茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果品質(zhì)的影響

陳 岑，王榮榮，楊 潔，張君敏，韓艷麗，陶 程

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院茶與食品科技學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

蘋果因其口感爽脆多汁，酸甜可口，且具備美容養(yǎng)顏、安神、增強記憶、提升智力等作用，被稱為“智慧果”，深受各個年齡段人群的喜愛[1]。隨著社會迅速發(fā)展，市場上出現(xiàn)了鮮切水果供人們挑選。鮮切蘋果的方便、快捷、新穎等特點受到了消費者的歡迎，有很好的發(fā)展前景[2]。然而加工過程中的機械損傷加速了鮮切蘋果水分及營養(yǎng)物質(zhì)的流失，導(dǎo)致其組織軟化、褐變、表面微生物生長及異味等一系列問題，嚴重降低了鮮切蘋果的營養(yǎng)和商品價值[3]。因此，如何有效地保持鮮切蘋果貯藏期品質(zhì)是鮮切蘋果產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

涂膜保鮮技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外果蔬保鮮領(lǐng)域研究的熱點之一，其主要作用方式是通過在果蔬表面涂抹一層高分子的液態(tài)膜，將果蔬和空氣隔絕，控制果蔬呼吸代謝和水分流失，從而達到保持果蔬貯藏品質(zhì)的目的[4]。海藻酸鈉（Sodium alginate, SA）是一種從海藻或細菌中提取的天然多糖類物質(zhì)，具有良好的穩(wěn)定性、溶解性、成膜性和安全性，作為一種天然綠色的食品保鮮劑，已被廣泛應(yīng)用于各類果蔬、肉類及海產(chǎn)品等食品的保鮮領(lǐng)域中[5]。研究表明，單一海藻酸鈉涂膜的抗菌性和保鮮效果不佳。因此，在海藻酸鈉涂膜中加入天然抗菌物質(zhì)，將有望增強其抑菌性和保鮮效果。

茶樹精油（Tea tree oil，TTO）是由澳洲桃金娘科（Myrtaceae）白千層屬（Melaleuca L.）灌木樹種互葉白千層（Meloleuca alternifolia）的新鮮枝葉以水蒸餾的方式得到的一種芳香精油[6]。茶樹精油具有廣譜的抗微生物和抗氧化活性，是公認優(yōu)良的天然芳香劑、殺菌劑、防腐劑，在日化、制藥、食品等行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用[7-8]。

因此，本試驗以失重率、可溶性固形物含量、硬度、色差、VC 含量、總酚含量和DPPH 自由基清除能力為指標，研究以海藻酸鈉為基質(zhì)，添加茶樹精油制備的復(fù)合涂膜保鮮液對鮮切蘋果的保鮮效果，為鮮切蘋果保鮮技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

山東富士蘋果：購于句容大潤發(fā)超市，選擇無病蟲害和各種損傷及果形整齊、大小均一、色澤基本一致的果實。

海藻酸鈉、茶樹精油，上海阿拉丁試劑有限公司；福林酚、沒食子酸、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基（DPPH），美國Sigma-Aldrich 公司；甘油、吐溫-80、無水氯化鈣、2,6-二氯靛酚、抗壞血酸、檸檬酸等，國藥集團化學(xué)試劑有限公司，以上試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

ME204E/02 萬分之一電子天平，瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；OHS-66 多樣品均漿機，北京金恒祥儀器有限公司；T10 分散器，德國IKA 公司；BCD-486WDGE 無霜冷藏冷凍冰箱，青島海爾股份有限公司；M385466 手持折光儀，上海淋譽貿(mào)易有限公司；JZ-350 金準便攜式色差儀，深圳市精準儀器設(shè)備有限公司；T6 新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；G-26C 臺式高速冷凍離心機，北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；TA-XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System 公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

1.2.1.1 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜液的制備

海藻酸鈉溶液（1.5%，m/V）：準確稱取15.00 g 海藻酸鈉溶于1 000 mL 蒸餾水中，80 ℃加熱攪拌直至完全溶解，待冷卻后加入1.50 g 甘油和0.15 g 吐溫-80，攪拌均勻后超聲消泡1 h。

茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合膜溶液：向海藻酸鈉溶液中分別加入不同體積茶樹精油攪拌均勻，用高速分散器以15 000 r/min 高速攪拌3 min，再超聲消泡1 h，即得不同濃度的茶樹精油（0.1%、0.3%、0.5%，V/V）-海藻酸鈉混合涂膜液。

1.2.1.2 鮮切蘋果的不同處理方法

蘋果洗凈后，表面用75%乙醇擦拭，去皮。將蘋果分割成2 cm×2 cm×2 cm 的小塊。試驗設(shè)5 個組，其中對照（CK）組蘋果不作任何處理，處理組分為4 組：SA 組，海藻酸鈉溶液中不含茶樹精油；SA+0.1%TTO組，海藻酸鈉溶液中含有0.1%茶樹精油；SA+0.3%TTO 組，海藻酸鈉溶液中含有0.3%茶樹精油；SA+0.5%TTO 組，海藻酸鈉溶液中含有0.5%茶樹精油。將蘋果塊在上述不同溶液中浸泡2 min 后，再在2%氯化鈣溶液（含1%檸檬酸和抗壞血酸，m/V）中浸泡2 min，取出瀝干。放入自封袋后，于4 ℃條件下貯藏，分別于0、3、6、9、12 d 測定各項指標。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 失重率

采用稱重法[9]測定。

1.2.2.2 可溶性固形物含量

取一定量蘋果樣品研磨過濾取汁液，用手持式折光儀對樣品的可溶性固形物含量進行測定[10]。

1.2.2.3 硬度

采用質(zhì)構(gòu)儀測定蘋果硬度。測試模式為壓縮，測定目標距離6.0 mm，測試參數(shù)：觸發(fā)力7 g；測試速度2 mm/s；返回再測試速度2 mm/s；探頭P/6；循環(huán)次數(shù)1 次。每個處理測定5 塊蘋果，在每塊蘋果的同一面中心處對稱測2 次，結(jié)果取平均值。

1.2.2.4 色度值

采用便攜式色差儀分測定對不同試驗組的蘋果樣品的亮度L*值、紅度a*值和黃度b*值。

1.2.2.5 VC 含量

參照GB 5009.86—2016[11]《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》中的第3 法2,6-二氯酚靛酚滴定法測定。

1.2.2.6 總酚含量

準確稱取1.00 g 蘋果樣品，加入20 mL 70%甲醇溶液，超聲提取30 min，4 000 r/min 離心15 min，上清液即為多酚提取液[12]。吸取0.4 mL 蘋果多酚提取液，加入2.0 mL 福林酚試劑和1.6 mL 7.5%（m/V）碳酸鈉溶液，室溫下振蕩渦旋30 min 后，測定波長在765 nm 處吸光度值。以沒食子酸為標準品繪制標準曲線，總酚含量以沒食子酸當(dāng)量表示（mg 沒食子酸/g蘋果），總酚含量單位mg·100 g-1FW。

1.2.2.7 DPPH 自由基清除能力

吸取0.2 mL 蘋果多酚提取液，加入3.8 mL 的0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液，均勻混合后，在室溫環(huán)境下避光靜置30 min，測定波長在517 nm 處吸光度值[13]。

計算公式：

式中：A1為0.2 mL 樣品與3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值；A0為0.2 mL 乙醇與3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)試驗結(jié)果的平均值，其中硬度指標重復(fù)5 次，結(jié)果以xˉ±s 表示。采用SPSS 22.0軟件進行ANOVA 單因素方差分析和Duncan 多重比較，P＜0.05 為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果失重率的影響

鮮切蘋果的質(zhì)量很容易損失，失重率是鮮切蘋果貯藏過程中非常重要的評價指標[9]。由圖1 可知，隨著鮮切蘋果貯藏時間的延長，各試驗組的失重率均為逐漸增加，CK 組的失重率高于所有處理組。這是由于海藻酸鈉涂膜以及茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜均能夠在鮮切蘋果的表面形成一層阻氣阻濕的薄膜，從而減少了蘋果水分的散失。在貯藏結(jié)束（12 d）時，CK 組、SA 組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組和SA +0.5% TTO 組的失重率分別是2.44%、0.66%、0.67%、1.17%和1.58%。由此可見，采用茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜保鮮劑處理對鮮切蘋果失重率的增加具有抑制作用，而復(fù)合涂膜中茶樹精油的濃度并不是越高越好。SA 組和SA+0.1%TTO 組之間失重率差異不顯著，在整個貯藏期失重率始終處于最低水平，SA 和SA+0.1%TTO 處理均能有效阻止鮮切蘋果水分的損失。

圖1 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果失重率的影響Fig.1 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on weight loss rate of fresh-cut apple

2.2 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果可溶性固形物含量的影響

從圖2 可以看出，SA 組鮮切蘋果的可溶性固形物含量變化趨勢和CK 組相似，均隨貯藏時間的延長而呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。而其他處理組則呈先上升后下降的趨勢。貯藏12 d 時，CK 組、SA 組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組和SA+0.5%TTO 組的鮮切蘋果可溶性固形物含量分別降低了1.62、1.63、0.73、1.53、2.00 個百分點。其中SA+0.1%TTO 組可溶性固形物含量下降幅度最小，保鮮效果較好。CK 組由于沒有涂膜的阻隔保護，呼吸作用顯著，營養(yǎng)物質(zhì)消耗多，導(dǎo)致可溶性固形物含量下降迅速，而茶樹精油復(fù)合海藻酸鈉涂膜具有良好的抑制鮮切蘋果呼吸，減少可溶性固形物含量下降的作用[14]。

圖2 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total soluble solid contents of fresh-cut apple

2.3 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果硬度的影響

果實硬度是評價果蔬貯藏品質(zhì)的重要參數(shù)之一，鮮切蘋果硬度過低會導(dǎo)致其商品價值的下降[15]。由圖3 可知，在貯藏前3 天，所有試驗組樣品硬度變化均不顯著。隨著鮮切蘋果貯藏時間的增加，各試驗組果實硬度呈下降趨勢。貯藏結(jié)束（12 d）時，CK 組、SA組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組、SA+0.5%TTO 組鮮切蘋果的硬度分別為176.74、198.66、201.36、195.51、192.79 g。整個貯藏期間，處理組果實的硬度均高于CK 組。SA 和SA+0.1%TTO 處理能有效地減緩鮮切蘋果硬度降低的速度。涂膜處理在果實表面形成了微氣調(diào)環(huán)境，顯著降低了果實的呼吸作用和水分蒸發(fā)，減緩了鮮切蘋果硬度的降低[9]。利用茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜保鮮劑處理維持了鮮切蘋果的硬度，減緩了果實的軟化，有利于鮮切蘋果品質(zhì)的保持。蒲雪梅等[16]也指出，生姜提取液-海藻酸鈉復(fù)合涂膜處理可有效降低紅富士蘋果貯藏期間硬度的下降速度，與本研究結(jié)果一致。

圖3 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果硬度的影響Fig.3 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on hardness of fresh-cut apple

2.4 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果色澤的影響

色澤是鮮切水果的一個重要特性，也是決定消費者購買欲的直接影響因素。當(dāng)蘋果經(jīng)過去皮、切割等處理后，貯藏過程中，果實細胞中的多酚類物質(zhì)容易在多酚氧化酶的催化作用下，氧化生成醌類物質(zhì)而使果實發(fā)生酶促褐變[17]。由圖4 可知，在整個貯藏時間內(nèi)，所有試驗組蘋果樣品的L*值呈不斷下降趨勢，而a*值和b*值呈不斷上升的趨勢。所有蘋果樣品亮度降低，顏色加深，發(fā)生不同程度的褐變。貯藏結(jié)束時，處理組的L*值均顯著高于CK 組，a*值和b*值顯著低于CK 組（P＜0.05）。結(jié)果表明，不經(jīng)過涂膜處理的鮮切蘋果褐變最嚴重，而涂膜處理能夠有效延緩鮮切蘋果褐變的速度，這與薩仁高娃等[9]的研究報道是一致的。涂膜具有很好的氧氣阻隔能力，可以顯著降低新陳代謝活動和酶活性。另外涂膜液中的氯化鈣、檸檬酸和抗壞血酸等成分也具有抗褐變的作用[18]。對比不同處理組發(fā)現(xiàn)，SA+0.1%TTO 組的鮮切蘋果在貯藏期間L*值下降最緩慢，a*值和b*值上升最緩慢，表明SA+0.1%TTO 處理能有效抑制鮮切蘋果果肉褐變，對鮮切蘋果色澤的保持具有積極作用。

圖4 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果色澤的影響Fig.4 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on color of fresh-cut apple

2.5 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果VC含量的影響

VC 是人體必需維生素之一，但其極易被氧化而導(dǎo)致含量下降[19]。VC 含量是衡量蘋果營養(yǎng)價值和保鮮效果的重要指標之一。由圖5 可知，在整個貯藏期間，所有試驗組的鮮切蘋果VC 含量均呈下降的趨勢，經(jīng)復(fù)合涂膜處理的鮮切蘋果中，VC 含量始終高于CK 組，且VC 下降速度緩慢。涂膜處理在鮮切蘋果的表面形成一個相對低氧的微環(huán)境，導(dǎo)致VC 不易被氧化，同時海藻酸鈉和茶樹精油能有效抑制微生物的生長，進而降低了VC 發(fā)生氧化的速度，使之保持較好的營養(yǎng)品質(zhì)[20]。

圖5 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果VC含量的影響Fig.5 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on VC content of fresh-cut apple

2.6 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果總酚含量的影響

酚類物質(zhì)是一大類植物次生代謝物質(zhì)，廣泛存在于果蔬中。果蔬中各類酚類化合物對維持果蔬品質(zhì)有著重要的影響。由圖6 可知，4 ℃貯藏過程中，所有試驗組鮮切蘋果樣品的總酚含量隨時間的延長而不斷下降，但下降速度不同。CK 組在6 d 內(nèi)下降迅速，6～12 d 內(nèi)下降速度變緩。在整個貯藏期內(nèi)，所有處理組的蘋果樣品總酚含量始終高于CK 組，且下降速度低于CK 組。貯藏期結(jié)束（12 d）時，SA+0.1% TTO 組的總酚含量最高，其次是SA 組。茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜處理具有成膜性和抑菌性，將氧氣與果實阻隔，抑制氧化酶活性，從而降低了酚類物質(zhì)的氧化，同時茶樹精油也能抑制多酚氧化酶活性的升高，進而抑制總酚含量的降低[21]。

圖6 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果總酚含量的影響Fig.6 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total phenolics content of fresh-cut apple

2.7 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果DPPH自由基清除能力的影響

DPPH 自由基清除能力的測定因其操作簡單、靈敏度高，成為一種經(jīng)典的果蔬體外抗氧化活性的評價方法[22]。由圖7 可以看出，DPPH 自由基清除率的變化趨勢與總酚含量的變化趨勢相似。所有試驗組鮮切蘋果DPPH 自由基清除率隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。出現(xiàn)這種變化趨勢的原因可能是貯藏過程中鮮切蘋果的總酚、總黃酮、VC 等抗氧化成分被逐漸氧化分解。CK 組樣品下降速度最快，且在整個貯藏過程中對DPPH 自由基清除率始終最低。經(jīng)復(fù)合涂膜處理的鮮切蘋果DPPH 自由基清除率高于CK 組，且下降速度緩慢。結(jié)果表明復(fù)合涂膜處理能減緩鮮切蘋果DPPH 自由基清除率的下降速度。貯藏結(jié)束（12 d）后，不同濃度茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜處理樣品的DPPH 自由基清除率之間無顯著差異。

圖7 茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜對鮮切蘋果DPPH 自由基清除能力的影響Fig.7 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on DPPH radical scavenging activity of fresh-cut apple

3 結(jié)論

鮮切蘋果具有新鮮、方便、營養(yǎng)等特點，深受消費者喜愛。但是，鮮切蘋果在保鮮過程中存在諸多問題，嚴重影響蘋果的營養(yǎng)價值及消費者的購買欲。本研究結(jié)果表明：茶樹精油-海藻酸鈉復(fù)合涂膜處理鮮切蘋果能有效減緩失重率和可溶性固形物含量的降低，抑制褐變，同時減緩VC、總酚含量和DPPH 自由基清除率的下降速度。綜合各項理化指標發(fā)現(xiàn)，0.1%茶樹精油復(fù)合海藻酸鈉涂膜處理優(yōu)于其他處理方法，能有效減緩鮮切蘋果的品質(zhì)下降，有利于保持鮮切蘋果的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值。