果實生長發育后期噴施蔗糖溶液對井崗紅糯荔枝采后品質的影響

喻文濤　曲姍姍　李萌萌　王光　朱世江

關鍵詞：荔枝；蔗糖；采前處理；品質；褐變；腐爛

中圖分類號：S667.1 文獻標識碼：A

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是一種獨具特色的亞熱帶水果，果皮紅亮、口味鮮甜。我國年產荔枝超過世界總量的70%，具有很高的商業價值[1]。然而，荔枝一般在高溫多濕的夏季上市，采后呼吸代謝旺盛，極易發生褐變和腐爛。荔枝采后的褐變和腐爛縮短了荔枝貨架期，也嚴重影響了荔枝長期貯運。據報道，荔枝在流通過程中因變質而造成的損失約占荔枝總產量的20%以上[2]。

目前荔枝保鮮主要采用低溫冷藏結合化學殺菌劑處理、硫處理結合浸酸護色處理等技術，雖然在一定程度上延長了荔枝的貨架期，但長期化學藥劑處理存在環境污染和藥劑殘留等問題[3]。另外，有研究發現低溫貨架能延長荔枝貨架期，但低溫貯藏后的荔枝在常溫貨架壽命比未經冷藏的鮮果更短，進入常溫環境后又極易褐變和腐爛[4]；裴煒等[5]使用雙向伸聚丙烯薄膜袋對荔枝進行包裝處理，發現薄膜袋袋壁易積水，加重褐變和腐爛，喪失保鮮效果。開發高效安全的荔枝保鮮技術對于促進荔枝產業的發展具有重要意義[6-7]。

糖作為碳骨架的來源是保持能源供應和延長易腐植物產品采后生命所必需的能源物質，研究表明，外源蔗糖供應可以延緩西蘭花采后衰老并延長其貨架期[8] 。凌亞杰等[9] 于采前當天用100 mmol/L 蔗糖噴施草莓果實，明顯提高了總酚含量和抗氧化能力，改善了草莓品質。但尚未見在果實生長期用蔗糖處理控制果實采后腐爛的報道。

長期以來，果蔬的保鮮處理通常在采后進行，需要建設包裝車間、藥劑處理池等基礎設施。我國不少荔枝產區以農戶分散種植為主，不具備采后處理條件。而且，由于年輕人大多進城務工，農村勞動力短缺現象嚴重，采后處理又要支出額外成本，很少有農戶愿意實施采后處理。另外，對于有條件實施的企業或大戶，用藥劑對采后荔枝實施浸泡處理后，需要晾干果面水分才能包裝，而晾干這個過程容易導致荔枝果皮褐變。因此，很有必要研發一種操作簡便、易于掌握、經濟適用的荔枝保鮮方法。如能將保鮮劑處理時間前移，在果實生長期以噴施的方式進行，將方便農戶獨立實施荔枝保鮮處理，也可以提高企業和種植大戶保鮮處理的效率。

本研究以井崗紅糯荔枝為材料，于采前10 d用蔗糖溶液在樹上噴施荔枝果實，初步探討其保鮮效果及其機理，旨在為改進荔枝保鮮技術提供新思路。本研究于荔枝生長發育后期用蔗糖溶液在樹上噴施荔枝果實，不依賴采后處理設施，也避免了采后處理的荔枝晾干過程，具有一定的實用性和創新性。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料與試劑以廣東省廣州市從化荔博園的井崗紅糯荔枝為研究材料，于采前10 d 進行處理，采后挑選果實大小、顏色較為一致的荔枝果實用于保鮮效果觀察。

試劑：蔗糖，為廣東廣試試劑科技有限公司產品；吐溫20，為健陽生物科技有限公司產品；酚酞、硫酸、草酸、鉬酸銨、聚乙烯吡咯烷酮、過氧化氫等均為國產分析純，為國藥集團化學試劑有限公司產品。

1.1.2 儀器與設備 Millii-Q-B 超純水系統購于美國Millipoe 公司，702Rell 臺式高速冷凍離心機、PMC-060 微型離心機、BS224S 電子分析天平均購于德國Eppendorf 公司，UV-2600A 紫外可見光分光光度計購于日本Shim 公司，A11 basic Analyticalmill 磨樣機購于德國IKA 公司，DK-8D 恒溫水浴鍋購于上海信森實驗設備有限公司，MULTISKAN Sky 酶標儀購于廣州聯波生物科技有限公司，CR-300 色差計購于日本Minolta 公司，PR-34α 數顯折射儀購于日本ATAGO 公司，DDS-307 電導率儀購于上海精密科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 蔗糖處理 用含0.03%吐溫的5 mmol/L 蔗糖溶液噴施處于著色期的荔枝果實，對照用含0.03%吐溫的純凈水噴施荔枝果實。處理后10 d采收，然后立即用泡沫箱包裝，運回廣東省果蔬保鮮重點實驗室，貯藏于20 ℃冷庫。貯藏期間用厚度為0.03 mm 的塑料袋包裝，每個處理60 個果，重復3 次，定期觀察和取樣。

1.2.2 貯藏品質觀測 果皮褐變觀測參照吳振先[10]的方法，略有改動。按荔枝外果皮褐變面積把果皮褐變程度分6 級：0 級，果實全紅，果皮無明顯褐斑；1 級，龜裂片尖端凸點褐變10%～50%，或連片褐變或褐變面積小于5%，或單個褐斑直徑小于0.50 cm ； 2 級， 龜裂片尖端凸點褐變50%～100%，或連片褐變或褐變面積5%～15%，或單個褐斑直徑0.50～1.00 cm；3 級，連片褐變或褐變面積15%～25%，或單個褐斑直徑1.00～1.50 cm；4 級，連片褐變或褐變面積25%～50%，或單個褐斑直徑1.50～2.00 cm；5 級，連片褐變或褐變面積大于50%，或單個褐斑直徑大于2.00 cm。荔枝果皮褐變指數=Σ（褐變級數×對應級果數）/總果數。

病情指數觀測參照吳光旭等[11]的方法，略作改動。荔枝病情指數=Σ（病情級數×對應級果數）/總果數。

腐爛率計算：腐爛率=（出現腐爛癥狀的果數/總果數）×100%。

果皮顏色值的測定參照QU 等[12]的方法，每個處理隨機取15 個果實，每個處理重復3 次。用全自動色差計測定果皮亮度（L*）值、紅綠色度（a*）值、黃藍色度（b*）值。

可溶性固形物（total soluble solids， TSS）、可滴定酸（titratable acid， TA）、維生素C（vitamin C，Vc）含量測定參照王晶英[13]的方法，分別采用數顯折光儀、酸堿滴定法和酶標儀測定。

1.2.3 生理指標的測定 相對電導率（relativeconductivity， REC）參照陳建勛等[14]的方法用電導儀測定；丙二醛（malondialdehyde， MDA）測定參照趙世杰等[15]的方法用酶標儀測定；總酚參考李靜等[16]的方法用酶標儀測定；苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase， PAL）、多酚氧化酶（ polyphenol oxidase， PPO ）、過氧化物酶（peroxidase， POD）參照陳建勛等[14]的方法用紫外分光光度計測定；過氧化氫（hydrogen peroxide，H₂O₂）參照李忠光等[17]的方法用酶標儀測定；超氧陰離子（O₂^–·）參照王愛國等[18]的方法用酶標儀測定。

1.3 數據處理

試驗數據使用Excel 2010 軟件進行統計，計算平均值和標準誤并制圖。采用SPSS 23 軟件利用t 檢驗法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 采前蔗糖處理對荔枝果實褐變指數和色度值的影響

由圖1A 可知，荔枝果實的褐變指數隨貯藏天數增加而逐漸升高，而蔗糖處理顯著延緩荔枝褐變，8 d 的褐變指數與對照4 d 的褐變指數相當。蔗糖處理的荔枝果皮褐變指數在整個貯藏期均低于對照，差異顯著（P<0.05）。

由圖1B 和圖1D 可知，荔枝果皮的L*和b*值呈現出相似的變化趨勢，隨貯藏時間的延長在一定范圍內波動，蔗糖處理荔枝的L*和b*值在貯藏期間顯著高于對照（P<0.05）。如圖1C 所示，荔枝果皮的a*值整體呈先下降后上升趨勢，蔗糖處理荔枝的a*值低于對照。蔗糖處理延緩了荔枝褐變指數的升高，維持了果皮亮度、紅色和黃綠色。

2.2 采前蔗糖處理對荔枝果實病情指數和腐爛率的影響

由圖2A～圖2B 可知，隨貯藏時間的增加，荔枝的病情指數和腐爛率呈不斷上升的趨勢。與對照相比，蔗糖處理降低了荔枝果實病情指數和腐爛率。蔗糖處理的荔枝在貯藏4 d 后才開始出現病情和腐爛，8 d 的病情指數與腐爛率分別是同時期對照的0.43 倍和0.47 倍，差異顯著（P<0.05）。圖2C～圖2D 為蔗糖處理組和對照組荔枝貯藏8 d后的外觀，可見蔗糖處理很好地延緩了荔枝果實貯藏期病害的發生和腐爛。

2.3 采前蔗糖處理對荔枝果實營養品質的影響

由圖3A～圖3B 可知，隨貯藏時間的增加，荔枝果肉中TSS 含量和TA 含量整體都維持一個較小水平的波動，貯藏8 d 時，蔗糖處理的荔枝TSS、TA 含量與對照無顯著性差異。從圖3C 可見，在整個貯藏期間，荔枝的Vc 含量整體呈先下降后上升趨勢。貯藏前期，對照荔枝的Vc 含量高于處理荔枝；貯藏后期，對照荔枝與處理荔枝Vc 含量在較小范圍內波動，貯藏6 d 和8 d 時，對照荔枝的Vc含量分別是處理荔枝的0.93 倍和1.08 倍，差異顯著，但差異幅度較小。蔗糖處理的荔枝TSS 和TA含量與對照無明顯差異，但Vc 含量略低于對照，表明其對營養品質無明顯不利影響。

2.4 采前蔗糖處理對采后荔枝果皮PAL 活性和總酚含量的影響

由圖4A 可知，對照果實果皮中PAL 活性在較小范圍內波動，蔗糖處理顯著提高了荔枝果皮PAL 活性（P<0.05），與對照的差異在貯藏前期大于貯藏中后期。由圖4B 可知，蔗糖處理果實的總酚含量顯著高于對照（P<0.05），在貯藏0、2、4、6、8 d，分別比對照果實高4.53%、26.67%、12.24%、18.17%、20.28%。說明蔗糖處理增強了采后荔枝果皮中PAL 活性和總酚含量。

由圖4C 可知，荔枝對照組PPO 活性隨貯藏時間的延長整體呈上升的趨勢，對照組在貯藏第8 天時達到最大值，處理組在貯藏第6 天時達到最大值。在貯藏前期（4 d 前），蔗糖處理組的PPO含量低于對照組，而貯藏末期對照組的PPO 活性與處理組無明顯差異。如圖4D 所示，荔枝POD活性隨貯藏時間的延長整體呈上升的趨勢，在貯藏期間（除2 d 外），對照組與蔗糖處理組的酶活性呈現顯著差異（P<0.05），蔗糖有效降低了POD活性。蔗糖處理在荔枝貯藏前期抑制了PPO 活性升高，在貯藏中后期顯著抑制POD 活性升高。

2.5 采前蔗糖處理對采后荔枝果皮REC、MDA、H₂O₂、O₂^–·含量的影響

由圖5A 可知，荔枝果皮中REC 隨貯藏天數的增加逐漸升高，蔗糖處理組REC 顯著低于相應對照（P<0.05）。由圖5B 可知，與對照相比，蔗糖處理在整個貯藏期間顯著降低了荔枝果皮中MDA 含量（P<0.05）。說明蔗糖處理延緩了荔枝果皮膜脂氧化和破損程度。

由圖5C 可知，荔枝果皮中H₂O₂含量隨貯藏天數增加整體呈上升趨勢，蔗糖處理顯著低于對照（P<0.05）。由圖5D 可知，對照荔枝果皮中O₂^–·含量隨貯藏天數增加呈持續上升趨勢，蔗糖處理荔枝O₂^–·含量與對照高低互現，于4 d 和8 d 顯著低于對照（P<0.05）。說明蔗糖處理抑制了荔枝果皮中H₂O₂和O₂^–·含量的升高。

3 討論

荔枝采后褐變和腐爛是影響荔枝貯運的主要問題。褐變是果蔬衰老的重要標志，嚴重影響荔枝商品的品質和貨架期[19]；病情指數和腐爛率是荔枝采后保鮮的重要指標，直觀反映了荔枝果皮受病原菌侵染及損傷程度[20]。本研究中采前蔗糖處理可以有效控制采后荔枝褐變和腐爛的發生，延長荔枝保鮮期，這與外源蔗糖在西蘭花[8]、切花康乃馨[21]、草莓[22]、青花菜[23]上的研究結果一致。

采后果實色澤的變化是荔枝果實商品價值的重要參數[24]。色度值可以很好反映荔枝褐變和采后貯藏期間荔枝的顏色變化。已有研究發現荔枝果皮褐變程度與L*值呈反比[25]。本研究中，與對照果實相比，采前蔗糖處理提高了荔枝果皮中L*值、b*值，略降低a*值，維持了荔枝果皮亮度與黃色。表明采前蔗糖處理可以有效維持果實采后的外觀品質。

TSS、TA 和Vc 是荔枝重要的品質指標，也是荔枝保鮮效果的重要評判標準。在本研究中，采前蔗糖處理的荔枝果實中在貯藏期間的TSS、TA含量與對照相比無明顯差異，這與外源蔗糖處理桃果實的結果一致[26]。而采前蔗糖處理降低了貯藏期間荔枝的Vc 含量，這與外源蔗糖處理青花菜的結果一致[27]。Vc 是一種重要的抗氧化劑，在保護植物免受氧化應激侵害方面發揮著關鍵作用，可以保護膜免受脂質過氧化侵害[28]。研究發現，外源Vc 應用提高了酵母細胞耐氧化應激能力，與非VC 處理的細胞相比，Vc 處理的細胞表現出較低的ROS 積累[29]。本研究中蔗糖處理表現出更低的Vc 含量可能是通過消耗Vc 含量而盡可能降低活性氧自由基的危害。

荔枝采后貯藏期間容易褐變、衰老和受到病原菌的侵染，維持細胞膜完整性有利于增強植物的抵抗能力。相對電導率反映了植物膜系統完整性與植物組織受損傷程度[30]。MDA 是生物細胞膜脂質過氧化的產物，是衡量植物細胞衰老和膜脂質受損傷程度的重要指標[31]。H₂O₂和O₂^–·過量累積會破壞核酸、氧化蛋白質，促進衰老，導致細胞損傷死亡，引起膜脂質過氧化[32]。細胞膜完整性與果皮褐變密切相關，細胞膜完整性喪失會引起細胞區域化破壞，從而導致酶與酚類底物直接接觸產生黑色或褐色物質，最終導致果皮褐變[33]。CHEN 等[34]發現茶多酚處理可降低荔枝果皮相對電導率，延緩脂質過氧化物含量的增加，顯著延緩荔枝果皮褐變。謝晶等[35]研究發現，外源NO處理荔枝抑制H₂O₂和O₂^–·等活性氧的產生和積累，減少MDA 的產生和減輕膜透性，延緩荔枝的衰老和褐變。本研究中，蔗糖處理顯著降低了荔枝果皮中相對電導率、MDA 含量、H₂O₂和O₂^–·含量，說明蔗糖處理較好地維持了荔枝果皮膜系統的完整性，延緩了荔枝的衰老。由于膜的完整性喪失既可導致組織褐變[33， 36]、果實衰老[37-38]、又可降低抗病性[39-40]，本研究表明，蔗糖處理維持細胞膜完整性與減輕荔枝果皮褐變和腐爛、延緩荔枝衰老均有關系。

PAL 是植物的防御系統中苯丙烷類代謝途徑的第一個酶，當遭受逆境脅迫時，植物防御系統中苯丙烷類代謝途徑被激活，PAL 活性迅速升高[41]。甜櫻桃果實抗病性增強與PAL 活性提高有關[42-43]。XU 等[44]研究發現，苯并噻二唑（BTH）處理提高了荔枝果實PAL 活性，延緩了荔枝腐爛。苯丙烷代謝是酚類物質產生的重要途徑之一，酚類物質的積累可以幫助植物在面臨脅迫時有效清除活性氧自由基，降低植物體內的氧化損傷[45]。酚是苯丙烷代謝途徑的最終產物，不僅是植物防衛反應和抗病性密切相關的次生抗菌物質，而且還可以作為植物組織合成木質素的底物[46]。在獼猴桃[47]、芒果[48]和甜瓜[49]水果中，總酚含量與果實的抗病性呈正相關。本研究中蔗糖處理提高采后荔枝PAL 活性和總酚含量，表明其可能增強了果實的抗病性。

PPO 已被證明其活性增強能促進荔枝褐變進程，其活性增強可能是褐變的早期標志[50]，此外，PPO 活性的增強可以促進酚類物質的氧化和木質素合成，形成超氧離子活性氧自由基，進而激發果實的活性氧自由基清除抗逆防御反應[51]。本研究中蔗糖處理在貯藏前期抑制了PPO 活性升高，可能與貯藏前期延緩了處理組褐變指數升高相關，后期PPO 活性升高導致大量多酚氧化，進一步產生大量活性氧自由基，但通過消耗Vc 而盡可能清除這些活性氧自由基，因此，處理的果實病情指數和腐爛率仍較低。POD 是果蔬氧化褐變的重要參與酶，能利用活性氧自由基加速果蔬內酚類物質的氧化，促使果皮變色[41]。本研究中蔗糖處理在貯藏期抑制了POD 活性升高，可能與蔗糖處理延緩荔枝褐變程度有關。POD 清除過氧離子活性氧自由基具有重要的作用[52]，本研究處理的POD 活性減弱，說明處理清除活性氧自由基的主要機制不是POD 等保護酶清除機制，而是通過還原性化合物如Vc 等抗氧化保護機制。

綜上所述，采前蔗糖處理通過抑制荔枝果皮PPO、POD 活性來減輕荔枝褐變，通過提高荔枝果皮PAL 活性和總酚含量來增強果實抗病性，通過降低果皮相對REC、MDA、H₂O₂和O₂^–·含量來延緩果實衰老，保持細胞膜的穩定性，進而延緩荔枝的褐變和腐爛。