中药提取物对‘红地球’葡萄保鲜效果的影响

崔偲旻，任航，刘清逸，孟江飞,2

（1. 西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100；2. 陕西省葡萄与葡萄酒工程研究中心，陕西杨凌 712100）

葡萄是我国主栽水果之一，2021年我国葡萄园面积居世界第三位。鲜食葡萄种植区域较广，因其味长汁多、香甜可口、色泽多样，深受人们的青睐。葡萄采后贮藏过程中常常存在病害严重、软化等问题，极大地影响了葡萄的品质，无法满足消费者对新鲜果实的需求[1]。我国葡萄采后保鲜方法主要采用低温贮藏、化学保鲜剂、保鲜膜等方式[2]。近年来，随着消费者食品安全意识的提高，传统化学保鲜剂高残留问题受到重视，研发绿色无害的新型保鲜技术愈发受到关注[3]，从动植物体中提取的无毒、高效且经济的天然食品保鲜剂，具有优良的分散性、保湿性、抗菌性等诸多优点，天然保鲜剂的开发逐渐成为热潮[4]。前人探究了芦荟、香辛料、木醋液、苦菜等多种植物提取物对葡萄保鲜贮藏的影响[5-7]，在水果保鲜贮藏领域，天然保鲜剂的研发和应用是大势所趋。

‘红地球’葡萄是我国仅次于‘巨峰’的第二大鲜食葡萄品种，果色鲜艳，果粒饱满，果肉硬而脆，品质优良，耐贮藏，在鲜食葡萄市场颇受追捧[8]。‘红地球’葡萄虽耐贮藏，但在采后贮藏过程中仍易受病原菌的侵染，使鲜果品质下降，甚至腐烂变质，严重影响了经济效益[9]。目前，市场上包括‘红地球’葡萄在内的常用保鲜剂均是含硫制剂，使用不当易发生漂白和腐烂现象[10]。且硫的过度应用容易给人体造成危害[11-14]。寻找代替硫且能延长贮藏期的保鲜方法是葡萄果实采后贮藏中有待解决的问题之一[10]。

我国中草药品种繁多，资源十分丰富。中草药的大多成分，如萜类化合物及其衍生物、生物碱、酰胺、黄酮类、芪类和酚类等都具有良好的抑菌作用[15]。前人在中草药抑菌试验中发现，黄连、大黄、黄苓等有较强的抑菌能力[16]。本试验尝试以抑菌效果较好的黄连、大黄、黄苓、大青叶、艾叶及其复方提取物作为保鲜剂，探究不同中药提取物对‘红地球’葡萄保鲜效果的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

‘红地球’葡萄采自陕西省合阳县。

中药粉末：市售黄连、黄芩、大黄、艾叶、大青叶中药材粉末，用打粉机打粉制得。

仪器设备：3804R台式离心机，eppendorf公司；LABCONCO CentriVap台式真空离心浓缩仪，LABCONCO公司；UV-1780紫外分光光度计，岛津企业管理（中国）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 中药提取物制备方法

称取黄连、黄芩、大黄、大青叶、艾叶及其复方（黄连3份、黄芩2份、大黄2份、艾叶2份、大青叶1份）中药粉末各20 g于250 mL锥形瓶中，加入无水乙醇125 mL，搅拌均匀，超声提取2 h，10000 r·min-1离心30 min得上清液，重复2次，冷冻蒸发浓缩后用蒸馏水重悬，再定容到100 mL，浓度为200 g·L-1[17]。

1.2.2 果实处理方法

取配制好的中药提取物母液，用蒸馏水稀释使最终提取液浓度为2 g·L-1作为中药处理；无菌水为CK1，2 g·L-1的亚硫酸钠（相当于SO2）溶液为CK2。选择成熟度一致、无病虫害、无机械损伤的‘红地球’果穗，将果粒剪下，保留果蒂和2 mm左右果梗，分别在不同中药提取物水溶液中浸泡[18]1 h，沥干后放入4 ℃条件下贮藏65 d。期间多次取样测定相关指标，第一次取样于贮后15 d，之后每10 d取样一次。

1.3 指标测定

1.3.1 烂果率的测定[19]

每次取样计数失水皱缩、表皮出现明显菌斑或表皮破裂的果实数量为腐烂的果实数并剔除，以下列公式计算烂果率。

1.3.2 抗坏血酸、可溶性固形物、果皮多酚的测定

抗坏血酸参照2, 6-二氯靛酚染料滴定法[20]；可溶性固形物用手持折光仪测定[21]；果皮多酚参照福林肖卡法测定[22]。

1.3.3 抑菌效果

每次测定时，各处理取大小相同、外形完好的葡萄果实5粒，放入无菌培养皿中，用5 mL无菌水冲洗表面，并取冲洗液200 μL涂于PDA平板上，25 ℃培养，观察菌落特征[23]，并对造成果实腐烂的灰霉菌菌落进行计数，测定抑菌率。

1.3.4 果实相关抗氧化酶活性的测定

在贮存65 d时，参照曹建康等[24]的方法取样并进行酶活测定。超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定按照参考文献[24]中方法进行；多酚氧化酶（PPO）活性和过氧化物酶（POD）活性的测定修改为每半分钟测定一次吸光度。

1.4 数据统计分析

采用Excel软件进行数据统计分析，利用SPSS 26.0软件进行差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果分析

2.1 中药提取物对葡萄烂果率的影响

由图1可知，‘红地球’的烂果率随贮藏时间的延长而逐渐升高。贮藏15 d时，CK2二氧化硫处理的果实烂果率明显低于其它组，但随着贮藏时间的延长，该组的烂果率上升速度较快；贮藏15～55 d，艾叶、大青叶、大黄、复方处理组烂果率增加较缓；贮藏65 d时，CK2的烂果率约为15 d的5.8倍，而复方和黄芩处理组与15 d相比烂果率倍数的增加均较低，分别为15 d的2.5倍和2.6倍，且除黄连外的其它处理组与15 d相比烂果率均低于CK1；贮藏后期（＞55 d），大青叶和艾叶处理组的烂果率明显低于其它组。可见，在一定贮藏期内，艾叶、大青叶、复方处理对延缓果实腐烂有一定的效果，其中，艾叶和大青叶处理效果较优。

图1 中药提取物对‘红地球’果实烂果率的影响Figure 1 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on rotten fruit rate of 'Red

2.2 中药提取物对葡萄抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是‘红地球’果实中含有的重要营养物质，也是体现葡萄果实贮藏品质的指标之一。由图2可知，葡萄果实中抗坏血酸含量在贮藏期间总体呈下降趋势，黄芩处理组变化趋势较平缓；在贮藏35 d时，除CK1外的其它组抗坏血酸含量均略有回升且各处理组抗坏血酸的含量均高于CK1、CK2，其中，大青叶、黄连处理组抗坏血酸含量明显高于对照组；在45～55 d，与其它组相比，大黄、复方处理组的抗坏血酸含量出现明显的上升；在55～65 d，与其它组相比，大青叶、艾叶和黄芩处理组的抗坏血酸含量呈上升趋势，其中，大青叶处理组上升较明显，而其它组均有所下降；在65 d时，大黄、大青叶处理组的抗坏血酸含量明显高于其它组。可见，在一定的贮藏期内，大青叶、大黄、黄芩处理可在一定程度上保持果实的抗坏血酸含量。

图2 中药提取物对‘红地球’果实抗坏血酸含量的影响Figure 2 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on ascorbic acid content of 'Red

2.3 中药提取物对葡萄果实可溶性固形物的影响

可溶性固形物是指可溶于水的糖、酸、维生素、矿物质等，可作为衡量果实品质的指标。由图3可知，随着贮藏时间的延长，除黄芩处理组，各组葡萄果实的可溶性固形物含量均大致呈现先下降后上升、最后趋于一致的趋势；黄芩处理组在贮藏前期（15～25 d）可溶性固形物含量出现小幅度上升，后与其它组变化趋势相似。在贮藏65 d时，各处理组葡萄果实的可溶性固形物含量均高于对照组。其中，复方、大青叶、黄芩处理组表现较好，说明中药处理对‘红地球’果实品质有一定的保持作用。

图3 中药提取物对葡萄果实可溶性固形物的影响Figure 3 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on soluble solids of grape

2.4 中药提取物对葡萄果皮多酚含量的影响

多酚物质有良好的抗氧化活性，葡萄果实不同部位的多酚物质含量有显著差异，其中果皮中的多酚含量最多。由图4可知，随着贮藏时间的延长，除复方、艾叶处理外，各处理组葡萄果皮的多酚含量均呈现先上升后缓慢下降，最后趋于平稳的变化趋势。而复方处理组的果皮多酚含量呈现增长后与其它组趋于一致的趋势；艾叶处理组的果皮多酚含量呈现先下降后上升再下降，后与其它组趋于一致。在贮藏25 d时，除艾叶组外，各组多酚含量均有上升，黄芩、大黄处理组的多酚含量达到峰值，黄连、大黄和黄芩处理组的多酚含量显著高于对照组。在贮藏25～35 d时，除复方组，其他组的多酚含量均达到峰值。在贮藏55 d，黄连、大青叶和复方处理组的多酚含量显著高于对照组；在贮藏65 d时，各组的多酚含量趋于一致，没有明显差异，但总体上处理组葡萄果实的多酚含量略高于对照组，也说明了不同中药处理对‘红地球’果实品质有一定的保持作用，其中黄连、大青叶和复方提取物表现较好。

图4 中药提取物对‘红地球’果皮多酚含量的影响Figure 4 Effects of traditional Chinese herbal medicine extracts on polyphenol content in 'Red

2.5 中药提取物处理后葡萄果实表面抑菌效果变化

灰霉菌（Botrytis cinerea）是引起葡萄果实采后腐烂的主要致病菌，其适应性强，在低温下仍能生长，具有潜伏侵染和低温致病的特点。由图5、6和表1可知，不同中药提取物处理组与CK1，CK2相比，在贮藏时间为15 d时‘红地球’果实表面的灰霉菌菌落数较少，且15 d时各处理组的抑菌率均>85%，其中艾叶处理组的抑菌率达97.64%。而随着贮藏时间的延长，到65 d时各处理组果实表面的菌落均明显增多。各处理组间抑菌效果也有差别，其中，艾叶、大青叶、复方处理组表现较好，艾叶处理组表现最优。

表1 不同中药提取物处理后15 d 抑菌效果Table 1 The bacteriostatic effect at 15 days after treatment with traditional Chinese herbal medicine extracts

图5 中药提取物处理后15 d 葡萄果实表面灰霉菌比较Figure 5 Comparison of Botrytis cinerea on grape surface

2.6 结束贮藏后葡萄果实相关抗氧化酶活性测定

过氧化物酶（POD）与超氧化物歧化酶（SOD）是植物体内普遍存在的重要抗氧化保护酶，多酚氧化酶（PPO）与果实褐变有关，其活性可用于反映某一生长阶段植物体内的代谢及抗逆性，在一定程度上反映出葡萄的贮藏品质。由表2可知，部分经中药提取物处理的葡萄果实结束贮藏后的相关抗氧化酶活性与对照组有较大差异，对照组间相关抗氧化酶活性也存在显著差异。黄芩、大黄处理组果实的PPO活性高于CK1，但没有明显差异，其它组均明显低于CK1；黄芩、大黄、艾叶处理组果实的POD活性显著高于CK1和CK2，黄连、复方处理组POD活性略低于CK1；黄芩处理组果实的SOD活性显著高于其他处理及CK1、CK2，艾叶组SOD活性显著高于CK2但与CK1无显著差异，其它处理组活性均显著高于CK2、低于CK1。CK2与CK1对比，传统方法二氧化硫处理组果实的PPO、POD、SOD活性均显著低于无菌水处理组。可见，黄芩、艾叶处理在一定程度上能保持果实的贮藏品质。

图6 中药提取物处理后65 d葡萄表面灰霉菌比较Figure 6 Comparison of Botrytis cinerea on grape surface

3 讨论

近年来食品安全问题频发[25]，传统化学保鲜剂易残留的特性受到重视[26]，寻找其替代品成为热点。物理保鲜主要通过改变影响果蔬品质的物理因素达到保鲜的目的[27]，有一定的效果，但存在技术难度大、成本高等问题[28-29]。而来源于动物、植物、微生物等的生物保鲜剂与化学保鲜剂相比有残留低、易降解等优势，安全性更高[30]。国外已有报道植物源生物分子在食品保鲜上具有抗菌作用，也说明了植物源保鲜剂的巨大潜力[31-33]。鉴于国内丰富的中草药资源，本研究选用中药材的乙醇提取物为保鲜剂，来评估对采后贮藏的‘红地球’葡萄的保鲜效果具有积极意义。

从烂果率来看，在一定贮藏期内，艾叶、大青叶、复方处理对延缓果实腐烂有一定的效果，其中，艾叶和大青叶效果较优；从抗坏血酸含量来看，在贮藏中期及结束时，大青叶、大黄、黄芩中药处理组抗坏血酸含量均高于对照组；从可溶性固形物含量来看，随着贮藏时间的延长，各组含量趋于一致，这与孙思胜等[18]的研究结果相似；在果皮多酚含量方面，中药提取物处理后的葡萄果实多酚含量呈先上升后缓慢下降的趋势，且到36 d时各处理组多酚含量极低[18]。而本研究中，各组多酚含量在贮藏后期趋于一致，且在贮藏55 d时多酚含量仍保持良好，这可能与葡萄品种有关。

各处理对葡萄表面菌类均有抑制效果，灰霉菌菌落较少，这与胡倩等[34]和付静等[35]的研究结果一致。但可能因葡萄与柑橘病原菌种类不同及中药提取物的差异，黄连提取物在葡萄与柑橘研究中表现出不同的抑制效果[36]。

本研究对结束贮藏（65 d）的葡萄果实进行了酶活测定，发现黄芩、艾叶处理能在一定程度上使抗氧化保护酶SOD、POD保持较高活性，其中艾叶处理能使PPO活性处于较低水平，再次证明了中药提取物在保持水果品质方面的应用潜力[37]。

前人研究发现，包括中药源在内的植物源保鲜剂的保鲜机制存在多种形式。一类是通过破坏细胞壁结构，改变病原菌细胞膜的通透性和完整性，进而造成外渗，达到抑制的目的。此外，提取物中的一些成分如黄酮类和酚类，通过调节相关抗氧化酶的表达，提高抗氧化活性或者增加非抗氧化物来延缓果蔬氧化变质。另外，还有通过干扰病原菌呼吸代谢、蛋白质合成等途径来发生作用[15,38]。中药源保鲜机制方面的研究仍需进一步挖掘和探讨。

在此前的研究中已发现中药提取物抗菌的有效成分主要为萜类化合物及衍生物、含氮含硫化合物（生物碱、酰胺、蛋白等）、芳香族化合物（黄酮类、芪类、酚类等）、脂肪族类化合物（脂肪酸、长链碳烷等）四类[15]。目前在果蔬保鲜方面，大多研究主要以中药的乙醇提取物为保鲜剂，对其中的主要成分及作用机制研究较少。且对中药提取物保鲜剂的应用形式多为浸泡和喷施，也有通过成膜剂来实现保鲜的方法[38]。随着先进技术的发展，如纳米技术、生物酶等，结合安全绿色的中药提取物来开拓果蔬保鲜的新形式必是大势所趋，对人类健康将有重大贡献。

4 结论

与对照组相比，大青叶处理组的葡萄果实多酚、抗坏血酸、可溶性固形物含量等下降速度均较慢、烂果率较低、抑菌效果较优，与褐变相关的PPO酶活性较低；艾叶处理组烂果率较低、抑菌效果最优，抗氧化保护酶活性较高，与褐变相关的PPO酶活性较低；黄芩处理组抗氧化保护酶活性显著高于其他处理组，抗坏血酸、可溶性固形物含量下降速度较慢，但可能因葡萄果实表面的水分未完全沥干，葡萄表面菌物较多，烂果率较高；复方处理组在保持可溶性固形物和多酚含量方面效果较好，抑菌效果较优。综合来看，大青叶、艾叶和黄芩处理对‘红地球’果实的贮藏品质有一定效果且表现较优，其中大青叶处理组表现最优，其次是艾叶，黄芩。其中，大青叶和艾叶处理在一定程度上能较好地抑制葡萄表面病原菌的生长，延缓葡萄果实的腐烂，而黄芩处理主要是维持葡萄果实较高的抗氧化保护酶活性来保持果实品质。