丁香酚改性產物對葡萄采后保鮮的作用

李磊，易有金，*，夏菠，柏連陽，李高陽

（1.湖南農業大學食品科學技術學院，食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南長沙410128；2.湖南省農業科學院，湖南長沙410128；3.湖南省農產品加工研究所，湖南長沙410128）

葡萄在運輸過程中會發生腐爛、失水、果實軟化等。防治葡萄腐爛的方法主要由物理方法、化學方法、涂膜保鮮法以及氣調保鮮法[1]。目前市場上使用較多的是化學保鮮劑和冷凍貯藏方法，但是化學保鮮劑引發了一系列的安全問題，而冷凍貯藏保鮮則在耗能上造成的經濟損失較大，因此，尋求新的貯藏保鮮方法更加符合綠色發展的主流趨勢。

丁香酚在果蔬采后保鮮應用十分廣泛，陳楚明[2]等就報道了丁香酚提取液可食膜對蜜桔采后保鮮的研究，證實了丁香酚對果實品質無不良影響且能誘導多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和苯丙氨酸酶（phenylalaninammo-nialyase，PAL）的活性上升的優點；郭艷峰[3]的研究表明，丁香酚對圣女果采后保鮮也有延遲腐爛的影響；陸漓[4]發現了丁香精油改性聚乙烯（polyethylene，PE）膜能夠有效延長草莓的貨架期。丁香酚對植物致病真菌有廣譜抑菌效果和較強的抗氧化性[5]，但是丁香酚改性產物在果蔬采后保鮮方面應用較少。

國內外通過對丁香酚進行結構修飾，改性丁香酚生成新的產物研究廣泛[6]。本試驗采用丁香酚改性產物制備成復合保鮮劑，浸泡巨峰葡萄，研究對葡萄保鮮的效果，為丁香酚改性保鮮劑保鮮采后葡萄提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄采自于湖南農業大學實驗基地，品種為巨峰，采后立即存放至實驗室并選取大小一致、顏色一致、無病蟲害、無機械損傷、成熟度一致的葡萄果實；漆酶、阿拉伯半乳糖、丁香酚（純度99.26%）：成都曼思特生物科技有限公司；保鮮劑NW20（生化級）、吐溫20、無水乙醇、氯化鋇、酚酞、抗壞血酸、2，6-二氯酚靛酚、愈創木酚（均為分析純）、草酸、冰醋酸：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

LRH-250智能生化培養箱：上海飛躍實驗儀器有限公司；WFJ7200可見分光光度計：尤尼柯儀器公司；PAL-1手持糖度計：ATAGO（愛拓）中國分公司；GF16RX冷凍離心機：日本日立公司；DK-S28水浴鍋：上海驚宏實驗設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 丁香酚改性產物的制備

采用響應面試驗法優化改性試驗條件，以最佳試驗條件進行改性。先配制乙酸/乙酸鈉緩沖液（pH 6.8）8 mL，加入1 mL丁香酚、1 mL乙醇混合充分溶解，再加入1 g阿拉伯半乳糖與漆酶（10 U/mL）100 mg混合均勻，將體系于35℃水浴中反應，整個反應過程中需通入無菌空氣，反應時間為4.5 d，反應結束后冷凍離心取上清液為改性產物。改性反應體系為乙酸/乙酸鈉緩沖液（pH6.8）8 mL，吐溫-20 1 mL，乙醇 1 mL，阿拉伯半乳糖1 g。

1.3.2 保鮮劑的制備

改性產物保鮮劑：取50 mL改性產物融入2 mL 50%乙醇中，加入2.25 g普魯蘭多糖，5.5 g CaCl2，定容至500 mL，冷藏備用，使用時加入0.1%的吐溫。

丁香酚保鮮劑：取改性反應體系45 mL，加入丁香酚5 mL，改性反應體系中無漆酶，離心處理后取上清液50 mL，加入2 mL 50%乙醇、2.25 g普魯蘭多糖和5.5 g CaCl2，定容至500 mL，冷藏備用，使用時加入0.1%的吐溫。

空白保鮮劑：取改性反應體系50 mL，加入2 mL 50%乙醇、2.25 g普魯蘭多糖和5.5 g CaCl2，冷藏備用，使用時加入0.1%的吐溫。

陽性對照組：保鮮劑NW20。

1.3.3 保鮮處理方法

用保鮮劑浸泡葡萄3 min，將其自然晾干，再裝入0.03 mm PE保鮮袋中，規格為25 cm×38 cm，于濕度為75%的人工氣候箱中貯存，貯存溫度為15℃。（1）單因素試驗和正交試驗每袋中放入30顆葡萄，每組重復3次，25天后測定失重率和腐爛率；（2）對葡萄采后保鮮效果試驗中每袋放入60顆葡萄，每組處理設3次重復，每5天取樣進行各指標的測定。

1.3.4 丁香酚改性保鮮劑對葡萄采后保鮮效果的影響

以丁香酚改性產物制備為丁香酚改性保鮮劑組；以空白保鮮劑處理為CK1組，以丁香酚保鮮劑處理為CK2組，以保鮮劑NW20處理為CK3組，每5天取樣對各指標進行測定，分析最佳丁香酚改性保鮮劑對葡萄采后保鮮效果的影響。

1.3.5 葡萄相關指標的測定方法

1.3.5.1 失重率測定方法

式中：W為處理第n天后的質量損失率，%；m0為原始質量，g；mn為貯藏第n天后的質量，g。

1.3.5.2 腐爛率測定方法

腐爛率/%=腐爛果實數/總果實數×100

1.3.5.3 呼吸強度測定方法

采用靜置法[7]。

1.3.5.4 POD（過氧化物酶）活性測定方法

參照曹建康[8]的方法并改進。

1.3.5.5 PPO（多酚氧化酶）活性測定方法

參照曹建康[8]的方法并改進。

1.3.5.6 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定方法

參照曹建康[8]的方法并改進。

1.3.5.7 可溶性固形物測定方法

手持折光儀測定方法[8]。

1.3.5.8 還原糖含量測定方法

采用斐林試劑法測定[8]。

1.3.5.9 VC的測定方法

采用2，6-二氯酚靚酚滴定法[8]。

1.3.6 數據處理及分析

檢測數據采用Origin9軟件進行圖表處理，采用SPSS 11.0軟件進行LSD數據分析。

2 結果與分析

2.1 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄失重率的影響

不同處理對葡萄失重率的影響見圖1。

圖1 不同處理對葡萄失重率的影響Fig.1 Effect of different treatments on weight loss rata of grape

失重率直接影響到葡萄果實的新鮮度和風味[9]，由圖1可知，貯藏時間越長，葡萄的失重率越高，在葡萄采后保存的過程中，由于葡萄脫離了植株和土壤，缺少營養與水分的補給，葡萄的代謝作用仍在持續，使得水分消耗和果實內物質持續耗損，導致葡萄重量減輕，在果實貯藏后期，耗損現象尤為明顯，這于果實內部組織衰老有關。在貯藏25 d時，CK1失重率達到16.24%，丁香酚改性保鮮劑處理組失重率達到6.08%，處理后的質量損失率有降低，且顯著低于CK1（P<0.05），與 CK2和 CK3比較均有顯著性（P<0.05），說明丁香酚改性保鮮劑能有效延緩葡萄果實質量損失。

2.2 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄腐爛率的影響

不同處理對葡萄腐爛率的影響見圖2。

圖2 不同處理對葡萄腐爛率的影響Fig.2 Effect of different treatments on weight decay of grape

腐爛率是能夠最直觀得觀察出葡萄保鮮效果，腐爛率隨著貯藏時間的延長升高，致腐作用主要是由于葡萄果實真菌的生長，同時加快果實自身代謝，加速了腐敗速度[10]。由圖2可知，改性保鮮劑處理組的腐爛率增長緩慢，明顯低于CK1，差異極顯著（P<0.01），貯藏25 d時，CK1的腐爛率為18.42%，改性保鮮劑處理組腐爛率為6.14%，CK3腐爛率為14.26%，CK2腐爛率為10.98%，說明改性保鮮劑處理對葡萄采后貯藏腐爛率的抑制效果最佳。

2.3 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄呼吸強度的影響

不同處理對葡萄呼吸強度的影響見圖3。

圖3 不同處理對葡萄呼吸強度的影響Fig.3 Effect of different treatments on respiration intensity rata of grape

呼吸強度是新陳代謝的主要指標[11]，能夠看出果實衰老的程度，巨峰葡萄果粒為非躍變型，在采后成熟過程中呼吸作用變動率不形成呼吸高峰，變動平緩，隨著貯藏時間的延長，呼吸強度逐漸減弱，前期減弱趨勢大，貯藏后期減弱趨勢平緩[12]。由圖3可知，在貯藏25 d后，CK1的呼吸強度為17.31 mg·CO2/（g·h），低于改性保鮮劑處理組呼吸強度29.42 mg·CO2/（g·h），方差分析有顯著性差異（P<0.05），改性保鮮劑處理組的呼吸強度在整個貯藏過程中始終高于CK組，CK2呼吸強度為25.17 mg·CO2/（g·h），CK3呼吸強度為21.45 mg·CO2/（g·h），數據表明，丁香酚改性保鮮劑對呼吸強度的延緩作用最佳。

2.4 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄可溶性固形物的影響

不同處理對葡萄可溶性固形物含量的影響見圖4。

圖4 不同處理對葡萄可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of different treatments on soluble solids content in grape

由圖4可知，巨峰葡萄在整個貯藏期間可溶性固形物含量呈降低趨勢，SANCHEZ-GONZALEZ L[13]的試驗中也有同樣的趨勢，VALERO D[14]也得到了相同的試驗趨勢，經丁香酚改性保鮮劑處理后的葡萄其可溶性固形物的降低率低于CK1，在貯藏25天后，經分析顯示，丁香酚改性保鮮劑處理組與CK1的可溶性固形物含量呈顯著性差異（P<0.05），其中，改性保鮮劑處理后的可溶性固形物含量為13.37%，與貯藏前比較降低了2.56%；CK1可溶性固形物含量為3.67%，與貯藏前比較降低了12.26%；CK2可溶性固形物含量為10.17%，與貯藏前比較降低了5.76%；CK3可溶性固形物含量為8.53%，與貯藏前比較降低了7.4%。由數據可知，丁香酚改性保鮮劑對巨峰葡萄可溶性固形物的降低率延緩效果最佳。

2.5 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄維生素C含量的影響

不同處理對葡萄VC含量的影響見圖5。

圖5 不同處理對葡萄VC含量的影響Fig.5 Effect of different treatments on vitamin C content in grape

新鮮的巨峰葡萄VC含量約為8 mg/100 g，隨著采摘后貯藏時間的延長，葡萄果實內VC在貯藏階段逐漸被氧化分解，加上環境因素，如氧氣和溫度加速了果實內VC的氧化，失去生理活性，VC含量是果實成熟程度的生理標志之一[15]。由圖5可知，整個貯藏過程中，貯藏前期VC的降低速度較快，貯藏后期VC下降速度相對平緩，其中，在貯藏25 d后，CK1的VC含量為0.93 mg/100 g，相較于貯藏前降低了88.82%；CK2的VC含量為3.04 mg/100 g，相較于貯藏前降低了63.46%；丁香酚改性保鮮劑處理組VC含量為3.64 mg/100 g，相較于貯藏前降低了56.25%；CK3處理后VC含量為2.93 mg/100 g，相較于貯藏前降低了64.78%。CK1的VC含量低于丁香改性保鮮劑組VC含量，經方差分析由顯著性差異（P<0.05）。由數據可看出，丁香酚改性保鮮劑對VC含量的降低延緩效果最佳。

2.6 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄MDA的影響

不同處理對葡萄MDA含量的影響見圖6。

圖6 不同處理對葡萄MDA含量的影響Fig.6 Effect of different treatments on MDA content in grape

丙二醛是膜脂過氧化的主要產物，是葡萄果實組織衰老和膜脂過氧化強弱的重要標志之一，保鮮劑能夠一定程度減緩自由基的發生，通過減弱活性氧對膜脂的損害和減少丙二醛的增長率延緩果實衰老[16]。由圖6可知，葡萄果實在貯藏期間丙二醛含量隨貯藏時間的延長而增加，貯藏25d時，CK1的MDA含量為14.08 μmol/g，CK2 處理 MDA 含量為 10.32 μmol/g，丁香酚改性保鮮劑處理MDA含量為8.93 μmol/g，CK3的MDA含量為11.93 μmol/g。CK1處理后MDA含量低于丁香酚改性保鮮劑含量，方差分析顯著性（P＜0.05），且數據顯示，丁香酚改性保鮮劑處理對葡萄MDA的增加延緩效果最佳。

2.7 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄還原糖的影響

不同處理對葡萄還原糖含量的影響見圖7。

圖7 不同處理對葡萄還原糖含量的影響Fig.7 Effect of different treatments on reducing sugar content in grape

根據圖7顯示可知，整個貯藏過程中還原糖含量呈現降低趨勢，丁香酚改性保鮮劑處理組的降低趨勢相對低于CK1處理組，CK1在貯藏10 d后降低幅度有所增加，貯藏第25天時還原糖損失達到55.24%，而CK2在25 d時還原糖損失達到29.81%。CK1還原糖含量低于丁香酚，有顯著性差異（P＜0.05）。

2.8 丁香酚改性產物保鮮劑對葡萄過氧化物酶POD活性的影響

不同處理對葡萄過氧化物酶活性的影響見圖8。

圖8 不同處理對葡萄過氧化物酶活性的影響Fig.8 Effect of different treatments on peroxidase activity in grape

POD在葡萄果實內有延緩衰老和促進果實褐變的作用，對果實保鮮的作用比較復雜，一般作為果實衰老的指標[17]。由圖8可知，不同處理對葡萄POD的影響有所不同，在貯藏第10天時，CK1的POD含量上升到峰值，之后開始下降；其他處理組在貯藏第15天達到峰值，再趨于下降。第25 d時，CK1處理的葡萄POD含量為8.93 U/（g·min），CK2為10.13 U/（g·min），丁香酚改性保鮮劑處理為10.64 U/（g·min），CK3為12.78 U/（g·min），CK3高于其他3組，差異顯著（P＜0.05）。隨著貯藏時間的延長，保鮮劑處理組POD含量均高于CK1，保鮮劑中可能含有促進POD活性的物質，在貯藏過程中，通過促進POD的活性來消除果實中H2O2以達到保護果實效果。

2.9 丁香酚改性產物保鮮劑對多酚氧化酶PPO活性的影響

不同處理對葡萄多酚氧化酶活性的影響見圖9。

圖9 不同處理對葡萄多酚氧化酶活性的影響Fig.9 Effects of different treatments on polyphenol oxidase activity in grape

PPO可將葡萄果實內的酚類物質氧化成為醌類物質，醌類物質進一步聚合形成褐色素，最終將導致果實發生褐變，由圖9可知，貯藏過程中，PPO活性持續上升，丁香酚改性保鮮劑處理在貯藏前期上升幅度最大，在第15天時開始減緩；在第25天時，CK2的PPO含量為3.13 U/（g·min），與丁香酚改性保鮮劑處理組的PPO含量為3.17 U/（g·min）比較無顯著性差異（P＞0.05），與CK1的4.37 U/（g·min）相比有顯著性差異（P＜0.05），可知丁香酚改性保鮮劑能夠抑制PPO的活性，一定程度上延緩果實褐變。

3 結論

葡萄果實經過丁香酚改性保鮮劑處理貯藏25天后，能夠顯著降低葡萄果實的營養損失。葡萄果粒在采后生理具有呼吸作用旺盛、蒸騰失水較快、易感染真菌病害導致腐敗的特點，果實在采后仍然進行著一系列的生理生化活動，如VC、可溶性固形物、還原糖等都在進行著消耗和轉化。果實內部分防御酶的活性反映出果實細胞對外界病害抗性的能力，丙二醛（MDA）是細胞過氧化的產物之一，隨著細胞的衰老會逐漸積累，丁香酚保鮮劑復合膜在貯藏期間能夠有效地抑制貯藏期間丙二醛（MDA）的積累，這與于艷梅[18]的結果相似。

經過對比后發現，經過改性保鮮劑處理后的葡萄經過25 d的貯藏后風味品質最佳，失重率僅為6.08%，腐爛率為6.14%，呼吸強度為29.42 mg·CO2/（g·h），可溶性固形物含量為13.37%，VC含量為3.64 mg/100 g，MDA含量為8.93 μmol/g，還原糖含量為9.63 g/100 g，POD酶活性為10.13 U/（g·min），PPO酶活性為3.17 U/（g·min）。其中與相同貯藏條件下的胡曉亮[19]的研究失重率9.34%對比要低3.26%，說明可有效延緩果粒呼吸內耗、抑制蒸騰作用、阻止貯藏過程中真菌的侵染，并能夠一定程度上防止機械損傷，丙二醛含量比曾順德[20]的試驗結果比較在25 d時要低3.16 mg/g，說明丁香酚改性保鮮劑能夠有效延緩MDA的增加，一定程度上抑制果實內部自由基的發生，延緩衰老。POD酶和PPO酶的活性能夠反映出果實衰老的程度，貯藏25天后，丁香酚改性保鮮劑處理后POD酶活性高于CK1和CK2，但低于陽性對照組，PPO酶活性低于CK1和CK3，高于CK2，說明丁香酚改性保鮮劑處理葡萄后對葡萄防御酶的降低有一定的延緩作用。

試驗結果表明：用3 min、貯藏溫度10℃、丁香酚改性產物保鮮劑濃度5%、乳化劑濃度0.1%的試驗條件對葡萄進行貯藏保鮮，能較好地維持葡萄的營養價值和商業價值，提高巨峰葡萄的貯藏效果，丁香酚改性產物的保鮮效果優于丁香酚和NW20保鮮劑。

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