玉米醇溶蛋白（corn zein）与芦荟凝胶（aloe vera gel）复合可食性涂膜对草莓（Fragaria × ananassa）采后品质及货架期的协同保鲜效应

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：Evaluating the Effect of a Composite Coating Made From Corn Zein and Aloe Vera Gel on the Preservation and Postharvest Quality of Strawberry (Fragaria × ananassa) Fruit

　　

草莓以其诱人风味著称，但其高代谢率使其易快速腐败。由于采收、运输和冷藏基础设施不足，埃塞俄比亚草莓遭受显著采后损失。研究人员采用不同配比的玉米醇溶蛋白（corn zein）与芦荟凝胶（aloe vera gel）组合处理50%成熟度采收的草莓，以提高采后品质并延长贮藏时间。涂覆50%玉米醇溶蛋白（corn zein）:50%芦荟凝胶（aloe vera gel）复配物及75%玉米醇溶蛋白（corn zein）:25%芦荟凝胶（aloe vera gel）复配物的样品，贮藏时间延长至13天，较未处理对照（持续6天）增加7天。保护层通过协同组分保持果实品质。玉米醇溶蛋白（corn zein）的疏水性以及芦荟凝胶（aloe vera gel）的抗菌、抗氧化特性共同构筑了抵抗劣变的坚固屏障。该创新方法延长货架期、减少浪费并保持营养。该涂膜通过防止水分损失、保持质构和外观、保存化学特性并最大限度减少腐败，有效保持了草莓果实品质并延长了贮藏时间。

研究人员针对草莓采后易腐和埃塞俄比亚采后损失问题，评估玉米醇溶蛋白（corn zein）与芦荟凝胶（aloe vera gel）复合涂膜对草莓（Fragaria × ananassa）保鲜及采后品质的影响。草莓属蔷薇科，富含酚类物质，具抗氧化、抗突变和抗炎等健康益处，品质主要以外观、硬度和化学组成评价。草莓原产温带，已扩展至埃塞俄比亚等亚热带地区栽培。草莓因呼吸旺盛易腐败，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）等真菌引起颜色、质构和品质劣变。快速冷却、低温高湿贮藏和气调管理可保鲜，但运输中温度、CO₂、O₂和湿度调控具挑战，且可能造成冷害、表面凹陷、变色、内部劣变、风味损失和腐烂。可食性涂膜（edible coating，在食品表面形成的保护薄层）成为替代方法。玉米醇溶蛋白（corn zein）是玉米主要贮藏蛋白，溶于乙醇，成膜且疏水；芦荟凝胶（aloe vera gel）含多糖、蒽醌、酚类等，具成膜、抗菌、抗氧化和可降解性。埃塞俄比亚果蔬采后损失严重，批发市场约25.3%、农场约22.9%，与采收、运输、冷藏和贮藏限制有关。因此研究人员开展本研究。

关键技术方法：样本来源为25 kg 50%成熟 Monterey 草莓（Fragaria × ananassa Duch），来自 Holleta Agricultural Research Center；Taddese 1 玉米来自 Awash Melkasa Agricultural Research Center；芦荟叶来自 Addis Ababa 的 Ethio Garden Center PLC。实验采用3×3全因子设计，涂膜比例0%（对照）、50%玉米醇溶蛋白:50%芦荟凝胶、75%玉米醇溶蛋白:25%芦荟凝胶（w/w），贮藏5、9、13天，三次重复，共27个处理组合。关键方法包括玉米醇溶蛋白提取、芦荟凝胶制备、复合涂膜配制与草莓浸涂，测定膜厚度、拉伸强度、断裂延伸率、水蒸气透过率（water vapor permeability，WVP）和扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）形貌，并测定生理失重（physiological weight loss）、硬度、颜色、总可溶性固形物（total soluble solids，TSS）、pH、可滴定酸（titratable acidity，TA）、抗坏血酸（ascorbic acid，即维生素C）、腐烂、微生物、贮藏期和近似组成。

研究结果：
3.1 新鲜草莓果实理化特性：以新鲜草莓为基准，抗坏血酸73.32 ± 0.46 mg/100 g，水分89.27 ± 4.53 g/100 g，硬度2.97 ± 0.43 N，pH 3.25 ± 0.51，TA 0.85 ± 0.27%，TSS 6.73 ± 1.81 °Brix，颜色 L^?=33 ± 2.21、a^?=31.5 ± 0.79、b^?=25.09 ± 1.19。这些数据用于比较后续处理。
3.2 涂膜物理化学特性：通过膜表征，50:50与75:25涂膜厚度为0.0157和0.0216 mm，拉伸强度为9.02和10.45 MPa，断裂延伸率为89.64%和76.21%，WVP为3.8×10^?10和4.2×10^?10 g·Pa^?1·s^?1·m^?1。玉米醇溶蛋白赋予疏水阻湿和强度，芦荟凝胶提供柔韧、抗菌、抗氧化，二者经氢键等相互作用形成稳定复合膜；SEM显示膜连续均匀。高玉米醇溶蛋白膜更强、更阻湿，高芦荟膜更柔韧。
3.3 对生理失重的影响：对照第5天失重最高4.9%；75:25涂膜在各贮藏期失重低于50:50，第5、9、13天分别为1.14%、1.94%、3.10%。涂层作为半透膜降低蒸腾和呼吸，高玉米醇溶蛋白比例增加交联，增强阻湿。
3.4 对硬度的影响：对照第5天最低0.51 N；50:50由2.32 N降至1.09 N，75:25由2.44 N降至1.22 N。涂层减少水分和气体交换，抑制壁水解酶，延缓细胞壁多糖和淀粉降解，保持硬度。
3.5 对颜色的影响：对照第5天 L^?=19.55、a^?=40.40、b^?=20.86最低；75:25第13天为 L^?=21.86、a^?=45.86、b^?=23.37。涂层延缓成熟，减少乙烯产生及花青素、类胡萝卜素变化，保持色泽。
3.6 对市场可售性的影响：对照第5天13.63%；50:50第5、9、13天为100%、59.97%、33.27%；75:25为100%、72.17%、49.97%。75:25减少硬度损失、皱缩和腐烂，提高可售性。
3.7 对TSS的影响：对照第5天最高9.09 °Brix；50:50为6.84、7.57、8.27 °Brix，75:25为6.75、7.44、8.15 °Brix。涂层降低呼吸和代谢，延缓碳水化合物向糖转化，使TSS增加较慢。
3.8 对pH的影响：对照第5天最高4.34；50:50为3.69、3.96、4.18，75:25为3.52、3.71、4.02。涂层降低呼吸和有机酸消耗，pH升幅较小，75:25保持较低pH。
3.9 对TA的影响：对照第5天0.10；50:50为0.62、0.43、0.20，75:25为0.68、0.44、0.23。涂层阻碍有机酸转化为CO₂和水，保持酸度，75:25较好。
3.10 对维生素C的影响：对照第5天最低15.86 mg/100 g；50:50为51.36、41.72、31.02 mg/100 g，75:25为53.75、45.32、34.73 mg/100 g。涂层限制氧渗透，降低抗坏血酸氧化，保持维生素C。
3.11 对贮藏时间的影响：对照6天；50:50和75:25均13天，延长7天。涂层减缓气体交换、呼吸和真菌感染，延长保鲜。
3.12 对果实腐烂的影响：对照第5天83.26%；50:50第5、9、13天为0%、33.33%、55.53%；75:25为0%、22.17%、49.97%。涂层覆盖角皮和皮孔，减少真菌生长和腐烂，75:25更低。
3.13 对微生物负载的影响：对照第5天最高9.49 log CFU/g；50:50为5.45、6.40、7.35 log CFU/g；75:25为4.20、5.95、6.75 log CFU/g。复合涂膜形成物理生化屏障，降低表面水分活度、阻氧并改变内部气氛；芦荟中蒽醌（如aloin和aloe-emodin）、酚类、黄酮、皂苷、单宁等破坏微生物膜并抑制生长，75:25微生物负载更低。

讨论部分总结：讨论认为，涂膜通过形成半透膜改变内部气氛，降低呼吸、蒸腾、乙烯产生和酶活性，从而减少失重、软化、色泽变化、TSS上升、酸度下降和维生素C氧化，并抑制微生物。50:50和75:25均延长贮藏至13天，75:25因玉米醇溶蛋白疏水交联与芦荟凝胶生物活性协同而更优。

研究结论翻译：本研究表明，与贮藏期为6天的未处理对照相比，由玉米醇溶蛋白（corn zein）和芦荟凝胶（aloe vera gel）制成的涂膜能显著将草莓货架期延长7天，同时保持其新鲜度、品质、外观和营养价值，确保消费者满意度。结果强调了这种生态友好方法在改善贮藏寿命和保持草莓品质方面的有效性。使用由75%玉米醇溶蛋白（corn zein，CZ）和25%芦荟凝胶（aloe vera gel，AL）配制的涂膜显著保持了草莓在贮藏中的品质。该处理使失重降至3.10%，硬度保持为1.22 N，并保持果实颜色为 L^?=21.86、a^?=45.86、b^?=23.37。草莓表现出平衡的甜度，TSS含量为8.15°Brix。TA测定为0.23，pH为4.02，二者共同贡献于总体风味。果实还保持较高抗坏血酸水平34.73 mg/100 g，从而保护其营养益处。此外，处理草莓被认为可接受，腐烂百分比为49.97%。尽管13天内腐烂增加约45%，可接受度仍优良，微生物含量低至6.75 log CFU/g。使用玉米醇溶蛋白（corn zein）和芦荟凝胶（aloe vera gel）复配物，特别是75% CZ:25% AL配方，显示出延长草莓贮藏时间的潜力。该技术有助于在关键采后阶段保持果实品质，提高其市场性。因此，它为种植者和零售商提供了有吸引力的选择。建议未来研究探索微生物感染，尤其是真菌感染，对涂层草莓的影响。