中藥提取物對‘紅地球’葡萄保鮮效果的影響

崔偲旻，任航，劉清逸，孟江飛,2

（1. 西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100；2. 陜西省葡萄與葡萄酒工程研究中心，陜西楊凌 712100）

葡萄是我國主栽水果之一，2021年我國葡萄園面積居世界第三位。鮮食葡萄種植區(qū)域較廣，因其味長汁多、香甜可口、色澤多樣，深受人們的青睞。葡萄采后貯藏過程中常常存在病害嚴重、軟化等問題，極大地影響了葡萄的品質(zhì)，無法滿足消費者對新鮮果實的需求[1]。我國葡萄采后保鮮方法主要采用低溫貯藏、化學保鮮劑、保鮮膜等方式[2]。近年來，隨著消費者食品安全意識的提高，傳統(tǒng)化學保鮮劑高殘留問題受到重視，研發(fā)綠色無害的新型保鮮技術(shù)愈發(fā)受到關(guān)注[3]，從動植物體中提取的無毒、高效且經(jīng)濟的天然食品保鮮劑，具有優(yōu)良的分散性、保濕性、抗菌性等諸多優(yōu)點，天然保鮮劑的開發(fā)逐漸成為熱潮[4]。前人探究了蘆薈、香辛料、木醋液、苦菜等多種植物提取物對葡萄保鮮貯藏的影響[5-7]，在水果保鮮貯藏領(lǐng)域，天然保鮮劑的研發(fā)和應用是大勢所趨。

‘紅地球’葡萄是我國僅次于‘巨峰’的第二大鮮食葡萄品種，果色鮮艷，果粒飽滿，果肉硬而脆，品質(zhì)優(yōu)良，耐貯藏，在鮮食葡萄市場頗受追捧[8]?！t地球’葡萄雖耐貯藏，但在采后貯藏過程中仍易受病原菌的侵染，使鮮果品質(zhì)下降，甚至腐爛變質(zhì)，嚴重影響了經(jīng)濟效益[9]。目前，市場上包括‘紅地球’葡萄在內(nèi)的常用保鮮劑均是含硫制劑，使用不當易發(fā)生漂白和腐爛現(xiàn)象[10]。且硫的過度應用容易給人體造成危害[11-14]。尋找代替硫且能延長貯藏期的保鮮方法是葡萄果實采后貯藏中有待解決的問題之一[10]。

我國中草藥品種繁多，資源十分豐富。中草藥的大多成分，如萜類化合物及其衍生物、生物堿、酰胺、黃酮類、芪類和酚類等都具有良好的抑菌作用[15]。前人在中草藥抑菌試驗中發(fā)現(xiàn)，黃連、大黃、黃苓等有較強的抑菌能力[16]。本試驗嘗試以抑菌效果較好的黃連、大黃、黃苓、大青葉、艾葉及其復方提取物作為保鮮劑，探究不同中藥提取物對‘紅地球’葡萄保鮮效果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

‘紅地球’葡萄采自陜西省合陽縣。

中藥粉末：市售黃連、黃芩、大黃、艾葉、大青葉中藥材粉末，用打粉機打粉制得。

儀器設(shè)備：3804R臺式離心機，eppendorf公司；LABCONCO CentriVap臺式真空離心濃縮儀，LABCONCO公司；UV-1780紫外分光光度計，島津企業(yè)管理（中國）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 中藥提取物制備方法

稱取黃連、黃芩、大黃、大青葉、艾葉及其復方（黃連3份、黃芩2份、大黃2份、艾葉2份、大青葉1份）中藥粉末各20 g于250 mL錐形瓶中，加入無水乙醇125 mL，攪拌均勻，超聲提取2 h，10000 r·min-1離心30 min得上清液，重復2次，冷凍蒸發(fā)濃縮后用蒸餾水重懸，再定容到100 mL，濃度為200 g·L-1[17]。

1.2.2 果實處理方法

取配制好的中藥提取物母液，用蒸餾水稀釋使最終提取液濃度為2 g·L-1作為中藥處理；無菌水為CK1，2 g·L-1的亞硫酸鈉（相當于SO2）溶液為CK2。選擇成熟度一致、無病蟲害、無機械損傷的‘紅地球’果穗，將果粒剪下，保留果蒂和2 mm左右果梗，分別在不同中藥提取物水溶液中浸泡[18]1 h，瀝干后放入4 ℃條件下貯藏65 d。期間多次取樣測定相關(guān)指標，第一次取樣于貯后15 d，之后每10 d取樣一次。

1.3 指標測定

1.3.1 爛果率的測定[19]

每次取樣計數(shù)失水皺縮、表皮出現(xiàn)明顯菌斑或表皮破裂的果實數(shù)量為腐爛的果實數(shù)并剔除，以下列公式計算爛果率。

1.3.2 抗壞血酸、可溶性固形物、果皮多酚的測定

抗壞血酸參照2, 6-二氯靛酚染料滴定法[20]；可溶性固形物用手持折光儀測定[21]；果皮多酚參照福林肖卡法測定[22]。

1.3.3 抑菌效果

每次測定時，各處理取大小相同、外形完好的葡萄果實5粒，放入無菌培養(yǎng)皿中，用5 mL無菌水沖洗表面，并取沖洗液200 μL涂于PDA平板上，25 ℃培養(yǎng)，觀察菌落特征[23]，并對造成果實腐爛的灰霉菌菌落進行計數(shù)，測定抑菌率。

1.3.4 果實相關(guān)抗氧化酶活性的測定

在貯存65 d時，參照曹建康等[24]的方法取樣并進行酶活測定。超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定按照參考文獻[24]中方法進行；多酚氧化酶（PPO）活性和過氧化物酶（POD）活性的測定修改為每半分鐘測定一次吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，利用SPSS 26.0軟件進行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果分析

2.1 中藥提取物對葡萄爛果率的影響

由圖1可知，‘紅地球’的爛果率隨貯藏時間的延長而逐漸升高。貯藏15 d時，CK2二氧化硫處理的果實爛果率明顯低于其它組，但隨著貯藏時間的延長，該組的爛果率上升速度較快；貯藏15～55 d，艾葉、大青葉、大黃、復方處理組爛果率增加較緩；貯藏65 d時，CK2的爛果率約為15 d的5.8倍，而復方和黃芩處理組與15 d相比爛果率倍數(shù)的增加均較低，分別為15 d的2.5倍和2.6倍，且除黃連外的其它處理組與15 d相比爛果率均低于CK1；貯藏后期（＞55 d），大青葉和艾葉處理組的爛果率明顯低于其它組。可見，在一定貯藏期內(nèi)，艾葉、大青葉、復方處理對延緩果實腐爛有一定的效果，其中，艾葉和大青葉處理效果較優(yōu)。

圖1 中藥提取物對‘紅地球’果實爛果率的影響Figure 1 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on rotten fruit rate of 'Red

2.2 中藥提取物對葡萄抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是‘紅地球’果實中含有的重要營養(yǎng)物質(zhì)，也是體現(xiàn)葡萄果實貯藏品質(zhì)的指標之一。由圖2可知，葡萄果實中抗壞血酸含量在貯藏期間總體呈下降趨勢，黃芩處理組變化趨勢較平緩；在貯藏35 d時，除CK1外的其它組抗壞血酸含量均略有回升且各處理組抗壞血酸的含量均高于CK1、CK2，其中，大青葉、黃連處理組抗壞血酸含量明顯高于對照組；在45～55 d，與其它組相比，大黃、復方處理組的抗壞血酸含量出現(xiàn)明顯的上升；在55～65 d，與其它組相比，大青葉、艾葉和黃芩處理組的抗壞血酸含量呈上升趨勢，其中，大青葉處理組上升較明顯，而其它組均有所下降；在65 d時，大黃、大青葉處理組的抗壞血酸含量明顯高于其它組?？梢?，在一定的貯藏期內(nèi)，大青葉、大黃、黃芩處理可在一定程度上保持果實的抗壞血酸含量。

圖2 中藥提取物對‘紅地球’果實抗壞血酸含量的影響Figure 2 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on ascorbic acid content of 'Red

2.3 中藥提取物對葡萄果實可溶性固形物的影響

可溶性固形物是指可溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，可作為衡量果實品質(zhì)的指標。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，除黃芩處理組，各組葡萄果實的可溶性固形物含量均大致呈現(xiàn)先下降后上升、最后趨于一致的趨勢；黃芩處理組在貯藏前期（15～25 d）可溶性固形物含量出現(xiàn)小幅度上升，后與其它組變化趨勢相似。在貯藏65 d時，各處理組葡萄果實的可溶性固形物含量均高于對照組。其中，復方、大青葉、黃芩處理組表現(xiàn)較好，說明中藥處理對‘紅地球’果實品質(zhì)有一定的保持作用。

圖3 中藥提取物對葡萄果實可溶性固形物的影響Figure 3 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on soluble solids of grape

2.4 中藥提取物對葡萄果皮多酚含量的影響

多酚物質(zhì)有良好的抗氧化活性，葡萄果實不同部位的多酚物質(zhì)含量有顯著差異，其中果皮中的多酚含量最多。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，除復方、艾葉處理外，各處理組葡萄果皮的多酚含量均呈現(xiàn)先上升后緩慢下降，最后趨于平穩(wěn)的變化趨勢。而復方處理組的果皮多酚含量呈現(xiàn)增長后與其它組趨于一致的趨勢；艾葉處理組的果皮多酚含量呈現(xiàn)先下降后上升再下降，后與其它組趨于一致。在貯藏25 d時，除艾葉組外，各組多酚含量均有上升，黃芩、大黃處理組的多酚含量達到峰值，黃連、大黃和黃芩處理組的多酚含量顯著高于對照組。在貯藏25～35 d時，除復方組，其他組的多酚含量均達到峰值。在貯藏55 d，黃連、大青葉和復方處理組的多酚含量顯著高于對照組；在貯藏65 d時，各組的多酚含量趨于一致，沒有明顯差異，但總體上處理組葡萄果實的多酚含量略高于對照組，也說明了不同中藥處理對‘紅地球’果實品質(zhì)有一定的保持作用，其中黃連、大青葉和復方提取物表現(xiàn)較好。

圖4 中藥提取物對‘紅地球’果皮多酚含量的影響Figure 4 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on polyphenol content in 'Red

2.5 中藥提取物處理后葡萄果實表面抑菌效果變化

灰霉菌（Botrytis cinerea）是引起葡萄果實采后腐爛的主要致病菌，其適應性強，在低溫下仍能生長，具有潛伏侵染和低溫致病的特點。由圖5、6和表1可知，不同中藥提取物處理組與CK1，CK2相比，在貯藏時間為15 d時‘紅地球’果實表面的灰霉菌菌落數(shù)較少，且15 d時各處理組的抑菌率均>85%，其中艾葉處理組的抑菌率達97.64%。而隨著貯藏時間的延長，到65 d時各處理組果實表面的菌落均明顯增多。各處理組間抑菌效果也有差別，其中，艾葉、大青葉、復方處理組表現(xiàn)較好，艾葉處理組表現(xiàn)最優(yōu)。

表1 不同中藥提取物處理后15 d 抑菌效果Table 1 The bacteriostatic effect at 15 days after treatment with traditional Chinese herbal medicine extracts

圖5 中藥提取物處理后15 d 葡萄果實表面灰霉菌比較Figure 5 Comparison of Botrytis cinerea on grape surface

2.6 結(jié)束貯藏后葡萄果實相關(guān)抗氧化酶活性測定

過氧化物酶（POD）與超氧化物歧化酶（SOD）是植物體內(nèi)普遍存在的重要抗氧化保護酶，多酚氧化酶（PPO）與果實褐變有關(guān)，其活性可用于反映某一生長階段植物體內(nèi)的代謝及抗逆性，在一定程度上反映出葡萄的貯藏品質(zhì)。由表2可知，部分經(jīng)中藥提取物處理的葡萄果實結(jié)束貯藏后的相關(guān)抗氧化酶活性與對照組有較大差異，對照組間相關(guān)抗氧化酶活性也存在顯著差異。黃芩、大黃處理組果實的PPO活性高于CK1，但沒有明顯差異，其它組均明顯低于CK1；黃芩、大黃、艾葉處理組果實的POD活性顯著高于CK1和CK2，黃連、復方處理組POD活性略低于CK1；黃芩處理組果實的SOD活性顯著高于其他處理及CK1、CK2，艾葉組SOD活性顯著高于CK2但與CK1無顯著差異，其它處理組活性均顯著高于CK2、低于CK1。CK2與CK1對比，傳統(tǒng)方法二氧化硫處理組果實的PPO、POD、SOD活性均顯著低于無菌水處理組?？梢?，黃芩、艾葉處理在一定程度上能保持果實的貯藏品質(zhì)。

圖6 中藥提取物處理后65 d葡萄表面灰霉菌比較Figure 6 Comparison of Botrytis cinerea on grape surface

3 討論

近年來食品安全問題頻發(fā)[25]，傳統(tǒng)化學保鮮劑易殘留的特性受到重視[26]，尋找其替代品成為熱點。物理保鮮主要通過改變影響果蔬品質(zhì)的物理因素達到保鮮的目的[27]，有一定的效果，但存在技術(shù)難度大、成本高等問題[28-29]。而來源于動物、植物、微生物等的生物保鮮劑與化學保鮮劑相比有殘留低、易降解等優(yōu)勢，安全性更高[30]。國外已有報道植物源生物分子在食品保鮮上具有抗菌作用，也說明了植物源保鮮劑的巨大潛力[31-33]。鑒于國內(nèi)豐富的中草藥資源，本研究選用中藥材的乙醇提取物為保鮮劑，來評估對采后貯藏的‘紅地球’葡萄的保鮮效果具有積極意義。

從爛果率來看，在一定貯藏期內(nèi)，艾葉、大青葉、復方處理對延緩果實腐爛有一定的效果，其中，艾葉和大青葉效果較優(yōu)；從抗壞血酸含量來看，在貯藏中期及結(jié)束時，大青葉、大黃、黃芩中藥處理組抗壞血酸含量均高于對照組；從可溶性固形物含量來看，隨著貯藏時間的延長，各組含量趨于一致，這與孫思勝等[18]的研究結(jié)果相似；在果皮多酚含量方面，中藥提取物處理后的葡萄果實多酚含量呈先上升后緩慢下降的趨勢，且到36 d時各處理組多酚含量極低[18]。而本研究中，各組多酚含量在貯藏后期趨于一致，且在貯藏55 d時多酚含量仍保持良好，這可能與葡萄品種有關(guān)。

各處理對葡萄表面菌類均有抑制效果，灰霉菌菌落較少，這與胡倩等[34]和付靜等[35]的研究結(jié)果一致。但可能因葡萄與柑橘病原菌種類不同及中藥提取物的差異，黃連提取物在葡萄與柑橘研究中表現(xiàn)出不同的抑制效果[36]。

本研究對結(jié)束貯藏（65 d）的葡萄果實進行了酶活測定，發(fā)現(xiàn)黃芩、艾葉處理能在一定程度上使抗氧化保護酶SOD、POD保持較高活性，其中艾葉處理能使PPO活性處于較低水平，再次證明了中藥提取物在保持水果品質(zhì)方面的應用潛力[37]。

前人研究發(fā)現(xiàn)，包括中藥源在內(nèi)的植物源保鮮劑的保鮮機制存在多種形式。一類是通過破壞細胞壁結(jié)構(gòu)，改變病原菌細胞膜的通透性和完整性，進而造成外滲，達到抑制的目的。此外，提取物中的一些成分如黃酮類和酚類，通過調(diào)節(jié)相關(guān)抗氧化酶的表達，提高抗氧化活性或者增加非抗氧化物來延緩果蔬氧化變質(zhì)。另外，還有通過干擾病原菌呼吸代謝、蛋白質(zhì)合成等途徑來發(fā)生作用[15,38]。中藥源保鮮機制方面的研究仍需進一步挖掘和探討。

在此前的研究中已發(fā)現(xiàn)中藥提取物抗菌的有效成分主要為萜類化合物及衍生物、含氮含硫化合物（生物堿、酰胺、蛋白等）、芳香族化合物（黃酮類、芪類、酚類等）、脂肪族類化合物（脂肪酸、長鏈碳烷等）四類[15]。目前在果蔬保鮮方面，大多研究主要以中藥的乙醇提取物為保鮮劑，對其中的主要成分及作用機制研究較少。且對中藥提取物保鮮劑的應用形式多為浸泡和噴施，也有通過成膜劑來實現(xiàn)保鮮的方法[38]。隨著先進技術(shù)的發(fā)展，如納米技術(shù)、生物酶等，結(jié)合安全綠色的中藥提取物來開拓果蔬保鮮的新形式必是大勢所趨，對人類健康將有重大貢獻。

4 結(jié)論

與對照組相比，大青葉處理組的葡萄果實多酚、抗壞血酸、可溶性固形物含量等下降速度均較慢、爛果率較低、抑菌效果較優(yōu)，與褐變相關(guān)的PPO酶活性較低；艾葉處理組爛果率較低、抑菌效果最優(yōu)，抗氧化保護酶活性較高，與褐變相關(guān)的PPO酶活性較低；黃芩處理組抗氧化保護酶活性顯著高于其他處理組，抗壞血酸、可溶性固形物含量下降速度較慢，但可能因葡萄果實表面的水分未完全瀝干，葡萄表面菌物較多，爛果率較高；復方處理組在保持可溶性固形物和多酚含量方面效果較好，抑菌效果較優(yōu)。綜合來看，大青葉、艾葉和黃芩處理對‘紅地球’果實的貯藏品質(zhì)有一定效果且表現(xiàn)較優(yōu)，其中大青葉處理組表現(xiàn)最優(yōu)，其次是艾葉，黃芩。其中，大青葉和艾葉處理在一定程度上能較好地抑制葡萄表面病原菌的生長，延緩葡萄果實的腐爛，而黃芩處理主要是維持葡萄果實較高的抗氧化保護酶活性來保持果實品質(zhì)。