植物精油對(duì)草莓果實(shí)腐爛和品質(zhì)的影響

吳 新，金 鵬，孔繁淵，段楊峰，趙 靜，申 杰，丁 艷，鄭永華

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

植物精油對(duì)草莓果實(shí)腐爛和品質(zhì)的影響

吳 新，金 鵬，孔繁淵，段楊峰，趙 靜，申 杰，丁 艷，鄭永華*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

以“豐香”草莓為試材，研究不同添加量(0.5、1、5、10μL/L)的香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇和異硫氰酸稀丙酯(AITC)處理對(duì)草莓果實(shí)常溫和低溫保鮮的效果。結(jié)果表明，五種植物精油都能顯著抑制草莓果實(shí)在20℃和5℃貯藏期間腐爛的發(fā)生，其中以AITC處理的效果最好。但處理水平過(guò)高，即AITC和紫蘇醛處理水平達(dá)到5μL/L、其他3種精油處理水平為10μL/L時(shí)，會(huì)對(duì)果實(shí)產(chǎn)生藥害。采用適宜處理水平的各種植物精油處理還可顯著抑制果實(shí)在5℃貯藏時(shí)質(zhì)量損失率的上升和硬度的下降、保持較高的可滴定酸、可溶性固形物、VC、總糖和還原糖含量，從而保持果實(shí)品質(zhì)。因此，植物精油處理在草莓果實(shí)防腐保鮮中具較好的應(yīng)用前景。

精油；草莓；腐爛；品質(zhì)

草莓(Fragaria ananassa Duch.)屬于漿果類(lèi)水果，以其營(yíng)養(yǎng)豐富，酸甜可口而受到大眾的喜愛(ài)。但草莓果實(shí)無(wú)外果皮保護(hù)，組織嬌嫩，含水量高，易受機(jī)械損傷和灰葡萄孢霉侵染而腐爛變質(zhì)，采后損失率極高[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)外草莓果實(shí)常用的貯藏方法是冷藏結(jié)合化學(xué)保鮮劑處理，但化學(xué)保鮮劑長(zhǎng)期和大量使用會(huì)產(chǎn)生食品安全、抗藥性以及環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，尋找安全有效的草莓果實(shí)保鮮技術(shù)具重要現(xiàn)實(shí)意義。

植物精油是廣泛存在于植物體內(nèi)的一類(lèi)具有芳香氣味的油狀液體的總稱(chēng)[3]，其中被美國(guó)FDA認(rèn)可為“一般認(rèn)為安全的物質(zhì)”(generally recognized as safe，GRAS)而允許作為食品添加劑使用的有2068種[4]。植物精油有很強(qiáng)的抗菌作用，近年來(lái)有關(guān)植物精油對(duì)果蔬防腐保鮮作用的研究較多[5]。研究表明，植物精油對(duì)櫻桃番茄[6]、葡萄[7]、藍(lán)莓[8-9]、木莓[10]、黑莓[11]和即食生菜與胡蘿卜[12]等多種果蔬均有顯著的防腐效果。Chanjirakul等[11]發(fā)現(xiàn)茉莉酸甲酯和茶樹(shù)精油等植物精油不僅能顯著減少草莓果實(shí)的腐爛，還可提高果實(shí)的抗氧化能力。但目前很多研究都是針對(duì)精油復(fù)合物，而對(duì)精油單體的作用研究較少。本實(shí)驗(yàn)研究香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇和異硫氰酸稀丙酯等5種植物精油單體(結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1)對(duì)草莓常溫貯藏時(shí)果實(shí)腐爛的影響，以篩選各種植物精油處理的適宜處理水平，在此基礎(chǔ)上研究了適宜處理水平精油處理對(duì)草莓低溫貯藏時(shí)果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)和腐爛的影響，以驗(yàn)證植物精油的保鮮效果，為植物精油在草莓果實(shí)保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

圖1 5種精油單體的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structures of 5 essential oils used in this study

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

供試草莓采摘于南京市馬群草莓種植基地，品種為“豐香”。果實(shí)采后立刻運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室，挑選無(wú)腐爛、無(wú)機(jī)械損傷、大小和成熟度一致的果實(shí)用于以下實(shí)驗(yàn)。

香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇、異硫氰酸稀丙酯(AITC，純度≥97%) 美國(guó)Sigma公司；酚酞 上海化學(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站分裝廠；氫氧化鈉(封裝在玻璃瓶中) 汕頭市西隴化工廠。

TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司；GL-20G-H型冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；CR-200色差計(jì) 日本Minota公司。

1.2 方法

1.2.1 常溫保鮮實(shí)驗(yàn)

將挑選好的草莓果實(shí)放在貼有濾紙的500mL塑料盒中，每盒10個(gè)果實(shí)，然后在濾紙上添加不同劑量的精油溶液，將塑料盒用訂書(shū)釘訂合再套上厚度為0.02mm聚乙烯保鮮袋，讓精油在塑料盒內(nèi)慢慢揮發(fā)，以達(dá)到不同的處理水平(0.5、1、5μL/L和10μL/L)。處理后的草莓果實(shí)在20℃貯藏3d后，取樣測(cè)定果實(shí)腐爛指數(shù)并觀察藥害情況，以確定每種植物精油保鮮處理的適宜處理水平。每個(gè)處理重復(fù)3次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.2 低溫保鮮實(shí)驗(yàn)

草莓果實(shí)采用常溫保鮮實(shí)驗(yàn)篩選出來(lái)的適宜處理水平進(jìn)行處理，然后于5℃貯藏12d，貯藏期間每隔2d取樣測(cè)定果實(shí)腐爛指數(shù)和主要品質(zhì)指標(biāo)。每個(gè)處理重復(fù)3次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1 腐爛指數(shù)測(cè)定

參照陳學(xué)紅等[13]的方法測(cè)定。按果實(shí)腐爛面積大小劃分腐爛程度為4級(jí)：0級(jí)，無(wú)腐爛；1級(jí)，果面有1～3個(gè)小腐爛斑點(diǎn)；2級(jí)，腐爛面積占果實(shí)面積的25%～50%；3級(jí)，大于果實(shí)面積的50%。

1.3.2 質(zhì)量損失率測(cè)定

采用稱(chēng)量法測(cè)定。

1.3.3 果實(shí)硬度及可溶性固形物(total soluble solids，TSS)測(cè)定

用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定果實(shí)硬度。探頭(SMSP/6)直徑為5mm。下壓距離為5mm，下壓速度為1mm/s，取最大值，重復(fù)10次，取平均值[14]。手持阿貝折光儀測(cè)定果實(shí)TSS含量[15]。

1.3.4 可滴定酸(titratable acidity，TA)和VC含量測(cè)定

TA含量用堿滴定法，結(jié)果以檸檬酸百分?jǐn)?shù)表示[15]；果實(shí)VC含量測(cè)定采用鄰菲啰啉法，含量以g/kg表示[16]。

1.3.5 總糖和還原糖測(cè)定

總糖用蒽酮比色法，還原糖用DNS法測(cè)定，結(jié)果均以g/kg表示[17]。

1.3.6 果實(shí)表面顏色測(cè)定

用色差計(jì)測(cè)定L*、a*、b*值，并計(jì)算得色度(C)、色調(diào)角Hue值。

式中：L*表示亮度，取值0～100，值越大，亮度越大；a*、b*有正負(fù)之分，＋a*表示紅度，-a*表示綠度，＋b*表示黃度，-b*表示藍(lán)度[13]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

以上指標(biāo)測(cè)定除果實(shí)腐爛指數(shù)、硬度和顏色測(cè)定重復(fù)10次外，其余指標(biāo)均重復(fù)3次。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用SAS 8.2軟件進(jìn)行分析，用Tukey多重比較方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)常溫保鮮的效果

表1 不同精油處理水平處理對(duì)草莓果實(shí)在20℃貯藏3d后腐爛指數(shù)的影響Table 1 Effects of postharvest treatments with essential oils at various concentrations on decay index of strawberries after storage at 20 ℃ for 3 days

由表1可見(jiàn)，供試的5種精油對(duì)草莓果實(shí)的腐爛均有不同程度的抑制作用，且防腐效果隨著處理水平的增加而提高。當(dāng)AITC、紫蘇醛和肉桂醛處理水平為1μL/L，香芹酚和沉香萜醇處理水平為5μL/L時(shí)，都可顯著抑制草莓果實(shí)腐爛指數(shù)的上升(P≤0.05)，其中以AITC處理的效果最好，在20℃貯藏3d后，果實(shí)腐爛指數(shù)僅為21.38%，而對(duì)照果實(shí)達(dá)到51.56%。但精油處理處理水平過(guò)高，即AITC和紫蘇醛處理水平達(dá)到5μL/L，其他3種精油處理水平為10μL/L時(shí)，會(huì)對(duì)果實(shí)產(chǎn)生藥害，表現(xiàn)為果實(shí)發(fā)生褐變和質(zhì)地軟化，從而使果實(shí)失去商品性。因此，綜合植物精油對(duì)果實(shí)腐爛和藥害的影響，初步篩選出草莓果實(shí)保鮮的適宜精油處理水平AITC、紫蘇醛和肉桂醛為1μL/L，香芹酚和沉香萜醇為5μL/L。以這些適宜處理水平進(jìn)行下面的低溫保鮮試驗(yàn)，以進(jìn)一步驗(yàn)證植物精油對(duì)草莓果實(shí)保鮮的效果。

2.2 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)低溫保鮮的效果

2.2.1 對(duì)果實(shí)腐爛指數(shù)和質(zhì)量損失率的影響

圖2 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)腐爛指數(shù)(A)和質(zhì)量損失率(B)的影響(5℃，12d)Fig.2 Effects of postharvest treatments with essential oils on decay index (A) and weight loss (B) of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

草莓果實(shí)含水量高，采后易發(fā)生腐爛和失水，從而失去商品性。如圖2所示，草莓果實(shí)的腐爛指數(shù)和質(zhì)量損失率在貯藏期間都呈上升趨勢(shì)，5種精油處理均顯著(P≤0.05)抑制果實(shí)腐爛指數(shù)和質(zhì)量損失率的增加，其中以AITC、紫蘇醛、肉桂醛和香芹酚效果較好，但各處理間差異不顯著；而沉香萜醇效果較差，與其他4種精油差異顯著，這與常溫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。

2.2.2 對(duì)果實(shí)硬度和TSS的影響

圖3 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)硬度(A)和TSS含量(B)的影響(5℃，12d)Fig.3 Effects of postharvest treatments with essential oils on fruit firmness (A) and TSS (B) of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

果實(shí)硬度和TSS含量是果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是反映果實(shí)成熟衰老的重要指標(biāo)。在貯藏期間，草莓果實(shí)的硬度和TSS含量都呈下降趨勢(shì)(圖3)。5種精油處理均能顯著(P≤0.05)抑制草莓果實(shí)硬度的下降，其中以AITC的效果最好。貯藏結(jié)束時(shí)，AITC處理果實(shí)的硬度為1.57kg/cm2，顯著高于對(duì)照果實(shí)的1.21kg/cm2。精油處理可以保持較高的可溶性固形物含量，但與對(duì)照無(wú)顯著差異。

2.2.3 對(duì)果實(shí)TA和VC含量的影響

TA和VC含量也是評(píng)價(jià)草莓果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)。在貯藏期間，草莓果實(shí)的TA含量呈先上升后下降趨勢(shì)，而VC含量則逐漸下降(圖4)。5種植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)TA含量變化沒(méi)有顯著影響，但可以抑制VC含量的下降。貯藏結(jié)束時(shí)，香芹酚、沉香萜醇和肉桂醛處理果實(shí)的VC含量分別為0.50、0.49g/kg和0.45g/kg，顯著高于對(duì)照果實(shí)的0.41g/kg。

圖4 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)TA(A)和VC含量(B)的影響(5℃，12d)Fig.4 Effects of postharvest treatments with essential oils on TA (A) and vitamin C content (B) of strawberry fruits during storage at 5 ℃for 12 days

2.2.4 對(duì)果實(shí)總糖和還原糖含量的影響

如圖5所示，草莓果實(shí)總糖含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，精油處理可抑制總糖含量的下降，貯藏12d后，各精油處理果實(shí)的總糖含量顯著高于對(duì)照。草莓果實(shí)還原糖含量先升后降，各種精油均能顯著(P≤0.05)抑制還原糖含量的下降。

圖5 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)總糖(A)和還原糖(B)的影響(5℃，12d)Fig.5 Effects of postharvest treatments with essential oils on total sugar (A) and reducing sugar (B) of strawberries during storage at 5 ℃for 12 days

2.2.5 對(duì)果實(shí)顏色的影響

圖6 植物精油處理對(duì)草莓果實(shí)顏色的影響(5℃，12d)Fig.6 Effects of postharvest treatments with essential oils on surface color parameters of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

草莓果實(shí)表面顏色L*、b*、C值和Hue值在貯藏期間都呈下降趨勢(shì)，而a*值呈先上升后下降趨勢(shì)(圖6)。5種植物精油處理對(duì)果實(shí)顏色各測(cè)定值的變化無(wú)顯著影響，說(shuō)明精油處理對(duì)草莓果實(shí)的顏色影響較小。

3 討 論

果實(shí)腐爛是限制草莓等漿果類(lèi)水果采后保鮮的主要問(wèn)題。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，采用麝香草酚、薄荷醇和丁香油酚等植物精油處理均能顯著降低采后草莓、木莓和藍(lán)莓[18]等漿果類(lèi)果實(shí)的腐爛，從而延長(zhǎng)保鮮期。由于植物精油種類(lèi)繁多，對(duì)不同水果保鮮的效果和適宜處理水平存在很大差異。如用茶樹(shù)精油保鮮木莓果實(shí)的適宜處理水平為100μL/L，而用AITC處理只需要5μL/L，且其抑制腐爛的效果要優(yōu)于茶樹(shù)精油[10]。本研究表明，采用1μL/L AITC、紫蘇醛和肉桂醛以及5μL/L香芹酚和沉香萜醇處理均能顯著抑制草莓采后常溫和低溫貯藏中的腐爛，且以AITC處理的效果最好，沉香萜醇的效果較差。但處理處理水平過(guò)高，則會(huì)對(duì)果實(shí)產(chǎn)生藥害。李鵬霞等[19]和Arrebola等[20]在研究植物精油對(duì)番茄和桃等水果的保鮮作用時(shí)，也觀察到了果實(shí)發(fā)生褐變的藥害現(xiàn)象。因此，精油用于各種果實(shí)保鮮時(shí)，必須采用適宜的處理處理水平。目前，高處理水平植物精油對(duì)果實(shí)產(chǎn)生藥害的機(jī)理還未見(jiàn)報(bào)道，可能與植物精油損傷果實(shí)細(xì)胞膜，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物的外泄和促進(jìn)氧化作用有關(guān)。

在本實(shí)驗(yàn)中，5種精油處理均能保持較高的TSS、TA和VC含量，顯著抑制草莓果實(shí)硬度、還原糖和總糖的下降，從而保持品質(zhì)。李鵬霞等[21]也發(fā)現(xiàn)丁香酚和丁香葉油處理均能顯著抑制蘋(píng)果果實(shí)硬度、TSS和TA的下降，從而保持果實(shí)品質(zhì)。植物精油處理保持較高的TSS和TA含量，可能與其抑制果實(shí)的呼吸作用有關(guān)。但馮武等[22]研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油處理對(duì)櫻桃番茄果實(shí)的硬度、VC和TSS含量沒(méi)有顯著影響，這可能是由于不同種類(lèi)的精油對(duì)不同水果的作用不同引起的。

綜上所述，適宜處理水平的植物精油能夠顯著抑制草莓果實(shí)的腐爛，保持較高的果實(shí)品質(zhì)，由于植物精油具安全和無(wú)殘留等特點(diǎn)，因而在草莓果實(shí)的保鮮上具較好的應(yīng)用前景。

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Effect of Essential Oils on Postharvest Decay and Quality of Strawberry Fruits

WU Xin，JIN Peng，KONG Fan-yuan，DUAN Yang-feng，ZHAO Jing，SHEN Jie，DING Yan，ZHENG Yong-hua*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Freshly harvested strawberries (Fragaria ananassa Duch. cv. Fengxiang) were used to explore the preservation effect of 5 essential oils including carvacrol, cinnamaldehyde, perillaldehyde, linalool and allyl isothiocyanate at various concentrations (0.5, 1, 5,10μL/L) during storage at 20 or 5 ℃. The results showed that all of the 5 essential oils could significantly inhibit the incidence of fruit decay at both 5 ℃ and 20 ℃ of which, allyl isothiocyanate revealed the most obvious inhibitory effect. However, high concentrations of essential oil such as allyl isothiocyanate and perillaldehyde at 5μL/L and the other three essential oils at 10μL/L could result in chemical injury of strawberry fruits. Treatments with each essential oils at appropriate concentrations significantly inhibited the increase of weight loss and the decrease of firmness, retained higher levels of titratable acidity, total soluble solids, vitamin C, total sugar and reducing sugar, thereby maintaining better fruit quality. These results suggested that essential oil treatment might be a promising method to control fruit decay and maintain high quality for postharvest strawberries.

essential oil；strawberry fruit；decay；quality

TS255.3；S668.4

A

1002-6630(2011)14-0323-05

2010-12-02

國(guó)家科技人員服務(wù)企業(yè)行動(dòng)項(xiàng)目(2009GJC10010)

吳新(1986—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：2008108056@njau.edu.cn

*通信作者：鄭永華(1963—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：zhengyh@njau.edu.cn