丝素蛋白溶液对鲜切苹果的保鲜作用研究

摘要 将鲜切苹果分别用1.5%护色保鲜-丝素蛋白混合溶液涂膜处理、1.5%护色保鲜液浸泡、1.5%丝素蛋白溶液浸泡以及未经任何处理，用于研究丝素蛋白涂膜对鲜切水果的保鲜作用。结果表明：在相同贮藏期内，鲜切苹果经护色保鲜液与1.5%丝素蛋白溶液混合涂膜处理后，降低了失重率，延缓果肉褐变程度，延缓VC含量的减少，抑制多酚氧化酶活性，起到了较好的保鲜效果。

关键词 丝素蛋白；涂膜处理；鲜切苹果；保鲜作用

中图分类号 TS255.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0248-03

Fresh-keeping Effect of Silk Fibroin Film on Fresh-cut Apple

CAI Jing-sheng GONG Wei SHI Xiao-hui

（Department of Applied Engineering，Zhejiang Economic & Trade Polytechnic，Hangzhou Zhejiang 310018）

Abstract In order to explore the feasibility of using silk fibroin as coating agent for fresh-keeping of fresh-cut apples，fresh-cut apples were treated with mixed solution of color preservative solution and 1.5% silk fibroin solution，1.5% color preservative solution，1.5% silk fibroin solution and control without fresh-keeping treatment.The results indicated that，during the same storage periods，the fresh-cut apple slices could keep the quality more effectively after treatment with mixed solution of 1.5% regenerated silk fibroin solution with color preservative solution.The rate of weight loss and activity of polyphenol oxidase（PPO）were all significantly decreased.The vitamin C content of the preserved fresh-cut apple slices was kept in high level.

Key words silk fibroin；film preservation；fresh-cut apple；fresh-keeping effect

鲜切水果又称半处理水果或轻度加工水果，是对新鲜水果进行分级、整理、清洗、切分、去核、修整、保鲜、包装等处理，使水果成为快捷食品[1]。随着社会的发展，鲜切苹果日益受到人们的青睐。但由于苹果经过切割后极易发生褐变，产生营养流失等不良现象，造成大量的损失和浪费。可食性涂膜可以抑制鲜切苹果与环境之间的气体交换，从而减少鲜切苹果内部水分流失，阻止其褐变，防止微生物的侵染。

丝素蛋白是从蚕茧或蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量占蚕丝的70%～80%，含有18种氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的80%以上。丝素蛋白质与其他天然高分子相比有明显的优越性[2]。研究表明，它具有良好的生物相容性，o毒，无污染，无刺激性，同时可生物降解。因此，众多学者致力于研究开拓丝素蛋白应用的新领域。因为丝素蛋白具有良好的保湿性、吸湿性，与物体有良好的亲和性以及生物相容性，所以是一种较理想的生物材料[3]。

涂膜保鲜是指在果实表面涂上一层高分子的液态膜，干燥后成为一层很均匀的膜，可以隔离果实与空气进行气体交换，从而降低果实的呼吸作用，延缓营养物质的消耗，改善果实的硬度和新鲜饱满程度，并减少病原菌的侵染而造成的腐烂，能更好地保持产品的营养成分及色、香、味、形，延长其货架寿命[4]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为红富士苹果，要求新鲜、颜色相近、大小均匀、无损害。试剂有蚕丝、食品级草酸、食品级L-半胱氨酸，壳聚糖、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、次氯酸钠、碳酸钠、氯化钙、醋酸钠、乙醇、盐酸（分析纯）、儿茶酚、透析袋、石英砂（研磨时用）。

仪器与设备为立式防爆冰箱、TG16-ws离心机、H2100R高速冷冻离心机、AL104-IC电子分析天平、HH-2数显恒温水浴锅、TV-1810型紫外可见分光光度计。

1.2 试验设计

试验设4个处理组：浸泡1.5%护色保鲜-丝素蛋白溶液（A）；浸泡1.5%护色保鲜液（B）；浸泡1.5%丝素蛋白溶液（C）；不作任何处理（D）。

1.3 试验方法

1.3.1 丝素蛋白溶液的制备。剪蚕茧，放烘箱10 min，称烘好的蚕茧10 g（蚕丝不需烘干）。准备蒸馏水1 000 mL，电炉加热煮沸，加热过程中加5 g碳酸钠。煮沸拿下，待冷却至80 ℃，加入称好的蚕茧，放入80 ℃水浴锅内，所煮时间不一定，一般一次脱胶40 min。将洗好后的脱胶丝进行风干，时间为48 h。风干后称量，质量在7.0～7.7 g范围之间。把之前洗好的脱胶丝称10 g，称好后撕开，使脱胶丝越蓬松越好。洗2个干净的锥形瓶，将撕好的脱胶丝放入其中一个锥形瓶中。称取46 g氯化钙放入另外一个锥形瓶中量取60 mL蒸馏水，盖上保鲜膜，摇匀。氯化钙全部溶解后，将蒸馏水放入冷却水中降温，待降至室温，再加入至少47.5 mL乙醇，摇匀至澄清透明。将液体倒入装有脱胶丝的锥形瓶中，立刻封好瓶口，摇晃，使脱胶丝全部都能被液体浸湿。放入70 ℃水浴锅中溶解1 h，溶解过程中需要不断摇晃。准备工作：先把蒸馏水倒入1 000 mL烧杯中，剪透析袋（26～27 cm）放入水中，清洗漏斗，抽滤装置。将溶解好的脱胶丝溶液进行抽滤，滤液装入透析袋。将装好溶液的透析袋封好，放入透析缸中（每天换1次水，换水2次）。透析好后，再进行抽滤，抽滤好后装入离心管配平，以8 000 r/min离心10 min后，倒入另一个洁净的烧杯中，盖上保鲜膜，放入冰箱保存。按浓度调配好丝素蛋白溶液辐射灭菌后备用。

1.3.2 样品处理。将苹果分为4组，并按照1.2试验设计分别进行处理。

1.4 指标测定

1.4.1 失重率的测定。将4组苹果经过预处理后，晾干，从每一组中单独取1块，来对其进行失重率的测定。将其放在小烧杯中称重，并记录数据，每24 h称1次，计算其差值。根据以下公式计算失重率：

水果切片失重率（%）=（m1-m2）/m1×100（1）

式（1）中，m1为贮藏前果片的质量，m2为贮藏后果片的质量。

1.4.2 褐变指数的测定。采用消光值法测定[5]，待测苹果块按重量比1∶10加预冷蒸馏水，低温下匀浆2 min，4 000 r/min离心5 min，紫外分光光度计开机预热30 min，在波长410 nm处测定上清液吸光值（A）。

1.4.3 VC含量的测定。采用分光光度法[6]。每组样品中取1块苹果样品，切块，去皮，称取4.00 g苹果样品，放于研钵中加入10 mL 1% HCl研磨，将溶液移入编好号的离心管中，转速为10 000 r/min，离心30 min，取0.2 mL上清液和0.4 mL 10% HCl加入到试管中，再用移液枪加入9.4 mL蒸馏水，充分混合后，测定波长为243 nm时的吸光值，用蒸馏水调零，每隔1 d测1次，共测5次。

1.4.4 多酚氧化酶（PPO）活性的测定。该酶活性采用消光值法测定[7]。4 g加10 mL预冷的磷酸缓冲液（pH值6.5），冰浴研磨再以12 000 r/min冷冻离心20 min。打开紫外分光光度计预热30 min，以pH值为5.4的醋酸缓冲液调零，在比色皿中加入pH值为5.4的醋酸缓冲液2.0 mL和0.04 mol/L儿茶酚1.0 mL，将比色皿放入紫外分光度计后加入酶液0.5 mL，开始计数。每隔30 s记录酶活性在410 nm处比色测定，并记录数据，连续测3 min。

2 结果与分析

2.1 不同方式处理对鲜切苹果外表变化的影响

从图1中可以看出，经过1.5%护色保鲜-丝素蛋白溶液（A组）和1.5%护色保鲜液（B组）浸泡的鲜切苹果，其外表光泽度较好，水分充足，且没有褐化现象。而鲜切苹果只经过丝素蛋白溶液浸泡处理（C组）的，其外表水分充足但是出现了褐化现象。空白对照组（D组）则是外表水分不充足且出现褐化现象。

从图2中可以看出，鲜切苹果经过1.5%护色保鲜-丝素蛋白溶液和1.5%护色保鲜液处理后（A、B组），其外表光泽度变差，水分也有一定量的损失，并伴有轻微的褐化现象。而鲜切苹果经过只有丝素蛋白溶液处理后（C组），水分损失较少，但褐化严重。空白对照组（D组）的鲜切苹果则是水分损失和褐化均严重。

2.2 不同处理方式对鲜切苹果失重率的影响

失重率可以反映鲜切果片的综合失重率水平，数值越低，效果越好，反之效果越差。苹果中含有丰富的水分，当鲜切苹果在空气中时，苹果中的水分会不断流失，从而使得苹果质量减少。

从图3可知，随着贮藏时间的增加，4个处理组的鲜切苹果的失重率逐渐增加，贮藏5 d后，失重率相继达到了高峰。在第7天的时候，D组的失重率最高，A、B、C组较低；在第9天时，A组失重率最高，B、C、D组较低。由此可见，鲜切苹果经过护色保鲜液和丝素蛋白溶液处理后，失重率较不作任何理的要好。因此，说明丝素蛋白膜能阻隔水分的流失，保持苹果的新鲜度。

2.3 不同处理方式对鲜切苹果褐变度的影响

当苹果受到损伤或切割时，其果肉直接在空气中，果肉中某种物质会在多酚氧化酶的作用下形成另一种物质，产生褐变[8]。

从图4可知，贮藏期间各处理组鲜切苹果褐变度不稳定。出现上述情况有很多原因：一是可能苹果浸泡处理不完全；二是也许每天抽1块苹果，由于不是同一个苹果而存在差异。从视觉上看，随着时间的延长，苹果表面褐变度逐渐增加，其中D组（不作任何处理）褐变程度最高，而A、B、C组褐变程度较低。

2.4 不同处理方式对鲜切苹果VC含量的影响

因为苹果中含有丰富的VC，所以能通过苹果的VC含量辨别苹果品质的好坏。VC具有不饱和共轭结构，在紫外-可见光区有吸收，紫外吸收最大波长在245 nm附近。VC呈无色无臭的片状晶体，易溶于水，不溶于脂溶剂。在酸性环境中稳定，遇空气中氧、热、光、碱性物质，特别是有氧化酶及痕量铜、铁等金属离子存在时，具有抗氧化作用，是知名度最高的营养素[9]。苹果鲜切后，果实暴露在空气中，VC含量也会随之下降。

从图5可知，随着贮藏时间增加，各处理组鲜切苹果VC含量随着时间的增加逐渐下降，下降程度最大的是D组（空白对照组），下降程度最小的是A组。由此可得，经过1.5%

护色保鲜-丝素蛋白溶液的A组在苹果表面形成了一层保护膜，减少了VC含量的损失。

2.5 不同处理方式对鲜切苹果多酚氧化酶活性的影响

多酚氧化酶（PPO）是末端氧化酶的主要部分，植物组织感病或在其他逆境条件下造成伤害时，多酚氧化酶活性能显著提高，增强植物组织自身的抗力，减缓被伤害程度[10]。从图6可知，鲜切苹果经过处理后结果均为先上升后下降，在某一天达到最大值然后开始下降。多酚氧化酶活性较高，加快组织褐变速度[11]。经A组处理后，在鲜切苹果表面形成的保护膜，对鲜切苹果组织造成的伤害最小，从而抑制了多酚氧化酶的活性。此外，在贮藏后期，各处理组的多酚氧化酶活性均出现下降，这也可能是鲜切果肉的衰老使各种代谢减缓所致。

3 结论与讨论

研究数据表明，鲜切苹果经过1.5%护色保鲜-丝素蛋白溶液涂膜处理后，各项检测综合均比其他处理组好，在鲜切苹果表面形成了一层保护膜，能有效减缓其呼吸，可以明显减轻苹果的衰老程度。涂膜处理和保鲜液浸泡均能抑制鲜切苹果表面褐化，但涂膜处理的鲜切苹果表面褐化程度较轻。

4 参考文献

[1] 吴锦涛，余小林，曾洲华，等.切分蔬菜保鲜工艺研究[J].食品与发酵工艺，2000，26（4）：33-36.

[2] HAJINE MORI，MASUHIRO TAUKACLA.New silk protein：Modifieation of silkprotein by gene engineering for production of biomaterials[J].Reviews in Molecular Biotechnology，2000，74（15）：95-100.

[3] 朱正华，陆旋，朱良均，等.丝素蛋白溶液乳化性质的研究[J].蚕业科学，2007，33（2）：250-251.

[4] PRANOTO Y，SALOKHE V M，RSKSHIT S K.Physical and antibacterial properties of alginate-based edible film incorporated with garlie oil[J].Food Research International，2005，38（3）：267-272.

[5] R岩松，车芙蓉，张平.南国梨多酚氧化酶最适作用酶促褐变底物的分析确定[J].食物科学，2000，21（1）：11-13.

[6] 郑京平.水果、蔬菜中维生素C含量的测定：紫外分光光度快速测定方法探讨[J].光谱实验室，2006（7）：731-735.

[7] 郁志芳，赵友兴，李宁，等.鲜切莲藕促褐变底物的分析确定[J].食物科学，2002，23（4）：41-44.

[8] 高书亚，王贞丽，吴帅帅，等.气调包装对鲜切猕猴桃和木瓜贮藏品质的影响[J].包装工程，2013，34（11）：39-42.

[9] 胡敏.金刺梨中维C含量的测定[J].山东化工，2015，23（44）：71-72.

[10] 胡文忠，姜爱丽，杨宏，等.茉莉酸甲酯对鲜切苹果生理生化变化的影响[J].食品工业科技，2012，33（16）：338-346.

[11] 刘新有，南海娟，郝亚勤，等.鲜切富士苹果涂膜保鲜研究[J].河南农业科学，2007（3）：85-87.