蓝桉叶精油对砂糖橘的保鲜效果

周汉军,王　挥,龚吉军,3,*,唐　静,唐雅珂,毛雪琳

(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙 410004; 2.国家林业局生物乙醇研究中心,湖南长沙 410004; 3.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004)



蓝桉叶精油对砂糖橘的保鲜效果

周汉军1,王挥2,龚吉军1,3,*,唐静1,唐雅珂1,毛雪琳1

(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙 410004; 2.国家林业局生物乙醇研究中心,湖南长沙 410004; 3.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004)

旨在探明蓝桉叶精油对耐藏性较差的砂糖橘的保鲜效果。采用0.25%、0.50%、0.75%和1.00%四种浓度蓝桉叶精油乳液浸泡砂糖橘60 s,在常温下贮藏,定期进行检测,通过生理生化指标及好果率对保鲜效果进行评价。研究结果表明,与对照相比,蓝桉叶精油处理可显著降低采后砂糖橘的呼吸强度,有效延缓砂糖橘果肉中总糖、VC和可滴定酸(TA)含量的下降速率,明显减少砂糖橘的腐烂损失,有效提高其果皮超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性。四种不同浓度蓝桉叶精油处理相比,0.75%处理组的保鲜效果要明显好于其它处理组,而1.00%处理组可能存在轻微药害。研究结果提示,蓝桉叶精油是一种极具开发利用潜力的砂糖橘天然保鲜剂。

砂糖橘,蓝桉叶,精油,天然保鲜剂

3.Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-Wood Forest Trees,Ministry of Education,Changsha 410004,China)

砂糖橘(CitrusReticulataBlancdocv. Shiyueju)又称十月桔,果实汁多味甜,脆嫩化渣,风味独特,是优良的柑橘品种之一。砂糖橘的果皮脆嫩,果肉汁多、糖度高,使其极易受机械损伤和微生物的侵染,贮藏期相对较短,限制了砂糖橘的贮运,故防腐处理是做好砂糖橘采后商品化处理的极其重要环节。目前,我国普遍使用的水果保鲜剂都是化学杀菌剂,如扑海因、特克多、多菌灵、甲基托布津、苯来特、仲丁胺、二氧化硫等。随着科学技术的进步和检测分析手段的完善,人们逐步认识到,过去被认为安全的化学防腐剂存在致癌或潜在致癌、致突变、致畸的可能性[1]。

目前,从具抑菌作用的药用植物中选择合适的植物开发天然水果保鲜剂,已成为国内外研究的热点。在抗菌活性植物中,桉树叶(简称桉叶)当属令人瞩目的植物材料之一。桉树是桃金娘科(Myrtaceae)桉树属(Eucalyptus)乔木。桉叶中含有大量有效成分,如酚类、黄酮类、皂甙、甾体、氨基酸、萜类等,这些物质具有强烈的生理活性,在食品、化工、医药、环境、能源等方面有着广泛的用途。在桉叶中,含有0.92%～2.89%的挥发油,桉叶精油是一种常用食品香料,其食用安全性极高。研究发现,桉叶精油具有较强的抗菌活性[2-4],此外桉叶油还能清除羟基自由基,具有抗氧化活性[5]。

桉叶精油具广谱抗菌能力,但对砂糖橘的保鲜效果如何,还未见报道。本文以砂糖橘为试材,研究蓝桉叶精油对砂糖橘采后的生理生化影响及抑菌效果,以期为蓝桉叶精油在砂糖橘保鲜实践中的应用提供实验依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

四会砂糖橘超市购买,挑选大小相似、色泽均匀、无虫害、无病、无伤的果实;蓝桉叶精油采用水蒸气蒸馏法在实验室自制,纯度99.0%;乙醇天津市科密欧化学试剂厂;硫酸天津市科密欧化学试剂厂;蒽酮湖南汇虹试剂有限公司;2,6-二氯酚靛酚天津格瑞有限公司;过氧化氢南昌龙玉化工有限公司;抗坏血酸东莞乔科化学有限公司;草酸济南杰辉化工有限公司;试剂均为AR级。

752s紫外分光光度计上海棱光技术有限公司;MP518电导仪上海三信有限公司;LHT32手持式折光仪杭州创禾设备有限公司;LX-A硬度计上海精密仪器仪表有限公司;DDSJ-38雷磁电导率仪上海贤德实验仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1蓝桉叶精油处理将0.5 mL蓝桉叶油加入200 mL蒸馏水中,再加入0.5%(m/m)的蔗糖酯,过胶体磨2次,得0.25%的蓝桉叶精油乳液。同样方法制得0.5%、0.75%和1.0%的蓝桉叶精油乳液。将500个砂糖橘随机等量分为5组。将第1组砂糖橘浸入0.25%蓝桉叶油乳液中浸泡60 s,取出晾干后采用塑料薄膜保鲜袋包装,袋上扎15个小孔,即处理1;将第2、3、4组砂糖橘浸入含量为0.50%、0.75%、1.00%蓝桉叶精油溶液中,其他处理同第1组,即处理2、3和4;第5组为对照组,不经处理,同样采用塑料薄膜保鲜袋包装,袋上扎15个小孔。将5组砂糖橘置于常温下贮藏,每天早、中、晚定时打开袋口透气15 min。贮藏过程中,定期检测指标,均重复3次。

1.2.2呼吸强度的测定采用静置法进行测定。单位为CO2mg/kg·h。

1.2.3总糖测定蒽酮比色法。单位为g/100 g FW。

1.2.4维生素C含量的测定按照GB/T 8210-2011《柑橘鲜果检验方法》中的2,6-二氯靛酚滴定法进行测定。单位为mg/100 g FW。

1.2.5可滴定酸(TA)含量的测定按照GB/T 8210-2011《柑橘鲜果检验方法》中的指示剂法进行测定,单位用%表示。

1.2.6好果率的测定完全没有病斑为好果。好果率(%)=好果数/总果数×100

1.2.7砂糖橘果皮细胞膜透性的测定用1 cm直径的打孔器在砂糖橘果皮的赤道线上钻取1 mm厚薄片30个,置于小烧杯中,加入30 mL去离子水,立即测其电导率P0,15 min后测其电导率P1,然后将砂糖橘果皮煮沸15 min,冷却至室温,测其电导率P2。砂糖橘果皮细胞膜透性(砂糖橘%)=(P1-P2)/(P2-P0)×100。

1.2.8砂糖橘果皮中SOD活性的测定采用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)法,在35 ℃下,以1 h抑制NBT光还原50%的酶量为一个活性单位(U)。SOD活性单位最终以U/g FW表示。

1.2.9砂糖橘果皮中POD活性的测定取5 g样品,加0.1 g聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)于20 mL 经4 ℃预冷的0.2 mol/L磷酸提取缓冲液(pH6.4)中,冰浴研磨匀浆,在4 ℃下12000 r/min离心30 min,取上清液为酶粗提液,在-18 ℃下保存备用。在470 nm下,每分钟变化0.01为1个POD活性单位(U)。POD活性单位最终以U/g FW·min表示。

1.3数据分析

数据均为3次平均值,采用SPSS 18.0软件进行统计分析,p<0.05为差异显著,p<0.01为差异极显著。

2　结果与分析

2.1蓝桉叶精油处理对砂糖橘呼吸强度的影响

图1　实验过程中砂糖橘呼吸强度的变化Fig.1　Changes of respiratory intensity of Shatangju mandarin during the test

砂糖橘呼吸强度的测定结果见图1。由图1可见,对照组和处理组砂糖橘的呼吸强度都呈上升趋势。第7 d,各实验组之间的差异不明显(p>0.05),但实验组与对照组之间已存在显著差异(p<0.05);第14 d,除了处理2和3之间差异不明显外,其它的实验组之间、各实验组和对照组之间均存在显著差异(p<0.05);第21 d及以后,实验组和对照组之间均存在显著差异(p<0.05);第35 d时,处理1、2、3与处理4之间的差异达到极显著水平(p<0.01),而各处理与对照相比也存在极显著差异(p<0.01)。桉叶精油处理可有效降低贮藏过程中砂糖橘的呼吸强度,可能在于其对病原菌良好的抑制效果,减少了腐烂,从而减少了因病害而导致伤呼吸的出现。李鹏霞[6]将丁香酚、丁香叶油、肉桂油和肉桂醛用于苹果的采后保鲜,发现这四种植物精油或精油组分均能极显著抑制苹果呼吸速率的升高,这与笔者的研究有相似之处。蓝桉叶精油浓度由0.25%上升至0.75%,砂糖橘的呼吸强度上升幅度呈递减趋势,但当浓度达到1.00%时,砂糖橘的呼吸强度明显增强,甚至超过了0.25%浓度的处理,说明0.75%的浓度较适宜,而浓度再升高可能对砂糖橘产生一定程度的药害,反而会刺激果实呼吸强度的升高。潘永梅[7]在对枇杷保鲜的研究中也发现,当植物精油浓度上升到一定程度时,会对果实产生药害。因此,植物精油应用于水果保鲜时,其浓度应适宜。

2.2蓝桉叶精油处理对砂糖橘总糖含量的影响

砂糖橘总糖含量的测定结果见图2。从图2可知,在实验过程中,处理组和对照组砂糖橘中总糖含量均呈下降趋势,4个处理组的总糖含量下降速度均慢于对照。在0.25%～0.75%的范围内,随着蓝桉叶精油浓度的上升,砂糖橘总糖含量下降速度逐渐减缓,但当浓度提高至1.00%时,砂糖橘总糖含量反而加速下降。从第14 d开始,处理4砂糖橘中总糖含量即显著低于处理1(p<0.05)。第14～35 d,各处理之间以及各处理与对照之间,总糖含量的差异显著(p<0.05)。第35 d,与初始值相比,对照总糖含量下降40.0%,其次为处理4,下降28.8%,而处理1和2的下降幅度分别为20.8%、13.6%,处理3下降幅度最小,仅为9.6%,处理3与处理4、处理3与对照间的差异达到极显著水平(p<0.01)。糖类是果实呼吸代谢底物之一,呼吸强度越大则底物消耗越多,经蓝桉叶精油处理的砂糖橘中总糖的变化趋势与其呼吸强度的变化趋势基本吻合。

图2　实验过程中砂糖橘总糖含量的变化Fig.2　Changes of total suger of Shatangju mandarin during the test

2.3蓝桉叶精油处理对砂糖橘维生素C含量的影响

实验过程中砂糖橘维生素C含量的测定结果见图3。由图3可见,处理组和对照组砂糖橘中VC的含量均呈持续下降趋势。从第7 d开始,处理组的下降速度明显慢于对照组(p<0.05)。而各处理组间的下降速度也存在差异,总体来看,在0.25%～0.75%的范围内随浓度的增加下降速度递减,但从第21 d起,1.00%的蓝桉叶精油处理显然加快了砂糖橘中维生素C含量下降的速度。4个处理中,从第14 d开始,处理3砂糖橘中VC含量始终高于其它处理(p<0.05)。至第35 d,处理1、2、3、4和对照组砂糖橘中VC含量分别比初始值下降了44.5%、36.2%、25.6%、49.6%和57.1%,各处理间的差异显著(p<0.05),其中处理3与处理1、4之间差异极显著(p<0.01),而各处理组与对照组之间的差异均达到显著水平(p<0.05)。有研究表明,桉叶精油具有抗氧化活性[5,8-9],故能减少果实在贮藏保鲜过程中VC的氧化损失。

图3　实验过程中砂糖橘中VC含量的变化Fig.3　Changes of VC contents of Shatangju mandarin during the test

2.4蓝桉叶精油处理对砂糖橘TA含量的影响

因为砂糖橘中有机酸在贮藏过程中会发生转化和降解,导致其含量下降。实验过程中砂糖橘TA含量的测定结果见图4。由图4可见,处理组和对照组砂糖橘中TA含量持续下降,但下降的速度存在差异。第7 d,对照的下降速度明显快于处理组(p<0.05)。而不同浓度蓝桉叶精油处理砂糖橘,对TA含量下降速度有影响,在0.25%～0.75%的范围内,随着浓度的提高,TA含量下降速度减缓,当浓度提高至1.00%时,则出现加速下降趋势,处理1与处理2、处理3与处理4在第14 d出现显著差异(p<0.05),而处理2和处理3在第28 d才出现显著差异(p<0.05)。至第35 d,处理1、2、3、4和对照组TA含量分别比初始值下降了14.1%、9.4%、4.7%、20.3%和26.6%,各处理间差异显著(p<0.05),处理3与处理4、处理3与对照之间的差异极显著(p<0.01)。

图4　实验过程中砂糖橘中TA含量的变化Fig.4　Changes of titratable acid contents of Shatangju mandarin during the test

2.5蓝桉叶精油处理对砂糖橘好果率的影响

实验过程中砂糖橘好果率测定结果见图5。由图5的结果可以看出,前14 d,处理组和对照组的好果率没有明显差异(p>0.05)。从第14 d开始,对照组的腐烂呈明显加速趋势,处理组与对照组差异显著(p<0.05)。第35 d,对照组的好果率仅为60%,这也印证了砂糖橘耐藏性较差的特点。同时从图5也可看出,蓝桉叶精油具有良好的防腐保鲜作用,但浓度应适宜,浓度偏高时其防腐效果会适得其反。至实验结束时,处理1、2、3和4的好果率分别为89%、94%、99%和83%,各处理间差异显著(p<0.05),而与对照组相比,均存在极显著差异(p<0.01)。Akin等[10]和Mulyaningsih等[11]的研究表明,桉叶精油具有良好的抗菌活性,其在柑橘防腐保鲜中具有良好的应用前景。

图5　实验过程中砂糖橘好果率的变化Fig.5　Changes of good fruits rate of Shatangju mandarin during the test

2.6蓝桉叶精油处理对砂糖橘果皮细胞膜透性的影响

采后的水果,随着贮藏时间的延长,膜脂过氧化作用加剧,膜系统遭受一定程度破坏,膜透性增加,细胞内电解质外渗,细胞的正常生理机能受损,从而加速果实的衰老,其抗病能力降低。实验过程中砂糖橘果皮细胞膜透性测定结果见图6。图6的结果表明,在整个实验期间,处理组和对照组砂糖橘果皮细胞膜的渗透率均呈持续上升趋势,但对照组的上升速率从第7 d开始要明显快于处理组(p<0.05)。4个处理相比,第7 d时各处理间无明显差异(p>0.05);从第14 d起,处理3与其它3个处理间出现明显差异(p<0.05);从第21 d起,处理4与处理1、2间出现显著差异(p<0.05),但处理1、2间仍无显著差异(p>0.05);从第28 d起,各处理间均存在明显差异(p<0.05);第35 d,处理3与处理4、处理4与对照间的差异达极显著水平(p<0.01)。蓝桉叶精油能有效延缓砂糖橘果皮细胞膜渗透率的上升,也可能与其良好的抗氧化能力有关,通过降低膜脂过氧化程度,从而维持细胞膜良好的选择透过性。

图6　实验过程中砂糖橘果皮细胞膜透性的变化Fig.6　Changes of the permeability of cell membrane of Shatangju mandarin peel during the test

2.7蓝桉叶精油处理对砂糖橘果皮SOD活性的影响

SOD是植物体中专一清除超氧阴离子自由基的金属蛋白酶。实验过程中砂糖橘果皮SOD活性测定结果见图7。如图7所示,对照组砂糖橘果皮中SOD活性在整个实验过程中持续降低,这说明随着果实的衰老,其体内SOD活性也会降低。处理组砂糖橘果皮中SOD活性在前21 d呈上升趋势,说明蓝桉叶精油处理可提高其SOD活性,在21 d后,其活性也逐渐下降。第7 d,各处理的差异不显著(p>0.05);第14 d,处理3的效果明显好于处理1和2(p<0.05),而处理4则明显比处理1和2要差(p<0.05),但处理1和2之间仍无明显差异(p>0.05);第21 d及以后,各处理间的差异均达到显著水平(p<0.05);第35 d,处理2、3与处理4之间、各处理组与对照之间的差异极显著(p<0.01)。上述结果表明,0.75%的蓝桉叶精油最适宜砂糖橘保鲜,浓度降低保鲜效果变差,而浓度升高至1.00%时的效果最差,但即使是1.00%的浓度也能较好地提高砂糖橘果皮中SOD活性的作用。

图7　实验过程中砂糖橘果皮中SOD活性的变化Fig.7　Changes of the activity of SOD of Shatangju mandarin peel during the test

2.8蓝桉叶精油处理对砂糖橘果皮POD活性的影响

POD是植物体内一种重要的酶类自由基清除剂,可催化过氧化氢氧化酚类和胺类化合物,具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。实验过程中砂糖橘果皮POD活性测定结果见图8。如图8所示,在前7 d,处理组与对照组砂糖橘果皮POD活性均稍有下降,差异不明显(p>0.05)。第7 d后,对照组POD的活性一直下降,这种趋势持续至第28 d,随后有所回升。第7 d后,处理组砂糖橘果皮POD活性有所上升,处理1、2、4在第14 d达到最高点,随后都开始下降,而处理3则维持上升趋势至第21 d,其后亦开始下降。第14 d及以后,各处理间砂糖橘果皮POD活性的差异显著(p<0.05);第21 d及以后,处理3砂糖橘果皮POD活性极显著高于处理4(p<0.01)。可见,处理3对提高及维持砂糖橘果皮POD活性的效果最好,处理2的效果又好于处理1,

处理4的效果最差。这说明,0.75%的蓝桉叶精油对砂糖橘的保鲜效果最好。

图8　实验过程中砂糖橘果皮中POD的变化Fig.8　Changes of the activity of POD of Shatangju mandarin peel during the test

3　结论

采用蓝桉叶精油处理砂糖橘,在常温条件下,可有效减少砂糖橘的腐烂损失、降低砂糖橘生理生化反应的速率、延缓果实品质劣变进程。其最佳的使用浓度为0.75%,在此浓度下,贮藏35 d的好果率高达99%。精油浓度应适宜,过低,保鲜效果欠佳,过高则可能产生药害,反而不利于砂糖橘的保鲜。研究初步证实,蓝桉叶精油是一种极具开发利用价值的水果天然保鲜剂。

[1]Droby S,Chalutz E,Wilson C L. Antagonisms as biological control agents of postharvest diseases of fruits and vegetables[J]. Postharvest News and Information,1991,2:169-173.

[2]Gilles M,Zhao J,An M,et al. Chemical composition and antimicrobial properties of essential oils of three Australian Eucalyptus specials[J]. Food Chem,2010,119:731-737.

[3]Tyagi A K,Malik A. Antimicrobial potential and chemical composition of Eucalyptus globules oil in liquid and vapour phase against food spoilage microorganisms[J]. Food Chem,2011,126(1):228-235.

[4]Goldbeck J C,Nascimento J E,Jacob R G,et al. Bioactivity of essential oils from Eucalyptus globulus and Eucalyptus urograndis against planktonic cells and biofilms of Streptococcus mutans[J]. Industrial Crops and Products,2014,60:304-309.

[5]田宏. 尾巨蓝桉叶抗氧化活性成分的研究[D]. 长沙:湖南农业大学,2011.

[6]李鹏霞. 两种植物油对采后水果的保鲜作用研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学,2006.

[7]潘永梅. 植物油对枇杷果实常温保鲜的效果及其机理研究[D]. 南京:南京农业大学,2013.

[8]肖苏尧,陈雪香,陈运娇,等. 桉叶抗氧化作用研究进展[J]. 食品工业科技,2012,33(14):396-398.

[9]Singh H P,Kaur Shalinder,Negi K,et al. Assessment ofinvitroantioxidant activity of essential oil of Eucalyptus ciriodora(lemon-scented Eucalypt;Myrtaceae)and its major constituents[J]. LWT-Food science and Technology,2012,48:237-241.

[10]Akin M,Aktumsek A,Nostro A. Antibacterial activity and composition of the essential oils ofEucalyptuscamaldulensisDehn. andMyrtuscommunisL. growing in Northern Cyprus[J]. African Journal of Biotechnology,2010,9(4):531-535.

[11]Mulyaningsih S,Sporer F,Zimmermann S,et al. Synergistic properties of the terpenoids aromadendrene and 1,8-cineole from the essential oil of Eucalyptus globulus against antibiotic-susceptible and antibiotic-resistant pathogens[J]. Phytomedicine,2010,17(13):1061-1066.

Effects of oil ofEucalyptusglobulusLabill. leaf on fresh-keeping of Shatangju mandarin

ZHOU Han-jun1,WANG Hui2,GONG Ji-jun1,3,*,TANG Jing1,TANG Ya-ke1,MAO Xue-lin1

(1.College of Food Science and Engineering,CSUFT,Changsha 410004,China; 2.Bioethanol Research Center,State Forestry Administration,Changsha 410004,China;

This study was aimed to investigate effects ofEucalyptusglobulusLabill. leaf(OEGLL)oil on fresh-keeping of Shatangju mandarin with a characteristics of poor storability. Fruits of Shatangju mandarin were dipped in emulsion with 0.25%,0.50%,0.75% and 1.00% OEGLL respectively for 60 seconds. In addition to the rate of good fruits,several physiological and biochemical indexes were measured periodically during the storage at room temperature. The results showed that the OEGLL treatment,compared with the control,could significantly reduce the respiratory intensity of whole fruits,effectively delay the decreasing rate of total sugar,VCand titratable acid(TA)content of pulp,obviously decrease decay losses of the fruits,significantly increase the activity of superoxide dismutase(SOD)and peroxidase(POD)of peel. Compared with each other,the fresh-keeping effect of 0.75% OEGLL treatment was more effective than that of other three treatments,a slight injury might be induced by the 1.00% OEGLL treatment. It was suggested that OEGLL was a very prospective natural preservative for Shatangju mandarin.

Shatangju mandarin;EucalyptusglobulusLabill. leaf;essential oil;natural preservative

2015-10-08

周汉军(1990-),男,硕士研究生,研究方向:食品天然保鲜剂,E-mail:550121808@qq.com。

龚吉军(1972-),男,博士,教授,研究方向:食品天然保鲜剂、农产品贮藏与加工,E-mail:jijungong2007@163.com。

国家林业948项目(2014-4-39)。

TS205.9

A

1002-0306(2016)10-0347-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.063