苋菜原名苋，别名老来少、三色苋等，喜温暖、耐寒性差、耐热力强[1]，营养成分丰富。蔬菜商品化中鲜切蔬菜新形式被广泛认可，通过4 ℃低温方式进行销售[2]。但由于鲜切苋菜的生理代谢活跃，叶片气孔较多，易受微生物侵染，易发生腐败和品质下降，贮藏期缩短[3-4]。因此需要探索合适的保鲜方法延长鲜切苋菜的货架期。
植物精油作为纯天然植物性添加剂，具有抗菌防腐、无毒等特点，植物精油含多种酚类化合物，可有效抑制鲜切果蔬氧化损伤[5]。牛至精油、茴香精油、肉桂精油被用作医药和保健产品的原料，具有良好的抗菌防腐性[6]。已有文献证明牛至精油作为保鲜剂处理圣女果[7]、鲜切菠萝[8]能有效延长货架期。经过茴香精油处理的鲜切苹果保鲜效果最佳，能有效防止褐变[9]。鲜切山药经过肉桂精油涂抹，可降低营养物质的流失，抑制褐变[10]。
近年来，植物精油应用于水产品、肉类的保鲜研究较多，用于鲜切果蔬类保鲜的研究较少。本文探究了植物精油保鲜鲜切苋菜的可行性。首先通过总菌数量筛选了茴香精油等的抑菌浓度，然后结合感官评定、叶绿素含量、水分变化、维生素C含量、质量损失率、过氧化物酶(peroxidase，POD)活力值、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力值等指标，评估茴香精油保鲜鲜切苋菜的效果，为延长鲜切苋菜的货架期提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
苋菜，购于上海市多利农庄果蔬合作社，苋菜种植环境为大棚种植采摘，采摘1 h后经过清洗处理直接送至实验室。所选苋菜叶片大小均一、色泽碧绿、无病虫毒害、无明显缺陷、整体统一、品质优良。
吐温-80(化学纯)；茴香精油(纯度99%)、肉桂精油(99%)、牛至精油(99%)；平板计数琼脂培养基(plate count agar, PCA)；氯化钠、丙酮、碳酸钙粉、2,6-二 氯靛酚盐、石英砂，国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
H-2050 R-1型高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机有限公司；HVE-50型高温高压灭菌锅，日本Hirayama制造有限公司；WFZ UV-2100型紫外-可见分光光度计，上海龙尼柯仪器有限公司；VS-1300L-U超净工作台，上海康福特环境科技有限公司；CR-400型色差计，日本Konica Minolta公司；PQ 001型台式脉冲核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)分析仪，上海纽迈电子科技有限公司；BCD-252MHV型冰箱，苏州三星电子有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 苋菜的鲜切处理及分组
将苋菜样品用自来水洗净，除去样品表面污垢，晾干，选取大小较为一致的苋菜叶片，用经过高压灭菌的菜刀距苋菜叶片茎部约5 cm处鲜切。初步筛选时，将实验分为经过超纯水处理对照组(CK组)、茴香精油处理组(A、B、C、D、E、F组)、肉桂精油处理组(G、H、I、J、K、L组)和牛至精油处理组(U、V、W、X、Y、Z组)，各处理组精油浓度详细见表1。将99%(体积分数)的精油滴入加有吐温-80乳化剂的超纯水(体积比1∶1)中进行稀释、均匀溶解。用扇形喷嘴喷壶，均匀压杆，使得精油均匀喷涂在鲜切苋菜表面，喷涂量5 mL，叶片正反面各喷涂1次，晾干(30 min)， 放置于灭菌处理的托盘(80 g/盘)，聚乙烯膜封存，放置于4 ℃低温保藏。
表1 植物精油保鲜液实验组 单位：μL/mL
Table 1 Experimental groups of plant essential oil fresh-keeping solution
精油处理组精油添加量精油添加量精油添加量精油添加量精油添加量精油添加量茴香精油添加量-(组别)0.1-(A)0.2-(B)0.3-(C)0.4-(D)0.5-(E)0.6-(F)牛至精油添加量-(组别)0.1-(G)0.2-(H)0.3-(I)0.4-(J)0.5-(K)0.6-(L)肉桂精油添加量-(组别)0.1-(U)0.2-(V)0.3-(W)0.4-(X)0.5-(Y)0.6-(Z)
根据鲜切苋菜货架期实验，筛选最佳精油的最佳浓度。初筛时货架期的确定以12名消费者对鲜切苋菜综合评定来判定，标准参照PAILLART等[11]的方法。
1.3.2 保鲜剂抑菌测定
菌落总数测定，PCA培养基、37 ℃、48 h培养条件，并参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[12]。
1.3.3 感官评定
标准参照PAILLART等[11]的方法。评定小组由10名专业感官评定人员组成，每人评定3次，评定后所得分数越高代表品质越好，满分为10分，隔天评价1次。
1.3.4 理化指标测定
1.3.4.1 质量损失率
参照郁杰等[13]方法测定，质量损失率计算如公式(1)所示：
质量损失率
(1)
式中：m0表示初始质量，g；mt表示贮藏时间t时的质量，g。
1.3.4.2 色差
参考DE等[14]的方法，色度变化值ΔE*计算如公式(2)所示：
(2)
式中：L0*，a0*，b0*为样品初始(第0天)色度值，Lt*，at*，bt*为样品贮藏t d后的色度值。
1.3.4.3 叶绿素含量
参照NY/T 3082—2017《水果、蔬菜及其制品中叶绿素含量的测定 分光光度法》[15]。使用分光光度法测定总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的含量。
1.3.4.4 可溶性固形物
将样品充分研磨后4 000 r/min离心10 min，取上清刻度加至检测镜上测定可溶性固形物含量，质量分数(%)表示，重复3次。
1.3.4.5 维生素C含量
参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[16]中2, 6 -二氯靛酚法测定抗坏血酸的含量。称取样品5 g，加入10 mL浸提剂 (2%草酸)，迅速捣成浆, 充分提取维生素C，然后将提取液注入到50 mL棕色瓶中，并用2%(体积分数)草酸稀释到刻度, 提取10 min后过滤用已标定的2, 6 - 二氯靛酚钠盐溶液滴定，至淡红色15 s不褪为止，记录染料的用量。
1.3.4.6 SOD活性
参照超氧化物歧化酶测试盒中的羟胺法。方法：(1)上清液的制备：取1 g样品叶片放入9 mL冰冷的磷酸盐缓冲液中，在冰浴的条件下用匀浆机以10 000～15 000 r/min上下研磨制成100 g/L的匀浆液，在5 000×g的条件下离心10 min，取上清液。(2)反应体系为4.3 mL，在测定管中分别加入75 mmol/L 磷酸盐缓冲液1 mL(pH 7.8)、待测样品的上清液1 mL、0.1 mol/L盐酸羟胺溶液0.1 mL、75 mmol/L 黄嘌呤溶液0.1 mL和0.037 U/L黄嘌呤氧化酶0.1 mL，用旋涡混匀器充分混匀，对照管以1 mL 蒸馏水代替，置37 ℃恒温水浴30 min后取出，加入显色剂2 mL混匀，室温放置10 min，于550 nm处蒸馏水调零并比色，重复3次，酶活性计算如公式(3)所示：
SOD活性
(3)
式中：SOD活性，1 g样品中SOD的含量，U/mg prot；A，反应体系稀释倍数；B，样品稀释倍数。
1.3.4.7 POD活性
参照过氧化物酶测试盒中的比色法。按照说明书将各试剂混匀，常温放10 min，后于420 nm处双蒸水调零，测定各管吸光度值。定义：37 ℃下，1 min内1.0 mL样品，能使反应体系的吸光度值每增加0.01所需的样品量为1个POD单位(U)。酶活性计算如公式(4)所示：
POD活性
(4)
式中：POD活性，1 g样品中POD的含量，U/mg prot；A,比色光镜，cm；V1,反应液总体积，mL；V2,取样液体积，mL；t,反应时间，min；m, 鲜重质量，g；V3，匀浆介质体积，mL。
1.4 数据处理与分析
指标测定3次平行，结果取平均值；采用Origin 9.0软件绘图；使用SPSS Statistics 26软件对各组数据进行方差分析和显著性分析(P<0.05存在显著差异)。
2 结果与分析
2.1 保鲜剂的初步筛选
CK组对比精油处理组(图1)，C、D组(茴香精油0.3、0.4 μL/mL)鲜切苋菜货架期最长为12 d。其余H组(肉桂精油0.2 μL/mL)、X组(牛至精油0.4 μL/mL)、Y组(牛至精油0.5 μL/mL)相比CK组也有较好保鲜效果，但相较于C、D组稍弱。C、D组保鲜效果最好，但单从货架期数据判定不够精准，因此加入0.35 μL/mL茴香精油浓度，实验仍以CK组为对照，对茴香精油C(0.3 μL/mL)、N(0.35 μL/mL)、D(0.4 μL/mL) 组进行详细的理化指标分析。
图1 不同精油处理对鲜切苋菜货架期的影响
Fig.1 Effects of different essential oil treatments on shelf life of fresh-cut amaranth
2.2 茴香精油添加量对鲜切苋菜感官评分的影响
由图2可知，随着贮藏时间的延长，鲜切苋菜的品质呈现逐步下降的趋势。作为消费者，通过感官可以直接感受到商品的现状和状态，是直接影响消费者购买的主要因素。在第6天，C、N、D组明显与CK组产生差异，各实验组感官评分随贮藏时间延长而下降。在第10天，CK组的分值低于5分，组别品质劣变显著，打开包装带有异味，叶片出现黑色斑点，发生软腐。C、N、D组固有气味消失，叶片表面萎焉，叶片微量失水，但未出现褐变现象，N组被消费者接受度最好，其次为D组，之后为C组。N组的货架期为12 d， C、D组的货架期为10 d，CK组的货架期最低为8 d。这说明经过茴香精油处理的实验组能有效延长鲜切苋菜的贮藏时间，其中经过0.35 μL/mL茴香精油处理的N组效果最佳。
图2 茴香精油添加量对鲜切苋菜感官评分的影响
Fig.2 Sensory scores of fresh-cut amaranth treated with fennel essential oil at different concentrations
2.3 茴香精油添加量对鲜切苋菜色差的影响
色度变化值可以反映贮藏期间苋菜叶片颜色的变化。由图3可知，色差变化值随着贮藏时间呈现先上升后下降的趋势。呈现上升趋势主要是因为苋菜叶片在贮藏期间出现黄化、发白现象，下降是因为苋菜叶片在贮藏后期出现了冷害发黑现象，颜色逐步加深，导致色度变化值下降。在所有组别中，N组上升趋势最缓，能有效控制苋菜叶片黄化，其次为C组，最后为D组，CK组的变化幅度较大。说明经过0.35 μL/mL 茴香精油处理的N组能有效控制实验组的内外环境的浓度差，保持较高的叶绿素含量，延缓苋菜衰老。
图3 茴香精油添加量对鲜切苋菜色差的影响
Fig.3 Influence of different concentrations of fennel essential oil on color difference of fresh-cut amaranth
2.4 茴香精油添加量对鲜切苋菜叶绿素含量的影响
叶绿素含量是反映绿叶菜品质最直接的指标。由图4可知，贮藏时间延长，各实验组叶绿素含量下降。这是因为采后经过鲜切处理的苋菜光合作用降低，叶绿体不断被分解，导致叶绿素含量下降。第10天，CK组由起始值41.12 mg/100g降至16.76 mg/100g，且在6～10 d贮藏期间叶绿素含量下降迅速。而C、N、D组下降较慢。这可能是因为6 d后鲜切苋菜表面细菌开始活跃繁殖并产酸，改变了pH值，而茴香精油可通过降低细胞质膜电位，降低细胞质膜pH值[17]，抑制细菌的产酸从而延缓叶绿素分子的脱镁反应，进而延缓叶绿素含量的降低，推迟黄化。该实验结果在色差指标中也得到了印证。
图4 茴香精油添加量对鲜切苋菜叶绿素含量的影响
Fig.4 Effects of different concentrations of fennel essential oil on chlorophyll content of fresh-cut amaranth
2.5 茴香精油添加量对鲜切苋菜抑菌效果的影响
由图5可知，C、N、D组对菌落总数有明显的抑菌作用，但实验组间无显著差异。贮藏前期(2 d)，CK组的菌落总数5.43 lg CFU/g，显著高于C、N、D组的4.647、4.534、4.431 lg CFU/g(P<0.05)。茴香精油对抑制枯草芽孢杆菌、霉菌、大肠杆菌等生长有显著抑制作用[18]。茴香精油有抑菌作用主要因为它可以侵入细菌细胞的细胞壁，扩大了细胞膜的通透性，致使细胞内溶物渗出，从而抑制微生物生长[19]。
图5 茴香精油添加量对鲜切苋菜抑菌效果的影响
Fig.5 Antibacterial effect of different concentrations of fennel essential oil on fresh-cut amaranth
2.6 茴香精油添加量对鲜切苋菜可溶性固形物的影响
鲜切苋菜可溶性固形物包括糖类、维生素和能溶于水的矿物质，可以反映鲜切苋菜营养物质的消耗速度和成熟程度，是衡量鲜切苋菜保鲜效果的重要指标[20]。由图6可知，精油处理组和CK组的可溶性固形物呈现先上升后下降的趋势。可溶性固形物含量上升的主要原因是随着贮藏时间增加，部分高分子质量碳水化合物水解，促进还原性糖含量增加[21]。处理组上升趋势明显高于处理组，这是因为茴香精油刺激了鲜切苋菜，使其抗逆反应更加活跃[22]。熊亚波[23]认为鲜切苋菜表面的细菌被茴香精油有效抑制，还原糖从菌体渗出，对溶性固形物含量上升也会造成微量影响。贮藏时间延长，植物体呼吸作用和细胞代谢过程会消耗低分子质量糖，因而导致可溶性固形物含量下降。CK组和处理组相比下降速率较快，这是因为茴香精油有效抑制鲜切苋菜呼吸代谢效率，降低糖类物质分解速率[24]。在贮藏12 d时，CK组苋菜的可溶性固形物含量降至1.5%，N组的可溶性固形物含量为2.8%，显著高于其他各处理组(P<0.05)。茴香精油添加量增大(0～0.35 μL/mL)，鲜切苋菜采后抗逆反应的效果提升，超过0.35 μL/mL用量之后，可能会影响鲜切苋菜的正常生理活动，造成可溶性固形物含量反而下降。结合上述分析可得，经过0.35 μL/mL茴香精油处理的N组对延缓鲜切苋菜中可溶性固形物下降的效果最佳。
图6 茴香精油添加量对苋菜可溶性固形物的影响
Fig.6 Effects of different concentrations of fennel essential oil treatment on amaranth soluble solids
2.7 茴香精油添加量对鲜切苋菜质量损失率的影响
由图7可知，随着贮藏时间的延长，各组别鲜切苋菜的失重率呈现不断上升趋势。失重率主要是由于贮藏期间果蔬呼吸和蒸腾作用消耗了自身营养成分和水分，表现出叶片萎蔫现象，逐步失去商品价值[25]。相比CK组，茴香精油处理能够有效降低鲜切苋菜水分的散失，抑制鲜切苋菜贮藏期间失重率的上升。其中CK组在第8天时失重率超过了15%，叶片萎缩和皱状现象产生。茴香精油各处理组对维持鲜切苋菜的失水效果尚佳，N组最优，C组和D组处理效果相近，这说明0.35 μL/mL茴香精油对鲜切苋菜保水效果最佳。杨莹等[26]在研究精油对救心菜贮藏品质时也证实该结论，这可能与精油作为油状物质可以有效覆盖叶片表面的气孔相关[26]。
图7 茴香精油添加量对鲜切苋菜失重率的影响
Fig.7 Influence of different concentrations of fennel essential oil on weight loss rate of fresh-cut amaranth
各实验组弛豫时间，峰面积及峰比例可反映样品在贮藏前期(第0天)、贮藏中期(第6天)、贮藏末期(第12天)，0～2 ms结合水、2～20 ms不宜流动水、20～1 000 ms自由水迁移情况[27]。
由图8可知，在0～6 d贮藏期间(贮藏前期)，CK组的结合水含量下降明显，C、N、D组结合水含量下降缓慢，其中N组的结合水下降幅度最少。CK组和实验组的不宜流动水含量变化缓慢，C、N、D组不宜流动水含量呈现微量上升的情况。贮藏末期(6～12 d)各处理组不宜流动水含量相较贮藏前期(0～6 d)各处理组不宜流动水含量下降幅度明显，其中N组不宜流动水含量下降幅度最小。贮藏过程中，CK组的自由水下降幅度最显著，N组的下降幅度最小。各实验组的各水分都呈减少趋势，其中自由水含量下降最为明显，弛豫时间向左产生偏移显著。贮藏前期各实验组自由水含量下降幅度大于贮藏后期各实验组下降幅度。N组下降幅度最小，说明经过0.35 μL/mL 茴香精油对鲜切苋菜的保水性最佳。贮藏前期，鲜切苋菜的水分损失以结合水和自由水为主，并且伴随着向不宜流动水的迁移，以维持苋菜组织内部的正常生理活动[28]。贮藏后期，鲜切苋菜内部水分流失并且消耗严重，苋菜组织水分迁移也随着组织束缚力增大而逐步减弱，结合水、不宜流动水和自由水均呈现含量下降的趋势[29]。N组的不宜流动水含量最高，说明0.35 μL/mL茴香精油在贮藏前期对维持鲜切苋菜品质具有良好的效果。这主要是由于精油覆盖叶片气孔抑制植物蒸腾作用造成，该结果在失重率结果中也可以得到印证。超过0.35 μL/mL用量之后，反而会加快自由水下降，这是因为过量使用精油会影响植物的生理活动。
图8 茴香精油添加量对鲜切苋菜水分迁移的影响
Fig.8 Effects of different concentrations of fennel essential oil on water transfer in fresh-cut amaranth
2.8 茴香精油添加量对鲜切苋菜维生素C含量的影响
维生素C含量不仅是衡量果蔬营养价值的指标，也是反映果蔬抗逆境能力和抗衰老能力的重要指标[30]。由图9可知，在贮藏过程中，CK组和各实验处理组鲜切苋菜的维生素C含量随着贮藏时间延长逐渐下降，茴香精油处理能明显延缓维生素C含量减少，与CK组形成了显著差异(P<0.05)。这说明经过茴香精油处理可以有效维持鲜切苋菜的维生素C含量，D组维生素C含量下降最缓慢，效果最佳。这可能是由于茴香精油能有效改善鲜切苋菜样品在贮藏过程中的抗逆反应，延缓维生素C含量下降。马延红等[31]也证实茴香精油对抗坏血酸具有良好的抗氧化性，且浓度与抗氧化性活性呈现正相关性。
图9 茴香精油添加量对鲜切苋菜维生素C含量的影响
Fig.9 Effects of different concentrations of fennel essential oil on the vitamin C content of fresh-cut amaranth
2.9 茴香精油添加量对鲜切苋菜SOD活性和POD活性的影响
SOD作为抗氧化酶存在于植物体氧化代谢过程中，在抵抗植物体氧化中起着重要作用，能够与超氧阴离子自由基发生歧化反应生成O2和H2O2，从而消除细胞被超氧阴离子自由基损伤。由图10可知，SOD活性值呈现先上升后下降的趋势。主要是因植物体中超氧阴离子自由基释放速度加快而导致SOD活力上升[32]。随着贮藏时间的延长，SOD活力值呈现下降趋势，这主要是因为活性氧自由基不断积累，引起细胞膜脂过氧化，打破活性氧自由基生产与消除的动态平衡[33]。经过茴香精油处理的C、N、D组SOD活力值与CK组存在明显差异(P<0.05)，这主要是因茴香精油能够减少机体被活性氧损害，机体抗氧化能力增强，有效避免植物体的氧化变质[34]。
图10 茴香精油添加量对鲜切苋菜SOD活性的影响
Fig.10 Influence of different concentrations of fennel essential oil on SOD activity of fresh-cut amaranth
POD活性主要用于衡量植物体的衰老程度。由图11可知，各实验组POD活性先上升后下降，这是因为POD主要催化H2O2和有机过氧化物酶转化，氧化酶催化反应中产生H2O2毒性物质，POD活性越高越有助于有效分解
从而经过处理的实验组能够有效缓解鲜切苋菜衰老，延长货架期。
图11 茴香精油添加量对鲜切苋菜POD活性的影响
Fig.11 Effects of different concentrations of fennel essential oil on POD activity of fresh-cut amaranth
综上所述，POD和SOD通过相互协同作用来合理抵抗活性氧自由基和过氧化物自由基对植物机体的伤害。结合POD活力和SOD活力的结果发现，经过茴香精油处理的样品可有效控制鲜切苋菜膜脂化氧化进程。处理组POD活力和SOD活力显著高于CK组(P<0.05)。其中N组(0.35 μL/mL茴香精油)效果最佳，其次为D组，最后为C组，但均优于CK组。
3 结论
在所有处理组中，N组处理(0.35 μL/mL茴香精油)对鲜切苋菜保鲜效果最佳，在贮藏过程中有效延缓了鲜切苋菜叶片的衰老，控制了叶片色黄化，抑制总菌数量增长，减少了叶片水分流失，降低了膜脂过氧化进程速率，抑制了叶片营养物质流失，鲜切苋菜的货架期可达12 d。D组(0.4 μL/mL茴香精油)和C组(0.3 μL/mL茴香精油)对鲜切苋菜同样具有较好的抑菌性能，可使鲜切苋菜货架期达到10 d。结合感官评价，由于添加精油含量不大，精油气味对感官品质的影响在可接受的范围内。
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