丁香乙醇提取液對草莓保鮮效果的影響

趙英虎，閻小艷，高 莉，劉朝亮

（1.中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院，山西太原030051；2.太原師范學(xué)院生物系，山西太原030031；3.中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山西太原030051）

草莓（Fragaria ananassa Duch）屬薔薇科草莓屬，是多年生草本植物，為漿果類果實，具有很高的營養(yǎng)價值和食療作用[1]。但是草莓含水量高達90%～95%，組織嬌嫩，果皮極薄，外皮無保護作用，在采收和貯運中易受損傷和微生物侵染腐爛變質(zhì)，其耐貯性差，貨架壽命極短，限制了草莓的遠銷和生產(chǎn)的大規(guī)模發(fā)展[2-3]。因此，如何延長草莓果實的貯藏期或貨架壽命、提高其商品價值，是生產(chǎn)中亟待解決的問題[4]。

植物中的有效成分能抑制果蔬表面的微生物活動，降低果蔬中酶的活力，所以，能夠減弱微生物活動對果蔬的影響，降低果蔬的生理活動強度，從而起到保鮮的目的[5-7]。用植物提取物作為果蔬的保鮮劑，具有操作簡便、成本低、污染少、對人體無毒副作用等優(yōu)點。

本試驗通過探討不同體積分數(shù)的丁香乙醇提取液對草莓保鮮效果的影響，以期為丁香醇溶液在果蔬保鮮中的合理應(yīng)用提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

新鮮草莓：選取大小均一、表面無機械撞傷、無病蟲害、成熟度基本一致的草莓。丁香：購于藥店，粉碎過0.42 mm 篩，80 ℃烘干備用。

1.2 處理方法

1.2.1 丁香乙醇提取液的制備 稱取經(jīng)粉碎過0.149 mm 篩的丁香50 g 于燒杯中，加入95%乙醇250 mL，在室溫（（20±2）℃）下浸泡48 h，3 層紗布過濾，將濾液4 500 r/min 下離心10 min，取上清液，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸干，再用體積分數(shù)80%乙醇定容至50 mL，即得供試丁香乙醇提取原液（質(zhì)量濃度相當于干藥材1 g/mL），密封，4 ℃下保存。

1.2.2 保鮮處理 分別取20，10，5，2.5 mL 的丁香乙醇提取原液，用蒸餾水稀釋分別配制成4.0%，2.0%，1.0%，0.5%共4 種不同體積分數(shù)的丁香乙醇提取物保鮮液各500 mL。稱取草莓500 g 分別放入不同體積分數(shù)的保鮮液中浸泡5 min，以蒸餾水浸泡5 min 為對照，撈出，瀝去多余的水分，置陰涼通風(fēng)處晾干，用0.03 mm PE 保鮮袋包裝、折口，每個保鮮袋用牙簽扎10 個小孔于4 ℃冰箱中保存。在整個貯藏期間，定期去除一定數(shù)量的樣品用來測定其各項指標。每個處理重復(fù)3 次，結(jié)果取其平均值。

1.2.3 保鮮效果指標測定 參照張憲政等[8-9]的方法測定草莓經(jīng)不同體積分數(shù)的丁香乙醇提取液處理后的各項指標：草莓果實腐爛率的測定，按果實腐爛面積大小將果實劃分為4 個等級。腐爛率＝Σ（腐爛級別×該級果實）/最高腐爛級別×總果實×100%。失重率的測定采用質(zhì)量法；草莓呼吸強度的測定采用靜置堿液吸收法；草莓果實可滴定酸的測定采用滴定法測定有機酸；草莓果實Vc 含量的測定采用分光光度計法。草莓感官評價的測定是選10 位評價者，首先對樣品進行觀察，就“總體外觀”按9 點標度法進行打分。

1.3 統(tǒng)計方法

對各組試驗結(jié)果進行統(tǒng)計，列出不同體積分數(shù)丁香乙醇提取液對草莓保鮮效果的影響大小，并利用Excel 繪圖工具繪制有關(guān)指標線形變化圖。采用SAS 軟件（8.1 版）ANOVA 程序?qū)υ囼灲Y(jié)果進行相應(yīng)的均值比較、方差分析，并采用Duncan 多重比較法進行多重比較，確定丁香提取液相對于對照組對草莓各指標保鮮效果的顯著性，得出丁香提取液保鮮的最佳濃度范圍。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓果實腐爛率的影響

果實軟化腐爛率是判斷其貯藏效果的主要表觀指標。不同體積分數(shù)的丁香提取液對采后草莓果實貯藏期間的軟化腐爛率均有明顯的影響。

由圖1 可知，不同處理的草莓，其采后果實腐爛率均隨貯藏時間的延長而逐漸增大。所有經(jīng)過丁香提取液處理的果實腐爛率在貯藏期間較對照組均有降低，但效果隨體積分數(shù)的降低逐漸變差。其中，4.0%丁香提取液對抑制草莓的果實腐爛率效果最好，基本上未出現(xiàn)腐爛霉變現(xiàn)象，果實呈深紅色，但保鮮袋中水分較多，可能是由高體積分數(shù)丁香提取液造成的；其次是2.0%丁香提取液，1.0%和0.5%丁香提取液對果實腐爛率也有抑制性，蒸餾水對照組的腐爛現(xiàn)象較為嚴重。

保鮮貯藏期間，4 種不同體積分數(shù)提取液處理的草莓，其腐爛率與對照組間差異均顯著（P＜0.05），且每組間顯著也差異（P＜0.05）。到第5天，4.0%丁香提取液處理基本未出現(xiàn)腐爛情況，但對照組的腐爛率高達91.6%，果實表面幾乎全部軟化腐爛。4 種不同體積分數(shù)丁香提取液處理對草莓果實軟化腐爛率表現(xiàn)出不同程度的抑制作用，可能是由于丁香提取液中的多酚等成分通過抑制微生物的繁殖，從而減輕果實軟化腐爛程度。

2.2 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓失重率的影響

果實在貯藏期間的失重主要是由失水引起的，隨著果實的成熟、蒸騰作用的進行，果實會逐步散失水分，造成果實表面的萎蔫，光澤度的下降，因此，果實質(zhì)量損失率的大小也是判斷保鮮效果的一個重要指標。草莓貯藏過程中水分的散失不僅會造成質(zhì)量的減輕，而且使草莓失去原有的新鮮狀態(tài)，當失水達到一定程度時還會引起生理代謝失調(diào)。

從圖2 可以看出，草莓采后失重率均隨著貯藏時間的延長而逐漸增大。4 種體積分數(shù)丁香提取液處理的果實在貯藏期間質(zhì)量損失率均比對照組低；在貯藏前期，每個處理的失重率之間差異都達顯著水平（P＜0.05）；第4 天時，4.0%，2.0%，1.0%丁香提取液處理的失重率與對照組差異顯著（P＜0.05），但三者之間差異不顯著（P＞0.05）；到第5 天，每組的失重率之間差異顯著（P＜0.05），以4.0%體積分數(shù)處理組失重率最小，比對照組（56%）低19.04 百分點。有研究認為，酚類物質(zhì)能使細胞膜上的蛋白質(zhì)變性，降低細胞膜的透性，從而減少水分散失，保持果實質(zhì)量[10]。丁香提取液能減輕果實質(zhì)量損失的原因目前還不清楚。

2.3 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓呼吸強度的影響

呼吸作用是果蔬采后重要的生理活動，呼吸強度的高低與果蔬的成熟衰老、品質(zhì)變化及貯藏壽命密切相關(guān)。不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓呼吸強度的影響如圖3 所示。

從圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延長，呼吸強度呈上升趨勢。不同體積分數(shù)提取液處理的草莓呼吸強度表現(xiàn)相同的變化趨勢，均呈“末期上升型”，即呼吸強度“前期變化平穩(wěn)、后期迅速上升”，而不同體積分數(shù)的丁香提取液均可在不同程度上抑制草莓貯藏后期呼吸強度的上升幅度。其中，4.0%丁香提取液對抑制草莓的呼吸強度效果最好，其次是2.0%，1.0%丁香提取液，0.5%丁香提取液效果最差。貯藏前期，4 個處理的草莓呼吸強度與對照組間以及處理之間差異均不顯著（P＞0.05）；貯藏第4 天，4.0%和2.0%丁香提取液處理的草莓呼吸強度與對照組之間差異顯著（P＜0.05），但二者間差異不顯著（P＞0.05）；到貯藏末期，4 個處理的草莓呼吸強度與對照組之間差異均顯著（P＜0.05）。說明丁香提取液對抑制草莓的呼吸作用顯著。

2.4 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓果實可滴定酸含量的影響

從圖4 可以看出，不同處理的草莓采后可滴定酸含量均隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，對照組可滴定酸含量下降速度最快，而4 種丁香提取液處理均可在不同程度上延緩可滴定酸含量的下降。貯藏前期，不同處理間可滴定酸含量的變化不明顯（P＞0.05）；第3 天，與對照相比，4.0%，2.0%丁香提取液處理減緩草莓可滴定酸含量的下降最顯著（P＜0.05），但二者的差別不明顯；第4 天，4.0%丁香提取液處理與其余組之間差異均顯著（P＜0.05），能較好地減緩草莓可滴定酸含量的下降速度。

在果實貯藏過程中，有機酸也可作為呼吸代謝的底物被不斷地消耗，因此，可滴定酸含量會呈現(xiàn)降低的趨勢。李鳳梅等[10-11]研究表明，草莓中有機酸含量均隨貯藏期的延長而持續(xù)降低；張立華等[2]研究表明，第3 天或第4 天開始果實中的可滴定酸含量又開始升高，分析認為，可能是由放置的環(huán)境不同或品種的差異造成的。本試驗中，草莓在貯藏后期感染了灰霉菌等微生物引起腐爛，由于微生物的活動產(chǎn)生了酸性代謝產(chǎn)物，使草莓果實可滴定酸含量上升。

2.5 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓果實Vc含量的影響

Vc 不但是果實的營養(yǎng)成分之一，同時也是果實體內(nèi)清除活性氧的一種重要的抗氧化物質(zhì)，對延緩果實衰老發(fā)揮一定作用，但果蔬中的Vc易被氧化而失去活性。因此，如何防止果實在貯藏期間Vc 的分解，使果實能夠維持較高的Vc含量顯得非常重要。

圖5 結(jié)果顯示，不同體積分數(shù)的丁香提取液處理的草莓Vc 含量均隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢，且下降速度呈“先慢后快”的變化趨勢。而4 種體積分數(shù)的丁香提取液處理均可在不同程度上減緩Vc 含量的下降。貯藏第2 天，與對照組相比，4.0%，2.0%，1.0%丁香提取液處理對減緩Vc 含量下降效果顯著（P＜0.05），但三者之間差異不顯著（P＞0.05）。貯藏第3 天，4.0%丁香提取液處理組與其余4 組之間差異都顯著（P＜0.05），表現(xiàn)出很好地減緩Vc 降解的保鮮性能；2.0%，1.0%丁香提取液處理也與對照組之間差異顯著（P＜0.05），但2.0%和1.0%丁香提取液處理之間差異不顯著（P＞0.05）；0.5%丁香提取液處理效果最差，與對照組之間差異不顯著（P＞0.05）。貯藏第4 天，每個處理的Vc 含量與對照組之間都呈顯著差異（P＜0.05）。由此可見，減緩草莓Vc 含量下降的最適提取液體積分數(shù)是4.0%。

2.6 不同體積分數(shù)的丁香提取液對草莓感官的影響

從圖6 可以看出，將草莓經(jīng)丁香提取液處理后保鮮，隨著丁香提取液體積分數(shù)的降低，感官效果逐漸下降。丁香提取液處理組基本保持了果實風(fēng)味，組織形態(tài)良好，有壓痕，萼片略變褐，無霉變出現(xiàn)，有很好的食用價值和商品價值。在整個草莓貯藏期間，4.0%，2.0%丁香提取液處理的草莓均保持著良好的感官，與對照組相比，保鮮作用顯著（P＜0.05），且二者之間差異不顯著（P＞0.05）；1.0%，0.5%丁香提取液處理效果略差。試驗證明，丁香提取液能有效抑制微生物的活動，大大降低草莓的腐爛率，保持草莓的良好品質(zhì)。

3 討論

3.1 丁香提取液的抑菌機理

大量研究表明，從香辛料中提取出的精油對微生物具有較強的抑制作用，是研究天然防腐劑的重要來源。酚類物質(zhì)是香辛料精油抗菌的主要活性成分，其中，丁香酚是丁香精油主要的抑菌成分，含量一般在60%以上。丁香酚通過使細胞膜的蛋白質(zhì)變性、與細胞膜中的磷脂反應(yīng)破壞細胞膜的透性，從而抑制微生物的生長，500 mg/L的丁香酚可以完全抑制革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌的生長。賴毅東[12]證明了丁香乙醇提取液中的主要抑菌物質(zhì)為丁香酚，且證明丁香提取液的抑菌機理是抑制了微生物的TCA 呼吸途徑中酶的活性，阻斷了糖代謝途徑，使其不能生長繁殖。目前，丁香的抑菌機理研究還沒有定論，其化學(xué)成分及其抑菌的作用機理還有待于進一步地深入研究。

3.2 關(guān)于丁香提取液的防腐保鮮作用

本試驗結(jié)果表明，草莓在貯藏期間，丁香提取液可顯著抑制草莓的呼吸代謝及腐爛程度，降低水分、質(zhì)量損失，保持果實硬度，減緩Vc、蛋白質(zhì)及可滴定酸含量的下降速度，提高草莓的保鮮效果。0.5%的丁香乙醇提取液雖也能改善草莓的保鮮效果，但效果不佳。

本試驗還發(fā)現(xiàn)，當草莓放置至第3 天時，利用0.5%丁香乙醇提取液處理的草莓與對照組草莓，均發(fā)現(xiàn)果實表面長出明顯的霉菌斑點。與此同時，草莓的呼吸強度也開始明顯升高，而利用4.0%，2.0%，1.0%丁香乙醇提取液處理的草莓，未發(fā)現(xiàn)果實表面有霉菌斑點出現(xiàn)，呼吸強度上升的幅度也明顯小于對照組和0.5%處理。這可能是因為用低體積分數(shù)的丁香乙醇提取液處理草莓時，尚不能有效地抑制病原微生物的入侵，而病原微生物侵染導(dǎo)致草莓呼吸代謝加劇。利用4.0%，2.0%，1.0%丁香乙醇提取液處理草莓，能較有效地抑制病原微生物的侵染，因而呼吸代謝強度明顯減弱。由于呼吸代謝的強弱與果蔬的貯藏品質(zhì)密切相關(guān)，呼吸強度越小，呼吸消耗的底物就越少，貯藏過程中用于呼吸底物的有機酸、可溶性糖、蛋白質(zhì)等的降解速度就越緩慢，反之，呼吸底物消耗的速度就越快。

因為4.0%，2.0%，1.0%丁香乙醇提取液處理草莓能顯著抑制草莓的呼吸強度，因此，其可滴定酸含量及可溶性固形物含量的下降速度均比較緩慢。而Vc 含量的下降，則主要是在Vc 氧化酶作用下發(fā)生降解的結(jié)果，適宜體積分數(shù)的丁香乙醇提取液能否有效地降低Vc 氧化酶活性，還有待于進一步的試驗與探討。

本試驗證明，丁香提取液處理草莓具有較好的保鮮作用，采用適當體積分數(shù)的丁香提取液處理的草莓各項指標均優(yōu)于對照，但是草莓的腐爛率等指標和采用化學(xué)藥品處理的效果還有差距。有資料顯示，采取丁香提取液與其他方法結(jié)合使用，比如與其他天然保鮮物質(zhì)復(fù)配，或者與化學(xué)保鮮劑復(fù)配，可以提高保鮮效果，這還有待于進一步深入。

［1］張福星，蔣炳生.生物保鮮液膜對草莓常溫保鮮效果的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，28（5）：691-693.

［2］張立華，張元湖，曹慧，等.石榴皮提取液對草莓的保鮮效果[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（2）：361-365.

［3］李文香，張憨，陶菲，等.真空預(yù)冷終溫對草莓短期保鮮貯藏的影響[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報，2006，25（4）：72-76.

［4］陳學(xué)紅.高氧對草莓果實保鮮的效果及其機理研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

［5］郭利勇，陳迪新，周少強.熱水預(yù)處理和冷藏對草莓貯藏期和品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（6）：95-98.

［6］陳學(xué)紅，賀菊萍.草莓采后生理和品質(zhì)變化及保鮮技術(shù)[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，12（9）：19-22.

［7］紀淑娟，隋時.植物提取物用于果蔬防腐保鮮研究進展[J].食品研究與開發(fā)，2008，29（3）：126-129.

［8］張憲政，陳風(fēng)玉，王榮富.植物生理學(xué)實驗技術(shù)[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

［9］中國科學(xué)院上海植物生理所，上海市植物生理學(xué)會.現(xiàn)代植物生理學(xué)實驗指南[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

［10］李鳳梅，周慶新，李文香，等.丁香提取液與殼聚糖復(fù)合對草莓保鮮效果的影響[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，25（4）：298-300.

［11］趙博.殼聚糖姜蒜提取液復(fù)合保鮮劑對草莓保鮮效果的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（16）：6956-6958，6983.

［12］賴毅東.具有抑菌活性成分中草藥的篩選及防腐保鮮應(yīng)用機理研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2003.