保鮮劑與熱激復(fù)合處理對‘吉美’櫻桃貯藏效果的研究

姚佳依 ，吉茹，劉靜珂，何玲 ,2*

（1西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

（2塔里木大學(xué)園藝與林學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

甜櫻桃（Prunus avium L.）富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，擁有廣闊的市場空間［1］，卻極不耐貯藏，容易產(chǎn)生腐爛與褐變，影響口感，降低商品價(jià)值［2］。為了改善這種狀況，延長櫻桃果實(shí)的貯藏保鮮期，保證貨架期內(nèi)櫻桃優(yōu)良的品質(zhì)、風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，研究出一種操作簡便、無污染、無毒性、保鮮效果優(yōu)良的貯藏保鮮方法成為人們關(guān)注的核心問題。

肉桂酸鉀是一種優(yōu)良、穩(wěn)定、安全的用于果蔬保鮮的防腐劑［3］。當(dāng)環(huán)境條件pH值較低時(shí)，肉桂酸鉀會(huì)生成肉桂酸，抑制多種細(xì)菌、真菌等病原微生物的繁殖，從而減輕果蔬腐爛程度［4］。海藻酸鈉是一種多糖，易溶于水，可用作食品保鮮劑和防腐劑，性質(zhì)比較穩(wěn)定，對人體無毒害作用，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛［5-7］，熱處理是一種無毒、無污染安全的防腐保鮮措施，通過降低呼吸作用及乙烯釋放相關(guān)反應(yīng)過程所需的酶活性，從而降低呼吸代謝，減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗；同時(shí)有助于保持果蔬細(xì)胞活性，維持細(xì)胞膜通透性；此外，高溫可以殺死部分致病菌，降低果實(shí)腐爛變質(zhì)的發(fā)生率［8-9］。

肉桂酸鉀處理［4］、海藻酸鈉處理［7］、熱激處理［8］三者單獨(dú)使用已有相關(guān)報(bào)道，還未見三者復(fù)合處理的研究，在前期預(yù)試驗(yàn)篩選出最佳處理的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)將熱處理、肉桂酸鉀、海藻酸鈉三個(gè)因素相結(jié)合，探究保鮮劑和熱激復(fù)合處理對‘吉美’櫻桃貯藏效果的影響，為解決櫻桃采后易霉變、腐爛的問題提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用櫻桃果實(shí)為‘吉美’櫻桃，于2020年5月26日采自陜西省周至縣渭河櫻桃試驗(yàn)站。待櫻桃八成熟時(shí)采收，采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

試驗(yàn)所用儀器為：BCD-236DT型海爾冰箱（青島海爾股份有限公司）；3K15型高速冷凍離心機(jī)（美國Sigma公司）；UV-1800型紫外可見分光光度計(jì)（科大中佳公司）；IKAA11基本型分析研磨機(jī)（德國IKA公司）；TOMY ES-315立式全自動(dòng)高壓滅菌鍋（Syn Gene公司）；SX-500高壓蒸汽滅菌鍋（日本TOMY公司）；LR250恒溫生化培養(yǎng)箱（上海軋艮儀器設(shè)備有限公司）；Infinite M200pro全波長多功能酶標(biāo)儀（Tecan帝肯）；GY-1型硬度計(jì)；HEL-7100型紅外線CO2分析儀；PAL-BX ACID 8愛拓糖酸一體機(jī)等。

1.2 試驗(yàn)方法

‘吉美’櫻桃采收時(shí)挑選大小相近、表面沒有傷口、未受到病蟲害侵蝕的果實(shí)，以清水作為對照（CK），處理用45℃熱水、10 g/L海藻酸鈉和5 g/L肉桂酸鉀復(fù)合溶液，浸泡櫻桃果實(shí)6 min，晾干，放入塑料盒中，覆上2 mm厚的保鮮膜，在溫度（1±0.5）℃、濕度（90±5）%條件下進(jìn)行貯藏，每10 d取樣測定相關(guān)指標(biāo)。將果肉液氮研磨后放-80℃冰箱留樣，以測定相關(guān)酶活性指標(biāo)。每個(gè)處理用果6 kg，并重復(fù)3次。另外保存對照和處理果實(shí)各6 kg，留待出庫時(shí)測定失重及果實(shí)腐爛率。

1.3 指標(biāo)測定

可溶性固形物含量（SSC）：用榨汁鉗榨取出櫻桃果汁（用果量60粒），用愛拓糖酸一體機(jī)重復(fù)測定三次，記錄數(shù)據(jù)，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示SSC含量。

硬度：用硬度計(jì)進(jìn)行測量，每組用果15粒，重復(fù)3次，硬度測量單位為kg/cm2。

色彩飽和度（C*）：每組處理各取30粒‘吉美’甜櫻桃果實(shí)，用色差計(jì)分別測定它們的a、b值，按以下計(jì)算式計(jì)算C*，取兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，C*=（a2+b2）1/2。

呼吸速率：用HEL-7100型紅外線CO2分析儀測定1 h內(nèi)真空干燥器內(nèi)CO2含量變化，將最終結(jié)果表示為每千克鮮重每小時(shí)呼吸釋放CO2質(zhì)量，單位為mg/（kg·h）。

抗壞血酸（ASA）含量：使用固藍(lán)鹽B比色法測定，用每100 g鮮重中含有的抗壞血酸來表示，單位為mg/100 g。

PPO和POD活性測定參考曹建康等［10］研究方法，單位記作U/g。

MDA含量測定均參考曹建康等［10］研究方法，單位記作μmol/g。酶活性測定與MDA含量測定試驗(yàn)均重復(fù)3次。

總酚、類黃酮相對含量的測定：采用曹建康等［10］研究方法，分別以每克鮮重在280 nm和325 nm處的吸光度值來表示。

失重率：用入庫前果實(shí)重量與出庫時(shí)果實(shí)重量之差與入庫前果實(shí)重量的比值，計(jì)算失重率。

腐爛率：出庫時(shí)腐爛櫻桃的個(gè)數(shù)與甜櫻桃出庫時(shí)的總個(gè)數(shù)的比值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Office Excel 2016軟件處理數(shù)據(jù)；使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合處理對果實(shí)可溶性固形物含量的影響

如圖1所示，隨著貯藏天數(shù)的增加，可溶性固形物含量總體呈現(xiàn)下降趨勢。CK在前10 d，下降幅度很快，第10 d以后至第50 d下降幅度減緩。貯藏至第50 d，果實(shí)可溶性固形物含量下降了2.86%；在貯藏期50 d內(nèi)，復(fù)合處理可溶性固形物含量均高于CK，二者之間差異顯著（P＜0.05），復(fù)合處理對SSC含量的下降有抑制效果。

圖1 復(fù)合處理對果實(shí)可溶性固形物含量的影響

2.2 復(fù)合處理對果實(shí)硬度的影響

如圖2所示，果實(shí)硬度呈現(xiàn)總體下降趨勢。CK果實(shí)硬度在前10 d劇烈下降，在第30 d到40 d變化趨于緩慢，第40 d到50 d急劇下降；復(fù)合處理果實(shí)硬度前20 d變化比較緩慢，第20 d到第50 d下降速率變快。總體來說，在貯藏期50 d內(nèi)，復(fù)合處理與CK差異顯著（P＜0.05），貯藏至50 d，復(fù)合處理果實(shí)硬度下降了21.93%，CK果實(shí)硬度下降了33.84%。

圖2 復(fù)合處理對果實(shí)硬度的影響

2.3 復(fù)合處理對果實(shí)呼吸速率的影響

如圖3所示，由于櫻桃果實(shí)從常溫放入冷庫低溫貯藏的原因，櫻桃果實(shí)隨著溫度的驟減呼吸速率也快速下降，貯藏第10 d后呼吸速率達(dá)到平穩(wěn)，呈現(xiàn)緩慢上升后下降的趨勢。貯藏期前10 d，兩組果實(shí)呼吸速率均顯著下降。貯藏第10 d到第40 d，兩組果實(shí)呼吸速率均略微增強(qiáng)，在第40 d到第50 d，呼吸速率又出現(xiàn)下降趨勢。總體來說，在貯藏期50 d內(nèi)，復(fù)合處理與CK差異顯著（P＜0.05），復(fù)合處理的呼吸速率始終低于CK。復(fù)合處理可以有效減緩采后貯藏過程中的呼吸代謝。

圖3 復(fù)合處理對果實(shí)呼吸速率的影響

2.4 復(fù)合處理對果實(shí)抗壞血酸含量的影響

如圖4所示，抗壞血酸含量隨貯藏時(shí)間延長總體呈下降趨勢。CK果實(shí)抗壞血酸含量貯藏前10 d下降最為劇烈；復(fù)合處理果實(shí)抗壞血酸含量在貯藏期間始終高于CK，二者之間差異顯著（P＜0.05），復(fù)合處理可以減緩采后櫻桃貯藏中的抗壞血酸含量下降。

圖4 復(fù)合處理對果實(shí)抗壞血酸含量的影響

2.5 復(fù)合處理對果實(shí)中丙二醛含量的影響

如圖5所示，在貯藏期內(nèi)MDA含量隨時(shí)間的延長總體呈現(xiàn)增加的趨勢。CK櫻桃的MDA含量在第10 d到第30 d內(nèi)急劇上升，其他時(shí)間段上升比較平緩；復(fù)合處理MDA含量在第20 d到第30 d增長率變大，上升趨勢總體比CK平緩。貯藏初期的10 d內(nèi)CK與處理間差異不顯著（P＞0.05）；貯藏20～50 d內(nèi)，復(fù)合處理的MDA含量明顯低于對照，差異顯著（P＜0.05），復(fù)合處理可以抑制MDA含量的增長趨勢。

圖5 復(fù)合處理對果實(shí)丙二醛含量的影響

2.6 復(fù)合處理對果實(shí)色彩飽和度的影響

如圖6所示，果實(shí)色彩飽和度隨貯藏天數(shù)的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在貯藏20 d后，櫻桃果實(shí)色彩飽和度達(dá)到峰值，隨后呈現(xiàn)下降趨勢。復(fù)合處理的甜櫻桃果實(shí)C*均高于CK，果實(shí)色澤更為鮮艷，復(fù)合處理可以保持果實(shí)的色澤。

圖6 復(fù)合處理對果實(shí)色彩飽和度的影響

2.7 復(fù)合處理對果實(shí)中總酚含量的影響

如圖7所示，在貯藏期內(nèi)，櫻桃果實(shí)中總酚含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。前10 d二者總酚含量均劇烈上升。對照果實(shí)總酚含量第10 d開始出現(xiàn)下降趨勢，第20 d到第30 d下降劇烈，之后減緩，貯藏至第50 d，果實(shí)總酚含量下降了11.48%；復(fù)合處理在第10 d到第20 d果實(shí)中總酚含量上升變緩，20 d后總酚含量開始下降，且第40 d到第50 d下降幅度較大，第50 d果實(shí)總酚下降了9.84%。總體來說，在貯藏期間，復(fù)合處理后果實(shí)總酚含量高于對照，復(fù)合處理有利于保持果實(shí)中總酚物質(zhì)的含量。

圖7 復(fù)合處理對果實(shí)總酚含量的影響

2.8 復(fù)合處理對果實(shí)中類黃酮含量的影響

如圖8所示，復(fù)合處理的類黃酮相對含量高于CK，果實(shí)中類黃酮含量均呈先上升后下降趨勢。CK在第10 d到貯藏第40 d果實(shí)類黃酮含量一直下降，第40 d到第50 d變化趨于平緩；復(fù)合處理第10 d到第20 d果實(shí)類黃酮含量上升趨勢減緩，從第20 d開始，類黃酮含量逐漸下降。二者對比，貯藏前10 d和貯藏第50 d，復(fù)合處理果實(shí)類黃酮含量與CK無顯著差異（P＞0.05），隨貯藏時(shí)間延長，10～40 d表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05），貯藏至第50 d，CK果實(shí)類黃酮下降了7.14%，復(fù)合處理類黃酮含量與貯藏初期相同。表明復(fù)合處理可以延緩采后貯藏過程中類黃酮含量的降低。

圖8 復(fù)合處理對果實(shí)類黃酮含量的影響

2.9 復(fù)合處理對果實(shí)PPO活性的影響

如圖9所示，櫻桃果實(shí)中PPO活性CK和復(fù)合處理均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。貯藏前10 d，二者PPO活性均劇烈增加，在貯藏第10 d出現(xiàn)峰值，之后PPO活性又急劇下降，第20 d到第50 d下降趨于平緩。總體來看，處理與CK存在顯著差異（P＜0.05），表明復(fù)合處理可以維持果實(shí)中PPO活性穩(wěn)定。

圖9 復(fù)合處理對果實(shí)PPO活性的影響

2.10 復(fù)合處理對果實(shí)POD活性的影響

如圖10所示，在貯藏期內(nèi)，CK和復(fù)合處理果實(shí)中的POD活性均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在貯藏后20 d出現(xiàn)峰值。貯藏期內(nèi)復(fù)合處理的果實(shí)中酶活性都高于CK，差異顯著（P＜0.05），復(fù)合處理可以維持櫻桃果實(shí)中POD活性。

圖10 復(fù)合處理對果實(shí)POD活性的影響

2.11 復(fù)合處理對果實(shí)失重率和腐爛率的影響

如圖11(a)所示，低溫貯藏50 d后，CK果實(shí)失重率為7.20%，而復(fù)合處理組果實(shí)失重率為5.98%，顯著低于CK（P＜0.05），由圖可知，肉桂酸鉀處理、海藻酸鈉處理和熱激處理相結(jié)合，可以顯著降低甜櫻桃果實(shí)的質(zhì)量損失，保持果實(shí)較高的新鮮度。

由圖11(b)所示，復(fù)合處理的櫻桃果實(shí)腐爛率只有1.22%，而CK腐爛率達(dá)到了9.83%。由此分析可知，復(fù)合處理可以顯著抑制櫻桃果實(shí)的腐爛。

圖11 復(fù)合處理時(shí)果實(shí)失重率(a)和腐爛率(b)的影響

3 討論

果實(shí)表面的C*是評價(jià)櫻桃果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。C*值越大，說明果實(shí)越鮮亮，商品價(jià)值越高，海藻酸鈉和肉桂酸鉀對于提升櫻桃果實(shí)色澤和色度起到了重要的作用。硬度、SSC和抗壞血酸含量等多種成分影響櫻桃食用品質(zhì)。SCC的含量在一定程度上反映了貯藏過程中所保留營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量。呼吸作用是采后果實(shí)重要的生理代謝過程，對果實(shí)內(nèi)部有機(jī)酸和可溶性糖的消耗，以及保持水果的風(fēng)味、口感和營養(yǎng)價(jià)值方面具有重要作用。海藻酸鈉涂膜可以有效增強(qiáng)水果表皮的保護(hù)作用，適當(dāng)堵塞表皮氣孔，抑制其呼吸作用，減少營養(yǎng)損耗，抑制水分蒸發(fā)，從而可以在一定程度上保持果實(shí)的SSC含量。研究發(fā)現(xiàn)，貯藏期內(nèi)，復(fù)合處理可以減緩甜櫻桃果實(shí)SSC和呼吸代謝速率的下降，降低營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，明顯抑制甜櫻桃果實(shí)軟化，維持果實(shí)原有的硬度，保持果實(shí)良好的營養(yǎng)品質(zhì)。

隨著果實(shí)成熟，其體內(nèi)的氧化作用增加，導(dǎo)致細(xì)胞中活性氧自由基的積累，進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)氧化損傷［11］。植物對活性氧有酶促進(jìn)和非酶促進(jìn)兩種防御系統(tǒng)。PPO和POD是植物酶防御系統(tǒng)中重要的保護(hù)酶，抗壞血酸是植物非酶防御系統(tǒng)中重要的抗氧化劑［12］。PPO可以催化木質(zhì)素和其他酚類氧化產(chǎn)物的形成，形成保護(hù)性屏障以抵抗病菌的入侵［13］。它還可以通過形成劇毒醌類物質(zhì)直接發(fā)揮抗病作用。POD屬于病原相關(guān)蛋白PR29家族［14］。POD活性的提高不僅能有效清除內(nèi)源活性氧自由基，而且有利于植物木質(zhì)素和植物保護(hù)素的合成。研究發(fā)現(xiàn)，貯藏期內(nèi)，復(fù)合處理PPO和POD酶活性均高于對照，復(fù)合處理可以維持果肉中PPO活性和POD活性，延緩果實(shí)衰老進(jìn)程。

MDA是自由基發(fā)生脂質(zhì)過氧化的最重要終產(chǎn)物之一，有一定的毒性。MDA可以改變細(xì)胞膜的通透性，反映膜質(zhì)過氧化程度，進(jìn)而可以測定細(xì)胞膜受損程度以及生物體抗性。本研究表明，復(fù)合處理可以有效抑制采后MDA的積累，保持細(xì)胞膜正常的通透性，減緩甜櫻桃果實(shí)細(xì)胞衰老。酚類物質(zhì)能有效清除果實(shí)體內(nèi)的超氧陰離子，提高貯存質(zhì)量。果實(shí)貯藏過程中總酚和總黃酮含量先上升后下降，這可能是由于貯藏早期自由基的產(chǎn)生，通過體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)誘導(dǎo)抗氧化物質(zhì)的產(chǎn)生。隨著果實(shí)的成熟和衰老，抗氧化物質(zhì)的合成能力下降［15］。復(fù)合處理能夠保鮮的原因如下：一方面是熱激處理過程中，高溫誘導(dǎo)熱激蛋白的產(chǎn)生，改變了植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，從而提高了果實(shí)抗性［16］，同時(shí)通過誘導(dǎo)合成植保素，直接抑制病原體生長，或誘導(dǎo)宿主啟動(dòng)防御反應(yīng)［17］減輕果蔬采后腐爛損失；另一方面，復(fù)合處理減輕了酚類物質(zhì)和類黃酮含量的下降，保持果實(shí)原有的抗氧化能力，減輕果肉褐變和果實(shí)衰老進(jìn)程。

貯藏過程中伴隨櫻桃衰老的主要問題是果實(shí)品質(zhì)下降和病害的發(fā)生。果實(shí)品質(zhì)下降的一個(gè)重要原因就是水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致甜櫻桃果皮失水皺縮、失去原有色澤、果梗干枯脫落、果肉軟化等，嚴(yán)重影響果實(shí)的商品價(jià)值［7］。此外，櫻桃果實(shí)皮薄多汁，易受機(jī)械損傷，在采后貯藏過程中極易受到果皮表面病原菌的侵染而導(dǎo)致果實(shí)腐爛。SERRANO M等［18］研究發(fā)現(xiàn)，與其他果實(shí)相比，甜櫻桃果實(shí)由于較大的比表面積和較低的表皮抗失水能力，會(huì)產(chǎn)生較高的失重率。海藻酸鈉作為涂膜處理可以在甜櫻桃表面形成一層保護(hù)膜，一定程度上減緩了水分的蒸發(fā)、果實(shí)硬度的下降以及營養(yǎng)物質(zhì)的流失，可以有效降低甜櫻桃果實(shí)的失重率。作為商業(yè)貯藏中一個(gè)非常重要的指標(biāo)，過高的腐爛率意味著商業(yè)利潤的下降。而肉桂酸鉀作為一種天然的肉桂酸鉀鹽，是優(yōu)良的防腐劑和抗氧化劑，具有抗菌作用。本研究中CK的櫻桃果實(shí)腐爛率達(dá)到了9.83%，而復(fù)合處理的櫻桃果實(shí)腐爛率僅有1.22%，極大地降低了櫻桃貯藏過程中的病害成本損失。

海藻酸鈉作為涂膜處理不但有效緩解了肉桂酸鉀帶來的櫻桃果實(shí)輕微失重的情況，還對保持櫻桃果實(shí)硬度和SCC，抑制果實(shí)呼吸速率，提高貯藏后期果實(shí)抗壞血酸含量和抗氧化活性有一定作用。熱激處理顯著提高了果實(shí)內(nèi)抗氧化酶活性及抗氧化物質(zhì)總酚、類黃酮和抗壞血酸含量，對果實(shí)硬度稍有影響。肉桂酸鉀處理顯著提高了櫻桃果實(shí)的硬度和色彩飽和度，提高了果實(shí)的抗氧化能力，抑制了MDA的積累。三者復(fù)合處理不僅降低了果實(shí)的失重率、腐爛率和呼吸強(qiáng)度，而且也減少了SCC和抗氧化活性物質(zhì)含量的損失，提高了果實(shí)硬度、色彩飽和度以及抗氧化酶PPO、POD活性，提升果實(shí)抗氧化能力，并減少了有害物質(zhì)MDA的積累，同時(shí)對櫻桃灰霉菌起到了很好的抑制作用。

綜上表明，保鮮劑和熱激復(fù)合處理能夠通過升高相關(guān)抗氧化酶活性，積累抗氧化物質(zhì)，清除果實(shí)體內(nèi)活性氧，減少M(fèi)DA的積累，殺死或抑制病原菌的生長，或作為誘導(dǎo)因子從而提高櫻桃果實(shí)的抗氧化能力和抗病性。

4 結(jié)論

5 g/L肉桂酸鉀溶液、10 g/L海藻酸鈉溶液和熱激三者復(fù)合處理能有效抑制櫻桃果實(shí)SSC含量的下降，保持果實(shí)硬度和果面色澤，減緩果實(shí)采后呼吸代謝速率，抑制MDA的積累，減緩抗壞血酸（ASA）含量下降，維持果實(shí)中POD及PPO活性，保持果實(shí)總酚、類黃酮等抗氧化活性物質(zhì)的相對含量穩(wěn)定，降低失重率及腐爛率，有效延長櫻桃果實(shí)采后的貯藏保鮮期。