苯乳酸處理對香蕉果實后熟品質(zhì)的影響

高羽莎，李奕星，李芬芳，袁德保，陳 嬌,*

（1.海南大學食品科學與工程學院，海南 海口 570228；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶生物技術研究所，海南 海口 571101）

香蕉（Musa acuminate）是熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的經(jīng)濟作物和糧食作物[1]。我國是香蕉的主產(chǎn)大國之一，年產(chǎn)量超1 000 萬t，在海南、福建、廣東、云南、廣西及臺灣等地大面積種植[2-3]。香蕉的氣味芳香、肉質(zhì)甜糯、營養(yǎng)價值高，深受廣大消費者的喜愛。作為一種典型的呼吸躍變型果實，香蕉在成熟過程中呼吸強度急速升高，達到高峰后迅速下降，直至衰老。據(jù)統(tǒng)計，香蕉果實采后運銷過程中因腐爛而造成的損失達20%以上，這其中最主要的原因是香蕉在采后貯藏過程中易發(fā)生軟化，果實軟化后又非常容易受到有害病原菌的侵染，進一步加速了果實的軟化及腐爛[4]。因此，開發(fā)安全、高效的保鮮技術來延緩香蕉成熟衰老，減少采后損失并延長貨架期具有重要意義。

近年來，物理保鮮技術、化學保鮮技術、生物保鮮技術也在不斷完善與發(fā)展中。熱處理是一種常見的物理保鮮技術，可以延長果實的貨架期，保持果實的品質(zhì)[4-5]。冷激處理可以延緩果實的軟化，延長其貨架期[6]。輻照處理具有良好的殺菌特性[7]。但大多數(shù)的物理保鮮技術成本較高，技術參數(shù)不好控制且需要消耗更多的能源。化學保鮮技術中常采用1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）來延長果實的貨架期[8-9]，但是1-MCP在實際應用中會出現(xiàn)果皮轉(zhuǎn)色不均勻等問題[10]。另外，研究發(fā)現(xiàn)，水楊酸、苯并噻二唑等化學試劑可降低香蕉采后病害的發(fā)生，增強與防御相關的酶活力，從而延緩香蕉果實的成熟與軟化，保持良好的果實品質(zhì)[11-12]。生物保鮮技術是通過利用微生物菌體及其代謝產(chǎn)物、天然提取物和分子生物學技術達到保鮮目的，因其安全、高效、天然等特性，在果蔬保鮮領域備受關注[13-14]。研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖處理可有效抑制果實的軟化和可溶性固形物的形成，降低果實的呼吸速率，并延緩果實腐爛的發(fā)生，從而達到保鮮的目的[15-16]。Soradech等[17]利用蟲膠和明膠復合涂膜處理香蕉，可抑制果實失重率的上升和果實軟化，顯著延長了香蕉的貨架期。Chen 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，外源原花青素處理延緩了香蕉果實的后熟衰老進程，并較好地保持了果品品質(zhì)。

苯乳酸（Phenyllactic acid）又稱作2-羥基-3-苯基丙酸，分子式為C9H10O3，是一種具有廣譜抑菌作用的新型天然生物防腐劑[19-20]。苯乳酸具有安全無毒、穩(wěn)定性好、適用性廣等優(yōu)點，能抑制食源性致病菌、腐敗菌，特別是能夠抑制真菌的污染，從而延長食品的貨架期，被廣泛應用于食品保鮮[21]。研究表明，苯乳酸可以防止小麥面粉、面包等焙烤制品、谷物中霉菌及肉制品中致病菌的污染，從而延長食品的儲藏期[22]。但是，目前苯乳酸應用于果蔬保鮮的研究較少。部分研究表明，苯乳酸可用于草莓或甜櫻桃的保鮮[23-25]。

本試驗通過研究苯乳酸處理對香蕉果實采后貯藏過程中品質(zhì)相關指標的影響，從而對延長香蕉果實貨架期和提高果實品質(zhì)進行有效調(diào)控，以期為苯乳酸在香蕉果實采后保鮮中的應用提供一定的理論和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

香蕉：品種為‘南天黃’，購于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院澄邁實驗基地，選取果形端正、大小均勻、無病蟲害及機械傷，成熟飽滿度為7～8 成的香蕉果實，在果園落梳后立即運回實驗室。

乙烯利，上海華誼集團華原化工有限公司；苯乳酸，上海麥克林生化科技股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備

Minolta CR-400全自動測色色差計，柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；TA.XT.PLUS 質(zhì)構(gòu)儀，英國SMS 公司；PAL-BX/ACID6 糖酸檢測儀，日本愛拓公司；Felix F-900 三氣分析儀，上海澤泉科技股份有限公司；LRH-250-SE 恒溫恒濕培養(yǎng)箱，廣東泰宏君科學儀器股份有限公司；ME203/02電子分析天平，梅特勒托利多科技（中國）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將每梳香蕉分成單個蕉指后，晾干脫膠約2 h以從切割部分排出膠液，然后使用1 g/L 乙烯利水溶液浸泡1 min，晾干6 h。首先，進行預試驗，采用不同質(zhì)量濃度（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/100 mL）的苯乳酸溶液浸泡香蕉3 min。結(jié)果表明，質(zhì)量濃度為0.6 g/100 mL的苯乳酸能較大程度地減輕果實腐爛，而較低濃度的苯乳酸抑制效果較差，但更大濃度的苯乳酸會在一定程度上影響果實后熟軟化且增加成本。因此，后續(xù)試驗采用質(zhì)量濃度為0.6 g/100 mL的苯乳酸進行處理。將果實隨機等量分成對照組和處理組。對照組用清水浸泡3 min，晾干后轉(zhuǎn)入23 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中貯藏；處理組于0.6 g/100 mL苯乳酸溶液中浸泡3 min，晾干，隨后轉(zhuǎn)入23 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中貯藏。

每2 d觀察各處理果實的外觀變化，同時拍照記錄，根據(jù)公式計算其腐爛率及病情指數(shù)，并測定果實硬度、果皮色度、可溶性固形物含量、乙烯釋放速率等指標。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 腐爛率及病情指數(shù)

隨機選取40根香蕉果實為一個處理，每2 d統(tǒng)計對照組和處理組的腐爛果實數(shù)量，觀察發(fā)病情況并進行分級。

香蕉果實腐爛率：香蕉病斑直徑2 mm 以上認定為腐爛，按公式（1）計算腐爛率。

按照病斑面積進行分級。0 級：無病害；1 級：病斑面積＜果實面積的25%；2級：果實面積的25%≤病斑面積＜果實面積的50%；3級：果實面積的50%≤病斑面積＜果實面積的75%；4級：病斑面積≥果實面積的75%。按公式（2）計算病情指數(shù)。

1.2.2.2 果皮色度

使用全自動測色色差計測定果皮的色度，每次隨機在果皮中部區(qū)域的3個位置進行測定，每個樣品進行3次重復，并記錄色調(diào)角（h）。

1.2.2.3 果實硬度

使用質(zhì)構(gòu)儀測定果實硬度。每次隨機在果實赤道處取3 個位置進行測定，用直徑為2 mm 的平板探頭，位移參數(shù)為10 mm，穿透速度為1 mm/s，每個樣品進行3次重復，果實硬度單位為N。

1.2.2.4 可溶性固形物含量

使用糖酸檢測儀測定。每根香蕉取果指中段果肉放入研缽中研碎，取少量濾液均勻滴加到糖酸檢測儀上，記錄讀數(shù)，每個樣品進行3次重復，可溶性固形物含量單位為%。

1.2.2.5 乙烯釋放量

從各處理組中選取6個香蕉樣品分別放入5 L的密封玻璃罐中，在25 ℃下靜置1 h以檢測果實乙烯釋放量，用Felix F-900 三氣分析儀對從罐子中取出的10 mL 頂空氣進行采樣和分析，每個處理進行3 次重復，乙烯釋放量單位為μL/（kg·h）。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗取3 次重復測定結(jié)果的平均值。采用Excel 2010軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)；采用SPSS軟件進行差異顯著性分析，并使用Origin 2023軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 苯乳酸處理對香蕉果實腐爛率及病情指數(shù)的影響

腐爛率是判斷果實貯藏品質(zhì)的主要表觀指標之一。如圖1所示，兩組香蕉的腐爛率隨著貯藏時間的延長而逐漸上升。在貯藏過程中，苯乳酸處理的香蕉腐爛率明顯低于對照組。對照組在貯藏4 d 后腐爛率開始急速上升，而苯乳酸處理組在貯藏第6天才開始出現(xiàn)腐爛，此時對照組腐爛率是苯乳酸處理組的2.71 倍。貯藏8 d 時，對照組的果實腐爛率高達97.5%，而苯乳酸處理組的果實腐爛率為72.5%。可見苯乳酸處理能夠有效抑制香蕉果實腐爛，延長果實的貨架期。這可能與苯乳酸抑制果實腐爛致病菌的作用有關，也與苯乳酸處理附著于香蕉表面對病菌的阻隔作用有關[24]。

圖1 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實腐爛率的影響Fig.1 Effect of phenyllactic acid treatment on rotting rates of banana fruits during storage

如圖2 所示，兩組香蕉在貯藏0～4 d 的病情指數(shù)無明顯變化，對照組果實在貯藏4 d后急劇上升。貯藏第6 天時，對照組的病情指數(shù)是苯乳酸處理組的7倍（P＜0.05）。貯藏第8 天時，對照組果實的病情指數(shù)為62.5，苯乳酸處理組的病情指數(shù)僅為35.6，顯著低于對照組（P＜0.05）。

圖2 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實病情指數(shù)的影響Fig.2 Effect of phenyllactic acid treatment on disease indices of banana fruits during storage

2.2 苯乳酸處理對香蕉果實顏色變化的影響

香蕉果皮顏色直接影響到香蕉的外觀品質(zhì)和商品價值。由圖3 可以看出：貯藏期間，苯乳酸處理延緩了香蕉果實顏色轉(zhuǎn)黃，對照組果實顏色從貯藏4 d開始變黃，而處理組從6 d才開始轉(zhuǎn)黃。另外，h值是反映果皮顏色的重要指標之一。由圖4可以看出：香蕉果皮的h值隨著貯藏時間的延長而下降，貯藏8 d時，對照組的果皮h值由初值（112.92）急劇下降到78.57，而經(jīng)苯乳酸處理的香蕉果實從初值（112.92）下降到85.05，并且對照組的果皮h值在貯藏期間均低于苯乳酸處理組的果實。

圖3 香蕉果實貯藏期間外觀變化Fig.3 Appearance changes of banana fruits during storage

圖4 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果皮h值的影響Fig.4 Effect of phenyllactic acid treatment on h values of banana peel during storage

2.3 苯乳酸處理對香蕉果實硬度的影響

硬度能夠直觀反映出果實的軟化程度。由圖5可知，在整個貯藏期間，香蕉果實的硬度不斷降低，兩組的硬度變化趨勢基本一致。對照組的硬度在0～2 d急劇下降，之后逐漸趨于平緩，苯乳酸處理組的果實硬度于2～4 d急劇下降后逐漸趨向平穩(wěn)，且貯藏期間對照組果實的硬度均低于苯乳酸處理組，2～4 d 苯乳酸處理組果實硬度顯著高于對照組（P＜0.05）。可見，苯乳酸處理可有效延緩香蕉果實的軟化，保持果實的硬度。

圖5 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實硬度的影響Fig.5 Effect of phenyllactic acid treatment on the hardness of banana fruits during storage

2.4 苯乳酸處理對香蕉果實可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量是決定香蕉成熟口感的重要指標。在香蕉成熟期間，可溶性固形物含量升高，使果肉變得香甜。如圖6 所示：在貯藏初期，香蕉果實的可溶性固形物含量為1.66%，隨著貯藏時間的延長，可溶性固形物含量升高，苯乳酸處理組的可溶性固形物含量上升速率相對較緩。貯藏8 d時，對照組的可溶性固形物含量為14.1%，而苯乳酸處理組為12.2%，二者間差異達顯著水平（P＜0.05）。由此可見，苯乳酸處理可以延緩香蕉果實可溶性固形物含量的升高，抑制香蕉果實的糖代謝。

圖6 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實可溶性固形物含量的影響Fig.6 Effect of phenyllactic acid treatment on soluble solid contents of banana fruits during storage

2.5 苯乳酸處理對香蕉果實乙烯釋放量的影響

香蕉屬于呼吸躍變型果實，在采后貯藏過程中出現(xiàn)的明顯的乙烯釋放高峰是果實成熟和衰老的重要標志。由圖7可知：苯乳酸處理對香蕉果實的乙烯釋放具有明顯的抑制作用。貯藏期間，對照組和苯乳酸處理組的乙烯釋放量均呈先上升后下降的趨勢，并均在貯藏6 d 時達到乙烯釋放高峰，其中對照組的乙烯釋放量為29.45 μL/（kg·h），苯乳酸處理組的乙烯釋放量為14.90 μL/（kg·h），二者間呈顯著性差異（P＜0.05），之后兩組果實的乙烯釋放量均迅速下降，且對照組的乙烯釋放量在整個貯藏期間均顯著高于苯乳酸處理組（P＜0.05）。

圖7 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實乙烯釋放量的影響Fig.7 Effect of phenyllactic acid treatment on ethylene release rates of banana fruits during storage

3 討論與結(jié)論

香蕉是一種呼吸躍變型果實，采后成熟過程會發(fā)生一系列復雜的生理變化，如果皮褪綠轉(zhuǎn)黃、果肉硬度下降、可溶性固形物含量升高等[18]。目前，已有許多關于采后處理延緩香蕉果實衰老并保持果品質(zhì)量的研究。例如，抗壞血酸[26]、殼聚糖[27]、1-MCP和乙烯結(jié)合[28]、單加氧酶結(jié)合海藻酸鈉[29]、L-半胱氨酸鹽酸鹽[30]、外源原花青素[18]等處理均可以在一定程度上延緩香蕉果實后熟衰老并減緩果實品質(zhì)劣變。但由于各處理方式的自身優(yōu)勢及人們對高品質(zhì)果實的追求，開發(fā)更多高效、綠色、環(huán)保的保鮮技術將成為果實采后研究的發(fā)展趨勢。

乙烯在調(diào)控呼吸躍變型果蔬的成熟過程中發(fā)揮著至關重要的作用。乙烯含量的增加會導致果實快速老化和品質(zhì)下降[31]。本試驗發(fā)現(xiàn)，苯乳酸處理顯著降低了香蕉果實中的乙烯釋放量，這可能導致其他與果實成熟相關的生理指標發(fā)生變化。果實顏色、硬度及可溶性固形物含量是果實成熟的重要指標[31]。本試驗結(jié)果表明：苯乳酸處理可延遲香蕉果實轉(zhuǎn)黃，顯著減緩果實的軟化過程，并推遲香蕉果實中可溶性固形物含量的積累。另外，腐爛率和病情指數(shù)也是衡量果實外觀品質(zhì)的重要指標之一，果實腐爛率及病情指數(shù)越高，表明腐爛程度越高[32]。本試驗中，0.6%苯乳酸處理能有效降低香蕉果實的腐爛率及病情指數(shù)，表明苯乳酸處理能有效延緩香蕉果實的腐爛進程。作為一種新的抗菌劑，苯乳酸引起了相當大的關注并得到了廣泛研究[33]。研究表明，苯乳酸對于李斯特菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等病原菌表現(xiàn)出廣譜抗菌活性[34]。在與乳酸鏈球菌結(jié)合使用時，相對較低濃度的苯乳酸（0.1%）顯示出對肉類和牛奶樣品中的金黃色葡萄球菌具有顯著的抑制效果[35]。本試驗初步證明了苯乳酸在控制香蕉果實采后病害病情發(fā)展方面的潛力。然而，還需進一步研究其抗菌功效的機制。

香蕉果實的成熟過程與病害的發(fā)生具有協(xié)同關系。一方面，果實成熟會降低對病菌的抵抗力。另一方面，果實感染病害后新陳代謝會加速以抵抗病原體，這也加速了其對營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，進而加速衰老過程。

本研究結(jié)果表明，苯乳酸處理有效降低了香蕉果實的腐爛率及病情指數(shù)。因此，苯乳酸可能通過抑制病菌的生長，從而減輕香蕉果實腐爛，并進一步延緩果實的成熟，影響成熟相關的生理指標的變化，包括：抑制果實軟化和果皮顏色轉(zhuǎn)黃，減緩可溶性固形物在果肉中的積累，保持香蕉貯藏期間的品質(zhì)，延長果實的貯藏時間。本研究將為苯乳酸的有效利用及香蕉采后保鮮技術的開發(fā)提供理論依據(jù)。