries coated with the optimized membrane had lower

decay index by 5.1% than that uncoated with membrane. After 11-day storage at 4 ℃, the decay index of strawberries was 23.9% lower than that

of the strawberries without coating with membrane. The result proved that the storage period of strawberries was prolonged at room temperature and

low temperature by coating with optimized membrane.

Key words: chitosan; nano-SiO

2

; composite membrane; strawberry; fresh-keeping

草莓(Fragaria ananasa)是蔷薇科草莓属多年生草

本植物的果实，它形如鸡心，果肉多汁，酸甜适口，

芳香宜人，是一种营养价值很高的世界著名的水果

[1]

。

但由于草莓皮薄汁多，极易腐烂，不耐贮藏。因此，

会造成一定的经济损失，增加消费者的购买成本。所

以，如何延长草莓的贮藏保鲜期，降低腐烂率已成为

关注的焦点。

壳聚糖(Chitosan, CTS)是一种天然碱性多糖，它具

收稿日期：2010-08-25

基金项目：贵州省农业科技攻关资助项目［黔科合NY(20083051)］；贵州大

学引进人才科研项目（2008012）；贵阳市农业科技攻关资助项目（20092-006）;

贵州大学研究生创新基金资助项目（2010012）

作者简介：袁志（1985-），男，在读硕士，研究方向：果品采后处理与贮藏

保鲜

通讯作者：王明力教授

有安全、无毒、廉价、抗菌和成膜等特点，是目前广

为应用的一种涂膜保鲜剂。目前研究表明，使用壳聚

糖进行涂膜保鲜确有一定保鲜作用，但并未达到最佳

效果，故在壳聚糖中添加某种物质，增强其抗菌、保

鲜效果是非常必要的研究。纳米SiO

2

是一种无毒、无味、

无污染的无机非金属材料，它具有纳米材料的一些优

良特性和一定的抗菌性，且目前已被国家批准为食品

添加剂。因此，笔者将纳米SiO

2

添加到壳聚糖中，改变

壳聚糖膜透性，增强其抗菌性，延长草莓在常温、低

温下的贮藏保鲜期，为进一步研究提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料

选择大小均一、无机械伤、无病虫害、成熟、新

鲜的“红颜”草莓，采摘自贵阳市花溪区草莓场，采

11

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2011, Vol.27, No.1

摘后立即运回实验室。

1.2 仪器与设备

壳聚糖(脱乙酰度为95%)，浙江澳兴生物科技有

限公司；纳米SiO

2

，舟山明日纳米材料技术有限公司；

月桂酸钠、氢氧化钠、冰醋酸、浓盐酸和蔗糖等各种

检测用试剂均为分析纯。

UV-2550紫外分光光度计；分析天平(上海分析天

平仪器厂)；HS10260D超声波清洗器；磁力搅拌器；

调温电炉；温湿度计(天津吉星仪表厂)；YC-260L冰

箱(中科美菱)；离心机；恒温水浴锅；SHZ-ⅢD型循

环水真空泵(上海亚荣生化仪器厂)等。

1.3 纳米SiO

2

的改性

称取1 g纳米SiO

2

加入到200 mL ω

SDS

=0.007的

溶液中，调pH值为4，搅拌6 h，过滤、洗涤、干燥，

得改性纳米SiO

2

[2]

，得白色纳米SiO

2

粉体。

1.4 CTS膜溶液的制备

将2.50 g甘油加入1% 100 mL的冰乙酸水溶液

中，搅拌均匀，加入2 g壳聚糖，搅拌10 min，静置，

调pH值5.6，搅拌1 d，静置，超声振荡15 min，涂

抹果蔬表面。

1.5 壳聚糖复合膜的制备

先考察壳聚糖的用量对壳聚糖复合膜的CO

2

透气

性的影响。将0.05 g的纳米SiO

2

溶解于2.50 g甘油中，

加入到1% 100 mL乙酸水溶液中，搅拌均匀，再分别

添加0.5、1、1.5、2、2.5 g壳聚糖，搅拌10 min，静

置，调pH值5.6，搅拌1 d，静置，超声振荡15 min

后将壳聚糖膜溶液定量在水平玻璃板上流延成膜，红

外灯下干燥，于0.02 mol/L的NaOH溶液中浸泡30

min，流水冲洗后揭膜于室温下凉干，检测其透CO

2

性。

在上一步骤基础之上，按顺序分别考察纳米SiO

2

用量（0.01、0.03、0.05、0.07、0.09 g）、冰乙酸用量

（0.2、0.6、1、1.4、1.8 mL）对壳聚糖复合膜透CO

2

性的影响，然后用正交实验优化结果。

1.6 草莓的处理

将草莓运回后，选无机械伤，大小、成熟度一致

的草莓随机分成两大组，一组置于常温下，并放置一

温湿度计，另一组置于冰箱内，温度为4 ℃，并在其

内放置一温湿度计；再将每一大组随机分为两小组，

一小组用于测定Vc、总糖、总酸指标，另一小组用于

测定腐烂指数；每一小组分为三个处理，一个处理用

优化膜溶液涂抹，另一组处理用CTS膜溶液涂抹，其

余一组处理用于空白；每个处理30个草莓。

1.7 分析检测

12

1.7.1 壳聚糖复合膜CO

2

透过系数测定

[3]

将盛有20 g的KOH的50 mL三角瓶用待测膜封

好，置于一定湿度的干燥器中，体系先在N

2

环境中平

衡1 d，然后用CO

2

置换，维持膜外侧CO

2

分压为1

atm，CO

2

透过膜被KOH吸收，记录吸收时间与称量

瓶的增重量(KOH吸收CO

2

的量)，计算CO

2

透气量，

计算公式如：Q

CO2

=∆m/∆t。其中：Q

CO2

-杯子吸收CO

2

的重量对时间进行回归的曲线斜率（g/d）；∆m-KOH

吸收CO

2

的量/g。

1.7.2 草莓生理指标的测定

Vc含量测定：紫外快速测定法

[4]

；总酸含量测定：

采用GB/T12456-2008食品中总酸的测定

[5]

；草莓可溶

性总糖测定：采用GB/T 6194-86水果、蔬菜可溶性糖

测定

[6]

。

1.7.3 腐烂指数测定

0级：无腐烂、无伤害的新鲜草莓；1级：烂斑

小于1/4草莓面积的果实；2级：烂斑大于1/4但小于

1/2草莓面积的果实；3级：烂斑大于1/2但小于3/4

草莓面积的果实；4级：烂斑大于3/4草莓面积的果

实。

腐烂指数=

∑

级别数×该级别草莓个数

检测草莓总数

2 结果与讨论

2.1 壳聚糖复合膜参数的选定

单因素实验结果如图1、图2、图3。

由图1~3可以看出，当壳聚糖含量为1.5 g，纳米

SiO

2

含量为0.07 g，冰乙酸含量为1.8 mL时，各单因素

复合膜的透CO

2

系数达到最低，分别为0.3847 g/d、

0.1337 g/d、0.2014 g/d，而透CO

2

系数低，有利于果蔬

表面与壳聚糖复合膜间CO

2

含量的积累，可有效的减缓

果蔬呼吸作用，延长果蔬贮藏保鲜期。因此，选择壳

聚糖含量为1 g、1.5 g、2 g，纳米SiO

2

含量为0.05 g、0.07

g、0.09 g，冰乙酸含量为1 mL、1.4 mL、1.8 mL这几个

因素及水平作L

9

(3

3

)正交试验，结果见表1。

由表1可知，对于壳聚糖复合膜透CO

2

量影响最大

的是冰乙酸，其次是SiO

2

，影响最小的是壳聚糖。由K

值可以看出壳聚糖复合膜最佳配方为：壳聚糖含量为2

g，纳米SiO

2

含量为0.07 g，冰乙酸含量为1.4 mL，但由

表看出，当壳聚糖含量为2 g，纳米TiO

2

为0.09 g，冰乙

酸为1.4 mL时，透CO

2

量达到最低为0.0986 g/d，故要对

两种配方作对比，其结果为壳聚糖含量为2 g，纳米SiO

2

含量为0.07 g，冰乙酸含量为1.4 mL的复合膜透CO

2

量

为0.0909，因此，壳聚糖复合膜最佳配方定为：壳聚糖