中草藥提取物對草莓保鮮作用的初步研究①

王文婷，肖慧敏，史文靜，韓方凱，高 婷

(宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 宿州 234000)

0 引 言

草莓水分含量高，果肉柔軟，采收后極易造成表面機(jī)械傷害或受微生物侵害，從而出現(xiàn)發(fā)霉、腐爛等不良變化[1]。同時(shí)，由于采后蒸騰作用，草莓儲存時(shí)間縮短。當(dāng)前，草莓以低溫保鮮為主，但溫度降低程度應(yīng)不得破壞植物個(gè)體的正常呼吸代謝作用，若超過植物個(gè)體承受極限，就會(huì)導(dǎo)致低溫冷害[2]。此外，酶活隨溫度下降而降低，但不會(huì)完全喪失，一般低于-18℃才能有效抑制酶活；若溫度回升，酶活性提高，甚至高于溫度降低前，反而不利于儲藏。而且，低溫保藏技術(shù)能耗大，需建立冷藏鏈。中草藥保鮮技術(shù)成本較低，自然資源豐富且無毒副作用[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前已知至少5000種中草藥含抑菌成分[4-6]。某些中草藥提取物抗菌性間還存在協(xié)同增效作用[7-9]。因此，復(fù)合中草藥提取物保鮮劑的研究開發(fā)有利于完善果蔬儲藏保鮮技術(shù)。故以丁香、銀杏葉、八角、百里香中草藥提取物為保鮮劑，通過單因素及正交優(yōu)化試驗(yàn)得出它們達(dá)到最佳保鮮效果的復(fù)配方案，這不僅能夠殺菌防腐，還能降低生產(chǎn)成本，對延長草莓果實(shí)儲藏期以保證草莓食用與商品價(jià)值具有一定的參考意義。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

草莓(宿州市大潤發(fā)店)：新鮮、表皮完整，大小和成熟度基本一致；丁香、銀杏葉、八角、百里香。

無水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、酚酞(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，均為分析純)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

T系列電子天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司；DHG-9245A干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；BJA-500型高速多功能粉碎機(jī) 浙江愛雪廚房設(shè)備有限公司；RE 52-86A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限公司；TD4臺式離心機(jī) 湖南儀器儀表總廠離心機(jī)廠；UV-5100H型紫外可見分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 中草藥提取物的制備

(1)分別粉碎四種中草藥，過40目篩，80℃烘干以備用。

(2)分別準(zhǔn)確稱取50g中草藥粉，與200 mL無水乙醇一起轉(zhuǎn)入圓底燒瓶中，78℃水浴鍋中回流提取4 h。

(3)抽濾，所得濾液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，再在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(40℃,0.08 MPa)中蒸發(fā)濃縮，置于冰箱(4 ℃)中備用[4,7]。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別稱取1.0g,2.0g,3.0g,4.0,g丁香、八角提取物，0.2g,0.4g,0.6g,0.8g銀杏葉提取物，0.05g,0.10g,0.15g,0.20,g百里香提取物，用蒸餾水定容至1 L。每組取20顆草莓，分別在中草藥提取液中浸沒3 min取出，晾干后裝入保鮮盒，并在上面扎10個(gè)小孔。設(shè)置空白對照[5-7]。每隔24h記錄各組失重率、腐爛率變化，得出四種中草藥提取物的最佳保鮮濃度。

1.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取四種中草藥提取物濃度作為正交試驗(yàn)四因素，采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，觀察草莓常溫儲藏5天后質(zhì)量損失情況，確定其最佳復(fù)配濃度。正交試驗(yàn)因素、水平設(shè)計(jì)如表1。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平表

1.3.4 指標(biāo)測定方法

失重率=(處理前質(zhì)量-處理后質(zhì)量)/處理前質(zhì)量×100%

腐爛率=腐爛發(fā)霉的果粒顆數(shù)/總果粒顆數(shù)×100%

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同濃度丁香提取物對草莓的保鮮效果

由圖1(a)可見，各濃度丁香提取物處理組變化的趨勢基本相同，隨著儲藏時(shí)間的延長，經(jīng)提取物處理后的各組草莓果實(shí)的失重率均比對照組低，且濃度為3.0g/L時(shí)，到第五天的失重率最低。由圖1(b)可見，前三天草莓腐爛不明顯，到第四天對照組的腐爛率明顯高于提取物處理組。綜合圖1可知，3.0 g/L提取物處理過的草莓到第五天時(shí)的保鮮效果最好，失重率為42.7%，腐爛率為50.2%。故丁香提取物對草莓的最佳保鮮濃度為3.0 g/L。

圖1(a) 不同濃度丁香提取物對草莓失重率的影響 圖1(b) 不同濃度丁香提取物對草莓腐爛率的影響

2.1.2 不同濃度銀杏葉提取物對草莓的保鮮效果

由圖2(a)可見，第三天時(shí)對照組失重率為28.1%，第五天時(shí)對照組失重率達(dá)60.1%，提取物處理組失重率均明顯低于對照組，且0.6 g/L提取物處理組隨時(shí)間增加，失重率最低。由圖2(b)可知，第四天時(shí)0.6 g/L提取物處理組腐爛率低于對照組及其它處理組，到第五天時(shí)這種趨勢更明顯。綜合圖2可見，到第五天時(shí)，0.6 g/L提取物處理過的草莓保鮮效果最佳，失重率為35.0%，腐爛率為47.1%。故銀杏葉提取物對草莓的最佳保鮮濃度為0.6 g/L。

圖2(a) 不同濃度銀杏葉提取物對草莓失重率的影響 圖2(b) 不同濃度銀杏葉提取物對草莓腐爛率的影響

2.1.3 不同濃度八角提取物對草莓的保鮮效果

由圖3(a)可見，對照組第三天的失重率明顯比各八角提取物處理組高，表明八角提取物處理草莓有利于抑制儲藏期間草莓質(zhì)量的下降，且在1.0 g/L-3.0 g/L范圍內(nèi)，相同天數(shù)時(shí)，隨提取物濃度增加，失重率下降。由圖3(b)可知，第五天時(shí)對照組腐爛率為65.2%，提取物處理組明顯較低。綜合圖3可知，3.0 g/L八角提取物處理過的草莓到第五天時(shí)保鮮效果最好，失重率為31.2%，腐爛率為42.1%。故八角提取物對草莓保鮮的最佳濃度為3.0 g/L。

圖3(a) 不同濃度八角提取物對草莓失重率的影響 圖3(b) 不同濃度八角提取物對草莓腐爛率的影響

2.1.4 不同濃度百里香提取物對草莓的保鮮效果

由圖4(a)可見，百里香提取物處理組均可有效降低草莓失重率，且在0.05 g/L-0.10 g/L范圍內(nèi)，相同天數(shù)時(shí)，隨著提取物濃度增加，失重率降低。由圖4(b)可見，第三天時(shí)提取物處理組腐爛率低于對照組，第四天時(shí)明顯可見提取物處理組有效抑制了草莓腐爛。綜合圖4可見，0.10 g/L百里香提取物處理過的草莓到第五天時(shí)的保鮮效果最佳，失重率為40.7%，腐爛率為44.5%。故百里香提取物對草莓的最佳保鮮濃度為0.10g/L。

圖4(a) 不同濃度百里香提取物對草莓失重率的影響 圖4(b) 不同濃度百里香提取物對草莓腐爛率的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

采用L9(34)正交試驗(yàn)，測定常溫儲藏草莓5天后失重率，確定四種中草藥提取物的最佳復(fù)配濃度，結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

儲藏期間，草莓質(zhì)量變化的主要原因是水分損耗，由于草莓逐漸成熟及其生長過程和采收后發(fā)生的蒸騰作用，其水分含量逐漸下降，導(dǎo)致草莓表面萎蔫，光澤度下降，果實(shí)不新鮮，降低或喪失原有商品與營養(yǎng)價(jià)值。因此，草莓果實(shí)失重率大小是判斷中草藥提取物對草莓保鮮作用的重要指標(biāo)之一。而當(dāng)草莓水分損耗到一定程度時(shí)還會(huì)導(dǎo)致生理代謝失調(diào)[10]。由表2可知，四種中草藥提取物抑制草莓果實(shí)失重率的重要性，依次為D>B>C>A，即百里香提取物>銀杏葉提取物>八角提取物>丁香提取物；最佳復(fù)配濃度組合為A2B1C1D2，即丁香提取物濃度為3.0 g/L、銀杏葉提取物濃度為0.4 g/L、八角提取物濃度為2.0 g/L、百里香提取物濃度為0.1 g/L。對正交優(yōu)化試驗(yàn)所得的最佳復(fù)配濃度進(jìn)行驗(yàn)證，重復(fù)3次試驗(yàn)后取平均值，可得草莓果實(shí)失重率為16.9%，與正交試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

2.3 復(fù)合中草藥提取物對草莓腐爛率的影響

草莓儲藏期間易遭受微生物侵害，導(dǎo)致草莓出現(xiàn)發(fā)霉、腐爛。通常，發(fā)生病害包括灰霉病、毛霉病和青霉病等[4,10]。測定草莓在儲藏期間腐爛率是判斷草莓外在品質(zhì)的重要指標(biāo)，有助于直接觀察草莓是否具有商品及食用價(jià)值。因此，根據(jù)正交試驗(yàn)(9組，編號同上)及正交試驗(yàn)后所得最佳復(fù)配處理組(編號10)，在草莓常溫儲藏5天后觀察每組變化，測定每組草莓腐爛率，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，第9組復(fù)合提取物處理組中草莓腐爛率最高，第10組腐爛率最低，與第7組相當(dāng)。不同處理組草莓腐爛率與失重率變化趨勢基本一致。

圖5 不同處理組草莓的腐爛率

3 結(jié) 論

通過單因素及正交優(yōu)化試驗(yàn)得出四種中草藥提取物保鮮劑的最佳復(fù)配濃度為丁香提取物3.0 g/L、銀杏葉提取物0.4 g/L、八角提取物2.0 g/L、百里香提取物0.1 g/L，此時(shí)，草莓果實(shí)的失重率、腐爛率均最低，保鮮效果最佳。相比于傳統(tǒng)的保鮮防腐劑，以中草藥提取物用作保鮮劑，更高效、天然并節(jié)約成本，復(fù)合中草藥提取物保鮮劑在資源的開發(fā)和果蔬的儲藏方面具有較好的發(fā)展前景。本研究主要選取了四種中草藥提取物濃度作為因素，但要應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，在此基礎(chǔ)上，還需進(jìn)一步探究如草莓處理方式等其它因素的影響。