植物精油在果蔬保鮮領域的應用研究及展望

韓旭旭，王玉涵，王鑫

（河北農業大學理工學院，河北黃驊061100）

植物精油是芳香植物的高度濃縮提取物，不溶于水，易溶于有機溶劑，具有揮發性，油狀液體物質，存在于植物根、莖、葉和花果中，其主要化學成分有單萜、倍半萜烯、酯、醛、酮、醇等，有特殊氣味[1]，可作為天然的抗氧化劑，降低碳鋼腐蝕速率[2]。部分精油可以代替合成防腐劑作為抑菌劑使用[3]，研究表明，精油用作果汁防腐劑可以延長果汁保藏時間，并保持良好的感官性狀[4]。另外，精油還具有抑制雜草和貯藏的農作物發芽的作用[5]。

常用的傳統保鮮方法主要有通過抑制果蔬呼吸、降低其代謝速度的低溫貯藏[6]；通過改變儲藏環境中的氣體成分抑制果蔬本身代謝，減少產生乙烯等不良氣體的氣調保鮮；利用高能射線對微生物細胞結構進行破壞而達到保鮮目的的輻照保鮮等。傳統保鮮方法雖已被廣泛應用，但尚存在一定缺陷。在低溫貯藏期間，由于溫度過低會造成果蔬組織機械損傷；氣調保鮮時，需要實時監控氣調室的氣體比例保持恒定，耗費能源較大；高能射線輻射會使果蔬的營養成分遭到一定損失[7]。

控制果蔬保藏期間存在的采后病害最好的方法是低溫貯藏，并協同化學保鮮劑的使用，如對果蔬進行氣體調節劑、涂布保鮮劑、抗菌抑菌劑、植物激素等化學保鮮劑的處理，但其殘留危害人體健康，易引起食物中毒，嚴重者甚至引起致畸、致癌。而植物精油對人畜毒性極小，不污染環境，可替代化學保鮮劑防腐抑菌，并可保持果蔬良好感官性狀。不同精油表現的生物活性有所區別，因此多種精油復合使用效果更好。因此，利用植物精油對果蔬進行保鮮，有較高研究價值。

1 熏蒸法

熏蒸法是將精油和果實放入真空干燥器內反復處理，處理完成后將果實放入消毒的塑料筐內，內襯聚苯乙烯（polystyrene，PE）袋，然后進行封口在室溫下放置。精油熏蒸比傳統保鮮方法效果顯著，能減少果實營養物質的流失，并且降低果實腐爛率，延長果蔬貨架期。但使用一種精油單獨熏蒸處理果實效果不太明顯，應了解更多精油的生物活性，以便用多種精油協同作用于果蔬，來改進熏蒸方法，提高保鮮效果。

賀紅宇等[8]用肉桂精油、山蒼子精油、丁香精油、牛至精油等10種植物精油處理圣女果，發現熏蒸法處理后可以殺滅赤霉菌、白地霉菌等?？姂諿9]用熏蒸法處理果實，對杏和獼猴桃的保鮮作了研究，在室溫下熏蒸72 h處理杏和獼猴桃，結果發現百里香精油對水果的保鮮效果最佳，而其他精油則不明顯。楊紅[10]用熏蒸法和浸漬法研究丁香精油對冬棗的保鮮效果，發現熏蒸法在抑制呼吸強度和還原糖消耗方面比較優于浸漬法，但在抑制其他代謝變化方面低于浸漬法。張倩等[11]用肉桂精油熏蒸甜櫻桃，并于常溫下放置，抑制果實腐爛效果較好。周穎等[12]研究發現，應用30 μL/L的芥末精油熏蒸處理脆冬棗可有效抑制病原菌的侵害和冬棗進一步生長成熟，可用于冬棗采摘后保鮮和貯藏。吳曉菊等[13]采用神香草精油對草莓進行熏蒸處理，結果顯示，20 μL/L濃度時，草莓的失重率、可溶性固形物減少率、腐爛率均有所降低。鐘曼茜等[14]用黃皮精油對番木瓜進行密閉熏蒸處理72 h，結果表明10 μL/L濃度的黃皮精油下，可有效保持番木瓜的感官性狀，降低維生素C和可溶性固形物的流失，減少丙二醛等不利于保鮮的氣體產生，抑制果實腐爛的發生，延長了番木瓜的貨架期。

2 浸泡法

浸泡法是先將植物精油用少量乙醇溶解，再加入乳化劑使之充分乳化，根據需要稀釋到合適的濃度梯度，將果實浸入溶液放置幾分鐘，取出后自然風干，放于PE盒中并用保鮮膜包扎，并保持恒溫恒濕于21℃，80%～83%，20天后測其保鮮情況。采用多種精油混合浸泡果蔬，可以提高抗氧化性，抑菌效果明顯，減少了蔬菜葉子的葉綠素和維生素C的損失，達到了更好的抑菌防腐保鮮效果。為了減少精油浪費，可采用噴灑的方式處理果蔬，更高效的利用精油，進行果蔬保鮮和貯藏。

何首林[15]用浸泡法以28種精油處理獼猴桃、蘋果、番茄，結果表明精油的防腐性能極好，并且乙烯產生量減小，硬度和維生素C的值減少幅度小。趙昕等[16]用多濃度橘皮精油噴灑處理“四季”小白菜，發現1.5%橘皮精油處理液可有效減少小白菜葉綠素、維生素C損失，降低了失重率，并且使小白菜保持良好的感官性狀，延長了小白菜的貨架期。蔣帥[17]用肉桂精油對紅富士蘋果進行浸泡處理，結果顯示浸泡法可有效抑制蘋果灰霉病的發生，紅富士蘋果的抗病性顯著上升。韓林[18]采用多種濃度的龍眼核精油浸泡處理草莓，結果發現160 μg/mL濃度的龍眼核精油浸泡后，草莓的抗氧化性顯著提高，可溶性固形物含量、維生素C、硬度等保持的較好。

3 精油-氣調聯用

精油-氣調聯用法是以塑料薄膜為包裝材料，在其中添加復合精油成分，并調節O2和CO2比例進行氣調保藏。精油-氣調聯用法可以減緩果蔬代謝消耗，減少營養物質的散失，抑菌效果良好。該方法中氣調提供的恒定氣體環境保證了果蔬處于低能耗，低代謝的狀態，減少自身產生的不利于保鮮的氣體累積，更有助于果蔬抑菌保藏。

丁華等[19]用PE膜和PE/鄰苯基苯酚/PE復合膜復合百里香精油并和氣調保鮮聯用，出現了零霉變，貨架壽命延長了4 d以上。潘艷娟等[20]利用大蒜和肉桂精油、吸濕劑和氣調包裝聯用，對雙孢菇進行保藏，減緩了雙孢菇的代謝和自身消耗，延長了貨架期。徐仕翔[21]利用月桂精油、乙醇、吐溫20制成乳液聯合氣調包裝對櫻桃番茄進行試驗，最終發現該方法有較明顯的抑菌效果，可用于果蔬保鮮工業。彭燕等[22]將肉桂精油和殼聚糖混合涂抹甜椒，結合低溫氣調進行保鮮貯藏，結果發現甜椒營養成分散失量減少，多種酶活性也得到很好的控制。

4 精油-CMC/殼聚糖復配法

4.1 精油-CMC復合涂膜法

此方法是將乳化的植物精油分散于羧甲基纖維素鈉（sodium carboxymethyl cellulose，CMC）為載體的水溶液中，所形成的體系較穩定，以減少精油的揮發散失，再把果實浸入其中，撈出后自然風干成膜，最后取適量果實置于保鮮袋中，于20℃左右進行保存。該方法可延緩果實衰老，減少營養成分的散失，降低果實失重率，呼吸強度，減少丙二醛的累積，降低褐變速度。還有一個優點，即CMC與精油復配減緩了精油的揮發，可以延長保鮮液的使用期。但CMC作為化學合成添加劑殘留在果蔬表面，對人體健康有一定的危害。

Dong等[23]用CMC和大蒜精油復合涂膜，研究精油對草莓保鮮的影響，發現該方法可以延緩草莓衰老，并且減少了營養成分的散失。唐明麗等[24]發現CMC與大蒜精油復合涂膜可以降低草莓失重率、呼吸強度、腐爛率、維生素C分解和可溶性固形物分解，還減少了丙二醛的累積，并表現出護色作用。金元寶等[25]將肉桂精油和CMC混合，涂抹香蕉進行保鮮，結果降低了香蕉的腐爛和褐變速度。

4.2 精油-殼聚糖復合涂膜法

此方法與CMC-精油復合涂膜相似，形成穩定的精油和殼聚糖體系。而殼聚糖本身即為天然防腐劑。精油和殼聚糖均為天然抑菌成分，具有協同抑菌防腐作用。該方法也可延緩精油揮發，使復合膜的抗菌性、抗氧化性和抑菌性提高，褐變速度降低，相對電導率和丙二醛受抑制。單一使用精油或殼聚糖不如二者協同使用效果好。

De Oliveira等[26]利用薄荷精油和殼聚糖復合涂膜，發現這樣可以抑制芒果炭疽病，且效果比單獨用殼聚糖好。Noshirvani N等[27]利用肉桂和姜精油協同油酸、殼聚糖和羧甲基纖維素制作復合膜，提高了抗菌性和透濕性。Cordoba等[28]用酪蛋白酸鈉、明膠、殼聚糖制作明膠活性膜，以提高復合膜的抗氧化性，延長食品貨架期。鐘曼茜等[29]用黃皮精油-殼聚糖涂抹“日升”番木瓜，結果表明，0.8%殼聚糖和40 μL/L黃皮精油協同使用時，可保持果實良好的感官性狀，相對電導率和丙二醛受到抑制，腐爛程度顯著降低。鄭科旺等[30]采用殼聚糖和1∶1（體積比）的肉桂精油、檸檬精油混合，對鮮切山藥進行涂抹，發現混合精油可顯著降低鮮切山藥營養物質的喪失，減少切口褐變，延長其貨架期。王磊明等[31]殼聚糖和不同體積分數的肉桂精油混合，涂抹藍莓進行保鮮，0.4%～0.8%的濃度下，保鮮效果最佳，藍莓感官性狀保持良好。

4.3 精油微膠囊

為了減少精油的浪費，用殼聚糖包埋植物精油制成微膠囊，再將微膠囊加入紙箱、塑料薄膜包裝果蔬。微膠囊化的植物精油揮發延緩，氣味也相應減小，該方法抑菌效果明顯，能使果實保持良好的感官性狀，延長果蔬貨架期。材料用量亦可減少，成本降低。

Kujur A等[32]研究殼聚糖包埋肉桂精油的療效，發現它可有效抗真菌，還可抑制黃曲霉素B1活性。薛瓊等[33]用殼聚糖包覆肉桂精油制成微膠囊，給葡萄保鮮，發現抑菌效果良好。Sotelo-Boyas M等[34]研究百里香精油在殼聚糖納米膠囊中的抑菌活性，發現對于6種食源性致病菌中兩種有明顯的抑制作用。薛瓊等[35]利用1∶2（質量比）殼聚糖和海藻酸鈉以及1%的氯化鈣對肉桂精油進行包埋，對進行芒果保鮮后，發現其感官性狀保持良好，貨架期延長。張靜[36]將肉桂精油、丁香精油、大蒜精油用β-環糊精包埋制作微膠囊，對香菇進行保鮮，結果表明，肉桂精油制成的微膠囊實現了最佳的保鮮效果，大蒜精油次之。

4.4 可食用膜

將精油與殼聚糖、羧甲基纖維素鈉等物質制成薄膜用于果蔬保藏，而植物精油和殼聚糖均為可食用物質，制備得到的薄膜安全無毒具有可食用性?？墒秤媚ぐ踩乙捉到?，抑菌性很好，對環境綠色無害，研究價值較高。由于精油揮發性很好，為了延長精油使用期，將其與殼聚糖、CMC等復合使用，增強了整體的抑菌性能，同時改良了復合膜的物理性能。

Munhuweyi K等[37]將肉桂、牛至檸檬精油結合殼聚糖制成可食用膜，來進行石榴保鮮，抑制了某些霉菌生長。Kalaycioglu Z E等[38]利用姜精油加入殼聚糖制成的薄膜，對沙門氏菌和金黃色葡萄球菌有抑菌活性。羅寧寧[39]采用殼聚糖、肉桂精油、吐溫80和KOH溶液為原料，制作可食膜，對食品保鮮，改善了食品品質。

5 精油涂布包裝容器法

5.1 精油改性PE膜

此方法是將通過添加了抗氧化劑的改性PE膜，同時添加具有抗菌性的植物精油以改善塑料薄膜的性能。該方法可提高普通塑料膜的阻隔性和剛性，使其具有了抗氧化性和抑菌性，延長了果蔬的貨架期。直接采用改性后的塑料膜制作塑料袋替代普通的塑料袋，在日常生活中使用，不但方便，而且還可以更好地發揮精油保鮮的作用。

陸漓等[40]用丁香精油、維生素E、乙二胺四乙酸二鈉改性PE樹脂，改性后提高了膜的阻隔性和剛性，具有抗氧化性和抑菌性，延長了草莓保藏期。楊輝[41]將乙烯-乙烯醇共聚物、1%的葡萄籽精油和1%的丁香精油制成塑料薄膜，對圣女果進行包裝保鮮，塑料薄膜阻隔性良好，抑菌能力較強，延長了圣女果的保鮮貯藏期。

5.2 精油保鮮紙

此方法通過將精油添加到保鮮紙中得到新型保鮮紙，實現對果蔬的保鮮。精油保鮮紙有一定的透氣性，既可以隔離外界有害物質和減少水分與營養成分散失，又可以提供一定的氣體環境，進行氣體交換，防止果蔬本身產生的不利氣體累積。

林曉雨等[42]以聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）為阻隔，添加牛至精油制作保鮮紙，以杏為受試水果，牛至精油保鮮紙可減緩精油揮發，并有良好保鮮功能。秦曉芳等[43]用牛至精油保鮮紙添加1-甲基環丙烯復合使用，對桃進行試驗，發現可以抑制乙烯累積，減少腐爛程度，調整果實的呼吸強度，有更明顯的保鮮效果。岳淑麗等[44]將肉桂精油制成的殼聚糖微膠囊與聚乙烯醇混合制作抗菌涂料，均勻涂布到紙上，并自然風干。用研制的抗菌保鮮紙對圣女果進行室溫保鮮，延長了圣女果的貨架期。張倩[45]將4 mg 1-甲基環丙烯60 μL牛至精油制成保鮮紙協同PE袋對油桃進行貯藏，結果表明該新型保鮮紙可有效保持油桃的感官性狀，減少營養成分的散失，油桃的貨架期延長。

5.3 精油涂布紙箱

將精油涂布于瓦楞紙箱上，從而得到可抑制微生物生長繁殖的功能性紙箱，用來進行果蔬的保鮮和貯藏。用精油涂布處理包裝容器，阻隔性和剛性有所改善，抗氧化性和抑菌性良好，抑制了霉菌對果蔬的侵害，好果率明顯提高，原料利用率也有提升。既可以避免精油直接接觸果蔬而造成感官性狀的破壞和營養成分的損失，又可以提供一個優良的保鮮環境。

黃巍等[46]研究一種丁香精油和聚乙烯醇涂布紙箱，抑制了各種霉菌對水蜜桃的侵害，延長水蜜桃貨架期。王建清等[47]用牛至精油、β-環糊精、殼聚糖涂布瓦楞紙箱內側，使得常溫下能很好保存草莓，具有良好的抑菌功能。張洪軍等[48]利用丁香精油微膠囊放入PE膜，與桃一同放入瓦楞紙箱，第13天果實依然保存很好，好果率高達80%，桃的貨架期延長了5 d～6 d。

6 小結及展望

采后果蔬如果保鮮工作不到位，會損失很大。據估計，我國果蔬因貯藏不當每年損失25%左右，如果能妥善貯藏，并且改良保鮮方法，損失率會降低3%左右。果蔬貯藏期間主要病害是由微生物引起，其次便是環境條件（例如氧氣、二氧化碳、濕度、溫度等），還有自身代謝消耗和產生不利于保鮮的氣體。傳統冷藏會損害果蔬本身的組織結構，導致口感不佳，造成營養的流失。植物精油低毒無害、純天然、殘留低，能夠用于食品保鮮工業。

熏蒸法、浸泡法、精油氣調聯用、精油-殼聚糖/羧甲基纖維素鈉復配法會造成果蔬與精油的直接接觸，精油改性PE膜、精油涂布紙箱、精油微膠囊、精油保鮮紙和可食膜制備不會引起太大的感官影響。這十種方法在抑菌方面作用均尚可。

為了讓果蔬保鮮達到更好效果，可以考慮多種方法聯合使用。目前，微膠囊和復合涂膜的保鮮方法是果蔬保鮮領域的研究熱點。以殼聚糖為壁材，并添加抗氧化活性成分物質，內包埋合適的精油制作微膠囊，置于果蔬包裝內，外可用內壁涂布的瓦楞紙箱，或微膠囊協同PE膜的氣調包裝等。上述多種保鮮方法共同使用，合理設計，期望達到更好的保鮮功效。