李奇松 李家俊 叶江华 张奇 贾小丽
摘 要：利用茶多酚具有抗氧化、抑菌、绿色环保等特点，开发一款含茶多酚高效的天然水果复合保鲜剂。通过比较茶多酚、苯甲酸钠、山梨酸钾的抑菌效果，确定茶多酚的抑菌浓度;并进一步研究了茶多酚与被膜剂（巴西棕榈蜡和商业化被膜剂）复合保鲜剂在柑橘保鲜中的作用。抑菌试验结果表明，茶多酚对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为0.4、0.6和1.0 g·L-1，其抑制细菌效果显著优于苯甲酸钠和山梨酸钾;而茶多酚对酿酒酵母无抑制作用。基于抑菌试验结果，复合保鲜剂中的茶多酚添加浓度确定为0.8 g·L-1。柑橘保鲜试验的结果显示，与空白对照相比，商业化被膜剂（CP）、商业化被膜剂+茶多酚（CP-TP）、巴西棕榈蜡（ZL）、巴西棕榈蜡+茶多酚（ZL-TP）处理均具有保鲜效果。含巴西棕榈蜡的处理的柑橘硬度和保水能力显著高于含商業化被膜剂的处理;ZL处理的果皮抑菌率和维生素C含量均显著高于CP处理;茶多酚能显著提高巴西棕榈蜡保鲜剂的抑菌率，维持维生素C含量和降低水果呼吸速率。研究结果表明棕榈蜡+茶多酚复合涂剂的保鲜效果最优。
关键词：茶多酚;柑橘保鲜;抑菌;水果保鲜;巴西棕榈蜡
中图分类号：S 571.1 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2021）10-0022-05
DOI：
10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.10.005
Antimicrobial Activity of Tea Polyphenols and Its Application in Fruit Compound Preservative
LI Qi-song1， 2， LI Jia-jun1， YE Jiang-hua1， 2， ZHANG Qi2， JIA Xiao-li1*
（1. College of Tea and Food Science， Wuyi University， Nanping， Fujian 354300， China;
2. Fujian Key Laboratory of Agroecological Processing and Safety Monitoring/College of
Life Sciences， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China）
Abstract：
Because tea polyphenols had the characteristics of anti-oxidation， bacteriostasis and environmental protection， an efficient natural fruit compound preservative containing tea polyphenols was developed. The inhibitory concentration of tea polyphenols was determined by comparing the antibacterial effects of tea polyphenols， sodium benzoate and potassium sorbate. Then， the effects of the compound preservative， containing tea polyphenols and coating agent （carnauba wax and commercial coating agent） on the preservation of Citrus reticulata were further studied. The bacteriostasis test results showed that the minimum inhibitory concentrations of tea polyphenols against Escherichiacoli， Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus were 0.4 g·L-1， 0.6 g·L-1 and 1.0 g·L-1， respectively. The antibacterial effect of tea polyphenols was significantly better than that of sodium benzoate and potassium sorbate， but it had no inhibitory effect on Saccharomyces cerevisiae. Based on the bacteriostasis test results， the concentration of tea polyphenols in the compound preservative was determined to be 0.8 g·L-1. The preservation experimental results of Citrus reticulata showed that compared with the blank control， the treatments of commercial coating agent （CP）， commercial coating agent+tea polyphenol （CP-TP）， carnauba wax （ZL）， carnauba wax+tea polyphenol （ZL-TP） all had the preservation effects. The hardness and water retention capacity of Citrus reticulata treated with carnauba wax were significantly higher than those treated with the commercial coating agent， and the bacteriostasis rate and vitamin C content of peel treated with carnauba wax were significantly higher than those treated with the commercial coating agent. Tea polyphenols could significantly improve the bacteriostasis rate of carnauba wax preservative， maintain the content of vitamin C and reduce the respiration rate of fruits. The results showed that the compound preservative of carnauba wax and tea polyphenol had the best preservation effect.
Key words：
Tea polyphenols：
Preservation of Citrus reticulata; Bacteriostasis; Fruit preservation; Carnauba wax
我国果蔬产后损失率达20%～30%，这一数值显著高于发达国家[1]。当前贮藏过程中的保鲜技术多样，如低温保鲜、气调保鲜、微波和辐照保鲜以及涂膜保鲜等，其中涂膜保鲜剂具有减少呼吸作用、水分流失、微生物侵入的作用，加之操作简单，应用广泛[2-3]。涂膜保鲜剂可以减少果蔬在运输贮藏和销售过程中的损失，因此低成本的化学合成防腐剂和保鲜剂被大量的应用。常用化学合成防腐剂有山梨酸钾、苯甲酸钠、百菌清、抑霉唑、2苯基苯酚钠盐等[1]。然而，许多化学合成防腐剂的不规范使用，导致了高残留量，严重威胁食品安全[4]。因此，天然保鲜剂的开发和应用具有广泛的前景
[5]。
茶多酚是从茶叶和茶叶副产品中提取的天然活性物质，占鲜叶干重的20%～35%，其中儿茶素类为主要成分，占鲜叶干重的12%～24%，分为酯型儿茶素（表儿茶素没食子酸酯ECG和表没食子儿茶素没食子酸酯EGCG）和非酯型儿茶素（表儿茶素EC和表没食子儿茶素EGC）[6]。茶多酚的多酚羟基使其具有良好的抗菌活性和抗氧化活性。多酚羟基可以与细菌细胞膜蛋白结合，改变膜的通透性，破坏细胞膜结构，同时，茶多酚也能调控细菌生理代谢，产生生长抑制作用，因此茶多酚在抗菌方面表现出广谱性，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抑制作用[7]。在抗氧化性方面，多酚羟基可提供质子，能有效结合自由基，其抗氧化效果明显优于现在市场上已广泛使用的合成抗氧化剂[8]。茶多酚已被应用于部分肉类和油脂类食品的抑菌和防腐，效果良好[7]。
目前，中国的茶树种植面积和产量均是世界第1，年产量约300万t茶叶，而在茶树栽培及加工过程中，修剪的枝叶、筛除的茶末等，没有得到充分的开发利用[9]。本试验研究了不同浓度茶多酚和化学合成防腐剂的抗菌性，结合天然巴西棕榈蜡制成复合保鲜剂，将其应用于柑橘保鲜，同时与常规涂膜保鲜剂的保鲜效果进行了比较分析，以期开发出一款保鲜效果优于常规涂膜保鲜剂的绿色无公害复合茶多酚的水果保鲜剂，将具有较大社会和经济价值。
1 材料与方法
1.1 试验材料
茶多酚（98%）购置于合肥博美生物公司;山梨酸钾、苯甲酸钠、巴西棕榈蜡和油酸购置于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，商业化被膜剂（含果蜡）。
供试菌株及培养基：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌。金黄色葡萄球菌采用7.5% NaCl 肉汤培养基，其余细菌采用LB培养基，酿酒酵母采用酵母浸出粉胨葡萄糖培养基（YPD）。
1.2 茶多酚抑菌试验
菌种准备：将待测细菌菌株用相应的液体培养基活化，细菌浓度达OD600=0.5。再将活化后的菌液稀释至10-2备用。
培养基准备：配置茶多酚工作液（0.1 g·mL-1），将茶多酚工作液加入培养基中，制成系列浓度梯度，110℃灭菌20 min后倒入平板。按相同方式配置含有1 g·L-1山梨酸钾和苯甲酸钠培养基，并做空白对照。
细菌和酿酒酵母抑菌试验采用平板计数法参照已有报道[10]。分别向含不同浓度梯度茶多酚的平板加入0.1 mL稀释后菌液，并涂布均匀。细菌于37℃培养24 h，酿酒酵母于28℃培养48 h，培养完成后进行菌落计数。
抑菌率=（对照皿菌落数-试验皿菌落数）/对照皿菌落数×100%
1.3 茶多酚复合涂剂的保鲜试验
柑橘采摘于南平市顺昌县，选择同一批次，表皮无损伤，大小色泽一致的新鲜柑橘。柑橘表面用水洗净后，40个柑橘为1组，共分为5组。参照表1，将柑橘浸入不同处理溶液，浸泡2 min后，取出晾干，置于室温，待后续分析。
1.4 检测项目与方法
呼吸强度采用草酸溶液滴定法测定[11]。抗坏血酸含量测定，参照食品安全国家标准GB 5009.86-2016《食品中抗坏血酸的测定》采用2，6二氯靛酚滴定法。失重率=（原有重量-现有重量）/原有重量。硬度采用GY4硬度计（浙江托普云农科技股份有限公司）进行测定。表皮菌落总数测定方法参照食品安全国家标准GB 4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》，取2 cm×2 cm大小柑橘表皮，放入20 mL无菌水中，振荡5 min，超声5 min后获取待测悬浮液，采用平板计数琼脂培养基（PCA）进行计数。
1.5 数据统计与分析
测定获得数据用WPS XLSX表格工具进行汇总，再用DPS（V 7.05）软件进行差异显著性分析（LSD法，P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 茶多酚抑菌效果分析
茶多酚与常用防腐剂（山梨酸钾和苯甲酸钠）的抑菌效果分析结果（表2）表明，茶多酚对大肠杆菌的最低抑菌浓度为0.4 g·L-1，对金黄色葡萄
球菌的抑菌最低抑菌浓度为1 g·L-1，对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为0.6 g·L-1。0.2 g·L-1的茶多酚对大肠杆菌、葡萄球菌和芽孢杆菌的抑菌率分别为96.25%、23.00%和97.80%。而1 g·L-1山梨酸钾和苯甲酸钠对大肠杆菌、葡萄球菌和芽孢杆菌的抑菌率分别为4.02%～32.71%、47.32%～68.24%和95.74%～97.27%。总之，与山梨酸钾和苯甲酸钠相比，茶多酚对细菌具有更强的抑制作用，而对酿酒酵母无抑制作用。
2.2 茶多酚复合被膜剂对柑橘呼吸作用的影响
基于茶多酚的抑菌试验结果，以0.8 g·L-1作为茶多酚添加在被膜劑中的最终浓度，并与商业化被膜剂进行比较分析。呼吸强度试验结果（图1）表明，柑橘采摘后呼吸作用强度逐渐下降，而且下降趋势随时间减缓。空白处理（CK）的呼吸强度显著高于其他被膜剂处理，且差异随着柑橘放置时间延长变得更大;棕榈蜡茶多酚（ZLTP）处理能迅速降低柑橘的呼吸强度，到第14 d时呼吸速率仅为4.04 mg CO2·kg-1·h-1，显著低于其他处理（6.35～7.45 mg CO2·kg-1·h-1）。
2.3 茶多酚复合被膜剂对柑橘保鲜效果分析
于室温放置14 d后，对各处理柑橘硬度、维生素C、失重率、表皮微生物生长情况进行分析。结果表明（表3），与CK相比，所有被膜处理均具有保鲜效果;含棕榈蜡的ZL-TP和ZL处理的柑橘硬度无显著差异，分别为0.85、0.83 kg·cm-2，但显著高于含商业化被膜剂的CP-TP（0.76 kg·cm-2）和CP（0.73 kg·cm-2）处理。维生素C在各处理间的变化趋势与硬度一致;ZL-TP处理的维生素C含量（28.20 mg·hg-1）显著高于其余处理;ZL处理的维生素C含量显著高于CP处理。失重率表现出与硬度和维生素C含量相反趋势，含棕榈蜡的处理失重率显著低于含商业化被膜剂处理，ZL-TP和ZL处理的失重率分别为5.24%和6.35%，显著低于CP-TP（11.93%）和CP（11.53%）处理。从表皮菌落数及抑菌率结果来看，商业化被膜剂（CP）和空白处理无明显差异，抑菌率仅为2.18%;而向商业化被膜剂添加茶多酚后，产生显著的抑菌效果，抑菌率提高到77.21%。棕榈蜡处理（ZL）具有一定的抑菌效果（90.15%），添加茶多酚后（ZL-TP处理）抑菌率得到显著的提高（96.22%）。
3 讨论
通常水果采摘后不及时进行保鲜处理，会因为自身氧化和呼吸作用、微生物侵染、水分蒸发等，最终导致质地变软和腐烂变质[12]。
茶多酚是一种天然抗氧化剂和抗菌剂，替代化学合成防腐剂应用于涂膜保鲜，将产生重要社会和经济价值。山梨酸钾和苯甲酸钠对细菌的最小抑菌浓度约为2 g·L-1[13]，在水果保鲜使用浓度通常为1 g·L-1[14]，不能完全抑制细菌生长。而本研究中，茶多酚对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度仅为0.4、1.0和0.6 g·L-1。茶多酚对细菌生长的抑制效果显著优于山梨酸钾和苯甲酸钠。而茶多酚无法抑制（酵母）真菌的生长，抗真菌能力显著弱于抗细菌能力，抑菌浓度高于10 g·L-1[15]，与前人报道一致[10]。
涂膜保鲜剂通常包含被膜剂和防腐剂。被膜剂通常会在水果表面形成一层膜，起到抑制呼吸、防止水分蒸发和隔绝微生物入侵的作用，同时也能提高水果光亮度[3]。天然巴西棕榈蜡含有几丁质酶和
β1，3葡聚糖酶，能破坏真菌细胞壁结构，对匍枝根霉、褐腐病菌、尖孢镰刀菌、酿酒酵母、菜豆炭疽病菌等真菌具有显著抑制作用[16]，3%的天然巴西棕榈蜡能有效防治油桃采摘后因真菌引起的表皮腐烂[17]。本研究将茶多酚（0.8 g·L-1）和巴西棕榈蜡（3%）复合，同时设计不同涂膜保鲜剂处理作为对照，应用于柑橘保鲜，并对不同处理的保鲜效果进行比较分析。14 d后的试验结果表明，涂抹含有商业化被膜剂和巴西棕榈蜡的处理均能显著降级柑橘呼吸作用，其中棕榈蜡茶多酚（ZL-TP）处理柑橘呼吸强度最低;含有巴西棕榈蜡处理（ZL和ZL-TP）的保水能力和硬度优于含商业化被膜剂处理（CP和CP-TP）;该结果与ZL和ZL-TP处理的表面微生物数量较少有关，表明巴西棕榈蜡的抗菌作用和成膜效果比商业化被膜剂更好。添加茶多酚的处理ZL-TP和CP-TP，分别比不添加茶多酚处理ZL和CP的维生素C含量高，该结果可能与复合涂剂中的茶多酚抗氧化作用有关，能延缓维生素C的降解;添加茶多酚能显著提高商业化被膜剂和进一步提高巴西棕榈蜡的抑菌率，能有效延缓水果腐烂的过程。
综上所述，棕榈蜡具备成膜效果好和抑制真菌生长的特点，茶多酚具有抗氧化性和抑制细菌生长特点。棕榈蜡茶多酚（ZL-TP）复合被膜剂结合了二者优点，保鲜效果最佳，具有应用价值。
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（责任编辑：柯文辉）
收稿日期：2021-08-02
作者簡介：
李奇松，男，1987年生，博士，讲师，主要从事茶树生理与分子生态学研究。
*通信作者：
贾小丽，女，1980年生，博士，教授，主要从事茶园生态学研究（E-mail：jiaxl2010@126.com）。
基金项目：福建省自然科学基金项目（2020J05217）;福建省中青年教师教育科研项目（JAT190787）;福建省农业生态过程与安全监控重点实验室（福建农林大学）开放基金（NYST-201902）;福建省一流本科专业（茶学）建设（SJZY2019004）。
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