山茱萸多糖-壳聚糖复合膜的制备及其在红提保鲜中的应用

耿卿琳1,毕保雪1,薛淑娟1,2,崔永霞1,王利丽1,2*,程俊儒3,马晓东3

1(河南中医药大学 药学院,河南 郑州,450046)2(河南中医药大学,豫药全产业链研发河南省协同创新中心,河南 郑州,450046)3(河南概验现代中医药科技有限公司,河南 郑州,450046)

摘 要 该研究以山茱萸多糖(Cornus officinalis polysaccharide,COP)与壳聚糖(chitosan,CS)为基质制备复合膜,并对其保鲜性能进行实验探究。首先采用水提醇沉法对山茱萸进行多糖提取,Sevag法(氯仿∶正丁醇)脱蛋白,大孔吸附树脂脱色,透析袋除去小分子物质;其次以COP为原料,CS为成膜基质,采用流延法制备出5种COP-CS复合膜。通过对复合膜理化性能的研究,表明CS∶COP质量比1∶1复合膜具有更好的机械性能和水蒸气透过率及阻油性,通过扫描电镜观察其复合膜结构发现COP-CS复合膜[COP∶CS(1∶1)]的膜结构较为紧密。以红提进行保鲜实验,发现COP-CS复合膜能有效延长红提的保鲜时间,为今后COP复合膜制备的工业化生产奠定基础。

关键词 山茱萸多糖;壳聚糖;复合膜;保鲜

多糖是一类天然高分子物质,是由多个单糖或其衍生物聚合而成的生物大分子化合物,一般是由100 个以上甚至几千个单糖通过糖苷键连接而成的化合物[1]。山茱萸多糖(Cornus officinalis polysaccharide,COP)是山茱萸的重要有效成分[2],有研究表明,COP具有抗氧化、抗衰老的功效[3-4],2018年被新增入卫健委公布的药食同源物质名单[5]。壳聚糖(chitosan,CS)因具有良好的生物相容性和生物降解性,且安全无毒,可作为一种绿色、安全天然的成膜基材。但纯CS膜存在质脆、易碎等缺陷,无法直接制备满足应用标准的食品保鲜膜[6]。聚乙二醇是一种水溶性聚醚,具有电化学稳定性,在制备复合膜的过程中使用聚乙二醇可以减少气泡的产生[7]。聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)是高分子亲水性材料,具有良好的生物相容性,并且可以改善复合膜的机械性能,因此作为成膜剂应用于复合膜的制备[8]。近年来,在可食用膜中添加植物提取物用于保鲜已成为新型涂膜保鲜剂开发的热点[9]。本研究以山茱萸为原料提取COP,将其与CS复配制备复合膜,并系统表征复合膜各项性能,同时将复合膜应用于红提贮藏保鲜,通过测定失重率、腐烂率、可溶性固形物含量等指标,为COP应用于食品防腐保鲜领域的开发应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山茱萸,安徽亳州药材市场,经王利丽教授鉴定为山茱萸科Cornus officinalis Sieb.et Zucc.植物山茱萸干燥成熟果肉。

石油醚(沸程30~60 ℃)、无水乙醇、氯仿、正丁醇,分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;透析袋(3 500 Da),上海源叶生物科技有限公司;可食用甘油,广州康本生物科技有限公司;聚乙二醇6000,天津市光复科技发展有限公司;聚乙烯醇1788,天津市华盛化学世纪有限公司;水溶性CS,多姿美生物科技。

1.2 仪器与设备

UV-2600紫外可见分光光度计,岛津企业管理(中国)有限公司;Zeiss EVO10扫描电镜,德国卡尔蔡司公司;色差仪、INVENIOS傅里叶红外光谱仪,布鲁克科技有限公司;Centrifuge 5418R高速冷冻离心机,艾本德(上海)国际贸易有限公司;N-1300旋转蒸发仪,上海爱朗仪器有限公司;DLSB-5/20低温冷却液循环泵,上海豫康科教仪器设备有限公司;CL-2A磁力搅拌器,郑州科达机械仪器设备有限公司;WB100-2F数显恒温水浴锅,群安实验仪器有限公司;FDA-1200冷冻干燥机,上海爱朗仪器有限公司;KQ-500DV数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;BSA124S-CW电子天平,赛多利斯苏州服务中心。

1.3 试验条件

1.3.1 COP提取

取山茱萸药材1 kg,粉碎,石油醚回流提取1 h脱脂,过滤,滤渣挥干后加入体积分数为80%的乙醇回流提取2次,每次1 h,过滤,滤渣挥干,纯化水回流提取2次,每次1 h,过滤,合并滤液,减压浓缩。加入乙醇使含醇量达到80%,冰箱中静置过夜,收集沉淀。按Sevag法(氯仿∶正丁醇体积比=3∶1)对多糖溶液进行脱蛋白处理。AB-8大孔吸附树脂脱色,反复多次,收集溶液浓缩至适宜体积,透析除小分子物质。再用透析袋对多糖溶液透析48 h,冷冻干燥后即得COP。

1.3.2 COP-CS复合膜的制备

1)按照原料组成称取各组分,备用。

2)取聚乙烯醇10 g加水150 mL,于80 ℃加热溶解,期间保持水分为150 mL,得到聚乙烯醇溶液。

3)分别称取CS 25 mg制备CS膜;CS 18.75 mg和COP 6.25 mg制备CS∶COP(3∶1,质量比,下同)复合膜;CS 12.5 mg和COP 12.5 mg制备CS∶COP(1∶1)复合膜;CS 6.25 mg和COP 18.75 mg制备CS∶COP(1∶3)复合膜;COP 25 mg制备COP膜。分别加入5 mL纯水充分溶解,过滤,烧杯中各加入25 mL PVA溶液作为成膜剂,加入1 mL可食用甘油作为增塑剂,加入1 mL聚乙二醇6000作为消泡剂,50 ℃,300~600 r/min搅拌30~60 min,超声波1 h脱气泡,涂抹至玻璃板上自然风干成膜。技术路线如图1所示。

图1 COP-CS复合膜制备流程
Fig.1 Cornus officinalis polysaccaride-chitosan composite film fabrication process

1.3.3 复合膜性能测定

1)复合膜厚度测定:根据 GB/T 6672—2001《塑料薄膜和薄片 厚度测定 机械测量法》的方法,每张膜均匀取 10个点(其中1点过膜的中心点)测膜厚度,取平均值,即为该膜的厚度值。

2)复合膜机械性能的测定:根据 GB/T 1040.3—2006《塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄塑和薄片的试验条件》,复合膜的抗拉强度和断裂伸长率计算分别如公式(1)和公式(2)所示:

(1)

式中:T,复合膜样品的抗拉强度,MPa;F,复合膜断裂时压力,N;S,复合膜横切面面积,mm2

(2)

式中:E,断裂伸长率,%;L,样品断裂时的长度,mm;L0,样品的初始长度,mm。

3)含水量测定:复合膜的含水量参考ZHAO等[10]的方法测定,将膜制成 2 cm×1.5 cm 的样品称重,在 105 ℃下干燥至恒重,冷却 30 min后称重,含水量计算如公式(3)所示:

(3)

式中:Mc,膜的含水量,%;m1,干燥前的质量,g;m2,干燥后的质量,g。

4)透明度的测定:使用紫外分光光度计测定膜的透明度,将膜裁剪成比色槽大小,贴于比色槽内,在200~800(600)nm下测定膜的透光率,计算如公式(4)所示[11]:

(4)

式中:O,不透明度;A600,复合膜在600 nm处的吸光度;d,复合膜的厚度,mm。

5)水溶性测定:称取恒重的COP复合膜,放入盛有5 mL纯水的烧杯中,用玻璃棒搅拌至溶液中无碎片为止,记录单位质量的膜溶解所需的时间,用溶解速度(s/g)表示[12]

6)膜颜色差异:薄膜的颜色采用色差仪进行检测,透光率模式下测试,测试将白色底板作为标准背景,将样品薄膜均匀分布在标准白色反射板上作为背景,测定颜色参数:明度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)[13]

7)水蒸气透过率:将5种多糖复合膜剪成6 cm×5 cm的试样,并依次测定其厚度L,取9个瓶子分别编号,各放入20 mL水,封口称重。在25 ℃下将瓶子放入硅胶干燥器中,分别在0、12、24、48 h后测定其质量。复合膜水蒸气透过率(water vapor permeability,WVP)计算如公式(5)所示:

(5)

式中:WVP,复合膜的水蒸气透过率,(g·mm)/(m2·d·kPa);Δm,测试前后称量瓶质量的差值,g;d,复合膜的膜厚度,mm;S,复合膜的膜面积,m2P,膜两侧的水蒸气压差,3.168 kPa;T,2次测量时间变化量,h。

8)阻油性:将5种多糖复合膜剪成6 cm×6 cm的试样,依次测定其厚度,试管中各放入2 mL紫苏油,将膜覆盖住试管口,倒置于滤纸上,室温下静置24 h后测量滤纸重量[14]。膜剂透油计算如公式(6)所示:

(6)

式中:PO,透油系数,(g·mm)/(m2·d·kPa);Δma,测试前后滤纸质量的差,g;d1,膜厚度,mm;S1,透油的面积,m2;t,测试时间,d。

9)抑菌性:采用抑菌圈法测试COP-CS复合膜的抑菌效果[15]。抑菌圈法测试以金黄色葡萄球菌(CMCC 26003)为指示菌,用9 g/L生理盐水把菌液浓度稀释到106 CFU/mL,然后将菌液加入LB琼脂培养基中,使其混合均匀,将直径为9 mm的复合膜圆片粘贴在培养皿中央,放入37 ℃的微生物培养箱中恒温培养24 h,利用游标卡尺测量抑菌圈大小,实验平行测试3次。

1.4 傅里叶变换红外光谱

烘干至恒重的5种复合膜样品与 KBr 研磨均匀,利用傅里叶变换红外光谱仪,在红外光谱4 000~400 cm-1 波数的范围内进行扫描并记录数据[16]

1.5 扫描电子显微镜

通过扫描电子显微镜观察复合膜表面或横截面信息。5种膜于45 ℃下恒温干燥6 h后,黏贴于样品台,真空状态下镀金。利用蔡司EVO18扫描电镜观察膜表面、截面。实验条件:电子束的加速电压 10.0 kV [17]

1.6 复合膜对红提的保鲜效果测试

挑选大小均匀、无病虫害及机械损伤、色泽相似的红提,用去离子水洗净,擦去多余水分,将其按照实验方案分为1个空白对照组(CK组)和5个实验组,实验组分别为CS组、CS∶COP(3∶1)组、CS∶COP(1∶1)组、CS∶COP(1∶3)组、COP组,每组5个,进行3次平行实验。对照组红提在无菌水中浸泡2 min,实验组红提分别采用不同比例的多糖复合膜液浸泡2 min,待其完全晾干后放入塑封袋中,于室温下贮藏,每间隔4 d从各组中随机选取3颗红提检测相关指标。测定方法如下:

1.6.1 红提失重率的测定

红提涂膜后记录初始重量为m0,每间隔4 d记录1次,根据贮藏前后的质量变化计算失重率。失重率计算如公式(7)所示:

(7)

式中:X,失重率,%;m0,红提初始重量,g;m1,红提贮藏数日后的重量,g。

1.6.2 红提腐烂率的测定

观察贮藏期间红提外观有无腐烂破损,腐烂率计算如公式(8)所示:

腐烂率

(8)

1.6.3 红提可溶性固形物的测定

参考古芳等[18]测定固形物含量的方法,使用手持折光仪测定红提可溶性固形物含量,红提捣碎后研磨,用纱布过滤,吸取上清液30 μL滴于折光仪棱镜上,合上盖板压平,避免气泡产生。手持折光仪使用前需用纯水校正。

1.7 数据处理与分析

所有实验设置3个平行,结果以“平均值±标准差”表示。使用 Excel 2019软件制作表格,SPSS 27软件进行数据分析,使用 Origin 2021 绘图。

2 结果与分析

2.1 COP-CS复合膜傅里叶变换红外光谱

图2 COP-CS复合膜的傅里叶变换红外光谱图
Fig.2 Fourier transform infrared spectroscopy of cornus officinalis polysaccaride-chitosan composite film

COP与CS均为高分子糖,红外图谱很相似。由图2知3 789~3 200 cm-1出现的峰为O—H伸缩振动峰;5种复合膜在2 925 cm-1附近出的吸收峰是糖类C—H伸缩振动峰;在2 361~2 338 cm-1出现的峰为CO2的干扰峰;在1 727~1 536 cm-1具有吸收峰,说明糖中含有糖醛酸;这些区域的特征峰是糖类的特征吸收峰。1 400~1 200 cm-1的吸收峰是C—H的变角振动;674 cm-1可能为α-吡喃糖苷键的特征吸收峰。随着COP比例的增加,2 925 cm-1附近的峰逐渐减弱,表明复合膜中C—H的比例在下降,可能是由于CS和COP混合后发生了分子间相互作用,影响了官能团的振动特性;CS∶COP(1∶1)复合膜在1 586 cm-1左右的峰宽相较于CS∶COP(3∶1)变宽,说明复合膜中存在许多分子间氢键,相容性好。

2.2 COP-CS复合膜厚度和含水量

由表1可知,5种膜的厚度具有显著性差异(P<0.001),CS膜厚度为0.08 mm,CS∶COP(1∶3)复合膜厚度最薄为0.05 mm,CS∶COP(1∶1)复合膜厚度为0.07 mm,厚度适中;所制得的5种复合膜如图3所示。含水量之间也具有显著性差异,如图4所示,5种复合膜的含水量均在15%以下,水分含量低则可以有效抑制微生物的生长繁殖[19]。5种膜中CS∶COP质量比为1∶3时复合膜含水量最低,为8.12%。

表1 CS∶COP质量比对复合膜厚度的影响
Table 1 Effect of CS∶COP mass ratio on the thickness of the composite film

样品厚度/mmCS0.08±0.01aCS∶COP(3∶1)0.06±0.01bcCS∶COP(1∶1)0.07±0.02abCS∶COP(1∶3)0.05±0.01cCOP0.07±0.01abc

注:同列中不同字母表示同列之间有显著差异 (P<0.05)(下同)。

a-CS膜;b-CS∶COP(3∶1)膜;c-CS∶COP(1∶1)膜;d-CS∶COP(1∶3)膜;e-CS∶COP(1∶3)膜

图3 COP-CS复合膜形态
Fig.3 Morphology of COP-CS composite film

图4 CS∶COP质量比对复合膜含水量的影响
Fig.4 Effect of CS∶COP mass ratio on the moisture content of composite film

注:不同字母表示有显著差异 (P<0.05),图5~图9同。

2.3 COP-CS复合膜机械性能

复合膜的抗拉强度可以表示复合膜样品可以承受力的大小,抗拉强度越高,则可表示复合膜样品可承受的力越大;复合膜的断裂伸长率表示复合膜样品的柔韧性和弹性,断裂伸长率越高,则可表示复合膜样品的柔韧性和弹性越好[20]。如图5所示,随着COP的加入,复合膜的抗拉强度呈现先升高后下降的趋势,可能是由于CS分子中的—NH2与COP中的—OH形成了分子内氢键,增强了分子交联;但当COP浓度过大时,过量的多糖会破坏CS的结晶结构,难以形成结构均匀的COP-CS复合膜,因此抗拉强度下降[21]。当CS∶COP质量比为1∶1时抗拉强度和断裂伸长率最高,表明质量比为1∶1时复合膜交联密度最大,具有结构稳定性。

图5 CS∶COP质量比对复合膜机械性能的影响
Fig.5 Effect of CS∶COP mass ratio on the mechanical properties of composite film

2.4 COP-CS复合膜不透明度

由图6可知,CS膜的不透明度最高为2.86 UA/mm,CS∶COP质量比为1∶3时不透明度为2.69 UA/mm,说明COP的添加量会影响复合膜的不透明度,这可能是由于COP略呈红棕色。

图6 CS∶COP质量比对复合膜不透明度的影响
Fig.6 Effect of CS∶COP mass ratio on the opacity of composite film

2.5 COP-CS复合膜水溶性与颜色差异测定

由图7可知,CS膜的水溶性时间较长,复合膜溶于水的时间越长,证明水溶性越差。而CS∶COP质量比为1∶1的复合膜水溶性较其他复合膜样品水溶性好,这是因为CS中的—NH2和COP中的—OH存在相互作用,并且甘油作为复合膜样品的增塑剂可以促进水分子进入到复合膜中,可增加复合膜样品水溶性[22];如表2所示,色差仪结果表明随着COP的加入,复合膜L*值呈现下降趋势,a*值呈上升趋势,b*值呈上升趋势,复合膜样品颜色发生变化,这是因为COP本身带有红棕色。总色差显示出复合膜的颜色差异较大,可用肉眼观察出颜色变化。

图7 CS∶COP质量比对复合膜水溶性的影响
Fig.7 Effect of CS∶COP mass ratio on the water solubility of composite film

表2 CS/COP膜颜色差异
Table 2 Color variation in CS/COP composite films

样品L∗a∗b∗ΔE空白94.42-0.800.640CS89.01±0.08a-0.45±0.005c1.35±0.07d5.46±0.09cCS∶COP(3∶1)87.83±0.22b-0.01±0.03b2.30±0.10c6.84±0.24bCS∶COP(1∶1)88.98±0.13a-0.07±0.04b2.56±0.09b5.82±0.13cCS∶COP(1∶3)86.68±0.31c0.5±0.05a4.85±0.14a8.91±0.27aCOP86.65±0.26c0.47±0.005a4.84±0.06a8.93±0.21a

2.6 COP-CS复合膜水蒸气透过率、阻油性

由图8可知,CS∶COP质量比为1∶3膜的水蒸气透过率最高,为5.48 (g·mm)/(m2·d·kPa),CS∶COP质量比为1∶1膜的水蒸气透过率为2.39(g·mm)/(m2·d·kPa),水蒸气透过指数与复合膜的阻湿性成反比,水蒸气透过指数越小,复合膜样品的保湿性越好,这与复合膜样品的亲水基团有关,CS和COP均为亲水物质,COP中含有大量羟基,与水形成氢键,吸水性增强,由此可见5种膜中CS∶COP质量比1∶1复合膜阻湿性能较好;图9显示CS∶COP复合膜的透油系数呈现先下降后升高的趋势,透油系数越小,证明阻油性越好。且当COP含量和CS含量为1∶1时复合膜阻油性能最优,这是由于CS中含有的—NH2、—OH等疏油基团与COP中的羟基结合成氢键,使得阻油性降低;当COP比例上升后使氢键饱和,阻油性能继而增强[23]

图8 CS∶COP质量比对复合膜水蒸气透过率的影响
Fig.8 Effect of CS∶COP mass ratio on the water vapor permeability of composite film

图9 CS∶COP质量比对复合膜阻油率的影响
Fig.9 Effect of CS∶COP mass ratio on the oil resistance efficiency of composite film

2.7 COP-CS复合膜抑菌性

如图10所示,培养皿中没有出现明显的抑菌圈或抑菌圈范围较小,复合膜对金黄色葡萄球菌的抑制作用稍弱,这可能是由于COP在琼脂半固体介质中扩散能力有限,因此抑菌圈不够明显。在理论上,复合膜中的CS及COP具有水溶性,可以扩散到培养基介质中,能够渗透到细胞内部,影响细胞正常的生理活性,破坏细胞膜的完整性,导致细菌死亡,从而达到抑菌效果[24]

a-CS膜;b-CS:COP(3∶1)膜;c-CS:COP(1∶1)膜;d-CS:COP(1∶3)膜;e-COP膜

图10 CS∶COP质量比对复合膜抑菌性的影响
Fig.10 Effect of CS∶COP mass ratio on the antibacterial effect of composite film

2.8 COP-CS复合膜扫描电子显微镜

由图11可以看出,5种复合膜都不存在裂隙,CS膜和CS∶COP(3∶1)膜的表面有凸起的小孔而且较致密,而CS∶COP(1∶1)复合膜的表面凸起的孔较少,表面有一些细小碎片状颗粒,可能是人工切割造成的多糖膜粉末;加入COP后复合膜表面无明显变化,且CS∶COP(1∶1)膜截面与CS∶COP(1∶3)膜截面较致密,说明CS和COP可以与成膜材料很好地融合在一起。

a-CS膜表面;b- CS:COP(3∶1)膜表面;c-CS:COP(1∶1)膜表面;d-CS膜截面;e-CS:COP(3∶1)膜截面;f-CS:COP(1∶1)膜截面;g-CS:COP(1∶3)膜表面;h-COP膜表面;h-COP膜表面;j-COP膜截面

图11 COP-CS复合膜扫描电镜图
Fig.11 SEM image of COP-CS composite film

2.9 COP-CS复合膜对红提的保鲜效果

2.9.1 对红提失重率的影响

图12 CS∶COP质量比对红提失重率的影响
Fig.12 Effect of CS∶COP mass ratio of composite film on the weight loss rate of red grapes

红提贮藏期间因呼吸作用和蒸腾作用会导致果实的重量损失,因此失重率是衡量红提新鲜程度变化的重要指标[25]。由图12可知,随着贮藏时间延长,不同处理组的红提失重率不断上升,贮藏12 d时,CK组的失重率明显高于其余实验组,而CS∶COP(1∶1)组处理的红提失重率最低为0.99%,这可能是由于复合膜对水分子具有良好的阻隔性能,能有效抑制红提的呼吸作用,保鲜效果最好。

图13 CS∶COP质量比对红提腐烂率的影响
Fig.13 Effect of CS∶COP mass ratio of composite film on red grapes decay rate

2.9.2 对红提腐烂率的影响

由图13可知,CK组和5个实验组的红提在贮藏期间的腐烂率均随时间的延长而升高,在贮藏第12天时,CK组腐烂率明显高于其他处理组,为48.7%,这是因为无膜包装下水分散失速度快,加速果实的腐烂变质;CS∶COP(1∶1)组处理的红提腐烂率始终保持最低,贮藏第12天时为21.2%,这可能是因为复合膜形成了一层保护屏障,可以保存水分进而维持新鲜度;由图14可见,相对于CK组,CS∶COP(1∶1)组无发霉腐烂现象,颜色无明显暗沉,说明复合膜中的CS和COP具有较好的抑菌性能,降低了红提的腐烂率,其保鲜效果最佳。

a-CK;b-cs;c-CS∶COP(3∶1);d-CS∶COP(1∶1);e-CS∶COP(1∶3);f-COP

图14 不同处理组贮藏12 d时的红提外观
Fig.14 Appearance of red grapes after storage of 12 days under treatment

2.9.3 对红提可溶性固形物含量的影响

红提中可溶性固形物含量的高低是评价果实贮藏期间品质变化的重要指标[23]。如图15所示,随着贮藏时间的增加,各组可溶性固形物呈现下降趋势,其中CK组下降速度最快,贮藏12 d时为14.8%;与其他实验组相比,CS∶COP(1∶1)组红提的可溶性固形物含量较高,贮藏12 d时为17.32%。这是因为随着贮藏时间的延长,红提中的可溶性固形物随着红提果实的呼吸作用被消耗,而COP-CS复合膜可以有效阻隔氧气,一定程度上抑制了红提果实的呼吸作用,减少可溶性固形物的损失,使红提口感风味保持延长。

图15 CS∶COP质量比对红提可溶性固形物含量的影响
Fig.15 Effect of CS∶COP mass ratio of composite film on the soluble solids content of red grapes

3 结论

本文探究了5种配比的COP和CS复合膜理化性能及其对红提保鲜的影响。结果表明,随着COP的加入,膜的不透明度增加,原因在于多糖组分可在溶液中均匀分散,影响膜材料被光透过,表现出良好的光阻隔性能;同时COP增强了复合膜各组分间相互作用,使复合膜抗拉强度和断裂伸长率升高;复合膜具有良好的水溶性和阻油性,具有一定的保湿性和空气阻隔性。此外复合膜表面和截面出现的孔洞可能是烘箱干燥中失去结合水所致,可以看出CS∶COP(1∶1)组复合膜结构较为紧密。与对照组相比,COP-CS复合膜可有效降低红提的失重率、腐烂率,减缓了可溶性固形物含量的下降速度。综上,本实验所制得的CS∶COP(1∶1)复合膜透明度较高,机械性能较好,水蒸气透过率、阻油性均优于其余实验组的复合膜,保鲜性能良好,本研究结果可为COP复合膜制备及工业化应用提供理论参考和技术支撑。

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Preparation of Cornus officinalis polysaccharide-chitosan composite film and its application in red grapes preservation

GENG Qinglin1, BI Baoxue1, XUE Shujuan1,2, CUI Yongxia1, WANG Lili1,2*, CHENG Junru3, MA Xiaodong3

1(College of Pharmacy, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046,China)2(Collaborative Innovation Center of Research and Development on the whole Industry Chain of Yu-Yao, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046,China)3(Henan Gaiyan Modern Chinese Medicine Technology Co.Ltd.,Zhengzhou 450046,China)

ABSTRACT Composite films were prepared using Cornus officinalis polysaccharide (COP) and chitosan as the matrix, and its preservation performance was experimentally investigated.Firstly, polysaccharide extraction of COP was carried out by the aqueous alcoholic precipitation method, polysaccharide deproteinization by the Sevag method (chloroform∶n-butanol), decolorization by macroporous adsorbent resin, and removal of small molecules by dialysis bag.Secondly, five types of COP-CS composite films were prepared using the casting method, with COP as the active component and chitosan (CS) as the film-forming matrix.The study of the physicochemical properties of the membrane agents showed that the composite membranes possessed better mechanical properties and water vapor permeability, as well as better oil-blocking properties, compared with the CS and COP membranes as single membranes.Finally, the membrane structure of the composite membrane was observed by scanning electron microscopy, and it was found that the membrane structure of the COP-CS composite, COP∶CS(1∶1), membrane was more compact.Using red grape for preservation experiments, it was found that the composite film of COP and CS could effectively extend the preservation time of red grapes, laying the foundation for the industrial production of COP composite film preparation in the future.

Key words Cornus officinalis polysaccharide;chitosan;composite membrane;freshness preservation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044438

引用格式:耿卿琳,毕保雪,薛淑娟,等.山茱萸多糖-壳聚糖复合膜的制备及其在红提保鲜中的应用[J].食品与发酵工业,2026,52(15):356-364.GENG Qinglin, BI Baoxue, XUE Shujuan, et al.Preparation of Cornus officinalis polysaccharide-chitosan composite film and its application in red grapes preservation[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(15):356-364.

第一作者:硕士研究生(王利丽教授为通信作者,E-mail:wllywlly2004@163.com)

基金项目:2023年郑州市协同创新专项(2023XTCX053)

收稿日期:2025-09-05,改回日期:2025-12-18