茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果品質的影響

陳 岑，王榮榮，楊 潔，張君敏，韓艷麗，陶 程

（江蘇農林職業技術學院茶與食品科技學院，江蘇 鎮江 212400）

蘋果因其口感爽脆多汁，酸甜可口，且具備美容養顏、安神、增強記憶、提升智力等作用，被稱為“智慧果”，深受各個年齡段人群的喜愛[1]。隨著社會迅速發展，市場上出現了鮮切水果供人們挑選。鮮切蘋果的方便、快捷、新穎等特點受到了消費者的歡迎，有很好的發展前景[2]。然而加工過程中的機械損傷加速了鮮切蘋果水分及營養物質的流失，導致其組織軟化、褐變、表面微生物生長及異味等一系列問題，嚴重降低了鮮切蘋果的營養和商品價值[3]。因此，如何有效地保持鮮切蘋果貯藏期品質是鮮切蘋果產業亟待解決的問題。

涂膜保鮮技術是當前國內外果蔬保鮮領域研究的熱點之一，其主要作用方式是通過在果蔬表面涂抹一層高分子的液態膜，將果蔬和空氣隔絕，控制果蔬呼吸代謝和水分流失，從而達到保持果蔬貯藏品質的目的[4]。海藻酸鈉（Sodium alginate, SA）是一種從海藻或細菌中提取的天然多糖類物質，具有良好的穩定性、溶解性、成膜性和安全性，作為一種天然綠色的食品保鮮劑，已被廣泛應用于各類果蔬、肉類及海產品等食品的保鮮領域中[5]。研究表明，單一海藻酸鈉涂膜的抗菌性和保鮮效果不佳。因此，在海藻酸鈉涂膜中加入天然抗菌物質，將有望增強其抑菌性和保鮮效果。

茶樹精油（Tea tree oil，TTO）是由澳洲桃金娘科（Myrtaceae）白千層屬（Melaleuca L.）灌木樹種互葉白千層（Meloleuca alternifolia）的新鮮枝葉以水蒸餾的方式得到的一種芳香精油[6]。茶樹精油具有廣譜的抗微生物和抗氧化活性，是公認優良的天然芳香劑、殺菌劑、防腐劑，在日化、制藥、食品等行業均得到廣泛應用[7-8]。

因此，本試驗以失重率、可溶性固形物含量、硬度、色差、VC 含量、總酚含量和DPPH 自由基清除能力為指標，研究以海藻酸鈉為基質，添加茶樹精油制備的復合涂膜保鮮液對鮮切蘋果的保鮮效果，為鮮切蘋果保鮮技術的開發和應用提供理論依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

山東富士蘋果：購于句容大潤發超市，選擇無病蟲害和各種損傷及果形整齊、大小均一、色澤基本一致的果實。

海藻酸鈉、茶樹精油，上海阿拉丁試劑有限公司；福林酚、沒食子酸、2,2-聯苯基-1-苦基肼基（DPPH），美國Sigma-Aldrich 公司；甘油、吐溫-80、無水氯化鈣、2,6-二氯靛酚、抗壞血酸、檸檬酸等，國藥集團化學試劑有限公司，以上試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

ME204E/02 萬分之一電子天平，瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；OHS-66 多樣品均漿機，北京金恒祥儀器有限公司；T10 分散器，德國IKA 公司；BCD-486WDGE 無霜冷藏冷凍冰箱，青島海爾股份有限公司；M385466 手持折光儀，上海淋譽貿易有限公司；JZ-350 金準便攜式色差儀，深圳市精準儀器設備有限公司；T6 新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；G-26C 臺式高速冷凍離心機，北京賽多利斯科學儀器有限公司；TA-XT Plus 質構儀，英國Stable Micro System 公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

1.2.1.1 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜液的制備

海藻酸鈉溶液（1.5%，m/V）：準確稱取15.00 g 海藻酸鈉溶于1 000 mL 蒸餾水中，80 ℃加熱攪拌直至完全溶解，待冷卻后加入1.50 g 甘油和0.15 g 吐溫-80，攪拌均勻后超聲消泡1 h。

茶樹精油-海藻酸鈉復合膜溶液：向海藻酸鈉溶液中分別加入不同體積茶樹精油攪拌均勻，用高速分散器以15 000 r/min 高速攪拌3 min，再超聲消泡1 h，即得不同濃度的茶樹精油（0.1%、0.3%、0.5%，V/V）-海藻酸鈉混合涂膜液。

1.2.1.2 鮮切蘋果的不同處理方法

蘋果洗凈后，表面用75%乙醇擦拭，去皮。將蘋果分割成2 cm×2 cm×2 cm 的小塊。試驗設5 個組，其中對照（CK）組蘋果不作任何處理，處理組分為4 組：SA 組，海藻酸鈉溶液中不含茶樹精油；SA+0.1%TTO組，海藻酸鈉溶液中含有0.1%茶樹精油；SA+0.3%TTO 組，海藻酸鈉溶液中含有0.3%茶樹精油；SA+0.5%TTO 組，海藻酸鈉溶液中含有0.5%茶樹精油。將蘋果塊在上述不同溶液中浸泡2 min 后，再在2%氯化鈣溶液（含1%檸檬酸和抗壞血酸，m/V）中浸泡2 min，取出瀝干。放入自封袋后，于4 ℃條件下貯藏，分別于0、3、6、9、12 d 測定各項指標。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 失重率

采用稱重法[9]測定。

1.2.2.2 可溶性固形物含量

取一定量蘋果樣品研磨過濾取汁液，用手持式折光儀對樣品的可溶性固形物含量進行測定[10]。

1.2.2.3 硬度

采用質構儀測定蘋果硬度。測試模式為壓縮，測定目標距離6.0 mm，測試參數：觸發力7 g；測試速度2 mm/s；返回再測試速度2 mm/s；探頭P/6；循環次數1 次。每個處理測定5 塊蘋果，在每塊蘋果的同一面中心處對稱測2 次，結果取平均值。

1.2.2.4 色度值

采用便攜式色差儀分測定對不同試驗組的蘋果樣品的亮度L*值、紅度a*值和黃度b*值。

1.2.2.5 VC 含量

參照GB 5009.86—2016[11]《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》中的第3 法2,6-二氯酚靛酚滴定法測定。

1.2.2.6 總酚含量

準確稱取1.00 g 蘋果樣品，加入20 mL 70%甲醇溶液，超聲提取30 min，4 000 r/min 離心15 min，上清液即為多酚提取液[12]。吸取0.4 mL 蘋果多酚提取液，加入2.0 mL 福林酚試劑和1.6 mL 7.5%（m/V）碳酸鈉溶液，室溫下振蕩渦旋30 min 后，測定波長在765 nm 處吸光度值。以沒食子酸為標準品繪制標準曲線，總酚含量以沒食子酸當量表示（mg 沒食子酸/g蘋果），總酚含量單位mg·100 g-1FW。

1.2.2.7 DPPH 自由基清除能力

吸取0.2 mL 蘋果多酚提取液，加入3.8 mL 的0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液，均勻混合后，在室溫環境下避光靜置30 min，測定波長在517 nm 處吸光度值[13]。

計算公式：

式中：A1為0.2 mL 樣品與3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值；A0為0.2 mL 乙醇與3.8 mL DPPH 溶液的吸光度值。

1.2.3 數據處理

試驗數據均為3 次重復試驗結果的平均值，其中硬度指標重復5 次，結果以xˉ±s 表示。采用SPSS 22.0軟件進行ANOVA 單因素方差分析和Duncan 多重比較，P＜0.05 為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果失重率的影響

鮮切蘋果的質量很容易損失，失重率是鮮切蘋果貯藏過程中非常重要的評價指標[9]。由圖1 可知，隨著鮮切蘋果貯藏時間的延長，各試驗組的失重率均為逐漸增加，CK 組的失重率高于所有處理組。這是由于海藻酸鈉涂膜以及茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜均能夠在鮮切蘋果的表面形成一層阻氣阻濕的薄膜，從而減少了蘋果水分的散失。在貯藏結束（12 d）時，CK 組、SA 組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組和SA +0.5% TTO 組的失重率分別是2.44%、0.66%、0.67%、1.17%和1.58%。由此可見，采用茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜保鮮劑處理對鮮切蘋果失重率的增加具有抑制作用，而復合涂膜中茶樹精油的濃度并不是越高越好。SA 組和SA+0.1%TTO 組之間失重率差異不顯著，在整個貯藏期失重率始終處于最低水平，SA 和SA+0.1%TTO 處理均能有效阻止鮮切蘋果水分的損失。

圖1 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果失重率的影響Fig.1 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on weight loss rate of fresh-cut apple

2.2 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果可溶性固形物含量的影響

從圖2 可以看出，SA 組鮮切蘋果的可溶性固形物含量變化趨勢和CK 組相似，均隨貯藏時間的延長而呈現不斷下降的趨勢。而其他處理組則呈先上升后下降的趨勢。貯藏12 d 時，CK 組、SA 組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組和SA+0.5%TTO 組的鮮切蘋果可溶性固形物含量分別降低了1.62、1.63、0.73、1.53、2.00 個百分點。其中SA+0.1%TTO 組可溶性固形物含量下降幅度最小，保鮮效果較好。CK 組由于沒有涂膜的阻隔保護，呼吸作用顯著，營養物質消耗多，導致可溶性固形物含量下降迅速，而茶樹精油復合海藻酸鈉涂膜具有良好的抑制鮮切蘋果呼吸，減少可溶性固形物含量下降的作用[14]。

圖2 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total soluble solid contents of fresh-cut apple

2.3 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果硬度的影響

果實硬度是評價果蔬貯藏品質的重要參數之一，鮮切蘋果硬度過低會導致其商品價值的下降[15]。由圖3 可知，在貯藏前3 天，所有試驗組樣品硬度變化均不顯著。隨著鮮切蘋果貯藏時間的增加，各試驗組果實硬度呈下降趨勢。貯藏結束（12 d）時，CK 組、SA組、SA+0.1%TTO 組、SA+0.3%TTO 組、SA+0.5%TTO 組鮮切蘋果的硬度分別為176.74、198.66、201.36、195.51、192.79 g。整個貯藏期間，處理組果實的硬度均高于CK 組。SA 和SA+0.1%TTO 處理能有效地減緩鮮切蘋果硬度降低的速度。涂膜處理在果實表面形成了微氣調環境，顯著降低了果實的呼吸作用和水分蒸發，減緩了鮮切蘋果硬度的降低[9]。利用茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜保鮮劑處理維持了鮮切蘋果的硬度，減緩了果實的軟化，有利于鮮切蘋果品質的保持。蒲雪梅等[16]也指出，生姜提取液-海藻酸鈉復合涂膜處理可有效降低紅富士蘋果貯藏期間硬度的下降速度，與本研究結果一致。

圖3 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果硬度的影響Fig.3 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on hardness of fresh-cut apple

2.4 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果色澤的影響

色澤是鮮切水果的一個重要特性，也是決定消費者購買欲的直接影響因素。當蘋果經過去皮、切割等處理后，貯藏過程中，果實細胞中的多酚類物質容易在多酚氧化酶的催化作用下，氧化生成醌類物質而使果實發生酶促褐變[17]。由圖4 可知，在整個貯藏時間內，所有試驗組蘋果樣品的L*值呈不斷下降趨勢，而a*值和b*值呈不斷上升的趨勢。所有蘋果樣品亮度降低，顏色加深，發生不同程度的褐變。貯藏結束時，處理組的L*值均顯著高于CK 組，a*值和b*值顯著低于CK 組（P＜0.05）。結果表明，不經過涂膜處理的鮮切蘋果褐變最嚴重，而涂膜處理能夠有效延緩鮮切蘋果褐變的速度，這與薩仁高娃等[9]的研究報道是一致的。涂膜具有很好的氧氣阻隔能力，可以顯著降低新陳代謝活動和酶活性。另外涂膜液中的氯化鈣、檸檬酸和抗壞血酸等成分也具有抗褐變的作用[18]。對比不同處理組發現，SA+0.1%TTO 組的鮮切蘋果在貯藏期間L*值下降最緩慢，a*值和b*值上升最緩慢，表明SA+0.1%TTO 處理能有效抑制鮮切蘋果果肉褐變，對鮮切蘋果色澤的保持具有積極作用。

圖4 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果色澤的影響Fig.4 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on color of fresh-cut apple

2.5 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果VC含量的影響

VC 是人體必需維生素之一，但其極易被氧化而導致含量下降[19]。VC 含量是衡量蘋果營養價值和保鮮效果的重要指標之一。由圖5 可知，在整個貯藏期間，所有試驗組的鮮切蘋果VC 含量均呈下降的趨勢，經復合涂膜處理的鮮切蘋果中，VC 含量始終高于CK 組，且VC 下降速度緩慢。涂膜處理在鮮切蘋果的表面形成一個相對低氧的微環境，導致VC 不易被氧化，同時海藻酸鈉和茶樹精油能有效抑制微生物的生長，進而降低了VC 發生氧化的速度，使之保持較好的營養品質[20]。

圖5 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果VC含量的影響Fig.5 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on VC content of fresh-cut apple

2.6 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果總酚含量的影響

酚類物質是一大類植物次生代謝物質，廣泛存在于果蔬中。果蔬中各類酚類化合物對維持果蔬品質有著重要的影響。由圖6 可知，4 ℃貯藏過程中，所有試驗組鮮切蘋果樣品的總酚含量隨時間的延長而不斷下降，但下降速度不同。CK 組在6 d 內下降迅速，6～12 d 內下降速度變緩。在整個貯藏期內，所有處理組的蘋果樣品總酚含量始終高于CK 組，且下降速度低于CK 組。貯藏期結束（12 d）時，SA+0.1% TTO 組的總酚含量最高，其次是SA 組。茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜處理具有成膜性和抑菌性，將氧氣與果實阻隔，抑制氧化酶活性，從而降低了酚類物質的氧化，同時茶樹精油也能抑制多酚氧化酶活性的升高，進而抑制總酚含量的降低[21]。

圖6 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果總酚含量的影響Fig.6 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on total phenolics content of fresh-cut apple

2.7 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果DPPH自由基清除能力的影響

DPPH 自由基清除能力的測定因其操作簡單、靈敏度高，成為一種經典的果蔬體外抗氧化活性的評價方法[22]。由圖7 可以看出，DPPH 自由基清除率的變化趨勢與總酚含量的變化趨勢相似。所有試驗組鮮切蘋果DPPH 自由基清除率隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。出現這種變化趨勢的原因可能是貯藏過程中鮮切蘋果的總酚、總黃酮、VC 等抗氧化成分被逐漸氧化分解。CK 組樣品下降速度最快，且在整個貯藏過程中對DPPH 自由基清除率始終最低。經復合涂膜處理的鮮切蘋果DPPH 自由基清除率高于CK 組，且下降速度緩慢。結果表明復合涂膜處理能減緩鮮切蘋果DPPH 自由基清除率的下降速度。貯藏結束（12 d）后，不同濃度茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜處理樣品的DPPH 自由基清除率之間無顯著差異。

圖7 茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜對鮮切蘋果DPPH 自由基清除能力的影響Fig.7 Effect of tea tree oil and sodium alginate composite coating on DPPH radical scavenging activity of fresh-cut apple

3 結論

鮮切蘋果具有新鮮、方便、營養等特點，深受消費者喜愛。但是，鮮切蘋果在保鮮過程中存在諸多問題，嚴重影響蘋果的營養價值及消費者的購買欲。本研究結果表明：茶樹精油-海藻酸鈉復合涂膜處理鮮切蘋果能有效減緩失重率和可溶性固形物含量的降低，抑制褐變，同時減緩VC、總酚含量和DPPH 自由基清除率的下降速度。綜合各項理化指標發現，0.1%茶樹精油復合海藻酸鈉涂膜處理優于其他處理方法，能有效減緩鮮切蘋果的品質下降，有利于保持鮮切蘋果的感官品質和營養價值。