丁香精油对樱桃番茄保鲜作用的研究

1、 丁香精油对樱桃番茄保鲜作用的研究 康1，*潘磊庆1 ，朱 娜1 ，邵兴锋2 ，江琳琳3 ，屠( 1.南京农业大学食品科技学院，农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室，江苏南京 210095; 宁波大学食品科学与工程系，浙江宁波 315211; 2.3.青岛流亭机场，山东青岛 266041) 摘 要: 研究了丁香精油对樱桃番茄采后主要致病菌的抑制作用及对其采后品质和生理的影响。结果表明: 丁香精油可有效抑制根霉、灰霉的生长，并可诱导樱桃番茄防御性酶 POD、PPO 及 CAT 活性的升高; 丁香精油处理可降低果实的腐烂指数，120L / L 丁香精油熏蒸对樱桃番茄的防腐保鲜效果最好，贮藏

2、19d 后腐烂指数比对照降低了 70.6% ; 20 下贮藏 19d 之后，丁香精油处理后樱桃番茄的果实硬度、可溶性固形物含量、颜色及可滴定酸与对照组果实相比均无显著差异。 关键词: 丁香精油，樱桃番茄，保鲜 Study on the preservation of cherry tomato with clove oilPAN Lei qing1 ，ZHU Na1 ，SHAO Xing feng2 ，JIANG Lin lin3 ，TU Kang1，* ( 1.College of Food Science and Technology，Key Open Laboratory of Agri

3、cultural and Animal Products Processing and Quality Control，Ministry of Agriculture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China; 2.Department of Food Science and Engineering，Ningbo University，Ningbo 315211，China; 3.Qingdao Liuting Airport Customs，Qingdao 266041，China) Abstract: The inhibito

4、ry efficacy of fungi and physiological effect of clove oil on postharvest cherry tomato was studied in this paper.The results showed that clove oil could effectively inhibit the growth of root mold，as well as gray mold，and it also could induce the rise of POD，PPO，and CAT activity.Clove oil treatment

5、 could reduce fruit rot index，the best treatment concentration was 120L/ L，after 19d storage the decay index was lower than the control by 70.6%.Compared with the control，there was no significant difference on the firmness，soluble solids content， titratable acid and colour of cherry tomatoes treated

6、 by clove oil after 19 days at 20. Key words: clove oil; cherry tomato; fresh keeping中图分类号: TS255.3文献标识码: A文 章 编 号: 10020306( 2012) 23033504 樱桃番茄又名圣女果、小番茄，既是蔬菜又是水果，色泽艳丽，美味可口，其维生素含量是普通番茄的 1.7倍1 ， 且是人类膳食中番茄红素的主要来 源2 ，丰富的营养使其深受消费者青睐。目前果蔬保鲜方法主要有低温 保鲜法、气调保鲜法和化学保鲜 法等，但存在一些不足，如低温冷藏可能导致果蔬产 生冷害，且能耗较高; 气调保鲜对设

7、备要求较高，且气体组分的波动影响保鲜效果; 化学试剂处理易造成环境污染等问题。随着社会经济的发展，人们对 食品安全的关注程度越来越高， 寻找高效、无毒的安 全保鲜剂正受到越来越多的关注，植物精油类防腐 保鲜剂是用于果蔬保鲜研究的一个研究热点35。 丁香是桃金娘科植物丁香的干燥花蕾，既是香料又 是一味中药，具有抑菌作用。丁香中的抑菌物质主 要是丁香酚、乙酰丁香酚、丁香烯、水杨酸甲酯、苯甲 醛等， 有特殊的香味，易挥发，无残留6。国内已有学 者研究了丁香精油对果蔬的保鲜效果79。本文主要研究了丁香精油熏蒸处理对樱桃番茄采后主要致 病菌的抑制作用及对其采后品质和生理的影响，以 期为丁香精油用于樱桃番

8、茄的保鲜提供依据。 1材料与方法1.1材料与设备 病原菌 由灰葡萄孢霉引起的灰霉病、匍枝根霉引起的软腐病是造成樱桃番茄采后损失的主要原因2 ，本实验采用的灰葡萄孢( Botrytis cinerea Pers.) 、匍枝根霉( Rhizopus stolonifer( Ehrenb.) Lind) 分离于自然发病的樱桃番茄果实，并置于马铃薯葡萄糖琼脂 ( PDA) 培养基上保藏，使用前在自制培养( MDA) 基 上于 20 活化 7d; 培养基( MDA) 30% 樱桃番茄汁+ 1% 葡萄糖 + 1.5% 琼脂粉; 丁香精油 吉安市林源收稿日期: 20120713 * 通讯联系人 作者简介:

9、潘磊庆( 1980 ) ，男，博士，副教授，研究方向: 农产品贮藏与加工。 基金项目: 国家自然科学青年基金( 31101282) ; 中央高校基本科研业务费专项资金( KYZ201120) ; 农业部 948 项目( 2011 S10) ;江苏省高校优势学科建设工程; 江苏省农业科技自主创新 资金项目( CX( 12) 3081) 。 香料，相对密度为 1.044 1.057，折射率为1.528 1.538，丁香酚含量 85% ，精油可完全挥发; 樱 335 桃番茄果实 采自江心洲精品果园，2h 内运至实验室，选择八成熟、无病虫害和机械损伤的果实进行实验。 PYX250H A 型恒温恒湿培养

10、箱 广东韶关科 测定。可溶性固形物含量 用 TD45 数字折光仪硬度 用 FT 327 硬度计测定。 色泽 用 CR200 色差计测定。 1.4力实验仪器; GL 20G II 型冷冻高速离心数据分析 数据分析和处理利用 SAS 8.2 实现。 结果与分析机 上海安亭科学仪器厂; TD 45 型数字折光仪 浙江托普仪器上海天美仪器; UV1102 型紫外分光光度计 ; Minolta CR200 型色彩色 22.1 丁香精油的抑菌率 丁香精油对病原菌的抑制率见表 1。从表 1 可以看出，丁香精油对灰霉菌的抑制率随着精油浓度的增加而提高，在浓度为 800

11、L / L 时对灰霉菌的抑制率达92.45% 。丁香精油对根霉菌生长的抑制作用极为显著，在 50L / L 时根霉菌菌丝生长已被完全抑制，且各处理组均无菌丝生长。因此，丁香精油可以有效抑制樱桃番茄主要病原菌的生长。 表 1 丁香精油对病原菌的抑菌率 Table 1 Inhibitory rate of clove oil against pathogens 差仪日本 Minolta 公司; 610 型 pH 计新加坡 Trans Wiggens。 实验方法 精油抑菌率的测定 用无菌打孔器在培养基 上取直径为 5mm 的灰霉或根霉菌块放入 MDA 平板上，取直径为 7mm 的无菌

12、滤纸片放在平板盖子中央， 用移液器添加一定量精油于滤纸上，使精油挥发物最终浓度分别达到 50、100、200、400、800L / L，每个浓度3 个平板，实验重复3 次，以不加精油为对照，迅速用保鲜膜密封于 28 培养 7d 后观察结果，用十字交叉法测量菌落生长直径。 抑菌率( % ) = ( 对照菌落直径 处理菌落直径) 100 / ( 对照菌落直径5mm) 精油浓度( L/ L) 菌落直径( mm) 抑制率( % ) 菌种0 50 58151412119 445 5 5 5 81.13 83.02 86.79 88.68 92.45 100.00100.00100.00100.00100

13、2004008000 50 1002004001.2.2果实处理方法 将果实置于 2L 塑料盒内，每灰霉菌处理 35 个，用移液器向粘贴于盒盖的滤纸上添加一定量的丁香精油，使盒内最终精油挥发物浓度分别达到 20 、70 、120 、170 、220L / L，以不添加精油组为对照，立即用保鲜膜密封，置于 20 、相对湿度 90% 恒温箱中贮藏，贮藏 7d 后每 2d 取样测定指标，测定重复 3 次。 根霉菌.3.1生理及品质指标测定 过氧化物酶( POD) 活性的测定 采用愈创 800 5 100.00 注: “ ”表示无此项。 2.2丁香精油对樱桃番茄防御性酶活性的影响 木酚

14、法10 。取 2g 去皮果肉，加 5mL 0.1mol / L 的磷酸盐缓冲溶液( pH6.4，含 3% 聚乙烯吡咯烷酮) ，冰浴研磨匀浆，4 、12000r / min 离心 20min，取上清液测定酶活性。 2.2.1 PR9过氧化物酶( POD)POD 属于 PR 蛋白的，在木质素生物合成的最后一步中催化 多酚氧化酶( PPO) 活性的测定采用邻苯 13 H2 O2 分解而发挥作用 。在机体受到胁迫时酶活 性增强起到保护作用，但是当胁迫达到一定程度时酶活性逐渐减弱，此时机体濒临死亡。如表 2 所示， 在贮藏期的前 7d，所有处理组果实的 POD 活性变化不大，在第 11d

15、出现峰值，第 15d 出现另一个活性高峰。在整个贮藏期内，经丁香精油处理的樱桃番茄POD 活性均高于对照，且 120L / L 丁香精油对 POD 活性的诱导作用最强，其次为 70L / L 和 170L / L。 二酚法11 ，样品处理方法同 。 过氧化氢酶( CAT) 活性的测定 参照 Wang等12 的方法并加以改进: 取 1g 去皮果肉，加 5mL 0.05mol / L 的磷酸盐缓冲溶液( pH7.0，含 3% 聚乙烯吡咯烷酮) ，冰浴研磨匀浆，4 、12000r / min 离心 20min，取上清液测定酶活性。反应体系: 0.2mL 粗酶提取液 + 3

16、mL 磷酸缓冲溶液 + 0.2mL0.75% H2 O2 ，扫描3min 内OD240 的变化，以每分钟240nm 处吸光值下降 0.001 作为一个酶活单位( U) ，酶活性以 U g 1 FW 表示。 2.2.2 多酚氧化酶( PPO)PPO 除了是引起果蔬褐 变的主要因素外，在植物抗病反应中也发挥着重要作用，其机理为: 通过催化木质素及其它酚类物质的氧化产生保护性屏障而抵抗病菌的入侵14。从图 1 可以发现，在贮藏前期，浓度为 20、70、120L / L 的丁香精油可诱导樱桃番茄果实 PPO 活性的提高，活性高峰出现在第 7d，较对照提前 4d 且峰值高于对照。在贮藏后期，处理组 PP

17、O 活性始终高于对照。经170、220L / L 的高浓度精油处理后，果实 PPO 活性有被抑制的趋势。由此可见，适宜浓度的丁香精油 可增强樱桃番茄果实 PPO 的活性并且诱导活性高峰 腐烂指数腐烂指数。 腐烂指数( % )贮藏结束后统计不同处理组的 = ( 腐烂等级 该等级果数) / ( 最高腐烂等级 调查总果数) 100 腐烂等级按腐烂面积占果实表面积的百分比划分: 0 级，无 腐烂; 1 级，0，25% ; 2 级，( 25% ， 50% ; 3 级，( 50% ，75% ; 4 级，( 75% ，100% 。 可滴定酸的测定 采用电位滴定法。 336 表

18、 2 丁香精油对樱桃番茄果实 POD 活性的影响 Table 2 Effect on POD activity of cherry tomatoes by clove oil 浓度 ( L/ L) 0d7d9d11d13d15d17d19dCK20 70 120170220620.0 7.1620.0 7.1620.0 7.1620.0 7.1620.0 7.1620.0 7.1264.1 22.9452.5 18.8534.1 9.5 575.8 18.4577.5 14.6566.9 55.9860.8 17.6 1831.7 30.1890.8 86.1 1975.0 74.2672.5

19、 46.3 2110.0 60.1713.3 21.3 2235.0 47.2745.8 105.1 2030.0 45.7666.7 30.8 1989.2 52.8740.8 64.8 786.7 45.0 951.7 41.9 835.8 32.5 927.5 34.8 891.7 45.9 989.2 16.4 960.0 36.7 1330.0 36.2790.8 57.9 1366.7 16.31016.7 19.6 1576.7 28.5831.7 55.1 1231.7 48.4748.7 47.7 1516.7 37.7713.3 86.7 1231.7 72.61048.3

20、 43.11004.2 20.11113.3 29.91210.8 20.81034.2 23.8的提前出现，而浓度过高对 PPO 活性有抑制作用。贮藏后期酶活性的急剧升高可能与果实衰老腐烂有关2。 图 2 丁香精油对樱桃番茄果实 CAT 活性的诱导Fig.2 Effect on CAT activity of cherry tomatoes by clove oil 精油浓度较低时熏蒸处理不足以杀死果实上存在的全部病原菌，而当处理浓度达到 170L / L 及以上时， 熏蒸处理影响了果实正常的生理活动，这可能是产生处理组果实腐烂指数先降低后升高的原因。从对腐烂指数的影响来看，适 宜的精油处理

21、浓度为120 L / L。 图 1 丁香精油对樱桃番茄果实 PPO 活性的影响Fig.1 Effect on PPO activity of cherry tomatoes by clove oil 2.2.3 过氧化氢酶( CAT)CAT 通过作用于 H2 O2 ， 参与活性氧的代谢2。果实体内的活性氧具有双重作用，当果实处于温和环境中时活性氧升高会加速果实的衰老，当果实遭遇逆境时，H2 O2 能够作为底物参与细胞壁蛋白的快速氧化交联和木质化，使病原菌更难穿透细胞壁，并且可以作为二级信号分子激发植物抗病性基因的表达，比如编码葡聚糖酶和几丁质酶等病程相关蛋白15。不同处理对樱桃番茄CAT 活性

22、的影响如图 2 所示，在贮藏期间樱桃番茄果实CAT 活性逐渐上升，达到峰值后迅速下降，丁香精油处理组 CAT 活性均高于对照。120L / L 的精油处理可诱导 CAT 活性高峰的提前出现，且峰值高于其他处理。在樱桃番茄果实贮藏前期，相对于对照组而言，精油处理组果实可以更好的清除体内活性氧，维持活性氧代谢平衡; 而在果实贮藏中后期，各组果实细胞中开始积累 H2 O2 ，以增强对于病原菌侵染的防御能力。 图 3丁香精油对樱桃番茄腐烂指数的影响Fig.3 Effect on the index of rotted of cherry tomatoes by clove oil 2.3.2 丁香精油

23、对樱桃番茄贮藏品质的影响 分别于贮期结束时测定对照组和丁香精油处理组完好樱桃番 茄果实的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸和果实颜色。果实颜色变化用 L* 、C* 、H 三个数值表示，其中，L* 表示亮度，其值在 0100 之间，L* = 0 表示黑色，L* = 100 表示白色; C* 为彩度，即饱和度，表示颜色的鲜艳程度，即纯色与非纯色的程度，在亮度( L* ) 相同的条件下， 该值越大，颜色越鲜艳; H 为色调角，综合表示色彩分布情况， H 值在045之间表示红色，在135180之间表示颜色介于黄绿到绿色之间。 结果如表 3 所示，樱桃番茄在 20 下贮藏 19d 之后，精油处理组的果实硬

24、度、可溶性固形物含量及 丁香精油对果实贮藏品质的影响 丁香精油对腐烂指数的影响 采后腐烂是果实采后保鲜面临的一个严峻的问题。果实的采后腐 烂是一个逐渐的过程，病斑的扩大由小到大，因此， 使用腐烂指数比腐烂率更能客观的反映出所采用的 保鲜剂的防腐保鲜效果，其结果也更科学7。不同处 理条件下贮藏结束时樱桃番茄腐烂指数如图 3 所示。贮藏结束时对照组腐烂指数为 85.3% ，处理浓度小于 120L / L 时腐烂指数随浓度升高而降低，当处理浓度大于 120L / L 时腐烂指数随浓度升高而变 大，120L / L 精油处理时腐烂指数最低，为 25.1% 。 可滴定酸与对照组果实均无显

25、著差异( = 0.05 ) 。无论对照组果实还是精油处理组果实，其果皮颜色 337 表 3 丁香精油对樱桃番茄贮藏品质指标的影响 Table 3Effect on the quality of cherry tomatoes by clove oil CK20L/ L70L/ L120L / L170L / L220L / L2.16 0.23a 5.10 0.32a 0.67 0.01a 38.28 0.75a25.50 1.99a40.86 1.18a2.56 0.11a 5.20 0.36a 0.67 0.01a 38.20 1.00a27.39 2.15a39.55 1.71a2.43

26、 0.36a 5.22 0.66a 0.66 0.02a 39.45 1.45a27.89 1.84a41.03 2.33a2.42 0.14a 5.36 0.61a 0.67 0.02a 37.84 0.77a27.19 2.21a39.85 1.46a2.66 0.54a 5.14 0.47a 0.66 0.01a 38.96 0.94a27.52 2.80a40.63 1.42a2.31 0.35a 5.30 0.12a 0.65 0.01a 38.18 1.43a25.70 2.46a40.76 2.25a硬 度 ( kg) 可溶性固形物( % )可滴定酸( % ) L* C* H 注

27、: 相同字母上标表示差异不显著( = 0.05) 。 的 L* 值始终处在 3741 之间变化; C* 值变化范围为2330; H 值均在 37 44 之间，这表示此时樱桃番茄果实颜色是红色; 精油处理组与对照组樱桃番茄的进展J.农业工程学报，2006，22( 7) : 200204. 4吴新，金鹏，郑永华，等 .植物精油对草莓果实腐烂和品质的影响J.食品科学，2011，32( 14) : 323327. 5Serrano M，Martnez Romero D，Castillo S，et al. The use of natural antifungal compounds improves

28、the beneficial effect of MAP in sweet cherry storage J. Innovative Food Science Emerging Technologies，2005，6( 1) : 115123. 6吴传茂，吴周和 .丁香提取液的抑菌作用研究J. 湖北工学院学报，2000，15( 1) : 4345. 7杨红 . 丁香精油对采后冬枣防腐保鲜效应与机理研究 D. 西安: 西北农林科技大学，2006. 果实颜色无显著差异( = 0.05 ) 。精油处理组和对照组的果实品质并无显著差异( = 0.05 ) ，因此，适宜浓度的丁香精油熏蒸樱桃番茄不会对其

29、贮藏品质 产生显著影响。 3结论与讨论 天然、无毒、具有抑菌活性的植物精油具有巨大的应用潜力，但其抑菌机理目前还没有明确的结论， 一般认为是精油中的疏水性成分与微生物细胞膜相互作用，破坏膜的完整性导致细胞内容物泄漏、质子动力损耗及细胞质凝结，从而产生对微生物的致死作用16。本文首先研究了丁香精油对樱桃番茄主要病原菌的离体抑制作用，证实了丁香精油的抑菌效果，揭示了丁香精油用于樱桃番茄防腐保鲜的潜力， 然后通过对贮藏期各项指标的研究探讨了精油保鲜樱桃番茄的效果。实验结果表明，丁香精油处理通过抑制灰霉和根霉的生长，诱导果实防御性酶活性的提高实现了对樱桃番茄的保鲜作用。处理浓度为120L / L 时保

30、鲜效果最好，贮藏 19d 后腐烂指数比对照降低了70.6% ，在 = 0.05 水平上该处理组的果实硬度、色 泽、可溶性固形物含量及可滴定酸与对照组果实无显著差异。 本实验结果显示丁香精油可以有效抑制灰葡萄孢及匍枝根霉的离体生长，诱导樱桃番茄防御酶活性的提高，但当浓度过高时对果实产生了毒害作用， 且研究表明精油处理对果实呼吸作用几乎没有影响7 ， 不能有效延缓果实的衰老，而涂膜处理可以调节果蔬的呼吸及蒸腾作用，从而延缓果蔬的衰老过程17 ，因此，探讨丁香精油与涂膜保鲜等其他保鲜手段的结合效果具有现实意义，可作为进一步研究的方向。 8霞，邵世达，冯俊涛，等 . 丁香精油和丁香酚对苹果贮藏期病害及

31、果实品质的影响J.农业工程学报，2006，22( 6) : 173177. 9李宁，关，赵丽静 . 丁香精油对贮藏期圣女果防腐效果初步研究J.天津农学院学报，2011，18( 2) : 1619. 10Kochba J，Lavee S，Spiege R P. Difference in peroxidase activity and isoenzymes in embryogenic and non embryogenic Shamouti orange ovular callus linesJ. Plant Cell Physiol， 1977，18: 463467. 11Tian S P，X