圣女果复合植物保鲜剂的筛选及保鲜效果研究

郭艳峰 刘妍 李向丽 淮亚红

摘 要 选用猪屎豆、丁香等7种常见药用植物的提取物作为单一保鲜剂对圣女果进行保鲜实验，研究单一植物提取物对圣女果腐烂率、失重率和品质的影响，筛选出保鲜效果较好的3种植物提取物。对3种植物不同浓度的提取物进行正交优化试验，通过研究不同组合的保鲜剂对圣女果腐烂率、呼吸强度、Vc含量等指标的影响，筛选出保鲜效果最佳的复合植物保鲜剂。结果显示：0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合的复合保鲜剂处理的圣女果腐烂率、失重率、呼吸强度和可溶性固形物含量均显著低于其它组合（p<0.05），而Vc含量显著高于其它组合（p<0.05）。与对照相比，筛选的复合保鲜剂可使圣女果推迟6 d腐烂，且贮藏期间，感官品质良好，腐烂率、失重率、Vc含量等指标均显著低于蒸馏水对照处理。

关键词 植物提取物；复合保鲜剂；圣女果；保鲜

中图分类号 S379.2 文献标识码 A

Abstract After assayed rotting rate， weight loss rate and other physiological changes of cherry tomatoes， three preservatives were chosen from seven natural and safe preservatives， namely the extractives of Crotalaria pallida， Syringa oblata and Prunella vulgaris. The optimal proportion was C. pallida 0.40 g/L， S. oblata 0.30 g/L， P. vulgaris 1.50 g/L by the L9（33）orthogonal test. Compared with other treatments， the chosen complex preservatives could reduce the decay rate 14.11%±0.48%， weight loss rate 9.93%±0.50%， respiration rate[（4.85±0.24）mg/g PW·h]and soluble solids content 8.23%±0.25% significantly（p<0.05）， and had higher Vc content（p<0.05）. Compared with the treatment of distilled water， this complex preservatives could extend the shelf life of cherry tomatoes for 6 d at room temperature， and efficiently decrease the decay rate， weight loss rate and inhibit Vc content decline. In general， filtered complex preservatives had the best preservation effect on cherry tomatoes.

Key words plant extract； complex preservative； cherry tomatoes； retain freshness

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.02.028

圣女果（Lycopersicon esculentum Mill）为茄科（Solanaceae）番茄属（Lycopersicon）植物，又名樱桃番茄、珍珠番茄，原产南美洲[1]，在我国广泛种植。圣女果个头小巧、颜色丰富且口感酸甜，果富含糖、有机酸、维生素和矿物质等多种营养成分，另外，圣女果含有谷胱甘肽和番茄红素等特殊物质，可促进人体生长发育，增加抵抗力，延缓衰老[2]。圣女果营养丰富、口感好，是老百姓喜爱的水果。然而，圣女果皮薄汁多，采摘后不易贮存，特别在炎热的夏季更易腐烂[3-4]。

目前，圣女果保鲜技术主要有低温、自然气调保鲜、人工充气和涂膜保鲜[5-10]。低温储藏可有效抑制圣女果的呼吸速度，但低温需要消耗更多能源。人工充气的贮藏效果最好，然而，O2、N2的高成本限制了该方法的推广应用。涂膜保鲜是一种相对简单研究较广的保鲜方法。目前，涂膜技术主要是壳聚糖涂膜，如壳聚糖和大豆分离蛋白复合膜、含茶多酚的壳聚糖涂膜、纳米TiO2/玉米淀粉复合涂膜、单纯的壳聚糖涂膜等。然而壳聚糖不易溶解的特性导致配置壳聚糖保鲜剂时，壳聚糖的有效浓度不能很好控制，导致不同研究的壳聚糖保鲜剂对圣女果保鲜的最佳浓度不同。纳米银涂膜也可有效提高圣女果的新鲜程度，延长贮藏期，但对圣女果的失水率影响不大，且容易造成化学残留。另外，涂膜保鲜法所选用的成膜材料多为亲水性多糖或蛋白质类，使用该溶液进行涂膜常出现干燥时间长、易滋生微生物，且涂膜效果不稳定，易受环境温度、湿度的影响，难以形成均匀、稳定、持久的被膜[11]。

植物中的有效成分能抑制果蔬表面的微生物活动，从而减弱微生物活动对果蔬的影响，降低果蔬的生理活动强度，起到保鲜效果[10-17]。用植物提取物作果蔬保鲜剂，具有操作简单、成本低、污染少、对人体无毒副作用等优点[18]，寻找保鲜效果显著的植物提取物，对于开发高效安全的圣女果保鲜剂有重要意义，符合人们对食品保鲜的绿色、环保要求。

丁香是桃金娘科植物丁香的花蕾，是调味品中常用的香辛料之一，安全无毒，丁香花蕾提取物对食品的腐败菌以及致病菌有良好的抑制和杀灭效果，在酱油、果蔬及肉制品保鲜中效果良好[15]。爵床为爵床科植物爵床的干燥全草，抑菌作用广泛，且对白蚊伊蚊、家蝇和菜青虫也具有良好的杀虫作用[17]。金钱草为报春花科植物过路黄干燥全草，有较宽的抑菌活性pH范围，热稳定性好[19-20]。淡竹叶为禾本科植物淡竹的叶子，其抑菌范围广，对真菌和细菌均有抑制作用[21]。木蝴蝶为紫葳科植物木蝴蝶的干燥成熟种子，其提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等具有良好的抑制作用，水提物安全无毒[22]。夏枯草为唇形科植物夏枯草的干燥果穗，其提取液对大腸杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、青霉和黑曲霉都有一定的抑菌作用，尤其是对枯草杆菌、黑曲霉和青霉的抑菌作用很强[23]。猪屎豆为豆科猪屎豆属植物猪屎豆的干燥叶子，其提取物具有广泛的抑菌作用，保鲜效果显著，已在杨梅贮藏保鲜中应用[14]。

本研究采用丁香、爵床、金钱草、淡竹叶、木蝴蝶、夏枯草和猪屎豆7种植物不同浓度的提取物，通过对提取物进行单因素试验和正交实验，筛选出保鲜效果最佳的复合保鲜剂及其对圣女果保鲜效果的影响，为圣女果天然保鲜剂的开发应用提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料

圣女果品种‘红圣女（Red Cherry），试验选用色泽鲜艳、果硬，果皮果肉不分离，果皮舒展、大小均一、表面无机械创伤、无病虫害的圣女果，材料购于当地市场。猪屎豆（Crotalaria pallida Aiton）采于广东省中山市陵岗村。爵床[Rostellularia procumbens（L.）Nees]购于安徽省亳州市新源堂农副产品销售有限责任公司。丁香（Syringa oblata Lindl）、金钱草（Lysimachia christinae Hance）、淡竹叶（Lophatherum gracite Brongn）、夏枯草（Prunella vulgaris L.）和木蝴蝶[Oroxylum indicum（L.）Vent.]均购于广东省中山市益源药店。所有材料均在80 ℃烘干，粉碎过40目筛，备用。

1.2 方法

1.2.1 植物提取物的制备 将植物粗粉100 g装入500 mL圆底烧瓶内，加入300 mL 50%乙醇回流提取3 h后，过滤，滤渣重新用300 mL 50%乙醇回流提取1 h，合并2次滤液浓缩至250 mL，保存备用。用时根据所需浓度进行稀释。

1.2.2 处理方法 圣女果保鲜方法：将新鲜的圣女果在保鲜液中浸泡1 min后取出，晾干，放置于消过毒的一次性塑料盒中，在常温条件下贮藏。另用蒸馏水处理作空白对照（CK）。每个处理50粒果，设3个重复。每隔1 d进行随机取样分析。

1.2.3 单一植物提取物对圣女果保鲜的影响 使用7种單一植物提取物分别对圣女果进行保鲜试验。前期预实验结果显示，猪屎豆、丁香、金钱草和爵床的浓度在0.10～0.40 g/L范围内具有保鲜效果。木蝴蝶、淡竹叶和夏枯草的浓度在0.50～2.00 g/L范围内具有保鲜效果。7种植物提取物及其使用浓度见表1。

1.2.4 复合植物提取物对圣女果保鲜效果的影响

在研究单一植物提取物对圣女果保鲜效果的基础上，筛选出保鲜效果较好的3种，进行三因素三水平正交试验，重复3次，通过对圣女果感官品质、生理指标的检测，选出一组保鲜效果最优的组合。

1.2.5 外观检测及生理指标的测定 感官指标评价标准见表2。腐烂率/%=（腐烂的果数/初始总数）×100。失重率/%=[（贮前果重-贮后果重）/贮前果重]×100。维生素C含量的测定：采用碘量法[24]。呼吸强度的测定：采用静置碱液吸收法[25]。Vc含量和呼吸强度检测时，每次检测随机取5果，捣烂混匀，重复3次。可溶性固形物含量检测：取果进行研磨，4 000转离心10 min，取10 mL上清液，用手持折光仪检测可溶性固形物含量。每处理用果5个，重复3次。

1.3 数据分析 文中需要比较分析的数据均通过SPSS 11.5处理。文中出现的2个处理之间的对比均采用独立样本的t-检测，多个处理之间的比较均采用单因素方差分析（ANOVA）。

2 结果与分析

2.1 单一植物提取物保鲜试验结果

2.1.1 单一植物提取物对圣女果腐烂率的影响

结果显示（图1），对照圣女果在贮藏4 d时开始腐烂，腐烂率为8.33%±1.53%，6 d时腐烂率显著增加至30.00%±5.00%（p<0.05），10 d时对照的腐烂率达到43.33%±1.53%。与对照相比，不同浓度的猪屎豆提取物均能降低腐烂率（图1），0.10 g/L的猪屎豆提取物处理的圣女果第4天出现腐烂，0.30、0.20 g/L的猪屎豆提取物处理的圣女果第6天出现腐烂，0.40 g/L的猪屎豆提取物处理的圣女果第8 天出现腐烂，与空白对照相比，各浓度的猪屎豆提取物对减低圣女果腐烂率的效果显著（p<0.05）。

不同浓度的丁香提取物对降低圣女果腐烂率的效果不同（图2），浓度0.40 g/L和0.30 g/L的丁香提取物处理的圣女果第6天开始腐烂，其余浓度处理的圣女果第4天开始腐烂。与对照相比，浓度0.40 g/L、0.30 g/L提取物对腐烂率的降低作用达到极显著水平（p<0.01）。

金钱草提取物处理的圣女果从贮藏的第4天开始腐烂（图3），且各浓度提取物对降低圣女果腐烂率的降低效果显著优于对照（p<0.01）。

不同浓度的爵床提取物对降低圣女果腐烂率的效果不同（图4）。浓度0.40、0.20、0.10 g/L的爵床提取物处理的圣女果在第4天开始腐烂，0.30 g/L的爵床提取物处理的圣女果第6 天开始腐烂。贮藏的第10天，浓度0.10 g/L的爵床提取物处理的圣女果腐烂率48.33%±2.89%高于对照，爵床提取物其它浓度处理的圣女果腐烂率与对照差异不显著（p>0.05）。

不同浓度的淡竹叶提取物对降低圣女果腐烂率的效果不同（图5），在贮藏8 d和10 d时，对照果实的腐烂率与各浓度提取物处理果实的腐烂率差异不显著（p>0.05）。

不同浓度的木蝴蝶提取物处理的圣女果均在第4天开始腐烂（图6），但对降低腐烂率的效果均不显著（p>0.05）。夏枯草不同浓度的提取物处理的圣女果从第6天开始（图7），腐烂率均显著小于对照（p<0.05）。

2.1.2 单一植物提取物对圣女果失重率的影响

不同提取物对圣女果失重率的影响不同（图8），在贮藏的第10天，空白对照的失重率为（20.43±1.88）%，金钱草各浓度提取物处理的圣女果失重率与空白对照的差异不显著（p>0.05），木蝴蝶提取物除浓度2.00 g/L提取物能够显著降低失重率外（p<0.05），其余浓度对圣女果失重率的影响不显著（p>0.05）。猪屎豆、丁香、爵床、淡竹叶、夏枯草不同浓度的提取物能显著减低圣女果的失重率（p<0.05）。

2.1.3 单一植物提取物对圣女果Vc含量的影响

圣女果贮藏第10天，Vc含量检测结果显示，不同提取物处理对圣女果Vc含量影响不同（图9）。空白对照的圣女果Vc含量为（16.53±1.14）mg/hg，猪屎豆、丁香和夏枯草各浓度提取物处理的圣女果Vc含量均显著高于空白对照（p<0.01）；金钱草浓度0.40和0.30 g/L提取物处理的圣女果Vc含量显著高于空白对照（p<0.05），其余浓度对Vc含量影响不显著（p>0.05）；木蝴蝶除浓度0.5 g/L提取物处理的圣女果Vc含量显著低于空白对照外（p<0.05），其余浓度对Vc含量的影响与空白对照相比，差异不显著（p>0.05）；爵床浓度0.40 g/L提取物处理的圣女果Vc含量（18.81±0.99）mg/hg，显著高于空白对照（p<0.05），其余浓度对Vc含量影响不显著（p>0.05）；淡竹叶浓度0.50 g/L提取物处理的圣女果Vc含量显著低于空白对照（p<0.05），其余浓度对Vc含量影响不显著（p>0.05）。总体而言，猪屎豆、丁香、夏枯草对Vc含量有显著促进作用。

2.2 复合保鲜剂对圣女果保鲜效果的试验结果

通过对圣女果腐烂率、失重率、Vc含量进行比较，从7种植物提取物中选出保鲜效果最佳的3种：猪屎豆（0.40、0.30、0.20 g/L）、丁香（0.40、0.30、0.20 g/L）、夏枯草（2.00、1.50、1.00 g/L），分别进行三因素三水平正交组合试验，测定处理后圣女果的失重率、腐烂率、呼吸强度、Vc含量、可溶性固形物含量和感官品质的变化，筛选出保鲜效果最佳的组合。

2.2.1 不同浓度保鲜剂组合对圣女果腐烂率的影响

正交试验结果显示（表3）：0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合处理的圣女果腐烂率最低，与其他组合相比，该组合对腐烂率的降低作用显著优于其他组合（p<0.05）。0.30 g/L豬屎豆、0.40 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合对降低腐烂率的效果次之。

2.2.2 不同浓度保鲜剂组合对圣女果失重率的影响

由表4可以看出，0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合与0.30 g/L猪屎豆、0.20 g/L丁香、2.00 g/L夏枯草组合处理的圣女果失重率最低，与其他组合相比，差异达到显著水平（p<0.05）。

2.2.3 不同浓度保鲜剂组合对圣女果呼吸强度的影响

正交试验结果显示（表5），0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合处理的圣女果呼吸强度最小，与其他组合相比，该组合对呼吸强度的抑制作用显著（p<0.05）。

2.2.4 不同浓度保鲜剂组合对圣女果Vc含量的影响

正交试验结果显示（表6）：0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合处理的圣女果Vc含量最高，采用单因素方差（ANOVA）分析结果显示，与其他组合相比，差异达到极显著水平（p<0.01）。

2.2.5 不同浓度保鲜剂组合对圣女果可溶性固形物含量的影响 已有研究显示，圣女果可溶性固形物的含量随贮藏期的延长逐级升高，这可能是果实内有机酸转变为可溶性糖的结果[26-27]。正交试验结果显示（表7），在各组合保鲜剂中，0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草组合处理的圣女果可溶性固形物含量最低，与其它组合相比，差异达到极显著水平（p<0.01）。

2.2.6 不同浓度保鲜剂组合对圣女果感官品质的影响

贮藏期间，圣女果外观变化主要表现为色泽、硬度和果皮皱缩3方面[3]。保鲜剂能延迟圣女果色泽、硬度和果皮皱缩方面的变化，但不同组合保鲜剂对圣女果感官品质的影响不同（表8）。蒸馏水处理的圣女果第4天出现黄斑，第6天出现黑斑，第8天黑斑面积快速扩大约1/2，基本失去商业价值。组合1处理的圣女果第4天颜色变暗，第8天出现黄斑，第10天黄斑面积扩大至1/2。组合2处理的圣女果第8天颜色变暗，第10天出现黄斑。组合3、4处理的圣女果第6天颜色变暗，第10天黄斑面积大于1/2。组合5～9的圣女果第4天颜色变暗，第6天开始出现黄斑，组合5、6、7的圣女果第10天黄斑面积约1/2，组合8、9处理的圣女果第10天出现黑斑。

蒸馏水处理的圣女果第4天开始变软，第6天果实已经很软，果肉跟果皮已经完全分离，第8天时基本失去商业价值。组合1处理的圣女果第6天开始变软，第8天约1/3果皮果肉可分离，第10天约1/2果皮果肉可分离。组合2处理的圣女果第8天变软，在第10天约1/3果肉果皮能够分离。组合3、4处理的圣女果第6天变软，第8天约1/3果肉果皮能够分离。组合5～9处理的圣女果第4天开始变软，第8天果实已经很软，约1/2果皮果肉能够分离，第10天果肉果皮完全分离。

蒸馏水处理的圣女果第4天果皮开始皱缩，第8天基本失去商业价值。组合1处理的圣女果第8天部分果皮皱缩，第10天皱缩明显。组合2、3处理的圣女果第8天部分果皮皱缩，第10天皱缩程度未加重。组合4～9处理的圣女果第6天部分果皮皱缩，第8天部分果皮皱缩明显，第10天全果果皮皱缩。综合感官评价结果，组合2：0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草保鲜剂对感官品质的提高最显著。

3 讨论

本实验中，各种提取物对圣女果腐烂率的影响研究结果显示，丁香提取物对降低圣女果腐烂率的效果显著，这与丁香提取物具有显著的抑菌效果[28-29]，能够延缓果实在贮藏期间品质的下降[30]结论一致。由于丁香提取物作为保鲜剂使用的剂量不需要很大，对食品风味的破坏可以减少到最低[31]，故可作为一种普遍适用的抑菌剂。夏枯草也有显著的抑菌效果[23]，然而目前夏枯草提取物主要用于动物源致病菌的抑制[32-35]。猪屎豆作为华南地区广泛分布的类群，有研究人员将猪屎豆胶用于杨梅的保鲜中，起到了良好的保鲜效果[14]。本研究尝试将夏枯草提取物和猪屎豆叶子提取物用于果蔬保鲜中，研究显示，二者在降低腐烂率和失重率，减小圣女果VC含量方面效果显著，推测夏枯草提取物和猪屎豆提取物除了具有抑菌作用外，还可能具有保水，延缓水分散失功能。

本研究中，0.40 g/L猪屎豆、0.30 g/L丁香、1.50 g/L夏枯草的复合保鲜剂能显著降低圣女果的腐烂率。与对照比较，该组合的保鲜剂能显著推迟圣女果的腐烂，降低圣女果的失重率，抑制Vc的降低和糖类物质的分解，使圣女果保持良好的感官品质。与单因素实验结果相比，本研究中猪屎豆、丁香、夏枯草提取物复配后的保鲜效果优于单一提取物的保鲜效果，初步判断单一成分之间存在增益效应，使得各成分的相互作用大于单一组分的抑菌效果，进而提高了抑菌活性。

与当前研究较多的涂膜相比，本研究筛选的复合保鲜剂的保水效果和隔离作用优于纳米银涂膜。壳聚糖丁香精油涂膜保鲜剂[36]对圣女果的贮藏保鲜效果显著，但该方法同样需要低温8 ℃为保障条件。本研究开发的复合保鲜剂，可在常温下发挥作用，降低了低温条件的成本，且可有效降低圣女果的呼吸强度。与壳聚糖/大豆蛋白涂膜[9]及丁香黄芪提取物相比[3]，本研究筛选的复合保鲜剂在抑制呼吸作用，降低Vc含量方面作用显著，推测与猪屎豆、夏枯草的增效作用有关。本研究将常见的药用植物用于保鲜剂的开发中，可避免圣女果采后冷热处理、臭氧、辐射处理对光泽度、颜色、口感及内部某种有效营养成分的影响，可以避免化学防腐导致的化学残留，是一种低能耗、环保安全的保鲜方法。在此基础上，笔者将对复合保鲜剂的保鲜机理等基础性的问题展开详细的研究，为复合保鲜剂的进一步开发应用提供研究基础。

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