姜油樹脂對采后橄欖果實抑菌效果和貯藏品質的影響

陳團偉，盧 菊，康彬彬，張玲艷，林河通,*

（1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2.福建生物工程職業技術學院，福建 福州 350002）

橄欖（Canarium album（Lour.）Raeusch），又名青果、甘欖、黃欖等，是我國南方特有的果品之一，富含多糖、氨基酸、多酚、黃酮等營養保健成分，具有生津止渴、開脾胃、助消化、抗氧化、除口臭等營養和保健功效[1-2]，其鮮果及各種加工制品深受消費者喜愛。但采后橄欖果實由于呼吸作用持續進行及病原菌侵染，易引起果實失水皺縮、褐變、品質劣變甚至腐爛，嚴重影響其食用品質和商品價值，極大限制了鮮果的銷售和推廣[3-4]。目前，低溫冷藏[5]、冷激-紫外[6]及微波輻照[7]等物理保鮮技術和甲基托布津、戴唑霉、多菌靈等化學保鮮劑[8]被廣泛用于采后橄欖果實的防腐保鮮中，取得了一定的保鮮效果，但低溫冷藏易發生冷害，冷激-紫外和微波輻照等成本較高且不易控制，而傳統化學殺菌劑會帶來諸多負面效應，如在果蔬病原菌產生抗藥性，存在試劑殘留、食品安全以及對環境污染等問題。因此，采取天然、安全、有效的保鮮措施以保持橄欖果實采后品質和延長貯藏期成為亟需解決的關鍵問題。當前，植物源保鮮劑被認為是一種可行和安全的替代方法，其在控制病原菌侵染引起的果蔬品質劣變、腐爛中得到了廣泛的報道和關注[9-12]。

生姜（Zingiber officinale Roscoe）是我國衛生部公布的第一批藥食兩用植物，含有揮發油、姜辣素、二苯基庚烷等多種化學成分，具有強殺菌作用和抗氧化、抗衰老功效[13]。其中，姜油樹脂是生姜的醇提物，其主要成分包括揮發性姜精油、姜辣素（姜酮、姜酚等）等，具有廣譜、高效的抑菌作用[14-17]，可作為一種安全無毒的天然保鮮劑，用于鮮切紅富士蘋果、櫻桃番茄、草莓果實等果蔬的采后保鮮和品質控制，能有效降低果蔬采后生理代謝進程，抑制微生物生長，有效延長果實采后保鮮期，保持果蔬采后貯藏品質[18-21]。但到目前為止，鮮見姜油樹脂對引起采后橄欖果實腐爛病原菌控制及對橄欖果實保鮮效果的研究報道。本課題組前期研究發現，小孢擬盤多毛孢（Pestalotiopsis microspora）是引起采后橄欖果實腐爛的最主要病原菌之一，P. microspora菌絲生長和產孢的適宜溫度為24～26 ℃，果實染病后會發生黑斑、腐爛等癥狀，嚴重影響其商品價值[22]。因此，本實驗以福建省主栽品種‘長營’橄欖（Canarium album（Lour.）Raeusch cv. Changying）果實為實驗材料，采用損傷接種法研究姜油樹脂對P. microspora接種橄欖果實的抑菌效果，同時研究姜油樹脂對橄欖果實采后病害發生和貯藏品質的影響，旨在為姜油樹脂應用于采后橄欖果實貯藏保鮮提供科學依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試菌種P. microspora，由福建農林大學食品科學學院食品貯藏保鮮實驗室分離、鑒定和保存。

供試‘長營’橄欖果實采自福建省福州市閩侯縣白沙鎮橄欖農場。果實采收當天迅速運至實驗室，挑選成熟度一致、大小均勻、無病害、無損傷的健康果實進行實驗。

姜油樹脂（分析純，姜辣素質量分數＞25%）上海一研生物有限公司；丙二醇、次氯酸鈉、碘酸鉀國藥集團化學試劑有限公司；其他試劑均為國產分析純或化學純。

1.2 儀器與設備

DRX-260恒溫人工氣候箱 寧波賽福實驗儀器有限公司；UV-1750紫外-可見分光光度計 日本島津公司；SW-CJ-1F超凈工作臺 蘇州安泰空氣技術有限公司；TM-D24UV超純水系統 美國Millipore公司。

1.3 方法

1.3.1 孢子懸液的制備

參照陳南泉等[23]的方法制備P. microspora孢子懸液，濃度為106個/mL。

1.3.2 姜油樹脂乳濁液的制備

姜油樹脂主要成分為萜烯類、醛、酮、酚等，易溶于有機溶劑，前期預實驗表明丙二醇對供試菌種無抑制效果，因此本實驗將姜油樹脂溶于丙二醇（體積比1∶1）中，并加入適量的重蒸水（ddH2O）和數滴琥珀酸淀粉酯，攪拌均勻，配制成所需濃度的姜油樹脂乳濁液。

1.3.3 姜油樹脂最佳抑菌劑量的篩選

采用損傷接種法，橄欖果實用殺菌劑（體積分數2%次氯酸鈉溶液）浸泡2 min，然后用蒸餾水沖洗2 次，果實涼干后，用已滅菌的打孔器在果實上打5 mm（直徑）×3 mm（深）的孔口，之后接種15 μL的P. microspora孢子懸液，并分別注入20 μL劑量為10、20、30、40 μL/mL的姜油樹脂，處理后橄欖果實置于25 ℃、90%相對濕度條件下貯藏6 d，每隔1 d取樣觀察拍照并測定橄欖果實病斑直徑，以確定姜油樹脂的最佳抑菌劑量。每個處理20 個果實，設3 次重復，并以同體積無菌水處理為空白對照。

1.3.4 姜油樹脂保鮮實驗

經挑選后的‘長營’橄欖果實進行以下2 種處理：1）姜油樹脂處理：用1.3.3節確定出最佳抑菌劑量的姜油樹脂浸泡橄欖果實10 min，之后將橄欖果實取出并晾干，用聚乙烯保鮮膜袋（0.015 mm厚）包裝（100 個/袋），之后在25 ℃、90%相對濕度下貯藏。2）對照：以蒸餾水取代姜油樹脂，其余處理步驟與前面所述一樣。

以上每一處理各30 袋（即每一處理3 000 個橄欖果實）。貯藏期間每隔7 d隨機取樣1 袋（100 個），用于橄欖果實病害指數、褐變指數及品質指標測定。

1.3.5 貯藏保鮮效果和品質指標測定

果實病害指數參照孔祥佳等[24]的方法測定，并略作修改。每次隨機取100 個橄欖果實，按照果實表面的病害面積分為5級：果實無病害為0級；果實出現病害，病害面積＜1/4為1級；果實出現病害，1/4≤病害面積＜1/2為2級；果實出現病害，1/2≤病害面積＜3/4為3級；果實出現病害，3/4≤病害面積＜1為4級；果實表面全部出現病害斑為5級。按公式（1）計算果實病害指數。

果皮褐變指數參照孔祥佳等[24]的方法評價橄欖果皮褐變指數。每次隨機取100 個橄欖果實，按照橄欖果實表面褐變面積大小把果皮褐變程度分為6級：1級果實沒有褐變；2級果實褐變面積＜1/4；3級果實1/4≤褐變面積＜1/2；4級果實1/2≤褐變面積＜3/4；5級果實3/4≤褐變面積＜1；6級果實全部褐變。按公式（2）計算果皮褐變指數。

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）質量分數采用阿貝折射儀測定。

可溶性總糖（total sugar，TS）質量分數參照孔祥佳等[25]的方法采用蒽酮比色法測定。

可滴定酸（titratable acid，TA）質量分數參照孔祥佳等[25]的方法采用酸堿滴定法測定。

VC含量參照鄭道序等[26]的2,6-二氯靛酚滴定法測定。

總酚（total phenols，TP）、總類黃酮（total flavonoids，TF）含量的測定參照鄭道序等[26]的分光光度法進行，以每克橄欖果實提取液在280 nm和325 nm波長處的光密度值（OD280nm/g mf和OD325nm/g mf）分別表示TP和TF的相對含量。

1.4 數據處理

以上指標均重復取樣測定3 次，采用DPS 12.01軟件對實驗數據進行統計分析，P＜0.05或0.01表示差異顯著。采用Excel 2007和Origin 8.5軟件進行數據處理分析及圖形制作。

2 結果與分析

2.1 抑制橄欖P. microspora生長最佳姜油樹脂劑量的確定

圖1 姜油樹脂對P. microspora接種橄欖果實病斑直徑（A）和抑菌效果（B）的影響Fig.1 Effect of ginger oleoresin on lesion diameter (A) and its antifungal effect (B) on Pestalotiopsis microspora-infected Chinese olive fruits

P. microspora是引起采后橄欖果實腐爛的最主要病原菌之一，不同劑量姜油樹脂處理對P. microspora接種橄欖果實的抑菌效果如圖1所示。由圖1A可知，經姜油樹脂處理的橄欖果實的病斑直徑均較對照組小，且病斑擴展速度隨劑量增加而逐漸延緩，當姜油樹脂劑量超過30 μL/mL時，病斑直徑沒有明顯增大。同時，貯藏期間，對照組、10 μL/mL和20 μL/mL姜油樹脂處理的橄欖果實的病斑部位果皮發生凹陷，表面覆蓋大量灰白色菌絲體，而經30 μL/mL和40 μL/mL處理的橄欖果實基本未見菌絲體，且病斑處很快干結（圖1B）。

上述結果表明姜油樹脂處理可顯著抑制P. microspora生長（P＜0.01），有效延緩橄欖果實采后病害發生。因此，最終確定姜油樹脂對橄欖果實的最佳抑菌劑量為30 μL/mL。

2.2 姜油樹脂對采后橄欖果實病害指數和果皮褐變指數的影響

圖2 姜油樹脂對采后橄欖果實病害指數（A）和果皮褐變指數（B）的影響（25 ℃貯藏）Fig.2 Effect of ginger oleoresin on fruit disease index (A) and pericarp browning index (B) of Chinese olives during postharvest storage at 25 ℃

病害指數和褐變指數是評價果實貯藏效果的重要指標。橄欖貯藏期間的果實病害指數和果皮褐變指數變化情況如圖2所示。由圖2A可知，橄欖果實病害指數隨貯藏時間延長而增加，但姜油樹脂處理組的果實病害指數均低于對照組。其中，姜油樹脂處理組（30 μL/mL）的橄欖果實在貯藏前7 d未產生病害，而后緩慢上升，貯藏至第49天時，其果實病害指數為1.33，而對照組則高達3.56，兩者存在極顯著性差異（P＜0.01）。橄欖采后病害主要由病原菌引起，姜油樹脂處理可有效延緩橄欖果實采后病害發生與其具有抑制這些采后病原菌活性有關。

從圖2B可以看出，與對照組橄欖果實比較，姜油樹脂處理能有效降低采后橄欖果實的果皮褐變指數。如貯藏至第35天時，對照組橄欖果實大部分發生褐變，果皮褐變指數高達4.83，而姜油樹脂處理的果實果皮褐變指數0.86；貯藏至第49天時，對照組橄欖果實和姜油樹脂處理橄欖果實的果皮褐變指數分別為5.11、1.65，兩者之間的差異達到極顯著水平（P＜0.01）。由此可見，橄欖果實常溫貯藏期間，姜油樹脂處理可有效抑制病原菌侵染引起的果實褐變，較好地保持橄欖果實的外觀品質。

2.3 姜油樹脂對采后橄欖果實貯藏品質的影響

圖3 姜油樹脂對采后橄欖果實TSS（A）、TS（B）、TA（C）質量分數、VC（D）、TF（E）和TP（F）含量的影響（25 ℃貯藏）Fig.3 Effect of ginger oleoresin on the contents of total soluble solids (A),total soluble sugars (B), titratable acid (C), VC (D), total flavonoids (E) and total phenols (F) of Chinese olive fruits during postharvest storage at 25 ℃

TSS質量分數是影響橄欖果實營養價值和口感的一個重要指標，也反映了果實的成熟進程。從圖3A可以看出，兩處理組的橄欖果實TSS質量分數在貯藏期間均呈先略微上升后下降的趨勢，這可能是由于采后橄欖還未完全成熟，在成熟過程中，淀粉等大分子物質分解成了可溶性的小分子物質等，使得TSS的質量分數有所上升。隨著貯藏時間的延長，其大分子物質降解速率開始小于代謝速率，導致TSS質量分數開始下降[6]。但姜油樹脂處理的果實在貯藏期間TSS質量分數下降不明顯，貯藏49 d后仍保持較高的質量分數（10.04%），與對照組（8.91%）差異極顯著，表明姜油樹脂處理在一定程度上延緩了果實的后熟衰老進程，提高了果實的貯藏品質。

TS質量分數是橄欖果實鮮食品質評價指標之一，TS質量分數高可在一定程度上掩蓋其苦澀味，改善口感。由圖3B可知，橄欖果實TS質量分數的變化趨勢與TSS類似，呈先上升后下降趨勢，這與橄欖果實在貯藏過程中多糖被分解轉化為可溶性糖，而后隨著果實呼吸作用加強又作為基質被消耗有關[6]。其中，對照組和處理組中橄欖果實中TS質量分數分別在貯藏14 d和35 d達到峰值，隨后開始下降，但處理組TS質量分數變化較對照組平穩且均保持在較高水平（1.75%～1.98%），說明姜油樹脂處理抑制了果實的呼吸作用，延緩橄欖果實中TS質量分數的下降。

TA是果實重要的營養組分之一，其質量分數越高，說明果實的成熟度越低，影響果實的風味品質。如圖3C所示，在貯藏期間，對照組和姜油樹脂處理組果實的TA質量分數均逐漸降低，可能由于果實有機酸的一部分轉化為糖類物質，一部分作為呼吸底物被消耗[14]，但兩者無顯著差異（P＞0.05）。其中，對照組在貯藏7 d后開始快速下降，而姜油樹脂處理組至14 d后才開始緩慢下降，可見姜油樹脂處理可有效延緩橄欖果實TA質量分數的下降，保持果實良好的風味品質。

橄欖果實富含VC，其含量高低直接反映果實品質的優劣，但VC易氧化、對光熱等不穩定。由圖3D可以看出，在貯藏過程中，兩處理組的橄欖果實VC含量均在第7天出現峰值，之后開始下降，但姜油樹脂處理的橄欖VC含量下降速度顯著低于對照組（P＜0.05），在貯藏49 d后，處理組VC含量比對照組高21.92%，說明姜油樹脂有一定的抗氧化作用，可有效延緩橄欖果實VC在貯藏過程中被氧化的速度。

類黃酮具有清除自由基、抗衰老等功能，其含量是橄欖果實營養品質的重要指標之一。由圖3E可知，兩處理組橄欖果實的TF含量在貯藏期間均呈下降趨勢，但姜油樹脂處理后的橄欖中TF含量均高于對照組，貯藏至49 d后，處理組TF含量（0.29 OD325nm/g mf）約為對照組（0.09 OD325nm/g mf）的3 倍，表明姜油樹脂處理可延緩橄欖果實TF含量的下降速度。

酚類物質是橄欖的次生代謝產物，具有抑菌作用和抗氧化作用，同時也是橄欖果實苦澀味的主要來源[2]。在橄欖果實貯藏期間，對照組和處理組橄欖果實貯藏期間TP含量均呈上升趨勢（圖3F），這可能是橄欖果實貯藏過程中隨著衰老進程的發生導致細胞膜被破壞，引起液泡中多酚游離出來使得TP含量升高的緣故[26]。其中，對照組的TP含量在貯藏35 d后發生急劇下降，這可能與橄欖果實發生嚴重褐變導致多酚類物質含量降低有關，這與橄欖果實在貯藏35 d時褐變指數急劇上升的研究結果相一致（圖2B）。進一步比較發現，貯藏35 d時，處理組的TP含量極顯著（P＜0.01）高于對照橄欖果實，表明姜油樹脂處理可延緩采后橄欖果實TP含量的下降速度。

上述結果表明，姜油樹脂處理可保持橄欖果實采后貯藏期間較高的TSS、TS、TA、VC、TF、TP等營養物質含量，較好保持橄欖果實貯藏品質。

3 討 論

P. microspora為擬盤多毛孢屬真菌，是引起采后橄欖果實發生褐變和腐爛的最主要病原真菌之一[22]。前人研究認為，姜油樹脂對曲霉屬、青霉屬、鐮刀菌屬等真菌具有較強的抑制作用，它可通過改變微生物細胞壁和細胞膜的通透性和完整性、破壞細胞內的遺傳物質以及干擾細胞內多種酶的活性等途徑產生抑菌作用[19-21,27-31]。本研究發現，30 μL/mL的姜油樹脂能有效抑制P. microspora接種橄欖果實病斑生長，延緩橄欖果實采后病害發生（圖1）。進一步研究發現，姜油樹脂能有效抑制P. microspora菌絲蛋白質和總糖的合成代謝，增加P. microspora菌絲的細胞膜通透性，改變P. microspora菌絲的細胞膜脂肪酸組份，導致其內含物外滲，從而抑制P. microspora菌絲的生長，P. microspora菌絲出現畸形、扭結、皺縮、斷裂等現象，從而達到抑菌效果[32]。

姜油樹脂含有揮發性姜精油、姜酮、姜酚等植物天然成分，是一種安全、環保的天然保鮮劑，能有效保持果蔬采后貯藏品質，抑制果蔬采后病害發生和延長果蔬保鮮期[18-21]。李偉鋒等[19]報道，生姜醇提取物能顯著延緩鮮切紅富士蘋果乙烯釋放量和呼吸速率，減少其質量損失和被微生物侵染，較好保持鮮切紅富士蘋果品質和TA含量；郭艷華[20]利用生姜醇提物與VC、檸檬酸復配制備復合保鮮劑，研究發現復合保鮮劑能降低櫻桃番茄采后失水和果實霉變率，保持較高果實營養成分；康明麗等[21]研究發現，生姜精油-羧甲基纖維素鈉復合涂膜液能顯著降低采后草莓果實呼吸強度、腐爛指數和失質量，保持較高的草莓果實貯藏品質，如TSS和花色苷含量。本研究發現，30 μL/mL的姜油樹脂能顯著降低橄欖果實采后貯藏期間的果實病害指數（圖2A）和果皮褐變指數（圖2B），延緩橄欖果實TSS、TS、TA質量分數，VC、TP及TF含量的下降（圖3），較好保持采后橄欖果實的外觀顏色和營養品質。因此認為，30 μL/mL的姜油樹脂處理可有效控制橄欖果實采后病害發生，較好保持橄欖果實貯藏品質。

4 結 論

10、20、30、40 μL/mL的姜油樹脂都可有效抑制P. microspora侵染所致橄欖果實采后病害發生，其中以劑量為30 μL/mL的效果更佳。

30 μL/mL的姜油樹脂處理可顯著降低橄欖果實采后貯藏期間的果實病害指數和褐變指數，延緩橄欖果實TSS、TS、TA質量分數，VC、TP及TF含量的下降，較好保持采后橄欖果實的外觀顏色和營養品質。

30 μL/mL的姜油樹脂處理可有效控制橄欖果實采后病害發生，較好保持橄欖果實貯藏品質。因此認為，植物天然產物姜油樹脂可用于橄欖果實采后安全保鮮處理。