利用海藻酸钠-椰子油复合涂层结合天然抗菌剂提升马扎法蒂椰枣品质与货架期的研究

本研究针对高水分马扎法蒂椰枣在冷藏中易腐败变质的问题，开发了含肉桂精油、豆蔻精油和纳他霉素的海藻酸钠-椰子油活性涂层。结果表明，复合涂层（尤其肉桂精油+纳他霉素）显著抑制微生物生长（TBC和TFC分别降低3.52和4.08 log CFU/g）、延缓理化指标劣变，并保持感官品质，为天然防腐技术在果蔬保鲜中的应用提供了有效策略。

　　

椰枣作为干旱与半干旱地区的重要农业产品，不仅具有极高的营养价值，还因其独特的风味和质地备受消费者喜爱。其中，马扎法蒂椰枣（Mazafati dates）以其肉质饱满、甜味浓郁和深红褐色外观闻名，但其较高的水分含量（32-35%）和柔软的质地也使其在贮藏过程中极易受到微生物污染和理化性质劣变的困扰。常见的腐败微生物如黑曲霉（Aspergillus niger）、黄曲霉（Aspergillus flavus）等真菌易导致椰枣酸败、流糖、黏连和水分流失，严重影响其商品价值和食用安全性。传统的保鲜方法往往依赖化学防腐剂或低温贮藏，但效果有限且可能带来食品安全隐患。因此，开发一种安全、有效且基于天然成分的保鲜技术成为当前研究的重点。

在这一背景下，可食性涂层技术显示出巨大潜力。这类涂层不仅能够调节果蔬的呼吸作用、减少水分流失，还可以作为抗菌剂和抗氧化剂的载体，从而综合提升产品的贮藏品质。海藻酸钠（alginate）作为一种天然多糖，具有良好的成膜性和气体阻隔性，但其对水蒸气的屏障能力较弱。通过将其与脂质成分如椰子油（coconut oil）复合，可以有效改善涂层的防水性能。此外，植物精油（如肉桂精油和豆蔻精油）和天然抗菌剂如纳他霉素（natamycin）的添加，可进一步增强涂层的抗菌和抗氧化功能。然而，将这些天然成分整合进复合涂层中，尤其针对高水分水果如椰枣的系统研究仍较为缺乏。

为此，本研究旨在探究海藻酸钠-椰子油复合涂层分别 enriched with 肉桂精油（cinnamon essential oil, CiEO）、豆蔻精油（cardamom essential oil, CaEO）和纳他霉素（natamycin），以及它们的组合，对马扎法蒂椰枣在0-4°C下180天贮藏期间品质和货架期的影响。研究成果发表在食品科学与技术领域国际期刊《LWT》上，为开发高效、天然的果蔬保鲜方案提供了重要理论和实践依据。

在研究过程中，作者采用了多种关键技术方法。首先，通过水蒸气蒸馏法（hydro-distillation）从肉桂和豆蔻中提取精油，并制备了含有不同活性成分（包括纳他霉素和精油）的海藻酸钠-椰子油复合涂层溶液。椰枣样本来自伊朗Bam地区，经品种验证后，在实验室条件下进行清洗、涂层处理（浸泡2分钟）和冷藏贮藏。品质评估涵盖了物理指标（重量损失、硬度、水分含量和颜色参数）、微生物指标（总需氧菌数TBC和总真菌数TFC）、化学指标（pH、可滴定酸度TA、总可溶性固形物TSS、总酚含量TPC、总糖和还原糖）以及感官评价（采用9点享乐量表）。数据分析采用SPSS软件，基于完全随机区组设计进行方差分析和Duncan多重比较，以确保结果的统计学显著性。

3.1. 物理性质

3.1.1. 重量损失、水分含量和组织硬度

结果表明，所有处理组的重量损失在贮藏期间均显著增加（p < 0.05），但涂层处理显著减缓了这一趋势。至180天时，对照组的重量损失最高（2.3%），而含纳他霉素和肉桂精油的处理组最低（0.86%）。涂层有效形成了半透性屏障，减少水分蒸发，其中脂质成分（椰子油）增强了防水性。水分含量变化与重量损失一致，对照组下降最显著，而活性涂层处理（尤其是肉桂精油+纳他霉素）最好地保持了水分（104.5%于对照组）。硬度测定显示，所有组别的组织硬度随贮藏时间增加，主要源于水分流失。涂层处理显著延缓了硬化过程，肉桂精油+纳他霉素处理组的硬度最低，与水分保存结果相符。

3.1.2. 颜色

颜色参数L（亮度）、a（红绿色值）和b*（黄蓝色值）的变化表明，椰枣表皮在贮藏过程中逐渐变暗、变红且黄色减少。涂层处理显著减缓了这些变化（p < 0.05），其中活性涂层（含精油或纳他霉素）效果更佳，但各活性处理间无显著差异。颜色劣变主要与水分损失、酚类化合物氧化和糖类褐变（Maillard反应）有关，涂层通过维持水分和抑制氧化反应保留了原有色泽。

3.2. 微生物特性

总需氧菌数（TBC）和总真菌数（TFC）在贮藏期间均显著上升（p < 0.05），但涂层处理有效抑制了微生物生长。至180天时，对照组的TBC和TFC分别为6.11 log CFU/g和7.45 log CFU/g，而alginate-椰子油涂层组降至4.09 log CFU/g和5.59 log CFU/g。活性涂层处理中，肉桂精油+纳他霉素组合的抑菌效果最强，TBC和TFC仅分别为2.59 log CFU/g和3.37 log CFU/g，较对照组降低3.52和4.08 log CFU/g。这种抑制归因于精油的抗菌成分（如肉桂醛cinnamaldehyde）和纳他霉素的协同作用，以及涂层的物理屏障效应。

3.3. 化学性质

3.3.1. pH和可滴定酸度（TA）

所有处理组的pH值随贮藏时间下降，TA值上升，主要源于微生物发酵产生的有机酸。涂层处理显著减缓了这些变化（p < 0.05），至180天时，肉桂精油+纳他霉素处理组的pH最高（111.33%于对照组），TA最低（43.53%于对照组）。涂层通过降低微生物活性和呼吸强度，延缓了酸度变化。

3.3.2. 总可溶性固形物（TSS）

TSS含量在贮藏中显著增加（p < 0.05），源于高分子化合物（如淀粉）降解和水分流失。涂层处理减少了这一变化，活性成分的添加进一步抑制了代谢和微生物活动，其中肉桂精油+纳他霉素处理组的TSS变化最小。

3.3.3. 总酚含量（TPC）

TPC随贮藏时间下降（p < 0.05）， due to 氧化和酶促降解。涂层处理有效延缓了酚类损失，至180天时，对照组TPC为1.83 g GAE/kg，而肉桂精油+纳他霉素组达4.4 g GAE/kg。涂层通过抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase）活性和减少氧化，保留了抗氧化 capacity。

3.3.4. 总糖和还原糖

总糖含量下降，还原糖含量上升，与酶解和微生物活动相关。涂层处理显著减缓了这些变化，肉桂精油+纳他霉素组的总糖最高（722 g/kg），还原糖最低（540 g/kg）。涂层通过控制气氛和抑制 invertase 酶活性，维持了糖分平衡。

3.4. 感官评价

贮藏期间，所有处理组的感官评分（外观、质地、香气、味道和总体接受度）均下降（p < 0.05），但涂层处理更好保持了品质。至180天时，对照组评分最低，而肉桂精油+纳他霉素组最高。活性涂层有效抑制了发酵导致的异味和质地硬化，且精油添加未引起初始风味劣变。

3.5. 相关性分析

Pearson相关分析显示，重量损失与多数理化、感官和微生物指标显著相关（p < 0.05），例如与微生物负载正相关（r = 0.912），与硬度负相关（r = -0.878）。感官接受度与硬度、颜色和化学指标紧密关联，表明这些因素共同影响消费者偏好。该结果验证了涂层通过综合机制改善椰枣品质。

4. 结论

本研究证实，海藻酸钠-椰子油复合涂层，尤其当 enriched with 肉桂精油和纳他霉素时，可显著延长马扎法蒂椰枣的货架期并维持其品质。该涂层通过形成半透性屏障，减少水分损失、抑制微生物生长、延缓理化劣变和保持感官属性，且天然成分的添加未引入不良风味。这一策略为高水分果蔬的天然保鲜提供了有效方案，具有广阔的工业应用前景。未来研究可评估该涂层在常温贮藏下的效能，以进一步推广其应用。