葡萄采后保鮮技術的研究進展

張家國，李寧，郭風軍

（1.山東省農產品貯運保鮮技術重點實驗室，山東濟南 250103；2.齊魯醫藥學院，山東淄博 255300）

葡萄（Vitis vinifera L.）為葡萄科、葡萄屬木質藤本植物，是世界最古老的樹種之一，原產亞洲西部，世界各地均有栽培。葡萄最早在我國北部種植，距今已有2 000多年的歷史[1]。2016 年我國葡萄種植面積達84.7 萬km2，總產量為1 374.5 萬t，均居世界第二位。2017 年葡萄總產量比2016 年下降，但也達到1 308.3 萬t。葡萄用途廣泛，可生食、制干或釀酒。

葡萄要經過一系列的流通環節，才能到消費者手中，葡萄常溫條件下極不耐貯藏，在貯藏流通環節損失較大。據統計，我國葡萄采后貯藏運輸過程中，20%以上會因腐爛、落粒、失水、褐變等問題導致損失[2]。如果在貯運過程中采用合適的保鮮技術，可以減少腐爛率，降低經濟損失。因此，明確葡萄采后保鮮技術研究的最新進展，找出減少葡萄采后損失的解決對策，分析預測發展趨勢，能夠為我國葡萄產業的健康可持續發展提供參考依據。

1 影響葡萄保鮮的因素

1.1 葡萄品種

葡萄屬于漿果類，是最不耐貯藏的水果之一。不同的葡萄品種，耐貯性差異很大。首先，果皮厚，含糖量高，果梗、穗軸易木質化的品種耐貯藏。例如，歐亞的葡萄品種特別是東方品種，果皮厚，果面及果軸覆有一層蠟質果粉，含糖量較高，較美洲品種耐貯藏。其次，成熟期不同的品種，耐貯性有差異。一般來說，晚熟品種最耐貯藏，中熟品種次之，早熟品種最不耐貯藏。第三，有色品種比無色品種耐貯藏。有色品種果皮較厚，果粉和蠟質層致密均勻，能阻止水分損失和病害的侵染。此外，同一品種不同的結果次數，耐貯性也有較大差異。一般來說，第2、3 次結的果比第1 次結的果更耐貯藏[3]。可見，耐貯性好的品種具有果皮厚韌、果皮和穗軸蠟質厚、含糖量高、不易脫粒和果柄不易斷裂等生理特性。

1.2 貯藏環境

1.2.1 濕度

葡萄在空氣濕度較低的條件下，果粒不易腐爛，但易失水萎縮導致失重或脫粒，影響外觀；空氣濕度太高，易造成微生物的侵染，引發病害。據研究，葡萄貯藏在空氣相對濕度90%～95%的條件下，損耗率最低[4]。

1.2.2 溫度

低而穩定的溫度對葡萄的貯藏十分重要。貯藏環境溫度較高，會促進霉菌的生長；但溫度過低，會對葡萄產生凍害；溫度波動會造成包裝袋內結露和濕度過大，從而導致腐爛加劇[8]。一般葡萄貯藏以-2～3 ℃為宜[4]。

1.2.3 氣體組成

葡萄適應低O2和高CO2的貯藏環境，CO2濃度高可以減少果實有機物的消耗，減少水分的流失，從而保證葡萄的品質。因此，適當提高貯藏環境內CO2的濃度并降低O2的濃度，可有效地抑制葡萄呼吸作用和微生物的危害，延長葡萄貯藏期。在0 ℃，O2濃度5%、CO2濃度10%條件下，葡萄的貯藏效果最佳[4]。

1.3 預冷狀況

預冷對葡萄的貯藏效果有直接影響，貯藏前必須進行預冷。采后若不預冷，葡萄會在呼吸代謝活動中釋放大量的熱量，同時，因采收時氣溫較高，果穗自身帶來的田間熱，在葡萄裝箱裝車后，熱量匯集，溫度不斷升高，如果運輸時間過長，會直接影響葡萄的耐貯性[9]。采收后預冷可盡快散發果實的田間熱和呼吸熱，便于降低果實內的呼吸消耗，有效防止果梗干枯變褐、果粒軟化脫落的現象，從而延長保鮮貯藏時間。研究表明，預冷溫度在果穗不明顯失水，果溫-0.5～0 ℃為宜[5]。

1.4 微生物作用

果實貯藏過程中，表面的蠟質、角質層逐漸發生變化，出現裂紋或氣孔，失去自身調控能力，病原菌通過自然開孔侵染，引起果實腐爛[6]。真菌是引發葡萄采摘后腐爛的主要原因，包括灰霉、根霉、黑曲霉、青霉、芽枝霉、匐柄霉、粉紅單端胞霉、鏈格孢霉和葡萄球菌等。其中，灰霉菌對葡萄的危害最大，常造成巨大的經濟損失[7]。

2 葡萄采后的保鮮技術

傳統的保鮮方法有煙熏、窖藏、缸藏等，但一般效果不佳，貯藏后葡萄品質發生明顯變化，不能適應市場需求[8]。目前，國內外常用的葡萄保鮮方式主要有物理保鮮、化學保鮮和生物保鮮三大類[9]。

2.1 物理保鮮技術

2.1.1 常用的物理保鮮技術

（1）輻射保鮮技術

輻射保鮮是一種用射線消除葡萄果皮上的致病微生物，減少葡萄采后病害的發生率，從而達到保鮮效果的貯藏方法[10]。劉然然等[11]研究表明，不同強度低輻能流短波紫外線（UV-C）照射玫瑰香葡萄可以有效抑制貯藏期果實的腐爛和褐變，減緩總酚含量和抗氧化能力的下降；UV-C 的照射劑量范圍為0.125～0.5 kJ/m2，葡萄的抗病性能得到增強；但劑量超過1.0 kJ/m2，則會引起果實褐變，果柄處出現斑點，果實變軟加速[12]。康芬芬等[13]研究表明，輻照檢疫處理劑量為400～600 Gy 對葡萄呼吸強度、硬度和糖酸度等貯藏品質效果較好。因此，輻射保鮮技術通過照射誘導果實，不但能降低果實的呼吸速率，消除貯藏環境中的乙烯氣體，殺死病菌，還能提高果實自身的抗病性，減輕采后腐爛損失，延緩果實的成熟衰老，延長貯藏保鮮期，是一種無化學殘留、操作簡單而又不損傷果實的貯藏方法[14]。

（2）氣調保鮮技術

氣調保鮮是指低溫條件下通過調整和控制貯藏環境中氣體成分的比例來降低果實呼吸強度，減少養分消耗，從而延長果蔬貯藏期的技術。黃永紅等[15]研究證明，2%～3%O2＋3%～5%CO2氣體條件下貯藏葡萄，保鮮效果最佳。Deng 等[16]認為，80%O2或40%O2＋30%CO2適宜保持巨峰葡萄貯藏保鮮期間果實硬度，且前者效果更佳。氣調保鮮技術經濟、安全無污染，結合其他技術（如保鮮劑處理）利用效果更佳[17]。

（3）臭氧保鮮技術

臭氧保鮮技術是指在葡萄入庫貯藏前用臭氧氣體或臭氧水的強氧化性快速殺滅細菌，延長葡萄生命周期的技術。臭氧是一種很強的氧化劑，具有消除異味、氧化新陳代謝產物、殺滅微生物等作用。有學者提出在-1～0 ℃、相對濕度90%～95%，臭氧濃度為12～16 mg/L，保存葡萄的效果較好[18]。武杰等[19]研究表明，冷藏葡萄果實采后經臭氧處理后5 ℃貯藏，選擇八成熟果實的保鮮效果最好。濃度為81.41 mg/m3的臭氧處理葡萄果實，可有效抑制葡萄呼吸強度，延緩成熟衰老進程，減少貯藏過程中的腐爛變質現象[20]。臭氧保鮮最好結合其它技術共同使用，李華江等[21]研究提出，采用臭氧結合保鮮劑處理葡萄的效果優于單一使用臭氧或保鮮劑處理。

（4）低溫冷藏保鮮技術

低溫冷藏保鮮是現代葡萄貯藏保鮮的主要方式，其它保鮮技術都是在低溫保鮮基礎上發展起來的輔助手段。這種貯藏方法不受環境條件的限制，主要方法為冷庫貯藏法。其優點為降溫快、冷卻迅速，能維持葡萄所需的低溫（-1～0 ℃）、相對濕度（90%～95%）。但在貯藏中應注意防止凍害，葡萄的冰點因含糖量不同而異，含糖量越高，冰點越低。因此，貯藏葡萄適宜的溫度以-1～0 ℃，甚至在極輕微結冰之后仍能恢復新鮮狀態[22]。

（5）低溫高濕保鮮技術

低溫高濕保鮮技術是控制冰點貯藏保鮮，即把冷庫的溫度調到0～1 ℃，濕度調到95%[23]。該方法能夠防止葡萄汁液流失，并且不會破壞細胞和組織結構，降低爛果率，有效延緩果蔬后熟，是一種有實際應用價值的保鮮方法，也是近年來研究的主流[24]。

2.1.2 物理保鮮技術的優缺點

上述五種物理保鮮技術各有優缺點，如低溫冷藏保鮮技術的優點為降溫快，冷卻迅速，能維持葡萄所需的低溫和相對濕度，缺點是在貯藏過程中溫度控制不好，容易造成葡萄的凍傷。低溫高濕保鮮技術是葡萄采后貯藏保鮮的有效手段，結合化學保鮮劑處理是目前普遍采用的葡萄保鮮方法。輻射保鮮技術天然環保、應用廣泛，但目前對不同葡萄品種輻射劑量的研究尚不完善，另外，輻射裝置價格昂貴，購置成本高，操作專業性強，因此，使用范圍受到很大限制。臭氧保鮮技術單獨使用的效果不理想，需要結合化學保鮮劑，再進行低溫保鮮才能取得良好的效果。氣調保鮮技術在部分果蔬保鮮上安全無污染，但在葡萄保鮮上與冷藏比較沒有顯著優勢，并且成本高。

2.2 化學保鮮技術

2.2.1 常用的化學保鮮技術

化學保鮮是應用化學藥劑對果品進行保鮮，這些化學藥劑可以統稱為保鮮劑。根據使用方法的不同，保鮮劑可以分為吸附型、浸泡型、熏蒸型和涂膜型四種類型[3]。目前生產上常用的化學保鮮劑有二氧化硫、過氧化鈣、仲丁胺、二氧化氯、1-甲基環丙烯等。

（1）二氧化硫（SO2）保鮮

傳統的化學保鮮方法中，SO2和亞硫酸鹽系列保鮮劑的保鮮效果較好，也是最常用的保鮮劑。SO2不僅對灰霉菌有強烈的抑制作用，而且可以抑制多酚氧化酶（PPO）等氧化酶的活性，降低呼吸強度，延緩果實成熟，提高果實耐貯性。迄今為止，SO2系列保鮮劑仍是國內外最有效、也是使用最廣泛的葡萄貯藏保鮮措施[24]。

（2）過氧化鈣保鮮

過氧化鈣是一種浸泡型保鮮劑。在貯藏葡萄的過程中，乙烯會加快果實的衰老速度。因此，貯藏時需要控制好倉庫中乙烯的含量。過氧化鈣與水發生反應后，生成的乙二醇和氫氧化鈣能夠有效的吸收果實釋放出來的乙烯，防止倉庫中乙烯過量，進而達到延長葡萄貯藏時間的目的[25]。

（3）仲丁胺保鮮

仲丁胺是一種無色、易揮發、有氨臭味的液體防腐劑，是一種熏蒸型保鮮劑，最適于對SO2熏蒸敏感的葡萄品種的保鮮，每貯藏2 kg 葡萄，仲丁胺的用量為1 g。因仲丁胺易揮發，2 個月后需再用同一劑量的藥劑施用一次。特別注意的是仲丁胺是一種易燃化學藥品，要遠離火源，使用時將其裝入有棉球的小瓶中，打開瓶蓋[25]。

（4）二氧化氯（ClO2）保鮮

二氧化氯是一種吸附型保鮮劑，也是一種強氧化劑，具有很強的殺菌能力。固體ClO2保鮮劑通過釋放ClO2氣體達到殺菌保鮮的目的，避免了直接用化學保鮮劑浸泡或噴淋果實而產生藥物殘留的食品安全隱患。ClO2保鮮水果無氣味殘留，也不會不改變果蔬原有的風味；能有效阻止乙烯的生成，且破壞已生成的乙烯，降低果實的腐爛率[26]。2004 年ClO2同時得到世界衛生組織和美國農業部、食品藥物管理局、環保局的肯定，被認定為是安全、高效、環保的新一代消毒劑，成為國際上公認的食品保鮮劑。有研究表明，用濃度為5 g/kg ClO2處理夏黑葡萄，可以顯著延緩果實貯藏過程中的褐變指數、呼吸強度及MDA 含量的上升，從而延長葡萄的貯藏保鮮期[27]。

（5）1-甲基環丙烯保鮮劑保鮮（1-MCP）

1-MCP 是一種熏蒸型保鮮劑。適宜濃度的1-MCP處理有利于保持葡萄采后的貯藏品質，提高果實抗性，延緩衰老。有學者得出，經1-MCP 處理過的乍娜葡萄置于常溫貯藏，可以延緩果實腐爛率、落粒率、果梗褐變指數、果穗失重率的上升以及果實TSS 和維生素C 含量的下降，從而保持果實貯藏期的品質[28]。需要注意的是，用1-MCP 處理葡萄的時間隨著溫度的變化而不同，如果熏蒸場所溫度在0～10 ℃，建議熏蒸時間控制在12～24 h；如果熏蒸場所溫度在11～20 ℃，建議熏蒸時間控制在12～18 h；如果熏蒸場所溫度在21 ℃以上，建議熏蒸時間控制在6～12 h。整個處理操作過程要快（1～2 min 之內完成），等熏蒸完成后把門打開通風10～20 min[29]。

2.2.2 化學保鮮技術的優缺點

化學保鮮技術的優點是成本低廉，使用簡便；缺點是使果蔬表面殘留化學藥劑，對人類健康存在潛在的危害，并且化學殺菌劑的長期使用會使植物病原菌產生抗藥性，從而降低化學殺菌劑的作用[30]。另外，隨著人們對化學殘留物質的高度關注，化學保鮮劑的使用會受到越來越嚴格的限制。

2.3 生物保鮮技術

2.3.1 常用的生物保鮮技術

（1）微生物保鮮技術

微生物保鮮技術是利用微生物菌體本身及其代謝產物隔離空氣與葡萄的直接接觸，從而延緩氧化；或者通過誘導寄主的抗性及重寄生作用抑制病原菌，達到保鮮的效果[31]。

微生物保鮮是一種以菌治菌的方式，每一種拮抗菌的拮抗作用往往是多重機理共同作用的結果。國內關于拮抗菌的研究始于2000 年之后，研究領域主要集中在柑橘、蘋果、葡萄等大宗水果的拮抗菌生物保鮮方面[32]。納他霉素屬于抗真菌劑，可抑制酵母菌和霉菌，對人體健康無害，已被國際公認并將其用于食品的貯藏保鮮中。隋莎莎等[27]用納他霉素處理玫瑰香葡萄后置于常溫（25 ℃）貯藏，發現納他霉素可以抑制葡萄貯藏期間果粒和果梗的霉爛，顯著抑制果實呼吸強度和失重率的上升速率，延遲果實硬度的下降[33]。

（2）天然提取物保鮮

天然提取物保鮮是指從生物中提取天然活性物質，可抑制葡萄表面的微生物活性，降低果實生命活動強度，常用來對葡萄進行涂膜保鮮。多糖是一種純天然的可食性提取物質，無味、無毒，涂膜在葡萄上，能在果實表面形成一層無色透明的薄膜，阻止空氣中微生物和氣體侵入果實，減少病原菌的危害，降低果實呼吸作用，減緩有效物質的消耗和水分的散失，保持葡萄原有的風味。殼聚糖屬于多糖，采后涂膜葡萄果實能明顯抑制其呼吸強度的升高，減少蒸發失水，保持果實新鮮度，防腐抑菌[34]。

2.3.2 生物保鮮技術的優缺點

生物保鮮劑的優點是安全無污染，能夠保證食品安全；缺點是成本高。目前對微生物拮抗保鮮技術的研究尚處于起步階段，雖然已開發出乳酸菌細菌素，但因其具有交叉性，限制了應用范圍。另外，由于許多微生物拮抗菌在果蔬保鮮中抑菌活性存在著不太穩定的現象，其推廣亦受到限制。

3 保鮮技術的發展方向

低溫保鮮技術具有安全、無污染等特點；臭氧可消除異味、殺滅葡萄表面的微生物，并且其價格低廉。因此，在葡萄入庫貯藏前用臭氧殺菌結合低溫冷藏保鮮是近年來葡萄物理保鮮的主要手段。

化學保鮮技術將來的研究重點是解決化學保鮮劑在葡萄表面的殘留，消除對人類健康潛在的危害問題。因此，研發無殘留、無抗藥性的新型化學保鮮劑是化學保鮮技術未來的發展方向。

生物保鮮劑具有安全無污染的優點，對保證食品安全具有重要作用。今后對微生物拮抗保鮮菌的研究趨勢是開發廣譜、高效和穩定的細菌素。對天然提取物保鮮的研究重點是進一步降低提取和使用成本，提高保鮮效果的問題。