檸檬草精油成分分析、抑菌性及對(duì)巨峰葡萄保鮮研究

許澤文，李環(huán)通，王綺潼，蕭會(huì)玲，苗建銀，肖蘇堯

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642）

檸檬草（Cymbopogoncitratus（DC.）Staf），學(xué)名香茅，亦名檸檬香茅，多年生草本植物，歸屬于禾本科（Graminaeae）香茅屬（CymbopogonSpreng）[1]，主要在東半球熱帶及亞熱帶地區(qū)被廣泛種植[2]，我國(guó)檸檬草的主要生長(zhǎng)地區(qū)有貴州、福建、廣東、廣西、海南等省份，在南亞、東南亞地區(qū)多國(guó)將檸檬草作為傳統(tǒng)調(diào)味品，我國(guó)部分少數(shù)民族也習(xí)慣將其作為食品調(diào)料[3]。就目前而言，檸檬草中主要應(yīng)用成分為精油，也有檸檬草多糖提取的報(bào)道[4]，但占比不大。研究表明，檸檬草提取得到的精油中富含檸檬酸、檸檬醛、月桂烯等多種成分[5]，使其具有特殊的芳香，且具有一定的防腐、抑菌、抗氧化的能力[6]。

Murmu 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，添加2%的檸檬草精油時(shí)，阿拉伯樹膠可食用膜可極大改善番石榴的保鮮效果，第40 天時(shí)番石榴果皮CIE a*值仍為負(fù)，在感官評(píng)價(jià)中果皮褐變程度保持在較低水平，整體可接受程度較高，將番石榴的貨架期從7 d 延長(zhǎng)到40 d。Azarakhsh等[8]在鮮切菠蘿的保鮮研究中，通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存到第8 天時(shí)，添加0.3%檸檬草精油的海藻酸鹽可食用涂膜的樣品能夠有效抑制霉菌和酵母的生長(zhǎng)，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)形態(tài)與新鮮菠蘿的相近；而無(wú)涂膜的則顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)皺縮、高程度微生物繁殖。在無(wú)基質(zhì)作為載體的情況下，檸檬草精油同樣能發(fā)揮其抑菌保鮮效果。Yooussef 等[9]發(fā)現(xiàn)檸檬草精油可以有效抑制分離花生中的寄生曲霉，最低抑菌濃度為1.50×103mg/L，其機(jī)制可能是精油破壞了細(xì)胞的酶系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)性化合物的合成，具有進(jìn)一步開發(fā)成花生類食品保鮮材料的價(jià)值。Mbili 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，檸檬草精油對(duì)“金冠蘋果”、“紅粉佳人”和“澳洲青蘋”這3 個(gè)品種的蘋果上感染的灰霉菌具有良好的抑菌性，濃度為0.125%的精油在揮發(fā)態(tài)時(shí)能夠完全抑制菌絲生長(zhǎng)，用該濃度精油浸漬蘋果后可有效減小破潰處病斑的直徑，檸檬草精油組的病斑直徑相對(duì)于空白組而言至少減少了70%。上述研究均表明檸檬草精油確有抑菌和水果保鮮的作用，而采用精油直接接觸法，能夠降低成本、簡(jiǎn)化操作，并且可以達(dá)到良好的抑菌保鮮作用，具有一定可行性。

本文采用水中蒸餾法，以檸檬草為原料進(jìn)行精油的提取，繼而使用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)揮發(fā)精油化學(xué)組成成分進(jìn)行分析與鑒定；通過化學(xué)方法檢測(cè)檸檬草精油的抗氧化活性，并采用抑菌圈以及最低抑菌濃度（minimal inhibitory concentration，MIC）方法研究檸檬草精油的抑菌活性；將精油作用于巨峰葡萄，測(cè)定其質(zhì)量指標(biāo)，從而探究檸檬草精油對(duì)水果的防腐保鮮作用，為檸檬草精油在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

檸檬草：采集于中國(guó)貴州省茅臺(tái)鎮(zhèn)；巨峰葡萄：市售；大腸桿菌（Escherichia coli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。氯化鈉、無(wú)水乙醇為分析純；牛肉膏、蛋白胨：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司。

1.2 儀器

101-1AS 型電熱恒溫干燥箱：康恒儀器有限公司；YXQ-LS-50A 立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SW-CJ-1G 型單人超凈工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；HZQ-B 恒溫培養(yǎng)搖床：金壇市精達(dá)儀器制造有限公司；AL104 型電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；RHB80 手持折光儀：石家莊泰斯特儀器設(shè)備有限公司；EZ-X 質(zhì)構(gòu)儀、7890A-5975C安捷倫氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；PB-10酸度計(jì)：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；SKP-10 電熱恒溫培養(yǎng)箱：黃石恒豐醫(yī)療器械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 檸檬草精油的提取

將新鮮的檸檬草莖葉洗凈、烘干、剪碎，取50.0 g剪碎的檸檬草原料置于燒杯中，分別加入已經(jīng)配置好的氯化鈉溶液 500、750、1 000、1 250 mL，浸泡 24 h，將料液轉(zhuǎn)移入2 000 mL 蒸餾瓶中，將蒸餾瓶放在電熱爐中加熱，設(shè)定初始溫度為135 ℃，并保持微沸約2.5 h，測(cè)試儀中的油量不再增加時(shí)，停止加熱。冷卻1.5 h 后，打開活塞，排出水分。讀出揮發(fā)油的量，記錄揮發(fā)油含量（%）。每組料液比重復(fù)3 次平行試驗(yàn)。

式中：v1為精油的體積，mL；m1為檸檬草的質(zhì)量，g。

1.3.2 檸檬草精油的氣質(zhì)分析（GC-MS）

GC-MS 分析條件：HP－FFAP 彈性石英毛細(xì)管柱的尺寸為30 m×0.25 mm，0.25 μm。程序升溫條件：初始溫度設(shè)為 60 ℃，以 6 ℃/min 升到 150 ℃后，再以10 ℃/min 升到 250 ℃，保持 5 min；在進(jìn)樣入口處設(shè)置溫度為250 ℃，載氣為氦氣，柱流速設(shè)定為1.0 mL/min，采樣體積為2.0 μL、和分流比為50 ∶1。質(zhì)譜條件：EI離子源，電子能量：70 eV，離子源溫度230 ℃，掃描范圍 m/z：10 u～500 u[11]。

按上述分析條件，取少量的樣品溶液進(jìn)行檢測(cè)分析，得檸檬草精油面積百分比報(bào)告和譜庫(kù)檢索報(bào)告，并結(jié)合圖譜分析，通過CAS 號(hào)碼的查詢鑒定各種化學(xué)成分，得到各物質(zhì)在揮發(fā)油中的相對(duì)百分含量。

1.3.3 檸檬草精油抑菌活性研究

1）供試菌的活化及菌懸液的制備

將3 種供試菌種分別倒入3 個(gè)營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放進(jìn)微生物恒溫培養(yǎng)箱37 ℃培養(yǎng)，經(jīng)24 h 活化。活化后，用接種環(huán)將培養(yǎng)皿上的菌挑出至冷卻后的營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中，放進(jìn)恒溫培養(yǎng)搖床37 ℃培養(yǎng)24 h，作為3 種菌液備用。

2）抑菌活性測(cè)定

取牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、氯化鈉5 g 混合于三級(jí)水中，定容至1 000 mL；加熱至完全溶解；調(diào)節(jié)pH值至7.1～7.5；分裝裝入 250 mL 錐形瓶中，蓋上塞子后進(jìn)行121 ℃、15 min 高壓蒸汽滅菌；滅菌后，冷卻備用。

將營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基分裝至培養(yǎng)皿中，待冷卻凝固形成平板。用移液槍吸取100 μL 菌液均勻涂布于平板中。一種菌做成3 個(gè)平板對(duì)照。用鑷子將濾紙片均勻平貼至平板中，一個(gè)平板貼4 張濾紙片，保證各個(gè)濾紙片之間以及培養(yǎng)皿壁的距離均衡。移液槍吸取20 μL 檸檬草精油，滴在濾紙片上，一個(gè)平板中設(shè)置3 個(gè)平行組，1 個(gè)空白對(duì)照組。將平板倒置，放入37 ℃恒溫培養(yǎng)搖床中，培養(yǎng)24 h 后觀察并記錄結(jié)果，采用十字交叉法測(cè)量菌落的生長(zhǎng)直徑。

注：抗菌圈直徑大于20 mm，為極度敏感；15 mm～20 mm，為高度敏感；10 mm～14 mm，為中度敏感；7 mm～9 mm，為低度敏感；小于7 mm，為不敏感[12]。

1.3.4 最低抑菌濃度的確定

以無(wú)水乙醇為溶劑，設(shè)置精油濃度梯度為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μL/mL，每個(gè)濃度設(shè)置 3 個(gè)平行對(duì)照組，以及無(wú)水乙醇空白對(duì)照組。用移液槍在各個(gè)試管中先后加入9 mL 營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基和1 mL 供試菌液，再在各個(gè)試管中加入20 μL 設(shè)置好的精油濃度以及對(duì)照組試劑。放入37 ℃微生物恒溫培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)24 h 后，觀察并記錄菌落生長(zhǎng)情況。若24 h 后觀察試管內(nèi)明顯渾濁，說明有菌生長(zhǎng)；若試管內(nèi)透明澄清，則將試管內(nèi)的混液進(jìn)行平板涂布，且設(shè)置3 個(gè)重復(fù)組，放入恒溫微生物培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，24 h 后，再進(jìn)行觀察并記錄菌落生長(zhǎng)情況。

1.3.5 檸檬草精油作用于巨峰葡萄防腐保鮮作用研究

將同一批次的巨峰葡萄分為6 組，每組3 個(gè)平行，置于2 L 塑料盒內(nèi)，每盒25 粒。每個(gè)塑料盒蓋上貼上一張圓形濾紙片，用移液器向?yàn)V紙上添加一定量的檸檬草精油，使盒內(nèi)最終精油濃度分別達(dá)到0.05%、0.20%、0.35%、0.50%和0.65%，以不添加任何物質(zhì)組為對(duì)照，立即用保鮮膜密封，室溫25 ℃貯藏。每2 d 取樣測(cè)定指標(biāo)，測(cè)定重復(fù)3 次，每個(gè)試樣取3 個(gè)果粒，測(cè)量結(jié)果取平均值。測(cè)定指標(biāo)如下：

爛果率：貯藏結(jié)束后統(tǒng)計(jì)不同處理組的爛果率，參照李次力[13]的方法。

可滴定酸的測(cè)定：采用酸堿滴定法或酸度計(jì)，參照張倍寧等[14]的方法。

可溶性固形物含量：用數(shù)字折光儀測(cè)定，參照曾曉房等[15]的方法。

硬度：用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，參照Wang 等[16]的方法修改如下。將需要測(cè)定的樣品果實(shí)切成1 cm3的正方體后進(jìn)行測(cè)定，質(zhì)構(gòu)儀的參數(shù)設(shè)置為：測(cè)試前速度1 mm/s、測(cè)試速度1 mm/s、測(cè)試后速度1.5 mm/s、測(cè)試距離30 mm。

失重率：電子天平測(cè)定，參照李次力[13]的方法。

式中：m1為第 0 天巨峰葡萄的質(zhì)量，g；m2貯藏后巨峰葡萄的質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 origin 8.6 作圖，SPSS Statistics 21 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 檸檬草精油提取

檸檬草精油的提取中，主要考察料液比對(duì)精油提取得率的影響，結(jié)果如表1 所示。

表1 不同料液比提取檸檬草精油出油量與得率Table 1 The quantity and yield of lemongrass essential oil extracted on difference solid-liquid ratio

在料液比為 1 ∶10（g/mL）到 1 ∶15（g/mL）的范圍內(nèi)，隨著料液比的增大，精油的得率也隨之增大。當(dāng)料液比達(dá)到 1 ∶15（g/mL）時(shí)，出油量與得率達(dá)到最大，3 次試驗(yàn)的平均得率為0.91%；當(dāng)料液比達(dá)到1 ∶20（g/mL）及以上時(shí)，精油得率卻降低了，初步分析原因，檸檬草精油在水里有一定溶解性，故得率不會(huì)隨著料液比的增加而持續(xù)增大，隨著蒸餾過程的繼續(xù)進(jìn)行，溶劑不斷增加，細(xì)胞中的內(nèi)溶物也相應(yīng)更多地溶解于溶液中，溶劑中溶解的精油也越來越多，精油在水中的溶解量也隨之增大，導(dǎo)致能提取出來的精油減少，從而造成得率下降。因此，綜合試驗(yàn)結(jié)果來看，確定1 ∶15（g/mL）為最佳料液比提取條件。這與廖玉琴等[17]和張緒元等[18]的研究結(jié)果一致。

2.2 檸檬草精油的GC-MS分析

上述得到的檸檬草精油，經(jīng)過相應(yīng)的提取、干燥等步驟，利用氣相色譜－質(zhì)譜GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對(duì)精油的化學(xué)成分進(jìn)行鑒定與分析，檸檬香茅精油氣質(zhì)總離子流圖如圖1 所示，各揮發(fā)性成分出峰時(shí)間和相對(duì)質(zhì)量（峰面積百分比）如表2 所示。通過質(zhì)譜分析共檢測(cè)出21 種化學(xué)成分，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)（即峰面積百分?jǐn)?shù)）占總成分的88.32%。

圖1 檸檬草精油氣質(zhì)總離子流Fig.1 GC-MS total ion current chromatograms of lemongrass essential oil

表2 檸檬草精油化學(xué)成分分析Table 2 Chemical components of lemongrass essential oil

續(xù)表2 檸檬草精油化學(xué)成分分析Continue table 2 Chemical components of lemongrass essential oil

由表2 可知，檸檬草精油中含有多種醛類（70.35%）、醇類（7.59 %）、酯類（0.32 %）、醚類（0.60 %）、酮類（0.25%）、烯類（7.92%）等化合物。檸檬草精油的主要化學(xué)物質(zhì)成分是醛類，其次分別是烯類和醇類。精油中有5 個(gè)化學(xué)物質(zhì)的相對(duì)濃度在1.00%以上，分別為（E）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.82%）、（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 31.29 %）、月桂烯（7-甲基-3-亞甲基-1，6-辛二烯）（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 6.49 %）、（E）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯-1-醇（香葉醇）（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為4.99%）和A-畢橙茄醇（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.37%）。這5 個(gè)化學(xué)物質(zhì)的總峰面積占比為82.96%。相對(duì)含量最高的化合物是（E）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 38.82%），第二是（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.29%），此兩者均是檸檬醛的成分，兩者互為順反異構(gòu)體，前者通常稱為反式檸檬醛a，后者通常稱為順式檸檬醛b，在一般情況下是兩者共同組成的混合物為天然檸檬醛。

目前檸檬草精油中主要成分檸檬醛已被證實(shí)具有強(qiáng)的抗菌活性[19]，羅曼等[20]研究表明，檸檬醛的順反異構(gòu)體均能表現(xiàn)出對(duì)黃曲霉的損傷作用，并貫穿整個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)周期，其機(jī)制是破壞膜的選擇透過性，再破壞有序的胞內(nèi)環(huán)境。王新偉等[21]發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)面包酵母以及黑曲霉同樣表現(xiàn)出良好的抑制作用。在趙杰等[22]的研究中，檸檬草精油對(duì)多種植物性病原菌都具有良好的抑菌活性，其中主要有效成分可能就是檸檬醛類物質(zhì)。另有學(xué)者研究表明，檸檬草精油中富含的香葉醇、香茅醇對(duì)醫(yī)學(xué)常見的條件性致病念球菌也具有體外抗菌活性[23]。由此推測(cè)，檸檬草精油的抑菌活性可能是包括醛類物質(zhì)和醇類物質(zhì)在內(nèi)的多種有效成分共同作用實(shí)現(xiàn)。

2.3 檸檬草精油抑菌試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 抑菌能力的測(cè)定

通過測(cè)定檸檬草精油對(duì)各個(gè)供試菌的抑菌圈大小來考察檸檬草精油的抑菌效果，結(jié)果如表3 所示，檸檬草精油對(duì)3 種供試菌均有抑制作用，其中對(duì)枯草芽孢桿菌的抑制效果最顯著，平均抑菌圈直徑為23.8 mm，屬于極敏感；對(duì)金黃色葡萄球菌的平均抑菌圈直徑為22.5 mm，屬于極敏感；對(duì)大腸桿菌的平均抑菌圈直徑為11.2 mm，屬于中度敏感。

表3 檸檬草精油對(duì)供試菌種的抑菌效果Table 3 Bacteriostatic effect of lemongrass essential oilon the test bacteria

2.3.2 最低抑菌濃度的測(cè)定

檸檬草精油對(duì)各個(gè)供試菌的最低抑菌濃度（MIC）如下表4 所示。由表4 可知，檸檬草精油對(duì)3 種供試菌均有抑菌效果，其中金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度為0.1 μL/mL，大腸桿菌的最低抑菌濃度為 0.2 μL/mL。

表4 檸檬草精油對(duì)供試菌種的MICTable 4 Minimal inhibitory concentration test of lemongrass essential oil

由此可以看出，檸檬草精油對(duì)革蘭氏陰性菌作用較差，可能原因是由于革蘭氏陰性菌的外膜賦予其細(xì)菌表面強(qiáng)烈親水性，產(chǎn)生滲透屏障，保護(hù)細(xì)菌不被滲透，這與蘭景堯等[24]關(guān)于姜精油抑菌的研究結(jié)果一致。

2.4 檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄的防腐保鮮試驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 對(duì)巨峰葡萄爛果率的影響

巨峰葡萄爛果率結(jié)果如圖2 所示。

圖2 不同濃度的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄爛果率的影響Fig.2 Effect of different concentrations of lemongrass essential oil on rotting rate of grape

其中未經(jīng)檸檬草精油處理的巨峰葡萄在貯藏第2天開始出現(xiàn)爛果現(xiàn)象，第6 天爛果率達(dá)到40%，并且爛果速度迅速上升，第10 天爛果率已達(dá)100%；而經(jīng)過檸檬草精油處理的巨峰葡萄爛果率均低于未經(jīng)處理組，濃度為0.35%及以上的各組從第6 天才開始出現(xiàn)爛果現(xiàn)象，且到第10 天爛果率均低于40%，其中，檸檬草精油濃度為0.50%時(shí)爛果率最低，第10 天時(shí)爛果率僅為13.3%，因此0.50%的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄病菌的抑制效果最好。

在果實(shí)衰老機(jī)制研究中，前人發(fā)現(xiàn)[25-26]，膜脂過氧化可導(dǎo)致膜透性增加，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，正常生理機(jī)能受損，從而加速果實(shí)的衰老，而丙二醛的生成量是膜脂過氧化程度的重要標(biāo)志。周漢軍等[27]研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)桉葉精油對(duì)砂糖橘具有較好的保鮮效果，檢測(cè)結(jié)果顯示精油可在一定程度上減緩膜脂過氧化進(jìn)程，從而延緩果皮細(xì)胞滲透率的上升，儲(chǔ)藏時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。李寧等[28]發(fā)現(xiàn)丁香精油對(duì)冬棗具有防腐保鮮效果，丁香精油也可以減緩冬棗中丙二醛的生成，從而延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)，丁香精油可以誘導(dǎo)冬棗中過氧化物酶、多酚氧化酶等的活性升高，這些酶類可催化形成保護(hù)性結(jié)構(gòu)而起到抵抗病原菌侵入的作用，進(jìn)一步對(duì)冬棗起到防腐作用。但是，也有研究表明[29]，濃度過高的精油對(duì)果實(shí)也有較強(qiáng)的刺激作用，抑制果實(shí)中多酚氧化酶的活性，反而降低了精油對(duì)果實(shí)的防腐效果。本研究中0.50%的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄病菌的抑制效果最好，而0.65%時(shí)爛果率比0.50%高，很好地印證了上述文獻(xiàn)的研究結(jié)論，即，精油濃度為0.50%時(shí)，可以激活葡萄中的過氧化物酶、多酚氧化酶等酶的活性，同時(shí)減緩了膜脂過氧化進(jìn)程，而濃度上升到0.65%時(shí)，過多的精油卻抑制了酶的活性，從而降低了精油對(duì)葡萄的防腐效果。

2.4.2 精油對(duì)巨峰葡萄可滴定酸的影響

巨峰葡萄中可滴定酸含量檢測(cè)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同濃度的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄可滴定酸含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of lemongrass essential oil on titratable acid of grape

從第4 天開始，各組的可滴定酸含量迅速下降，其中未經(jīng)精油處理組和0%組的下降速度尤為迅速，第10天時(shí)可滴定酸含量由最開始的1.70%下降至1.07%；而經(jīng)檸檬草精油處理后巨峰葡萄的可滴定酸含量在第10 天最高可達(dá)1.51%?？梢姡m當(dāng)濃度的檸檬草精油處理能夠有效減緩可滴定酸含量的降低，維持葡萄的品質(zhì)，保證其口感和風(fēng)味。

可滴定酸對(duì)果實(shí)風(fēng)味有著重要影響，而在果實(shí)貯藏過程中呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，風(fēng)味相應(yīng)受到影響。葡萄中可滴定酸主要為酒石酸和蘋果酸[30]。曾曉房等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)藏期間果實(shí)呼吸作用加強(qiáng)，有機(jī)酸代謝旺盛，易被消耗；另外，果實(shí)受到微生物入侵和繁殖，造成的酸的大量消耗。本試驗(yàn)中的巨峰葡萄經(jīng)過精油處理后，可能抑制了呼吸作用和微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而降低了有機(jī)酸的消耗。

2.4.3 精油對(duì)巨峰葡萄可溶性固形物含量的影響

巨峰葡萄可溶性固形物含量檢測(cè)結(jié)果如圖4 所示。

圖4 不同濃度的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of different concentrations of lemongrass essential oil on soluble solids of grape

隨著貯藏時(shí)間的增加，可溶性固形物含量呈下降趨勢(shì)，其中，檸檬草精油濃度為0.35%和0.50%時(shí)可溶性固形物降低幅度較小，第10 天含量分別為13.8%和13.6%，下降幅度為8%左右；而未經(jīng)檸檬草精油處理組及0%組可溶性固形物的降低幅度較大，第10 天含量分別為11.3%和11.0%，下降幅度達(dá)25.0%左右。由此可見，精油處理可減緩巨峰葡萄可溶性固形物含量的減少?？扇苄怨绦挝镏写蟛糠治镔|(zhì)是糖類物質(zhì)，巨峰葡萄的呼吸作用和微生物生長(zhǎng)繁殖都有可能不斷消耗糖類物質(zhì)，從而使得其可溶性固形物含量降低[31]。而檸檬草精油對(duì)微生物活動(dòng)和巨峰葡萄的呼吸作用起一定抑制作用，從而減緩可溶性固形物的消耗。

2.4.4 精油對(duì)巨峰葡萄硬度的影響

巨峰葡萄硬度的檢測(cè)結(jié)果如圖5 所示，隨著貯藏時(shí)間的增加，巨峰葡萄的硬度呈下降趨勢(shì)，其中未經(jīng)精油處理的巨峰葡萄到第10 天時(shí)迅速降至1.352 kg/cm2左右，下降幅度達(dá)54.9%；而經(jīng)精油處理的巨峰葡萄下降幅度較小，其中0.5%組的硬度為2.20 kg/cm2，下降幅度只有26.7%左右。由此可見，適當(dāng)濃度的檸檬草精油處理可以有效減緩葡萄硬度的降低，維持葡萄的品質(zhì)。

圖5 不同濃度的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄硬度的影響Fig.5 Effect of different concentrations oflemongrass essential oilon hardness of grape

果實(shí)的硬度與果膠物質(zhì)的變化密切相關(guān)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，原果膠分解成果膠導(dǎo)致果實(shí)表皮皺縮，果肉組織軟化，當(dāng)果膠進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為果膠酸時(shí)果肉徹底軟爛[32]。果實(shí)采摘后，呼吸作用逐漸增強(qiáng)，而其中果膠分解酶類的活性也逐漸增強(qiáng)[33]。檸檬草精油一定程度上抑制微生物生長(zhǎng)，減少破潰程度，降低水果呼吸作用，從而降低果膠酶類的作用。

2.4.5 對(duì)巨峰葡萄失重率的影響

對(duì)巨峰葡萄失重率的檢測(cè)結(jié)果如圖6 所示，未經(jīng)檸檬草精油處理的巨峰葡萄失重率第10 天失重率已達(dá)到16.9%；而0.50%組的儲(chǔ)藏第10 天時(shí)失重率僅為1.59%，其他組失重率均較高于0.50%的濃度。

圖6 不同濃度的檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄失重率的影響Fig.6 Effect of different concentrations of lemongrass essential oil on weight loss of grape

結(jié)合前面的爛果率、可滴定酸、固形物含量及硬度等指標(biāo)的結(jié)果可知，未經(jīng)精油處理巨峰葡萄腐爛嚴(yán)重，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分流失嚴(yán)重，而檸檬草精油處理的巨峰葡萄腐爛率低，微生物消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少，且精油對(duì)巨峰葡萄的呼吸作用有一定的抑制作用，因此失重率也相應(yīng)較低，其中以0.50%組的失重率最低。

3 結(jié)論

水蒸氣蒸餾法的提取工藝的優(yōu)點(diǎn)有操作簡(jiǎn)單、成本低等，故該條件切實(shí)可行，當(dāng)料液比達(dá)到1 ∶15（g/mL）時(shí)，出油量與得率達(dá)到最大，平均得率為0.91%。利用GC-MS 聯(lián)用儀對(duì)提取的檸檬草精油進(jìn)行成分分析鑒定，得到檸檬草精油中有21 種組分，分別含有醛、烯、醇、酮、酯、醚類等化合物，其中相對(duì)含量最高的化合物是（E）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.82%）、其次（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.29%），兩者互為順反異構(gòu)體，其混合物為檸檬醛。檸檬草精油對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌3 種常見致病菌的抑菌效果良好，尤其對(duì)枯草芽孢桿菌具有顯著的抑菌效果，對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度為0.1 μL/mL，大腸桿菌的最低抑菌濃度為0.2 μL/mL。而抑菌圈試驗(yàn)結(jié)果顯示，檸檬草精油對(duì)3 種致病菌的抑菌圈大小分別為枯草芽孢桿菌＞金黃色葡萄球菌＞大腸桿菌，23.8 mm＞22.5 mm＞11.2 mm。檸檬草精油對(duì)巨峰葡萄具有防腐保鮮的作用，綜合試驗(yàn)結(jié)果來看，精油濃度為0.50%時(shí)具有最佳的保鮮效果，能夠有效減少爛果率和失重率，減緩可滴定酸和可溶性固形物等風(fēng)味物質(zhì)含量的下降，維持良好的外觀口感狀況。該研究對(duì)貴州茅臺(tái)檸檬草提取的精油進(jìn)行了成分分析和抑菌活性檢測(cè)，對(duì)開發(fā)利用檸檬草這一植物資源有一定的指導(dǎo)作用，也能夠?yàn)檫M(jìn)一步深入研究奠定檸檬精油的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)參考。

4 討論

近幾年國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，檸檬草精油不僅對(duì)植物病原菌有較好的抑制作用，對(duì)人體病原菌同樣具有抑制效果。Goyal 等[34]的研究表明，檸檬草精油濃度設(shè)置為1 ∶10（g/mL）時(shí)對(duì)人體口腔內(nèi)的鏈球菌、中間普氏菌和牙齦卟啉單胞菌具有抑制作用（抑菌圈大小分別為大于20 mm、大于10 mm 和大于10 mm），而這些病原菌可誘發(fā)人口腔疾病如牙周炎等。Shivaraj 等[35]進(jìn)行進(jìn)一步研究，將含有2%檸檬草精油的凝膠作用于牙周疾病患者的牙齦上，用藥3 個(gè)月后發(fā)現(xiàn)探診深度和附著喪失均得到明顯改善，兩個(gè)指標(biāo)的降幅分別比對(duì)照組多出14.3%和22.6%，證明檸檬草精油有促進(jìn)牙周組織修復(fù)的作用。上述對(duì)組織的修復(fù)可能不僅僅是通過抑菌而產(chǎn)生的治愈效果，Venzon 等[36]發(fā)現(xiàn)當(dāng)檸檬草精油最低口服有效劑量分別為10 mg/kg 時(shí)，可有效減少小鼠急性酒精性胃潰瘍和慢性乙酸性胃潰瘍的潰瘍面積，分別減少了51.67%和34.52%，可以推斷檸檬草精油能有效加速胃部愈合過程。檸檬草精油還可運(yùn)用于人體體表狀況的改善，Han 等[37]研究顯示檸檬草精油在最大無(wú)細(xì)胞毒性濃度0.001 2%時(shí)能夠顯著抑制許多人類皮膚細(xì)胞炎癥標(biāo)志物的產(chǎn)生和強(qiáng)烈影響全局基因組表達(dá)譜，多種最受影響的基因和通路很大程度上與炎癥過程相關(guān)，檸檬草精油具有用于治療皮膚炎癥等疾病的潛力。胡君姣等[38]研究表明，檸檬草精油對(duì)酪氨酸酶具有良好的抑制作用，與不同祛斑成分混合后既可增強(qiáng)對(duì)酪氨酸酶的抑制作用，又可減少不穩(wěn)定祛斑成分的大量使用，具備應(yīng)用在化妝品領(lǐng)域的前景。研究表明檸檬草精油中含有的香葉醇對(duì)神經(jīng)痛大鼠能起到鎮(zhèn)痛作用，其機(jī)理可能是通過抑制背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元上分布的Navl.7 通道蛋白起到對(duì)坐骨神經(jīng)保留性損傷模型機(jī)械痛覺超敏的改善作用[39]，具有運(yùn)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的價(jià)值。檸檬草精油中的檸檬醛還有良好的自由基清除能力，具有一定的抗氧化作用[40]。

檸檬草精油中成分復(fù)雜，具有眾多的功能活性，并且可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，但目前研究檸檬草精油作用機(jī)理的文獻(xiàn)還比較少，未來可進(jìn)一步深入探索具體的細(xì)胞組學(xué)、基因組學(xué)原理，針對(duì)性分析不同成分在單體或者協(xié)同作用下表現(xiàn)出的生物活性。