周漢軍,王　揮,龔吉軍,3,*,唐　靜,唐雅珂,毛雪琳

(1.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院,湖南長沙 410004; 2.國家林業(yè)局生物乙醇研究中心,湖南長沙 410004; 3.經(jīng)濟林培育與保護省部共建教育部重點實驗室,湖南長沙 410004)

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藍桉葉精油對砂糖橘的保鮮效果

周漢軍1,王揮2,龔吉軍1,3,*,唐靜1,唐雅珂1,毛雪琳1

(1.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院,湖南長沙 410004; 2.國家林業(yè)局生物乙醇研究中心,湖南長沙 410004; 3.經(jīng)濟林培育與保護省部共建教育部重點實驗室,湖南長沙 410004)

旨在探明藍桉葉精油對耐藏性較差的砂糖橘的保鮮效果。采用0.25%、0.50%、0.75%和1.00%四種濃度藍桉葉精油乳液浸泡砂糖橘60 s,在常溫下貯藏,定期進行檢測,通過生理生化指標及好果率對保鮮效果進行評價。研究結(jié)果表明,與對照相比,藍桉葉精油處理可顯著降低采后砂糖橘的呼吸強度,有效延緩砂糖橘果肉中總糖、VC和可滴定酸(TA)含量的下降速率,明顯減少砂糖橘的腐爛損失,有效提高其果皮超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)的活性。四種不同濃度藍桉葉精油處理相比,0.75%處理組的保鮮效果要明顯好于其它處理組,而1.00%處理組可能存在輕微藥害。研究結(jié)果提示,藍桉葉精油是一種極具開發(fā)利用潛力的砂糖橘天然保鮮劑。

砂糖橘,藍桉葉,精油,天然保鮮劑

3.Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-Wood Forest Trees,Ministry of Education,Changsha 410004,China)

砂糖橘(CitrusReticulataBlancdocv. Shiyueju)又稱十月桔,果實汁多味甜,脆嫩化渣,風味獨特,是優(yōu)良的柑橘品種之一。砂糖橘的果皮脆嫩,果肉汁多、糖度高,使其極易受機械損傷和微生物的侵染,貯藏期相對較短,限制了砂糖橘的貯運,故防腐處理是做好砂糖橘采后商品化處理的極其重要環(huán)節(jié)。目前,我國普遍使用的水果保鮮劑都是化學殺菌劑,如撲海因、特克多、多菌靈、甲基托布津、苯來特、仲丁胺、二氧化硫等。隨著科學技術(shù)的進步和檢測分析手段的完善,人們逐步認識到,過去被認為安全的化學防腐劑存在致癌或潛在致癌、致突變、致畸的可能性[1]。

目前,從具抑菌作用的藥用植物中選擇合適的植物開發(fā)天然水果保鮮劑,已成為國內(nèi)外研究的熱點。在抗菌活性植物中,桉樹葉(簡稱桉葉)當屬令人矚目的植物材料之一。桉樹是桃金娘科(Myrtaceae)桉樹屬(Eucalyptus)喬木。桉葉中含有大量有效成分,如酚類、黃酮類、皂甙、甾體、氨基酸、萜類等,這些物質(zhì)具有強烈的生理活性,在食品、化工、醫(yī)藥、環(huán)境、能源等方面有著廣泛的用途。在桉葉中,含有0.92%～2.89%的揮發(fā)油,桉葉精油是一種常用食品香料,其食用安全性極高。研究發(fā)現(xiàn),桉葉精油具有較強的抗菌活性[2-4],此外桉葉油還能清除羥基自由基,具有抗氧化活性[5]。

桉葉精油具廣譜抗菌能力,但對砂糖橘的保鮮效果如何,還未見報道。本文以砂糖橘為試材,研究藍桉葉精油對砂糖橘采后的生理生化影響及抑菌效果,以期為藍桉葉精油在砂糖橘保鮮實踐中的應用提供實驗依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

四會砂糖橘超市購買,挑選大小相似、色澤均勻、無蟲害、無病、無傷的果實;藍桉葉精油采用水蒸氣蒸餾法在實驗室自制,純度99.0%;乙醇天津市科密歐化學試劑廠;硫酸天津市科密歐化學試劑廠;蒽酮湖南匯虹試劑有限公司;2,6-二氯酚靛酚天津格瑞有限公司;過氧化氫南昌龍玉化工有限公司;抗壞血酸東莞喬科化學有限公司;草酸濟南杰輝化工有限公司;試劑均為AR級。

752s紫外分光光度計上海棱光技術(shù)有限公司;MP518電導儀上海三信有限公司;LHT32手持式折光儀杭州創(chuàng)禾設備有限公司;LX-A硬度計上海精密儀器儀表有限公司;DDSJ-38雷磁電導率儀上海賢德實驗儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1藍桉葉精油處理將0.5 mL藍桉葉油加入200 mL蒸餾水中,再加入0.5%(m/m)的蔗糖酯,過膠體磨2次,得0.25%的藍桉葉精油乳液。同樣方法制得0.5%、0.75%和1.0%的藍桉葉精油乳液。將500個砂糖橘隨機等量分為5組。將第1組砂糖橘浸入0.25%藍桉葉油乳液中浸泡60 s,取出晾干后采用塑料薄膜保鮮袋包裝,袋上扎15個小孔,即處理1;將第2、3、4組砂糖橘浸入含量為0.50%、0.75%、1.00%藍桉葉精油溶液中,其他處理同第1組,即處理2、3和4;第5組為對照組,不經(jīng)處理,同樣采用塑料薄膜保鮮袋包裝,袋上扎15個小孔。將5組砂糖橘置于常溫下貯藏,每天早、中、晚定時打開袋口透氣15 min。貯藏過程中,定期檢測指標,均重復3次。

1.2.2呼吸強度的測定采用靜置法進行測定。單位為CO2mg/kg·h。

1.2.3總糖測定蒽酮比色法。單位為g/100 g FW。

1.2.4維生素C含量的測定按照GB/T 8210-2011《柑橘鮮果檢驗方法》中的2,6-二氯靛酚滴定法進行測定。單位為mg/100 g FW。

1.2.5可滴定酸(TA)含量的測定按照GB/T 8210-2011《柑橘鮮果檢驗方法》中的指示劑法進行測定,單位用%表示。

1.2.6好果率的測定完全沒有病斑為好果。好果率(%)=好果數(shù)/總果數(shù)×100

1.2.7砂糖橘果皮細胞膜透性的測定用1 cm直徑的打孔器在砂糖橘果皮的赤道線上鉆取1 mm厚薄片30個,置于小燒杯中,加入30 mL去離子水,立即測其電導率P0,15 min后測其電導率P1,然后將砂糖橘果皮煮沸15 min,冷卻至室溫,測其電導率P2。砂糖橘果皮細胞膜透性(砂糖橘%)=(P1-P2)/(P2-P0)×100。

1.2.8砂糖橘果皮中SOD活性的測定采用氯化硝基四氮唑藍(NBT)法,在35 ℃下,以1 h抑制NBT光還原50%的酶量為一個活性單位(U)。SOD活性單位最終以U/g FW表示。

1.2.9砂糖橘果皮中POD活性的測定取5 g樣品,加0.1 g聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)于20 mL 經(jīng)4 ℃預冷的0.2 mol/L磷酸提取緩沖液(pH6.4)中,冰浴研磨勻漿,在4 ℃下12000 r/min離心30 min,取上清液為酶粗提液,在-18 ℃下保存?zhèn)溆?。?70 nm下,每分鐘變化0.01為1個POD活性單位(U)。POD活性單位最終以U/g FW·min表示。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均為3次平均值,采用SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析,p<0.05為差異顯著,p<0.01為差異極顯著。

2　結(jié)果與分析

2.1藍桉葉精油處理對砂糖橘呼吸強度的影響

圖1　實驗過程中砂糖橘呼吸強度的變化Fig.1　Changes of respiratory intensity of Shatangju mandarin during the test

砂糖橘呼吸強度的測定結(jié)果見圖1。由圖1可見,對照組和處理組砂糖橘的呼吸強度都呈上升趨勢。第7 d,各實驗組之間的差異不明顯(p>0.05),但實驗組與對照組之間已存在顯著差異(p<0.05);第14 d,除了處理2和3之間差異不明顯外,其它的實驗組之間、各實驗組和對照組之間均存在顯著差異(p<0.05);第21 d及以后,實驗組和對照組之間均存在顯著差異(p<0.05);第35 d時,處理1、2、3與處理4之間的差異達到極顯著水平(p<0.01),而各處理與對照相比也存在極顯著差異(p<0.01)。桉葉精油處理可有效降低貯藏過程中砂糖橘的呼吸強度,可能在于其對病原菌良好的抑制效果,減少了腐爛,從而減少了因病害而導致傷呼吸的出現(xiàn)。李鵬霞[6]將丁香酚、丁香葉油、肉桂油和肉桂醛用于蘋果的采后保鮮,發(fā)現(xiàn)這四種植物精油或精油組分均能極顯著抑制蘋果呼吸速率的升高,這與筆者的研究有相似之處。藍桉葉精油濃度由0.25%上升至0.75%,砂糖橘的呼吸強度上升幅度呈遞減趨勢,但當濃度達到1.00%時,砂糖橘的呼吸強度明顯增強,甚至超過了0.25%濃度的處理,說明0.75%的濃度較適宜,而濃度再升高可能對砂糖橘產(chǎn)生一定程度的藥害,反而會刺激果實呼吸強度的升高。潘永梅[7]在對枇杷保鮮的研究中也發(fā)現(xiàn),當植物精油濃度上升到一定程度時,會對果實產(chǎn)生藥害。因此,植物精油應用于水果保鮮時,其濃度應適宜。

2.2藍桉葉精油處理對砂糖橘總糖含量的影響

砂糖橘總糖含量的測定結(jié)果見圖2。從圖2可知,在實驗過程中,處理組和對照組砂糖橘中總糖含量均呈下降趨勢,4個處理組的總糖含量下降速度均慢于對照。在0.25%～0.75%的范圍內(nèi),隨著藍桉葉精油濃度的上升,砂糖橘總糖含量下降速度逐漸減緩,但當濃度提高至1.00%時,砂糖橘總糖含量反而加速下降。從第14 d開始,處理4砂糖橘中總糖含量即顯著低于處理1(p<0.05)。第14～35 d,各處理之間以及各處理與對照之間,總糖含量的差異顯著(p<0.05)。第35 d,與初始值相比,對照總糖含量下降40.0%,其次為處理4,下降28.8%,而處理1和2的下降幅度分別為20.8%、13.6%,處理3下降幅度最小,僅為9.6%,處理3與處理4、處理3與對照間的差異達到極顯著水平(p<0.01)。糖類是果實呼吸代謝底物之一,呼吸強度越大則底物消耗越多,經(jīng)藍桉葉精油處理的砂糖橘中總糖的變化趨勢與其呼吸強度的變化趨勢基本吻合。

圖2　實驗過程中砂糖橘總糖含量的變化Fig.2　Changes of total suger of Shatangju mandarin during the test

2.3藍桉葉精油處理對砂糖橘維生素C含量的影響

實驗過程中砂糖橘維生素C含量的測定結(jié)果見圖3。由圖3可見,處理組和對照組砂糖橘中VC的含量均呈持續(xù)下降趨勢。從第7 d開始,處理組的下降速度明顯慢于對照組(p<0.05)。而各處理組間的下降速度也存在差異,總體來看,在0.25%～0.75%的范圍內(nèi)隨濃度的增加下降速度遞減,但從第21 d起,1.00%的藍桉葉精油處理顯然加快了砂糖橘中維生素C含量下降的速度。4個處理中,從第14 d開始,處理3砂糖橘中VC含量始終高于其它處理(p<0.05)。至第35 d,處理1、2、3、4和對照組砂糖橘中VC含量分別比初始值下降了44.5%、36.2%、25.6%、49.6%和57.1%,各處理間的差異顯著(p<0.05),其中處理3與處理1、4之間差異極顯著(p<0.01),而各處理組與對照組之間的差異均達到顯著水平(p<0.05)。有研究表明,桉葉精油具有抗氧化活性[5,8-9],故能減少果實在貯藏保鮮過程中VC的氧化損失。

圖3　實驗過程中砂糖橘中VC含量的變化Fig.3　Changes of VC contents of Shatangju mandarin during the test

2.4藍桉葉精油處理對砂糖橘TA含量的影響

因為砂糖橘中有機酸在貯藏過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)化和降解,導致其含量下降。實驗過程中砂糖橘TA含量的測定結(jié)果見圖4。由圖4可見,處理組和對照組砂糖橘中TA含量持續(xù)下降,但下降的速度存在差異。第7 d,對照的下降速度明顯快于處理組(p<0.05)。而不同濃度藍桉葉精油處理砂糖橘,對TA含量下降速度有影響,在0.25%～0.75%的范圍內(nèi),隨著濃度的提高,TA含量下降速度減緩,當濃度提高至1.00%時,則出現(xiàn)加速下降趨勢,處理1與處理2、處理3與處理4在第14 d出現(xiàn)顯著差異(p<0.05),而處理2和處理3在第28 d才出現(xiàn)顯著差異(p<0.05)。至第35 d,處理1、2、3、4和對照組TA含量分別比初始值下降了14.1%、9.4%、4.7%、20.3%和26.6%,各處理間差異顯著(p<0.05),處理3與處理4、處理3與對照之間的差異極顯著(p<0.01)。

圖4　實驗過程中砂糖橘中TA含量的變化Fig.4　Changes of titratable acid contents of Shatangju mandarin during the test

2.5藍桉葉精油處理對砂糖橘好果率的影響

實驗過程中砂糖橘好果率測定結(jié)果見圖5。由圖5的結(jié)果可以看出,前14 d,處理組和對照組的好果率沒有明顯差異(p>0.05)。從第14 d開始,對照組的腐爛呈明顯加速趨勢,處理組與對照組差異顯著(p<0.05)。第35 d,對照組的好果率僅為60%,這也印證了砂糖橘耐藏性較差的特點。同時從圖5也可看出,藍桉葉精油具有良好的防腐保鮮作用,但濃度應適宜,濃度偏高時其防腐效果會適得其反。至實驗結(jié)束時,處理1、2、3和4的好果率分別為89%、94%、99%和83%,各處理間差異顯著(p<0.05),而與對照組相比,均存在極顯著差異(p<0.01)。Akin等[10]和Mulyaningsih等[11]的研究表明,桉葉精油具有良好的抗菌活性,其在柑橘防腐保鮮中具有良好的應用前景。

圖5　實驗過程中砂糖橘好果率的變化Fig.5　Changes of good fruits rate of Shatangju mandarin during the test

2.6藍桉葉精油處理對砂糖橘果皮細胞膜透性的影響

采后的水果,隨著貯藏時間的延長,膜脂過氧化作用加劇,膜系統(tǒng)遭受一定程度破壞,膜透性增加,細胞內(nèi)電解質(zhì)外滲,細胞的正常生理機能受損,從而加速果實的衰老,其抗病能力降低。實驗過程中砂糖橘果皮細胞膜透性測定結(jié)果見圖6。圖6的結(jié)果表明,在整個實驗期間,處理組和對照組砂糖橘果皮細胞膜的滲透率均呈持續(xù)上升趨勢,但對照組的上升速率從第7 d開始要明顯快于處理組(p<0.05)。4個處理相比,第7 d時各處理間無明顯差異(p>0.05);從第14 d起,處理3與其它3個處理間出現(xiàn)明顯差異(p<0.05);從第21 d起,處理4與處理1、2間出現(xiàn)顯著差異(p<0.05),但處理1、2間仍無顯著差異(p>0.05);從第28 d起,各處理間均存在明顯差異(p<0.05);第35 d,處理3與處理4、處理4與對照間的差異達極顯著水平(p<0.01)。藍桉葉精油能有效延緩砂糖橘果皮細胞膜滲透率的上升,也可能與其良好的抗氧化能力有關(guān),通過降低膜脂過氧化程度,從而維持細胞膜良好的選擇透過性。

圖6　實驗過程中砂糖橘果皮細胞膜透性的變化Fig.6　Changes of the permeability of cell membrane of Shatangju mandarin peel during the test

2.7藍桉葉精油處理對砂糖橘果皮SOD活性的影響

SOD是植物體中專一清除超氧陰離子自由基的金屬蛋白酶。實驗過程中砂糖橘果皮SOD活性測定結(jié)果見圖7。如圖7所示,對照組砂糖橘果皮中SOD活性在整個實驗過程中持續(xù)降低,這說明隨著果實的衰老,其體內(nèi)SOD活性也會降低。處理組砂糖橘果皮中SOD活性在前21 d呈上升趨勢,說明藍桉葉精油處理可提高其SOD活性,在21 d后,其活性也逐漸下降。第7 d,各處理的差異不顯著(p>0.05);第14 d,處理3的效果明顯好于處理1和2(p<0.05),而處理4則明顯比處理1和2要差(p<0.05),但處理1和2之間仍無明顯差異(p>0.05);第21 d及以后,各處理間的差異均達到顯著水平(p<0.05);第35 d,處理2、3與處理4之間、各處理組與對照之間的差異極顯著(p<0.01)。上述結(jié)果表明,0.75%的藍桉葉精油最適宜砂糖橘保鮮,濃度降低保鮮效果變差,而濃度升高至1.00%時的效果最差,但即使是1.00%的濃度也能較好地提高砂糖橘果皮中SOD活性的作用。

圖7　實驗過程中砂糖橘果皮中SOD活性的變化Fig.7　Changes of the activity of SOD of Shatangju mandarin peel during the test

2.8藍桉葉精油處理對砂糖橘果皮POD活性的影響

POD是植物體內(nèi)一種重要的酶類自由基清除劑,可催化過氧化氫氧化酚類和胺類化合物,具有消除過氧化氫和酚類、胺類毒性的雙重作用。實驗過程中砂糖橘果皮POD活性測定結(jié)果見圖8。如圖8所示,在前7 d,處理組與對照組砂糖橘果皮POD活性均稍有下降,差異不明顯(p>0.05)。第7 d后,對照組POD的活性一直下降,這種趨勢持續(xù)至第28 d,隨后有所回升。第7 d后,處理組砂糖橘果皮POD活性有所上升,處理1、2、4在第14 d達到最高點,隨后都開始下降,而處理3則維持上升趨勢至第21 d,其后亦開始下降。第14 d及以后,各處理間砂糖橘果皮POD活性的差異顯著(p<0.05);第21 d及以后,處理3砂糖橘果皮POD活性極顯著高于處理4(p<0.01)?？梢?處理3對提高及維持砂糖橘果皮POD活性的效果最好,處理2的效果又好于處理1,

處理4的效果最差。這說明,0.75%的藍桉葉精油對砂糖橘的保鮮效果最好。

圖8　實驗過程中砂糖橘果皮中POD的變化Fig.8　Changes of the activity of POD of Shatangju mandarin peel during the test

3　結(jié)論

采用藍桉葉精油處理砂糖橘,在常溫條件下,可有效減少砂糖橘的腐爛損失、降低砂糖橘生理生化反應的速率、延緩果實品質(zhì)劣變進程。其最佳的使用濃度為0.75%,在此濃度下,貯藏35 d的好果率高達99%。精油濃度應適宜,過低,保鮮效果欠佳,過高則可能產(chǎn)生藥害,反而不利于砂糖橘的保鮮。研究初步證實,藍桉葉精油是一種極具開發(fā)利用價值的水果天然保鮮劑。

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Effects of oil ofEucalyptusglobulusLabill. leaf on fresh-keeping of Shatangju mandarin

ZHOU Han-jun1,WANG Hui2,GONG Ji-jun1,3,*,TANG Jing1,TANG Ya-ke1,MAO Xue-lin1

(1.College of Food Science and Engineering,CSUFT,Changsha 410004,China; 2.Bioethanol Research Center,State Forestry Administration,Changsha 410004,China;

This study was aimed to investigate effects ofEucalyptusglobulusLabill. leaf(OEGLL)oil on fresh-keeping of Shatangju mandarin with a characteristics of poor storability. Fruits of Shatangju mandarin were dipped in emulsion with 0.25%,0.50%,0.75% and 1.00% OEGLL respectively for 60 seconds. In addition to the rate of good fruits,several physiological and biochemical indexes were measured periodically during the storage at room temperature. The results showed that the OEGLL treatment,compared with the control,could significantly reduce the respiratory intensity of whole fruits,effectively delay the decreasing rate of total sugar,VCand titratable acid(TA)content of pulp,obviously decrease decay losses of the fruits,significantly increase the activity of superoxide dismutase(SOD)and peroxidase(POD)of peel. Compared with each other,the fresh-keeping effect of 0.75% OEGLL treatment was more effective than that of other three treatments,a slight injury might be induced by the 1.00% OEGLL treatment. It was suggested that OEGLL was a very prospective natural preservative for Shatangju mandarin.

Shatangju mandarin;EucalyptusglobulusLabill. leaf;essential oil;natural preservative

2015-10-08

周漢軍(1990-),男,碩士研究生,研究方向:食品天然保鮮劑,E-mail:550121808@qq.com。

龔吉軍(1972-),男,博士,教授,研究方向:食品天然保鮮劑、農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工,E-mail:jijungong2007@163.com。

國家林業(yè)948項目(2014-4-39)。

TS205.9

A

1002-0306(2016)10-0347-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.063