植物精油在果蔬保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用研究及展望

韓旭旭，王玉涵，王鑫

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北黃驊061100）

植物精油是芳香植物的高度濃縮提取物，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，具有揮發(fā)性，油狀液體物質(zhì)，存在于植物根、莖、葉和花果中，其主要化學(xué)成分有單萜、倍半萜烯、酯、醛、酮、醇等，有特殊氣味[1]，可作為天然的抗氧化劑，降低碳鋼腐蝕速率[2]。部分精油可以代替合成防腐劑作為抑菌劑使用[3]，研究表明，精油用作果汁防腐劑可以延長果汁保藏時(shí)間，并保持良好的感官性狀[4]。另外，精油還具有抑制雜草和貯藏的農(nóng)作物發(fā)芽的作用[5]。

常用的傳統(tǒng)保鮮方法主要有通過抑制果蔬呼吸、降低其代謝速度的低溫貯藏[6]；通過改變儲(chǔ)藏環(huán)境中的氣體成分抑制果蔬本身代謝，減少產(chǎn)生乙烯等不良?xì)怏w的氣調(diào)保鮮；利用高能射線對(duì)微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞而達(dá)到保鮮目的的輻照保鮮等。傳統(tǒng)保鮮方法雖已被廣泛應(yīng)用，但尚存在一定缺陷。在低溫貯藏期間，由于溫度過低會(huì)造成果蔬組織機(jī)械損傷；氣調(diào)保鮮時(shí)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控氣調(diào)室的氣體比例保持恒定，耗費(fèi)能源較大；高能射線輻射會(huì)使果蔬的營養(yǎng)成分遭到一定損失[7]。

控制果蔬保藏期間存在的采后病害最好的方法是低溫貯藏，并協(xié)同化學(xué)保鮮劑的使用，如對(duì)果蔬進(jìn)行氣體調(diào)節(jié)劑、涂布保鮮劑、抗菌抑菌劑、植物激素等化學(xué)保鮮劑的處理，但其殘留危害人體健康，易引起食物中毒，嚴(yán)重者甚至引起致畸、致癌。而植物精油對(duì)人畜毒性極小，不污染環(huán)境，可替代化學(xué)保鮮劑防腐抑菌，并可保持果蔬良好感官性狀。不同精油表現(xiàn)的生物活性有所區(qū)別，因此多種精油復(fù)合使用效果更好。因此，利用植物精油對(duì)果蔬進(jìn)行保鮮，有較高研究價(jià)值。

1 熏蒸法

熏蒸法是將精油和果實(shí)放入真空干燥器內(nèi)反復(fù)處理，處理完成后將果實(shí)放入消毒的塑料筐內(nèi)，內(nèi)襯聚苯乙烯（polystyrene，PE）袋，然后進(jìn)行封口在室溫下放置。精油熏蒸比傳統(tǒng)保鮮方法效果顯著，能減少果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的流失，并且降低果實(shí)腐爛率，延長果蔬貨架期。但使用一種精油單獨(dú)熏蒸處理果實(shí)效果不太明顯，應(yīng)了解更多精油的生物活性，以便用多種精油協(xié)同作用于果蔬，來改進(jìn)熏蒸方法，提高保鮮效果。

賀紅宇等[8]用肉桂精油、山蒼子精油、丁香精油、牛至精油等10種植物精油處理圣女果，發(fā)現(xiàn)熏蒸法處理后可以殺滅赤霉菌、白地霉菌等?？姂?yīng)林[9]用熏蒸法處理果實(shí)，對(duì)杏和獼猴桃的保鮮作了研究，在室溫下熏蒸72 h處理杏和獼猴桃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)百里香精油對(duì)水果的保鮮效果最佳，而其他精油則不明顯。楊紅[10]用熏蒸法和浸漬法研究丁香精油對(duì)冬棗的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)熏蒸法在抑制呼吸強(qiáng)度和還原糖消耗方面比較優(yōu)于浸漬法，但在抑制其他代謝變化方面低于浸漬法。張倩等[11]用肉桂精油熏蒸甜櫻桃，并于常溫下放置，抑制果實(shí)腐爛效果較好。周穎等[12]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用30 μL/L的芥末精油熏蒸處理脆冬棗可有效抑制病原菌的侵害和冬棗進(jìn)一步生長成熟，可用于冬棗采摘后保鮮和貯藏。吳曉菊等[13]采用神香草精油對(duì)草莓進(jìn)行熏蒸處理，結(jié)果顯示，20 μL/L濃度時(shí)，草莓的失重率、可溶性固形物減少率、腐爛率均有所降低。鐘曼茜等[14]用黃皮精油對(duì)番木瓜進(jìn)行密閉熏蒸處理72 h，結(jié)果表明10 μL/L濃度的黃皮精油下，可有效保持番木瓜的感官性狀，降低維生素C和可溶性固形物的流失，減少丙二醛等不利于保鮮的氣體產(chǎn)生，抑制果實(shí)腐爛的發(fā)生，延長了番木瓜的貨架期。

2 浸泡法

浸泡法是先將植物精油用少量乙醇溶解，再加入乳化劑使之充分乳化，根據(jù)需要稀釋到合適的濃度梯度，將果實(shí)浸入溶液放置幾分鐘，取出后自然風(fēng)干，放于PE盒中并用保鮮膜包扎，并保持恒溫恒濕于21℃，80%～83%，20天后測其保鮮情況。采用多種精油混合浸泡果蔬，可以提高抗氧化性，抑菌效果明顯，減少了蔬菜葉子的葉綠素和維生素C的損失，達(dá)到了更好的抑菌防腐保鮮效果。為了減少精油浪費(fèi)，可采用噴灑的方式處理果蔬，更高效的利用精油，進(jìn)行果蔬保鮮和貯藏。

何首林[15]用浸泡法以28種精油處理獼猴桃、蘋果、番茄，結(jié)果表明精油的防腐性能極好，并且乙烯產(chǎn)生量減小，硬度和維生素C的值減少幅度小。趙昕等[16]用多濃度橘皮精油噴灑處理“四季”小白菜，發(fā)現(xiàn)1.5%橘皮精油處理液可有效減少小白菜葉綠素、維生素C損失，降低了失重率，并且使小白菜保持良好的感官性狀，延長了小白菜的貨架期。蔣帥[17]用肉桂精油對(duì)紅富士蘋果進(jìn)行浸泡處理，結(jié)果顯示浸泡法可有效抑制蘋果灰霉病的發(fā)生，紅富士蘋果的抗病性顯著上升。韓林[18]采用多種濃度的龍眼核精油浸泡處理草莓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)160 μg/mL濃度的龍眼核精油浸泡后，草莓的抗氧化性顯著提高，可溶性固形物含量、維生素C、硬度等保持的較好。

3 精油-氣調(diào)聯(lián)用

精油-氣調(diào)聯(lián)用法是以塑料薄膜為包裝材料，在其中添加復(fù)合精油成分，并調(diào)節(jié)O2和CO2比例進(jìn)行氣調(diào)保藏。精油-氣調(diào)聯(lián)用法可以減緩果蔬代謝消耗，減少營養(yǎng)物質(zhì)的散失，抑菌效果良好。該方法中氣調(diào)提供的恒定氣體環(huán)境保證了果蔬處于低能耗，低代謝的狀態(tài)，減少自身產(chǎn)生的不利于保鮮的氣體累積，更有助于果蔬抑菌保藏。

丁華等[19]用PE膜和PE/鄰苯基苯酚/PE復(fù)合膜復(fù)合百里香精油并和氣調(diào)保鮮聯(lián)用，出現(xiàn)了零霉變，貨架壽命延長了4 d以上。潘艷娟等[20]利用大蒜和肉桂精油、吸濕劑和氣調(diào)包裝聯(lián)用，對(duì)雙孢菇進(jìn)行保藏，減緩了雙孢菇的代謝和自身消耗，延長了貨架期。徐仕翔[21]利用月桂精油、乙醇、吐溫20制成乳液聯(lián)合氣調(diào)包裝對(duì)櫻桃番茄進(jìn)行試驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)該方法有較明顯的抑菌效果，可用于果蔬保鮮工業(yè)。彭燕等[22]將肉桂精油和殼聚糖混合涂抹甜椒，結(jié)合低溫氣調(diào)進(jìn)行保鮮貯藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜椒營養(yǎng)成分散失量減少，多種酶活性也得到很好的控制。

4 精油-CMC/殼聚糖復(fù)配法

4.1 精油-CMC復(fù)合涂膜法

此方法是將乳化的植物精油分散于羧甲基纖維素鈉（sodium carboxymethyl cellulose，CMC）為載體的水溶液中，所形成的體系較穩(wěn)定，以減少精油的揮發(fā)散失，再把果實(shí)浸入其中，撈出后自然風(fēng)干成膜，最后取適量果實(shí)置于保鮮袋中，于20℃左右進(jìn)行保存。該方法可延緩果實(shí)衰老，減少營養(yǎng)成分的散失，降低果實(shí)失重率，呼吸強(qiáng)度，減少丙二醛的累積，降低褐變速度。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即CMC與精油復(fù)配減緩了精油的揮發(fā)，可以延長保鮮液的使用期。但CMC作為化學(xué)合成添加劑殘留在果蔬表面，對(duì)人體健康有一定的危害。

Dong等[23]用CMC和大蒜精油復(fù)合涂膜，研究精油對(duì)草莓保鮮的影響，發(fā)現(xiàn)該方法可以延緩草莓衰老，并且減少了營養(yǎng)成分的散失。唐明麗等[24]發(fā)現(xiàn)CMC與大蒜精油復(fù)合涂膜可以降低草莓失重率、呼吸強(qiáng)度、腐爛率、維生素C分解和可溶性固形物分解，還減少了丙二醛的累積，并表現(xiàn)出護(hù)色作用。金元寶等[25]將肉桂精油和CMC混合，涂抹香蕉進(jìn)行保鮮，結(jié)果降低了香蕉的腐爛和褐變速度。

4.2 精油-殼聚糖復(fù)合涂膜法

此方法與CMC-精油復(fù)合涂膜相似，形成穩(wěn)定的精油和殼聚糖體系。而殼聚糖本身即為天然防腐劑。精油和殼聚糖均為天然抑菌成分，具有協(xié)同抑菌防腐作用。該方法也可延緩精油揮發(fā)，使復(fù)合膜的抗菌性、抗氧化性和抑菌性提高，褐變速度降低，相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛受抑制。單一使用精油或殼聚糖不如二者協(xié)同使用效果好。

De Oliveira等[26]利用薄荷精油和殼聚糖復(fù)合涂膜，發(fā)現(xiàn)這樣可以抑制芒果炭疽病，且效果比單獨(dú)用殼聚糖好。Noshirvani N等[27]利用肉桂和姜精油協(xié)同油酸、殼聚糖和羧甲基纖維素制作復(fù)合膜，提高了抗菌性和透濕性。Cordoba等[28]用酪蛋白酸鈉、明膠、殼聚糖制作明膠活性膜，以提高復(fù)合膜的抗氧化性，延長食品貨架期。鐘曼茜等[29]用黃皮精油-殼聚糖涂抹“日升”番木瓜，結(jié)果表明，0.8%殼聚糖和40 μL/L黃皮精油協(xié)同使用時(shí)，可保持果實(shí)良好的感官性狀，相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛受到抑制，腐爛程度顯著降低。鄭科旺等[30]采用殼聚糖和1∶1（體積比）的肉桂精油、檸檬精油混合，對(duì)鮮切山藥進(jìn)行涂抹，發(fā)現(xiàn)混合精油可顯著降低鮮切山藥營養(yǎng)物質(zhì)的喪失，減少切口褐變，延長其貨架期。王磊明等[31]殼聚糖和不同體積分?jǐn)?shù)的肉桂精油混合，涂抹藍(lán)莓進(jìn)行保鮮，0.4%～0.8%的濃度下，保鮮效果最佳，藍(lán)莓感官性狀保持良好。

4.3 精油微膠囊

為了減少精油的浪費(fèi)，用殼聚糖包埋植物精油制成微膠囊，再將微膠囊加入紙箱、塑料薄膜包裝果蔬。微膠囊化的植物精油揮發(fā)延緩，氣味也相應(yīng)減小，該方法抑菌效果明顯，能使果實(shí)保持良好的感官性狀，延長果蔬貨架期。材料用量亦可減少，成本降低。

Kujur A等[32]研究殼聚糖包埋肉桂精油的療效，發(fā)現(xiàn)它可有效抗真菌，還可抑制黃曲霉素B1活性。薛瓊等[33]用殼聚糖包覆肉桂精油制成微膠囊，給葡萄保鮮，發(fā)現(xiàn)抑菌效果良好。Sotelo-Boyas M等[34]研究百里香精油在殼聚糖納米膠囊中的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)對(duì)于6種食源性致病菌中兩種有明顯的抑制作用。薛瓊等[35]利用1∶2（質(zhì)量比）殼聚糖和海藻酸鈉以及1%的氯化鈣對(duì)肉桂精油進(jìn)行包埋，對(duì)進(jìn)行芒果保鮮后，發(fā)現(xiàn)其感官性狀保持良好，貨架期延長。張靜[36]將肉桂精油、丁香精油、大蒜精油用β-環(huán)糊精包埋制作微膠囊，對(duì)香菇進(jìn)行保鮮，結(jié)果表明，肉桂精油制成的微膠囊實(shí)現(xiàn)了最佳的保鮮效果，大蒜精油次之。

4.4 可食用膜

將精油與殼聚糖、羧甲基纖維素鈉等物質(zhì)制成薄膜用于果蔬保藏，而植物精油和殼聚糖均為可食用物質(zhì)，制備得到的薄膜安全無毒具有可食用性?？墒秤媚ぐ踩乙捉到?，抑菌性很好，對(duì)環(huán)境綠色無害，研究價(jià)值較高。由于精油揮發(fā)性很好，為了延長精油使用期，將其與殼聚糖、CMC等復(fù)合使用，增強(qiáng)了整體的抑菌性能，同時(shí)改良了復(fù)合膜的物理性能。

Munhuweyi K等[37]將肉桂、牛至檸檬精油結(jié)合殼聚糖制成可食用膜，來進(jìn)行石榴保鮮，抑制了某些霉菌生長。Kalaycioglu Z E等[38]利用姜精油加入殼聚糖制成的薄膜，對(duì)沙門氏菌和金黃色葡萄球菌有抑菌活性。羅寧寧[39]采用殼聚糖、肉桂精油、吐溫80和KOH溶液為原料，制作可食膜，對(duì)食品保鮮，改善了食品品質(zhì)。

5 精油涂布包裝容器法

5.1 精油改性PE膜

此方法是將通過添加了抗氧化劑的改性PE膜，同時(shí)添加具有抗菌性的植物精油以改善塑料薄膜的性能。該方法可提高普通塑料膜的阻隔性和剛性，使其具有了抗氧化性和抑菌性，延長了果蔬的貨架期。直接采用改性后的塑料膜制作塑料袋替代普通的塑料袋，在日常生活中使用，不但方便，而且還可以更好地發(fā)揮精油保鮮的作用。

陸漓等[40]用丁香精油、維生素E、乙二胺四乙酸二鈉改性PE樹脂，改性后提高了膜的阻隔性和剛性，具有抗氧化性和抑菌性，延長了草莓保藏期。楊輝[41]將乙烯-乙烯醇共聚物、1%的葡萄籽精油和1%的丁香精油制成塑料薄膜，對(duì)圣女果進(jìn)行包裝保鮮，塑料薄膜阻隔性良好，抑菌能力較強(qiáng)，延長了圣女果的保鮮貯藏期。

5.2 精油保鮮紙

此方法通過將精油添加到保鮮紙中得到新型保鮮紙，實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬的保鮮。精油保鮮紙有一定的透氣性，既可以隔離外界有害物質(zhì)和減少水分與營養(yǎng)成分散失，又可以提供一定的氣體環(huán)境，進(jìn)行氣體交換，防止果蔬本身產(chǎn)生的不利氣體累積。

林曉雨等[42]以聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）為阻隔，添加牛至精油制作保鮮紙，以杏為受試水果，牛至精油保鮮紙可減緩精油揮發(fā)，并有良好保鮮功能。秦曉芳等[43]用牛至精油保鮮紙?zhí)砑?-甲基環(huán)丙烯復(fù)合使用，對(duì)桃進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可以抑制乙烯累積，減少腐爛程度，調(diào)整果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，有更明顯的保鮮效果。岳淑麗等[44]將肉桂精油制成的殼聚糖微膠囊與聚乙烯醇混合制作抗菌涂料，均勻涂布到紙上，并自然風(fēng)干。用研制的抗菌保鮮紙對(duì)圣女果進(jìn)行室溫保鮮，延長了圣女果的貨架期。張倩[45]將4 mg 1-甲基環(huán)丙烯60 μL牛至精油制成保鮮紙協(xié)同PE袋對(duì)油桃進(jìn)行貯藏，結(jié)果表明該新型保鮮紙可有效保持油桃的感官性狀，減少營養(yǎng)成分的散失，油桃的貨架期延長。

5.3 精油涂布紙箱

將精油涂布于瓦楞紙箱上，從而得到可抑制微生物生長繁殖的功能性紙箱，用來進(jìn)行果蔬的保鮮和貯藏。用精油涂布處理包裝容器，阻隔性和剛性有所改善，抗氧化性和抑菌性良好，抑制了霉菌對(duì)果蔬的侵害，好果率明顯提高，原料利用率也有提升。既可以避免精油直接接觸果蔬而造成感官性狀的破壞和營養(yǎng)成分的損失，又可以提供一個(gè)優(yōu)良的保鮮環(huán)境。

黃巍等[46]研究一種丁香精油和聚乙烯醇涂布紙箱，抑制了各種霉菌對(duì)水蜜桃的侵害，延長水蜜桃貨架期。王建清等[47]用牛至精油、β-環(huán)糊精、殼聚糖涂布瓦楞紙箱內(nèi)側(cè)，使得常溫下能很好保存草莓，具有良好的抑菌功能。張洪軍等[48]利用丁香精油微膠囊放入PE膜，與桃一同放入瓦楞紙箱，第13天果實(shí)依然保存很好，好果率高達(dá)80%，桃的貨架期延長了5 d～6 d。

6 小結(jié)及展望

采后果蔬如果保鮮工作不到位，會(huì)損失很大。據(jù)估計(jì)，我國果蔬因貯藏不當(dāng)每年損失25%左右，如果能妥善貯藏，并且改良保鮮方法，損失率會(huì)降低3%左右。果蔬貯藏期間主要病害是由微生物引起，其次便是環(huán)境條件（例如氧氣、二氧化碳、濕度、溫度等），還有自身代謝消耗和產(chǎn)生不利于保鮮的氣體。傳統(tǒng)冷藏會(huì)損害果蔬本身的組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致口感不佳，造成營養(yǎng)的流失。植物精油低毒無害、純天然、殘留低，能夠用于食品保鮮工業(yè)。

熏蒸法、浸泡法、精油氣調(diào)聯(lián)用、精油-殼聚糖/羧甲基纖維素鈉復(fù)配法會(huì)造成果蔬與精油的直接接觸，精油改性PE膜、精油涂布紙箱、精油微膠囊、精油保鮮紙和可食膜制備不會(huì)引起太大的感官影響。這十種方法在抑菌方面作用均尚可。

為了讓果蔬保鮮達(dá)到更好效果，可以考慮多種方法聯(lián)合使用。目前，微膠囊和復(fù)合涂膜的保鮮方法是果蔬保鮮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。以殼聚糖為壁材，并添加抗氧化活性成分物質(zhì)，內(nèi)包埋合適的精油制作微膠囊，置于果蔬包裝內(nèi)，外可用內(nèi)壁涂布的瓦楞紙箱，或微膠囊協(xié)同PE膜的氣調(diào)包裝等。上述多種保鮮方法共同使用，合理設(shè)計(jì)，期望達(dá)到更好的保鮮功效。