茴香精油對4 ℃下鮮切莧菜貯藏品質的影響

金思淵，謝晶,2,3*

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306) 2(上海冷鏈裝備性能與節能評價專業技術服務平臺，上海，201306) 3(食品科學與工程國家級實驗教學示范中心(上海海洋大學)，上海，201306)

莧菜原名莧，別名老來少、三色莧等，喜溫暖、耐寒性差、耐熱力強[1]，營養成分豐富。蔬菜商品化中鮮切蔬菜新形式被廣泛認可，通過4 ℃低溫方式進行銷售[2]。但由于鮮切莧菜的生理代謝活躍，葉片氣孔較多，易受微生物侵染，易發生腐敗和品質下降，貯藏期縮短[3-4]。因此需要探索合適的保鮮方法延長鮮切莧菜的貨架期。

植物精油作為純天然植物性添加劑，具有抗菌防腐、無毒等特點，植物精油含多種酚類化合物，可有效抑制鮮切果蔬氧化損傷[5]。牛至精油、茴香精油、肉桂精油被用作醫藥和保健產品的原料，具有良好的抗菌防腐性[6]。已有文獻證明牛至精油作為保鮮劑處理圣女果[7]、鮮切菠蘿[8]能有效延長貨架期。經過茴香精油處理的鮮切蘋果保鮮效果最佳，能有效防止褐變[9]。鮮切山藥經過肉桂精油涂抹，可降低營養物質的流失，抑制褐變[10]。

近年來，植物精油應用于水產品、肉類的保鮮研究較多，用于鮮切果蔬類保鮮的研究較少。本文探究了植物精油保鮮鮮切莧菜的可行性。首先通過總菌數量篩選了茴香精油等的抑菌濃度，然后結合感官評定、葉綠素含量、水分變化、維生素C含量、質量損失率、過氧化物酶(peroxidase，POD)活力值、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力值等指標，評估茴香精油保鮮鮮切莧菜的效果，為延長鮮切莧菜的貨架期提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

莧菜，購于上海市多利農莊果蔬合作社，莧菜種植環境為大棚種植采摘，采摘1 h后經過清洗處理直接送至實驗室。所選莧菜葉片大小均一、色澤碧綠、無病蟲毒害、無明顯缺陷、整體統一、品質優良。

吐溫-80(化學純)；茴香精油(純度99%)、肉桂精油(99%)、牛至精油(99%)；平板計數瓊脂培養基(plate count agar, PCA)；氯化鈉、丙酮、碳酸鈣粉、2,6-二 氯靛酚鹽、石英砂，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

H-2050 R-1型高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機有限公司；HVE-50型高溫高壓滅菌鍋，日本Hirayama制造有限公司；WFZ UV-2100型紫外-可見分光光度計，上海龍尼柯儀器有限公司；VS-1300L-U超凈工作臺，上海康福特環境科技有限公司；CR-400型色差計，日本Konica Minolta公司；PQ 001型臺式脈沖核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)分析儀，上海紐邁電子科技有限公司；BCD-252MHV型冰箱，蘇州三星電子有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 莧菜的鮮切處理及分組

將莧菜樣品用自來水洗凈，除去樣品表面污垢，晾干，選取大小較為一致的莧菜葉片，用經過高壓滅菌的菜刀距莧菜葉片莖部約5 cm處鮮切。初步篩選時，將實驗分為經過超純水處理對照組(CK組)、茴香精油處理組(A、B、C、D、E、F組)、肉桂精油處理組(G、H、I、J、K、L組)和牛至精油處理組(U、V、W、X、Y、Z組)，各處理組精油濃度詳細見表1。將99%(體積分數)的精油滴入加有吐溫-80乳化劑的超純水(體積比1∶1)中進行稀釋、均勻溶解。用扇形噴嘴噴壺，均勻壓桿，使得精油均勻噴涂在鮮切莧菜表面，噴涂量5 mL，葉片正反面各噴涂1次，晾干(30 min)， 放置于滅菌處理的托盤(80 g/盤)，聚乙烯膜封存，放置于4 ℃低溫保藏。

表1 植物精油保鮮液實驗組 單位：μL/mL

根據鮮切莧菜貨架期實驗，篩選最佳精油的最佳濃度。初篩時貨架期的確定以12名消費者對鮮切莧菜綜合評定來判定，標準參照PAILLART等[11]的方法。

1.3.2 保鮮劑抑菌測定

菌落總數測定，PCA培養基、37 ℃、48 h培養條件，并參照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》[12]。

1.3.3 感官評定

標準參照PAILLART等[11]的方法。評定小組由10名專業感官評定人員組成，每人評定3次，評定后所得分數越高代表品質越好，滿分為10分，隔天評價1次。

1.3.4 理化指標測定

1.3.4.1 質量損失率

參照郁杰等[13]方法測定，質量損失率計算如公式(1)所示：

(1)

式中：m0表示初始質量，g；mt表示貯藏時間t時的質量，g。

1.3.4.2 色差

參考DE等[14]的方法，色度變化值ΔE*計算如公式(2)所示：

(2)

式中：L0*，a0*，b0*為樣品初始(第0天)色度值，Lt*，at*，bt*為樣品貯藏td后的色度值。

1.3.4.3 葉綠素含量

參照NY/T 3082—2017《水果、蔬菜及其制品中葉綠素含量的測定 分光光度法》[15]。使用分光光度法測定總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b的含量。

1.3.4.4 可溶性固形物

將樣品充分研磨后4 000 r/min離心10 min，取上清刻度加至檢測鏡上測定可溶性固形物含量，質量分數(%)表示，重復3次。

1.3.4.5 維生素C含量

參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[16]中2, 6 -二氯靛酚法測定抗壞血酸的含量。稱取樣品5 g，加入10 mL浸提劑 (2%草酸)，迅速搗成漿, 充分提取維生素C，然后將提取液注入到50 mL棕色瓶中，并用2%(體積分數)草酸稀釋到刻度, 提取10 min后過濾用已標定的2, 6 - 二氯靛酚鈉鹽溶液滴定，至淡紅色15 s不褪為止，記錄染料的用量。

1.3.4.6 SOD活性

參照超氧化物歧化酶測試盒中的羥胺法。方法：(1)上清液的制備：取1 g樣品葉片放入9 mL冰冷的磷酸鹽緩沖液中，在冰浴的條件下用勻漿機以10 000～15 000 r/min上下研磨制成100 g/L的勻漿液，在5 000×g的條件下離心10 min，取上清液。(2)反應體系為4.3 mL，在測定管中分別加入75 mmol/L 磷酸鹽緩沖液1 mL(pH 7.8)、待測樣品的上清液1 mL、0.1 mol/L鹽酸羥胺溶液0.1 mL、75 mmol/L 黃嘌呤溶液0.1 mL和0.037 U/L黃嘌呤氧化酶0.1 mL，用旋渦混勻器充分混勻，對照管以1 mL 蒸餾水代替，置37 ℃恒溫水浴30 min后取出，加入顯色劑2 mL混勻，室溫放置10 min，于550 nm處蒸餾水調零并比色，重復3次，酶活性計算如公式(3)所示：

(3)

式中：SOD活性，1 g樣品中SOD的含量，U/mg prot；A，反應體系稀釋倍數；B，樣品稀釋倍數。

1.3.4.7 POD活性

參照過氧化物酶測試盒中的比色法。按照說明書將各試劑混勻，常溫放10 min，后于420 nm處雙蒸水調零，測定各管吸光度值。定義：37 ℃下，1 min內1.0 mL樣品，能使反應體系的吸光度值每增加0.01所需的樣品量為1個POD單位(U)。酶活性計算如公式(4)所示：

(4)

式中：POD活性，1 g樣品中POD的含量，U/mg prot；A,比色光鏡，cm；V1,反應液總體積，mL；V2,取樣液體積，mL；t,反應時間，min；m, 鮮重質量，g；V3，勻漿介質體積，mL。

1.4 數據處理與分析

指標測定3次平行，結果取平均值；采用Origin 9.0軟件繪圖；使用SPSS Statistics 26軟件對各組數據進行方差分析和顯著性分析(P<0.05存在顯著差異)。

2 結果與分析

2.1 保鮮劑的初步篩選

CK組對比精油處理組(圖1)，C、D組(茴香精油0.3、0.4 μL/mL)鮮切莧菜貨架期最長為12 d。其余H組(肉桂精油0.2 μL/mL)、X組(牛至精油0.4 μL/mL)、Y組(牛至精油0.5 μL/mL)相比CK組也有較好保鮮效果，但相較于C、D組稍弱。C、D組保鮮效果最好，但單從貨架期數據判定不夠精準，因此加入0.35 μL/mL茴香精油濃度，實驗仍以CK組為對照，對茴香精油C(0.3 μL/mL)、N(0.35 μL/mL)、D(0.4 μL/mL) 組進行詳細的理化指標分析。

圖1 不同精油處理對鮮切莧菜貨架期的影響

2.2 茴香精油添加量對鮮切莧菜感官評分的影響

由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切莧菜的品質呈現逐步下降的趨勢。作為消費者，通過感官可以直接感受到商品的現狀和狀態，是直接影響消費者購買的主要因素。在第6天，C、N、D組明顯與CK組產生差異，各實驗組感官評分隨貯藏時間延長而下降。在第10天，CK組的分值低于5分，組別品質劣變顯著，打開包裝帶有異味，葉片出現黑色斑點，發生軟腐。C、N、D組固有氣味消失，葉片表面萎焉，葉片微量失水，但未出現褐變現象，N組被消費者接受度最好，其次為D組，之后為C組。N組的貨架期為12 d， C、D組的貨架期為10 d，CK組的貨架期最低為8 d。這說明經過茴香精油處理的實驗組能有效延長鮮切莧菜的貯藏時間，其中經過0.35 μL/mL茴香精油處理的N組效果最佳。

圖2 茴香精油添加量對鮮切莧菜感官評分的影響

2.3 茴香精油添加量對鮮切莧菜色差的影響

色度變化值可以反映貯藏期間莧菜葉片顏色的變化。由圖3可知，色差變化值隨著貯藏時間呈現先上升后下降的趨勢。呈現上升趨勢主要是因為莧菜葉片在貯藏期間出現黃化、發白現象，下降是因為莧菜葉片在貯藏后期出現了冷害發黑現象，顏色逐步加深，導致色度變化值下降。在所有組別中，N組上升趨勢最緩，能有效控制莧菜葉片黃化，其次為C組，最后為D組，CK組的變化幅度較大。說明經過0.35 μL/mL 茴香精油處理的N組能有效控制實驗組的內外環境的濃度差，保持較高的葉綠素含量，延緩莧菜衰老。

圖3 茴香精油添加量對鮮切莧菜色差的影響

2.4 茴香精油添加量對鮮切莧菜葉綠素含量的影響

葉綠素含量是反映綠葉菜品質最直接的指標。由圖4可知，貯藏時間延長，各實驗組葉綠素含量下降。這是因為采后經過鮮切處理的莧菜光合作用降低，葉綠體不斷被分解，導致葉綠素含量下降。第10天，CK組由起始值41.12 mg/100g降至16.76 mg/100g，且在6～10 d貯藏期間葉綠素含量下降迅速。而C、N、D組下降較慢。這可能是因為6 d后鮮切莧菜表面細菌開始活躍繁殖并產酸，改變了pH值，而茴香精油可通過降低細胞質膜電位，降低細胞質膜pH值[17]，抑制細菌的產酸從而延緩葉綠素分子的脫鎂反應，進而延緩葉綠素含量的降低，推遲黃化。該實驗結果在色差指標中也得到了印證。

圖4 茴香精油添加量對鮮切莧菜葉綠素含量的影響

2.5 茴香精油添加量對鮮切莧菜抑菌效果的影響

由圖5可知，C、N、D組對菌落總數有明顯的抑菌作用，但實驗組間無顯著差異。貯藏前期(2 d)，CK組的菌落總數5.43 lg CFU/g，顯著高于C、N、D組的4.647、4.534、4.431 lg CFU/g(P<0.05)。茴香精油對抑制枯草芽孢桿菌、霉菌、大腸桿菌等生長有顯著抑制作用[18]。茴香精油有抑菌作用主要因為它可以侵入細菌細胞的細胞壁，擴大了細胞膜的通透性，致使細胞內溶物滲出，從而抑制微生物生長[19]。

圖5 茴香精油添加量對鮮切莧菜抑菌效果的影響

2.6 茴香精油添加量對鮮切莧菜可溶性固形物的影響

鮮切莧菜可溶性固形物包括糖類、維生素和能溶于水的礦物質，可以反映鮮切莧菜營養物質的消耗速度和成熟程度，是衡量鮮切莧菜保鮮效果的重要指標[20]。由圖6可知，精油處理組和CK組的可溶性固形物呈現先上升后下降的趨勢。可溶性固形物含量上升的主要原因是隨著貯藏時間增加，部分高分子質量碳水化合物水解，促進還原性糖含量增加[21]。處理組上升趨勢明顯高于處理組，這是因為茴香精油刺激了鮮切莧菜，使其抗逆反應更加活躍[22]。熊亞波[23]認為鮮切莧菜表面的細菌被茴香精油有效抑制，還原糖從菌體滲出，對溶性固形物含量上升也會造成微量影響。貯藏時間延長，植物體呼吸作用和細胞代謝過程會消耗低分子質量糖，因而導致可溶性固形物含量下降。CK組和處理組相比下降速率較快，這是因為茴香精油有效抑制鮮切莧菜呼吸代謝效率，降低糖類物質分解速率[24]。在貯藏12 d時，CK組莧菜的可溶性固形物含量降至1.5%，N組的可溶性固形物含量為2.8%，顯著高于其他各處理組(P<0.05)。茴香精油添加量增大(0～0.35 μL/mL)，鮮切莧菜采后抗逆反應的效果提升，超過0.35 μL/mL用量之后，可能會影響鮮切莧菜的正常生理活動，造成可溶性固形物含量反而下降。結合上述分析可得，經過0.35 μL/mL茴香精油處理的N組對延緩鮮切莧菜中可溶性固形物下降的效果最佳。

圖6 茴香精油添加量對莧菜可溶性固形物的影響

2.7 茴香精油添加量對鮮切莧菜質量損失率的影響

由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，各組別鮮切莧菜的失重率呈現不斷上升趨勢。失重率主要是由于貯藏期間果蔬呼吸和蒸騰作用消耗了自身營養成分和水分，表現出葉片萎蔫現象，逐步失去商品價值[25]。相比CK組，茴香精油處理能夠有效降低鮮切莧菜水分的散失，抑制鮮切莧菜貯藏期間失重率的上升。其中CK組在第8天時失重率超過了15%，葉片萎縮和皺狀現象產生。茴香精油各處理組對維持鮮切莧菜的失水效果尚佳，N組最優，C組和D組處理效果相近，這說明0.35 μL/mL茴香精油對鮮切莧菜保水效果最佳。楊瑩等[26]在研究精油對救心菜貯藏品質時也證實該結論，這可能與精油作為油狀物質可以有效覆蓋葉片表面的氣孔相關[26]。

圖7 茴香精油添加量對鮮切莧菜失重率的影響

各實驗組弛豫時間，峰面積及峰比例可反映樣品在貯藏前期(第0天)、貯藏中期(第6天)、貯藏末期(第12天)，0～2 ms結合水、2～20 ms不宜流動水、20～1 000 ms自由水遷移情況[27]。

由圖8可知，在0～6 d貯藏期間(貯藏前期)，CK組的結合水含量下降明顯，C、N、D組結合水含量下降緩慢，其中N組的結合水下降幅度最少。CK組和實驗組的不宜流動水含量變化緩慢，C、N、D組不宜流動水含量呈現微量上升的情況。貯藏末期(6～12 d)各處理組不宜流動水含量相較貯藏前期(0～6 d)各處理組不宜流動水含量下降幅度明顯，其中N組不宜流動水含量下降幅度最小。貯藏過程中，CK組的自由水下降幅度最顯著，N組的下降幅度最小。各實驗組的各水分都呈減少趨勢，其中自由水含量下降最為明顯，弛豫時間向左產生偏移顯著。貯藏前期各實驗組自由水含量下降幅度大于貯藏后期各實驗組下降幅度。N組下降幅度最小，說明經過0.35 μL/mL 茴香精油對鮮切莧菜的保水性最佳。貯藏前期，鮮切莧菜的水分損失以結合水和自由水為主，并且伴隨著向不宜流動水的遷移，以維持莧菜組織內部的正常生理活動[28]。貯藏后期，鮮切莧菜內部水分流失并且消耗嚴重，莧菜組織水分遷移也隨著組織束縛力增大而逐步減弱，結合水、不宜流動水和自由水均呈現含量下降的趨勢[29]。N組的不宜流動水含量最高，說明0.35 μL/mL茴香精油在貯藏前期對維持鮮切莧菜品質具有良好的效果。這主要是由于精油覆蓋葉片氣孔抑制植物蒸騰作用造成，該結果在失重率結果中也可以得到印證。超過0.35 μL/mL用量之后，反而會加快自由水下降，這是因為過量使用精油會影響植物的生理活動。

圖8 茴香精油添加量對鮮切莧菜水分遷移的影響

2.8 茴香精油添加量對鮮切莧菜維生素C含量的影響

維生素C含量不僅是衡量果蔬營養價值的指標，也是反映果蔬抗逆境能力和抗衰老能力的重要指標[30]。由圖9可知，在貯藏過程中，CK組和各實驗處理組鮮切莧菜的維生素C含量隨著貯藏時間延長逐漸下降，茴香精油處理能明顯延緩維生素C含量減少，與CK組形成了顯著差異(P<0.05)。這說明經過茴香精油處理可以有效維持鮮切莧菜的維生素C含量，D組維生素C含量下降最緩慢，效果最佳。這可能是由于茴香精油能有效改善鮮切莧菜樣品在貯藏過程中的抗逆反應，延緩維生素C含量下降。馬延紅等[31]也證實茴香精油對抗壞血酸具有良好的抗氧化性，且濃度與抗氧化性活性呈現正相關性。

圖9 茴香精油添加量對鮮切莧菜維生素C含量的影響

2.9 茴香精油添加量對鮮切莧菜SOD活性和POD活性的影響

SOD作為抗氧化酶存在于植物體氧化代謝過程中，在抵抗植物體氧化中起著重要作用，能夠與超氧陰離子自由基發生歧化反應生成O2和H2O2，從而消除細胞被超氧陰離子自由基損傷。由圖10可知，SOD活性值呈現先上升后下降的趨勢。主要是因植物體中超氧陰離子自由基釋放速度加快而導致SOD活力上升[32]。隨著貯藏時間的延長，SOD活力值呈現下降趨勢，這主要是因為活性氧自由基不斷積累，引起細胞膜脂過氧化，打破活性氧自由基生產與消除的動態平衡[33]。經過茴香精油處理的C、N、D組SOD活力值與CK組存在明顯差異(P<0.05)，這主要是因茴香精油能夠減少機體被活性氧損害，機體抗氧化能力增強，有效避免植物體的氧化變質[34]。

圖10 茴香精油添加量對鮮切莧菜SOD活性的影響

圖11 茴香精油添加量對鮮切莧菜POD活性的影響

綜上所述，POD和SOD通過相互協同作用來合理抵抗活性氧自由基和過氧化物自由基對植物機體的傷害。結合POD活力和SOD活力的結果發現，經過茴香精油處理的樣品可有效控制鮮切莧菜膜脂化氧化進程。處理組POD活力和SOD活力顯著高于CK組(P<0.05)。其中N組(0.35 μL/mL茴香精油)效果最佳，其次為D組，最后為C組，但均優于CK組。

3 結論

在所有處理組中，N組處理(0.35 μL/mL茴香精油)對鮮切莧菜保鮮效果最佳，在貯藏過程中有效延緩了鮮切莧菜葉片的衰老，控制了葉片色黃化，抑制總菌數量增長，減少了葉片水分流失，降低了膜脂過氧化進程速率，抑制了葉片營養物質流失，鮮切莧菜的貨架期可達12 d。D組(0.4 μL/mL茴香精油)和C組(0.3 μL/mL茴香精油)對鮮切莧菜同樣具有較好的抑菌性能，可使鮮切莧菜貨架期達到10 d。結合感官評價，由于添加精油含量不大，精油氣味對感官品質的影響在可接受的范圍內。