楓香葉精油對枇杷低溫貯藏的防腐保鮮效果

尚艷雙，劉玉民*，劉亞敏，徐娜婷，閻 聰

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，重慶 400715）

楓香葉精油對枇杷低溫貯藏的防腐保鮮效果

尚艷雙，劉玉民*，劉亞敏，徐娜婷，閻 聰

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，重慶 400715）

為延長枇杷采后貯藏時間和維持果實品質(zhì)，開發(fā)安全環(huán)保的生物源保鮮劑，用不同體積分?jǐn)?shù)（1、6 ?L/100 mL和10 ?L/100 mL）楓香葉精油對枇杷果實進行浸泡處理后，在5 ℃條件下貯藏30 d，每5 d測定腐爛指數(shù)、質(zhì)量損失率、硬度、可溶性固形物、木質(zhì)素、丙二醛、過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等果實的品質(zhì)和生理指標(biāo)。結(jié)果表明，楓香葉精油可以顯著延緩果實硬度上升和木質(zhì)素的積累，減少果實腐爛、質(zhì)量損失和丙二醛含量，減緩可溶性固形物的降低，抑制POD和PAL的活性，在果品保鮮的應(yīng)用領(lǐng)域有較好的前景，其中以6 ?L/100 mL精油處理的效果更好。

枇杷；楓香葉；精油；保鮮；品質(zhì)；生理特性

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.），又名“盧橘”，薔薇科枇杷屬植物，是中國南方特有的珍稀水果，因其果形似琵琶而得名[1]。枇杷果肉柔軟多汁，酸甜可口，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，并具有潤肺、止渴、健胃、清熱等作用，深受國內(nèi)外消費者的喜愛，市場競爭能力較強[2]。但由于枇杷在秋天或初冬開花，果實在春天或初夏成熟，果實成熟的季節(jié)高溫多濕，采后生理代謝旺盛，易衰老變質(zhì)，不耐貯藏與運輸，從而降低了其商品價值。目前，為延長枇杷的貯藏保鮮時間，有采用冷藏結(jié)合苯來特等化學(xué)保鮮劑和殺菌劑對枇杷進行采后處理的方法，但這些物質(zhì)具有一定的毒性，容易在果實表面形成殘留，危害人體健康。因此，開發(fā)安全、環(huán)保的枇杷生物源保鮮劑具有重要的現(xiàn)實意義[3]。

植物精油是廣泛存在于植物體內(nèi)，是有芳香氣味的植物次生代謝物質(zhì)[4]。植物精油中的主要成分α-蒎烯[5]、β-蒎烯[6]、檸檬烯[7]、γ-萜品烯[8]、石竹烯[9]、欖香烯[10]等都是較好的抗菌活性物質(zhì)，槲皮素、茶多酚[11]、丹皮酚[12]、香豆素[13]、不飽和脂肪酸[14-15]、檸檬烯[16]和肉桂醛等都是較好的抗氧化物質(zhì)。因此，許多植物精油有很強的抑菌和抗氧化作用，對多種水果具有良好的防腐保鮮效果[17-21]。楓香（Liquidambar formosana Hance）是金縷梅科楓香樹屬植物，葉片中含有豐富的精油，其主要成分為β-蒎烯、α-蒎烯、（E）-2-己烯醛、檸檬烯、β-石竹烯、α-萜品醇等[22]，具有較強的抑菌和抗氧化活性[23]，但楓香葉精油在果品保鮮中的應(yīng)用還未見報道。因此，本實驗通過測定枇杷果實貯藏期間各品質(zhì)和生理指標(biāo)的變化，驗證楓香葉精油對枇杷的保鮮效果，為尋找枇杷的天然保鮮劑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

楓香葉于2011年9月采自北碚茅庵林場3～4年生幼樹，經(jīng)西南大學(xué)林學(xué)教研室鑒定為金縷梅科楓香樹屬的楓香葉。

三氯乙酸、硫代巴比妥酸 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；愈創(chuàng)木酚 中國佘山化工廠；L-苯丙氨酸、硫酸、過氧化氫、重鉻酸鉀、硝酸鈷、硼酸、鹽酸 成都科龍化工試劑廠。所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004A電子天平 上海精天電子儀器有限公司；GY-2果實硬度計 樂清市寶特思儀器有限公司；VBR90A手持折光儀 杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；T6新世紀(jì)紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DKS-16電熱恒溫水浴鍋 上海飛越實驗儀器有限公司；TGL-16G恰菲爾高速離心機 上海恰菲爾分析儀器有限公司；圓底燒瓶、揮發(fā)油測定器、冷凝管 南京科曉化玻儀器有限公司；JYSD-100-11粉碎機 上海嘉定糧油儀器有限公司；SCQ-7201B數(shù)控超聲提取儀 上海聲彥超聲波儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 楓香葉揮發(fā)油提取

采后將新鮮楓香葉子烘干粉碎，準(zhǔn)確稱取1 kg楓香葉粉末（過40目篩），以液固比10∶1在超聲波60 kHz頻率下水提取40 min，常壓下水蒸氣蒸餾3 h后，用少量乙醚多次萃取出精油，再用少量無水硫酸鈉干燥揮去乙醚后得淡黃色精油5.2 mL待用。

1.3.2 材料處理

供試材料為九分熟的“大五星”枇杷果實，于2012年5月10日采收，3 h內(nèi)運回實驗室，去除未成熟、病蟲害 和有機械損傷的果實，挑選大小和顏色基本一致的果實。用體積分?jǐn)?shù)1%的洗潔劑溶液（食用殺毒型）浸果5～10 min，用清水清洗干凈備用。

量取1 mL楓香葉揮發(fā)油置于100 mL容量瓶中，少量乙醇使其溶解，再用去離子水定容至刻度，搖勻，配制成1 mL/100 mL的揮發(fā)油母液。用移液管分別吸取母液0、1、6、10 mL稀釋成0（對照）、1 ?L/100 mL（處理T1）、6 ?L/100 mL（處理T2）和10 ?L/100 mL（處理T3）體積分?jǐn)?shù)的處理液各1 L，然后將清洗干凈的枇杷放入盛有各處理液的保鮮盒內(nèi)，保持1 min，待表面充分浸潤后，在室溫下吹干，裝入聚乙烯（polyethylene，PE）保鮮袋（厚0.06 mm）內(nèi)。置于5 ℃條件下貯藏30 d，各指標(biāo)每5 d測一次，各處理每次測定取樣30個果實；質(zhì)量損失率取若干果實單獨測定。

1.3.3 測定方法

腐爛指數(shù)測定：參照肖麗梅等[24]的方法；枇杷果實質(zhì)量損失率測定：采用稱質(zhì)量法；枇杷果實硬度測定：采用硬度計法，選取枇杷中段進行檢測，取最大值；總可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量的測定：用手持折光儀測定，3組重復(fù)3次，取平均值；丙二醛（malonic dialdehyde，MDA）含量的測定：采用硫代巴比妥酸比色法[25]，以材料鮮質(zhì)量表示MDA含量，單位為μmol/g；木質(zhì)素含量測定：參照鞠志國等[26]的方法；過氧化物酶（peroxide，POD）和苯丙氨酸解氨酶（phenylalanineammonialyase，PAL）活性測定：參照高俊鳳[27]的方法，POD活性以材料鮮質(zhì)量反應(yīng)液每分鐘A470變化0.01為一個酶活性單位，以U/g表示；PAL活性的測定：以材料鮮質(zhì)量反應(yīng)液每小時A290增加0.01為一個酶活性單位，以 U/g表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各指標(biāo)每次測定時均進行3次重復(fù)取樣，結(jié)果取平均值，實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析，方差分析采用雙因素分析，多重比較采用新復(fù)極差。

2 結(jié)果與分析

2.1 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間腐爛指數(shù)的影響

圖1 不同處理對枇杷腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on the incidence of decay in loquat fruits

楓香葉精油對防止枇杷果實腐爛有一定效果（圖1）。枇杷果實貯藏期間，枇杷果實腐爛指數(shù)均呈上升趨勢，經(jīng)不同體積分?jǐn)?shù)精油處理的枇杷果實，腐爛指數(shù)低于對照組。貯藏30d時，對照、T1、T2、T3處理的腐爛指數(shù)分別為7.00%、5.83%、5.33%、5.17%，10 ?L/100 mL楓香葉精油處理對枇杷防腐效果相對較好。

2.2 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間質(zhì)量損失率的影響

圖2 不同處理對枇杷果實質(zhì)量損失率的影響Fig.2 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on weight loss in loquat fruits

楓香葉精油能顯著降低果實貯藏期間的質(zhì)量損失（圖2），經(jīng)不同體積分?jǐn)?shù)精油處理的枇杷果實質(zhì)量損失率均低于未處理的對照組，果實貯藏至30 d時，T1、T2、T3處理的枇杷果實質(zhì)量損失率分別為對照的17.02%、12.10%、9.04%。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間3個處理與對照之間差異極顯著（P＜0.01），但3個處理之間差異不顯著，T3處理的質(zhì)量損失率略低于其他各處理。

2.3 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間硬度的影響

枇杷果實貯藏期間硬度總體呈上升的趨勢（圖3），貯藏前5 d果實硬度上升，可能是由于枇杷屬于非躍變型果實，原果膠的降解和果肉的軟化過程在采前已基本完成[20]。貯藏前10 d，3個處理的枇杷果實硬度均低于對照；第20天，T2處理的枇杷果實硬度最低；第30天時，對照和T1、T2、T3處理的枇杷果實硬度分別為3.08、2.71、2.75、2.79 kg/cm2。經(jīng)方差分析，3個處理與對照間在整個貯藏期間果實硬度差異顯著（P＜0.05）；T1、T2、T3處理間差異不顯著。楓香葉精油對枇杷果實硬度的上升有顯著抑制作用，其中6 ?L/100 mL（T2）效果最好。

圖3 不同處理對枇杷果實硬度的影響Fig.3 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on hardness of loquat fruits

2.4 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間TSS含量的影響

在整個貯藏過程中，枇杷果實的TSS含量有升有降，呈波動狀態(tài)，但總趨勢是下降（圖4）。貯藏前5 d，TSS含量有所上升，可能與淀粉等大分子物質(zhì)的降解有關(guān)。前20 d，對照的TSS含量低于其他各處理。第30天時，TSS含量分別為6.57%、6.00%、6.37%、7.40%，除了T3處理上升了3%，對照、T1、T2處理TSS含量均下降了16%、15%、12%。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間3個處理與對照間TSS含量差異顯著（P＜0.05），且第10、20、25、30天時，T3處理的TSS含量高于其他各處理，說明10 ?L/100 mL精油處理（T3）可顯著抑制枇杷果實中TSS的降低。

圖4 不同處理對枇杷果實可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on TSS content in loquat fruits

2.5 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間MDA含量的影響

MDA是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，果實中MDA含量可以直接反映膜的受損程度。在枇杷貯藏的過程中MDA含量呈上升趨勢（圖5），可能是由于枇杷貯藏期間膜質(zhì)過氧化造成的。在整個貯藏的過程中對照枇杷中MDA含量始終高于3個處理，說明用楓香葉精油處理具有抑制枇杷的膜質(zhì)過氧化、減少MDA積累的作用。貯藏第30天時，枇杷果實中MDA含量分別為2.75、0.99、0.48、0.81 μmol/g。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間3個處理與對照之間差異顯著（P＜0.05），且前20 d，T2處理的MDA含量低于其他處理。

圖5 不同處理對枇杷果實丙二醛活性的影響Fig.5 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on MDA content in loquat fruits

2.6 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間木質(zhì)素含量的影響

枇杷貯藏過程中木質(zhì)素含量呈上升的趨勢（圖6），在整個貯藏期間，對照枇杷果實中木質(zhì)素含量均高于3個處理，表明楓香精油處理可顯著減緩木質(zhì)素積累的速度。貯藏30 d時，對照枇杷果實中木質(zhì)素含量分別為T1、T2、T3處理的1.7、1.5、1.6倍。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間對照與3個處理之間差異顯著（P＜0.05），3個處理之間差異不顯著。

圖6 楓香葉精油對枇杷果實木質(zhì)素含量的影響Fig.6 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on lignin content in loquat fruits

2.7 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間POD活性的影響

枇杷貯藏過程中POD活性呈上升的趨勢（圖7），在整個貯藏期間，對照枇杷果實中POD活性始終高于3個處理，表明楓香葉精油處理對枇杷果實POD活性的升高有顯著的抑制作用。貯藏5～15 d 3個處理枇杷果實中POD活性增長較快，以后趨于平緩，而對照在整個貯藏過程中一直快速升高。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間3個處理與對照之間差異顯著（P＜0.05），T1與T2、T3處理間差異顯著（P＜0.05），T2與T3處理間無顯著性差異。

圖7 楓香葉精油對枇杷果實POD活性的影響Fig.7 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on POD activity in loquat fruits

2.8 楓香葉精油對枇杷果實貯藏期間PAL活性的影響

圖8 不同處理對枇杷果實PAL活性的影響Fig.8 Effect of treatment with different concentrations of volatile oil from Liquidambar formosana leaves on PAL activity in loquat fruits

PAL是木質(zhì)素合成代謝的關(guān)鍵酶。在整個貯藏期間，對照枇杷果實中PAL活性始終高于3個處理，表明楓香葉精油處理可在一定程度上減緩PAL活性的上升。在貯藏0～20 d時，枇杷果實中PAL活性呈上升的趨勢，PAL活性大小順序為對照＞T1＞T3＞T2，隨后又出現(xiàn)下降再上升的趨勢，第30天時，PAL活性大小為對照＞T1＞T2＞T3。經(jīng)方差分析，在整個貯藏期間3個處理與對照之間差異顯著（P＜0.05），且3個處理之間差異顯著（P＜0.05）。

3 討論與結(jié)論

枇杷果實在貯藏過程中，由于水分的流失和呼吸作用中營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，質(zhì)量會有損失。在貯藏初期，淀粉等多糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可溶性碳水化合物、不溶性果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠，使TSS含量增加，隨著貯藏時間的延長又被呼吸作用消耗，加上果實逐漸失水，可溶性物質(zhì)濃縮，使得TSS含量出現(xiàn)波動和上升，整個貯藏過程中變化不大，本實驗中TSS的研究結(jié)果與宋琰等[28]的一致。枇杷果實無后熟作用，原果膠的降解和果肉的軟化過程在采收前基本完成，在室溫下貯藏時果肉硬度下降；但果實在低溫貯藏時木質(zhì)素合成的關(guān)鍵酶之一PAL活性增加，木質(zhì)素積累，果實硬度逐漸增加。枇杷果實采收后，隨著貯藏期的延長，由于植物體內(nèi)自由基引發(fā)的氧化性損傷的積累，使膜系統(tǒng)受到破壞，導(dǎo)致離子的泄漏增加，膜脂發(fā)生過氧化，MDA的含量增多；MDA具有強交聯(lián)性質(zhì)，能與蛋白質(zhì)、核酸游離的氨基結(jié)合，形成具有熒光的Schif堿，稱為類脂褐色素，是不溶性化合物，干擾細(xì)胞內(nèi)正常生命活動代謝的同時，MDA與生物膜中結(jié)構(gòu)蛋白和酶的交聯(lián)，破壞它們的結(jié)構(gòu)和催化功能[29-30]；因此，生物體內(nèi)的抗氧化保護系統(tǒng)，如POD等抗氧化酶類開始增加，來緩解自由基對細(xì)胞膜的損傷。而楓香葉精油中的萜烯類物質(zhì)及其衍生物，如α-蒎烯、（E）-2-已烯醛、檸檬烯、β-石竹烯、4-松油醇等有較強的自由基清除能力[31]，能夠緩解植物體內(nèi)自由基引發(fā)的氧化性損傷，保護細(xì)胞膜系統(tǒng)；同時抑制MDA含量和POD活性的增加。

本實驗中，楓香葉精油處理可以延緩果實硬度上升和木質(zhì)素的積累，顯著減少果實腐爛、質(zhì)量損失和MDA含量，減緩TSS的降低，抑制POD和PAL的活性。各指標(biāo)在對照與3個處理之間均有顯著差異（P＜0.05）。通過成本與保鮮效果綜合分析，其中以6 ?L/100 mL（T2）處理效果更好。

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Effects of Volatile Oil from Liquidambar formosana Leaves on the Quality of Loquat Fruits during Cold Storage

SHANG Yan-shuang, LIU Yu-min*, LIU Ya-min, XU Na-ting, YAN Cong
(Key Laboratory of the Three Gorges Reservoir Region’s Eco-environments, Ministry of Education, College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

The objectives of this study were to improve storage characteristics and shelf life of post-harvest loquat fruits and to develop a safe and environmentally protective antiseptic agent. After pre-impregnation with different concentrations (1, 6 and 10 ?L/100 mL) of the volatile oil of Liquidambar formosana leaves, loquat fruits were stored at 5 ℃ for 30 d. Over the storage period, decay index, weight loss, hardness, the contents of total soluble solid content (TSS), li gnin and malondialdehyde (MDA) and the activities of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and peroxidase (POD) were measured at 5-day intervals. Result showed that the volatile oil significantly decreased fruit hardness and lignin content, reduced the incidence of decay, weight loss and MDA content, delayed the decrease in TSS, and inhibited the activities of POD and PAL. These results indicate that the essential oil of Liquidambar formosana leaves may have promising applications in postharvest preservation of loquat fruits showing better preservative effects at 6 ?L/100 mL.

loquat; Liquidambar formosana leaves; volatile oil; preservation; quality; physiological property

TS201.1；R284.2

A

1002-6630（2014）02-0266-05

10.7506/spkx1002-6630-201402052

2013-05-16

國家自然科學(xué)基金面上項目（31170546）

尚艷雙（1988—），女，碩士研究生，研究方向林產(chǎn)資源開發(fā)利用。E-mail：shangyanshuang08@163.com

*通信作者：劉玉民（1974—），男，副教授，博士，研究方向林產(chǎn)資源開發(fā)利用。E-mail：yuminliu@163.com