一氧化氮延緩采后無核白葡萄果串品質劣變的熏蒸濃度篩選

譚慧林，包東東，董成虎，王 曼，朱志強,*，吳忠紅,,*

（1.新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所，新疆農產品加工與保鮮重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830091；2.阿克蘇地區食品安全檢測中心，新疆 阿克蘇 843000；3.天津市農業科學院農產品保鮮與加工技術研究所（國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）），農業農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384）

無核白葡萄又名蘇塔寧那，是新疆吐魯番地區的主栽品種，其皮薄肉脆，汁多味甜，深受廣大消費者的喜愛。采后無核白葡萄在貯運過程中因機械擠壓和病原菌侵染，易發生果粒腐爛現象，這些病害在貯藏期傳染很快，極易引起果實大量腐爛[1]。隨著貯藏時間的延長，葡萄果串內由于發生著復雜的生化作用而引起品質變化，這也是果實成熟衰老的重要特征，相應地，果實中的營養物質被逐步消耗，食用品質下降，并逐步變質[2]，使保鮮企業面臨嚴重的經濟損失。

一氧化氮（NO）作為一種小分子信號物質[3]，參與植物的許多生理生化過程[4]，調控植物的生長發育[5-6]。近年來，有關外源NO調控果蔬成熟衰老和保鮮的研究報道越來越多，已成為采后生理學的熱點之一[7-8]。已有研究表明，NO可通過抑制果蔬乙烯的合成，減緩生理代謝活動，提高果蔬抵御逆境的能力[9]，改善果蔬采后貯藏品質，延緩植物組織衰老進程，從而延長貨架壽命[10-12]。

目前，葡萄貯運研究主要集中在防止果粒品質劣變方面，為了達到良好的貯運效果，多采用低溫貯藏結合保鮮劑的方式[13-14]，但對葡萄果梗的保鮮效果研究較少。事實上，葡萄串的果梗是呼吸躍變型，與非躍變型的果粒相比，呼吸速率是果粒的數十倍[15]，果梗在果粒完好的情況下就發生褐變甚至干枯，極易導致葡萄果粒失水、軟化、落粒和腐爛[16-18]。本研究采用不同濃度NO熏蒸無核白葡萄，探究其對無核白葡萄貯藏期間果梗褐變和果粒品質的影響，以及不同濃度NO氣體對葡萄整串采后貯藏品質的影響，從而篩選出延緩葡萄果梗褐變和提高果粒貯藏性能的適宜濃度。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

無核白葡萄，分兩批購自新疆吐魯番高昌區葡萄鎮鐵提爾村，第1批用于初篩試驗的樣品采收于2017年8月2日，第2批用于有效性比較的樣品采收于2018年8月6日，均達到商熟期，可溶性固形物含量約18.5%。選擇果串大小一致，果粒無病害、腐爛，果梗健康綠色的葡萄作為試驗樣品。使用多孔塑料盒盛裝葡萄，每盒裝葡萄2串，約1.0 kg，采收后當天經冷鏈運輸至試驗冷庫，并置于（0±0.5）℃冷庫內預冷，當果心預冷至（15±0.5）℃時實施NO熏蒸試驗。

一氧化氮標準氣體（氣體純度為99.9%）：購自廣州世源氣體有限公司；氫氧化鈉溶液和酚酞指示劑：均購自新疆阜瑞克生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

UV-2600可見紫外分光光度計，日本島津有限公司；ML 204/02電子天平，梅特勒-托利多集團；TDL-40B型離心機，上海安亭科學儀器廠；ACS-30型電子稱，蘇州蘇靈儀表有限公司；CY-4型果實硬度計，艾德堡儀器有限公司；PAL-1型手持糖度計，日本ATAGO公司；數顯PHS-3C型pH計，上海雷磁儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

NO濃度篩選試驗分兩批進行。

第1批熏蒸濃度初篩試驗：將預冷后的葡萄隨機分成12組，每組9盒，每組樣品置于含有風扇的密封玻璃容器（1 m3）中，分別采用濃度為0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500μL·L-1的NO熏蒸。具體操作如下：從氣瓶中獲得不同體積的標準NO，即0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500 mL，用注射器注入容器中，立即打開風扇10 min，使氣體分散均勻后熏蒸2 h。熏蒸結束后，包裝于聚乙烯（PE）袋中，用周轉筐轉移至（0±0.5）℃，相對濕度（RH）90%±2%的冷庫貯藏35 d后，調查貯藏效果并拍照，每個樣品均做3次重復。

第2批有效性比較試驗：樣品包裝同第1批，但每個處理準備21盒，用于滿足每個監測點3盒的取樣量，以未使用NO熏蒸的無核白葡萄作為對照。NO熏蒸濃度選用第1批篩選出的效果明顯的3個濃度，即400、500、600μL·L-1，熏蒸操作同第1批，貯藏35 d，期間每5 d拍照并監測貯藏品質，對比3種濃度對葡萄貯藏品質的作用差異。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 果梗褐變指數（BI）

參考Lichter[19]的方法并稍作修改。果梗的褐變程度由輕微到嚴重分為1.0～4.0：采收后，新鮮綠色果梗的褐變程度為1.0；褐變早期，只有果柄褐變時，根據褐變的相對數量占比和強度，果梗的褐變程度為1.1～2.0；隨著褐變進程發展，當側枝發生褐變時，根據褐變的相對覆蓋度和強度，果梗褐變程度為2.1～3.0；隨著褐變蔓延至主莖時，遵循側枝計算的原則，果梗褐變程度對應為3.1～4.0。BI計算公式為：

1.2.2.2 可溶性固形物（TSS）含量

參考陳浩等[14]的方法，使用手持折光儀測定。

1.2.2.3 可滴定酸（TA）含量

參考Lo’ay等[20]的方法，采用0.1 mol·L-1NaOH滴定。

1.2.2.4 硬度

每次取10個果實，參考吳忠紅等[21]的方法使用CY-4型果實硬度計測定。

1.2.2.5 失重率

參考Jiang等[22]的方法進行測定。失重率計算公式為：

1.2.2.6 落粒率

參考Lo’ay等[20]的方法進行測定。落粒率計算公式為：

1.2.2.7 腐爛率

參考Zhang等[17]的方法進行測定。腐爛率計算公式為：

1.2.3 數據處理

采用Excel 2013軟件進行數據整理，Sigma Plot 14.0軟件作圖，所有統計分析均采用SPSS19.0進行單因素方差分析（ANOVA）檢驗。所有數值均為3次數值的平均值，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 NO熏蒸濃度初步篩選

由圖1可以看出，不同濃度NO熏蒸處理對葡萄果梗的外觀影響差異明顯。當使用100～500μL·L-1NO處理時，隨著濃度的增加，NO減緩葡萄果梗褐變的作用不斷增強，其中400μL·L-1和500μL·L-1濃度作用明顯，不僅抑制了果梗主莖色澤黃化速度，還顯著減輕了次莖的褐變比例，尤其延緩了果梗失水干枯進程；當使用500～900μL·L-1NO處理時，隨著濃度的增加，NO減緩葡萄果梗褐變的作用不斷減弱，濃度高于900μL·L-1時對果梗褐變進程無有益作用，反而有加劇作用。

表1結果顯示，不同濃度NO熏蒸處理對葡萄貯藏品質的影響作用存在明顯差異。總體而言，1 500μL·L-1NO處理對果梗褐變、果梗失重率和果粒腐爛率未起到改善作用，同時會加重落粒率，說明高濃度NO對葡萄的生理有一定脅迫傷害作用。低于200μL·L-1NO處理對果梗褐變和果梗失水無明顯影響，但有利于降低果粒腐爛率和落粒率。300～900μL·L-1NO處理對上述4項品質均有不同程度的改善作用。相對而言，400～600μL·L-1NO處理對葡萄的影響作用相當，尤其是500μL·L-1NO明顯抑制了果梗的褐變進程和失水速度。

圖1和表1篩選結果表明，與低于300μL·L-1和高于700μL·L-1NO處理相比，NO濃度在400～600μL·L-1范圍間的處理顯著延緩了葡萄果梗褐變進程。為了進一步確定NO熏蒸的適宜濃度，不僅要分析NO對葡萄果粒品質能否起到保鮮作用，還應分析其對果梗的保鮮作用，從而確保熏蒸濃度有益于葡萄果粒保鮮品質，便于后續重復穩定的應用。

圖1 不同濃度NO處理對葡萄果梗外觀的影響（冷藏35 d）Fig.1 Effectsof different NOconcentrations treatmentson the appearance of grapestems(refrigeration for 35 days)

表1 不同濃度NO處理對葡萄品質的影響（冷藏35 d）Table 1 Effects of different NOconcentrationstreatments on grape qualities(refrigeration for 35 days)

2.2 NO熏蒸濃度實效性驗證篩選

圖2顯示了400、500、600μL·L-1NO處理對無核白葡萄果梗外觀變化的差異。整體上看，3種處理濃度NO處理對果梗褐變均有顯著抑制作用。3種處理之間比較發現，貯藏15 d之前，對果梗褐變的延緩作用無明顯差異，但隨著貯藏時間的延長，差異逐漸顯現，貯藏25 d時，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組抑制果梗和次莖褐變的作用明顯優于600μL·L-1NO處理組，但兩者無明顯差異。隨著貯藏時間的延長，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理延緩主莖褐變的作用也明顯優于600μL·L-1NO處理組，貯藏至30 d時，500μL·L-1NO處理組僅出現果梗褐變，而且次莖褐變程度遠遠低于400μL·L-1NO處理組，在貯藏35d時，延緩次莖褐變的作用也明顯優于400μL·L-1NO處理組。

圖2 不同有效濃度NO處理葡萄果梗貯藏外觀品質對比Fig.2 Comparison of storageappearanceof grapestemtreated with different effective NOconcentrations

2.3 有效NO濃度對葡萄采后果梗褐變指數的影響

如圖3所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果梗的褐變指數不斷升高，其中在貯藏25 d以前，果梗褐變較緩慢，主要發生在果梗部位和部分次莖，400、500、600μL·L-1NO處理對果梗褐變有不同程度的延緩作用，尤其是400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組的果梗褐變指數明顯低于對照組，貯藏25 d時，兩處理組果梗褐變指數為2.00～2.10，平均低于對照組10.87%，同時，600μL·L-1與400μL·L-1NO處理的褐變指數無顯著差異。貯藏時間延長到30 d時，褐變由果梗褐變漸漸蔓延至全部次莖部位，對照組褐變指數接近3.0，表明次莖基本全部褐變，與延緩果梗作用類似的是，400、500、600μL·L-1NO對次莖褐變也有不同程度的減緩作用，但600μL·L-1NO處理組抑制褐變作用不顯著，而400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組抑制作用顯著，平均低于對照組10.72%。同樣地，貯藏35 d時，對照組主莖開始出現褐變，而500μL·L-1NO處理組的褐變次莖部位還未完全褐變，抑制作用明顯優于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組。結果表明，500μL·L-1NO處理更適合抑制無核白葡萄長期貯藏期間的褐變進程。適宜濃度的NO處理可以延緩葡萄果梗褐變指數的增加，有效保持外觀品質，這與NO處理延緩茄子萼片褐變[23]、龍眼果皮褐變[24]和生菜褐變衰老[25]的作用一致。

圖3 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果梗褐變指數的影響Fig.3 Effectsof NOtreatments on the browning indices of grape stemsduring postharvest storage

2.4 NO處理對葡萄采后可溶性固形物含量的影響

如圖4所示，葡萄果粒中的可溶性固形物含量隨著貯藏時間的延長呈現先升高后降低的變化趨勢，而400、500、600μL·L-1NO處理組均對可溶性固形物含量的升高和降低具有抑制作用，其中峰值出現時間延遲了5 d，相應地也推遲了5 d下降，且下降幅度明顯低于對照組。貯藏0～25 d，除20 d的400μL·L-1NO處理組，各處理組沒有顯著性差異；但貯藏30～35 d，500μL·L-1NO處理組果粒可溶性固形物含量顯著高于其他處理組（P＜0.05），貯藏35 d的果粒可溶性固形物含量是對照組的1.16倍。

圖4 NO處理對無核白葡萄果粒采后貯藏期間可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effectsof NOtreatmentson solublesolidscontentsin grapeberriesduringpostharvest storage

2.5 NO處理對葡萄采后果粒可滴定酸含量的影響

由圖5可以看出，無核白葡萄果粒中的可滴定酸含量隨著貯藏時間的延長呈現緩慢降低的特點，但400、500、600μL·L-1NO處理均可減緩其降低的速度，尤其是500μL·L-1和600μL·L-1NO處理組的減緩作用更加顯著，貯藏35 d時，其可滴定酸含量分別是對照組的1.27倍和1.21倍。

圖5 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果粒可滴定酸含量的影響Fig.5 Effects of NOtreatmentson titratable acid contentsin grape berriesduring postharvest storage

2.6 NO處理對葡萄采后貯藏期間果粒硬度的影響

如圖6所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果粒硬度逐漸下降，不斷軟化，貯藏25～35 d，3種濃度NO處理不同程度地減緩了果粒硬度的下降，其中500μL·L-1NO的作用顯著，貯藏至30 d和35 d時，其硬度分別是對照組的1.18倍和1.37倍。

圖6 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果粒硬度的影響Fig.6 Effects of NOtreatments on the hardnessof grape berriesduring postharvest storage

2.7 NO處理對葡萄采后失重率的影響

如圖7所示，隨著貯藏時間的延長，無核白葡萄果實的失重率不斷升高，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組可延緩失重率的上升，而600μL·L-1NO處理作用不明顯。貯藏前25天，400μL·L-1NO處理可顯著延緩失重率的上升，但隨后延緩作用不顯著，表明400μL·L-1NO處理對長期貯藏過程中無核白葡萄果實失重的抑制效果不明顯；整個貯藏期間，500μL·L-1NO處理可顯著延緩無核白葡萄果實失重率的增加，表明500μL·L-1NO處理減少了水分的流失，有利于葡萄貯藏期的質量保持，失重率也顯著低于其他處理組（P＜0.05）。

圖7 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間失重率的影響Fig.7 Effectsof NOtreatmentson weight loss ratesof grapesduring postharvest storage

2.8 NO處理對葡萄采后落粒率的影響

如圖8所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果實落粒率不斷增加，前30天呈直線式上升，隨后，落粒率出現翻倍增加，而400、500、600μL·L-1NO處理組均減緩了增加速度，尤其是500μL·L-1NO處理組。貯藏30 d時，500μL·L-1NO處理組的落粒率較對照組下降了6.348個百分點，二者間差異顯著（P＜0.05），同時顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1處理組（P＜0.05），而該兩組處理組無顯著差異；貯藏至35 d時，對照組果實的落粒率已高達25.75%，而400、500、600μL·L-1NO處理組均低于對照，分別為23.36%、6.04%、12.86%，較對照下降2.39、19.71、12.89個百分點；整體來看，500μL·L-1NO處理組的落粒率增長速度緩慢，維持在降低水平，直到貯藏末期仍低于10%，且顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組（P＜0.05）。

圖8 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間落粒率的影響Fig.8 Effects of NOtreatmentson the shattering ratesof grapesduring postharvest storage

2.9 NO處理對葡萄采后腐爛率的影響

如圖9所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄腐爛率不斷上升，尤其是貯藏25 d開始迅速升高，且400、500、600μL·L-1NO處理組可有效抑制上升速度。貯藏35 d，各NO處理組抑制腐爛率的作用差異明顯，其中500μL·L-1NO處理組抑制作用最好，腐爛率僅為7.57%，而對照組已高達17.57%；此時，400μL·L-1、600μL·L-1NO處理組的腐爛率分別為15.27%、12.50%，較對照組分別僅降低了2.30、5.07個百分點。

圖9 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間腐爛率的影響Fig.9 Effects of NOtreatmentson the rotting ratesof grapes during postharvest storage

3 討論

外源NO處理可以延緩葡萄果梗褐變指數的增加，有效保持外觀品質。研究顯示，硝普納（SNP）處理可有效保持茄子的感官品質，延緩營養物質的下降，其中以25μmol/LSNP處理最佳，能夠減緩茄子萼片的褐變，延緩相對電導率和乙烯釋放量的上升，抑制花青素、抗壞血酸、可溶性蛋白及總酚含量的下降，降低多酚氧化酶（PPO）活性，提高過氧化氫酶（CAT）及過氧化物酶（POD）活性[23]。使用不同濃度NO供體SNP噴灑新鮮開心果30 s后包裝至低密度乙烯袋中，結果表明：該處理使果實表現出較低的褐變指數、較高的亮度，抑制了PPO、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和POD，保持了較高的超氧化物歧化酶（SOD）活性，果仁中的總酚、黃酮類物質和抗氧化活性維持在一定水平，其中15μmol/L和30μmol/L NO供體SNP處理抑制褐變的效果最顯著[10]。NO處理抑制葡萄果粒的可溶性糖含量、可滴定酸含量和硬度的下降與外源NO處理延緩芒果果肉糖、酸含量和硬度的下降類似[26-27]。NO處理降低無核白葡萄失重率、腐爛率和落粒率的結果與NO處理有效維持木納格葡萄[18]，提高甜櫻桃貯藏品質的效果相似[12]。NO具有延緩果蔬感官和理化品質劣變，提高貯藏性能的作用，可能與NO抑制乙烯生成，降低呼吸速率[26]，抑制葉綠素降解或褐色物質積累[28-29]，提高抗氧化能力和降低苯丙烷代謝有關[30-31]，從而延緩了葡萄成熟衰老進程。另外，NO處理延緩葡萄品質劣變的作用濃度是保鮮技術的關鍵，熏蒸濃度低于300μL·L-1時起不到顯著的保鮮作用，濃度高于900μL·L-1時反而對葡萄的貯藏品質有傷害所用，這與長時間和高濃度SNP處理（NO供體）對蒜薹有傷害作用的現象一致[2]。由此可見，NO對每個果蔬的保鮮作用濃度存在個性差異，需要實踐探索。

4 結論

通過以無核白葡萄為試驗材料，先采用0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500μL·L-1NO氣體熏蒸處理，通過貯藏末期感官觀察和評定，結合保鮮效果篩選出維持葡萄品質的NO熏蒸有效作用濃度為400～600μL·L-1，且對貯藏期葡萄品質的保鮮具有明顯的作用。NO濃度在0～300μL·L-1時起不到顯著的保鮮作用，而濃度高于700μL·L-1時則有傷害作用，尤其濃度高于1000μL·L-1加速了葡萄落粒，且隨著濃度的增大，傷害作用越來越顯著。采用400、500、600μL·L-1NO熏蒸進行驗證，結果表明：隨著貯藏時間的延長，400、500μL·L-1NO處理延緩果梗主莖褐變的作用明顯優于600μL·L-1NO處理組，在貯藏35 d時，500μL·L-1NO處理組的褐變次莖部位還未完全褐變，抑制作用明顯優于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組。

在葡萄的營養品質方面。與對照相比，400、500、600μL·L-13種濃度的NO處理均延緩了葡萄可溶性固形物含量的上升和下降，尤其是下降時間推遲了5 d，同時，減緩可滴定酸含量的降低速度和果粒軟化速度。冷藏后期30 d至貯藏結束，500μL·L-1NO處理對上述指標具有不同程度的延緩作用，且作用顯著。

隨著貯藏時間的延長，400、500、600μL·L-1NO處理均能有效減少無核白葡萄果實的失重率、腐爛率和落粒率，顯著提高貯藏效果。整體來看，400μL·L-1NO處理不適合維持長期貯藏條件下的失重率；與其他濃度相比，500μL·L-1NO處理組不僅顯著延緩失重率的上升，而且顯著抑制了落粒率的增長，貯藏末期仍低于10%，且顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組（P＜0.05），另外，500μL·L-1NO處理抑制腐爛率的作用最明顯，抑制維持在較低水平。