茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果品质的影响

陈 岑，王荣荣，杨 洁，张君敏，韩艳丽，陶 程

（江苏农林职业技术学院茶与食品科技学院，江苏 镇江 212400）

苹果因其口感爽脆多汁，酸甜可口，且具备美容养颜、安神、增强记忆、提升智力等作用，被称为“智慧果”，深受各个年龄段人群的喜爱[1]。随着社会迅速发展，市场上出现了鲜切水果供人们挑选。鲜切苹果的方便、快捷、新颖等特点受到了消费者的欢迎，有很好的发展前景[2]。然而加工过程中的机械损伤加速了鲜切苹果水分及营养物质的流失，导致其组织软化、褐变、表面微生物生长及异味等一系列问题，严重降低了鲜切苹果的营养和商品价值[3]。因此，如何有效地保持鲜切苹果贮藏期品质是鲜切苹果产业亟待解决的问题。

涂膜保鲜技术是当前国内外果蔬保鲜领域研究的热点之一，其主要作用方式是通过在果蔬表面涂抹一层高分子的液态膜，将果蔬和空气隔绝，控制果蔬呼吸代谢和水分流失，从而达到保持果蔬贮藏品质的目的[4]。海藻酸钠（Sodium alginate, SA）是一种从海藻或细菌中提取的天然多糖类物质，具有良好的稳定性、溶解性、成膜性和安全性，作为一种天然绿色的食品保鲜剂，已被广泛应用于各类果蔬、肉类及海产品等食品的保鲜领域中[5]。研究表明，单一海藻酸钠涂膜的抗菌性和保鲜效果不佳。因此，在海藻酸钠涂膜中加入天然抗菌物质，将有望增强其抑菌性和保鲜效果。

茶树精油（Tea tree oil，TTO）是由澳洲桃金娘科（Myrtaceae）白千层属（Melaleuca L.）灌木树种互叶白千层（Meloleuca alternifolia）的新鲜枝叶以水蒸馏的方式得到的一种芳香精油[6]。茶树精油具有广谱的抗微生物和抗氧化活性，是公认优良的天然芳香剂、杀菌剂、防腐剂，在日化、制药、食品等行业均得到广泛应用[7-8]。

因此，本试验以失重率、可溶性固形物含量、硬度、色差、VC 含量、总酚含量和DPPH 自由基清除能力为指标，研究以海藻酸钠为基质，添加茶树精油制备的复合涂膜保鲜液对鲜切苹果的保鲜效果，为鲜切苹果保鲜技术的开发和应用提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

山东富士苹果：购于句容大润发超市，选择无病虫害和各种损伤及果形整齐、大小均一、色泽基本一致的果实。

海藻酸钠、茶树精油，上海阿拉丁试剂有限公司；福林酚、没食子酸、2,2-联苯基-1-苦基肼基（DPPH），美国Sigma-Aldrich 公司；甘油、吐温-80、无水氯化钙、2,6-二氯靛酚、抗坏血酸、柠檬酸等，国药集团化学试剂有限公司，以上试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

ME204E/02 万分之一电子天平，瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司；OHS-66 多样品均浆机，北京金恒祥仪器有限公司；T10 分散器，德国IKA 公司；BCD-486WDGE 无霜冷藏冷冻冰箱，青岛海尔股份有限公司；M385466 手持折光仪，上海淋誉贸易有限公司；JZ-350 金准便携式色差仪，深圳市精准仪器设备有限公司；T6 新世纪紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；G-26C 台式高速冷冻离心机，北京赛多利斯科学仪器有限公司；TA-XT Plus 质构仪，英国Stable Micro System 公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

1.2.1.1 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜液的制备

海藻酸钠溶液（1.5%，m/V）：准确称取15.00 g 海藻酸钠溶于1 000 mL 蒸馏水中，80 ℃加热搅拌直至完全溶解，待冷却后加入1.50 g 甘油和0.15 g 吐温-80，搅拌均匀后超声消泡1 h。

茶树精油-海藻酸钠复合膜溶液：向海藻酸钠溶液中分别加入不同体积茶树精油搅拌均匀，用高速分散器以15 000 r/min 高速搅拌3 min，再超声消泡1 h，即得不同浓度的茶树精油（0.1%、0.3%、0.5%，V/V）-海藻酸钠混合涂膜液。

1.2.1.2 鲜切苹果的不同处理方法

苹果洗净后，表面用75%乙醇擦拭，去皮。将苹果分割成2 cm×2 cm×2 cm 的小块。试验设5 个组，其中对照（CK）组苹果不作任何处理，处理组分为4 组：SA 组，海藻酸钠溶液中不含茶树精油；SA+0.1%TTO组，海藻酸钠溶液中含有0.1%茶树精油；SA+0.3%TTO 组，海藻酸钠溶液中含有0.3%茶树精油；SA+0.5%TTO 组，海藻酸钠溶液中含有0.5%茶树精油。将苹果块在上述不同溶液中浸泡2 min 后，再在2%氯化钙溶液（含1%柠檬酸和抗坏血酸，m/V）中浸泡2 min，取出沥干。放入自封袋后，于4 ℃条件下贮藏，分别于0、3、6、9、12 d 测定各项指标。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 失重率

采用称重法[9]测定。

1.2.2.2 可溶性固形物含量

取一定量苹果样品研磨过滤取汁液，用手持式折光仪对样品的可溶性固形物含量进行测定[10]。

1.2.2.3 硬度

采用质构仪测定苹果硬度。测试模式为压缩，测定目标距离6.0 mm，测试参数：触发力7 g；测试速度2 mm/s；返回再测试速度2 mm/s；探头P/6；循环次数1 次。每个处理测定5 块苹果，在每块苹果的同一面中心处对称测2 次，结果取平均值。

1.2.2.4 色度值

采用便携式色差仪分测定对不同试验组的苹果样品的亮度L*值、红度a*值和黄度b*值。

1.2.2.5 VC 含量

参照GB 5009.86—2016[11]《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》中的第3 法2,6-二氯酚靛酚滴定法测定。

1.2.2.6 总酚含量

准确称取1.00 g 苹果样品，加入20 mL 70%甲醇溶液，超声提取30 min，4 000 r/min 离心15 min，上清液即为多酚提取液[12]。吸取0.4 mL 苹果多酚提取液，加入2.0 mL 福林酚试剂和1.6 mL 7.5%（m/V）碳酸钠溶液，室温下振荡涡旋30 min 后，测定波长在765 nm 处吸光度值。以没食子酸为标准品绘制标准曲线，总酚含量以没食子酸当量表示（mg 没食子酸/g苹果），总酚含量单位mg·100 g-1FW。

1.2.2.7 DPPH 自由基清除能力

吸取0.2 mL 苹果多酚提取液，加入3.8 mL 的0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液，均匀混合后，在室温环境下避光静置30 min，测定波长在517 nm 处吸光度值[13]。

计算公式：

式中：A1为0.2 mL 样品与3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值；A0为0.2 mL 乙醇与3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值。

1.2.3 数据处理

试验数据均为3 次重复试验结果的平均值，其中硬度指标重复5 次，结果以x¯±s 表示。采用SPSS 22.0软件进行ANOVA 单因素方差分析和Duncan 多重比较，P＜0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果失重率的影响

鲜切苹果的质量很容易损失，失重率是鲜切苹果贮藏过程中非常重要的评价指标[9]。由图1 可知，随着鲜切苹果贮藏时间的延长，各试验组的失重率均为逐渐增加，CK 组的失重率高于所有处理组。这是由于海藻酸钠涂膜以及茶树精油-海藻酸钠复合涂膜均能够在鲜切苹果的表面形成一层阻气阻湿的薄膜，从而减少了苹果水分的散失。在贮藏结束（12 d）时，CK 组、SA 组、SA+0.1%TTO 组、SA+0.3%TTO 组和SA +0.5% TTO 组的失重率分别是2.44%、0.66%、0.67%、1.17%和1.58%。由此可见，采用茶树精油-海藻酸钠复合涂膜保鲜剂处理对鲜切苹果失重率的增加具有抑制作用，而复合涂膜中茶树精油的浓度并不是越高越好。SA 组和SA+0.1%TTO 组之间失重率差异不显著，在整个贮藏期失重率始终处于最低水平，SA 和SA+0.1%TTO 处理均能有效阻止鲜切苹果水分的损失。

图1 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果失重率的影响Fig.1 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on weight loss rate of fresh-cut apple

2.2 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果可溶性固形物含量的影响

从图2 可以看出，SA 组鲜切苹果的可溶性固形物含量变化趋势和CK 组相似，均随贮藏时间的延长而呈现不断下降的趋势。而其他处理组则呈先上升后下降的趋势。贮藏12 d 时，CK 组、SA 组、SA+0.1%TTO 组、SA+0.3%TTO 组和SA+0.5%TTO 组的鲜切苹果可溶性固形物含量分别降低了1.62、1.63、0.73、1.53、2.00 个百分点。其中SA+0.1%TTO 组可溶性固形物含量下降幅度最小，保鲜效果较好。CK 组由于没有涂膜的阻隔保护，呼吸作用显著，营养物质消耗多，导致可溶性固形物含量下降迅速，而茶树精油复合海藻酸钠涂膜具有良好的抑制鲜切苹果呼吸，减少可溶性固形物含量下降的作用[14]。

图2 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total soluble solid contents of fresh-cut apple

2.3 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果硬度的影响

果实硬度是评价果蔬贮藏品质的重要参数之一，鲜切苹果硬度过低会导致其商品价值的下降[15]。由图3 可知，在贮藏前3 天，所有试验组样品硬度变化均不显著。随着鲜切苹果贮藏时间的增加，各试验组果实硬度呈下降趋势。贮藏结束（12 d）时，CK 组、SA组、SA+0.1%TTO 组、SA+0.3%TTO 组、SA+0.5%TTO 组鲜切苹果的硬度分别为176.74、198.66、201.36、195.51、192.79 g。整个贮藏期间，处理组果实的硬度均高于CK 组。SA 和SA+0.1%TTO 处理能有效地减缓鲜切苹果硬度降低的速度。涂膜处理在果实表面形成了微气调环境，显著降低了果实的呼吸作用和水分蒸发，减缓了鲜切苹果硬度的降低[9]。利用茶树精油-海藻酸钠复合涂膜保鲜剂处理维持了鲜切苹果的硬度，减缓了果实的软化，有利于鲜切苹果品质的保持。蒲雪梅等[16]也指出，生姜提取液-海藻酸钠复合涂膜处理可有效降低红富士苹果贮藏期间硬度的下降速度，与本研究结果一致。

图3 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果硬度的影响Fig.3 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on hardness of fresh-cut apple

2.4 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果色泽的影响

色泽是鲜切水果的一个重要特性，也是决定消费者购买欲的直接影响因素。当苹果经过去皮、切割等处理后，贮藏过程中，果实细胞中的多酚类物质容易在多酚氧化酶的催化作用下，氧化生成醌类物质而使果实发生酶促褐变[17]。由图4 可知，在整个贮藏时间内，所有试验组苹果样品的L*值呈不断下降趋势，而a*值和b*值呈不断上升的趋势。所有苹果样品亮度降低，颜色加深，发生不同程度的褐变。贮藏结束时，处理组的L*值均显著高于CK 组，a*值和b*值显著低于CK 组（P＜0.05）。结果表明，不经过涂膜处理的鲜切苹果褐变最严重，而涂膜处理能够有效延缓鲜切苹果褐变的速度，这与萨仁高娃等[9]的研究报道是一致的。涂膜具有很好的氧气阻隔能力，可以显著降低新陈代谢活动和酶活性。另外涂膜液中的氯化钙、柠檬酸和抗坏血酸等成分也具有抗褐变的作用[18]。对比不同处理组发现，SA+0.1%TTO 组的鲜切苹果在贮藏期间L*值下降最缓慢，a*值和b*值上升最缓慢，表明SA+0.1%TTO 处理能有效抑制鲜切苹果果肉褐变，对鲜切苹果色泽的保持具有积极作用。

图4 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果色泽的影响Fig.4 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on color of fresh-cut apple

2.5 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果VC含量的影响

VC 是人体必需维生素之一，但其极易被氧化而导致含量下降[19]。VC 含量是衡量苹果营养价值和保鲜效果的重要指标之一。由图5 可知，在整个贮藏期间，所有试验组的鲜切苹果VC 含量均呈下降的趋势，经复合涂膜处理的鲜切苹果中，VC 含量始终高于CK 组，且VC 下降速度缓慢。涂膜处理在鲜切苹果的表面形成一个相对低氧的微环境，导致VC 不易被氧化，同时海藻酸钠和茶树精油能有效抑制微生物的生长，进而降低了VC 发生氧化的速度，使之保持较好的营养品质[20]。

图5 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果VC含量的影响Fig.5 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on VC content of fresh-cut apple

2.6 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果总酚含量的影响

酚类物质是一大类植物次生代谢物质，广泛存在于果蔬中。果蔬中各类酚类化合物对维持果蔬品质有着重要的影响。由图6 可知，4 ℃贮藏过程中，所有试验组鲜切苹果样品的总酚含量随时间的延长而不断下降，但下降速度不同。CK 组在6 d 内下降迅速，6～12 d 内下降速度变缓。在整个贮藏期内，所有处理组的苹果样品总酚含量始终高于CK 组，且下降速度低于CK 组。贮藏期结束（12 d）时，SA+0.1% TTO 组的总酚含量最高，其次是SA 组。茶树精油-海藻酸钠复合涂膜处理具有成膜性和抑菌性，将氧气与果实阻隔，抑制氧化酶活性，从而降低了酚类物质的氧化，同时茶树精油也能抑制多酚氧化酶活性的升高，进而抑制总酚含量的降低[21]。

图6 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果总酚含量的影响Fig.6 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total phenolics content of fresh-cut apple

2.7 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果DPPH自由基清除能力的影响

DPPH 自由基清除能力的测定因其操作简单、灵敏度高，成为一种经典的果蔬体外抗氧化活性的评价方法[22]。由图7 可以看出，DPPH 自由基清除率的变化趋势与总酚含量的变化趋势相似。所有试验组鲜切苹果DPPH 自由基清除率随贮藏时间的延长呈下降趋势。出现这种变化趋势的原因可能是贮藏过程中鲜切苹果的总酚、总黄酮、VC 等抗氧化成分被逐渐氧化分解。CK 组样品下降速度最快，且在整个贮藏过程中对DPPH 自由基清除率始终最低。经复合涂膜处理的鲜切苹果DPPH 自由基清除率高于CK 组，且下降速度缓慢。结果表明复合涂膜处理能减缓鲜切苹果DPPH 自由基清除率的下降速度。贮藏结束（12 d）后，不同浓度茶树精油-海藻酸钠复合涂膜处理样品的DPPH 自由基清除率之间无显著差异。

图7 茶树精油-海藻酸钠复合涂膜对鲜切苹果DPPH 自由基清除能力的影响Fig.7 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on DPPH radical scavenging activity of fresh-cut apple

3 结论

鲜切苹果具有新鲜、方便、营养等特点，深受消费者喜爱。但是，鲜切苹果在保鲜过程中存在诸多问题，严重影响苹果的营养价值及消费者的购买欲。本研究结果表明：茶树精油-海藻酸钠复合涂膜处理鲜切苹果能有效减缓失重率和可溶性固形物含量的降低，抑制褐变，同时减缓VC、总酚含量和DPPH 自由基清除率的下降速度。综合各项理化指标发现，0.1%茶树精油复合海藻酸钠涂膜处理优于其他处理方法，能有效减缓鲜切苹果的品质下降，有利于保持鲜切苹果的感官品质和营养价值。