郭艷華 ，張玉敏 ，許國(guó)權(quán) ，陳戰(zhàn)芬 ，吳旺喜

（江漢大學(xué) a.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院；b.生命科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

0 引言

草莓屬薔薇科多年生草本植物,富含多種營(yíng)養(yǎng)成分［8-9］，易受到傷害，從而感染霉病，同時(shí)迅速失水，在常溫下草莓放置2～3 d就會(huì)顏色變暗、味道變差甚至軟化腐爛［10-11］。因此，草莓的貯藏保鮮一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)［12-13］,保鮮劑的研究正在不斷深入之中［14-16］，找到優(yōu)良的天然保鮮劑是廣大消費(fèi)者們的共同愿望。因此，研究無化學(xué)物質(zhì)污染、成本低廉的純天然的草莓保鮮方法勢(shì)在必行。

本實(shí)驗(yàn)以丟棄的荸薺皮為主要原料，與其他天然植物抗菌物質(zhì)組合制備荸薺皮提取物抗菌保鮮液，通過在常溫下對(duì)草莓進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，篩選出相對(duì)較佳的天然荸薺皮復(fù)合抗菌劑，其保鮮效果明顯。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草莓：采于武漢市蔡甸區(qū)果園（要求顏色鮮艷、無病蟲害和褐斑，無機(jī)械損傷等）。荸薺皮：武漢集貿(mào)市場(chǎng)收集，湖北孝感產(chǎn)；迷迭香、魚腥草：購(gòu)于同仁堂藥店。

主要試劑：山梨酸鉀、檸檬酸、考瑪斯亮藍(lán)、硫酸、硫酸鋅、氫氧化鋇等試劑均為分析純。

實(shí)驗(yàn)菌種：大腸桿菌（Eschercihia Coli）、金黃色葡萄球（Staphylococcusaureus）、枯草桿菌（Bacillus subtilis）、銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、啤酒酵母（Saccharomycescereviseae）、黃曲霉（Aspergillus flavus）從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)購(gòu)買。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1810紫外可見分光光度計(jì)（北京譜析通用儀器有限責(zé)任公司）；721分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE-2000A（上海亞榮生化儀器廠）；立式壓力蒸汽滅菌器YXQ-LS-50S11（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；DF110型電子分析天平（中國(guó)輕工業(yè)機(jī)械總公司常孰衡器公司）；GY-1型圓盤式果實(shí)硬度計(jì)（牡丹江市機(jī)械研究所）；恒溫培養(yǎng)箱DHP120（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司）；超凈工作臺(tái)SHJ-875（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司）；恒溫培養(yǎng)振蕩器HNY-（天津市歐諾儀器儀表有限公司）；數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-4（國(guó)華電器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 荸薺皮復(fù)合抗菌劑保鮮液的制備 （1）荸薺皮提取液的制備。酶解水浴加熱回流法制備荸薺皮提取物。準(zhǔn)確稱取一定量荸薺皮粉，加入酶解的纖維素酶和果膠酶按1∶1質(zhì)量比混合，料液比按1∶20加入60%的乙醇，用鹽酸調(diào)溶液pH值為3，水浴中回流溫度45℃，水浴回流加熱時(shí)間2 h，過濾，得棕黃色荸薺皮提取液。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干得棕色產(chǎn)物，減差法稱重。再用50%的乙醇做溶劑配制成提取物濃度為56.34 mg/mL的溶液，用于荸薺皮復(fù)合劑的制備。

何為優(yōu)質(zhì)？韓光曙分析稱，醫(yī)院是救死扶傷的場(chǎng)所，必須尊重生命，對(duì)生命有敬畏感。“乞丐與王子平等”的濟(jì)世情懷在醫(yī)院傳承百余年?！暗魞H強(qiáng)調(diào)平等，機(jī)械地完成工作也可以。鼓樓醫(yī)院希望的是，在提供治病救人服務(wù)的同時(shí)，讓患者感到溫馨?！?/p>

（2）迷迭香提取液的制備。準(zhǔn)確稱取一定量迷迭香粉，料液比按1∶5加入95%乙醇中，水浴中回流溫度60℃，提取3次、每次提取1 h，混合3次提取液，過濾，得到黃褐色提取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干得黃褐色黏稠狀產(chǎn)物，減差法稱重。再用50%的乙醇做溶劑配制成50.63 mg/mL的溶液，用于荸薺皮復(fù)合劑的制備。

（3）魚腥草提取液的制備。準(zhǔn)確稱取一定量魚腥草粉，料液比按1∶30加入60%乙醇中，水浴中回流溫度70℃，提取70 min，過濾，得到灰黃色提取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干得灰黃色黏稠狀產(chǎn)物，再用50%的乙醇做溶劑配制成60.61mg/mL的溶液，用于荸薺皮復(fù)合劑的制備。

（4）保鮮液的制備。荸薺皮復(fù)合抗菌劑按1.3.4的方法配制。取60 g淀粉用熱水化開，定容至1 000 mL容量瓶。取一定體積淀粉溶液與等體積的荸薺皮復(fù)合抗菌劑混合均勻用于浸泡草莓涂膜處理。

1.3.2 保鮮方法 實(shí)驗(yàn)材料為采摘的新鮮草莓，挑選品質(zhì)好、色澤和成熟度一致，果實(shí)大小均勻、無病蟲害的草莓。按設(shè)計(jì)要求分組處理，隨機(jī)選取進(jìn)行測(cè)定。分組將草莓在不同的荸薺皮復(fù)合劑保鮮液中浸1 min后取出，晾干，用蒸餾水作對(duì)照組代替保鮮液處理，然后分組放置在潔凈的玻璃儀器中在（18±4）0C下貯藏，貯藏環(huán)境濕度為80%～90%，定時(shí)測(cè)定草莓的霉變率、失重率、Vc含量的變化、硬度、有機(jī)酸含量變化、糖含量變化、可溶性蛋白含量變化等理化性能指標(biāo)，根據(jù)保鮮效果選取最佳的荸薺皮復(fù)合抗菌劑。

1.3.3 測(cè)定方法 采用稱量法測(cè)定草莓的失重率［17］，采用硬度計(jì)法測(cè)定草莓的硬度變化［18］，采用紫外快速測(cè)定法測(cè)定草莓Vc含量的變化［19］，采用酸堿滴定法測(cè)定草莓有機(jī)酸含量的變化［20］，采用苯酚—硫酸法測(cè)定草莓的糖含量的變化［21］，采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定草莓可溶性蛋白含量的變化［22］，采用級(jí)別法測(cè)定草莓的腐爛率［23］。

1.3.4 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的篩選 本課題選取具有抗菌性能的常見植物提取物與荸薺皮提取物組合后的復(fù)合劑研究結(jié)果得到：荸薺皮提取物與迷迭香、魚腥草等提取物科學(xué)組合制成的復(fù)合抗菌劑保鮮能力相對(duì)最強(qiáng)，有協(xié)同作用。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究后，再將荸薺皮與迷迭香、魚腥草等提取物按6種復(fù)合劑配比進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，為便于除去各不相干因素，本實(shí)驗(yàn)中所有荸薺皮復(fù)合劑保持總質(zhì)量不變。根據(jù)m=C×V，求出V后按體積取量，混合再定容為相同體積，從而保證總質(zhì)量和總濃度不變，其草莓復(fù)合抗菌劑質(zhì)量比見表1。將抗菌劑1～6及對(duì)照CK（相同體積的蒸餾水代替）進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，測(cè)定理化指標(biāo)，選取最好配比的荸薺皮復(fù)合抗菌劑。

表1 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的質(zhì)量配比Tab.1 Quality ratio of water chestnut peel based antibacterial compound/g

1.3.5 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的抑菌性能測(cè)定方法 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的抑菌性能采用濾紙片法測(cè)定［24］。將最佳荸薺皮復(fù)合抗菌劑按50%乙醇制成0.1 g/mL的溶液進(jìn)行抑菌性能測(cè)試。將已滅菌的濾紙片（小圓D=6 mm）浸入荸薺皮復(fù)合抗菌劑中浸泡10 min后取出晾干，得到濾紙片的實(shí)驗(yàn)樣品。在培養(yǎng)皿平板中分別加入0.2 mL的實(shí)驗(yàn)菌懸液，用無菌三角涂棒涂布均勻，每一培養(yǎng)皿平板統(tǒng)一貼4片濾紙片樣品，并編號(hào)；再將上述貼好濾紙片的含菌平板倒置放入培養(yǎng)箱,細(xì)菌在37℃培養(yǎng)24 h，酵母在37℃培養(yǎng)48 h后，取出測(cè)定抑菌圈的大小,通過多次實(shí)驗(yàn)取平均值。抑菌圈直徑越大，抑菌能力越強(qiáng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的保鮮效果與分析

2.1.1 貯藏過程中草莓腐爛率的變化 根據(jù)1.3.5的對(duì)草莓進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，荸薺皮復(fù)合抗菌劑保鮮草莓過程中腐爛率的影響見圖1。

由圖1可見，在貯藏期的6 h變化過程中，草莓在第1天和第2天幾乎沒有發(fā)生腐爛現(xiàn)象，第3天有極少數(shù)腐爛，對(duì)照組腐爛率為13.4%,而復(fù)合抗菌劑保鮮的草莓腐爛率都沒有超過10%，復(fù)合抗菌劑2保鮮的草莓腐爛率僅為7%，然后逐漸出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。第5天和第6天加速腐爛，到第6天對(duì)照組腐爛率為80.4%,而經(jīng)復(fù)合抗菌劑保鮮的草莓腐爛率最高為50.9%，復(fù)合抗菌劑2保鮮的草莓腐爛率最低，僅為35.2%，與對(duì)照組相比，貯藏6 h后腐爛率降低了56.02%。肉眼觀察感官指標(biāo)的變化：草莓在第1天和第2天對(duì)照組和復(fù)合抗菌劑組草莓的各方面指標(biāo)差別不大，而第3天對(duì)照組，由硬較快變軟，顏色也有些變暗，腐爛程度開始明顯。而用荸薺皮復(fù)合抗菌劑涂膜保鮮組的草莓軟化速度慢，顏色變化很小，腐爛程度較小，抗菌劑編號(hào)2的保鮮效果最好，貯藏過程中草莓感官指標(biāo)的變化較小，肉眼觀察感官指標(biāo)的變化與圖1的結(jié)果一致。保鮮效果最佳的是編號(hào)為2的荸薺皮復(fù)合抗菌劑，其中荸薺皮、迷迭香、魚腥草最佳質(zhì)量配比為4∶3∶1。

圖1 草莓腐爛率的變化Fig.1 Changes of strawberries decaying rate

2.1.2 貯藏過程中草莓失重率的變化 圖2為貯藏6 h的過程中草莓失重率的變化。結(jié)果表明：對(duì)照組草莓失重率最高，而用荸薺皮為主要原料的復(fù)合抗菌劑保鮮的草莓在貯藏過程中的失重率明顯較低。在第1天和第2天失重率變化較快，第3天到第4天變化減慢，第5天到第6天又有所加快。而保鮮效果最佳的是編號(hào)為2的荸薺皮復(fù)合抗菌劑，草莓失重率最低，到第6天為7.65%，而對(duì)照組為11.98%，草莓失重率降低了36.14%。

圖2 貯藏過程中草莓失重率的變化Fig.2 Changes of strawberries weight-lost rate during storage period

2.1.3 貯藏過程中草莓硬度的變化 圖3為草莓貯藏過程中硬度的變化。由圖3可見，隨時(shí)間延長(zhǎng)硬度均呈下降趨勢(shì)，對(duì)照組硬度下降速度遠(yuǎn)大于涂膜保鮮組，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組的變化最小。第6天對(duì)照組硬度下降到2.98，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組的硬度下降到5.04，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組中草莓的硬度比對(duì)照組硬度少下降了40.9%。這是由于草莓經(jīng)荸薺皮復(fù)合抗菌劑處理后，在貯藏幾天的果實(shí)產(chǎn)生呼吸高峰時(shí)，荸薺皮復(fù)合抗菌劑抑制了果膠酶等酶的活性增加，果膠分解速度減慢，宏觀表現(xiàn)為硬度下降減慢。

圖3 貯藏過程中草莓硬度的變化Fig.3 Changes of strawberries hardness during storage period

2.1.4 貯藏過程中草莓總酸含量的變化 草莓總酸含量的變化如圖4所示。在貯藏過程中，由于呼吸消耗，果實(shí)有機(jī)酸隨貯藏時(shí)間的增長(zhǎng)含量不斷下降，其中荸薺皮復(fù)合抗菌劑涂膜組的總酸含量相對(duì)下降較慢，而對(duì)照組的總酸含量下降較快，涂膜了荸薺皮復(fù)合抗菌劑2的草莓總酸含量變化不大，這是因?yàn)橥磕ち溯┧j皮復(fù)合抗菌劑2的草莓降低了空氣中氧氣的作用，使草莓的呼吸消耗速率變慢，減緩了酸含量的下降。使草莓中總酸含量穩(wěn)定在其風(fēng)味和品質(zhì)范圍內(nèi)?？梢?，能使草莓中總酸穩(wěn)定性最好的是荸薺皮復(fù)合抗菌劑2，到第6天總酸含量為0.78%，而對(duì)照組酸含量為0.41%，抗菌劑2組比對(duì)照組中草莓總酸含量少下降了47.4%。

圖4 貯藏過程中草莓總酸含量的變化Fig.4 Changes of total acid in strawberries during storage period

2.1.5 貯藏過程中草莓總糖含量的變化 貯藏過程中草莓總糖含量的變化如圖5。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組草莓總糖含量開始均有上升趨勢(shì)，到第3天時(shí)最高，而后又緩慢下降，涂膜保鮮組的總糖含量的變化均低于對(duì)照組。在貯藏1～2 d時(shí)，對(duì)照組和各處理組在前2d總糖含量的變化不大，第3天后對(duì)照組和各處理組變化相差較大。由于在草莓采收時(shí)，在果肉細(xì)胞中積累很多有機(jī)酸，在成熟過程中，部分有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為糖，總糖含量總體趨勢(shì)有所上升，而使草莓中總糖含量無明顯變化的是荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組，它能較好地保護(hù)草莓組織總糖含量的穩(wěn)定。

2.1.6 貯藏過程中草莓Vc含量的變化 果蔬中的Vc是一種非常重要的營(yíng)養(yǎng)成分，也是反映果蔬新鮮度的一個(gè)重要指標(biāo)。草莓中Vc含量較高，但Vc也極易被氧化而損失。圖6為貯藏過程中草莓Vc含量的變化：隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，用荸薺皮復(fù)合抗菌劑保鮮組的草莓Vc含量的下降趨勢(shì)明顯低于對(duì)照組，其中，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組草莓Vc含量下降最慢。這是由于荸薺皮復(fù)合抗菌劑同時(shí)具備較強(qiáng)的抗氧化作用，它增強(qiáng)了果實(shí)的抗氧化能力，能很好地抑制空氣中氧對(duì)草莓中Vc的氧化作用，減少了Vc的氧化損失，提高了草莓的果實(shí)品質(zhì)。到第6天荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組草莓的Vc含量降低了35.3%，而對(duì)照組草莓的Vc含量降低了69.1%，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組能有效維持草莓中的Vc含量。

圖5 貯藏過程中草莓總糖含量的變化Fig.5 Changes of total sugar in strawberries during storage period

圖6 貯藏過程中草莓Vc含量的變化Fig.6 Changes of vitamin c in stawberries during storage period

2.1.7 貯藏過程中草莓可溶性蛋白含量的變化 植物細(xì)胞衰老的一個(gè)重要標(biāo)志是果蔬細(xì)胞中可溶性蛋白含量下降。圖7中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各實(shí)驗(yàn)組草莓可溶性蛋白含量總體呈下降趨勢(shì)，0～2 d各組變化幅度相差不大，第3天后對(duì)照組下降的幅度比荸薺皮復(fù)合抗菌劑組下降幅度大多了，下降最小的是荸薺皮復(fù)合抗菌劑2組，到第6天草莓可溶性蛋白含量降低了15.7%，而對(duì)照組降低了29.6%，荸薺皮復(fù)合抗菌劑使草莓可溶性蛋白含量得到了穩(wěn)定。

圖7 貯藏過程中草莓可溶性蛋白含量的變化Fig.7 Changes of soluble protein in strawberries during storage period

2.2 荸薺皮復(fù)合抗菌劑抑菌活性的測(cè)定結(jié)果

2.2.1 不同濃度的荸薺皮復(fù)合抗菌劑的抑菌效果 將荸薺皮復(fù)合抗菌劑2（即質(zhì)量比為荸薺皮:迷迭香：魚腥草=4∶3∶1）按照1.2.5的操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到不同濃度的荸薺皮復(fù)合抗菌劑2對(duì)不同菌種的抑菌效果見表2，以抑菌圈直徑顯示其效果并與合成的抗菌劑山梨酸鉀（濃度為120 mg/L））做對(duì)比。

表2 不同濃度的荸薺皮復(fù)合抗菌劑2的抑菌圈效果Tab.2 Antibacterial activity of water chestnut peel based antibacterial compound 2 with different concentration/mm

從表2看出：天然荸薺皮提取物復(fù)合抗菌劑2對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母、枯草桿菌、銅綠假單胞菌、黃曲霉都有很好的抑菌效果，其抑菌能力的大小為：金黃色葡萄球菌＞啤酒酵母＞大腸桿菌＞枯草桿菌＞黃曲霉＞銅綠假單胞菌，對(duì)銅綠假單胞菌的抑菌能力稍弱于山梨酸鉀，但對(duì)金黃色葡萄球菌、啤酒酵母、大腸桿菌、枯草桿菌、黃曲霉等的抑菌能力明顯強(qiáng)于山梨酸鉀。隨著荸薺皮提取物復(fù)合抗菌劑2濃度的增大，抑菌圈直徑增大，抑菌能力增強(qiáng)。當(dāng)濃度為40～80 mg/L時(shí)，抑菌圈直徑逐漸增大，而當(dāng)濃度為80～100 mg/L，增加幅度變大，增大到100 mg/L以上時(shí)，抑菌圈直徑變化平穩(wěn)，所以選擇100 mg/L作為荸薺皮提取物復(fù)合抗菌劑2的最佳抗菌濃度。

2.2.2 荸薺皮復(fù)合抗菌劑與單一組分抑菌效果的比較 表3顯示荸薺皮復(fù)合抗菌劑與單一組分菌種抑菌效果的比較。由表3可見：荸薺皮復(fù)合抗菌劑2對(duì)這6種實(shí)驗(yàn)菌種的抑菌效果均明顯強(qiáng)于單一組分，這說明荸薺皮提取物、迷迭香提取物和魚腥草提取物組合的復(fù)合抗菌劑有協(xié)同抑菌作用，組合后增強(qiáng)了抑菌活性。在單一組分的抑菌作用中，荸薺皮提取物對(duì)啤酒酵母及黃曲霉的抑菌作用相對(duì)較強(qiáng)，迷迭香提取物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌作用相對(duì)較強(qiáng)，魚腥草提取物對(duì)大腸桿菌的抑菌作用相對(duì)較強(qiáng)，三者對(duì)銅綠假單胞菌的抑菌作用都相對(duì)較弱。

表3 荸薺皮復(fù)合抗菌劑2與單一組分的抑菌圈效果比較（濃度為100mg/L）Tab.3 Comparison of antibacterial activity between water chestnut peel based antibacterial compound 2 and single component/mm

2.2.3 荸薺皮復(fù)合抗菌劑的熱穩(wěn)定性對(duì)抑菌效果的影響 加溫后抑菌效果變化見表4。表4的結(jié)果說明：荸薺皮復(fù)合抗菌劑經(jīng)熱處理后，仍具有很強(qiáng)的抑菌能力，與未經(jīng)高溫處理的樣品對(duì)比，兩者實(shí)驗(yàn)結(jié)果無明顯變化，說明高溫處理對(duì)荸薺皮復(fù)合劑的抑菌作用的影響不明顯,為此可將荸薺皮復(fù)合劑加入到食品中與食品處理并用,提高加工食品的保存性。

表4 熱處理對(duì)荸薺皮復(fù)合抗菌劑2抑菌圈效果的影響Tab.4 Effect of heat treatment on antibacterial effect of water chestnut peel based antibacterial compound 2

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究得到了一種對(duì)草莓保鮮效果良好的荸薺皮復(fù)合抗菌劑，其組成為：荸薺皮+迷迭香+魚腥草，質(zhì)量比為荸薺皮：迷迭香：魚腥草=4∶3∶1。經(jīng)該涂被保鮮液保鮮的草莓，減少了水分的散失，降低了水果霉變率，能保持果實(shí)良好的外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。荸薺皮復(fù)合抗菌劑2對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母、枯草桿菌、銅綠假單胞菌、黃曲霉都有很好的抑菌效果，其抑菌能力的大小為：金黃色葡萄球菌＞啤酒酵母＞大腸桿菌＞枯草桿菌＞黃曲霉＞銅綠假單胞菌；同等條件下抗菌能力強(qiáng)于合成的抗菌防腐劑山梨酸鉀，也強(qiáng)于任一單一組分。荸薺皮復(fù)合抗菌劑經(jīng)熱處理后，仍具有很強(qiáng)的抑菌能力，荸薺皮復(fù)合抗菌劑2的抑菌的熱穩(wěn)定性良好。本實(shí)驗(yàn)研制出了一種對(duì)草莓顯著保鮮效果良好的荸薺皮復(fù)合抗菌劑2，荸薺皮作為復(fù)合劑的主要原料，利用的是廢棄物荸薺皮，其成本低，操作簡(jiǎn)便，污染少，對(duì)人體無毒副作用，可作為天然果蔬保鮮劑。

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