大蒜提取液对新鲜树莓保鲜效果的影响

张志敏，侯彦双，张 兵，梁 敏，李建新, ，李晓明

(1.铜仁学院, 农林工程与规划学院/贵州省梵净山地区生物多样性保护与用重点实验室, 贵州铜仁 554300；2.铜仁职业技术学院农学院, 贵州铜仁 554300；3.西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100)

树莓为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(RubusL.)多年生落叶灌木，被誉为世界第三代新兴小水果，树莓果实含有丰富的蛋白质、纤维素、矿物质、氨基酸等营养成分[1-3]，及多种生物活性物质，如抗坏血酸、花青素、鞣花酸、单宁、槲皮素等，具有抗氧化、消炎、防癌、改善人体新陈代谢、增强免疫力等作用[4-7]，深受消费者青睐，市场发展潜力巨大。但树莓果实为聚合浆果，果皮薄，组织娇嫩，呼吸速率高，在采收和贮运过程中易损伤及遭受微生物侵染而腐烂变质，失去商品价值[8]。耐贮性差，货架期短，严重制约了树莓鲜果的市场供应和产业发展。所以，延长树莓果实货架期，提高贮藏品质是树莓产业发展中急需解决的关键问题。

目前，树莓保鲜研究主要集中在速冻保鲜，臭氧、气调保鲜，化学药剂保鲜，复合涂膜保鲜等方面，但这些保鲜方法在生产应用中仍存在一些问题，诸如臭氧、气调保鲜方法设备复杂、成本高，化学药剂保鲜及复合涂膜保鲜化学残留大，速冻保鲜组织易遭受损伤、营养物质流大等缺点[9]。因此，探寻一种绿色安全成本低廉的树莓贮藏技术与方法，提高果实采后品质及延长保鲜期，是树莓产业健康可持续发展面临的重要问题。

近年来，天然保鲜剂的开发与利用已成为果蔬保鲜领域中研究的焦点，大蒜作为天然保鲜剂的原材料，具有来源广、成本低、安全无毒、绿色环保等优点，且大蒜提取液容易制作，操作简单，新鲜大蒜提取液中生物活性化合物主要是大蒜素，具有抗菌、抗氧化及抗炎的作用[10-11]。研究表明大蒜提取液能有效抑制贮藏期间苹果腐烂的发生，降低腐烂率[12]；保持鲜切山药、青椒较好的感官和营养品质[13-14]；维持鲜切莴苣较高的营养成分，减少香气物质挥发，保持较好的颜色[15]。因此，大蒜提取液将作为果蔬贮藏保鲜中重要的天然保鲜剂进一步研究开发，前景广阔，意义重大。

试验以树莓果实为材料，通过不同质量浓度的大蒜提取液进行处理，研究贮藏期间大蒜素提取液对树莓果实菌落总数、腐烂率、硬度、果实品质、丙二醛含量、感官品质及货架期等指标的影响，综合评价大蒜素提取液对树莓果实的保鲜效果，探索一种安全高效的新鲜树莓果实保鲜方法，同时为大蒜素提取液在果蔬保鲜方面的运用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选用树莓品种“Festival”为试验材料 于2018～2019年6月上旬(2018年预试验)采自贵州省江口县太平镇梵净山村树莓果园(纬度27º81′97″N，经度：108º78′55″E)，海拔为663 m，果园按绿色标准进行生产管理。在果实和花托能分离的情况下，随机选择颜色、大小基本一致，果形好，无病虫害、无机械损伤的果实进行采摘，采后立即放入冰盒带回实验室备用；新鲜大蒜金乡紫皮蒜，山东省金乡县，自然风干常温贮藏；氯化钠、酚酞、氢氧化钠、草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗坏血酸、碳酸氢钠、95%乙醇、邻苯二甲酸氢钾等分析纯化学药剂 南京化学试剂有限公司；平板计数琼脂(PCA) 青岛海博生物生物技术有限公司；丙二醛(MDA)试剂盒 南京建成。

TA-XT Plus质构仪 Stable Micro Systems公司；UV-2550型紫外可见分光光度计 上海美析仪器有限公司；振荡器、H1850台式高速离心机 武汉汇诚生物科技有限公司；菌落计数器 上海科哲生化科技有限公司；GR60型全自动折光仪 上海卓光仪器科技有限公司；PHS-3G型pH计、组织捣碎机、DK-8D型恒温水浴锅 上海之信仪器有限公司；超低温冰箱 赛默飞世尔科技有限公司；恒温培养箱 北京博劢行仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 大蒜提取液的制备 大蒜提取液的制备参照陈敏、祁高展等[16-17]的方法并改进。200 g新鲜大蒜紫外线均匀照射3 min杀菌后去皮，洗净用组织捣碎机捣成蒜泥，在35 ℃，pH为6.5条件下利用内源蒜氨酸酶酶解蒜氨酸1 h，按1∶6料液(g∶mL)比加入95%乙醇，在40 ℃超声萃取45 min，将混合液于4000 r/min下离心10 min，取上清液，残渣按上述工艺重复3次，合并上清液，经旋转蒸发浓缩得到提取物后，用水定容至500 mL，相当于大蒜提取物含量为400 mg/mL，作为原液，4 ℃保存备用。

1.2.2 果实处理及贮藏 取大蒜提取原液，用无菌水配制成质量浓度分别为60、90、120、150 mg/mL(在预实验的基础上筛选出大蒜提取液浓度)的大蒜保鲜液各500 mL。

将筛选后的树莓果实随机分成5组(4个处理，1个对照)，每组600个果实，分装3盒，作为3次重复；每组果实对应放入不同浓度的大蒜提取液中浸泡5 min，以无菌水浸泡5 min作为对照(CK)，浸泡后取出果实，沥去多余的水分，置于通风阴凉处晾干，装入180 mm×140 mm×78 mm上面带4个孔的保鲜盒里，模拟超市售卖时的环境条件贮藏于温度为4 ℃，相对湿度为90%的恒温恒湿箱中。贮藏后每隔2 d进行各项指标的统计、测定及感官品质的评价，每平行测定3次。

1.2.3 测定指标与方法

1.2.3.1 菌落总数测定 树莓果实菌落总数测定参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》中的方法，以lg CFU/g表示。

1.2.3.2 腐烂率 以果面出现病原斑点、凹陷、颜色转变、果皮破损汁液流出等现象作为果实腐烂判断的依据，统计每个处理果实的腐烂情况。计算公式为：

1.2.3.3 果实硬度 采用质构仪测定，参照张娜等[18]的方法有改动，探头直径为2 mm，下压距离为10 mm，测前速度为2 mm/s，测试速度为1 mm/s，测后速度为2 mm/s，从树莓果实腰部进行穿刺测定硬度，每次每个处理随机测定10个果实，取平均值，以kg/cm2表示。

1.2.3.4 可溶性固形物含量 使用GR60全自动折光仪在室温下测定，结果以%表示。

1.2.3.5 可滴定酸含量 采用酸碱滴定法[19]，以%表示。

1.2.3.6 维生素C含量 采用2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量[19]，以每100 g新鲜果实中所含维生素C的毫克数表示(mg/100 g FW)。

1.2.3.7 丙二醛(MDA)含量 根据试剂盒上的说明进行操作测定，结果以μmol/g表示。

1.2.3.8 果实感官评价 果实感官评价参考张娜等[18]的方法略改动，选择10名专业人员建立评分小组对样品从果实质地、色泽、风味、饱和度、腐烂情况等5方面综合评分，采用9分制，每项指标最高为9分，最低为1分，每项权重为1，权重系数为0.2，根据权重法计算平均值，评价树莓的感官品质，具体评价标准如表1。

表1 树莓感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of raspberry

1.2.3.9 货架期 测定树莓果实采收后能保持商品价值的天数，判断的标准是果实失水率在5%以内并且果实的色泽不变、无腐烂、无病害症状的为商品果(根据2018年预实验总结分析得到)，一旦发现一盒中有一个果实失去商品价值便记下该日期，并计算该处理的货架期，每天都进行观察。

货架期(d)=果实失去商品价值的日期−采摘日期

1.3 数据分析

使用Excel 2010进行数据整理；采用SAS 9.4软件one-way ANOVA法进行单因素方差分析，然后采用Duncan法分析处理间的差异显著性(P<0.05)；使用Origin 8.5进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 大蒜提取液对树莓果实菌落总数的影响

菌落总数是衡量果蔬贮藏品质的一个关键指标，反映果蔬的腐败情况；是评定果蔬货架期的重要依据。树莓果实菌落总数随贮藏时间延长而逐渐上升(图1)，其中，大蒜提取液处理组的菌落总数显著低于CK组(P<0.05)，在贮藏第8 d时，CK组果实菌落总数大于5 lg(CFU/g)，超过了食用标准，失去了食用价值[20]。贮藏12 d时，浓度为60、90 mg/mL的大蒜提取液处理组果实菌落总数分别达到5.13、5.01 lg(CFU/g)，超过了食用标准，但与CK相比，降低了33.20%、34.77%；而浓度为120、150 mg/mL处理组菌落总数是3.89、3.84 lg(CFU/g)，未超过食用标准，且两处理间无明显差异。分析表明，大蒜提取液能够有效抑制树莓贮藏期间微生物的繁殖，明显降低微生物数量，延缓腐败变质；在60～120 mg/mL浓度范围内随大蒜提取液浓度的增加抑菌效果增强，但浓度增加到一定程度时(120～150 mg/mL)，抑菌效果无明显差异。研究证明大蒜提取液的主要活性物质是具有广谱杀菌作用的大蒜素[11]，其抑菌原理是大蒜素与微生物生长所需的半胱氨酸中的巯基结合，破坏微生物的蛋白质代谢过程，抑制微生物的生长繁殖[21]；大蒜提取液或大蒜素对采后苹果青霉菌具有很好的抑菌作用和防治效果[17]，能够有效抑制扩展清霉菌的生长[22]，对辣椒炭疽病和疫病病原菌菌丝生长、产孢量及孢子萌发具有显著的抑制作用[23]，本试验也得出与前人研究相似的结论，大蒜提取液抑制微生物的生长发育及繁殖，减少微生物的数量。

图1 大蒜提取液对树莓果实菌落总数的影响Fig.1 Effects of garlic extract on total number of colonies of raspberry

2.2 大蒜提取液对树莓果实腐烂率的影响

腐烂率是树莓果实贮藏效果的直接体现，贮藏期间由于病原微生物的侵染使果实组织软化腐烂[24]。经大蒜素提取液处理后树莓果实的腐烂率显著低于CK(P<0.05)(图2)；贮藏12 d时，与CK组相比，浓度为60、90、120、150 mg/mL的大蒜提取液处理组果实腐烂率分别降低了60.06%、66.96%、79.47%、86.61%；在贮藏第4 d后CK组有部分果实发生腐烂，浓度为60、90 mg/mL的大蒜提取液处理组贮藏第6～8 d后果实才逐渐发生腐烂，比CK组推迟2～4 d；而浓度为120、150 mg/mL的处理组直到贮藏10 d后才发现腐烂果实，比CK组推迟6 d，腐烂率为2.56%、1.67%，两处理间差异不显著(P>0.05)，但显著低于浓度为60、90 mg/mL的处理组(P<0.05)。综上所述，大蒜素提取液能明显降低树莓果实腐烂率，推迟腐烂发生，提高果实商品质量，随大蒜提取液浓度的升高，果实腐烂率明显降低，抑制腐烂效果增强，但浓度增加到一定程度时(120～150 mg/mL)，抑制效果无明显变化；前人在大蒜粗提液对草莓保鲜效果的研究中也得出相似的结论，10%浓度的生蒜提取液处理组腐烂率明显低于浓度为1%和5%的处理组[25]。

图2 大蒜提取液对树莓果实腐烂率的影响Fig.2 Effect of garlic extract on the rate of decay of raspberry

2.3 大蒜提取液对树莓果实硬度的影响

硬度是评判树莓果实保鲜效果的重要指标之一，随贮藏时间的延长，硬度呈下降趋势(图3)，这是由于贮藏初期果胶物质与细胞壁结合紧密，且组织含水量较高，细胞的膨压力比较强，随着果实成熟度的增加，果胶物质在果胶酶的作用下逐渐分解转化为果胶酸，并且组织含水量减少，细胞的膨压力下降，组织软化，硬度降低[26-27]，这严重影响果实的口感和外观品质。经大蒜素提取液处理后果实硬度显著高于CK(P<0.05)，且下降速度较缓慢，贮藏12 d时，CK组果实硬度降低了71.49%(与贮藏前相比)，而经大蒜提取液处理后硬度下降了29.36%～53.53%，这说明大蒜提取液能显著抑制果实硬度的下降，保持了果实较饱满的外观品质，这与前人研究结论相似[13]。其原因可能是大蒜提取液在树莓果实表面形成一层保鲜膜，阻止组织水分的蒸发和散失，维持细胞的膨压状态，保持果实硬度[26-27]，另外，大蒜提取液能有效抑制微生物的繁殖和生长(图1)，减少微生物对果实组织结构的破坏，保护细胞的完整性，从而保持了果实硬度[21]。4个浓度的处理液中，浓度为120～150 mg/mL的处理液对树莓果实硬度保持效果较好。

图3 大蒜提取液对树莓果实硬度的影响Fig.3 Effects of garlic extract on firmness of raspberry

2.4 大蒜提取液对树莓果实营养品质的影响

可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、维生素C(VC)含量变化能直接反映出果实贮藏期间营养价值和贮藏品质的变化，同时也是判断果实成熟和衰老的指标之一。由表2知，树莓果实的TSS含量呈先小幅上升随后下降的趋势。这是因为果实采摘后仍然进行着生命活动，大分子物质被分解为糖类等小分子物质，因此，TSS含量略有增高；随着果实成熟度的升高，糖类消耗逐渐增加以维持组织的新陈代谢，转化糖类物质的速度小于消耗速度，导致TSS含量降低[28]。贮藏期间，大蒜提取液处理组果实TSS含量显著高于CK组(P<0.05)，说明大蒜提取液能保持果实中TSS含量，这可能因为大蒜提取液有效抑制了树莓果实贮藏期间的呼吸作用和代谢速度，减少了TSS的消耗[27]，Peng等[15]在大蒜素对生菜品质的影响研究中也得出相同的结论。大蒜提取液对果实TSS含量的维持效果随浓度的增加而增强，当浓度增加到150 mg/mL时，TSS含量无明显增加，保持效果与120 mg/mL处理组差异不显著(P>0.05)，试验中浓度为120～150 mg/mL处理效果较好。

树莓果实贮藏期间TA含量呈逐渐下降趋势(表2)，大蒜提取液处理组TA含量显著高于CK组(P<0.05)，CK组果实TA含量下降速度最快，贮藏结束后(12 d)与初始值相比下降了61.16%，而浓度60、90、120、150 mg/mL的处理组下降幅度分别为47.98%、38.46%、34.37%、35.39%。因此，大蒜提取液能保持树莓果实较高的TA含量，抑制下降幅度，有效降低营养物质的损失。其中浓度为120、150 mg/mL处理组TA含量较高，保持效果较好。

表2 大蒜提取液对树莓果实营养品质的影响Table 2 Effects of garlic extract on nutritional qualities of raspberry

树莓果实VC含量随贮藏时间延长逐渐下降，主要因为VC在贮藏期间容易被氧化分解[29]，但大蒜提取液处理后果实VC含量显著高于CK组(P<0.05)，贮藏12 d时，4个浓度的大蒜提取液处理组果实VC含量分别比CK组高63.82%、87.77%、120.77%和123.45%，这说明大蒜提取液能保持树莓果实较高的VC含量，减少VC营养损失，这可能由于大蒜提取液中的大蒜素具有抗氧化功能[12]，抑制VC的氧化，减少了VC含量的下降，这与前人的研究结果相同[15]。其中，浓度为120～150 mg/mL的大蒜提取液维持效果最好。

2.5 大蒜提取液对树莓果实丙二醛含量的影响

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物，MDA的积累对膜和细胞造成一定的伤害，其含量可以反映出组织细胞受伤害及衰老的程度，另外，MDA积累过量会增加膜的渗透性，导致果实内营养物质外流，降低品质，加快衰老[30]。贮藏过程中，树莓果实MDA含量不断升高(图4)，其中大蒜提取液处理后果实中MDA含量显著低于CK(P<0.05)，并随处理液浓度的增加，MDA含量逐渐降低，但处理液浓度增加到150 mg/mL时，果实MDA的生成量并无明显的降低(与120 mg/mL处理组相比)。由此可知，大蒜提取液可显著降低树莓果实MDA的生成量，延缓树莓果实的衰老，保持品质，4个大蒜提取液浓度中，120～150 mg/mL的大蒜提取液对MDA生成量抑制效果较好。

图4 大蒜提取液对树莓果实丙二醛含量的影响Fig.4 Effects of garlic extract on MDA content of raspberry

2.6 大蒜提取液对树莓果实感官品质的影响

从树莓果实质地、色泽、风味、饱和度及腐烂情况对贮藏感官品质进行综合评价，在贮藏期间,各组果实的感官评分均呈下降趋势(图5)，其中，大蒜提取液处理组下降速度显著低于CK组(P<0.05)，贮藏第6 d时，CK组果实颜色开始变深变暗，香味变淡，弹性变差，有轻微失水及腐烂现象，而处理组果实的色泽、香气、弹性、饱和度等方面表现均好、无腐烂；贮藏至第10 d时，CK组大约25%的果实发生腐烂，无弹性、无香味并带有轻微异味，部分果实表面有白色菌丝团并呈水渍状，而浓度为60、90 mg/mL的大蒜提取液处理组果实弹性较差、香味变淡、略有失水、个别果实出现腐烂，浓度为120、150 mg/mL处理组果实色泽、香气、弹性、饱和度均有较好表现，无腐烂果实，与60、90 mg/mL处理组差异显著(P<0.05)；贮藏第12 d时，CK组果实已基本腐烂，120、150 mg/mL处理组才有个别果实出现腐烂现象，果实感官品质明显优于60、90 mg/mL处理组，两处理间差异不显著(P>0.05)，但150 mg/mL处理组感官品质低于120 mg/mL组，这可能大蒜提取液浓度过高，对树莓果实的风味、色泽产生影响，进而影响感官品质[13]。因此，大蒜提取液显著提高了贮藏期间树莓果实的感官品质，保持了食用及商业价值，且在一定浓度范围内(60～120 mg/mL)，大蒜提取液浓度与保鲜效果具有量效关系，但超过一定的浓度时，保鲜效果有下降的趋势，试验中120 mg/mL的大蒜提取液保持树莓果实的感官品质效果最好。

图5 大蒜提取液对树莓感官品质的影响Fig.5 Effects of garlic extract on sensory quality of raspberry

2.7 大蒜提取液对树莓果实货架期的影响

由图6知，大蒜提取液处理组树莓果实的货架期比CK组显著延长(P<0.05)，CK组果实的货架期为5.2 d，经大蒜提取液处理后货架期延长了4.1～6.4 d，说明大蒜提取液处理能延长树莓果实的货架期，保持商品价值，前人研究表明大蒜提取液使青椒的保鲜期延长4 d，与本试验的结论相似[14]；大蒜提取液浓度与果实货架期长短呈正相关，货架期随大蒜提取液浓度增加而延长，当浓度增加一定程度(150 mg/mL)时，货架期无明显变化，试验中120～150 mg/mL的大蒜提取液维持树莓果实的货架期效果较好。

图6 大蒜提取液对树莓果实货架期的影响Fig.6 Effects of garlic extract on shelf life of raspberry

3 结论

本试验研究了在4 ℃，相对湿度为90%的贮藏条件下不同浓度的大蒜提取液对树莓果实的保鲜效果，结果表明，大蒜提取液能有效抑制微生物的生长繁殖，明显降低腐烂率、使腐败程度下降，维持硬度、提高果实外观品质，减少营养物质的损失，降低MDA的生成量、维持膜的完整性、延缓衰老，提高感官品质，延长果实货架期，提高商品价值。

大蒜提取液保鲜效果与浓度之间存在量效关系，但浓度达到150 mg/mL时保鲜效果并无明显提高，并且果实感官品质有下降的趋势。综合分析，120 mg/mL为最适宜的大蒜提取液处理浓度，在此浓度处理下树莓果实菌落总数较少，腐烂程度较轻，硬度较大，营养损失较少，MDA生成量较少，较好维持了细胞完整性，感官品质较高，货架期延长了6.4 d，同时果实无异味残留，在树莓果实保鲜生产中，可以作为推荐使用的浓度。本试验只探讨了不同浓度大蒜提取液对树莓果实的保鲜效果，但关于大蒜提取液保鲜机理有待进一步研究。