茶多酚抗菌活性及其在水果復合保鮮劑中的應用

李奇松　李家俊　葉江華　張奇　賈小麗

摘 要：利用茶多酚具有抗氧化、抑菌、綠色環(huán)保等特點，開發(fā)一款含茶多酚高效的天然水果復合保鮮劑。通過比較茶多酚、苯甲酸鈉、山梨酸鉀的抑菌效果，確定茶多酚的抑菌濃度;并進一步研究了茶多酚與被膜劑（巴西棕櫚蠟和商業(yè)化被膜劑）復合保鮮劑在柑橘保鮮中的作用。抑菌試驗結果表明，茶多酚對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為0.4、0.6和1.0 g·L-1，其抑制細菌效果顯著優(yōu)于苯甲酸鈉和山梨酸鉀;而茶多酚對釀酒酵母無抑制作用?；谝志囼灲Y果，復合保鮮劑中的茶多酚添加濃度確定為0.8 g·L-1。柑橘保鮮試驗的結果顯示，與空白對照相比，商業(yè)化被膜劑（CP）、商業(yè)化被膜劑+茶多酚（CP-TP）、巴西棕櫚蠟（ZL）、巴西棕櫚蠟+茶多酚（ZL-TP）處理均具有保鮮效果。含巴西棕櫚蠟的處理的柑橘硬度和保水能力顯著高于含商業(yè)化被膜劑的處理;ZL處理的果皮抑菌率和維生素C含量均顯著高于CP處理;茶多酚能顯著提高巴西棕櫚蠟保鮮劑的抑菌率，維持維生素C含量和降低水果呼吸速率。研究結果表明棕櫚蠟+茶多酚復合涂劑的保鮮效果最優(yōu)。

關鍵詞：茶多酚;柑橘保鮮;抑菌;水果保鮮;巴西棕櫚蠟

中圖分類號：S 571.1 文獻標志碼：A 文章編號：0253-2301（2021）10-0022-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.10.005

Antimicrobial Activity of Tea Polyphenols and Its Application in Fruit Compound Preservative

LI Qi-song1， 2， LI Jia-jun1， YE Jiang-hua1， 2， ZHANG Qi2， JIA Xiao-li1*

（1. College of Tea and Food Science， Wuyi University， Nanping， Fujian 354300， China;

2. Fujian Key Laboratory of Agroecological Processing and Safety Monitoring/College of

Life Sciences， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China）

Abstract： Because tea polyphenols had the characteristics of anti-oxidation， bacteriostasis and environmental protection， an efficient natural fruit compound preservative containing tea polyphenols was developed. The inhibitory concentration of tea polyphenols was determined by comparing the antibacterial effects of tea polyphenols， sodium benzoate and potassium sorbate. Then， the effects of the compound preservative， containing tea polyphenols and coating agent （carnauba wax and commercial coating agent） on the preservation of Citrus reticulata were further studied. The bacteriostasis test results showed that the minimum inhibitory concentrations of tea polyphenols against Escherichiacoli， Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus were 0.4 g·L-1， 0.6 g·L-1 and 1.0 g·L-1， respectively. The antibacterial effect of tea polyphenols was significantly better than that of sodium benzoate and potassium sorbate， but it had no inhibitory effect on Saccharomyces cerevisiae. Based on the bacteriostasis test results， the concentration of tea polyphenols in the compound preservative was determined to be 0.8 g·L-1. The preservation experimental results of Citrus reticulata showed that compared with the blank control， the treatments of commercial coating agent （CP）， commercial coating agent+tea polyphenol （CP-TP）， carnauba wax （ZL）， carnauba wax+tea polyphenol （ZL-TP） all had the preservation effects. The hardness and water retention capacity of Citrus reticulata treated with carnauba wax were significantly higher than those treated with the commercial coating agent， and the bacteriostasis rate and vitamin C content of peel treated with carnauba wax were significantly higher than those treated with the commercial coating agent. Tea polyphenols could significantly improve the bacteriostasis rate of carnauba wax preservative， maintain the content of vitamin C and reduce the respiration rate of fruits. The results showed that the compound preservative of carnauba wax and tea polyphenol had the best preservation effect.

Key words： Tea polyphenols： Preservation of Citrus reticulata; Bacteriostasis; Fruit preservation; Carnauba wax

我國果蔬產(chǎn)后損失率達20%～30%，這一數(shù)值顯著高于發(fā)達國家[1]。當前貯藏過程中的保鮮技術多樣，如低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、微波和輻照保鮮以及涂膜保鮮等，其中涂膜保鮮劑具有減少呼吸作用、水分流失、微生物侵入的作用，加之操作簡單，應用廣泛[2-3]。涂膜保鮮劑可以減少果蔬在運輸貯藏和銷售過程中的損失，因此低成本的化學合成防腐劑和保鮮劑被大量的應用。常用化學合成防腐劑有山梨酸鉀、苯甲酸鈉、百菌清、抑霉唑、2苯基苯酚鈉鹽等[1]。然而，許多化學合成防腐劑的不規(guī)范使用，導致了高殘留量，嚴重威脅食品安全[4]。因此，天然保鮮劑的開發(fā)和應用具有廣泛的前景

[5]。

茶多酚是從茶葉和茶葉副產(chǎn)品中提取的天然活性物質(zhì)，占鮮葉干重的20%～35%，其中兒茶素類為主要成分，占鮮葉干重的12%～24%，分為酯型兒茶素（表兒茶素沒食子酸酯ECG和表沒食子兒茶素沒食子酸酯EGCG）和非酯型兒茶素（表兒茶素EC和表沒食子兒茶素EGC）[6]。茶多酚的多酚羥基使其具有良好的抗菌活性和抗氧化活性。多酚羥基可以與細菌細胞膜蛋白結合，改變膜的通透性，破壞細胞膜結構，同時，茶多酚也能調(diào)控細菌生理代謝，產(chǎn)生生長抑制作用，因此茶多酚在抗菌方面表現(xiàn)出廣譜性，對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均具有抑制作用[7]。在抗氧化性方面，多酚羥基可提供質(zhì)子，能有效結合自由基，其抗氧化效果明顯優(yōu)于現(xiàn)在市場上已廣泛使用的合成抗氧化劑[8]。茶多酚已被應用于部分肉類和油脂類食品的抑菌和防腐，效果良好[7]。

目前，中國的茶樹種植面積和產(chǎn)量均是世界第1，年產(chǎn)量約300萬t茶葉，而在茶樹栽培及加工過程中，修剪的枝葉、篩除的茶末等，沒有得到充分的開發(fā)利用[9]。本試驗研究了不同濃度茶多酚和化學合成防腐劑的抗菌性，結合天然巴西棕櫚蠟制成復合保鮮劑，將其應用于柑橘保鮮，同時與常規(guī)涂膜保鮮劑的保鮮效果進行了比較分析，以期開發(fā)出一款保鮮效果優(yōu)于常規(guī)涂膜保鮮劑的綠色無公害復合茶多酚的水果保鮮劑，將具有較大社會和經(jīng)濟價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

茶多酚（98%）購置于合肥博美生物公司;山梨酸鉀、苯甲酸鈉、巴西棕櫚蠟和油酸購置于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，商業(yè)化被膜劑（含果蠟）。

供試菌株及培養(yǎng)基：大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌。金黃色葡萄球菌采用7.5% NaCl 肉湯培養(yǎng)基，其余細菌采用LB培養(yǎng)基，釀酒酵母采用酵母浸出粉胨葡萄糖培養(yǎng)基（YPD）。

1.2 茶多酚抑菌試驗

菌種準備：將待測細菌菌株用相應的液體培養(yǎng)基活化，細菌濃度達OD600=0.5。再將活化后的菌液稀釋至10-2備用。

培養(yǎng)基準備：配置茶多酚工作液（0.1 g·mL-1），將茶多酚工作液加入培養(yǎng)基中，制成系列濃度梯度，110℃滅菌20 min后倒入平板。按相同方式配置含有1 g·L-1山梨酸鉀和苯甲酸鈉培養(yǎng)基，并做空白對照。

細菌和釀酒酵母抑菌試驗采用平板計數(shù)法參照已有報道[10]。分別向含不同濃度梯度茶多酚的平板加入0.1 mL稀釋后菌液，并涂布均勻。細菌于37℃培養(yǎng)24 h，釀酒酵母于28℃培養(yǎng)48 h，培養(yǎng)完成后進行菌落計數(shù)。

抑菌率=（對照皿菌落數(shù)-試驗皿菌落數(shù)）/對照皿菌落數(shù)×100%

1.3 茶多酚復合涂劑的保鮮試驗

柑橘采摘于南平市順昌縣，選擇同一批次，表皮無損傷，大小色澤一致的新鮮柑橘。柑橘表面用水洗凈后，40個柑橘為1組，共分為5組。參照表1，將柑橘浸入不同處理溶液，浸泡2 min后，取出晾干，置于室溫，待后續(xù)分析。

1.4 檢測項目與方法

呼吸強度采用草酸溶液滴定法測定[11]?？箟难岷繙y定，參照食品安全國家標準GB 5009.86-2016《食品中抗壞血酸的測定》采用2，6二氯靛酚滴定法。失重率=（原有重量-現(xiàn)有重量）/原有重量。硬度采用GY4硬度計（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）進行測定。表皮菌落總數(shù)測定方法參照食品安全國家標準GB 4789.2-2016《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》，取2 cm×2 cm大小柑橘表皮，放入20 mL無菌水中，振蕩5 min，超聲5 min后獲取待測懸浮液，采用平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（PCA）進行計數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

測定獲得數(shù)據(jù)用WPS XLSX表格工具進行匯總，再用DPS（V 7.05）軟件進行差異顯著性分析（LSD法，P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 茶多酚抑菌效果分析

茶多酚與常用防腐劑（山梨酸鉀和苯甲酸鈉）的抑菌效果分析結果（表2）表明，茶多酚對大腸桿菌的最低抑菌濃度為0.4 g·L-1，對金黃色葡萄

球菌的抑菌最低抑菌濃度為1 g·L-1，對枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度為0.6 g·L-1。0.2 g·L-1的茶多酚對大腸桿菌、葡萄球菌和芽孢桿菌的抑菌率分別為96.25%、23.00%和97.80%。而1 g·L-1山梨酸鉀和苯甲酸鈉對大腸桿菌、葡萄球菌和芽孢桿菌的抑菌率分別為4.02%～32.71%、47.32%～68.24%和95.74%～97.27%?？傊?，與山梨酸鉀和苯甲酸鈉相比，茶多酚對細菌具有更強的抑制作用，而對釀酒酵母無抑制作用。

2.2 茶多酚復合被膜劑對柑橘呼吸作用的影響

基于茶多酚的抑菌試驗結果，以0.8 g·L-1作為茶多酚添加在被膜劑中的最終濃度，并與商業(yè)化被膜劑進行比較分析。呼吸強度試驗結果（圖1）表明，柑橘采摘后呼吸作用強度逐漸下降，而且下降趨勢隨時間減緩?？瞻滋幚恚–K）的呼吸強度顯著高于其他被膜劑處理，且差異隨著柑橘放置時間延長變得更大;棕櫚蠟茶多酚（ZLTP）處理能迅速降低柑橘的呼吸強度，到第14 d時呼吸速率僅為4.04 mg CO2·kg-1·h-1，顯著低于其他處理（6.35～7.45 mg CO2·kg-1·h-1）。

2.3 茶多酚復合被膜劑對柑橘保鮮效果分析

于室溫放置14 d后，對各處理柑橘硬度、維生素C、失重率、表皮微生物生長情況進行分析。結果表明（表3），與CK相比，所有被膜處理均具有保鮮效果;含棕櫚蠟的ZL-TP和ZL處理的柑橘硬度無顯著差異，分別為0.85、0.83 kg·cm-2，但顯著高于含商業(yè)化被膜劑的CP-TP（0.76 kg·cm-2）和CP（0.73 kg·cm-2）處理。維生素C在各處理間的變化趨勢與硬度一致;ZL-TP處理的維生素C含量（28.20 mg·hg-1）顯著高于其余處理;ZL處理的維生素C含量顯著高于CP處理。失重率表現(xiàn)出與硬度和維生素C含量相反趨勢，含棕櫚蠟的處理失重率顯著低于含商業(yè)化被膜劑處理，ZL-TP和ZL處理的失重率分別為5.24%和6.35%，顯著低于CP-TP（11.93%）和CP（11.53%）處理。從表皮菌落數(shù)及抑菌率結果來看，商業(yè)化被膜劑（CP）和空白處理無明顯差異，抑菌率僅為2.18%;而向商業(yè)化被膜劑添加茶多酚后，產(chǎn)生顯著的抑菌效果，抑菌率提高到77.21%。棕櫚蠟處理（ZL）具有一定的抑菌效果（90.15%），添加茶多酚后（ZL-TP處理）抑菌率得到顯著的提高（96.22%）。

3 討論

通常水果采摘后不及時進行保鮮處理，會因為自身氧化和呼吸作用、微生物侵染、水分蒸發(fā)等，最終導致質(zhì)地變軟和腐爛變質(zhì)[12]。

茶多酚是一種天然抗氧化劑和抗菌劑，替代化學合成防腐劑應用于涂膜保鮮，將產(chǎn)生重要社會和經(jīng)濟價值。山梨酸鉀和苯甲酸鈉對細菌的最小抑菌濃度約為2 g·L-1[13]，在水果保鮮使用濃度通常為1 g·L-1[14]，不能完全抑制細菌生長。而本研究中，茶多酚對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度僅為0.4、1.0和0.6 g·L-1。茶多酚對細菌生長的抑制效果顯著優(yōu)于山梨酸鉀和苯甲酸鈉。而茶多酚無法抑制（酵母）真菌的生長，抗真菌能力顯著弱于抗細菌能力，抑菌濃度高于10 g·L-1[15]，與前人報道一致[10]。

涂膜保鮮劑通常包含被膜劑和防腐劑。被膜劑通常會在水果表面形成一層膜，起到抑制呼吸、防止水分蒸發(fā)和隔絕微生物入侵的作用，同時也能提高水果光亮度[3]。天然巴西棕櫚蠟含有幾丁質(zhì)酶和

β1，3葡聚糖酶，能破壞真菌細胞壁結構，對匍枝根霉、褐腐病菌、尖孢鐮刀菌、釀酒酵母、菜豆炭疽病菌等真菌具有顯著抑制作用[16]，3%的天然巴西棕櫚蠟能有效防治油桃采摘后因真菌引起的表皮腐爛[17]。本研究將茶多酚（0.8 g·L-1）和巴西棕櫚蠟（3%）復合，同時設計不同涂膜保鮮劑處理作為對照，應用于柑橘保鮮，并對不同處理的保鮮效果進行比較分析。14 d后的試驗結果表明，涂抹含有商業(yè)化被膜劑和巴西棕櫚蠟的處理均能顯著降級柑橘呼吸作用，其中棕櫚蠟茶多酚（ZL-TP）處理柑橘呼吸強度最低;含有巴西棕櫚蠟處理（ZL和ZL-TP）的保水能力和硬度優(yōu)于含商業(yè)化被膜劑處理（CP和CP-TP）;該結果與ZL和ZL-TP處理的表面微生物數(shù)量較少有關，表明巴西棕櫚蠟的抗菌作用和成膜效果比商業(yè)化被膜劑更好。添加茶多酚的處理ZL-TP和CP-TP，分別比不添加茶多酚處理ZL和CP的維生素C含量高，該結果可能與復合涂劑中的茶多酚抗氧化作用有關，能延緩維生素C的降解;添加茶多酚能顯著提高商業(yè)化被膜劑和進一步提高巴西棕櫚蠟的抑菌率，能有效延緩水果腐爛的過程。

綜上所述，棕櫚蠟具備成膜效果好和抑制真菌生長的特點，茶多酚具有抗氧化性和抑制細菌生長特點。棕櫚蠟茶多酚（ZL-TP）復合被膜劑結合了二者優(yōu)點，保鮮效果最佳，具有應用價值。

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（責任編輯：柯文輝）

收稿日期：2021-08-02

作者簡介： 李奇松，男，1987年生，博士，講師，主要從事茶樹生理與分子生態(tài)學研究。

*通信作者： 賈小麗，女，1980年生，博士，教授，主要從事茶園生態(tài)學研究（E-mail：jiaxl2010@126.com）。

基金項目：福建省自然科學基金項目（2020J05217）;福建省中青年教師教育科研項目（JAT190787）;福建省農(nóng)業(yè)生態(tài)過程與安全監(jiān)控重點實驗室（福建農(nóng)林大學）開放基金（NYST-201902）;福建省一流本科專業(yè)（茶學）建設（SJZY2019004）。