13种植物精油对香蕉保鲜作用的初步研究

吴富旺 ，何业懿 ，黄婵婵 ，陈慧敏 ，汪跃华

（1.佛山科学技术学院食品科学与工程学院，广东佛山528231；2.佛山市生鲜食品贮运加工科技创新平台，广东佛山528231）

香蕉是热带、亚热带的主要水果之一，风味香甜，富含多种微量元素和维生素，不仅为人体健康提供营养，而且能清热解毒和利尿消肿，深受广大消费者喜爱。2014年，我国香蕉种植面积39.55万hm2、总产量1 179.19万t，而广东种植面积12.78万hm2、产量426.3万t，种植面积和产量均居全国首位［1］。

由于香蕉生长于高温高湿环境，在采后贮藏运输过程中极易发生机械伤害、异常成熟和腐烂等现象，从而造成极大的浪费和经济损失。当前香蕉保鲜技术主要有气调贮藏和化学防腐剂保鲜，但气调贮藏设备要求较高，化学防腐存在毒性残留［2］。随着人们生活质量的提高，对自身健康状况和食品安全问题越来越重视，开发安全绿色保鲜剂已成为现代农产品贮藏技术开发的迫切要求。

植物精油作为一种天然、安全、高效的新型果蔬防腐保鲜剂，能够有效控制果蔬常见采后病害，从而延缓果蔬衰老和保持营养品质。研究表明，丁香酯和丁香精油能够有效抑制苹果腐烂率、呼吸强度和褐变指数的增加以及硬度的下降，延缓果实衰老，从而保持良好的品质和风味［3］。吴新等研究发现，香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、沉香萜醇和异硫氰酸稀丙酯在适宜处理浓度下，能显著抑制草莓腐烂，起到防腐保鲜的作用［4］。此外，宋姝婧等人用薰衣草精油、红百里香精油、迷迭香精油、松红梅精油、罗勒精油处理樱桃番茄时发现，在适宜的浓度下能起到抑制果实品质劣变和延长贮藏期的作用；其中，红百里香精油的效果尤为显著［5］。由此推测，植物精油在减少香蕉腐烂和延缓果实成熟中可能同样具有一定的作用。

鉴于目前有关植物精油在香蕉保鲜中的应用较少，本研究选取丁香花蕾油、香芹酚、柠檬醛、薄荷精油等13种植物精油，释缓处理香蕉果实，利用色差仪测定常温贮藏过程中香蕉果皮色度的变化，从而快速筛选对延缓香蕉果实成熟起保鲜作用的植物精油，为研发绿色安全香蕉保鲜剂提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试香蕉品种为巴西蕉（Musa spp.，AAA group cultivar‘Brazil’），采摘于广东省广州市南沙区，成熟度为7～8成熟，采后立即运回实验室去轴落梳，再切分成单个蕉指。挑选大小均匀、无病虫害和机械伤的蕉指用自来水清洗并去其干花，晾干备用。

1.2 仪器与试剂

（1）仪器。仪器采用CR-400型色差仪（柯尼卡美能达公司）

（2）试剂。供试精油如表1所示。其中，百里香酚以5 mL 80%无水乙醇助溶。

表1 供试精油

1.3 材料处理方法

以不加植物精油为空白对照，每个处理取20个蕉指，将蕉指放入23 L的密闭容器内，在密闭容器内放入一装有滤纸的培养皿，用移液枪将植物精油滴加在滤纸片上，精油不与水果接触，立即密闭缓释。处理18 h后，打开密闭容器大约40 min，直至挥发精油完全后盖上容器。处理后的第6天，将香蕉取出并装入0.02 mm的PE保鲜袋，封口保湿。处理后的蕉指放置于24℃室温下贮藏，处理后于第0天起，每隔3 d测定香蕉的色度并拍照记录，通过分析香蕉色度的数据及观察香蕉表皮颜色的变化情况筛选具有保鲜效果的精油。

1.4 测定方法

1.5 数据处理与图表制作

采用Excel 2013软件处理数据和SigmaPlot 10.0软件进行绘图，图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

4种精油不同浓度的保鲜作用对香蕉果实色度影响分别如图1、2所示。

图1 植物精油的保鲜对香蕉果实色度的影响Ⅰ

图2 植物精油的保鲜对香蕉果实色度的影响Ⅱ

由图 1 可看出，低浓度的丁香花蕾油（10 μL/L）、柠檬醛（10 μL/L）、薄荷精油（15 μL/L）和高浓度的香芹酚（6 μL/L）处理香蕉后，具有一定延缓果实色度下降的作用；在贮藏后期，对照组香蕉色度的H、L和C值均低于处理组香蕉。由图2可以看出，高浓度的丁香花蕾油（20 μL/L）、柠檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低浓度的香芹酚（2 μL/L）处理香蕉后，果实色度与对照相比，无明显的差异。其中，15 μL/L薄荷精油处理的香蕉果实色度与对照组香蕉果实色度的差异性最显著。

4种精油不同浓度的药害和催熟作用对香蕉果实色度的影响分别如图3、4所示。

图3 植物精油的药害和催熟作用对香蕉果实色度的影响Ⅰ

图4 植物精油的药害和催熟作用对香蕉果实色度的影响Ⅱ

由图3可知，随着贮藏时间的延长，植物精油异硫氰酸烯丙基和己醛处理的香蕉果皮色度的H、L和C值均呈下降趋势，并且数值均低于对照组，表现出加速品质劣变特征。其中，10 μL/L异硫氰酸烯丙基处理组最为显著，贮藏3 d后，H、L和C值均已急剧下降，且果皮颜色转为褐色；5 μL/L异硫氰酸烯丙基处理组贮藏3 d后，果实两端也转变为褐色，并逐渐向果实中部扩展；经己醛处理的香蕉果实与异硫氰酸烯丙基处理结果相类似，果皮在贮藏3 d后也逐渐发生褐变与软化，并在贮藏后期（9 d）发生严重腐烂。由图 4可明显看出，随着贮藏时间的延长，大蒜精油（10、20 μL/L）和丁香叶油（10、20 μL/L）处理香蕉的色度变化与对照组香蕉一致，也呈现逐渐降低的趋势，且果实后熟过程从21 d缩短至15 d，表现出提前成熟的现象。

图5 植物精油处理对香蕉果实色度的影响Ⅰ

图6 植物精油处理对香蕉果实色度的影响Ⅱ

由图5、6可知，植物精油枯茗醛、百里香酚、1-辛烯-3-醇、丁香酚及肉桂醛高浓度处理和低浓度处理的香蕉果实与对照组香蕉相比，呈现出一致的成熟进程，并且果实色度之间无明显的差异。其中，随着贮藏时间的延长，果皮色度的H值呈逐渐下降趋势；L和C值在贮藏过程中保持较高水平，但在贮藏后期，不同处理均出现不同程度的下降。

3 讨论

目前，有关植物精油在香蕉防腐保鲜中的应用研究鲜有报道。香蕉常温贮藏后熟过程中，会先后出现乙烯释放高峰和呼吸高峰，果皮逐渐转黄，果肉变软等现象。利用果皮色度（H、L和C值）作为成熟评价指标，监控果皮由绿转黄的趋势，能对香蕉后熟过程进行有效地预测［6］。

（1） 本研究结果发现，10 μL/L丁香花蕾油、10 μL/L柠檬醛、15 μL/L薄荷精油、6 μL/L香芹酚处理香蕉后，能够延缓果实色度下降。说明它们在一定程度上能够抑制叶绿素的降解，对香蕉起到保鲜的作用。其中，15 μL/L薄荷精油处理的香蕉在所有处理组中保鲜效果最为显著。但是，高浓度的丁香花蕾油（20 μL/L）、柠檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低浓度的香芹酚（2 μL/L）处理香蕉后，果实色度与对照组之间并无明显的差异，说明不同植物精油对香蕉保鲜的适宜处理浓度不尽相同。CHANJIRAKUL K等进行木莓保鲜时发现，茶树精油处理的适宜浓度为100 μL/L，而异硫氰酸烯丙基处理只需5 μL/L，且保鲜效果优于茶树精油［7］。同样，同一植物精油在不同水果保鲜中的处理浓度也存在差异性。120 μL/L的丁香精油处理能对樱桃番茄起到较好的防腐保鲜效果［8］；而0.5%（5 000 μL/L）丁香精油处理才能有效减少冬枣低温贮藏后转移货架期的腐烂率［9］。因此，应用精油进行果实保鲜时，必须筛选适宜的处理浓度。否则，浓度过高会对果实产生伤害，造成果面凹陷、变褐，腐烂加重有关［10］。

（2）本研究发现异硫氰酸烯丙基（5 、10 μL/L）和已醛（50、100 μL/L）处理后的香蕉果实由于果皮表面发生褐变，并且随着贮藏时间的延长而逐渐扩展，导致色度的H、L和C值急剧下降，表现出严重的药害现象。目前，有关高浓度植物精油对果实产生药害的机理仍不清楚，可能与植物精油破坏果实细胞膜结构，从而导致细胞内酚类物质的外泄和加速过氧化作用［10］。有研究表明，高浓度的植物精油还能引起蛋白质、脂类和核酸等生物大分子以及叶绿素的降解［11］。不适宜的植物精油处理浓度会造成果实的异常成熟。本研究发现大蒜精油（10、20 μL/L）和丁香叶油（10、20 μL/L）处理的香蕉果实的后熟过程从21 d缩短至15 d，表现出提前成熟的现象。GHOSH等通过抑制差减杂交实验（SSH）表明，植物精油单帖物质牻牛儿醇可通过调控乙烯信号途径基因从而促进番茄果实的成熟衰老［12］。由此推测，大蒜精油和丁香叶油可能同样参与乙烯信号途径的调控，从而加速香蕉果实的后熟过程。

（3）本研究结果还发现，丁香酚（10、20 μL/L）、肉桂醛（10、20 μL/L）、枯茗醛（0.3‰、0.6‰）、百里香酚（13、26 mg/L）及1-辛烯-3-醇（10、20 μL/L）等常用植物精油，在香蕉常温贮藏过程中也没有表现出明显的保鲜作用。而它们在一些果蔬保鲜中却具有一定的防腐保鲜、延缓成熟和保持品质的作用［13-15］。这可能是由其处理浓度不恰当而导致。

当前有关植物精油在果蔬保鲜中的作用机制研究仍不够深入，随着果蔬采后生物学的发展，特别是在香蕉果实成熟过程中转录调控方面的研究深入，有助于揭示植物精油的作用机理。

4 结论

本实验表明，1）10 μL/L丁香花蕾油、6 μL/L香芹酚、10 μL/L柠檬醛、15 μL/L薄荷精油对香蕉具有一定的保鲜效果。其中，15 μL/L薄荷精油保鲜效果较为显著。而高浓度的丁香花蕾油（20 μL/L）、柠檬醛（20 μL/L）、薄荷精油（30 μL/L）和低浓度的香芹酚（2 μL/L）对香蕉果实无明显的保鲜作用。2）异硫氰酸烯丙基（5、10 μL/L）和己醛处理（50、100 μL/L）对香蕉具有一定的药害作用，加速果实品质劣变；丁香叶油（10、20 μL/L）和大蒜精油（10、20 μL/L）处理能够促进香蕉果实提前成熟。3）丁香酚（10、20 μL/L）、肉桂醛（10、20 μL/L）、枯茗醛（0.3‰、0.6‰）、百里香酚（13、26 mg/L）及 1- 辛烯 -3- 醇（10、20 μL/L）等常用植物精油同样也没有表现出明显的香蕉保鲜作用。