13種植物精油對香蕉保鮮作用的初步研究

吳富旺 ，何業(yè)懿 ，黃嬋嬋 ，陳慧敏 ，汪躍華

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東佛山528231；2.佛山市生鮮食品貯運加工科技創(chuàng)新平臺，廣東佛山528231）

香蕉是熱帶、亞熱帶的主要水果之一，風(fēng)味香甜，富含多種微量元素和維生素，不僅為人體健康提供營養(yǎng)，而且能清熱解毒和利尿消腫，深受廣大消費者喜愛。2014年，我國香蕉種植面積39.55萬hm2、總產(chǎn)量1 179.19萬t，而廣東種植面積12.78萬hm2、產(chǎn)量426.3萬t，種植面積和產(chǎn)量均居全國首位［1］。

由于香蕉生長于高溫高濕環(huán)境，在采后貯藏運輸過程中極易發(fā)生機械傷害、異常成熟和腐爛等現(xiàn)象，從而造成極大的浪費和經(jīng)濟損失。當前香蕉保鮮技術(shù)主要有氣調(diào)貯藏和化學(xué)防腐劑保鮮，但氣調(diào)貯藏設(shè)備要求較高，化學(xué)防腐存在毒性殘留［2］。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對自身健康狀況和食品安全問題越來越重視，開發(fā)安全綠色保鮮劑已成為現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品貯藏技術(shù)開發(fā)的迫切要求。

植物精油作為一種天然、安全、高效的新型果蔬防腐保鮮劑，能夠有效控制果蔬常見采后病害，從而延緩果蔬衰老和保持營養(yǎng)品質(zhì)。研究表明，丁香酯和丁香精油能夠有效抑制蘋果腐爛率、呼吸強度和褐變指數(shù)的增加以及硬度的下降，延緩果實衰老，從而保持良好的品質(zhì)和風(fēng)味［3］。吳新等研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇和異硫氰酸稀丙酯在適宜處理濃度下，能顯著抑制草莓腐爛，起到防腐保鮮的作用［4］。此外，宋姝婧等人用薰衣草精油、紅百里香精油、迷迭香精油、松紅梅精油、羅勒精油處理櫻桃番茄時發(fā)現(xiàn)，在適宜的濃度下能起到抑制果實品質(zhì)劣變和延長貯藏期的作用；其中，紅百里香精油的效果尤為顯著［5］。由此推測，植物精油在減少香蕉腐爛和延緩果實成熟中可能同樣具有一定的作用。

鑒于目前有關(guān)植物精油在香蕉保鮮中的應(yīng)用較少，本研究選取丁香花蕾油、香芹酚、檸檬醛、薄荷精油等13種植物精油，釋緩處理香蕉果實，利用色差儀測定常溫貯藏過程中香蕉果皮色度的變化，從而快速篩選對延緩香蕉果實成熟起保鮮作用的植物精油，為研發(fā)綠色安全香蕉保鮮劑提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試香蕉品種為巴西蕉（Musa spp.，AAA group cultivar‘Brazil’），采摘于廣東省廣州市南沙區(qū)，成熟度為7～8成熟，采后立即運回實驗室去軸落梳，再切分成單個蕉指。挑選大小均勻、無病蟲害和機械傷的蕉指用自來水清洗并去其干花，晾干備用。

1.2 儀器與試劑

（1）儀器。儀器采用CR-400型色差儀（柯尼卡美能達公司）

（2）試劑。供試精油如表1所示。其中，百里香酚以5 mL 80%無水乙醇助溶。

表1 供試精油

1.3 材料處理方法

以不加植物精油為空白對照，每個處理取20個蕉指，將蕉指放入23 L的密閉容器內(nèi)，在密閉容器內(nèi)放入一裝有濾紙的培養(yǎng)皿，用移液槍將植物精油滴加在濾紙片上，精油不與水果接觸，立即密閉緩釋。處理18 h后，打開密閉容器大約40 min，直至揮發(fā)精油完全后蓋上容器。處理后的第6天，將香蕉取出并裝入0.02 mm的PE保鮮袋，封口保濕。處理后的蕉指放置于24℃室溫下貯藏，處理后于第0天起，每隔3 d測定香蕉的色度并拍照記錄，通過分析香蕉色度的數(shù)據(jù)及觀察香蕉表皮顏色的變化情況篩選具有保鮮效果的精油。

1.4 測定方法

1.5 數(shù)據(jù)處理與圖表制作

采用Excel 2013軟件處理數(shù)據(jù)和SigmaPlot 10.0軟件進行繪圖，圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差。

2 結(jié)果與分析

4種精油不同濃度的保鮮作用對香蕉果實色度影響分別如圖1、2所示。

圖1 植物精油的保鮮對香蕉果實色度的影響Ⅰ

圖2 植物精油的保鮮對香蕉果實色度的影響Ⅱ

由圖 1 可看出，低濃度的丁香花蕾油（10 μL/L）、檸檬醛（10 μL/L）、薄荷精油（15 μL/L）和高濃度的香芹酚（6 μL/L）處理香蕉后，具有一定延緩果實色度下降的作用；在貯藏后期，對照組香蕉色度的H、L和C值均低于處理組香蕉。由圖2可以看出，高濃度的丁香花蕾油（20 μL/L）、檸檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低濃度的香芹酚（2 μL/L）處理香蕉后，果實色度與對照相比，無明顯的差異。其中，15 μL/L薄荷精油處理的香蕉果實色度與對照組香蕉果實色度的差異性最顯著。

4種精油不同濃度的藥害和催熟作用對香蕉果實色度的影響分別如圖3、4所示。

圖3 植物精油的藥害和催熟作用對香蕉果實色度的影響Ⅰ

圖4 植物精油的藥害和催熟作用對香蕉果實色度的影響Ⅱ

由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，植物精油異硫氰酸烯丙基和己醛處理的香蕉果皮色度的H、L和C值均呈下降趨勢，并且數(shù)值均低于對照組，表現(xiàn)出加速品質(zhì)劣變特征。其中，10 μL/L異硫氰酸烯丙基處理組最為顯著，貯藏3 d后，H、L和C值均已急劇下降，且果皮顏色轉(zhuǎn)為褐色；5 μL/L異硫氰酸烯丙基處理組貯藏3 d后，果實兩端也轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚⒅饾u向果實中部擴展；經(jīng)己醛處理的香蕉果實與異硫氰酸烯丙基處理結(jié)果相類似，果皮在貯藏3 d后也逐漸發(fā)生褐變與軟化，并在貯藏后期（9 d）發(fā)生嚴重腐爛。由圖 4可明顯看出，隨著貯藏時間的延長，大蒜精油（10、20 μL/L）和丁香葉油（10、20 μL/L）處理香蕉的色度變化與對照組香蕉一致，也呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，且果實后熟過程從21 d縮短至15 d，表現(xiàn)出提前成熟的現(xiàn)象。

圖5 植物精油處理對香蕉果實色度的影響Ⅰ

圖6 植物精油處理對香蕉果實色度的影響Ⅱ

由圖5、6可知，植物精油枯茗醛、百里香酚、1-辛烯-3-醇、丁香酚及肉桂醛高濃度處理和低濃度處理的香蕉果實與對照組香蕉相比，呈現(xiàn)出一致的成熟進程，并且果實色度之間無明顯的差異。其中，隨著貯藏時間的延長，果皮色度的H值呈逐漸下降趨勢；L和C值在貯藏過程中保持較高水平，但在貯藏后期，不同處理均出現(xiàn)不同程度的下降。

3 討論

目前，有關(guān)植物精油在香蕉防腐保鮮中的應(yīng)用研究鮮有報道。香蕉常溫貯藏后熟過程中，會先后出現(xiàn)乙烯釋放高峰和呼吸高峰，果皮逐漸轉(zhuǎn)黃，果肉變軟等現(xiàn)象。利用果皮色度（H、L和C值）作為成熟評價指標，監(jiān)控果皮由綠轉(zhuǎn)黃的趨勢，能對香蕉后熟過程進行有效地預(yù)測［6］。

（1） 本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，10 μL/L丁香花蕾油、10 μL/L檸檬醛、15 μL/L薄荷精油、6 μL/L香芹酚處理香蕉后，能夠延緩果實色度下降。說明它們在一定程度上能夠抑制葉綠素的降解，對香蕉起到保鮮的作用。其中，15 μL/L薄荷精油處理的香蕉在所有處理組中保鮮效果最為顯著。但是，高濃度的丁香花蕾油（20 μL/L）、檸檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低濃度的香芹酚（2 μL/L）處理香蕉后，果實色度與對照組之間并無明顯的差異，說明不同植物精油對香蕉保鮮的適宜處理濃度不盡相同。CHANJIRAKUL K等進行木莓保鮮時發(fā)現(xiàn)，茶樹精油處理的適宜濃度為100 μL/L，而異硫氰酸烯丙基處理只需5 μL/L，且保鮮效果優(yōu)于茶樹精油［7］。同樣，同一植物精油在不同水果保鮮中的處理濃度也存在差異性。120 μL/L的丁香精油處理能對櫻桃番茄起到較好的防腐保鮮效果［8］；而0.5%（5 000 μL/L）丁香精油處理才能有效減少冬棗低溫貯藏后轉(zhuǎn)移貨架期的腐爛率［9］。因此，應(yīng)用精油進行果實保鮮時，必須篩選適宜的處理濃度。否則，濃度過高會對果實產(chǎn)生傷害，造成果面凹陷、變褐，腐爛加重有關(guān)［10］。

（2）本研究發(fā)現(xiàn)異硫氰酸烯丙基（5 、10 μL/L）和已醛（50、100 μL/L）處理后的香蕉果實由于果皮表面發(fā)生褐變，并且隨著貯藏時間的延長而逐漸擴展，導(dǎo)致色度的H、L和C值急劇下降，表現(xiàn)出嚴重的藥害現(xiàn)象。目前，有關(guān)高濃度植物精油對果實產(chǎn)生藥害的機理仍不清楚，可能與植物精油破壞果實細胞膜結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致細胞內(nèi)酚類物質(zhì)的外泄和加速過氧化作用［10］。有研究表明，高濃度的植物精油還能引起蛋白質(zhì)、脂類和核酸等生物大分子以及葉綠素的降解［11］。不適宜的植物精油處理濃度會造成果實的異常成熟。本研究發(fā)現(xiàn)大蒜精油（10、20 μL/L）和丁香葉油（10、20 μL/L）處理的香蕉果實的后熟過程從21 d縮短至15 d，表現(xiàn)出提前成熟的現(xiàn)象。GHOSH等通過抑制差減雜交實驗（SSH）表明，植物精油單帖物質(zhì)牻牛兒醇可通過調(diào)控乙烯信號途徑基因從而促進番茄果實的成熟衰老［12］。由此推測，大蒜精油和丁香葉油可能同樣參與乙烯信號途徑的調(diào)控，從而加速香蕉果實的后熟過程。

（3）本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，丁香酚（10、20 μL/L）、肉桂醛（10、20 μL/L）、枯茗醛（0.3‰、0.6‰）、百里香酚（13、26 mg/L）及1-辛烯-3-醇（10、20 μL/L）等常用植物精油，在香蕉常溫貯藏過程中也沒有表現(xiàn)出明顯的保鮮作用。而它們在一些果蔬保鮮中卻具有一定的防腐保鮮、延緩成熟和保持品質(zhì)的作用［13-15］。這可能是由其處理濃度不恰當而導(dǎo)致。

當前有關(guān)植物精油在果蔬保鮮中的作用機制研究仍不夠深入，隨著果蔬采后生物學(xué)的發(fā)展，特別是在香蕉果實成熟過程中轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面的研究深入，有助于揭示植物精油的作用機理。

4 結(jié)論

本實驗表明，1）10 μL/L丁香花蕾油、6 μL/L香芹酚、10 μL/L檸檬醛、15 μL/L薄荷精油對香蕉具有一定的保鮮效果。其中，15 μL/L薄荷精油保鮮效果較為顯著。而高濃度的丁香花蕾油（20 μL/L）、檸檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低濃度的香芹酚（2 μL/L）對香蕉果實無明顯的保鮮作用。2）異硫氰酸烯丙基（5、10 μL/L）和己醛處理（50、100 μL/L）對香蕉具有一定的藥害作用，加速果實品質(zhì)劣變；丁香葉油（10、20 μL/L）和大蒜精油（10、20 μL/L）處理能夠促進香蕉果實提前成熟。3）丁香酚（10、20 μL/L）、肉桂醛（10、20 μL/L）、枯茗醛（0.3‰、0.6‰）、百里香酚（13、26 mg/L）及 1- 辛烯 -3- 醇（10、20 μL/L）等常用植物精油同樣也沒有表現(xiàn)出明顯的香蕉保鮮作用。