砂仁精油成分分析及其对草莓的保鲜效果*

韩林，胡廷章，肖国生，汪开拓，黄乾方，詹媛媛

(重庆三峡学院生命科学与工程学院，重庆万州，404100)

砂仁是热带和亚热带姜科植物的果实，是中医常用的一味芳香性药材，味辛，性温，主要分布于福建、广东、广西和云南等省区［1］。砂仁中含有丰富的挥发油，并且产地和品种不同，其挥发油的主要成分也存在差异［2－3］。植物精油具有很强的抑菌活性，广泛用于化妆品、食品行业，而近年来，将植物精油用于果蔬保鲜的研究也逐渐增多，并且在对葡萄、梨、胡萝卜和鲜切水果等的保鲜显示了较好的效果［4－8］。

本实验分析了重庆产砂仁精油的化学成分，对其在草莓贮藏保鲜方面的作用进行了研究，考查不同精油浓度处理对草莓低温贮藏的保鲜作用，以验证砂仁精油的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料、药品与设备

供试草莓，采摘于重庆市万州区九池草莓种植基地，品种为“红实美”。果实采摘后立刻运回实验室，挑选无腐烂、无损伤、大小、色泽和成熟度一致的果实进行实验。

砂仁，购买于重庆市万州区宏远市场;2，6-二氯靛酚，购于上海工硕生物技术有限公司;氢氧化钠、盐酸、蒽酮、碳酸氢钠等均为分析纯，购于广州化学试剂厂。

HP5890气相色谱仪(美国Agilent Technologies公司);HP6890GC/5973MS气质联用仪(美国Agilent Technologies公司);UEC0905005紫外可见分光光度计(上海博普达仪器制造有限公司);AL104电子分析天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);HH-4数显恒温水浴锅(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 砂仁精油的提取

称取一定量砂仁，以正己烷为提取溶剂，利用索氏提取器在温度为80℃条件下提取6 h，样品经过旋转蒸发仪浓缩后，置于烘箱中低温干燥至恒重得到砂仁精油，放于4℃低温箱中备用。

1.2.2 GC和GC-MS分析

气相色谱条件:30QC3/AC5石英毛细管柱(30 mm ×0.32 mm ×0.25 μm);柱温 80 ～280℃，程序升温5℃/min;柱流量为 1.5 mL/min;进样口温度250℃;氢火焰检测器温度250℃;进样量1.0 μL;分流比50∶1;载气为高纯氮气。

气相色谱-质谱条件:GC条件:HP-5MS石英毛细管柱(30 mm×0.25 mm ×0.25μm);柱温 80～280℃，程序升温3℃/min;柱流量为1.0 mL/min;进样口温度250℃;柱前压100 kPa;进样量0.3 μL;分流比10∶1;载气为高纯氦气。MS条件:电离方式EI;电子能量70 eV;传输线温度250℃;离子源温度230℃;四极杆温度 150℃;质量范围 35 ～500［9］。采用wiley7n.l标准谱库计算机检索定性。

1.2.3 低温保鲜试验

将1.2.1中所述砂仁精油样品溶于无水乙醇中，制得不同浓度(20、40、80、160 和 320 μg/mL)的精油溶液。将筛选出的草莓果实分别在每种浓度中浸泡后立即取出，置于4℃条件下贮藏，每隔2d取样测定草莓果实的腐烂指数及主要品质指标，分别做乙醇对照和空白对照，每次试验做3个平行［10］。

1.2.4 腐烂指数和可溶性固形物含量

按草莓果实腐烂面积大小划分腐烂程度为4个等级: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%［11］。

草莓果实中可溶性固形物含用利用手持阿贝折光仪测定［12］。

1.2.5 可滴定酸、总糖和VC含量

可滴定酸含量用NaOH滴定法测量，结果以柠檬酸百分数表示［13］;总糖含量采用蒽酮比色法测定［13］;VC含量采用 2，6-二氯靛酚滴定法［14］。

2 结果与分析

2.1 砂仁精油成分分析

由表1可知，利用GC-MS从砂仁精油中鉴定出56种组分，主要成分为杜松醇(11.41%)、十八碳烯酸甲酯(8.99%)、十氢-2-亚甲基-5，5，8a-三甲基-1-萘乙醛(5.06%)和十六烷酸甲酯(4.73%)等。与其他参考文献比较发现，不同产地的砂仁，其精油主要成分并不相同，本试验提取的砂仁精油中主要成分为烯烃类和酯类化合物［15］。研究表明，酚类、醛类及酯类化合物对果实的保鲜具有一定的效果［16］。

表1 砂仁精油成分分析

续表1

2.2 不同处理草莓在贮藏期间腐烂指数的变化

图1 砂仁精油对草莓腐烂指数的影响

由图1可以看出，和空白对照及乙醇对照相比，不同浓度的砂仁精油对草莓果实的腐烂均有一定的抑制作用，但并不是线性关系，当精油浓度过低(20 μg/mL)或过高(320 μg/mL)时，其抑制效果并不理想，只有当精油浓度为80 μg/mL时，效果最好，12 d后，草莓果实腐烂指数为60.0%，远小于最高的86.67%。果实的腐烂与微生物的活动有着密切的联系，砂仁精油具有一定的抑菌活性，可以抑制草莓果实表面微生物的生长，从而起到抑制果实腐烂的作用，但当精油浓度过高时，在抑菌的同时，也会对草莓产生药害作用，因而腐烂指数偏高［11］。

2.3 不同处理草莓在贮藏期间可溶性固形物含量的变化

图2 砂仁精油对草莓可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量是衡量水果品质和成熟情况的重要指标。图2表明，用浓度为80 μg/mL的砂仁精油处理草莓后，在12 d的低温贮藏时间内，草莓中的可溶性固形物含量由8.12%下降到7.50%，下降速度显著低于其他处理组，而在贮藏后期(第10天和第12天)可溶性固形物含量偏高主要与草莓果实的腐烂指数及果实之间的差异密切相关。

2.4 不同处理草莓在贮藏期间可滴定酸的变化

砂仁精油对草莓中可滴定酸的影响并不显著(如图3所示)。随着贮藏时间的延长，草莓中的可滴定酸逐步减少，在10 d的贮藏时间里，可滴定酸平均减少0.32%，但各浓度处理组与空白对照和乙醇对照相比，差异并不明显，有时还出现可滴定酸时高时低的现象，这主要与草莓果实的成熟度或不同部位的成熟度差异有关。

图3 砂仁精油对草莓可滴定酸含量的影响

2.5 不同处理草莓在贮藏期间总糖和VC的变化

图4 砂仁精油对草莓总糖含量的影响

图5 砂仁精油对草莓VC含量的影响

由图4可知，砂仁精油对草莓果实中总糖含量的减少具有显著的抑制作用，特别是当精油浓度为160 μg/mL时，作用效果最明显，在贮藏结束后(12 d)，总糖含量为16.84 mg/g，远高于空白对照(7.26 μg/mL)和乙醇对照(9.83 μg/mL)。VC是草莓品质的重要指标之一，其含量远远超过其他水果。由图5可知，草莓中VC的含量随着贮藏时间的增加而降低。贮藏10 d后，80 μg/mL 和160 μg/mL 处理组 VC含量分别为29.8 mg/100 g和28.8 mg/100 g，显著高于其他处理组和对照组。

3 结论

植物精油是重要的植物次生代谢产物，大量研究表明，植物精油具有很好的抑菌活性，而且其抑菌效果与精油组成成分有关，特别是与萜类化合物、黄酮类化合物及酯类等含量呈正相关［17］。近年来，将植物精油运用于果蔬的保鲜已成为国内外学者研究的热点，植物精油可有效抑制果蔬表面微生物的生长，从而起到延长果蔬贮藏时间的作用［4，18］。然而，精油的浓度对果蔬的保鲜效果并非成正比，当浓度较低时，起不到保鲜的作用，而浓度过高时，则会对果蔬产生药害，因此，精油用于果蔬的保鲜时，必须采用适宜的浓度进行处理［11］。

本论文对砂仁精油的成分进行了分析，并研究了砂仁精油对草莓的保鲜效果。利用GC-MS从砂仁精油中鉴定出56种组分，其主要成分为杜松醇(11.41%)、十八碳烯酸甲酯(8.99%)、十氢-2-亚甲基-5，5，8a-三甲基-1-萘乙醛(5.06%)和十六烷酸甲酯(4.73%)等。将砂仁精油运用于草莓的保鲜表明，使用一定浓度的精油处理可有效降低草莓的腐烂指数，减缓草莓中可溶性固形物、总糖和VC的损失速度，其中以精油浓度为80～160 μg/mL处理组效果最佳，而各浓度处理对草莓中可滴定酸的作用效果并不明显。因此，砂仁精油具有开发为新一代生物源保鲜剂的潜质，在草莓果实保鲜上具有较好的应用前景。由于砂仁精油成分比较复杂，其抑菌和保鲜作用机理目前尚不明确，下一步工作将开展抑菌活性的研究，逐步揭示其抑菌机理。

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