β-氨基丁酸處理對(duì)火龍果采后病害及貯藏品質(zhì)的影響

李國林，孟繁博，王輝，陳曦，黃道梅，鄭秀艷，林茂，*

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所，貴州貴陽550006；2.貴州貴紫紅龍食品科技有限公司，貴州貴陽550005）

火龍果（Hylocereus undatus），又名紅龍果，芝麻果，長壽吉祥果，屬典型熱帶植物，原產(chǎn)于中美洲熱帶沙漠地區(qū)，是仙人掌科（Cactaceae）三角柱屬（hylocereus）植物[1]。中國貴州在2002年開始引種栽培火龍果，由貴州省果樹科學(xué)研究所自主選育的抗寒紅肉火龍果新品種“紫紅龍”，已成為貴州省部分區(qū)域的火龍果主栽品種[2]。紅肉火龍果果肉中含有豐富的甜菜苷類色素，具有預(yù)防癌癥、抗炎、抗糖尿病以及降低心血管死亡率等多種功效，此外，可用于改善食物、飲料色澤，清除食品中的亞硝酸鹽，提高食品安全性[1-3]。貴州地區(qū)火龍果成熟期為每年5 月到11 月，季節(jié)性較強(qiáng)，采后易受多種病原菌的侵染產(chǎn)生腐爛，影響果實(shí)品質(zhì)和市場(chǎng)價(jià)值。化學(xué)殺菌劑是控制采后果蔬腐爛、延長貯藏期的有效方法，但因?qū)θ梭w健康和環(huán)境存在多種潛在危害，如殘留問題，病原菌的抗藥性，環(huán)境污染等，其使用已受到嚴(yán)格地管制[4]。因此，篩選安全高效的保鮮劑顯得十分重要。

β-氨基丁酸（β-aminobutyric，BABA）又名 DL-β-氨基丁酸，是從暴曬的番茄根系中分離得到的一種次生代謝非蛋白氨基酸[5]。研究表明，BABA 能夠作為一種化學(xué)“激發(fā)子”，不僅能夠誘導(dǎo)植物抗病性的產(chǎn)生，抵御病原微生物和害蟲的入侵，而且可以緩解因逆境脅迫對(duì)植物造成的不良影響，能激活辣椒、蘋果、櫻桃、馬鈴薯、番茄等80 多種植物獲得抗病性[6-11]。但BABA 對(duì)火龍果采后病害的控制效果及其對(duì)貯藏品質(zhì)的影響鮮見報(bào)道。

因此，以“紫紅龍”火龍果（Hylocereus undatus cv.Zihonglong）為試材，研究不同濃度BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)采后病害的控制效果及對(duì)貯藏品質(zhì)的影響。旨在為采后火龍果貯藏保鮮技術(shù)提供一定的技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“紫紅龍”火龍果，采摘于2017年7 月采摘自貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣壩草村火龍果種植基地，選取大小、果形、成熟度一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)，當(dāng)天運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室貯藏在室溫（25±2）℃，相對(duì)濕度70%～75%條件下待用。

β-氨基丁酸：SIGMA-ALDRICH 公司；馬鈴薯瓊脂（potato dextrose agar，PDA）培養(yǎng)基：上海博微生物科技有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

3802S 型紫外可見分光光度計(jì)：上海優(yōu)尼柯儀器有限公司；YHC-A6 百分之一電子秤：瑞安市英衡電器有限公司；DDSJ-308F 型電導(dǎo)率儀：上海一點(diǎn)科學(xué)儀器股份有限公司；FHM-5 果實(shí)硬度計(jì)：日本竹村公司；WZS-80 型手持糖度計(jì)：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 BABA 浸泡處理

參照董柏余等[12]的方法，火龍果果實(shí)表面經(jīng)自來水沖洗干凈的果實(shí)分別在50、10、2 mmol/L 的BABA中浸泡15 min，取出自然晾干后在室溫（25 ℃）下存放。以清水處理同樣時(shí)間作為對(duì)照處理（CK）。每個(gè)處理用果實(shí)30 個(gè)。

1.3.2 自然發(fā)病率測(cè)定

處理后果實(shí)于室溫（25 ℃）、相對(duì)濕度85%～90%貯藏5 d 后，每隔3 d 統(tǒng)計(jì)一次果實(shí)自然發(fā)病情況并計(jì)算發(fā)病率。以果實(shí)表皮出現(xiàn)1 個(gè)直徑大于1 cm 霉菌斑為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，重復(fù)3 次。自然發(fā)病率計(jì)算方法：

果實(shí)自然發(fā)病率/%=（發(fā)病果實(shí)個(gè)數(shù)/總果實(shí)個(gè)數(shù)）×100

1.3.3 失重率測(cè)定

采用稱量法進(jìn)行測(cè)定，按下列公式計(jì)算：

1.3.4 果實(shí)硬度測(cè)定

參照袁莉等[13]的方法并修改，用果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定。將火龍果果實(shí)沿赤道部位切開，硬度計(jì)探頭垂直于距果皮1 cm 處的剖面，均勻用力壓入，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)測(cè)定3 次。

1.3.5 細(xì)胞膜完整性測(cè)定

參照Sayyari 等[14]的方法并修改。將火龍果果實(shí)沿赤道部位切開，取赤道部位的皮下1 mm～5 mm 處果肉組織10 g，切成厚約2 mm 左右薄片狀后用去離子水沖洗3 次，然后用濾紙吸干多余水分，放入40 mL 去離子水中，在25 ℃下浸泡3 h 后用電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率，計(jì)為CI，再在沸水浴中煮沸30 min，待冷卻至室溫（25 ℃）后再次測(cè)定電導(dǎo)率為其最終電導(dǎo)率，記為CF，最后按照下面的公式計(jì)算細(xì)胞膜完整性：

1.3.6 可溶性固形物含量測(cè)定

利用手持式折光儀測(cè)定，將火龍果果實(shí)沿赤道部位切開，剝?nèi)スぃ〕嗟啦课还猓瑪D壓果肉汁液進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)定取3 個(gè)果實(shí)，重復(fù)3 次。

1.3.7 花青素含量測(cè)定

參照曹建康等[15]的方法并修改，取3.0 g 冷凍果肉組織與5 mL 預(yù)冷的1%鹽酸-甲醇溶液，在冰浴條件下充分研磨，在4 ℃、12 000 r/min 離心10 min。取上清液在波長530 nm 和600 nm 處分別測(cè)定OD 值。兩處OD 值之差表示花青素的含量，表示為U=（OD530-OD600）/mg protein。樣品重復(fù)測(cè)定 3 次。

1.3.8 蛋白質(zhì)含量測(cè)定

參考Bradford 的方法[16]，以牛血清蛋白制作標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算蛋白質(zhì)含量。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

全部試驗(yàn)結(jié)果用Microsoft Excel 2016 和SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，多重顯著性分析（p＜0.05）采用Duncan’s 法進(jìn)行。圖表制作采用Origin 2017 軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1 BABA處理對(duì)果實(shí)自然發(fā)病率的影響

BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)自然發(fā)病率的影響見圖1。

圖1 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)自然發(fā)病率的影響Fig.1 Effects of BABA treatment on natural incidence of dragon fruits

由圖1 可知，各處理火龍果果實(shí)自然發(fā)病率隨貯藏時(shí)間的延長呈逐漸升高的趨勢(shì)，在貯藏第11 天，3種處理組果實(shí)的自然發(fā)病率均低于對(duì)照組，貯藏第17 天，50、10、2 mmol/L BABA 處理果實(shí)自然發(fā)病率分別比對(duì)照低了20.00%、30.00%、7.50%。其中50、10 mmol/L 處理組果實(shí)自然發(fā)病率分別為53.33%和46.67%，均顯著低于對(duì)照組，且差異顯著，由此可見，50、10 mmol/L BABA 對(duì)火龍果的采后腐爛具有抑制作用。先前研究表明，BABA 不僅可以誘導(dǎo)蘋果，香蕉，梨，芒果，冬棗，葡萄，櫻桃，桃，甜瓜等植物產(chǎn)生抗病性，而且對(duì)灰葡萄孢（Botrytis cinerea），釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），指狀青霉（penicillium digitatum），意大利青霉（P.italicum），擴(kuò)展青霉（P.expansum）等多種果蔬中的采后病原菌具有直接抑制作用[8，12，17-27]。BABA抑制了火龍果采后自然發(fā)病率的機(jī)理可能是BABA直接對(duì)病原菌的抑制作用，或是誘導(dǎo)了果實(shí)自身的防衛(wèi)反應(yīng)，也有可能兩者都揮發(fā)了作用，需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

2017年揚(yáng)中市依托中興物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，深化智慧停車設(shè)備系統(tǒng)的開發(fā)管理，進(jìn)一步推進(jìn)了智慧停車工程建設(shè)發(fā)展。

2.2 BABA處理對(duì)果實(shí)失重率的影響

BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)失重率的影響見圖2。

圖2 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)失重率的影響Fig.2 Effects of BABA treatment on weight loss rate of dragon fruits

由圖2 可知，火龍果采后生理衰老和品質(zhì)劣化是限制果實(shí)貯藏效果的重要因素，新鮮果實(shí)采后脫離母體的營養(yǎng)供給，生理代謝活動(dòng)逐漸下降，但為維持正常的生理功能會(huì)消耗體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，從而造成果實(shí)品質(zhì)的下降[28]。果實(shí)在整個(gè)貯藏期間失重率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。在貯藏末期，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理組失重率低于對(duì)照組果實(shí)，分別低于對(duì)照組30.30%和10.76%，兩者差異顯著。隨著貯藏時(shí)間的延長，由于果實(shí)的呼吸作用和水分蒸騰會(huì)導(dǎo)致果實(shí)失重率逐漸增加，但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在整個(gè)貯藏期間，果實(shí)失水作用不顯著，失重率均未超過1%，可能由火龍果果皮較厚所造成。

2.3 BABA處理對(duì)果實(shí)硬度的影響

BABA 處理對(duì)果實(shí)硬度的影響見圖3。

圖3 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)硬度的影響Fig.3 Effects of BABA treatment on hardness of dragon fruits

由圖3 可知，處理組和對(duì)照組果實(shí)硬度隨貯藏時(shí)間的延長呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，3 種濃度BABA 處理對(duì)果實(shí)硬度的影響差異較明顯。在貯藏第10 天，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理果實(shí)硬度分別比對(duì)照組果實(shí)高11.89%和6.99%，但未達(dá)顯著水平。可見，在貯藏末期，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理可以延緩果實(shí)硬度的降低。果實(shí)硬度隨果實(shí)后熟衰老過程的進(jìn)行不斷下降，硬度與果肉細(xì)胞滲透壓緊密相關(guān)，細(xì)胞滲透壓的維持與細(xì)胞膜完整性有關(guān)[29-30]。張維等[5]的研究結(jié)果表明BABA 可以抑制蘋果硬度的下降。Wang 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，BABA 延緩果實(shí)硬度的下降是由于BABA 顯著抑制甜櫻桃果實(shí)中多聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶的活性，延緩了對(duì)果肉細(xì)胞壁的降解作用，增強(qiáng)了細(xì)胞膜中多聚糖的含量，維持了細(xì)胞的完整性，從而達(dá)到維持硬度的作用，因此，火龍果果實(shí)硬度的維持也可能與BABA 抑制多聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶活性有關(guān)。

2.4 BABA處理對(duì)果實(shí)細(xì)胞膜完整性的影響

BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)胞膜完整性的影響見圖4。

圖4 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)細(xì)胞膜完整性的影響Fig.4 Effects of BABA treatment on cell membrane integrity of dragon fruits

由圖4 可知，處理組和對(duì)照組細(xì)胞膜完整性隨貯藏時(shí)間延長呈緩慢下降的趨勢(shì)，但BABA 處理能有效保持果實(shí)細(xì)胞膜的完整性。整個(gè)貯藏期間50 mmol/L和10 mmol/L 處理果實(shí)的細(xì)胞膜完整性始終高于對(duì)照果實(shí)。貯藏第10 天，10 mmol/L BABA 處理組果實(shí)細(xì)胞膜完整性最高，達(dá)到33.62%，高于其它兩組處理組果實(shí)，較對(duì)照組果實(shí)高35.56%，差異顯著。由此可見，10 mmol/L BABA 處理能夠較好的保持火龍果果實(shí)的細(xì)胞膜完整性。細(xì)胞膜完整性的提高有利于延緩果實(shí)的采后衰老進(jìn)程，同時(shí)有利于維持果肉細(xì)胞滲透壓，保持果實(shí)硬度[32]。

2.5 BABA處理對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響

BABA 處理對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響見圖5。

圖5 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effects of BABA treatment on soluble solid content of dragon fruits

由圖5 可知，貯藏期間，處理組和對(duì)照組果實(shí)可溶性固形物含量隨貯藏時(shí)間的延長呈先上升后下降的趨勢(shì)，對(duì)照組果實(shí)在第2 天時(shí)達(dá)到最大，隨后緩慢降低，第6 天后，對(duì)照組果實(shí)可溶性固形物含量下降速度加快，在貯藏第10 天時(shí)，低于3 組處理組果實(shí)，10 mmol/L 處理組果實(shí)在第8 天和第10 天可溶性固形物含量高于對(duì)照組。第10 天，50 mmol/L 和10 mmol/L處理組果實(shí)可溶性固形物含量分別比對(duì)照組高6.06%和15.15%，差異顯著。Wang 等[33]的研究發(fā)現(xiàn)BABA 能增強(qiáng)甜櫻桃果實(shí)中蔗糖磷酸合成酶，磷酸蔗糖磷酸酶和蔗糖合成酶的活性，從而增加果實(shí)甜度，延緩了可溶性固形物含量的下降。徐蘭英等[34]發(fā)現(xiàn)BABA 處理延緩可溶性固形物含量的下降，與本研究結(jié)果相似。

2.6 BABA處理對(duì)果實(shí)花青素含量的影響

BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)花青素含量的影響見圖6。

圖6 BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)花青素含量的影響Fig.6 Effects of BABA treatment on anthocyanins content of dragon fruits

由圖6 可知，對(duì)照組果實(shí)花青素含量在貯藏第6天時(shí)達(dá)到最大值，后緩慢降低，3 組處理組果實(shí)在貯藏第6 天均出現(xiàn)略微降低，隨后50 mmol/L 和10 mmol/L處理果實(shí)逐漸升高，2 mmol/L 處理果實(shí)在第10 天時(shí)顯著升高。在貯藏末期，3 組處理組果實(shí)的花青素含量均高于對(duì)照組果實(shí)，其中10 mmol/L BABA 處理組果實(shí)含量最高，高于對(duì)照組12.04%，但未達(dá)顯著水平。由此說明，BABA 處理對(duì)火龍果果實(shí)花青素含量的影響不顯著。

3 結(jié)論

50 mmol/L BABA 浸泡處理果實(shí)失重率和硬度的效果較其他組果實(shí)優(yōu)于其他處理組果實(shí)；10 mmol/L BABA 浸泡處理果實(shí)在自然發(fā)病率，細(xì)胞膜完整性，可溶性固形物含量花青素含量方面效果優(yōu)于50 mmol/L和2 mmol/L BABA 濃度處理果實(shí)。考慮到后期實(shí)際應(yīng)用時(shí)的成本，推薦10 mmol/L BABA 處理。此濃度浸泡處理果實(shí)自然發(fā)病率為46.67%，較對(duì)照組降低30.00%，能有效控制火龍果果實(shí)采后病害發(fā)生率。同時(shí)，10 mmol/L BABA 浸泡處理可較好地保持果實(shí)采后貯藏品質(zhì)：失重率較對(duì)照組低10.76%，硬度和細(xì)胞膜完整性分別比對(duì)照組果實(shí)高14.29%和35.56%，可溶性固形物和花青素含量分別比對(duì)照組果實(shí)高15.15%和12.04%。可知，火龍果采后10 mmol/L BABA 浸泡處理15 min能夠延長果實(shí)貯藏時(shí)間，延緩失重率的損失，保持果實(shí)硬度，細(xì)胞膜完整性，可溶性固形物含量和花青素，從而減緩果實(shí)采后衰老速度，較好地保持貯藏品質(zhì)。但由于僅采用BABA 單一處理果實(shí)，貯藏效果還有待進(jìn)一步提高，因此為得到更高效的保鮮效果，后續(xù)可采用與其他天然保鮮劑復(fù)合的方法，并進(jìn)一步探討作用機(jī)理。