大蒜提取液對新鮮樹莓保鮮效果的影響

張志敏，侯彥雙，張 兵，梁 敏，李建新, ，李曉明

(1.銅仁學院, 農林工程與規劃學院/貴州省梵凈山地區生物多樣性保護與用重點實驗室, 貴州銅仁 554300；2.銅仁職業技術學院農學院, 貴州銅仁 554300；3.西北農林科技大學資源環境學院, 陜西楊凌 712100)

樹莓為薔薇科(Rosaceae)懸鉤子屬(RubusL.)多年生落葉灌木，被譽為世界第三代新興小水果，樹莓果實含有豐富的蛋白質、纖維素、礦物質、氨基酸等營養成分[1-3]，及多種生物活性物質，如抗壞血酸、花青素、鞣花酸、單寧、槲皮素等，具有抗氧化、消炎、防癌、改善人體新陳代謝、增強免疫力等作用[4-7]，深受消費者青睞，市場發展潛力巨大。但樹莓果實為聚合漿果，果皮薄，組織嬌嫩，呼吸速率高，在采收和貯運過程中易損傷及遭受微生物侵染而腐爛變質，失去商品價值[8]。耐貯性差，貨架期短，嚴重制約了樹莓鮮果的市場供應和產業發展。所以，延長樹莓果實貨架期，提高貯藏品質是樹莓產業發展中急需解決的關鍵問題。

目前，樹莓保鮮研究主要集中在速凍保鮮，臭氧、氣調保鮮，化學藥劑保鮮，復合涂膜保鮮等方面，但這些保鮮方法在生產應用中仍存在一些問題，諸如臭氧、氣調保鮮方法設備復雜、成本高，化學藥劑保鮮及復合涂膜保鮮化學殘留大，速凍保鮮組織易遭受損傷、營養物質流大等缺點[9]。因此，探尋一種綠色安全成本低廉的樹莓貯藏技術與方法，提高果實采后品質及延長保鮮期，是樹莓產業健康可持續發展面臨的重要問題。

近年來，天然保鮮劑的開發與利用已成為果蔬保鮮領域中研究的焦點，大蒜作為天然保鮮劑的原材料，具有來源廣、成本低、安全無毒、綠色環保等優點，且大蒜提取液容易制作，操作簡單，新鮮大蒜提取液中生物活性化合物主要是大蒜素，具有抗菌、抗氧化及抗炎的作用[10-11]。研究表明大蒜提取液能有效抑制貯藏期間蘋果腐爛的發生，降低腐爛率[12]；保持鮮切山藥、青椒較好的感官和營養品質[13-14]；維持鮮切萵苣較高的營養成分，減少香氣物質揮發，保持較好的顏色[15]。因此，大蒜提取液將作為果蔬貯藏保鮮中重要的天然保鮮劑進一步研究開發，前景廣闊，意義重大。

試驗以樹莓果實為材料，通過不同質量濃度的大蒜提取液進行處理，研究貯藏期間大蒜素提取液對樹莓果實菌落總數、腐爛率、硬度、果實品質、丙二醛含量、感官品質及貨架期等指標的影響，綜合評價大蒜素提取液對樹莓果實的保鮮效果，探索一種安全高效的新鮮樹莓果實保鮮方法，同時為大蒜素提取液在果蔬保鮮方面的運用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選用樹莓品種“Festival”為試驗材料 于2018～2019年6月上旬(2018年預試驗)采自貴州省江口縣太平鎮梵凈山村樹莓果園(緯度27o81′97″N，經度：108o78′55″E)，海拔為663 m，果園按綠色標準進行生產管理。在果實和花托能分離的情況下，隨機選擇顏色、大小基本一致，果形好，無病蟲害、無機械損傷的果實進行采摘，采后立即放入冰盒帶回實驗室備用；新鮮大蒜金鄉紫皮蒜，山東省金鄉縣，自然風干常溫貯藏；氯化鈉、酚酞、氫氧化鈉、草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗壞血酸、碳酸氫鈉、95%乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀等分析純化學藥劑 南京化學試劑有限公司；平板計數瓊脂(PCA) 青島海博生物生物技術有限公司；丙二醛(MDA)試劑盒 南京建成。

TA-XT Plus質構儀 Stable Micro Systems公司；UV-2550型紫外可見分光光度計 上海美析儀器有限公司；振蕩器、H1850臺式高速離心機 武漢匯誠生物科技有限公司；菌落計數器 上海科哲生化科技有限公司；GR60型全自動折光儀 上海卓光儀器科技有限公司；PHS-3G型pH計、組織搗碎機、DK-8D型恒溫水浴鍋 上海之信儀器有限公司；超低溫冰箱 賽默飛世爾科技有限公司；恒溫培養箱 北京博勱行儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大蒜提取液的制備 大蒜提取液的制備參照陳敏、祁高展等[16-17]的方法并改進。200 g新鮮大蒜紫外線均勻照射3 min殺菌后去皮，洗凈用組織搗碎機搗成蒜泥，在35 ℃，pH為6.5條件下利用內源蒜氨酸酶酶解蒜氨酸1 h，按1∶6料液(g∶mL)比加入95%乙醇，在40 ℃超聲萃取45 min，將混合液于4000 r/min下離心10 min，取上清液，殘渣按上述工藝重復3次，合并上清液，經旋轉蒸發濃縮得到提取物后，用水定容至500 mL，相當于大蒜提取物含量為400 mg/mL，作為原液，4 ℃保存備用。

1.2.2 果實處理及貯藏 取大蒜提取原液，用無菌水配制成質量濃度分別為60、90、120、150 mg/mL(在預實驗的基礎上篩選出大蒜提取液濃度)的大蒜保鮮液各500 mL。

將篩選后的樹莓果實隨機分成5組(4個處理，1個對照)，每組600個果實，分裝3盒，作為3次重復；每組果實對應放入不同濃度的大蒜提取液中浸泡5 min，以無菌水浸泡5 min作為對照(CK)，浸泡后取出果實，瀝去多余的水分，置于通風陰涼處晾干，裝入180 mm×140 mm×78 mm上面帶4個孔的保鮮盒里，模擬超市售賣時的環境條件貯藏于溫度為4 ℃，相對濕度為90%的恒溫恒濕箱中。貯藏后每隔2 d進行各項指標的統計、測定及感官品質的評價，每平行測定3次。

1.2.3 測定指標與方法

1.2.3.1 菌落總數測定 樹莓果實菌落總數測定參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》中的方法，以lg CFU/g表示。

1.2.3.2 腐爛率 以果面出現病原斑點、凹陷、顏色轉變、果皮破損汁液流出等現象作為果實腐爛判斷的依據，統計每個處理果實的腐爛情況。計算公式為：

1.2.3.3 果實硬度 采用質構儀測定，參照張娜等[18]的方法有改動，探頭直徑為2 mm，下壓距離為10 mm，測前速度為2 mm/s，測試速度為1 mm/s，測后速度為2 mm/s，從樹莓果實腰部進行穿刺測定硬度，每次每個處理隨機測定10個果實，取平均值，以kg/cm2表示。

1.2.3.4 可溶性固形物含量 使用GR60全自動折光儀在室溫下測定，結果以%表示。

1.2.3.5 可滴定酸含量 采用酸堿滴定法[19]，以%表示。

1.2.3.6 維生素C含量 采用2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量[19]，以每100 g新鮮果實中所含維生素C的毫克數表示(mg/100 g FW)。

1.2.3.7 丙二醛(MDA)含量 根據試劑盒上的說明進行操作測定，結果以μmol/g表示。

1.2.3.8 果實感官評價 果實感官評價參考張娜等[18]的方法略改動，選擇10名專業人員建立評分小組對樣品從果實質地、色澤、風味、飽和度、腐爛情況等5方面綜合評分，采用9分制，每項指標最高為9分，最低為1分，每項權重為1，權重系數為0.2，根據權重法計算平均值，評價樹莓的感官品質，具體評價標準如表1。

表1 樹莓感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of raspberry

1.2.3.9 貨架期 測定樹莓果實采收后能保持商品價值的天數，判斷的標準是果實失水率在5%以內并且果實的色澤不變、無腐爛、無病害癥狀的為商品果(根據2018年預實驗總結分析得到)，一旦發現一盒中有一個果實失去商品價值便記下該日期，并計算該處理的貨架期，每天都進行觀察。

貨架期(d)=果實失去商品價值的日期?采摘日期

1.3 數據分析

使用Excel 2010進行數據整理；采用SAS 9.4軟件one-way ANOVA法進行單因素方差分析，然后采用Duncan法分析處理間的差異顯著性(P<0.05)；使用Origin 8.5進行圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 大蒜提取液對樹莓果實菌落總數的影響

菌落總數是衡量果蔬貯藏品質的一個關鍵指標，反映果蔬的腐敗情況；是評定果蔬貨架期的重要依據。樹莓果實菌落總數隨貯藏時間延長而逐漸上升(圖1)，其中，大蒜提取液處理組的菌落總數顯著低于CK組(P<0.05)，在貯藏第8 d時，CK組果實菌落總數大于5 lg(CFU/g)，超過了食用標準，失去了食用價值[20]。貯藏12 d時，濃度為60、90 mg/mL的大蒜提取液處理組果實菌落總數分別達到5.13、5.01 lg(CFU/g)，超過了食用標準，但與CK相比，降低了33.20%、34.77%；而濃度為120、150 mg/mL處理組菌落總數是3.89、3.84 lg(CFU/g)，未超過食用標準，且兩處理間無明顯差異。分析表明，大蒜提取液能夠有效抑制樹莓貯藏期間微生物的繁殖，明顯降低微生物數量，延緩腐敗變質；在60～120 mg/mL濃度范圍內隨大蒜提取液濃度的增加抑菌效果增強，但濃度增加到一定程度時(120～150 mg/mL)，抑菌效果無明顯差異。研究證明大蒜提取液的主要活性物質是具有廣譜殺菌作用的大蒜素[11]，其抑菌原理是大蒜素與微生物生長所需的半胱氨酸中的巰基結合，破壞微生物的蛋白質代謝過程，抑制微生物的生長繁殖[21]；大蒜提取液或大蒜素對采后蘋果青霉菌具有很好的抑菌作用和防治效果[17]，能夠有效抑制擴展清霉菌的生長[22]，對辣椒炭疽病和疫病病原菌菌絲生長、產孢量及孢子萌發具有顯著的抑制作用[23]，本試驗也得出與前人研究相似的結論，大蒜提取液抑制微生物的生長發育及繁殖，減少微生物的數量。

圖1 大蒜提取液對樹莓果實菌落總數的影響Fig.1 Effects of garlic extract on total number of colonies of raspberry

2.2 大蒜提取液對樹莓果實腐爛率的影響

腐爛率是樹莓果實貯藏效果的直接體現，貯藏期間由于病原微生物的侵染使果實組織軟化腐爛[24]。經大蒜素提取液處理后樹莓果實的腐爛率顯著低于CK(P<0.05)(圖2)；貯藏12 d時，與CK組相比，濃度為60、90、120、150 mg/mL的大蒜提取液處理組果實腐爛率分別降低了60.06%、66.96%、79.47%、86.61%；在貯藏第4 d后CK組有部分果實發生腐爛，濃度為60、90 mg/mL的大蒜提取液處理組貯藏第6～8 d后果實才逐漸發生腐爛，比CK組推遲2～4 d；而濃度為120、150 mg/mL的處理組直到貯藏10 d后才發現腐爛果實，比CK組推遲6 d，腐爛率為2.56%、1.67%，兩處理間差異不顯著(P>0.05)，但顯著低于濃度為60、90 mg/mL的處理組(P<0.05)。綜上所述，大蒜素提取液能明顯降低樹莓果實腐爛率，推遲腐爛發生，提高果實商品質量，隨大蒜提取液濃度的升高，果實腐爛率明顯降低，抑制腐爛效果增強，但濃度增加到一定程度時(120～150 mg/mL)，抑制效果無明顯變化；前人在大蒜粗提液對草莓保鮮效果的研究中也得出相似的結論，10%濃度的生蒜提取液處理組腐爛率明顯低于濃度為1%和5%的處理組[25]。

圖2 大蒜提取液對樹莓果實腐爛率的影響Fig.2 Effect of garlic extract on the rate of decay of raspberry

2.3 大蒜提取液對樹莓果實硬度的影響

硬度是評判樹莓果實保鮮效果的重要指標之一，隨貯藏時間的延長，硬度呈下降趨勢(圖3)，這是由于貯藏初期果膠物質與細胞壁結合緊密，且組織含水量較高，細胞的膨壓力比較強，隨著果實成熟度的增加，果膠物質在果膠酶的作用下逐漸分解轉化為果膠酸，并且組織含水量減少，細胞的膨壓力下降，組織軟化，硬度降低[26-27]，這嚴重影響果實的口感和外觀品質。經大蒜素提取液處理后果實硬度顯著高于CK(P<0.05)，且下降速度較緩慢，貯藏12 d時，CK組果實硬度降低了71.49%(與貯藏前相比)，而經大蒜提取液處理后硬度下降了29.36%～53.53%，這說明大蒜提取液能顯著抑制果實硬度的下降，保持了果實較飽滿的外觀品質，這與前人研究結論相似[13]。其原因可能是大蒜提取液在樹莓果實表面形成一層保鮮膜，阻止組織水分的蒸發和散失，維持細胞的膨壓狀態，保持果實硬度[26-27]，另外，大蒜提取液能有效抑制微生物的繁殖和生長(圖1)，減少微生物對果實組織結構的破壞，保護細胞的完整性，從而保持了果實硬度[21]。4個濃度的處理液中，濃度為120～150 mg/mL的處理液對樹莓果實硬度保持效果較好。

圖3 大蒜提取液對樹莓果實硬度的影響Fig.3 Effects of garlic extract on firmness of raspberry

2.4 大蒜提取液對樹莓果實營養品質的影響

可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、維生素C(VC)含量變化能直接反映出果實貯藏期間營養價值和貯藏品質的變化，同時也是判斷果實成熟和衰老的指標之一。由表2知，樹莓果實的TSS含量呈先小幅上升隨后下降的趨勢。這是因為果實采摘后仍然進行著生命活動，大分子物質被分解為糖類等小分子物質，因此，TSS含量略有增高；隨著果實成熟度的升高，糖類消耗逐漸增加以維持組織的新陳代謝，轉化糖類物質的速度小于消耗速度，導致TSS含量降低[28]。貯藏期間，大蒜提取液處理組果實TSS含量顯著高于CK組(P<0.05)，說明大蒜提取液能保持果實中TSS含量，這可能因為大蒜提取液有效抑制了樹莓果實貯藏期間的呼吸作用和代謝速度，減少了TSS的消耗[27]，Peng等[15]在大蒜素對生菜品質的影響研究中也得出相同的結論。大蒜提取液對果實TSS含量的維持效果隨濃度的增加而增強，當濃度增加到150 mg/mL時，TSS含量無明顯增加，保持效果與120 mg/mL處理組差異不顯著(P>0.05)，試驗中濃度為120～150 mg/mL處理效果較好。

樹莓果實貯藏期間TA含量呈逐漸下降趨勢(表2)，大蒜提取液處理組TA含量顯著高于CK組(P<0.05)，CK組果實TA含量下降速度最快，貯藏結束后(12 d)與初始值相比下降了61.16%，而濃度60、90、120、150 mg/mL的處理組下降幅度分別為47.98%、38.46%、34.37%、35.39%。因此，大蒜提取液能保持樹莓果實較高的TA含量，抑制下降幅度，有效降低營養物質的損失。其中濃度為120、150 mg/mL處理組TA含量較高，保持效果較好。

表2 大蒜提取液對樹莓果實營養品質的影響Table 2 Effects of garlic extract on nutritional qualities of raspberry

樹莓果實VC含量隨貯藏時間延長逐漸下降，主要因為VC在貯藏期間容易被氧化分解[29]，但大蒜提取液處理后果實VC含量顯著高于CK組(P<0.05)，貯藏12 d時，4個濃度的大蒜提取液處理組果實VC含量分別比CK組高63.82%、87.77%、120.77%和123.45%，這說明大蒜提取液能保持樹莓果實較高的VC含量，減少VC營養損失，這可能由于大蒜提取液中的大蒜素具有抗氧化功能[12]，抑制VC的氧化，減少了VC含量的下降，這與前人的研究結果相同[15]。其中，濃度為120～150 mg/mL的大蒜提取液維持效果最好。

2.5 大蒜提取液對樹莓果實丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的最終分解產物，MDA的積累對膜和細胞造成一定的傷害，其含量可以反映出組織細胞受傷害及衰老的程度，另外，MDA積累過量會增加膜的滲透性，導致果實內營養物質外流，降低品質，加快衰老[30]。貯藏過程中，樹莓果實MDA含量不斷升高(圖4)，其中大蒜提取液處理后果實中MDA含量顯著低于CK(P<0.05)，并隨處理液濃度的增加，MDA含量逐漸降低，但處理液濃度增加到150 mg/mL時，果實MDA的生成量并無明顯的降低(與120 mg/mL處理組相比)。由此可知，大蒜提取液可顯著降低樹莓果實MDA的生成量，延緩樹莓果實的衰老，保持品質，4個大蒜提取液濃度中，120～150 mg/mL的大蒜提取液對MDA生成量抑制效果較好。

圖4 大蒜提取液對樹莓果實丙二醛含量的影響Fig.4 Effects of garlic extract on MDA content of raspberry

2.6 大蒜提取液對樹莓果實感官品質的影響

從樹莓果實質地、色澤、風味、飽和度及腐爛情況對貯藏感官品質進行綜合評價，在貯藏期間,各組果實的感官評分均呈下降趨勢(圖5)，其中，大蒜提取液處理組下降速度顯著低于CK組(P<0.05)，貯藏第6 d時，CK組果實顏色開始變深變暗，香味變淡，彈性變差，有輕微失水及腐爛現象，而處理組果實的色澤、香氣、彈性、飽和度等方面表現均好、無腐爛；貯藏至第10 d時，CK組大約25%的果實發生腐爛，無彈性、無香味并帶有輕微異味，部分果實表面有白色菌絲團并呈水漬狀，而濃度為60、90 mg/mL的大蒜提取液處理組果實彈性較差、香味變淡、略有失水、個別果實出現腐爛，濃度為120、150 mg/mL處理組果實色澤、香氣、彈性、飽和度均有較好表現，無腐爛果實，與60、90 mg/mL處理組差異顯著(P<0.05)；貯藏第12 d時，CK組果實已基本腐爛，120、150 mg/mL處理組才有個別果實出現腐爛現象，果實感官品質明顯優于60、90 mg/mL處理組，兩處理間差異不顯著(P>0.05)，但150 mg/mL處理組感官品質低于120 mg/mL組，這可能大蒜提取液濃度過高，對樹莓果實的風味、色澤產生影響，進而影響感官品質[13]。因此，大蒜提取液顯著提高了貯藏期間樹莓果實的感官品質，保持了食用及商業價值，且在一定濃度范圍內(60～120 mg/mL)，大蒜提取液濃度與保鮮效果具有量效關系，但超過一定的濃度時，保鮮效果有下降的趨勢，試驗中120 mg/mL的大蒜提取液保持樹莓果實的感官品質效果最好。

圖5 大蒜提取液對樹莓感官品質的影響Fig.5 Effects of garlic extract on sensory quality of raspberry

2.7 大蒜提取液對樹莓果實貨架期的影響

由圖6知，大蒜提取液處理組樹莓果實的貨架期比CK組顯著延長(P<0.05)，CK組果實的貨架期為5.2 d，經大蒜提取液處理后貨架期延長了4.1～6.4 d，說明大蒜提取液處理能延長樹莓果實的貨架期，保持商品價值，前人研究表明大蒜提取液使青椒的保鮮期延長4 d，與本試驗的結論相似[14]；大蒜提取液濃度與果實貨架期長短呈正相關，貨架期隨大蒜提取液濃度增加而延長，當濃度增加一定程度(150 mg/mL)時，貨架期無明顯變化，試驗中120～150 mg/mL的大蒜提取液維持樹莓果實的貨架期效果較好。

圖6 大蒜提取液對樹莓果實貨架期的影響Fig.6 Effects of garlic extract on shelf life of raspberry

3 結論

本試驗研究了在4 ℃，相對濕度為90%的貯藏條件下不同濃度的大蒜提取液對樹莓果實的保鮮效果，結果表明，大蒜提取液能有效抑制微生物的生長繁殖，明顯降低腐爛率、使腐敗程度下降，維持硬度、提高果實外觀品質，減少營養物質的損失，降低MDA的生成量、維持膜的完整性、延緩衰老，提高感官品質，延長果實貨架期，提高商品價值。

大蒜提取液保鮮效果與濃度之間存在量效關系，但濃度達到150 mg/mL時保鮮效果并無明顯提高，并且果實感官品質有下降的趨勢。綜合分析，120 mg/mL為最適宜的大蒜提取液處理濃度，在此濃度處理下樹莓果實菌落總數較少，腐爛程度較輕，硬度較大，營養損失較少，MDA生成量較少，較好維持了細胞完整性，感官品質較高，貨架期延長了6.4 d，同時果實無異味殘留，在樹莓果實保鮮生產中，可以作為推薦使用的濃度。本試驗只探討了不同濃度大蒜提取液對樹莓果實的保鮮效果，但關于大蒜提取液保鮮機理有待進一步研究。