蔡紀(jì)元，余響華

(湖南科技學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 永州 425199)

水果和蔬菜是人們生活中的必需品，但我國(guó)每年果蔬采摘后的損失率高達(dá)20%～40%，而發(fā)達(dá)國(guó)家卻能控制到10%左右[1]。降低果蔬采摘后的損失率，不僅可改善果蔬的貯藏品質(zhì)，還具有開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)等重要意義。因番茄具有水果和蔬菜的雙重身份，故在食品果蔬貯藏保鮮研究中常作為指示性參照物，以衡量水果與蔬菜的保鮮效用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以中草藥植物為原料的防腐保鮮劑以高效、抗菌廣譜、無(wú)(低)毒性等優(yōu)點(diǎn)受到大眾的認(rèn)同與青睞[2]。生姜、黃芩、板藍(lán)根和銀杏均具有不同程度的消炎抗菌作用，具備應(yīng)用于食品果蔬保鮮的潛力。本研究將上述4種中草藥醇提物制成的復(fù)配保鮮劑用于番茄保鮮，以期為果蔬保鮮劑的制備提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi，永州，取干燥根)、生姜(ZingiberofficinaleRoscoe，永州，取干燥根莖)、板藍(lán)根(Isatistinctorial，永州，取干燥根)、銀杏(GinkgobilobaL.，永州，取葉)、番茄(Solanumlycopersicum，永州，取果實(shí))。生姜根莖、黃芩根部、板藍(lán)根根部：干燥后粉碎機(jī)粉碎，過(guò)80目篩，分別置于干燥燒杯中，備用；將采摘的銀杏置于35～40 ℃干燥箱中烘干至恒質(zhì)量，切成0.5 cm×0.5 cm小塊，置于干燥燒杯中，備用。噴施當(dāng)天果園采摘新鮮番茄，平均質(zhì)量110～130 g，大小形狀均一。

70%乙醇：在試驗(yàn)室通過(guò)去離子水添加至無(wú)水乙醇來(lái)配置。金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、大腸埃希菌(Escherichiacoli)、灰葡萄孢菌(Botrytiscierea)均購(gòu)于中科院微生物菌種保藏中心(ATCC)。

密封型搖擺式粉碎機(jī)(型號(hào)：XL-20B，旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(型號(hào)：DF-101S，鄭州長(zhǎng)盛實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、電子萬(wàn)用爐(型號(hào)：DL-1，上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(型號(hào)：R1002，上海申順生物科技有限公司)、電子分析天平(型號(hào)：AUY120，上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

1.2.1 植物醇提物提取

取一定量已粉碎的生姜、黃芩、板藍(lán)根、銀杏葉，按1∶9的料水比加水煎煮2.0～2.5 h，煎煮溫度96～103 ℃，100目篩過(guò)濾去渣，濾液經(jīng)減壓蒸發(fā)濃縮處理，濃縮至相對(duì)密度為1.10～1.21 g·L-1，立即加入70%乙醇，攪拌均勻后靜置12～24 h，取上清，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1.21～1.30 g·L-1，即得植物醇提物，作為母液備用。

1.2.2 植物醇提物配比的優(yōu)化

用生姜(A)、黃芩(B)、板藍(lán)根(C)、銀杏(D)的醇提物配制保鮮劑，采用行L9(34)正交試驗(yàn)篩選最佳配比。每個(gè)因素各取3個(gè)水平，常溫(25 ℃左右)、濕度80%，將醇提物均勻涂抹于番茄表面，貯藏18 d，測(cè)定腐爛率。以腐爛率最低為最佳，選取出最優(yōu)提取工藝。正交試驗(yàn)1～3水平A因素分別為10、15、20 g·mL-1，B因素分別為4、6、8 g·mL-1，C因素分別為3、6、9 g·mL-1，D因素分別為2、3、4 g·mL-1。

1.2.3 稀釋倍數(shù)的優(yōu)化

將正交試驗(yàn)篩選的最優(yōu)配比保鮮劑分別按照1∶100、1∶200、1∶300、1∶400、1∶500進(jìn)行稀釋。將稀釋后的醇提物保鮮劑涂在預(yù)處理好的番茄上，在濕度80%、室溫(23±2)℃貯藏15 d。測(cè)定并統(tǒng)計(jì)失重率、腐爛率。考慮到番茄貯藏過(guò)程中主要問(wèn)題是因微生物導(dǎo)致的腐爛，失重率問(wèn)題次之，故設(shè)定腐爛率權(quán)重系數(shù)為0.67，失重率權(quán)重系數(shù)為0.33，綜合評(píng)分越小表明保鮮效果越好。

腐爛率通過(guò)肉眼來(lái)觀察，并按照公式計(jì)算：腐爛率(%)=(貯藏15 d腐爛果級(jí)別×該級(jí)別個(gè)數(shù))/(該組總個(gè)數(shù))×100[3]。腐爛級(jí)別：按參考文獻(xiàn)[3]的方法評(píng)定級(jí)別。

失重率用稱(chēng)重法來(lái)測(cè)定，并按照公式計(jì)算：失重率(%)=(貯藏前果實(shí)總質(zhì)量-貯藏n天后果實(shí)總質(zhì)量)/貯藏前果總質(zhì)量×100[4]。

1.3 噴施頻率對(duì)保鮮效果的影響

取1 g最佳配比的復(fù)配保鮮劑，加入300 mL水中，制成3.33 g·L-1的乳濁液。噴施至新鮮番茄表面，以不見(jiàn)明顯液滴為準(zhǔn)，置于濕度80%、室溫(23±2)℃的房間內(nèi)。每組取15個(gè)番茄，重復(fù)3組，分別間隔2、3、4、5 d噴施上述保鮮劑，每3 d測(cè)量1次，取平均值，若噴施時(shí)間與測(cè)量時(shí)間重合的實(shí)驗(yàn)組，則先測(cè)量后噴施，記錄噴施頻率對(duì)保鮮效果的影響。

1.4 抑菌效果

將S.aureus、E.coli、Botrytiscierea接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中活化，再將活化后的S.aureus和E.coli接種至肉湯培養(yǎng)基中，分別在37 ℃培養(yǎng)24 h，取0.175 mL的菌懸液涂布于LB固體培養(yǎng)基上，再將浸潤(rùn)不同稀釋倍數(shù)復(fù)配保鮮劑的濾紙片(6.0 mm，下同)放在LB培養(yǎng)基上，37 ℃培養(yǎng)12 h后測(cè)抑菌圈大小?；罨腂otrytiscierea接入PDA液體培養(yǎng)基中，30 ℃振蕩培養(yǎng)2～3 d，無(wú)菌條件下?lián)v碎成菌液，制備含2 600 U·mL-1鏈霉素的雙層PDA培養(yǎng)基，并放置牛津杯，再取復(fù)配劑稀釋液0.26 mL，滴至牛津杯內(nèi)，28 ℃培養(yǎng)18 h。同時(shí)取用清水處理的濾紙片作為空白組。測(cè)定以上2組抑菌圈直徑。抗菌素抑菌圈的判定標(biāo)準(zhǔn)：抑菌圈≥15 mm，高度敏感；10～15 mm，中度敏感；7～9 mm，低度敏感；無(wú)抑菌圈，不敏感[5]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

取平行測(cè)定的數(shù)據(jù)均值，利用Excel 2018、SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和表2，根據(jù)極差大小，各因素對(duì)腐爛率的影響為A>C>B>D，常溫下對(duì)番茄保鮮效果最佳的保鮮劑組合為A3B3C3D2，所以該復(fù)配保鮮劑最優(yōu)醇提物配比為20 g·L-1生姜醇提物、8 g·L-1黃芩醇提物、9 g·L-1板藍(lán)根醇提物和3 g·L-1銀杏醇提物。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該組合的腐爛率49.1%。

表1 正交試驗(yàn)結(jié)果

表2 極差分析結(jié)果

2.2 復(fù)配保鮮劑最佳稀釋比的確定

將最優(yōu)配比的復(fù)配保鮮劑加水稀釋?zhuān)♂尡稊?shù)依次為100、200、300、400、500，噴施于番茄表面，測(cè)定15 d后各組的腐爛率和失重率，計(jì)算綜合評(píng)分，所得結(jié)果如表3所示。稀釋倍數(shù)越高，綜合評(píng)分越高，保鮮效果越差。稀釋100倍與稀釋300倍的綜合評(píng)分僅相差1.2；稀釋倍數(shù)大于300倍后，綜合評(píng)分增加趨勢(shì)明顯，稀釋500倍時(shí)，綜合評(píng)分為48.4，說(shuō)明復(fù)配保鮮劑稀釋300倍以上時(shí)，保鮮效果明顯降低，故稀釋300倍為宜。

表3 保鮮劑稀釋倍數(shù)對(duì)番茄保鮮的影響

2.3 最優(yōu)噴施頻率

由圖1可知，噴施間隔大于3 d后，間隔噴施時(shí)間越長(zhǎng)，保鮮效果越差。間隔4 d噴施，貯藏15 d綜合評(píng)分為34.3；間隔5 d噴施，貯藏15 d綜合評(píng)分高達(dá)38.1；間隔2 d噴施，貯藏前6 d的保鮮效果優(yōu)于其他間隔時(shí)段，但長(zhǎng)期保鮮效果要低于間隔3 d噴施，說(shuō)明過(guò)于頻繁噴施復(fù)配保鮮劑反而會(huì)降低保鮮效果。因此，最優(yōu)保鮮效果的噴施頻率應(yīng)為3 d，貯藏15 d綜合評(píng)分為23.7。

圖1 不同噴施頻率對(duì)番茄保鮮效果的影響

2.4 復(fù)配保鮮劑的抑菌效果

由表4可知，經(jīng)稀釋的復(fù)配保鮮劑對(duì)3種供試病菌仍有較強(qiáng)的抑制效果，濃度越高，抑制效果越好。0.3%復(fù)配保鮮劑的抑菌圈均大于10 mm，屬于中度敏感；0.5%復(fù)配保鮮劑對(duì)Botrytiscierea抑菌圈>15 mm，為高度敏感；1.0%復(fù)配保鮮劑對(duì)S.aureus和Botrytiscierea抑菌情況都達(dá)到高度敏感，對(duì)E.coli的抑菌效果也接近高度敏感。

表4 復(fù)配保鮮劑的抑菌圈檢測(cè)

3 小結(jié)

目前控制番茄腐爛變質(zhì)的主要措施是低溫貯藏[6]結(jié)合化學(xué)保鮮劑，但化學(xué)方法也存在弊端，殺菌的同時(shí)，伴有一定量的農(nóng)藥殘留，對(duì)人體健康造成影響。而天然保鮮劑以其無(wú)毒、安全、價(jià)格合理、環(huán)保、抗菌性強(qiáng)等特點(diǎn)可以部分替代化學(xué)保鮮劑[7]。本研究用復(fù)配保鮮劑處理番茄，貯藏15 d后番茄失重率要明顯低于保鮮膜處理[8]。用復(fù)配保鮮劑噴施番茄表面，在食用時(shí)只需要清水沖洗，更為方便。相較于大蒜提取液[9]、檸檬香茅水提取液[10]，本研究的復(fù)配保鮮劑不僅對(duì)真菌和細(xì)菌的抑制效果更為突出，稀釋后的復(fù)配保鮮劑的性?xún)r(jià)比也較為合理。

本復(fù)配保鮮劑可明顯降低番茄的腐爛率與失重率，推測(cè)能有效解決番茄在運(yùn)輸與貯藏過(guò)程中由細(xì)菌和真菌所導(dǎo)致的病變。番茄經(jīng)復(fù)配保鮮劑噴施處理，并在常溫條件下貯藏15 d后，腐爛率明顯受到抑制，以醇提物配比為20 g·L-1生姜醇提物、8 g·L-1黃芩醇提物、9 g·L-1板藍(lán)根醇提物和3 g·L-1銀杏醇提物，稀釋300倍、間隔3 d噴施的保鮮效果與經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)，常溫貯藏15 d后綜合評(píng)分仍維持在23.7。復(fù)配保鮮劑的抑菌效果隨著濃度升高逐漸增強(qiáng)，短期貯藏(6 d內(nèi))，間隔2 d噴施的保鮮效果優(yōu)于間隔3 d噴施，推測(cè)可能是因噴施在番茄表面的保鮮劑疊加致使?jié)舛壬撸鰪?qiáng)了復(fù)配保鮮劑的抑菌效果，但由于之后過(guò)于頻繁的噴施，使其超過(guò)最佳濃度，因此，影響了保鮮效果。針對(duì)此推測(cè)，建議在之后的復(fù)配保鮮劑開(kāi)發(fā)中，針對(duì)復(fù)配保鮮劑在果蔬表面的保存時(shí)長(zhǎng)和果蔬表皮細(xì)胞對(duì)保鮮劑的吸收進(jìn)行研究。