植物精油熏蒸对李光杏干贮藏品质的影响

曹家乐，杨永兴，连雅丽，迟 岩，孙静瑶，杨海燕

（新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

新疆是我国极具地方优势的杏果产区，由于独特的气候条件，杏产量和品质居全国之首，其栽培集中在环塔里木地区（包括阿克苏、喀什、和田等），形成了独特的杏生态品种群和产业带[1-3]。李光杏为普通杏的变种，多在新疆地区种植，亦是新疆栽培杏品种的主体，其干制后品质优良，果肉质厚、味道独特，是我国和许多其他国家的重要干果制品[4-5]。新疆杏干多采用露天日晒制成[6]，杏干表面往往含有大量的潜伏微生物，贮藏过程易发生感染真菌病害及滋生虫卵等品质劣变问题，严重制约了新疆特色经济林果产业发展。近年来，硫化处理因具有杀菌和护色作用，已成为国内外在干果生产过程中采用较多的方法，然而在实际生产贮藏环节中，由于二氧化硫的释放量和释放速度难以控制，易造成干果二氧化硫严重超标，使其出现漂白、异味等问题，甚至对人机体免疫力造成损害[7]。所以，开发一种新型保鲜剂已成为新疆杏干贮藏保鲜过程中亟需解决的问题。

植物精油是从植物体内提取的一种具有挥发性芳香气味的次生代谢物，其抑菌机制呈多靶点效应，不易产生抗性，是一种安全高效的灭菌杀虫保鲜剂[8-9]。近年来，众多研究发现，外源植物精油能够延缓火龙果[10]、樱桃[11]、哈密瓜[12]、李子[13]等果实采后质量损失及褐变等品质变化，达到延长贮藏期的目的。目前，植物精油熏蒸多应用于新鲜果蔬保鲜，对于干果制品的贮藏研究鲜有报道。

本试验以李光杏干（复合无硫护色剂浸渍处理后制干）为原料，采用柑橘精油、百里香精油、茶树精油3种保鲜剂进行熏蒸处理，通过单因素试验及正交试验优化，确定最佳复合精油配比，并探讨复合精油熏蒸处理对李光杏干在高温高湿（37℃，RH 90%）环境中贮藏品质的影响，以期为植物精油熏蒸技术在干制果品贮藏方面的应用提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

李光杏干：2020年7—8月制备于新疆农业大学果蔬营养功能与质量安全研究室，选择大小均匀、无病虫害、无机械伤的果实进行后续试验。

柑橘精油、百里香精油、茶树精油（精油含量≥99%），上海源叶生物科技有限公司；马铃薯葡萄糖琼脂培养基、平板计数琼脂培养基（PCA），北京索莱宝科技有限公司；酚酞、氢氧化钠、亚硫酸钠、酒石酸钾钠、3,5-二硝基水杨酸等（均为分析纯），天津市大茂化学试剂厂。

1.1.2 仪器与设备

PARI BOY SX型雾化器，德国帕瑞有限公司；PQX-280A-3H型人工气候箱，宁波莱福科技有限公司；JZ-350型色彩色差计，深圳市金准仪器设备有限公司；HR40-IIA2型超净工作台，青岛海尔特种电器有限公司；LDZX-50KBS型立式高压灭菌锅，上海申安医疗器械厂。

1.2 方法

1.2.1 李光杏干的处理方法

将李光杏干均匀置于带有小风扇的90 L密闭熏蒸容器内，最大程度地保证每个密闭容器的空余体积相同，利用移液枪将不同质量浓度的柑橘精油、百里香精油、茶树精油加入雾化器中，于室温（25℃）条件下熏蒸3 h，待处理结束后将李光杏干取出并放入聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）保鲜托盒（每盒1 kg），置于人工气候箱（温度37℃，RH 90%）中贮藏，每个处理组重复3次，贮藏期间每10 d抽样并进行李光杏干生理生化指标的测定。对照组为将李光杏干密闭于同样条件下，不做熏蒸处理，置于相同环境中贮藏。

1.2.2 单因素试验设计

分别考察不同质量浓度的柑橘精油（0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 mL/kg）、百里香精油（0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL/kg）和 茶 树 精 油（0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL/kg）对李光杏干贮藏期还原糖和可滴定酸含量的影响情况，结合贮藏60 d时的感官评价，确定每种精油的最佳熏蒸浓度。

1.2.3 正交试验优化设计

在单因素试验的基础上，以感官评分为评价指标，考察柑橘精油、百里香精油、茶树精油的熏蒸效果，设计L9(34)正交试验，优化李光杏干复合精油熏蒸配比，各因素及水平如表1所示。

表1 L9(34)正交试验因素与水平Table 1 Factors and levelsin orthogonal design单位：mL/kg

1.2.4 测定项目与方法

1.2.4.1 杏干色泽

参照吴松霞等[14]的方法并稍作修改，在李光杏干赤道部位均匀选取6个点，采用色差计进行L*值的测定，并取其平均值。

1.2.4.2 还原糖含量

参照3,5-二硝基水杨酸比色法[15]。按照标准曲线y=0.510 9x-0.004 5（R2=0.999 1）计算李光杏干的还原糖含量，结果以干基表示。

1.2.4.3 可滴定酸含量

参照NaOH滴定法测定，以酒石酸百分数表示[16]。

1.2.4.4 水分含量

参照Hussain等[17]的方法并稍作修改，将已知质量的李光杏干放入100℃的烘箱中，直到样品达到恒重，取出后放入包含硅胶的干燥器中冷却。水分含量按以下公式计算：

更进一步，则是20世纪下半叶到21世纪初期，高科技、新材料的大量涌现，加上信息爆炸和传播的全球化，艺术对社会生活各个领域的介入成为势不可挡的趋势。早期与综合材料艺术发展轨迹重合的现成品艺术在此一阶段发展成独立的装置艺术。而另一个值得注意的现象是，综合材料作为教学科目普遍进入艺术院校，成为必修和主修课程。这些都说明综合材料艺术在当代艺术创作中的作用，是非常值得关注。

1.2.4.5 菌落总数

参照GB 4789.2—2016[18]中的方法测定。

1.2.4.6 霉菌及酵母菌计数

参照GB 4789.15—2016[19]中的方法测定。

1.2.4.7 感官评价

参照Elmaci等[20]的方法并稍作修改，由10名感官评价人员对李光杏干进行感官品质评价，评价标准见表2。

表2 李光杏干感官品质评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria of dried Liguang apricots

1.2.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同植物精油熏蒸对李光杏干贮藏期间还原糖含量的影响

还原糖是果实品质的重要指标之一，其含量与贮藏性密切相关，直接影响果实的风味品质[21-22]。图1A、B、C分别为柑橘精油、百里香精油、茶树精油熏蒸的李光杏干贮藏过程中还原糖含量的变化情况，可以看出，随着贮藏时间的延长，李光杏干的还原糖含量均呈先下降后上升再下降的趋势。陶金华等[23]研究也发现，赛买提杏干贮藏前期水分含量较大，易发生氧化反应，使还原糖含量下降，与本试验结果相似。

由图1A可知，贮藏初期（0～20 d），各组李光杏干的还原糖含量均呈下降的趋势，至20d时，0.50mL/kg、0.75 mL/kg、1.0 mL/kg柑橘精油熏蒸处理组的还原糖含量分别为12.49 g/100 g、12.74 g/100 g、12.35 g/100 g，均显著高于对照组的12.08 g/100 g（P＜0.05）。贮藏20～30 d时，杏干还原糖含量增加，可能因为多糖的降解总量大于还原糖的代谢总量[24]。贮藏30～60 d时，杏干还原糖含量降低，可能是由于以还原糖为底物的呼吸作用与美拉德反应共同消耗所致[25-26]。贮藏结束后，0.75 mL/kg熏蒸处理组效果最好，其还原糖含量为11.44 g/100 g，显著高于其他组（P＜0.05）。此外，在贮藏期内，1.25 mL/kg熏蒸组与对照组间整体差异不显著，但高于对照组，可能是由于高浓度精油熏蒸加速了植物组织代谢，糖类作为呼吸底物被快速消耗[27]。

由图1B可知，贮藏初期（0～20 d），同柑橘精油熏蒸处理相比，百里香精油熏蒸处理后李光杏干还原糖含量下降相对较缓慢，至20 d时，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸组的还原糖含量为13.00 g/100 g，显著高于其他各组（P＜0.05）。这可能是由于百里香精油的抗氧化性较强，抑制其贮藏过程中的呼吸消耗[28]。贮藏20～30 d时，李光杏干还原糖含量上升幅度为2.97%～5.81%。从贮藏30 d开始，处理组还原糖含量显著高于对照组（P＜0.05），至60 d时，0.30 mL/kg熏蒸组的还原糖含量最高，为11.80 g/100 g，说明低浓度的百里香精油熏蒸处理对于维持还原糖含量具有一定的作用。

由图1C可知，与图1A、B变化规律相似，随着贮藏时间的延长，茶树精油熏蒸处理能够抑制李光杏干还原糖含量的下降。贮藏至20 d时，0.60 mL/kg茶树精油熏蒸组的还原糖含量为12.87 g/100 g，显著高于其他各组（P＜0.05）。在贮藏期结束后，1.0 mL/kg熏蒸组与对照组的还原糖含量差异不显著，而其他熏蒸组均显著高于对照组的10.68 g/100 g（P＜0.05），其中0.60 mL/kg熏蒸处理组效果最好，其还原糖含量为11.66 g/100 g。

图1 不同熏蒸剂对李光杏干还原糖含量的影响Fig.1 Effects of different fumigantson reducing sugar contentsof dried Liguang apricots

2.1.2 不同植物精油熏蒸对李光杏干贮藏期间可滴定酸含量的影响

有机酸是影响果实贮藏保鲜品质的关键因素之一，其含量对风味、口味和营养价值等都具有重要影响[29-30]。图2A、B、C分别为柑橘精油、百里香精油、茶树精油熏蒸的李光杏干贮藏过程中可滴定酸含量的变化情况，可以看出，随着贮藏时间的延长，李光杏干的可滴定酸含量呈下降的趋势。邓豪等[31]研究也发现吊干杏在NO熏蒸处理后常温贮藏60 d，其可滴定酸含量在贮藏过程中呈下降的趋势，与本试验结果一致，但贮藏结束后其含量较初始值相比下降幅度较大，这可能是由于植物精油熏蒸较NO处理更能减缓杏干贮藏期间的糖酸代谢。

图2 不同熏蒸剂对李光杏干可滴定酸含量的影响Fig.2 Effectsof different fumigants on titratable acid contents of dried Liguang apricots

由图2A可知，贮藏前期（0～20 d），各组李光杏干的可滴定酸含量下降速率较大，至30 d时，对照组的可滴定酸含量为1.92%，显著低于熏蒸组（P＜0.05），相比于贮藏初始（可滴定酸含量为2.34%），其下降了0.42个百分点。这可能是由于贮藏环境引起其以酸为底物的代谢活动比较强烈[32]。贮藏后期（40～60 d），李光杏干可滴定酸含量下降趋于平缓，这可能是由于其贮藏过程中自身呼吸消耗的同时发生非酶褐变产生部分酸类，如甲酸、乙酸、丙酸等有机酸，致使后期可滴定酸下降趋势缓慢[33]，至60 d时，熏蒸组的可滴定酸含量均高于对照组，其中0.75 mL/kg熏蒸组的可滴定酸含量最高，为1.87%，显著高于对照组（P＜0.05）。

由图2B可知，贮藏期内，同柑橘精油熏蒸处理相比，百里香精油熏蒸处理后李光杏干可滴定酸含量均显著高于对照组（P＜0.05），这可能是由于百里香精油成分能够较好地抑制其代谢过程中的三羧酸循环，减少了有机酸的消耗[34]。其中，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸组效果较好，且在贮藏后期（40～60 d）可滴定酸含量显著高于其他熏蒸组（P＜0.05）；至60 d时，其含量为1.91%，显著高于对照组（P＜0.05）。

由图2C可知，与图2A、B变化规律相似，随着贮藏时间的延长，茶树精油熏蒸处理能够抑制李光杏干可滴定酸含量的下降。贮藏10 d时，0.60 mL/kg茶树精油熏蒸组的可滴定酸含量为2.28%，显著高于其他各组（P＜0.05）；至20 d时，各组间可滴定酸含量差异性变小。贮藏结束后，熏蒸组的可滴定酸含量由高到低分别为1.88%、1.85%、1.84%、1.82%、1.80%，均显著高于对照组的1.76%（P＜0.05）。以上结果说明，0.60 mL/kg茶树精油熏蒸处理可有效抑制贮藏过程中可滴定酸含量的下降。

2.1.3 柑橘精油熏蒸对李光杏干感官品质的影响

由图3可知，随着柑橘精油熏蒸浓度的增加，贮藏结束后的李光杏干感官评分呈先上升后下降的趋势，相比于对照组，0.75 mL/kg柑橘精油熏蒸处理显著提升了杏干的感官评分（P＜0.05），这可能是由于其改善了李光杏干贮藏期的糖分和酸度，维持了良好的风味，同时抑制色泽的下降，使李光杏干总体接受性较好。当柑橘精油浓度高于0.75 mL/kg时，则会显著降低李光杏干的感官评分（P＜0.05）。这可能是由于精油浓度过大时，其气味掩盖了杏干的风味[35]。因此，柑橘精油熏蒸浓度选用0.75 mL/kg时效果最好。

图3 柑橘精油对李光杏干感官品质的影响Fig.3 Effectsof citrusessential oil on sensory qualitiesof dried Liguangapricots

2.1.4 百里香精油熏蒸对李光杏干感官品质的影响

由图4可知，随着百里香精油熏蒸浓度的增加，可以逐渐提高贮藏结束后的李光杏干的感官评分，相比于对照组，0.30 mL/kg百里香精油熏蒸处理显著提高了李光杏干感官评分（P＜0.05）。当百里香精油浓度高于0.30 mL/kg时，李光杏干感官评分呈下降的趋势。因此，百里香精油熏蒸浓度选用0.30 mL/kg时效果最好。

图4 百里香精油对李光杏干感官品质的影响Fig.4 Effectsof thyme essential oil on sensory qualities of dried Liguang apricots

2.1.5 茶树精油熏蒸对李光杏干感官品质的影响

由图5可知，随着茶树精油熏蒸浓度的增加，可以逐渐提高贮藏结束后的李光杏干的感官评分，相比于对照组，0.60 mL/kg茶树精油熏蒸处理显著提升了李光杏干的感官评分（P＜0.05）。当茶树精油的熏蒸浓度继续增加时，感官评分显著降低（P＜0.05）。因此，茶树精油熏蒸浓度选取0.60 mL/kg时效果最好。邵兴锋等[36]研究也发现使用体积分数为0.66mL/L的茶树精油于33.3℃熏蒸3.1 h时，可显著抑制草莓品质的下降。

图5 茶树精油对李光杏干感官品质的影响Fig.5 Effects of tea tree essential oil on the sensory qualitiesof dried Liguangapricots

2.2 正交试验结果

以李光杏干贮藏60 d时的感官评价为考察指标，依据单因素试验结果设计正交试验，结果见表3。

由表3可知，影响复合精油熏蒸处理后李光杏干感官评分的主次顺序为：B＞C＞A，确定最优组合为A2B2C2，即柑橘精油0.75 mL/kg，百里香精油0.30 mL/kg，茶树精油0.60 mL/kg。在此条件下，进行3次验证试验，得到李光杏干贮藏结束后的感官评分为93.00分，高于正交试验中各组合。

表3 熏蒸工艺优化正交试验结果Table3 Orthogonal test resultsof fumigation processoptimization

2.3 复合精油熏蒸对李光杏干贮藏品质的影响

2.3.1 复合精油熏蒸对李光杏干贮藏期间色泽（L*值）的影响

色泽是衡量干制果品品质最直观的判断标准之一，可反映其劣变的程度，甚至病害侵染的程度，直接影响产品的可接受性，杏干贮藏期的最佳色泽使其能够维持鲜杏的原有亮度，而CIELab表色系统中的L*值为明度指数，反映的是白度和亮度的综合值，故选择其作为杏干色泽的评价指标[37-39]。由图6可知，在高温高湿环境中，李光杏干各组的L*值随着贮藏时间的延长均呈下降的趋势，且在同一贮藏时间内，熏蒸组的L*值显著高于对照组（P＜0.05）。贮藏结束后，熏蒸组、对照组的L*值分别为34.81、32.88，表明熏蒸处理有利于延缓杏干贮藏期间的褐变，保持其较好的颜色。贮藏后期，L*值下降趋于平缓，可能是由于杏干中的氧化反应物质消耗所致。

图6 熏蒸处理对李光杏干L*值的影响Fig.6 Effects of fumigation treatment on L*value of dried Liguang apricots

2.3.2 复合精油熏蒸对李光杏干贮藏期间水分含量的影响

水分含量是衡量干制果品贮藏稳定性的重要指标，决定着其品质、质构及风味的变化，直接影响产品的食用品质[40-41]。由图7可知，在高温高湿环境中，李光杏干各组的水分含量随着贮藏时间的延长均呈上升趋势，且在同一贮藏时间内，熏蒸组的水分含量显著低于对照组（P＜0.05）。贮藏前期，二者含量差别较小，贮藏20 d开始，对照组的水分含量明显上升，熏蒸组虽上升，但幅度相对偏小，二者差异显著（P＜0.05）。贮藏结束后，熏蒸组、对照组的水分含量分别为20.85%、21.57%，可能是由于植物精油具有良好的成膜特性，能够在杏干表面形成保护层，从而在一定程度上降低了外界水分的渗透速度[42]。

图7 熏蒸处理对李光杏干水分含量的影响Fig.7 Effects of fumigation treatment on water contentsof dried Liguangapricots

2.3.3 复合精油熏蒸对李光杏干贮藏期间微生物的影响

微生物是引起干制果品在销售、贮藏过程中品质劣变的重要因素，严重影响着产品的商品价值和食用安全性[43]。由图8可知，在高温高湿环境中，李光杏干各组的表面微生物数量随着贮藏时间的延长均呈上升的趋势，熏蒸处理可以有效降低杏干表面细菌、霉菌及酵母菌的数量，且在同一贮藏时间内，熏蒸组的微生物数量显著低于对照组（P＜0.05）。贮藏前，熏蒸组的李光杏干表面细菌、霉菌及酵母菌的菌落总数分别下降了1.18、0.72（lg（CFU/g）），这可能是由于植物精油通过破坏微生物的细胞形态结构，降低或抑制其分生孢子的产生和萌发，从而达到抑菌效果[44-45]。贮藏结束后，细菌、霉菌及酵母菌菌落总数分别比对照组低1.01、0.85（lg（CFU/g）），说明复合精油熏蒸能够显著抑制杏干高温高湿环境贮藏下微生物的生长。Dwivedy等[46]研究发现，薄荷精油能够抑制干果表面的真菌污染，并确定了使用安全限量，与本试验结果一致。

图8 熏蒸处理对李光杏干表面微生物的影响Fig.8 Effectsof fumigation treatment on surfacemicrobesof dried Liguang apricots

3 结论

在37℃、RH 90%的湿热贮藏条件下，柑橘精油、百里香精油、茶树精油熏蒸处理均能够有效抑制李光杏干贮藏过程中还原糖、可滴定酸含量的下降，提高李光杏干的感官评分，较好地维持李光杏干贮藏品质的稳定性。通过单因素结合正交试验得出适合李光杏干保鲜的复合植物精油熏蒸浓度最佳配比为：0.75 mL/kg柑橘精油、0.30 mL/kg百里香精油、0.60 mL/kg茶树精油，该条件下李光杏干贮藏结束后的感官评分最高。

此外，复合精油熏蒸处理可明显改善李光杏干的色泽（L*值），显著延缓其水分含量的上升，降低果实表面微生物（细菌、霉菌及酵母）的菌落总数，保持杏干的质地和风味，延长贮藏期。在60 d贮藏期内未发现虫卵，可能是由于贮藏时间过短，尚未达到印度谷螟幼虫羽化，或由于植物精油熏蒸对虫卵具有良好的触杀作用，对于其虫害的抑制机理还需进一步延长贮藏期以待观察。