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枯草芽孢杆菌环脂肽对海藻酸钠成膜性能以及蓝莓保鲜效果影响研究

许琳琳  
【摘要】:鉴于目前的蓝莓保鲜技术还没有彻底解决我国鲜食蓝莓在贮运过程中表面破损以及发霉的问题,结合海藻酸钠(SA)具有良好的成膜性以及枯草芽孢杆菌中环脂肽类化合物(CL)是具有抗菌作用的双亲物质,本研究提出将环脂肽与海藻酸钠制成一种更易清洗的浆果涂膜,探究其对蓝莓保鲜的作用效果以及环脂肽对海藻酸钠成膜性能的影响。将不同浓度(0%、1%、3%)环脂肽的海藻酸钠膜(SA-CL,SA-CL1,SA-CL3)溶液涂覆在蓝莓表面,对蓝莓在贮藏期间的生理指标进行测定,并将不同浓度的膜溶液制备为成品膜进行膜的相关理化性质(抗张强度、断裂伸长率、水蒸气透过性、接触角和水溶解度)的测定。具体结果如下:(1)环脂肽/海藻酸钠复合膜对采后蓝莓具有较好的保鲜效果。在贮藏期间,经过海藻酸钠/环脂肽复合膜处理的蓝莓的生理指标显著优于对照组蓝莓,并且随着环脂肽类化合物浓度的增加,保鲜效果更加显著。在贮藏的第20 d,对照组和SA-CL3组的蓝莓表面菌落总数分别为5.5×10~4和2.5×10~3CFU/g,这一结果主要是由于环脂肽类化合物具有显著的抑菌作用,与海藻酸钠复配后可大大降低蓝莓表面的菌落总数。SA-CL3组的蓝莓失重率为4.4±0.16%,显著低于对照组12.7±1.07%的失重率。经过涂膜处理可以延缓蓝莓果实在贮藏期间的变软,呼吸速率相较于对照组也有显著降低。(2)通过SEM研究了涂膜处理对蓝莓表面气孔的影响。经海藻酸钠/环脂肽复合膜处理后,蓝莓果实表面的气孔被覆盖,从而抑制了蓝莓果实的呼吸作用与水分流失,有效降低了呼吸速率和失重率,从而延缓果实变软。(3)环脂肽能对海藻酸钠成膜特性产生影响。随着环脂肽类化合物浓度的增加,膜的机械特性(抗张强度、断裂伸长率)被削弱,水蒸气透过性由684.22±0.87 g/m~2/day(SA-CL)降低到398.10±0.87 g/m~2/day(SA-CL3),接触角和水溶解度分别增加到33.79±1.49°、28.92±1.48%。这一结果主要是由于环脂肽含有疏水性的脂基,环脂肽的加入降低了膜的表面亲水性,更低的水蒸气透过性可以减少水分在蓝莓表面和空气之间的转移。(4)通过热重分析(TGA)、X射线晶体衍射(XRD)以及傅里叶转换红外光谱(FT-IR)分析了环脂肽与海藻酸钠之间的相互作用机理。随着环脂肽浓度的增加,膜的热稳定性下降,13.4°的特征峰消失,21.6°和41.1°的峰强度降低,主要是由于膜中环脂肽的脂肪酸部分更容易燃烧,并且由于环脂肽特殊的两亲结构,对海藻酸钠原有致密有序的结晶结构产生破坏。综上所述,环脂肽/海藻酸钠复合膜对于蓝莓的保鲜具有一定的效果,并且随着环脂肽浓度的提高,膜的机械性能、水蒸气透过率和热稳定性下降,接触角和水溶解度增加。同时,环脂肽特殊的两亲结构会破坏海藻酸钠的结晶特性,从而降低复合膜的机械强度,使得复合膜更容易在蓝莓表面被清洗。因此,本研究首次将环脂肽与海藻酸钠复配制备一种适用于表面脆弱的浆果保鲜涂膜,为浆果保鲜提供了新方法,具有重要应用价值。


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