张莉会，范凯，廖李，乔宇，张金木，陈学玲

（湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉 430064）

树莓（Rubus corchorifoliusL. f.），又称覆盆子、马林、托盘，属蔷薇科（Rosaceae）悬钩子属（RubusL.），为多年生落叶小灌木类。树莓果实为聚合浆果，柔嫩多汁，香味浓郁，风味独特，色泽诱人，被世人誉为“黄金水果”[1,2]。近年来，我国陆续对美国、英国、俄罗斯等国的一些优良树莓品种进行引种、规模化栽培。然而，树莓采后呼吸强度高、极易腐烂，成熟期和衰老期都非常短[3]。因此，寻找一种安全、高效的树莓保鲜技术具有重要的应用价值。

植物精油萃取于植物的花、叶、根、树皮、果实和种子等特有芳香物质，以蒸馏、压榨等方式提炼而得。植物精油具有抗菌性强、作用范围广和安全无毒等优点，是一类绿色、健康的保鲜剂[4]。许多研究表明植物精油对果蔬具有较好的防腐保鲜作用[5]，因此植物精油作为保鲜剂广泛应用在柠檬[6]、蓝莓[7]、草莓[8]、圣女果[9]、葡萄[10]和即食生菜与胡萝卜[11]等果蔬上。将植物精油附载到基材中缓释能够使活性物质包覆在基质中，可避免环境因素的干扰，从而达到保护活性物质的作用。Tao等[12]采用百里酚/百里香精油附载在β-环糊精中，能有效抑制大肠杆菌的生长繁殖。Gong等[13]也以将丁香酚包埋在β-环糊精中，发现此缓释剂显著降低了荔枝果实腐烂，并且对荔枝霜疫霉菌抑制效果明显。Chang等[14]以聚乙烯醇为壁材，牛至精油为包埋剂，结果显示牛至精油缓释减少了鲜切卷心莴苣的酵母菌和嗜温需氧菌的数量，延长了鲜切卷心莴苣的货架期。在前期试验中，已经将硅藻土负载精油应用在桑葚[15]、草莓[16-18]的保鲜研究中，实验结果表明，硅藻土附载丁香酚缓释延缓了果实表层及果肉硬度的下降，抑制抗氧化酶活性的下降以及丙二醛（MDA）积累，使其维持较好的感官品质，且无不良气味产生。

本文分别将丁香酚、香芹酚和芳樟醇3种植物精油附载到硅藻土中，在贮藏过程中精油缓慢释放达到保鲜的效果。研究这3种植物精油缓释保鲜剂对树莓冷藏品质的影响，以期为植物精油缓释应用于树莓的保鲜提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

树莓由湖北金莓科技发展有限公司提供，品种为美国22号，于2019年5月23日采收，果实采后立刻运送回实验室，挑选无腐烂、无机械损伤、大小和成熟度（8～9成熟）一致的果实进行实验。

丁香酚（纯度≥99%）、香芹酚（纯度≥99%）和芳樟醇（纯度≥98%）均购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

FG2型pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；UV-3802分光光度计，上海尤尼科仪器有限公司；LB32T型手持折光仪，广州市铭睿电子科技有限公司；DGX-9143B电热恒温鼓风干燥箱，上海雷磁仪器生产厂；BS-210型电子天平，德国Sartorius Instruments有限公司；GL-25MS高速冷冻离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 植物精油缓释剂的制备

分别取1 mL丁香酚/香芹酚/芳樟醇至4 mL吐温-20溶液中，充分乳化，用无菌水稀释，定容至100 mL。

称取硅藻土100 g于250 mL烧杯中，用保鲜膜密封以防吸水，在电热恒温水槽中60 ℃加热5 min。将丁香酚/香芹酚/芳樟醇溶液倒入装有硅藻土的烧杯中，并用玻璃棒充分搅拌，直至没有粘壁现象为止。

1.3.2 保鲜试验

将新鲜无机械损伤、霉烂的树莓果实，在4 ℃冷库预冷1 h以后分盒，200 g左右一盒，分别放入制备好的三种精油缓释保鲜剂，以不添加精油缓释保鲜剂的处理作为空白对照组，然后用厚度0.02 mm聚乙烯保鲜膜将塑料盒密封，置于4 ℃冰箱中贮藏，每隔3 d取三盒测定树莓的各品质指标。

1.4 指标测定方法

1.4.1 腐烂指数测定

参照郑永华等[19]的方法测定。按果实腐烂面积大小将果实划分为4级：0级，无腐烂；1级，腐烂面积小于果实面积的10%；2级，腐烂面积占果实面积的10%～30%；3级，腐烂面积大于果实面积的30%。按下式计算腐烂率：

1.4.2 质量损失率测定

采用称量法测定[20]，按下式计算质量损失率：

1.4.3 可溶性固形物、可滴定酸、还原糖和Vc含量测定

可溶性固形物含量采用手持折光仪测定可溶性固形物含量[21]；可滴定酸含量采用酸碱滴定法[22]测定，以柠檬酸(%)含量表示；还原糖含量按照GB/T 5009.7-2008中直接滴定法[23]测定还原糖含量；Vc含量测定采用邻菲啰啉法[24]测定Vc含量，结果均以g/kg表示。

1.4.4 丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）测定

分别采用丙二醛、超氧化物歧化酶和过氧化物酶试剂盒（南京建成生物工程研究所）测定。

1.5 统计分析

试验数据为3次重复试验的平均值，用SPSS.19软件进行多重差异显著性分析采用Duncan’s法。p＜0.05表示差异显著，p＞0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 植物精油缓释对树莓贮藏期间腐烂率的影响

图1 植物精油缓释对树莓腐烂率的影响Fig.1 Effect of slow release of plant essential oil on decay rate of raspberry

树莓果实的果皮较薄，极易受机械损伤而致腐烂，其腐烂程度直接影响其贮藏品质。由图1可知，在4 ℃下贮藏期间，随着贮藏时间的延长，树莓腐烂率逐渐上升。贮藏初期（0～6 d），树莓还未出现明显的腐烂，但6 d后，树莓开始出现腐烂，且腐烂率上升较快。与空白组相比，丁香酚、香芹酚、芳樟醇附载硅藻土缓释对树莓的腐烂均有一定的抑制作用。这可能是由于在贮藏期间植物精油附载于硅藻土中逐渐释放出来，抑制了微生物TCA呼吸途径中酶的活性，使糖代谢途径受阻，微生物无法正常生长繁殖，保护细胞壁与细胞膜结构的完整性，从而起到保持树莓的正常代谢和贮藏品质的效果[25]。空白组树莓贮藏15 d后，腐烂率达到31.39%，而芳樟醇和丁香酚附载硅藻土缓释处理的树莓贮藏21 d后，其腐烂率分别为32.48%和28.71%，香芹酚附载硅藻土缓释处理的树莓贮藏30 d后，腐烂率才达到34.43%。这与黄婵婵等的[26]研究结果相似，经过25 μL/L的香芹酚处理的火龙果贮藏8 d后其腐烂率仅为12.50%，而对照组腐烂率已达到76.04%。由此可见，香芹酚附载硅藻土缓释处理可以有效抑制微生物生长，减缓腐败，延长贮藏期。

2.2 植物精油缓释对树莓贮藏期间质量损失率的影响

图2 植物精油缓释对树莓质量损失率的影响Fig.2 Effect of slow release of plant essential oil on quality loss rate of raspberry

失重是影响树莓贮藏的主要因素之一，主要表现为果实由于蒸腾作用造成失水、皱缩[27]。由图2可知，在4 ℃下贮藏期间，与空白相比，丁香酚、香芹酚、芳樟醇能降低树莓贮藏期间的质量损失，且随着贮藏时间的增加，树莓的质量损失率均呈上升趋势。经过27 d贮藏后，丁香酚、香芹酚、芳樟醇附载硅藻土缓释处理的树莓的质量损失率显著低于空白组（p＜0.05），空白、丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理树莓的质量损失率分别为3.25%、2.75%、2.45%、3.03%。有研究表明，植物精油能在果实表面形成半透性薄膜，在一定程度上抑制果实蒸腾作用，有效地减少水分损失[28]。杨波等[29]采用香芹酚包合物对莲雾采后保鲜效果的研究中表明，香芹酚精油环糊精包合物处理的雾莲贮藏12 d后失重率仅为对照组的一半。其中，香芹酚附载硅藻土缓释处理能显著抑制树莓的质量损失，其效果最好。

2.3 植物精油缓释对树莓贮藏期间可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量是评价树莓果实成熟的重要指标，由图3可知，随着贮藏时间的延长，树莓可溶性固形物含量在贮藏第6 d时达到最大值，之后呼吸加快，营养物质消耗进一步加剧，可溶性固形物的含量又急剧下降。这与吕恩利对荔枝的研究结果一致[30]。经过27 d贮藏后，经丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理树莓的可溶性固形物含量分别为3.06%、3.28%和2.84%，显著高于空白组（2.72%）（p＜0.05）。植物精油中含有的多酚物质能引起果实细胞膜的蛋白质变性，并与细胞膜中的磷脂反应，破坏细胞膜的透性，从而减少果实的失水，同时降低了细胞膜对氧气的通透性，从而减少果实的呼吸消耗[31]。陈东迅来等[32]研究表明，合适浓度的香芹酚处理可以有效的抑制贮藏环境中的微生物生长，同时降低石斛的呼吸作用，从而延缓石斛可溶性糖损失，提高石斛贮藏品质。

图3 植物精油缓释对树莓可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effect of slow release of plant essential oil on soluble solids content of raspberry

2.4 植物精油缓释对树莓贮藏期间可滴定酸含量的影响

图4 植物精油缓释对树莓可滴定酸含量的影响Fig.4 Effect of slow release of plant essential oil on titratable acid content of raspberry

果实中可滴定酸的含量对果实的口味、风味、贮藏性、加工性质具有重要的影响[33]。贮藏过程中，树莓可滴定酸含量变化结果如图4。贮藏期间，树莓中可滴定酸含量由于呼吸作用消耗，还有一部分被转化为糖类[34]。树莓中可滴定酸含量随着贮藏时间的延长呈现逐渐下降趋势。由于植物精油附载硅藻土缓释处理对树莓果实呼吸作用的抑制使得树莓中可滴定酸含量缓慢下降。经过27 d贮藏后，经丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理树莓的可滴定酸含量分别为0.27%、0.35%和0.30%，显著高于空白组（0.21%）（p＜0.05）。由此可以看出，香芹酚附载硅藻土缓释可以一定程度上抑制可滴定酸的分解。在丁香提取液可食性复合涂膜对新余蜜橘常温保鲜研究中表明，对照组可滴定酸含量已降低至贮藏前的28.83%，而丁香提取液复合涂膜处理降至贮藏前的36.28%[35]，这也表明，植物精油能抑制可滴定酸的下降，有利于果实风味的保持。

2.5 植物精油缓释对树莓贮藏期间还原糖含量的影响

图5 植物精油缓释对树莓还原糖含量的影响Fig.5 Effect of slow release of plant essential oil on reducing sugar content of raspberry

还原糖含量是果实品质重要指标，其含量的多少会直接影响果实风味品质[36]。在贮藏过程中，不同植物精油附载硅藻土缓释处理对树莓果实还原糖含量变化的影响如图5。由图可知，在4 ℃下贮藏期间，空白、丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理树莓的还原糖含量均呈下降趋势。经过27 d贮藏后，丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理树莓的还原糖含量分别为0.72%、0.78%、0.66%，而空白组树莓还原糖含量仅0.60%。有研究表明，与对照组相比，5 μL/L、10 μL/L香芹酚处理的石斛糖含量下降相对变缓，说明合适浓度的香芹酚处理石斛能有效的抑制贮藏期石斛糖含量下降[32]。由此可见，香芹酚附载硅藻土缓释处理能有效的缓解树莓果实中营养成分的下降。

2.6 植物精油缓释对树莓贮藏期间Vc含量的影响

由图6可知，各处理组树莓中Vc含量随着贮藏时间的延长呈下降的趋势。且空白组的树莓Vc含量下降趋势最明显，从贮藏开始时的0.63 g/kg下降到第27 d的0.21 g/kg，各处理组的果肉可滴定酸含量下降平缓且差异显著（p＜0.05），其中香芹酚附载硅藻土缓释处理的树莓Vc含量下降速率最为缓慢，到贮藏第27 d时，其Vc含量从贮藏开始时的0.63 g/kg下降到0.37 g/kg。由此可以看出，植物精油附载硅藻土缓释处理可以明显抑制树莓Vc含量的下降，并且香芹酚附载硅藻土缓释处理可以更好的维持树莓较高的Vc含量。曾少雯等[37]研究表明，香芹酚的应用能通过抑制草莓的呼吸速率，从而延缓Vc含量的下降，这与本研究结果相似。

图6 植物精油缓释对树莓Vc含量的影响Fig.6 Effect of slow release of plant essential oil on Vc content of raspberry

2.7 植物精油缓释对树莓贮藏期间SOD活性的影响

图7 植物精油缓释对树莓贮藏期间SOD活性的影响Fig.7 Effect of slow release of plant essential oil on SOD activity of raspberry during storage

超氧化物气化酶（SOD）能有效地阻止自由基的积累，防止膜脂的过氧化作用，延缓植物的衰老，使植物维持正常的生长和发育[38]。从图7中可以看到，随着贮藏时间的延长，树莓中SOD活性第12 d时达到最大值，12 d后其SOD活性急剧下降。贮藏至27 d时，树莓中SOD活性从高到低依次为：香芹酚（143.32 U/g）＞丁香酚（82.39 U/g）＞芳樟醇（67.45 U/g）＞空白（42.28 U/g）。说明植物精油附载硅藻土缓释处理有利于维持树莓果实内自由基代谢的稳定性。这与张灵芝[39]的研究结果相似，植物精油具备一定的抗氧化能力，产生较少自由基，能够减缓对细胞膜和生物大分子等的破坏程度，维持了较好的细胞结构。

2.8 植物精油缓释对树莓贮藏期间POD活性的影响

图8 植物精油缓释对树莓贮藏期间POD活性的影响Fig.8 Effect of slow release of plant essential oil on POD activity of raspberry during storage

过氧化物酶（POD）主要清除植物体内的过氧化氢 ，并能催化更多的木质素单体形成木质素，从而提高果实硬度，减少果实腐烂。如图8所示，树莓中POD活性随着贮藏时间的延长，呈先上升后下降的趋势。空白组树莓POD活性在第3 d时达到最大值，而植物精油处理组在第6 d时达到最大值，之后POD活性急剧下降。这是由于贮藏过程中树莓活性氧代谢失调，过氧化氢逐渐积累，从而诱导了POD活性的上升，但随着贮藏时间延长，细胞大量衰老，过量的自由基抑制了POD活性[40]。贮藏第27 d，空白组、丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理的树莓POD活性分别为0.36、0.59、0.89、0.48 U/g。这与许晴晴[41]的研究结果一致，香芹酚处理的蓝莓果实POD活性较高。综上所述，植物精油附载硅藻土缓释处理能够有效地维持树莓贮藏期间POD活性。

2.9 植物精油缓释对树莓贮藏期间MDA活性的影响

丙二醛（MDA）是生命代谢过程中膜脂过氧化的最终产物之一，其含量的高低可以反映膜脂过氧化程度[42]。如图9所示，随着贮藏时间的延长，树莓中MDA含量呈现上升的趋势，贮藏初期（0～6 d），各处理组树莓MDA含量上升较缓慢，贮藏后期，其含量上升较快。贮藏27 d后，空白组树莓中MDA含量由初始的1.91 nmol/g上升至7.03 nmol/g，增加了5.12 nmol/g，而丁香酚、香芹酚和芳樟醇附载硅藻土缓释处理的树莓中MDA含量分别增加了3.71 nmol/g、2.79 nmol/g和3.91 nmol/g。在桑葚保鲜研究中，经香芹酚处理的桑葚贮藏末期MDA含量比对照组桑葚中MDA含量低15.60 μmol/L[15]。因此，植物精油附载硅藻土缓释处理能抑制树莓中MDA的积累，有效延缓其衰老。

图9 植物精油缓释对树莓贮藏期间MDA活性的影响Fig.9 Effect of slow release of plant essential oil on MDA activity of raspberry during storage

3 结论

本研究比较了丁香酚附载硅藻土缓释处理、香芹酚附载硅藻土缓释处理、芳樟醇附载硅藻土缓释处理和未处理4组树莓果实低温贮藏下品质与抗氧化酶的变化。贮藏期间，树莓腐烂率和质量损失率显著升高，可溶性固形物含量下降，可滴定酸、还原糖和Vc含量降低，SOD和POD活性下降、细胞膜脂过氧化程度增大，果实逐渐衰老。而植物精油附载硅藻土缓释可减轻树莓腐烂率和质量损失率，较好地保持桑葚中可溶性固形物、可滴定酸、还原糖和Vc含量，抑制SOD和POD活性下降，但香芹酚附载硅藻土缓释处理在延缓树莓果实衰老和维持高的SOD和POD抗氧化酶活性方面要显著优于其他处理组（p＜0.05）。贮藏至27 d时，经香芹酚附载硅藻土缓释处理树莓的腐烂率和质量损失率分别仅为34.43%和2.45%，此时树莓中可溶性固形物、可滴定酸含量、还原糖含量、Vc含量分别为3.28%、0.35%、0.78%和0.37 g/kg，SOD和POD活性分别为143.32 U/g和0.89 U/g。与空白组相比，有效的延长了12 d贮藏期。