天然復配抗氧化劑在水果中的應用研究進展*

王 瑩，王 瑛，曾祥輝，鄧 慧

(邵陽學院食品與化學工程學院，湖南 邵陽 422000)

抗氧化劑(Antioxidants)是一種有效阻止氧氣造成不良影響、捕獲并中和自由基的物質，在一定程度上減少了自由基對人體產生的危害。其中，天然抗氧化劑能夠以綠色安全的方式延緩或防止果實的氧化或腐爛變質，提高果實的穩定性并有效延長貯存期，給企業和生產者創造經濟效益，并為消費者保障食品安全。

抗氧化劑來源廣泛，可分為人工合成抗氧化劑和天然抗氧化劑，其中水果是天然抗氧化劑的主要來源之一。研究發現復配抗氧化劑的抗氧化效果在一定程度上高于單元抗氧化劑，從而對復配抗氧化劑研究不斷增多，所謂復配抗氧化劑，指的是將兩種或兩種以上的抗氧化劑進行復合使用，增強其抗氧化性，最大化減少外界對其產生的影響[1]。本文通過對天然抗氧化劑在水果中的應用研究進行綜述，旨在為水果的保鮮技術提供理論基礎。

1 單元抗氧化劑

1.1 迷迭香

迷迭香是雙子葉植物綱、唇形目、唇形科、迷迭香屬的植物灌木，現多用于調味、裝飾等方面，從迷迭香的花和葉中均能提取到具有特殊抗氧化效果的抗氧化劑，迷迭香提取物主要有鼠尾草酸、迷迭香酸和熊果酸等。Abid Mobasher Ali等[2]以鐵還原能力為指標對迷迭香等多種植物的總抗氧化活性進行研究，數據顯示除丁香外，迷迭香顯示出最強的抗氧化作用。Somaieh Hosseini等[3]選擇從迷迭香和大蒜中分別提取精油作用于草莓上對抗炭疽病，研究發現兩種精油均顯著降低了果實腐爛的速度和炭疽病的發病率，有利于保持草莓的硬度、可溶性固形物、抗氧化活性、花青素等感官屬性和品質參數，證明了迷迭香對果實保鮮產生有利影響，在一定程度上保障了果實品質。除此之外，迷迭香抗氧化劑也被廣泛用于油脂、富油食品和肉制品保鮮中[4-8]。

1.2 抗壞血酸

抗壞血酸(Vc)是高級靈長類動物及其他一些生物所必需的營養素之一，主要來源于新鮮的果蔬，在動物的臟液中也含有少量的抗壞血酸。抗壞血酸主要作為單個氫原子的供體，而自由基陰離子單脫氫抗壞血酸則主要與自由基反應，這些特性共同解釋了抗壞血酸顯著的抗氧化作用[9]。因此，VC既可以作為一種存在于食物中的維生素，也可以作為抗氧化劑和酸度調節劑。Qiya Yang等[10]研究了抗壞血酸馴化畢赤酵母抗膨脹青霉對蘋果采后藍霉病的防治作用。通過對Vc誘導的馴鹿蛋白表達譜和轉錄組特性的研究，探討了提高生物防治的機理，根據蛋白質組學結果鑒定出上調基因參與了丙酮酸代謝、氨基糖和核苷酸糖代謝，研究表明VC處理誘導了馴鹿蛋白的代謝途徑，提高了馴鹿蛋白對蘋果采后病害的生物防治效果。Guido Rux等[11]將蘋果切片分別浸泡在抗壞血酸和檸檬酸溶液中，在糖漿中測定其揮發性物質排放、呼吸速率和乙烯釋放量，闡述了經處理后果實的褐變程度和微生物腐敗，減緩了生理過程，延長其保質期。A.A.Lo’ay等[12]通過外源抗壞血酸對香蕉進行處理，結果降低了細胞膜功能障礙對脂質過氧化和蛋白質氧化積累的影響，減少了離子滲漏，提高了香蕉在冷藏條件下的耐冷性。Frederick Sarpong等[13]通過研究抗壞血酸和檸檬酸對香蕉片的影響，討論了香蕉片干燥動力學、酶活力、褐變指數等變化，顯示兩種抗褐變劑對香蕉片的酸化效果均較好，對香蕉片組織損傷較小。綜上可見，抗壞血酸在水果保鮮方面的效果較好，有效的抑制了微生物的活性并延緩其腐敗速度。

1.3 茶多酚

茶多酚是茶葉中的一類多羥基類化合物，主要由黃烷醇類、黃酮醇類及聚合酚類等化合物的復合體組成。茶多酚具有抑菌和抗氧化作用，主要體現在清除自由基，穩定食品的顏色、抑制亞硝酸鹽的積累和限制微生物增殖。許多研究利用茶多酚制備新型復合纖維膜，以提高薄膜的抗氧化性和抑菌活性[14-15]。管磬馨等[16]通過采用不同濃度的茶多酚提取液對鮮切蘋果進行浸泡發現，茶多酚提取物可延緩鮮切蘋果的可滴定酸和可溶性固形物含量的降低。鄔兆凱[17]通過往鮮切蘋果上噴灑相同質量的茶多酚溶液研究其質量變化率和抗菌實驗，結果表明茶多酚溶液有效抑制了果實表面的菌落生成，減少了鮮切蘋果的質量損失。劉歡等[18]分別以茶多酚和過氧化氫溶液對草莓進行浸泡，證明了經茶多酚處理后草莓的O2產生速率、丙二醛含量均低于對照，清除活性氧則提高了保護酶活性，減緩了活性氧的上升，延長了草莓的保存期。

1.4 葡萄籽提取物

葡萄籽提取物主要含有原花青素和表兒茶素多酚等物質，是至今從植物界中發現的最有效的抗氧化劑之一，大量研究表明，葡萄籽原花青素具有抗氧化、抑菌、抗癌、保護視網膜等藥理作用[19-21]。將其運用在鮮果中能有效的提高果實的抗菌性。Aryou Emamifar等[22]研究了以葡萄籽提取物為基礎的新型食用涂料，在貯藏期間對草莓的品質特性進行研究，測定草莓中微生物生長、軟化率、苯酚和花青素等降解程度，結果表明，含葡萄籽提取物的涂層可使草莓的微生物負荷保持在微生物保質期以下，使超氧化物歧化酶活性最高，過氧化物酶活性最低，提高了草莓的抑菌性。Celenk Molva等[23]以葡萄籽提取物對蘋果汁中營養細胞和細菌孢子的活性變化為研究，研究顯示經0.9%和1.8%葡萄籽提取物處理過的蘋果汁抑制了所有孢子懸浮體的生長，掃描電子顯微鏡顯示葡萄籽提取物的主要靶點是酸蝕菌細胞的膜，導致細胞成分的滲漏，并阻止孢子向完整細菌發育，可見葡萄籽提取物抑制了蘋果汁細菌和孢子的活性。

2 二元復配抗氧化劑

2.1 殼聚糖-納他霉素、纖維素

殼聚糖是幾丁質經過脫乙酰作用得到的一種物質，其化學名為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。殼聚糖具有無毒、抑菌、降脂控壓等功能特點，既可單獨使用，也可與抗生素、金屬抗菌顆粒、天然化合物等結合使用，以提高抗菌效果，被廣泛應用于食品加工、生物醫藥、農業、抗菌劑和美容保健等領域[24-27]。

Merve Duran等[28]使用殼聚糖作為葡萄籽提取物、納他霉素和乳鏈菌肽等介質的載體，對樣品的氣體組成、可溶性固形物含量和微生物計數等指標進行分析發現，納他霉素-殼聚糖涂層降低了果實的O2消耗，對延緩可溶性固形物含量、水分活性和微生物數量等變化具有延緩作用。與未包衣草莓相比，殼聚糖涂層與抗菌劑相結合的抗菌包衣可保持草莓的品質并延長其保質期。劉雪帆[29]采用靜電層層自組裝技術分別制備殼聚糖與海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚丙烯酸鈉的多層可食用保鮮涂層，對蜜桔的硬度、失重率等變化研究涂層的抗氧化性及抗菌性，比較得出殼聚糖與羧甲基纖維素鈉的復合涂層對水蒸氣具有一定的阻擋力，機械性能好，能較好地保持蜜桔的質量，更有利于制備多功能的可食用保鮮涂層。

2.2 茶多糖-海藻酸鈉

茶多糖(Tea Polysaccharide)是一類具有多種生物活性的天然復合多糖，可用于降血糖、降血脂等方面[30-32]。主要存在于茶樹粗老葉中，在生產上具有廣泛的應用前景，但在茶園生產管理中茶樹粗老葉常作為廢棄物處理，如果處理不當不僅會造成資源浪費，也會造成嚴重的土壤病害，因此如何讓茶園廢棄物得到合理資源化利用的問題日益突出[33]。為了提高茶樹資源綜合利用率，汲雪寧[34]通過水熱浸提法提取茶樹粗老葉中的茶多糖，分別將不同濃度的的茶多糖與海藻酸鈉進行復配，以葡萄為試驗材料制備天然生物活性復合薄膜并對其理化性質進行研究，通過測定果實的可滴定酸、多酚氧化酶及過氧化物酶活性等生理指標顯示，茶多糖有效降低了葡萄中多酚氧化酶活性的升高，抑制葡萄發生酶促褐變，同時提高了果實中過氧化物酶的活性，降低果實的衰老速率，說明其二者復配抗氧化活性較強。

2.3 抗壞血酸-檸檬酸、神經酰胺、凝膠、黏液

關于抗壞血酸與其他物質相結合構成抗氧化劑方面，通過添加合適的對象，控制影響抗氧化劑性能的因素，抗壞血酸與其他物質復配構成抗氧化劑在很大程度上強于單元抗氧化劑的抗氧化性，在果實保鮮方面產生推動作用。Anuradha Saini等[35]研究了不同濃度抗壞血酸與檸檬酸的混合溶液對香蕉切片的影響，通過檢測果實呼吸速率和褐變率等指數發現，抗壞血酸和檸檬酸復配涂膜在一定程度上延緩了香蕉片的氧化進程，抑制了香蕉片的腐敗速度。Zhao Haonuan等[36]通過將100 mg/L抗壞血酸與1.2 mmol/L植物源神經酰胺協同作用研究增強草莓采后的耐貯性，結果發現二者復配使用顯著降低了水分損失，減少活性氧、丙二醛和脯氨酸的含量，提高了過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，抑制了草莓多酚氧化酶的活性，從而提高草莓的抗氧化性，減輕了草莓的氧化損傷。Ommol Banin Sogvar等[37]研究了抗壞血酸與天然蘆薈凝膠復配使用涂層對草莓品質的影響，通過測定可滴定酸度、可溶性固形物含量和抗壞血酸等指標表明，5%抗壞血酸與天然蘆薈凝膠復配使用在延緩成熟和減少微生物數量方面效果最好，減少了總需氧中溫菌、酵母菌和霉菌的數量，對草莓果實采后品質具有保護作用。此外，Alireza Milani等[38]研究使用不同濃度的抗壞血酸和昆士蘭種子黏液對凍干香蕉片的影響，通過研究香蕉片的抗氧化活性、總酚和感官評價等發現，將0.05%抗壞血酸與0.25%昆士蘭種子黏液進行復配可以有效控制香蕉片的酶促褐變，防止了酚類向醌的轉化，保護了香蕉片的總酚含量和抗氧化活性，同時提高了人們對香蕉片的總體接受度。

2.4 茶多酚-聚乙烯醇、支鏈淀粉、海藻酸鈉

將茶多酚與有效物質復配能提高其抗氧化性，改善果實儲藏期間的質量和品質。Weijie Lan等[39]通過研究抗菌聚乙烯醇和茶多酚的體積比在草莓包裝保質期的影響等內容，以紅外光譜、拉伸強度進行表征，檢測其透氧性和抗菌性能等指標，證明了兩者結合使用有效減少了果實的可滴定酸和可溶性固形物的損失，抑制微生物增殖，保障了水果的儲存品質。Ping Shao等[40]以草莓為研究對象，評估了不同濃度茶多酚摻入支鏈淀粉-羧甲基纖維素鈉溶液中對電紡納米纖維薄膜的影響，通過掃描電子顯微鏡表征和調節工藝參數來觀察納米纖維的形態特征，結果顯示，該方法改善了草莓的品質及質量，延長了果實的貨架期。Cuili Gao等[41]通過將不同濃度的茶多酚與海藻酸鈉溶液包覆草莓，每2天對呼吸速率、抗壞血酸含量、可滴定酸度、可溶性固形物等指標進行檢測，檢測發現，經1%海藻酸鈉和0.4%茶多酚處理的草莓品質最好。綜上所述，經過復配的茶多酚可增強其抗氧化性，可進一步延長水果貨架期。

2.5 醇溶蛋白-異硫氰酸烯丙酯

醇溶蛋白是植物種子儲存蛋白的組分之一，包括玉米醇溶蛋白和高粱醇溶蛋白等，具有生物相容性和可降解性，有增強營養素的穩定性、提高抗菌活性、保持食品著色等功效[42]，關于制備醇溶蛋白膜方面已有許多研究[43-45]。Colussi Rosana等[47]利用電紡玉米醇溶蛋白超細纖維包裹的異硫氰酸烯丙酯(AITC)對草莓進行采后品質研究和抗氧化活性延伸，在4 ℃下用4%和8%的AITC封裝在玉米蛋白纖維中，每5天對草莓的硬度、可滴定酸度和可溶性固形物等方面進行分析。15天后，用ABTS和DPPH法測定草莓的游離酚含量、抗氧化能力和總花青素含量。結果顯示，4%的AITC封裝在玉米醇溶蛋白中使培養基飽和并抑制了總酚和花青素含量，為維持草莓品質提供了有效方法。

3 其它多元復配抗氧化劑

Mehdi Nikkhah等[48]以棗果為對象研究發現一些植物代謝產物能抑制農產品中的食物腐敗菌，對酚類和黃酮類化合物含量和呼吸速率等檢測發現，迷迭香、肉桂和百里香的三重組合是對棗果中交鏈曲霉和膨大假絲酵母最有效的組合，對酚類化合物、類黃酮、多酚氧化酶和苯丙氨酸氨水解酶活性有效。香蕉自摘取后成熟速度較快，加之傳統的貯藏方式耗能成本高，Rosa Raybaudi-Massilia等[49]通過將香蕉果肉浸泡在添加維生素D的海藻酸鈉溶液中后，置于含有抗壞血酸溶液中進行理化指標分析和微生物檢測，結果表明，與未包衣的鮮切水果相比，包衣的鮮切水果具有更長的微生物和物理貨架壽命。由此可知，多元復配組合是控制果實中真菌變質的有效方法。

納米復合膜是將傳統復合材料和現代納米材料相結合的產物，復合膜的納米改性不僅可以優化膜結構及其物理化學性質，還可以賦予膜抗菌、吸附等特定的功能，具有廣泛的應用前景[50]。Xiao Jiaqi等[51]研制了一種新型的納米復合膜，即殼聚糖-玉米醇溶蛋白肉桂醛復合膜，該復合膜具有延緩芒果黃變、呼吸速率、維生素C損失和丙二醛積累等特點。通過單因素試驗和正交試驗對殼聚糖-玉米納米復合膜的配方進行了優化，并進行了模糊綜合評判。掃描電子顯微鏡觀察到的無裂紋膜表面表明，肉桂醛的摻入有助于形成更柔韌致密的膜結構，殼聚糖-玉米醇溶蛋白肉桂醛包被芒果的貯藏品質在一定程度上會影響過氧化氫的積累和抗氧化酶的活性，說明該復合膜有利于芒果的保存。

表1 復配抗氧化劑在水果中的抗氧化效果

4 結 語

關于天然抗氧化劑的應用正逐漸發展，加之水果自身的抗氧化性，在一定程度上降低了果實的呼吸速率，抑制了果實可滴定酸含量的下降，增強了果實的抗菌性，對抗氧化效果產生積極影響，從而提高果實的貨架期。現目前，可通過抗氧化劑之間的協同作用增強其抗氧化性，在保證綠色、安全的基礎上，最大化發揮抗氧化劑的抗氧化效果，尤其是草莓、棗等易損傷變質的果實類，可再結合抗氧化劑的應用方法、具體配比等方面，在保障鮮果品質的同時延長其貨架期，為水果運輸、保存等方面提供科學依據，進而促進天然抗氧化劑在水果領域的發展應用。

此外針對于水果保鮮方面的研究大多是單元抗氧化劑和二元復配抗氧化劑的使用，基于多元復配抗氧化劑的協同作用考慮，多種抗氧化劑的復合使用能顯著提高協同效應，且不同的配比會產生不同的保鮮效果，因此，未來可重點研究多元復配抗氧化劑的使用，進一步推進水果保鮮的發展進程。