砂仁精油成分分析及其對草莓的保鮮效果*

韓林，胡廷章，肖國生，汪開拓，黃乾方，詹媛媛

(重慶三峽學院生命科學與工程學院，重慶萬州，404100)

砂仁是熱帶和亞熱帶姜科植物的果實，是中醫常用的一味芳香性藥材，味辛，性溫，主要分布于福建、廣東、廣西和云南等省區［1］。砂仁中含有豐富的揮發油，并且產地和品種不同，其揮發油的主要成分也存在差異［2－3］。植物精油具有很強的抑菌活性，廣泛用于化妝品、食品行業，而近年來，將植物精油用于果蔬保鮮的研究也逐漸增多，并且在對葡萄、梨、胡蘿卜和鮮切水果等的保鮮顯示了較好的效果［4－8］。

本實驗分析了重慶產砂仁精油的化學成分，對其在草莓貯藏保鮮方面的作用進行了研究，考查不同精油濃度處理對草莓低溫貯藏的保鮮作用，以驗證砂仁精油的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料、藥品與設備

供試草莓，采摘于重慶市萬州區九池草莓種植基地，品種為“紅實美”。果實采摘后立刻運回實驗室，挑選無腐爛、無損傷、大小、色澤和成熟度一致的果實進行實驗。

砂仁，購買于重慶市萬州區宏遠市場;2，6-二氯靛酚，購于上海工碩生物技術有限公司;氫氧化鈉、鹽酸、蒽酮、碳酸氫鈉等均為分析純，購于廣州化學試劑廠。

HP5890氣相色譜儀(美國Agilent Technologies公司);HP6890GC/5973MS氣質聯用儀(美國Agilent Technologies公司);UEC0905005紫外可見分光光度計(上海博普達儀器制造有限公司);AL104電子分析天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司);HH-4數顯恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 砂仁精油的提取

稱取一定量砂仁，以正己烷為提取溶劑，利用索氏提取器在溫度為80℃條件下提取6 h，樣品經過旋轉蒸發儀濃縮后，置于烘箱中低溫干燥至恒重得到砂仁精油，放于4℃低溫箱中備用。

1.2.2 GC和GC-MS分析

氣相色譜條件:30QC3/AC5石英毛細管柱(30 mm ×0.32 mm ×0.25 μm);柱溫 80 ～280℃，程序升溫5℃/min;柱流量為 1.5 mL/min;進樣口溫度250℃;氫火焰檢測器溫度250℃;進樣量1.0 μL;分流比50∶1;載氣為高純氮氣。

氣相色譜-質譜條件:GC條件:HP-5MS石英毛細管柱(30 mm×0.25 mm ×0.25μm);柱溫 80～280℃，程序升溫3℃/min;柱流量為1.0 mL/min;進樣口溫度250℃;柱前壓100 kPa;進樣量0.3 μL;分流比10∶1;載氣為高純氦氣。MS條件:電離方式EI;電子能量70 eV;傳輸線溫度250℃;離子源溫度230℃;四極桿溫度 150℃;質量范圍 35 ～500［9］。采用wiley7n.l標準譜庫計算機檢索定性。

1.2.3 低溫保鮮試驗

將1.2.1中所述砂仁精油樣品溶于無水乙醇中，制得不同濃度(20、40、80、160 和 320 μg/mL)的精油溶液。將篩選出的草莓果實分別在每種濃度中浸泡后立即取出，置于4℃條件下貯藏，每隔2d取樣測定草莓果實的腐爛指數及主要品質指標，分別做乙醇對照和空白對照，每次試驗做3個平行［10］。

1.2.4 腐爛指數和可溶性固形物含量

按草莓果實腐爛面積大小劃分腐爛程度為4個等級:0級，無腐爛;1級，果面有1～3個小腐爛斑點;2級，腐爛面積占果實面積的25% ～50%;3級，大于果實面積的 50%［11］。

草莓果實中可溶性固形物含用利用手持阿貝折光儀測定［12］。

1.2.5 可滴定酸、總糖和VC含量

可滴定酸含量用NaOH滴定法測量，結果以檸檬酸百分數表示［13］;總糖含量采用蒽酮比色法測定［13］;VC含量采用 2，6-二氯靛酚滴定法［14］。

2 結果與分析

2.1 砂仁精油成分分析

由表1可知，利用GC-MS從砂仁精油中鑒定出56種組分，主要成分為杜松醇(11.41%)、十八碳烯酸甲酯(8.99%)、十氫-2-亞甲基-5，5，8a-三甲基-1-萘乙醛(5.06%)和十六烷酸甲酯(4.73%)等。與其他參考文獻比較發現，不同產地的砂仁，其精油主要成分并不相同，本試驗提取的砂仁精油中主要成分為烯烴類和酯類化合物［15］。研究表明，酚類、醛類及酯類化合物對果實的保鮮具有一定的效果［16］。

表1 砂仁精油成分分析

續表1

2.2 不同處理草莓在貯藏期間腐爛指數的變化

圖1 砂仁精油對草莓腐爛指數的影響

由圖1可以看出，和空白對照及乙醇對照相比，不同濃度的砂仁精油對草莓果實的腐爛均有一定的抑制作用，但并不是線性關系，當精油濃度過低(20 μg/mL)或過高(320 μg/mL)時，其抑制效果并不理想，只有當精油濃度為80 μg/mL時，效果最好，12 d后，草莓果實腐爛指數為60.0%，遠小于最高的86.67%。果實的腐爛與微生物的活動有著密切的聯系，砂仁精油具有一定的抑菌活性，可以抑制草莓果實表面微生物的生長，從而起到抑制果實腐爛的作用，但當精油濃度過高時，在抑菌的同時，也會對草莓產生藥害作用，因而腐爛指數偏高［11］。

2.3 不同處理草莓在貯藏期間可溶性固形物含量的變化

圖2 砂仁精油對草莓可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量是衡量水果品質和成熟情況的重要指標。圖2表明，用濃度為80 μg/mL的砂仁精油處理草莓后，在12 d的低溫貯藏時間內，草莓中的可溶性固形物含量由8.12%下降到7.50%，下降速度顯著低于其他處理組，而在貯藏后期(第10天和第12天)可溶性固形物含量偏高主要與草莓果實的腐爛指數及果實之間的差異密切相關。

2.4 不同處理草莓在貯藏期間可滴定酸的變化

砂仁精油對草莓中可滴定酸的影響并不顯著(如圖3所示)。隨著貯藏時間的延長，草莓中的可滴定酸逐步減少，在10 d的貯藏時間里，可滴定酸平均減少0.32%，但各濃度處理組與空白對照和乙醇對照相比，差異并不明顯，有時還出現可滴定酸時高時低的現象，這主要與草莓果實的成熟度或不同部位的成熟度差異有關。

圖3 砂仁精油對草莓可滴定酸含量的影響

2.5 不同處理草莓在貯藏期間總糖和VC的變化

圖4 砂仁精油對草莓總糖含量的影響

圖5 砂仁精油對草莓VC含量的影響

由圖4可知，砂仁精油對草莓果實中總糖含量的減少具有顯著的抑制作用，特別是當精油濃度為160 μg/mL時，作用效果最明顯，在貯藏結束后(12 d)，總糖含量為16.84 mg/g，遠高于空白對照(7.26 μg/mL)和乙醇對照(9.83 μg/mL)。VC是草莓品質的重要指標之一，其含量遠遠超過其他水果。由圖5可知，草莓中VC的含量隨著貯藏時間的增加而降低。貯藏10 d后，80 μg/mL 和160 μg/mL 處理組 VC含量分別為29.8 mg/100 g和28.8 mg/100 g，顯著高于其他處理組和對照組。

3 結論

植物精油是重要的植物次生代謝產物，大量研究表明，植物精油具有很好的抑菌活性，而且其抑菌效果與精油組成成分有關，特別是與萜類化合物、黃酮類化合物及酯類等含量呈正相關［17］。近年來，將植物精油運用于果蔬的保鮮已成為國內外學者研究的熱點，植物精油可有效抑制果蔬表面微生物的生長，從而起到延長果蔬貯藏時間的作用［4，18］。然而，精油的濃度對果蔬的保鮮效果并非成正比，當濃度較低時，起不到保鮮的作用，而濃度過高時，則會對果蔬產生藥害，因此，精油用于果蔬的保鮮時，必須采用適宜的濃度進行處理［11］。

本論文對砂仁精油的成分進行了分析，并研究了砂仁精油對草莓的保鮮效果。利用GC-MS從砂仁精油中鑒定出56種組分，其主要成分為杜松醇(11.41%)、十八碳烯酸甲酯(8.99%)、十氫-2-亞甲基-5，5，8a-三甲基-1-萘乙醛(5.06%)和十六烷酸甲酯(4.73%)等。將砂仁精油運用于草莓的保鮮表明，使用一定濃度的精油處理可有效降低草莓的腐爛指數，減緩草莓中可溶性固形物、總糖和VC的損失速度，其中以精油濃度為80～160 μg/mL處理組效果最佳，而各濃度處理對草莓中可滴定酸的作用效果并不明顯。因此，砂仁精油具有開發為新一代生物源保鮮劑的潛質，在草莓果實保鮮上具有較好的應用前景。由于砂仁精油成分比較復雜，其抑菌和保鮮作用機理目前尚不明確，下一步工作將開展抑菌活性的研究，逐步揭示其抑菌機理。

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