植物精油对草莓果实腐烂和品质的影响

吴 新，金 鹏，孔繁渊，段杨峰，赵 静，申 杰，丁 艳，郑永华

(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)

植物精油对草莓果实腐烂和品质的影响

吴 新，金 鹏，孔繁渊，段杨峰，赵 静，申 杰，丁 艳，郑永华*

(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)

以“丰香”草莓为试材，研究不同添加量(0.5、1、5、10μL/L)的香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、沉香萜醇和异硫氰酸稀丙酯(AITC)处理对草莓果实常温和低温保鲜的效果。结果表明，五种植物精油都能显著抑制草莓果实在20℃和5℃贮藏期间腐烂的发生，其中以AITC处理的效果最好。但处理水平过高，即AITC和紫苏醛处理水平达到5μL/L、其他3种精油处理水平为10μL/L时，会对果实产生药害。采用适宜处理水平的各种植物精油处理还可显著抑制果实在5℃贮藏时质量损失率的上升和硬度的下降、保持较高的可滴定酸、可溶性固形物、VC、总糖和还原糖含量，从而保持果实品质。因此，植物精油处理在草莓果实防腐保鲜中具较好的应用前景。

精油；草莓；腐烂；品质

草莓(Fragaria ananassa Duch.)属于浆果类水果，以其营养丰富，酸甜可口而受到大众的喜爱。但草莓果实无外果皮保护，组织娇嫩，含水量高，易受机械损伤和灰葡萄孢霉侵染而腐烂变质，采后损失率极高[1-2]。目前，国内外草莓果实常用的贮藏方法是冷藏结合化学保鲜剂处理，但化学保鲜剂长期和大量使用会产生食品安全、抗药性以及环境污染等问题。因此，寻找安全有效的草莓果实保鲜技术具重要现实意义。

植物精油是广泛存在于植物体内的一类具有芳香气味的油状液体的总称[3]，其中被美国FDA认可为“一般认为安全的物质”(generally recognized as safe，GRAS)而允许作为食品添加剂使用的有2068种[4]。植物精油有很强的抗菌作用，近年来有关植物精油对果蔬防腐保鲜作用的研究较多[5]。研究表明，植物精油对樱桃番茄[6]、葡萄[7]、蓝莓[8-9]、木莓[10]、黑莓[11]和即食生菜与胡萝卜[12]等多种果蔬均有显著的防腐效果。Chanjirakul等[11]发现茉莉酸甲酯和茶树精油等植物精油不仅能显著减少草莓果实的腐烂，还可提高果实的抗氧化能力。但目前很多研究都是针对精油复合物，而对精油单体的作用研究较少。本实验研究香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、沉香萜醇和异硫氰酸稀丙酯等5种植物精油单体(结构式见图1)对草莓常温贮藏时果实腐烂的影响，以筛选各种植物精油处理的适宜处理水平，在此基础上研究了适宜处理水平精油处理对草莓低温贮藏时果实主要品质指标和腐烂的影响，以验证植物精油的保鲜效果，为植物精油在草莓果实保鲜中的应用提供依据。

图1 5种精油单体的结构式Fig.1 Chemical structures of 5 essential oils used in this study

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

供试草莓采摘于南京市马群草莓种植基地，品种为“丰香”。果实采后立刻运送回实验室，挑选无腐烂、无机械损伤、大小和成熟度一致的果实用于以下实验。

香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、沉香萜醇、异硫氰酸稀丙酯(AITC，纯度≥97%) 美国Sigma公司；酚酞 上海化学试剂采购供应站分装厂；氢氧化钠(封装在玻璃瓶中) 汕头市西陇化工厂。

TA-XT2i型质构仪 英国Stable Micro System公司；GL-20G-H型冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；CR-200色差计 日本Minota公司。

1.2 方法

1.2.1 常温保鲜实验

将挑选好的草莓果实放在贴有滤纸的500mL塑料盒中，每盒10个果实，然后在滤纸上添加不同剂量的精油溶液，将塑料盒用订书钉订合再套上厚度为0.02mm聚乙烯保鲜袋，让精油在塑料盒内慢慢挥发，以达到不同的处理水平(0.5、1、5μL/L和10μL/L)。处理后的草莓果实在20℃贮藏3d后，取样测定果实腐烂指数并观察药害情况，以确定每种植物精油保鲜处理的适宜处理水平。每个处理重复3次，整个实验重复3次。

1.2.2 低温保鲜实验

草莓果实采用常温保鲜实验筛选出来的适宜处理水平进行处理，然后于5℃贮藏12d，贮藏期间每隔2d取样测定果实腐烂指数和主要品质指标。每个处理重复3次，整个实验重复3次。

1.3 指标测定方法

1.3.1 腐烂指数测定

参照陈学红等[13]的方法测定。按果实腐烂面积大小划分腐烂程度为4级：0级，无腐烂；1级，果面有1～3个小腐烂斑点；2级，腐烂面积占果实面积的25%～50%；3级，大于果实面积的50%。

1.3.2 质量损失率测定

采用称量法测定。

1.3.3 果实硬度及可溶性固形物(total soluble solids，TSS)测定

用质构仪测定果实硬度。探头(SMSP/6)直径为5mm。下压距离为5mm，下压速度为1mm/s，取最大值，重复10次，取平均值[14]。手持阿贝折光仪测定果实TSS含量[15]。

1.3.4 可滴定酸(titratable acidity，TA)和VC含量测定

TA含量用碱滴定法，结果以柠檬酸百分数表示[15]；果实VC含量测定采用邻菲啰啉法，含量以g/kg表示[16]。

1.3.5 总糖和还原糖测定

总糖用蒽酮比色法，还原糖用DNS法测定，结果均以g/kg表示[17]。

1.3.6 果实表面颜色测定

用色差计测定L*、a*、b*值，并计算得色度(C)、色调角Hue值。

式中：L*表示亮度，取值0～100，值越大，亮度越大；a*、b*有正负之分，＋a*表示红度，-a*表示绿度，＋b*表示黄度，-b*表示蓝度[13]。

1.4 数据统计与分析

以上指标测定除果实腐烂指数、硬度和颜色测定重复10次外，其余指标均重复3次。试验数据分析采用SAS 8.2软件进行分析，用Tukey多重比较方法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 植物精油处理对草莓果实常温保鲜的效果

表1 不同精油处理水平处理对草莓果实在20℃贮藏3d后腐烂指数的影响Table 1 Effects of postharvest treatments with essential oils at various concentrations on decay index of strawberries after storage at 20 ℃ for 3 days

由表1可见，供试的5种精油对草莓果实的腐烂均有不同程度的抑制作用，且防腐效果随着处理水平的增加而提高。当AITC、紫苏醛和肉桂醛处理水平为1μL/L，香芹酚和沉香萜醇处理水平为5μL/L时，都可显著抑制草莓果实腐烂指数的上升(P≤0.05)，其中以AITC处理的效果最好，在20℃贮藏3d后，果实腐烂指数仅为21.38%，而对照果实达到51.56%。但精油处理处理水平过高，即AITC和紫苏醛处理水平达到5μL/L，其他3种精油处理水平为10μL/L时，会对果实产生药害，表现为果实发生褐变和质地软化，从而使果实失去商品性。因此，综合植物精油对果实腐烂和药害的影响，初步筛选出草莓果实保鲜的适宜精油处理水平AITC、紫苏醛和肉桂醛为1μL/L，香芹酚和沉香萜醇为5μL/L。以这些适宜处理水平进行下面的低温保鲜试验，以进一步验证植物精油对草莓果实保鲜的效果。

2.2 植物精油处理对草莓果实低温保鲜的效果

2.2.1 对果实腐烂指数和质量损失率的影响

图2 植物精油处理对草莓果实腐烂指数(A)和质量损失率(B)的影响(5℃，12d)Fig.2 Effects of postharvest treatments with essential oils on decay index (A) and weight loss (B) of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

草莓果实含水量高，采后易发生腐烂和失水，从而失去商品性。如图2所示，草莓果实的腐烂指数和质量损失率在贮藏期间都呈上升趋势，5种精油处理均显著(P≤0.05)抑制果实腐烂指数和质量损失率的增加，其中以AITC、紫苏醛、肉桂醛和香芹酚效果较好，但各处理间差异不显著；而沉香萜醇效果较差，与其他4种精油差异显著，这与常温实验的结果一致。

2.2.2 对果实硬度和TSS的影响

图3 植物精油处理对草莓果实硬度(A)和TSS含量(B)的影响(5℃，12d)Fig.3 Effects of postharvest treatments with essential oils on fruit firmness (A) and TSS (B) of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

果实硬度和TSS含量是果实品质的重要指标，也是反映果实成熟衰老的重要指标。在贮藏期间，草莓果实的硬度和TSS含量都呈下降趋势(图3)。5种精油处理均能显著(P≤0.05)抑制草莓果实硬度的下降，其中以AITC的效果最好。贮藏结束时，AITC处理果实的硬度为1.57kg/cm2，显著高于对照果实的1.21kg/cm2。精油处理可以保持较高的可溶性固形物含量，但与对照无显著差异。

2.2.3 对果实TA和VC含量的影响

TA和VC含量也是评价草莓果实品质的重要指标。在贮藏期间，草莓果实的TA含量呈先上升后下降趋势，而VC含量则逐渐下降(图4)。5种植物精油处理对草莓果实TA含量变化没有显著影响，但可以抑制VC含量的下降。贮藏结束时，香芹酚、沉香萜醇和肉桂醛处理果实的VC含量分别为0.50、0.49g/kg和0.45g/kg，显著高于对照果实的0.41g/kg。

图4 植物精油处理对草莓果实TA(A)和VC含量(B)的影响(5℃，12d)Fig.4 Effects of postharvest treatments with essential oils on TA (A) and vitamin C content (B) of strawberry fruits during storage at 5 ℃for 12 days

2.2.4 对果实总糖和还原糖含量的影响

如图5所示，草莓果实总糖含量随着贮藏时间的延长逐渐降低，精油处理可抑制总糖含量的下降，贮藏12d后，各精油处理果实的总糖含量显著高于对照。草莓果实还原糖含量先升后降，各种精油均能显著(P≤0.05)抑制还原糖含量的下降。

图5 植物精油处理对草莓果实总糖(A)和还原糖(B)的影响(5℃，12d)Fig.5 Effects of postharvest treatments with essential oils on total sugar (A) and reducing sugar (B) of strawberries during storage at 5 ℃for 12 days

2.2.5 对果实颜色的影响

图6 植物精油处理对草莓果实颜色的影响(5℃，12d)Fig.6 Effects of postharvest treatments with essential oils on surface color parameters of strawberries during storage at 5 ℃ for 12 days

草莓果实表面颜色L*、b*、C值和Hue值在贮藏期间都呈下降趋势，而a*值呈先上升后下降趋势(图6)。5种植物精油处理对果实颜色各测定值的变化无显著影响，说明精油处理对草莓果实的颜色影响较小。

3 讨 论

果实腐烂是限制草莓等浆果类水果采后保鲜的主要问题。近年来的研究发现，采用麝香草酚、薄荷醇和丁香油酚等植物精油处理均能显著降低采后草莓、木莓和蓝莓[18]等浆果类果实的腐烂，从而延长保鲜期。由于植物精油种类繁多，对不同水果保鲜的效果和适宜处理水平存在很大差异。如用茶树精油保鲜木莓果实的适宜处理水平为100μL/L，而用AITC处理只需要5μL/L，且其抑制腐烂的效果要优于茶树精油[10]。本研究表明，采用1μL/L AITC、紫苏醛和肉桂醛以及5μL/L香芹酚和沉香萜醇处理均能显著抑制草莓采后常温和低温贮藏中的腐烂，且以AITC处理的效果最好，沉香萜醇的效果较差。但处理处理水平过高，则会对果实产生药害。李鹏霞等[19]和Arrebola等[20]在研究植物精油对番茄和桃等水果的保鲜作用时，也观察到了果实发生褐变的药害现象。因此，精油用于各种果实保鲜时，必须采用适宜的处理处理水平。目前，高处理水平植物精油对果实产生药害的机理还未见报道，可能与植物精油损伤果实细胞膜，从而导致细胞内含物的外泄和促进氧化作用有关。

在本实验中，5种精油处理均能保持较高的TSS、TA和VC含量，显著抑制草莓果实硬度、还原糖和总糖的下降，从而保持品质。李鹏霞等[21]也发现丁香酚和丁香叶油处理均能显著抑制苹果果实硬度、TSS和TA的下降，从而保持果实品质。植物精油处理保持较高的TSS和TA含量，可能与其抑制果实的呼吸作用有关。但冯武等[22]研究发现肉桂精油处理对樱桃番茄果实的硬度、VC和TSS含量没有显著影响，这可能是由于不同种类的精油对不同水果的作用不同引起的。

综上所述，适宜处理水平的植物精油能够显著抑制草莓果实的腐烂，保持较高的果实品质，由于植物精油具安全和无残留等特点，因而在草莓果实的保鲜上具较好的应用前景。

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Effect of Essential Oils on Postharvest Decay and Quality of Strawberry Fruits

WU Xin，JIN Peng，KONG Fan-yuan，DUAN Yang-feng，ZHAO Jing，SHEN Jie，DING Yan，ZHENG Yong-hua*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Freshly harvested strawberries (Fragaria ananassa Duch. cv. Fengxiang) were used to explore the preservation effect of 5 essential oils including carvacrol, cinnamaldehyde, perillaldehyde, linalool and allyl isothiocyanate at various concentrations (0.5, 1, 5,10μL/L) during storage at 20 or 5 ℃. The results showed that all of the 5 essential oils could significantly inhibit the incidence of fruit decay at both 5 ℃ and 20 ℃ of which, allyl isothiocyanate revealed the most obvious inhibitory effect. However, high concentrations of essential oil such as allyl isothiocyanate and perillaldehyde at 5μL/L and the other three essential oils at 10μL/L could result in chemical injury of strawberry fruits. Treatments with each essential oils at appropriate concentrations significantly inhibited the increase of weight loss and the decrease of firmness, retained higher levels of titratable acidity, total soluble solids, vitamin C, total sugar and reducing sugar, thereby maintaining better fruit quality. These results suggested that essential oil treatment might be a promising method to control fruit decay and maintain high quality for postharvest strawberries.

essential oil；strawberry fruit；decay；quality

TS255.3；S668.4

A

1002-6630(2011)14-0323-05

2010-12-02

国家科技人员服务企业行动项目(2009GJC10010)

吴新(1986—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail：2008108056@njau.edu.cn

*通信作者：郑永华(1963—)，男，教授，博士，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail：zhengyh@njau.edu.cn