龍眼核精油的體外抗氧化活性及其保鮮效果

蔡文韜，袁學文，陳秋苑，余偉業(yè)，馮麗娜

(廣東第二師范學院生物與食品工程學院，廣東廣州 510303）

龍眼（Dimocarpus longan Lour）又名“桂圓”，具較高的營養(yǎng)價值和保健功能，素有南“桂圓”北“人參”之說[1]。龍眼核為龍眼種仁，占新鮮果實總重量的17%[2]，其味苦、澀，性平，氣微，含大量淀粉、還原糖和蛋白質等營養(yǎng)要素，具有止血、定痛和燥濕等功效[3,4]。隨著龍眼種植面積擴大，產量持續(xù)增長，造成龍眼產量過剩，且龍眼深加工產品如龍眼酒、龍眼干和龍眼罐頭等的出現，大量的龍眼核被廢棄，利用率趨近于零，造成資源的極大浪費和環(huán)境污染[5]。

植物精油經植物萃取，含特殊芳香氣味，主要由脂肪族類、芳香族類、菇烯類化合物及含氮、硫化合物組成[6]，具有凈化空氣、殺菌、提供細胞營養(yǎng)、提高免疫功能和天然防腐等優(yōu)點[7]。在美國，多種精油類產品通過食品藥品管理局（FDA）和環(huán)境保護署（EPA）的批準后，納入可用于食用消費的“一般認為安全的”（GRAS）名單中[8]。在果蔬保鮮方面，植物精油無殘留、無環(huán)境污染及無抗藥性，符合果蔬保鮮朝綠色安全方向的發(fā)展趨勢相符[9～11]。近年來，國內在植物精油用于果蔬保鮮方面進行過相關研究，并取得一定成效。如韓林等[12]人研究不同濃度龍眼核精油經浸泡處理對草莓采后低溫保鮮效果。本文將龍眼加工過程產生的廢棄物龍眼核作為原料，提取龍眼核精油，考察精油對DPPH·、·OH、NaNO2的清除能力及龍眼果實的保鮮效果，一方面，可為開發(fā)天然果蔬保鮮方法提供理論基礎和技術依據，另一方面，對實現資源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 原料

龍眼購買于廣州市白云區(qū)槎龍果品市場，品種為泰國龍眼，挑選外觀完好、大小一致的果實進行實驗。

龍眼核將購買的龍眼去皮、肉，留核，置于60 ℃電熱鼓風干燥箱中干燥3 h后磨碎，得龍眼核粉；無水乙醇（購自廣州澤明科技發(fā)展有限公司）、氫氧化鈉（購自廣州化學試劑廠）、DPPH、無水乙醇、抗壞血酸、硫酸亞鐵、水楊酸、雙氧水、亞硝酸鈉、對氨基苯磺酸、濃鹽酸、鹽酸萘乙二胺、酚酞、正己烷，購自廣州愛彤生物制品有限公司。

1.2 主要儀器設備

CN61M/STSXT型索氏提取器，北京中西遠大科技有限公司；DHG-9030型電熱鼓風干燥箱，上海-恒科學儀器有限公司；YP2002型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；WZBC3型數顯折光儀，上海儀電物理光學儀器有限公司；RE-52A型旋轉蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；SPX型生化培養(yǎng)箱，上海科恒實業(yè)發(fā)展有限公司；FA2004型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；MJ-BL25C4型攪拌機，廣東美的精品電器制造有限公司；NC-BH05型NICO（尼珂）超純水機，重慶隆暾科技有限公司；BCD-201E/A型冰箱，海信容聲（廣東）冰箱有限公司；752N紫外可見分光光度計，上海精科實業(yè)有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 龍眼核精油提取

參照韓林等[12]實驗方法。

稱取定量龍眼核粉，以正己烷為提取劑，利用索氏提取器在80 ℃下提取4 h，經旋轉蒸發(fā)儀濃縮，得正己烷提取液，置于棕色瓶中，于4 ℃冰箱中保存、備用。

1.3.2 龍眼核精油體外抗氧化性研究

1.3.2.1 龍眼核精油清除DPPH[13,14]

以 70%乙醇為溶劑，將龍眼核精油分別配成 1.5 mg/mL、2.0 mg/mL、2.5 mg/mL、3.0 mg/mL、3.5 mg/mL、4.0 mg/mL系列濃度，分別取2 mL龍眼核精油，加入2 mL無水乙醇，于517 nm波長處測定其吸光度(Aj)；另取精油 2 mL，分別加入2×10-4mol/mL DPPH·溶液2 mL，混勻后置暗處30 min，相同條件下測其吸光度(Ai)；同時測2×10-4mol/mL DPPH·溶液的吸光度(A0)。以Vc作為陽性對照，計算龍眼核精油對DPPH·的抑制率。

1.3.2.2 龍眼核精油清除·OH[15]

根據表1加入反應試劑，搖勻后置于37 ℃水浴鍋中，60 min后取出，在510 nm波長處測定其吸光度，計算對·OH的清除能力：

表1 ·OH反應體系加樣表Table 1 ·OH reaction system table of adding sample

1.3.2.3 龍眼核精油清除NaNO2

NaNO2標準曲線的繪制：分別于10支25 mL具塞刻度試管內移入0.00 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、l.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL NaNO2標準液（5 μg/mL）。

各加入0.4%對氨基苯磺酸溶液l mL，混合均勻后靜置5 min，加入0.2%鹽酸萘乙二胺溶液0.5 mL，加水至刻度，混合均勻后靜置15 min，在538 nm處測其吸光度。以亞硝酸鈉含量（μg）為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準曲線，得到回歸方程為y=0.0292x-0.0076，R2=0.9991。

NaNO2清除率[16]：分別取 1.0 mg/mL、1.5 mg/mL、2.0 mg/mL、2.5 mg/mL、3.0 mg/mL、3.5 mg/mL的龍眼核精油移入25 mL比色管內，加入2 mL NaNO2標準溶液（5 μg/mL），于37 ℃恒溫水浴中反應30 min后取出，立即加入0.4%對氨基苯磺酸溶液l mL，搖勻后靜置5 min，加入0.2%鹽酸萘乙二胺溶液0.5 mL，加水至25 mL刻度，混合均勻后靜置15 min，以零管作為空白，于波長538 nm處測吸光度。計算清除率，以Vc作陽性對照。

1.3.3 常溫保鮮實驗

參照韓林等[12]實驗方法。以無水乙醇為溶劑，將精油稀釋成 20 μg/mL、40 μg/mL、80 μg/mL、160 μg/mL、320 μg/mL系列濃度。將篩選出的龍眼分組，分別浸泡于不同濃度的龍眼核精油中，10 s后取出。裝入做好標記的塑料籃中，置于培養(yǎng)箱，在常溫下（25 ℃）內貯藏。每隔2 d觀察龍眼果肉顏色變化、測定龍眼果皮褐變指數、失重率、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等品質指標。并分別做無水乙醇和空白對照（CK），每實驗重復3次。

1.3.3.1 龍眼果皮褐變指數評價

參照林河通等[17]實驗方法，隨機取 30顆龍眼果實，以龍眼內表皮褐變程度分為6個等級：1級，褐變面積為0%；2級：褐變面積＜25%；3級：褐變面積25%～50%；4級：褐變面積50%～75%；5級：褐變面積＞0.75%；6級：全部褐變。計算果皮褐變指數。

果皮褐變指數=Σ(褐變級數×該級果實數)/總果實數

1.3.3.2 龍眼失重率測定

失重率采用重量法測定[18]，計算失重率。

失重率＝（貯前質量-貯后質量）/貯前質量×100%

1.3.3.3 龍眼可溶性固形物含量測定[19]

取5.0 g龍眼果實樣品研磨離心(4000 r/min，10 min)后過濾，在20 ℃下用手持式糖度計測定折射率，讀數即為可溶性固形物含量。

1.3.3.4 龍眼可滴定酸含量測定

采用NaOH滴定法[20]，以檸檬酸百分數表示結果。隨機取15顆果實，去皮、核，榨汁，經4層紗布過濾后攪拌均勻，稱重，滴加酚酞，使用0.005 mol/L的NaOH溶液滴定，至30 s內不褪色為終點，計算可滴定酸含量。

注：V表示消耗 NaOH體積（L）；C表示 NaOH濃度（mol/L）；K為蘋果酸換算系數；M表示測定時的果汁重（g）。

1.3.4 數據處理

使用SPSS 22.0軟件對數據進行多重比較分析；使用Excel 2010軟件進行數據匯總及作圖。

2 結果與討論

2.1 龍眼核精油對DPPH·的清除

DPPH·穩(wěn)定性強，517 nm波長處有強吸收作用，在乙醇溶液中呈深紫色。自由基清除劑利用與其單電子配對原理，使其逐步退色，若有其它物質供給一個電子以配對此單電子，則會導致吸收消失，退色程度與其所接收的電子呈現出定量關系[21]，結果見圖1。

圖1 龍眼核精油與Vc對DPPH·的清除率比較Fig.1 Comparison of the scavenging rate of the essential oil fromLongan seed and Vc to DPPH·

由圖 1可知，當龍眼核精油濃度處于 1.5～2.0 mg/mL，對DPPH·清除率增幅最大；隨著樣品濃度持續(xù)增大，清除率增幅趨向緩和；清除率和樣品濃度之間呈一定化學計量關系，如果Y為清除率，x為樣品質量濃度，則Y=2.8309x+8.4453，R2=0.882；IC50（樣品清除50%的自由基所對應的濃度）=11.04 mg/mL。當樣品濃度為1.5 mg/mL時，Vc對DPPH·的清除率達95%以上；當濃度處于1.5～4.0 mg/mL范圍內，對DPPH·清除效果的增幅趨向緩和；清除率與 Vc溶液濃度的關系式為Y=0.2029x+95.39，R2=0.9223。龍眼核精油與Vc對DPPH·均有清除作用，清除效果受濃度影響明顯（p＜0.05）；兩者對DPPH·的清除效果均隨濃度的增大而加強；當濃度相同時，龍眼核精油對DPPH·的清除作用遠低于Vc溶液。

2.2 龍眼核精油對·OH的清除

圖2 龍眼核精油與Vc對·OH的清除率比較Fig.2 Comparison of the scavenging rate of the essential oil fromLongan seed and Vc to ·OH

·OH作為活性氧中最具化學活性的自由基，幾乎可與細胞中的一切生物大分子迅速產生反應，對人體最具威脅[22]，結果如圖2所示。

由圖2可知，龍眼核精油對·OH清除效果趨勢明顯，呈良好的濃度效應關系，與Vc對·OH的清除效果趨勢不完全相同，研究結果與文良娟等[23]相符，清除效果受濃度影響顯著（p＜0.05）。清除率與龍眼核精油濃度關系的回歸方程為 Y=8.5268x+10.911，R2=0.9799；IC50=4.58 mg/mL；清除率與Vc溶液濃度的關系式為Y=5.2643x+48.426，R2=0.9769；IC50=0.30 mg/mL。

2.3 龍眼核精油對NaNO2的清除

圖3 龍眼核精油與Vc對NaNO2的清除率比較Fig.3 Comparison of the scavenging rate of the essential oil fromLongan seed and Vc to NaNO2

不同濃度龍眼核精油對NaNO2的清除作用，結果如圖3所示。由圖3可知，龍眼核精油與Vc對亞硝酸鈉均有良好清除能力，在試驗濃度范圍內對NaNO2的清除效果呈良好濃度效應關系；龍眼核精油對NaNO2的清除效果受濃度影響較顯著。低濃度下，龍眼核精油對NaNO2的清除能力低于Vc；隨著濃度升高，龍眼核精油對NaNO2的清除能力逐漸趨同于Vc溶液，當濃度均為3.5 mg/mL時龍眼核精油對NaNO2的清除效果與 Vc相當。清除率與龍眼核精油濃度的關系式為Y=0.1282x2+1.1171x+81.954，R2=0.9406；清除率與 Vc溶液濃度的關系式為 Y=0.2195x2-0.5483x+88.967，R2=0.9507，龍眼核精油與 Vc對NaNO2的IC50分別為0.12 mg/mL和0.01 mg/mL。

2.4 龍眼果皮褐變指變化

由圖4可見，精油處理組與CK、無水乙醇組相比，不同濃度精油對龍眼果皮褐變均有一定程度的抑制作用，但不成線性關系。在常溫（25 ℃）條件下，0～2 d內果皮褐變指數呈增長趨勢；2～7 d內變化趨勢平緩；貯藏7～11 d內，果皮褐變指數快速增加，當精油濃度為320 μg/mL時，褐變指數較高，保鮮效果不理想，可能是高濃度龍眼核精油對龍眼果實產生藥害，加速果皮的褐變進程。當精油濃度為160 μg/mL時，果皮褐變指數最低，僅1.07，遠小于最高的3.47，龍眼果皮的褐變進程減緩。經統(tǒng)計分析，精油處理組與CK組相比，對龍眼保鮮效果差異不顯著（p＞0.05)。

圖4 龍眼核精油對龍眼果皮褐變指數的影響Fig.4 Effects of postharvest treatments with essential oil from Longan seed on browning of longan peel index

2.5 龍眼在貯藏期間失重率變化

圖5 龍眼核精油對龍眼失重率的影響Fig.5 Effects of postharvest treatments with essential oil from Longan seed on the weight loss

隨著龍眼貯藏時間延長，部分龍眼發(fā)生酸敗、皺縮，流汁，導致重量減輕。圖5表明，龍眼隨貯藏時間變化，重量逐漸減輕，貯藏7～11 d內，CK組的龍眼果實失重率高于精油處理組，貯藏時間為11 d時，CK組龍眼果實失重率高達22.00%，為各組最高，貯藏0～5 d時，濃度為320 μL/mL的精油處理組，龍眼果實重量減輕速度明顯高于各組，第9 d后失重率急速上升，可能是精油濃度過高，對龍眼產生病害，促進其腐爛，導致龍眼酸敗流汁嚴重，水分減少，從而使失重率上升。龍眼核精油濃度為80 μL/mL時，龍眼果實失重率為10.79%，為各組最低，不同龍眼核精油濃度對龍眼果實的保鮮效果之間差異性不顯著（p＞0.05）。

2.6 龍眼可溶性固形物含量（TTS）變化

圖6 龍眼核精油對龍眼TTS含量的影響Fig.6 Effects of postharvest treatments with essential oil from Longan seed on total soluble solids

TTS含量下降是龍眼本身降解酶的作用，使果肉自溶，果膠、纖維素等細胞壁物質及多糖轉化為小分子物質，即龍眼果肉內部敗壞[24]。圖6表明，常溫貯藏0～8 d，精油處理組龍眼的TTS含量變化趨勢平緩，貯藏9 d～11 d內，龍眼TTS含量有所上升。經統(tǒng)計分析，不同龍眼核精油濃度間TTS含量的變化差異不顯著（p＞0.05）。

2.7 龍眼可滴定酸含量(TA)變化

圖7 龍眼核精油對龍眼TA含量的影響Fig.7 Effects of postharvest treatments with essential oil from Longan seed on titratable acidity

如圖7所示，常溫（25 ℃）貯藏0～2 d，龍眼果肉TA含量變化趨勢平緩；貯藏2～5 d，精油處理組與CK組TA含量均呈下降趨勢；貯藏5～7 d內，精油處理組TA含量呈緩慢上升趨勢，7 d后，CK組與無水乙醇組的TA含量具有明顯的上升趨勢，經統(tǒng)計分析得出，精油處理組與CK組相比，TA含量差異不顯著（p＞0.05），龍眼核精油對龍眼果實不具備明顯的保鮮效果。有研究表明：貯藏初期，TA含量下降，與龍眼果實中的酸首先作為呼吸基質而被消耗有關，貯藏后期，TA含量快速上升，與龍眼酸腐病菌入侵引起果肉酸敗有關[24]。趙云峰等[25]研究發(fā)現，采后龍眼果肉自溶時TA含量會有所增加，使果實品質下降。貯藏后期TA含量上升的原因可能還有：貯藏后期龍眼果肉發(fā)生褐變，使果汁顏色加深，滴定過程發(fā)生的顏色變化可能被果汁顏色所掩蓋，導致滴加的氫氧化鈉溶液過多，根據公式（3）計算出龍眼TA的含量偏高，從而出現快速上升的現象。普通龍眼品種TA含量一般在0.096%～0.109%之間[26]，本次研究結果得出，泰國龍眼TA含量與國內采摘的普通龍眼TA含量相差較大，可能是龍眼品種不同，TA含量存在較大差異。

3 結論

3.1 龍眼核精油對DPPH·、·OH及NaNO2均有一定的清除效果，在試驗濃度范圍內呈一定的量效關系。當濃度相同時，龍眼核精油對DPPH·的清除作用低于Vc溶液；隨著濃度增高，龍眼核精油對·OH清除趨勢與Vc不完全相同，后者上升趨勢相對平緩，對NaNO2的清除能力逐漸趨同于Vc溶液；濃度較低時，精油對NaNO2的清除能力低于Vc；精油對DPPH·、·OH及NaNO2的IC50分別為11.04 mg/mL、4.58 mg/mL、0.12 mg/mL。龍眼核精油在不同的抗氧化體系中所表現出的清除作用之所以有差別，可能是龍眼核中的抗氧化活性成分對不同類型自由基的敏感性及作用機制存在差異造成。

3.2 適中的精油濃度可緩解龍眼果皮褐變指數、失重率及TA、TTS的損失速度，精油處理組與CK組之間的統(tǒng)計結果無顯著性差異（p＞0.05），龍眼核精油在果實保鮮方面不具備明顯的保鮮效果，高濃度龍眼核精油會對龍眼果實產生藥害。

3.3 大量研究均表明植物精油在果蔬保鮮方面具備一定的保鮮效果，與本實驗結果存在差異，可能是實驗對象不同，龍眼具備較堅硬的外殼，在精油中的浸泡時間不足，達不到理想的保鮮效果。因此，后續(xù)進行相關研究時，應吸取本次實驗的教訓。龍眼核的利用價值還未被充分發(fā)掘出來，精油應用于果蔬保鮮的效果有待進一步深入，研究龍眼核精油的活性成分及其作用機理，將龍眼核精油應用于果蔬保鮮的最佳方法及用量等，研究出綠色安全、科學有效的生物源保鮮劑，應用于食品保鮮市場。