植物精油熏蒸對李光杏干貯藏品質(zhì)的影響

曹家樂，楊永興，連雅麗，遲 巖，孫靜瑤，楊海燕

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

新疆是我國極具地方優(yōu)勢的杏果產(chǎn)區(qū)，由于獨特的氣候條件，杏產(chǎn)量和品質(zhì)居全國之首，其栽培集中在環(huán)塔里木地區(qū)（包括阿克蘇、喀什、和田等），形成了獨特的杏生態(tài)品種群和產(chǎn)業(yè)帶[1-3]。李光杏為普通杏的變種，多在新疆地區(qū)種植，亦是新疆栽培杏品種的主體，其干制后品質(zhì)優(yōu)良，果肉質(zhì)厚、味道獨特，是我國和許多其他國家的重要干果制品[4-5]。新疆杏干多采用露天日曬制成[6]，杏干表面往往含有大量的潛伏微生物，貯藏過程易發(fā)生感染真菌病害及滋生蟲卵等品質(zhì)劣變問題，嚴(yán)重制約了新疆特色經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來，硫化處理因具有殺菌和護(hù)色作用，已成為國內(nèi)外在干果生產(chǎn)過程中采用較多的方法，然而在實際生產(chǎn)貯藏環(huán)節(jié)中，由于二氧化硫的釋放量和釋放速度難以控制，易造成干果二氧化硫嚴(yán)重超標(biāo)，使其出現(xiàn)漂白、異味等問題，甚至對人機(jī)體免疫力造成損害[7]。所以，開發(fā)一種新型保鮮劑已成為新疆杏干貯藏保鮮過程中亟需解決的問題。

植物精油是從植物體內(nèi)提取的一種具有揮發(fā)性芳香氣味的次生代謝物，其抑菌機(jī)制呈多靶點效應(yīng)，不易產(chǎn)生抗性，是一種安全高效的滅菌殺蟲保鮮劑[8-9]。近年來，眾多研究發(fā)現(xiàn)，外源植物精油能夠延緩火龍果[10]、櫻桃[11]、哈密瓜[12]、李子[13]等果實采后質(zhì)量損失及褐變等品質(zhì)變化，達(dá)到延長貯藏期的目的。目前，植物精油熏蒸多應(yīng)用于新鮮果蔬保鮮，對于干果制品的貯藏研究鮮有報道。

本試驗以李光杏干（復(fù)合無硫護(hù)色劑浸漬處理后制干）為原料，采用柑橘精油、百里香精油、茶樹精油3種保鮮劑進(jìn)行熏蒸處理，通過單因素試驗及正交試驗優(yōu)化，確定最佳復(fù)合精油配比，并探討復(fù)合精油熏蒸處理對李光杏干在高溫高濕（37℃，RH 90%）環(huán)境中貯藏品質(zhì)的影響，以期為植物精油熏蒸技術(shù)在干制果品貯藏方面的應(yīng)用提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

李光杏干：2020年7—8月制備于新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬營養(yǎng)功能與質(zhì)量安全研究室，選擇大小均勻、無病蟲害、無機(jī)械傷的果實進(jìn)行后續(xù)試驗。

柑橘精油、百里香精油、茶樹精油（精油含量≥99%），上海源葉生物科技有限公司；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（PCA），北京索萊寶科技有限公司；酚酞、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、酒石酸鉀鈉、3,5-二硝基水楊酸等（均為分析純），天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.1.2 儀器與設(shè)備

PARI BOY SX型霧化器，德國帕瑞有限公司；PQX-280A-3H型人工氣候箱，寧波萊?？萍加邢薰?；JZ-350型色彩色差計，深圳市金準(zhǔn)儀器設(shè)備有限公司；HR40-IIA2型超凈工作臺，青島海爾特種電器有限公司；LDZX-50KBS型立式高壓滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.2 方法

1.2.1 李光杏干的處理方法

將李光杏干均勻置于帶有小風(fēng)扇的90 L密閉熏蒸容器內(nèi)，最大程度地保證每個密閉容器的空余體積相同，利用移液槍將不同質(zhì)量濃度的柑橘精油、百里香精油、茶樹精油加入霧化器中，于室溫（25℃）條件下熏蒸3 h，待處理結(jié)束后將李光杏干取出并放入聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）保鮮托盒（每盒1 kg），置于人工氣候箱（溫度37℃，RH 90%）中貯藏，每個處理組重復(fù)3次，貯藏期間每10 d抽樣并進(jìn)行李光杏干生理生化指標(biāo)的測定。對照組為將李光杏干密閉于同樣條件下，不做熏蒸處理，置于相同環(huán)境中貯藏。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計

分別考察不同質(zhì)量濃度的柑橘精油（0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 mL/kg）、百里香精油（0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL/kg）和 茶 樹 精 油（0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL/kg）對李光杏干貯藏期還原糖和可滴定酸含量的影響情況，結(jié)合貯藏60 d時的感官評價，確定每種精油的最佳熏蒸濃度。

1.2.3 正交試驗優(yōu)化設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以感官評分為評價指標(biāo)，考察柑橘精油、百里香精油、茶樹精油的熏蒸效果，設(shè)計L9(34)正交試驗，優(yōu)化李光杏干復(fù)合精油熏蒸配比，各因素及水平如表1所示。

表1 L9(34)正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levelsin orthogonal design單位：mL/kg

1.2.4 測定項目與方法

1.2.4.1 杏干色澤

參照吳松霞等[14]的方法并稍作修改，在李光杏干赤道部位均勻選取6個點，采用色差計進(jìn)行L*值的測定，并取其平均值。

1.2.4.2 還原糖含量

參照3,5-二硝基水楊酸比色法[15]。按照標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.510 9x-0.004 5（R2=0.999 1）計算李光杏干的還原糖含量，結(jié)果以干基表示。

1.2.4.3 可滴定酸含量

參照NaOH滴定法測定，以酒石酸百分?jǐn)?shù)表示[16]。

1.2.4.4 水分含量

參照Hussain等[17]的方法并稍作修改，將已知質(zhì)量的李光杏干放入100℃的烘箱中，直到樣品達(dá)到恒重，取出后放入包含硅膠的干燥器中冷卻。水分含量按以下公式計算：

更進(jìn)一步，則是20世紀(jì)下半葉到21世紀(jì)初期，高科技、新材料的大量涌現(xiàn)，加上信息爆炸和傳播的全球化，藝術(shù)對社會生活各個領(lǐng)域的介入成為勢不可擋的趨勢。早期與綜合材料藝術(shù)發(fā)展軌跡重合的現(xiàn)成品藝術(shù)在此一階段發(fā)展成獨立的裝置藝術(shù)。而另一個值得注意的現(xiàn)象是，綜合材料作為教學(xué)科目普遍進(jìn)入藝術(shù)院校，成為必修和主修課程。這些都說明綜合材料藝術(shù)在當(dāng)代藝術(shù)創(chuàng)作中的作用，是非常值得關(guān)注。

1.2.4.5 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016[18]中的方法測定。

1.2.4.6 霉菌及酵母菌計數(shù)

參照GB 4789.15—2016[19]中的方法測定。

1.2.4.7 感官評價

參照Elmaci等[20]的方法并稍作修改，由10名感官評價人員對李光杏干進(jìn)行感官品質(zhì)評價，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 李光杏干感官品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of dried Liguang apricots

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 不同植物精油熏蒸對李光杏干貯藏期間還原糖含量的影響

還原糖是果實品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其含量與貯藏性密切相關(guān)，直接影響果實的風(fēng)味品質(zhì)[21-22]。圖1A、B、C分別為柑橘精油、百里香精油、茶樹精油熏蒸的李光杏干貯藏過程中還原糖含量的變化情況，可以看出，隨著貯藏時間的延長，李光杏干的還原糖含量均呈先下降后上升再下降的趨勢。陶金華等[23]研究也發(fā)現(xiàn)，賽買提杏干貯藏前期水分含量較大，易發(fā)生氧化反應(yīng)，使還原糖含量下降，與本試驗結(jié)果相似。

由圖1A可知，貯藏初期（0～20 d），各組李光杏干的還原糖含量均呈下降的趨勢，至20d時，0.50mL/kg、0.75 mL/kg、1.0 mL/kg柑橘精油熏蒸處理組的還原糖含量分別為12.49 g/100 g、12.74 g/100 g、12.35 g/100 g，均顯著高于對照組的12.08 g/100 g（P＜0.05）。貯藏20～30 d時，杏干還原糖含量增加，可能因為多糖的降解總量大于還原糖的代謝總量[24]。貯藏30～60 d時，杏干還原糖含量降低，可能是由于以還原糖為底物的呼吸作用與美拉德反應(yīng)共同消耗所致[25-26]。貯藏結(jié)束后，0.75 mL/kg熏蒸處理組效果最好，其還原糖含量為11.44 g/100 g，顯著高于其他組（P＜0.05）。此外，在貯藏期內(nèi)，1.25 mL/kg熏蒸組與對照組間整體差異不顯著，但高于對照組，可能是由于高濃度精油熏蒸加速了植物組織代謝，糖類作為呼吸底物被快速消耗[27]。

由圖1B可知，貯藏初期（0～20 d），同柑橘精油熏蒸處理相比，百里香精油熏蒸處理后李光杏干還原糖含量下降相對較緩慢，至20 d時，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸組的還原糖含量為13.00 g/100 g，顯著高于其他各組（P＜0.05）。這可能是由于百里香精油的抗氧化性較強(qiáng)，抑制其貯藏過程中的呼吸消耗[28]。貯藏20～30 d時，李光杏干還原糖含量上升幅度為2.97%～5.81%。從貯藏30 d開始，處理組還原糖含量顯著高于對照組（P＜0.05），至60 d時，0.30 mL/kg熏蒸組的還原糖含量最高，為11.80 g/100 g，說明低濃度的百里香精油熏蒸處理對于維持還原糖含量具有一定的作用。

由圖1C可知，與圖1A、B變化規(guī)律相似，隨著貯藏時間的延長，茶樹精油熏蒸處理能夠抑制李光杏干還原糖含量的下降。貯藏至20 d時，0.60 mL/kg茶樹精油熏蒸組的還原糖含量為12.87 g/100 g，顯著高于其他各組（P＜0.05）。在貯藏期結(jié)束后，1.0 mL/kg熏蒸組與對照組的還原糖含量差異不顯著，而其他熏蒸組均顯著高于對照組的10.68 g/100 g（P＜0.05），其中0.60 mL/kg熏蒸處理組效果最好，其還原糖含量為11.66 g/100 g。

圖1 不同熏蒸劑對李光杏干還原糖含量的影響Fig.1 Effects of different fumigantson reducing sugar contentsof dried Liguang apricots

2.1.2 不同植物精油熏蒸對李光杏干貯藏期間可滴定酸含量的影響

有機(jī)酸是影響果實貯藏保鮮品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，其含量對風(fēng)味、口味和營養(yǎng)價值等都具有重要影響[29-30]。圖2A、B、C分別為柑橘精油、百里香精油、茶樹精油熏蒸的李光杏干貯藏過程中可滴定酸含量的變化情況，可以看出，隨著貯藏時間的延長，李光杏干的可滴定酸含量呈下降的趨勢。鄧豪等[31]研究也發(fā)現(xiàn)吊干杏在NO熏蒸處理后常溫貯藏60 d，其可滴定酸含量在貯藏過程中呈下降的趨勢，與本試驗結(jié)果一致，但貯藏結(jié)束后其含量較初始值相比下降幅度較大，這可能是由于植物精油熏蒸較NO處理更能減緩杏干貯藏期間的糖酸代謝。

圖2 不同熏蒸劑對李光杏干可滴定酸含量的影響Fig.2 Effectsof different fumigants on titratable acid contents of dried Liguang apricots

由圖2A可知，貯藏前期（0～20 d），各組李光杏干的可滴定酸含量下降速率較大，至30 d時，對照組的可滴定酸含量為1.92%，顯著低于熏蒸組（P＜0.05），相比于貯藏初始（可滴定酸含量為2.34%），其下降了0.42個百分點。這可能是由于貯藏環(huán)境引起其以酸為底物的代謝活動比較強(qiáng)烈[32]。貯藏后期（40～60 d），李光杏干可滴定酸含量下降趨于平緩，這可能是由于其貯藏過程中自身呼吸消耗的同時發(fā)生非酶褐變產(chǎn)生部分酸類，如甲酸、乙酸、丙酸等有機(jī)酸，致使后期可滴定酸下降趨勢緩慢[33]，至60 d時，熏蒸組的可滴定酸含量均高于對照組，其中0.75 mL/kg熏蒸組的可滴定酸含量最高，為1.87%，顯著高于對照組（P＜0.05）。

由圖2B可知，貯藏期內(nèi)，同柑橘精油熏蒸處理相比，百里香精油熏蒸處理后李光杏干可滴定酸含量均顯著高于對照組（P＜0.05），這可能是由于百里香精油成分能夠較好地抑制其代謝過程中的三羧酸循環(huán)，減少了有機(jī)酸的消耗[34]。其中，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸組效果較好，且在貯藏后期（40～60 d）可滴定酸含量顯著高于其他熏蒸組（P＜0.05）；至60 d時，其含量為1.91%，顯著高于對照組（P＜0.05）。

由圖2C可知，與圖2A、B變化規(guī)律相似，隨著貯藏時間的延長，茶樹精油熏蒸處理能夠抑制李光杏干可滴定酸含量的下降。貯藏10 d時，0.60 mL/kg茶樹精油熏蒸組的可滴定酸含量為2.28%，顯著高于其他各組（P＜0.05）；至20 d時，各組間可滴定酸含量差異性變小。貯藏結(jié)束后，熏蒸組的可滴定酸含量由高到低分別為1.88%、1.85%、1.84%、1.82%、1.80%，均顯著高于對照組的1.76%（P＜0.05）。以上結(jié)果說明，0.60 mL/kg茶樹精油熏蒸處理可有效抑制貯藏過程中可滴定酸含量的下降。

2.1.3 柑橘精油熏蒸對李光杏干感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著柑橘精油熏蒸濃度的增加，貯藏結(jié)束后的李光杏干感官評分呈先上升后下降的趨勢，相比于對照組，0.75 mL/kg柑橘精油熏蒸處理顯著提升了杏干的感官評分（P＜0.05），這可能是由于其改善了李光杏干貯藏期的糖分和酸度，維持了良好的風(fēng)味，同時抑制色澤的下降，使李光杏干總體接受性較好。當(dāng)柑橘精油濃度高于0.75 mL/kg時，則會顯著降低李光杏干的感官評分（P＜0.05）。這可能是由于精油濃度過大時，其氣味掩蓋了杏干的風(fēng)味[35]。因此，柑橘精油熏蒸濃度選用0.75 mL/kg時效果最好。

圖3 柑橘精油對李光杏干感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effectsof citrusessential oil on sensory qualitiesof dried Liguangapricots

2.1.4 百里香精油熏蒸對李光杏干感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著百里香精油熏蒸濃度的增加，可以逐漸提高貯藏結(jié)束后的李光杏干的感官評分，相比于對照組，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸處理顯著提高了李光杏干感官評分（P＜0.05）。當(dāng)百里香精油濃度高于0.30 mL/kg時，李光杏干感官評分呈下降的趨勢。因此，百里香精油熏蒸濃度選用0.30 mL/kg時效果最好。

圖4 百里香精油對李光杏干感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effectsof thyme essential oil on sensory qualities of dried Liguang apricots

2.1.5 茶樹精油熏蒸對李光杏干感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，隨著茶樹精油熏蒸濃度的增加，可以逐漸提高貯藏結(jié)束后的李光杏干的感官評分，相比于對照組，0.60 mL/kg茶樹精油熏蒸處理顯著提升了李光杏干的感官評分（P＜0.05）。當(dāng)茶樹精油的熏蒸濃度繼續(xù)增加時，感官評分顯著降低（P＜0.05）。因此，茶樹精油熏蒸濃度選取0.60 mL/kg時效果最好。邵興鋒等[36]研究也發(fā)現(xiàn)使用體積分?jǐn)?shù)為0.66mL/L的茶樹精油于33.3℃熏蒸3.1 h時，可顯著抑制草莓品質(zhì)的下降。

圖5 茶樹精油對李光杏干感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effects of tea tree essential oil on the sensory qualitiesof dried Liguangapricots

2.2 正交試驗結(jié)果

以李光杏干貯藏60 d時的感官評價為考察指標(biāo)，依據(jù)單因素試驗結(jié)果設(shè)計正交試驗，結(jié)果見表3。

由表3可知，影響復(fù)合精油熏蒸處理后李光杏干感官評分的主次順序為：B＞C＞A，確定最優(yōu)組合為A2B2C2，即柑橘精油0.75 mL/kg，百里香精油0.30 mL/kg，茶樹精油0.60 mL/kg。在此條件下，進(jìn)行3次驗證試驗，得到李光杏干貯藏結(jié)束后的感官評分為93.00分，高于正交試驗中各組合。

表3 熏蒸工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table3 Orthogonal test resultsof fumigation processoptimization

2.3 復(fù)合精油熏蒸對李光杏干貯藏品質(zhì)的影響

2.3.1 復(fù)合精油熏蒸對李光杏干貯藏期間色澤（L*值）的影響

色澤是衡量干制果品品質(zhì)最直觀的判斷標(biāo)準(zhǔn)之一，可反映其劣變的程度，甚至病害侵染的程度，直接影響產(chǎn)品的可接受性，杏干貯藏期的最佳色澤使其能夠維持鮮杏的原有亮度，而CIELab表色系統(tǒng)中的L*值為明度指數(shù)，反映的是白度和亮度的綜合值，故選擇其作為杏干色澤的評價指標(biāo)[37-39]。由圖6可知，在高溫高濕環(huán)境中，李光杏干各組的L*值隨著貯藏時間的延長均呈下降的趨勢，且在同一貯藏時間內(nèi)，熏蒸組的L*值顯著高于對照組（P＜0.05）。貯藏結(jié)束后，熏蒸組、對照組的L*值分別為34.81、32.88，表明熏蒸處理有利于延緩杏干貯藏期間的褐變，保持其較好的顏色。貯藏后期，L*值下降趨于平緩，可能是由于杏干中的氧化反應(yīng)物質(zhì)消耗所致。

圖6 熏蒸處理對李光杏干L*值的影響Fig.6 Effects of fumigation treatment on L*value of dried Liguang apricots

2.3.2 復(fù)合精油熏蒸對李光杏干貯藏期間水分含量的影響

水分含量是衡量干制果品貯藏穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，決定著其品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)及風(fēng)味的變化，直接影響產(chǎn)品的食用品質(zhì)[40-41]。由圖7可知，在高溫高濕環(huán)境中，李光杏干各組的水分含量隨著貯藏時間的延長均呈上升趨勢，且在同一貯藏時間內(nèi)，熏蒸組的水分含量顯著低于對照組（P＜0.05）。貯藏前期，二者含量差別較小，貯藏20 d開始，對照組的水分含量明顯上升，熏蒸組雖上升，但幅度相對偏小，二者差異顯著（P＜0.05）。貯藏結(jié)束后，熏蒸組、對照組的水分含量分別為20.85%、21.57%，可能是由于植物精油具有良好的成膜特性，能夠在杏干表面形成保護(hù)層，從而在一定程度上降低了外界水分的滲透速度[42]。

圖7 熏蒸處理對李光杏干水分含量的影響Fig.7 Effects of fumigation treatment on water contentsof dried Liguangapricots

2.3.3 復(fù)合精油熏蒸對李光杏干貯藏期間微生物的影響

微生物是引起干制果品在銷售、貯藏過程中品質(zhì)劣變的重要因素，嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的商品價值和食用安全性[43]。由圖8可知，在高溫高濕環(huán)境中，李光杏干各組的表面微生物數(shù)量隨著貯藏時間的延長均呈上升的趨勢，熏蒸處理可以有效降低杏干表面細(xì)菌、霉菌及酵母菌的數(shù)量，且在同一貯藏時間內(nèi)，熏蒸組的微生物數(shù)量顯著低于對照組（P＜0.05）。貯藏前，熏蒸組的李光杏干表面細(xì)菌、霉菌及酵母菌的菌落總數(shù)分別下降了1.18、0.72（lg（CFU/g）），這可能是由于植物精油通過破壞微生物的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)，降低或抑制其分生孢子的產(chǎn)生和萌發(fā)，從而達(dá)到抑菌效果[44-45]。貯藏結(jié)束后，細(xì)菌、霉菌及酵母菌菌落總數(shù)分別比對照組低1.01、0.85（lg（CFU/g）），說明復(fù)合精油熏蒸能夠顯著抑制杏干高溫高濕環(huán)境貯藏下微生物的生長。Dwivedy等[46]研究發(fā)現(xiàn)，薄荷精油能夠抑制干果表面的真菌污染，并確定了使用安全限量，與本試驗結(jié)果一致。

圖8 熏蒸處理對李光杏干表面微生物的影響Fig.8 Effectsof fumigation treatment on surfacemicrobesof dried Liguang apricots

3 結(jié)論

在37℃、RH 90%的濕熱貯藏條件下，柑橘精油、百里香精油、茶樹精油熏蒸處理均能夠有效抑制李光杏干貯藏過程中還原糖、可滴定酸含量的下降，提高李光杏干的感官評分，較好地維持李光杏干貯藏品質(zhì)的穩(wěn)定性。通過單因素結(jié)合正交試驗得出適合李光杏干保鮮的復(fù)合植物精油熏蒸濃度最佳配比為：0.75 mL/kg柑橘精油、0.30 mL/kg百里香精油、0.60 mL/kg茶樹精油，該條件下李光杏干貯藏結(jié)束后的感官評分最高。

此外，復(fù)合精油熏蒸處理可明顯改善李光杏干的色澤（L*值），顯著延緩其水分含量的上升，降低果實表面微生物（細(xì)菌、霉菌及酵母）的菌落總數(shù)，保持杏干的質(zhì)地和風(fēng)味，延長貯藏期。在60 d貯藏期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)蟲卵，可能是由于貯藏時間過短，尚未達(dá)到印度谷螟幼蟲羽化，或由于植物精油熏蒸對蟲卵具有良好的觸殺作用，對于其蟲害的抑制機(jī)理還需進(jìn)一步延長貯藏期以待觀察。