鲜切雷竹笋冷藏条件下木质化机理及其壳聚糖涂膜保鲜技术研究

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本试验以鲜切雷竹笋(Phyllostachys praecox f. prevelnalis)为材料,研究其木质化机理及涂膜保鲜技术。通过分析鲜切雷竹笋冷藏过程中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)等的酶活力、丙二醛(MDA)、多酚、木质素等的含量变化,推断鲜切雷竹笋冷藏过程中木质化机理。以壳聚糖(CTS)和乳清分离蛋白(WPI)为成膜基质,研究pH值、甘油添加量、温度及WPI浓度等对壳聚糖和乳清分离蛋白复合膜(CPI)性能影响。通过测定CPI膜的拉伸强度、断裂延伸率、水蒸气透过率、透光率,优化CPI膜成膜条件,确定较佳成膜条件。通过SEM、DSC和FTIR表征了CPI膜的结构和热力学性质,研究不同脱乙酰度、分子量的CTS对CPI膜机械性能、阻隔性能、微观结构的影响。以PAL、POD酶活力、MDA、多酚、木质素含量、菌落总数变化等作为指标,研究涂膜保鲜技术对鲜切雷竹笋木质化和品质劣变的影响以及涂膜次数对保鲜效果的影响,为鲜切雷竹笋涂膜保鲜技术和涂膜保鲜的应用提供理论和实践依据。结果如下:(1)在冷藏过程中,PAL、POD活力、MDA含量呈先上升,后下降的趋势;PPO活力在前6d缓慢上升,第15天开始下降;多酚含量在冷藏前6d急剧下降,后缓慢上升,第12天又开始下降;木质素含量不断增加,基部为5%~26%,中部为3%~24%,尖部为2%~22%。PAL、POD、PPO酶活力与鲜切雷竹笋木质素含量之间的相关性系数分别是0.768、0.575和0.062, PAL、POD酶活力是影响鲜切雷竹笋木质化进程的关键内源酶,PPO酶活力与鲜切雷竹笋木质化无直接关系。多酚、MDA含量与鲜切雷竹笋木质素含量之间的相关性系数分别是-0.528、-0.252,说明酚类物质作为木质素合成的前体物质,在鲜切雷竹笋冷藏过程中参与木质素的合成,导致多酚含量下降而木质素含量上升;MDA可能参与鲜切雷竹笋的木质化进程,但需要进一步验证。鲜切雷竹笋木质化过程是从基部逐渐延伸到尖部,导致了整个笋体老化,使鲜切雷竹笋丧失了可食性。(2)CTS脱乙酰度90%、分子量30万,pH3,甘油添加量1.5%,搅拌温度60℃,WPI浓度50%的条件下,CPI膜的性能较佳,其拉伸强度为9.74MPa,断裂延伸率为1.19%,透气性为0.351mg·cm-2·d-1,透光率为83.1%。CTS的分子量和脱乙酰度对CPI膜的机械性能和透气性有一定的影响。在相同脱乙酰度情况下,分子量越大,拉伸强度越好;在分子量相同时,脱乙酰度越高,拉伸强度越好。随着分子量的增加,CPI膜的透气性呈先增大后下降,而透光率是先下降后上升;随着脱乙酰度的增加,透气性增加,透光率略有下降。SEM试验显示CPI膜的横截面更规则、均匀,结构明显改善,且外观看CPI膜为均匀半透明膜。DSC试验发现CPI膜熔融温度和总焓变低于CTS膜。FTIR试验表明CTS、WPI在CPI膜制备时不是简单的叠加,而是在其分子内部及分子之间形成了强烈的相互作用。SEM、DSC和FTIR结果说明WPI和CTS之间是相容的,并从微观结构和构象上表征了CPI膜的机械性能、水蒸气透过率较CTS膜得到了改善。(3)采用CPI、CTS分别涂膜1、2、3次、去离子水、乙酸处理的鲜切雷竹笋在4℃冷藏15天,木质素最高含量分别为17.2%、16.8%、15.4%、18.1%、16.6%、15.7%、23.8%、21.4%;菌落总数最大分别为4.8×107CFU/g、7.2×106CFU/g、4.7×106CFU/g、4.1×107CFU/g、8.9×105CFU/g、1.3×105CFU/g、1.2×108CFU/g、9.1×107CFU/g;PAL和POD酶活力峰值分别为1.58U/h·g、1.03U/h·g、0.888U/h·g、1.46U/h·g、1.57U/h·g、1.05U/h·g、1.37U/h·g、1.55U/h·g和141.0U/(min g)、121.5U/(min g)、101.4U/(min g)、122.7U/(min g)、125.6U/(min g)、118.4U/(min g)、119.3U/(min g)、118.5U/(min g);MDA最高含量分别为4.06μmol/g、2.13μmol/g、2.53μmol/g、3.813μmol/g、2.883μmol/g、2.95μmol/g、4.12μmol/g、3.79μmol/g。结果表明CPI和CTS涂膜可以显著降低鲜切雷竹笋表面的微生物数量和抑制PAL和POD酶活力,降低木质素、MDA含量。CPI涂膜比CTS更延长了鲜切雷竹笋的货架期,且随着涂膜次数的增加,保鲜效果更好。
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