苯甲酸鈉處理對香石竹切花保鮮效果的影響

陶佳寶，彭青青，豐 鋒，趙 俊，李國鵬,*

（1.廣東海洋大學濱海農業學院，廣東 湛江 524088；2.云南省綠色食品發展中心，云南 昆明 650224）

香石竹（Dianthus caryophyllusL.）又名康乃馨、麝香石竹，為石竹科石竹屬多年生草本植物，因具有高雅、馨香、體態玲瓏等特點而深受消費者喜愛[1]。2020年，我國香石竹切花種植面積達2 600 hm2，產量達34.1 億支，產值約占全國花卉總產值的50%。然而，據報道，我國的切花采后損失達20%之多[2]，對切花進行保鮮可以延長其瓶插壽命，提高觀賞價值，因此探索切花的保鮮技術至關重要。

切花壽命主要受內源與外源激素變化、外源病菌侵害、離體后養分的斷供及消耗、細胞內含物降解以及吸水受阻和細胞內氧自由基增多等因素的復合影響[3]。目前，國內常用保鮮劑有植物生長調節劑類[4-6]、糖類[7]、殺菌劑類[8]、無機鹽[9]、有機酸類和乙烯抑制劑類[10]。本試驗所用的保鮮劑包含蔗糖、明礬（KAl（SO4）2·12H2O）、氯化鈣（CaCl2）和檸檬酸。糖不僅為切花提供能量，還可抑制植物細胞內乙烯的產生[11]，提高切花保持水分平衡的能力[12]。耿興敏等[13]發現，適宜濃度的蔗糖可提升百合切花可溶性糖含量，并促進切花開放。明礬具有抑制細菌增殖與凈化水質的作用，可減輕切花維管束阻塞，提高切花保鮮液滲透勢[14]。楊運英等[15]發現，明礬可有效調節康乃馨切花細胞滲透壓，維持切花水分平衡。CaCl2可保持切花水分平衡，并減少切花丙二醛（MDA）的累積[16]。張嬌等[17]發現，CaCl2可顯著改善月季切花觀賞品質及瓶插壽命。檸檬酸具有抗氧化作用，其酸性可維持保鮮液的pH，減緩植物導管堵塞[18]。蔣冰娜等[19]發現，檸檬酸可有效減緩月季切花鮮重的下降，并改善切花水分平衡。自20世紀60年代以來，關于香石竹切花保鮮劑的研究主要集中于Ag+[20]、8-羥基喹啉（8-HQ）[21]、6-芐氨基嘌呤（6-BA）[5]、檸檬酸[22]、蔗糖[7]、乙醇[23]等。切花采后呼吸強度增大，為切花提供呼吸基質的糖被大量消耗[24-25]。吳春花等[7]發現，含3%蔗糖的保鮮液對香石竹切花保鮮效果較好。作為殺菌劑，8-HQ可降低微生物對切花水分平衡的破壞[25]，并在一定程度上抑制切花丙二醛的積累，清除活性氧和自由基，增加切花組織蛋白質含量，從而延緩切花衰老[21]。謝婕等[9]認為，無機鹽可為切花提供營養，進而達到延長香石竹切花壽命的目的。白建波等[26]發現，檸檬酸對香石竹切花的保鮮作用顯著，其中3%蔗糖+100 mg/L K2SO4+30 mg/L AgNO3配方的保鮮液保鮮效果接近3%蔗糖+100 mg/L K2SO4+60 mg/L檸檬酸。硝酸銀是一種被普遍應用于鮮花保鮮劑的乙烯抑制劑[25]。李巧玲等[27]發現，硝酸銀可顯著延緩香石竹切花中可溶性蛋白質含量及還原糖含量的下降，延長香石竹切花的壽命。6-BA 作為一種乙烯生成抑制劑[28]，可延長香石竹切花的瓶插壽命，并促進開花[5]。

現有保鮮劑大多存在使用成本高、易造成環境污染、保鮮效果不理想等問題[29]，含銀化合物多數為強氧化劑，具有腐蝕性，且Ag+對水環境毒害作用強大；8-HQ 及其鹽類應用廣泛且殺菌效果明顯，但其毒性較大，國外已禁止使用[18]；氫納米氣泡水與植物提取物制造成本較高，不易推廣；2-吡啶甲酸則對人體具有危害性，會刺激人的眼睛、呼吸系統和皮膚。苯甲酸鈉是一種精細化工產品，其工藝傳統、價格低廉[30]，作為抗氧化劑可清除自由基[31]，并已作為保鮮劑應用于牡丹[32]、芍藥[33]、菊花[34-35]、月季[29]、百合[36]等切花的保鮮，但苯甲酸鈉在香石竹切花保鮮上的應用鮮見報道。

本研究以綠色環保的苯甲酸鈉作為主要的保鮮劑成分，探究苯甲酸鈉對香石竹切花的保鮮效果以及適宜添加濃度，以期為香石竹切花環保保鮮劑的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

香石竹鮮切花：采摘于湛江市麻章區燊彩園藝，選取同批次、新鮮、花色干凈、花苞開放程度一致、無病蟲害、枝葉健壯和花徑大小粗細均勻的鮮切花。

丙酮、無水乙醇、硫代巴比妥酸、無水葡萄糖、蒽酮、4-鄰甲基苯酚（愈創木酚）、30%過氧化氫，國藥集團化學試劑有限公司；濃硫酸、三氯乙酸、考馬斯亮藍G-250、磷酸、蔗糖、明礬、氯化鈣、檸檬酸，廣州化學試劑廠。

1.1.2 儀器與設備

AUY220型電子天平，日本島津公司；725型分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；DW-45L400超低溫冰箱，浙江捷盛低溫設備有限公司；DDS-11C型電導率儀，上海浦春計量儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

1.2.1.1 基礎瓶插液的配制

在蒸餾水中加入一定質量的蔗糖、明礬、CaCl2、檸檬酸，使其最終質量濃度分別為30、180、200、200 mg/L，即得到香石竹鮮切花的基礎瓶插液。

1.2.1.2 香石竹鮮切花的瓶插處理

將鮮切花基部葉片全部去除，僅保留頂部1/3的葉片，莖稈保留30 cm，底部斜切45°后，置于不同瓶插液中。

以基礎瓶插液作為對照（CK），分別在基礎瓶插液中添加150 mg/L（處理1）、200 mg/L（處理2）、250 mg/L（處理3）、300 mg/L（處理4）的苯甲酸鈉對切花進行處理。

每個試驗組設置3 個重復，每瓶瓶插液280 mL，每瓶3支切花，用脫脂棉塞緊瓶口以減少瓶插液在試驗過程中的蒸發。將各組瓶插香石竹鮮切花放置于無直光和強風的室內，自切花瓶插開始，觀察香石竹切花的瓶插狀態，并測定其花徑大小、瓶插壽命、水分平衡值、鮮質量變化率和花徑變化、花瓣的丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量及過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性、細胞膜相對透性等生理指標。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 瓶插壽命

從香石竹瓶插開始，以花朵外部花瓣出現枯萎或瓣尖出現枯斑作為切花瓶插壽命終止的標志，瓶插壽命以天（d）為單位，四舍五入取整數計算[37]。

1.2.2.2 鮮質量變化率

每2 d 測定一次切花的鮮質量。切花鮮質量變化率計算公式如下：

1.2.2.3 水分平衡值

每天測定瓶插液、瓶子和花枝的質量之和及瓶插液和瓶子的質量之和。

失水量=第n天瓶插液、瓶子和花枝的質量之和-第（n+1）天瓶插液、瓶子和花枝的質量之和

吸水量=第n天瓶插液和瓶子的質量之和-第（n+1）天瓶插液和瓶子的質量之和

水分平衡值=吸水量-失水量[39]

1.2.2.4 花徑變化

每2 d使用游標卡尺采用十字法測量切花花徑，重復3次，結果取平均值[40]。

1.2.2.5 生理生化指標

MDA 含量：采用硫代巴比妥酸顯色法[41]測定；可溶性糖含量：采用蒽酮比色法[42]測定；可溶性蛋白質含量：采用考馬斯亮藍法[43]測定；細胞膜相對透性：采用電導法[44]測定；CAT 活性：采用紫外分光光度法[45]測定；POD活性：采用愈創木酚法[46]測定。

1.2.3 數據處理

采用Excel 2019 進行原始數據整理，Origin 軟件作圖，SPSS 軟件進行數據統計分析，Waller-Duncan多重比較對數據進行顯著性差異比較，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同質量濃度苯甲酸鈉對香石竹切花品質的影響

不同質量濃度苯甲酸鈉對香石竹切花品質的影響見圖1。由圖1A可知，對照的瓶插壽命僅為9 d，添加不同質量濃度的苯甲酸鈉處理均延長了香石竹切花的瓶插壽命，其中處理3（250 mg/L）的瓶插壽命最長，達到15 d，與對照相比顯著增加68.57%（P＜0.05），處理4（300 mg/L）亦顯著延長了香石竹的瓶插壽命（P＜0.05）。盡管處理1、處理2的瓶插壽命比對照延長了3 d，但差異不顯著。

圖1 含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液對香石竹切花瓶插壽命（A）、切花鮮質量變化率（B）、水分平衡值（C）和花徑（D）的影響Fig.1 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on vase life(A),change rate of cut flower quality(B),water balance value(C),and flower diameter(D)of cut carnation flowers

由圖1B 可知，含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液均能減緩切花鮮質量的下降，各處理組香石竹切花鮮質量變化均于0～4 d 小幅上升后開始大幅下降。瓶插第10 天時，處理3 的鮮質量變化率比對照高18.9 個百分點，有效延緩了香石竹切花的鮮質量下降。

由圖1C 可知，不同質量濃度苯甲酸鈉處理組香石竹切花水分平衡值變為負值的時間與對照相比均被推遲，對照與處理1（150 mg/L）、處理2（200 mg/L）、處理4（300 mg/L）的水分平衡值均在1～3 d 時出現負值，處理3（250 mg/L）的水分平衡值則在瓶插期間保持較高水平，第4 天仍大于0，至第5 天時出現負值，且與對照相比存在顯著性差異（P＜0.05）。因此，添加250 mg/L 苯甲酸鈉的保鮮瓶插液可有效提升香石竹切花的吸水能力，增加鮮質量，從而延長其壽命。

由圖1D 可知，含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液瓶插期間均能增大香石竹切花花徑，對照的花徑始終最小。瓶插前期，各處理組切花花徑均隨著瓶插時間的延長緩慢增大至最大花徑后開始萎蔫變小；處理3的花徑始終穩定增大，且與對照相比始終存在顯著差異（P＜0.05），瓶插10 d 時花徑達到最大值（8.11 cm），比對照大1.88 cm。處理1、處理2、處理4的香石竹切花在6～8 d時花徑出現小幅變小，但整體仍優于對照組。

綜上可知，基礎瓶插液中添加苯甲酸鈉可以提高香石竹切花的觀賞價值，其中添加250 mg/L 苯甲酸鈉效果最佳。

2.2 不同質量濃度苯甲酸鈉對香石竹切花花瓣丙二醛含量的影響

由圖2可知，在瓶插期間對照與處理1、處理4的花瓣MDA 含量變化無明顯規律，處理2、處理3 的MDA 含量表現為8 d 前持續下降，8 d 后出現小幅上升。Ca2+與適宜濃度的苯甲酸鈉均能減少切花MDA的累積[34，47]，二者協同作用在試驗前期降低了處理2、處理3 的MDA 含量。處理3 的花瓣MDA 含量在第4天時顯著低于對照組（P＜0.05），在第8 天和第10 天均低于對照組和其他處理組。MDA含量是衡量膜脂過氧化的指標，表明處理3對減輕香石竹細胞膜系統損傷程度的效果最佳。

圖2 含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液對香石竹切花花瓣丙二醛含量的影響Fig.2 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on the content of malondialdehyde in cut carnation flower petals

2.3 不同質量濃度苯甲酸鈉對香石竹切花細胞滲透調節物質含量的影響

可溶性蛋白質、可溶性糖是植物細胞的滲透調節物質，其含量的增加能夠提高細胞的保水能力。由圖3A 可知，在基礎瓶插液中添加不同質量濃度的苯甲酸鈉均能延緩花瓣可溶性蛋白質的降解。瓶插期間，處理1、處理2與對照的可溶性蛋白質含量整體呈下降趨勢，處理3與處理4的可溶性蛋白質含量在0～8 d呈上升趨勢，8～10 d出現小幅下降，處理3從第6天開始可溶性蛋白質含量顯著高于對照（P＜0.05）。綜上，添加苯甲酸鈉的保鮮瓶插液可有效提高香石竹花瓣的可溶性蛋白質含量，從而延緩香石竹切花的衰老，其中處理3效果最佳。

圖3 含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液對香石竹切花可溶性蛋白質含量（A）和可溶性糖含量（B）的影響Fig.3 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on the soluble protein content(A)and soluble sugar content(B)of cut carnation flower

由圖3B 可知，各處理組的花瓣可溶性糖含量在2、6、8、10 d時均高于對照，處理1、處理2、處理3的花瓣可溶性糖含量均在第6天達到峰值后出現下降，對照的可溶性糖含量在第4 天達到峰值后一直呈下降趨勢，處理3的瓶插香石竹切花從第6天開始花瓣可溶性糖含量高于其他處理組，且顯著高于對照組（P＜0.05）。

由圖4 可知，各處理組切花花瓣的相對電導率在瓶插期間整體呈上升趨勢。處理2 的花瓣相對電導率始終呈上升趨勢，對照和處理1、處理3、處理4呈先上升后下降再上升的趨勢，處理3 與對照之間的花瓣相對電導率差異雖不顯著，但在整個瓶插期間其電導率一直低于對照，說明基礎瓶插液中添加250 mg/L 苯甲酸鈉可在一定程度上降低花瓣膜脂受損程度。

圖4 含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液對香石竹切花細胞膜透性的影響Fig.4 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on cell membrane permeability of cut carnation flowers

2.4 不同質量濃度苯甲酸鈉對香石竹花瓣抗氧化酶活性的影響

由圖5A和圖5B可知，瓶插期間各處理組香石竹花瓣中CAT與POD活性均呈上升趨勢。瓶插2 d后，不同質量濃度苯甲酸鈉處理的花瓣CAT活性均高于對照，處理3的花瓣CAT活性從第4天開始顯著高于對照組（P＜0.05），7 d后成為所有處理中CAT活性最高的處理。由圖5B可知，從第6天開始，不同質量濃度苯甲酸鈉處理的花瓣POD 活性均比對照高，第10天時，處理3 花瓣POD 活性最高，且與對照差異顯著（P＜0.05）。綜上，在基礎瓶插液中添加一定的苯甲酸鈉可有效提高香石竹花瓣CAT 與POD 活性，其中添加250 mg/L的苯甲酸鈉效果最佳。

圖5 含不同質量濃度苯甲酸鈉的保鮮瓶插液對香石竹切花CAT（A）和POD（B）活性的影響Fig.5 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on CAT(A)and POD(B)activity of cut carnation flowers

3 討論與結論

切花的花徑是評價切花觀賞價值的主要指標[48]。香石石切花使用含苯甲酸鈉的保鮮液處理后，花朵開放程度更大，花色鮮艷，觀賞價值顯著提升[31]。本試驗中，含苯甲酸鈉的保鮮瓶插液處理的香石竹切花花徑均不同程度變大，處理1、處理2、處理4 和對照的花徑達到最大后開始萎蔫變小，只有處理3的花徑在瓶插后期仍然增大，說明在基礎瓶插液中添加苯甲酸鈉可促進香石竹花朵綻放，提升香石竹切花的觀賞價值，其中以添加250 mg/L 苯甲酸鈉效果最佳。切花壽命長短取決于吸水和失水之間的平衡關系[49]，切花在離體后失去母體根系的水分和營養物質輸送，但切花的蒸騰作用及呼吸作用仍在繼續，因此水分平衡值會被迅速打破[3]，水分平衡值大于0 有利于維持鮮切花的活力[50]。本試驗中，各處理組的水分平衡值變負時間與切花壽命一致，處理3的切花水分平衡值最晚變為負值，且壽命最長。切花的鮮質量變化規律與切花水分平衡值的變化規律一致[38]。鮮切花的花枝鮮質量變化趨勢在離體后一般是先上升后下降，其高峰出現時間越晚，保鮮效果越好，瓶插后期，切花鮮質量下降幅度越大，保鮮效果越差[42]。本試驗中，處理3 的切花鮮質量變化率最高，在高峰出現后下降幅度最小，第10 天時比對照高18.9 個百分點，且壽命最長，在基礎瓶插液中添加苯甲酸鈉可降低香石竹切花輸導組織阻塞，促進水分吸收，維持水分平衡與鮮花活力，以添加250 mg/L 苯甲酸鈉效果最佳。本試驗中各處理組切花鮮質量高峰同時出現，這與測定時間間隔稍長有關。MDA 是硫代巴比妥酸（TBA）的反應產物，已被廣泛用作衡量膜脂過氧化與膜損傷的指標[51]，Ca2+可減少切花MDA 累積[47]。本試驗中，除處理4以外，其他各處理的MDA含量前期均出現下降，表明適宜濃度的苯甲酸鈉可減緩香石竹膜脂過氧化程度，從而延緩MDA 累積。可溶性蛋白質含量是檢測切花品質的重要指標之一[32]，其含量的增多可使切花束縛更多水分[52]，隨著細胞膜完整性的喪生，蛋白質會隨之發生降解[53]。本試驗瓶插期間，苯甲酸鈉處理的可溶性蛋白質含量均先上升后下降，各處理的相對電導率整體升高，含苯甲酸鈉的保鮮瓶插液在一定程度上抑制了香石竹切花細胞中的電解質外滲，延緩了蛋白質分解，從而延緩切花衰老，其中以添加250 mg/L苯甲酸鈉效果最佳。CAT與POD 協同作用可清理細胞的氧化代謝物[54]，高活性的POD與SOD有利于降低切花衰老過程中產生的自由基對細胞膜的傷害，減少MDA累積。本試驗中，各處理的POD、CAT 活性變化趨勢均相同，整體為上升趨勢，處理3的POD、CAT活性最高，說明含苯甲酸鈉的保鮮瓶插液可提高香石竹切花中抗氧化酶活性，從而清除更多因衰老而產生的自由基，其中以添加250 mg/L苯甲酸鈉效果最佳。

研究結果表明，在基礎瓶插液中添加苯甲酸鈉對香石竹鮮切花的保鮮效果顯著，主要表現為：可有效維持香石竹切花花瓣鮮質量，增大花徑并延緩切花水分平衡值出現負值的時間；降低花瓣相對電導率和MDA 含量；提高花瓣細胞中CAT 和POD 活性，從而增強清除活性氧自由基的能力；增加花瓣可溶性糖含量和可溶性蛋白含量，調節細胞滲透壓，減緩蛋白質的降解。本研究為苯甲酸鈉在香石竹切花保鮮上的應用提供了理論依據。