樹莓果實貯藏保鮮技術(shù)研究進展

杜雅珉，閻然，楊曉穎，孫斐，韓聰，劉桂梅，劉亞敏，傅茂潤*

1(齊魯工業(yè)大學(山東省科學院) 食品科學與工程學院，山東 濟南，250353) 2(西南大學 資源環(huán)境學院，重慶，400716)

樹莓，又名馬林、木霉、托盤、覆盆子等，為薔薇科(Rosaceae)懸鉤子屬(Rubus.L) 植物。果實柔嫩多汁，營養(yǎng)豐富，含有花色苷、鞣花酸、花青素、類黃酮等多種功能性物質(zhì)，具有抗氧化、抑制腫瘤及癌細胞增殖、抗炎和預(yù)防心血管疾病的功效[1]，被譽為世界第三代水果，深受消費者青睞，市場前景廣闊[2-3]。

國外對樹莓的經(jīng)濟栽培利用歷史悠久，塞爾維亞、波蘭、英國、美國、加拿大、智利等的年產(chǎn)量均在萬t以上[2]。近年來，隨著一些優(yōu)良樹莓品種相繼進入中國，我國樹莓行業(yè)迅速發(fā)展，其主要產(chǎn)區(qū)集中在黑龍江、遼寧、河南、江蘇、山東五省[4-5]。截至2015年，全國樹莓種植面積已達10 000 hm2，年產(chǎn)量達7.9 t，并呈逐漸上升趨勢，中國已成為世界樹莓生產(chǎn)大國之一。

樹莓果實采收期集中且多在高溫期，漿果完全成熟后，果實硬度下降，組織結(jié)構(gòu)脆弱，且呼吸速率比其他種類水果要高[6]，因此極易在貯運過程中發(fā)生腐爛[7]，致使樹莓鮮果上市期短，不耐長途運輸，嚴重制約了樹莓的市場供應(yīng)及推廣。目前，樹莓的貯藏保鮮仍是世界性難題。

1 影響樹莓采后品質(zhì)的采前因素

樹莓采后的貯藏品質(zhì)受多種采前因素如品種、成熟度、內(nèi)源激素、功能酶及致病菌的影響。此外，一些采前處理如鈣處理和水楊酸處理也可有效改善樹莓果實的采后貯藏品質(zhì)。

1.1 品種

果蔬的耐貯性與其自身特性密切相關(guān)，而不同樹莓品種其品質(zhì)特性差異較大[8-11]。王大偉等[12]通過比較美國紅樹莓和豐滿紅2個品種不同成熟度果實的采后品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)豐滿紅樹莓在貯藏過程中好果率略好于美國紅樹莓。和加衛(wèi)等[13]以黑莓、豐滿紅、紅霉32#、紅泡刺藤為試材進行貯藏實驗，結(jié)果表明紅泡刺藤的貯藏性明顯優(yōu)于其他品種，可在低溫條件下貯藏15 d仍保持較高的好果率。張志敏等[14]選擇了7個不同樹莓品系，對果實的外觀特性、品質(zhì)特性、抗氧化性及抗病性進行比較，結(jié)果表明，不同品系間存在明顯差異，且果實的硬度與貨架期呈正相關(guān)。FORNEY等[15]的研究也表明，能夠在貯藏過程中保持硬度的品種，其果實貨架期更長。

1.2 成熟度

樹莓果實的成熟度是影響其耐貯性的關(guān)鍵因素之一。在成熟早期采摘，果實因硬度較高且自身水解作用慢，有利于貯藏，但由于成長期較短，因此樹莓的內(nèi)在營養(yǎng)不能完全轉(zhuǎn)化，樹莓品質(zhì)較差；在成熟后期采收，果實變軟且水解作用強烈，不利于貯運，只適合當天就近鮮食銷售和加工[16]。王大偉等[12]通過比較初熟、適熟和完熟期樹莓在貯藏期內(nèi)的品質(zhì)特性變化也得出了相同的結(jié)論。樹莓成熟度越低，其外觀品質(zhì)在貯藏中保持得越好，貯藏后好果率也越佳，因此在果實適熟期盡早采摘有利于樹莓的貯藏保鮮。

1.3 內(nèi)源激素

范婷婷[17]通過研究發(fā)現(xiàn)，外源乙烯和ABA處理可促進樹莓果實呼吸速率和內(nèi)源乙烯含量的提高，進而引起與果實成熟軟化相關(guān)生理指標的變化，因此推測乙烯和ABA均參與了樹莓果實的成熟軟化，而樹莓果實的軟化是影響其耐貯性的重要因素之一。此外，葛秋來[18]對不同發(fā)育期及采后樹莓果實中內(nèi)源ABA的含量進行測定，結(jié)果也表明ABA可能參與了樹莓果實的成熟過程。

1.4 內(nèi)源酶

果實軟化是影響樹莓采后貯藏性的重要因素。已有研究表明，果實細胞壁多糖成分在纖維素酶(cellulase)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果膠甲酯酶(PME)和半乳糖苷酶(β-Gal)等作用下降解是果實變軟的主要原因[19-21]。楊國慧等通過比較樹莓果實發(fā)育過程中細胞壁成分及相關(guān)酶活性的變化，發(fā)現(xiàn)纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶、果膠甲酯酶和半乳糖苷酶均參與了樹莓果實細胞壁多糖成分的降解，但不同發(fā)育階段起主導(dǎo)作用的酶并不相同。從著色期到可采成熟期，多聚半乳糖醛酸酶(PG)在樹莓果實迅速變軟的過程中發(fā)揮了主要作用，而在過熟階段，其他3種酶的作用則是導(dǎo)致果實變軟的主要原因[22]。

1.5 致病菌

病原菌的侵染是造成樹莓果實貯藏期縮短的原因之一。已報道樹莓果實采后常見的致病菌主要有灰葡萄孢(BotrytiscinereaPers.)、薔薇色尾孢霉(CercosporarosicolaPass.)、膠孢炭疽菌(Colletotrichumgloeosporioides)、殼針孢屬真菌(Septoriasp.)、少隔多胞銹菌(Phragmidiumpauciloculare)、茄絲核菌(Rhizoctoniasolani)、桃吉兒霉(Gilbertellapersicaria)等[23-24]。

1.6 采前處理技術(shù)

適宜的采前處理可有效改善樹莓果實的采后貯藏品質(zhì)。研究表明，采前使用50 mmol/LCaCl2和丙酸鈣噴施2～3次，可顯著提高樹莓果實花青素、總酚、總黃酮和H2O2的含量，提高果實品質(zhì)及抗病性，同時顯著降低果實總抗氧化能力及自由基清除能力，通過誘導(dǎo)氧化脅迫來提高果實的貯藏效果[25]。張帆等研究發(fā)現(xiàn)，采前使用1 mmol/L水楊酸對樹莓果樹噴施2次，可誘導(dǎo)樹莓在貯藏期間次生代謝物質(zhì)的生成，增強DPPH自由基的清除能力，提高樹莓的采后貯藏效果[26]。

2 提高樹莓貯藏品質(zhì)的采后保鮮技術(shù)

樹莓的采后保鮮是提高樹莓果實貯藏品質(zhì)，延長其貨架期的關(guān)鍵技術(shù)。目前，樹莓采后保鮮技術(shù)主要包括速凍與冷藏貯藏、低溫與冰溫貯藏、氣調(diào)貯藏、臭氧保鮮、化學保鮮、UV-C輻射保鮮及復(fù)合涂膜保鮮等。

2.1 速凍與凍藏貯藏

速凍可在果蔬采后貯藏過程中最大限度地保存其原有商品價值，延長貨架期。經(jīng)速凍處理后的樹莓，其貯藏期可達18個月，為樹莓的長途運輸及加工處理提供了充足時間[27]。研究表明樹莓在凍藏初期，其營養(yǎng)成分與酶活性與新鮮樹莓相似。在凍藏1年后，其總酚含量沒有顯著變化，僅鞣花酸及VC含量略微降低，酶活性則呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢[28-29]。DE ANCOS等通過研究發(fā)現(xiàn)，冷凍及凍藏對樹莓揮發(fā)性物質(zhì)的影響較小，且更有利于花青素的提取[30]。

2.2 低溫與冰溫貯藏

在不干擾及破壞果蔬正常新陳代謝的前提下，低溫貯藏可有效延緩果蔬成熟、衰老的進程。樹莓作為高呼吸強度果蔬，其呼吸強度在采后后熟及貯藏期仍保持較高水平，且與貯藏溫度呈正相關(guān)[31]。因此，低溫貯藏可有效降低樹莓的呼吸強度，延長其貯藏期。對于新鮮樹莓，低溫貯藏可使其貨架期延長4～5 d[32]。而與其他保鮮技術(shù)聯(lián)用，則可使其貯藏期更長。但低溫貯藏會造成樹莓揮發(fā)性物質(zhì)在貯藏期內(nèi)發(fā)生變化，且不同品種間存在較大差異[33]。

冰溫貯藏是將果蔬貯藏在冰溫帶范圍內(nèi)，減緩果實呼吸，保持其細胞活性的一種方式。與冷藏相比，冰溫貯藏可有效降低樹莓的呼吸代謝速率，延緩果實衰老，延長其保鮮時間，并可顯著抑制可滴定酸及可溶性固形物含量的下降，保證樹莓的采后貯藏品質(zhì)[34]。

2.3 氣調(diào)貯藏

在低溫條件下對樹莓進行氣調(diào)保鮮，可有效延長其貨架期。目前，針對樹莓果實氣調(diào)保鮮條件的研究較多，但因所用樹莓品種、貯藏溫度等存在差異，導(dǎo)致最終確定的最優(yōu)氣調(diào)條件各不相同。高銘等[35]利用塑料氣調(diào)保鮮箱，研究了低溫及CT保鮮片存在下，不同體積分數(shù)CO2對樹莓鮮果貯藏保鮮效果的影響，結(jié)果表明，使用5% CO2處理可有效維持樹莓的感官品質(zhì)，貯藏40 d后，僅香味變淡，其他品質(zhì)特性未發(fā)生顯著變化。張曉宇等[36]的研究顯示，當CO2≤10%，O2≥5%時，樹莓低溫貯藏20 d后仍可保持良好的品質(zhì)。李敏[27]采用箱式氣調(diào)箱，以腐爛指數(shù)為研究指標對氣調(diào)條件進行篩選，結(jié)果表明，在4 ℃，相對濕度為81.62%，氣體體積配比為6.5% O2+23.36% CO2的條件下，樹莓貯藏9 d時腐爛指數(shù)最低。朱雪靜[37]的研究表明，在溫度為(1±0.5)℃，氣體體積配比為5% O2+20% CO2，相對濕度90%的條件下樹莓貯藏效果最佳。FORNEY等[15]在1 ℃，7.5 kPa O2+12.5 kPa CO2，相對濕度95%的條件下對樹莓進行貯藏實驗，結(jié)果顯示氣調(diào)可顯著抑制果實的腐爛，使其貯藏期達到45 d以上。HAFFNER等[6]的實驗結(jié)果也表明，使用氣體體積配比為10% O2+15% CO2和10% O2+31% CO2可明顯抑制樹莓的腐爛。

此外，氣調(diào)包裝所使用的材料也會對果實的成熟、衰老進程產(chǎn)生不同影響。采用中、高阻隔率的包裝材料可延緩樹莓的過熟及腐爛，從而延長其采后壽命[38]。白麗娟等[39]的研究結(jié)果表明，0.04 mm PE保鮮膜對樹莓冰溫、氣調(diào)貯藏最有利。張曉宇等[40]發(fā)現(xiàn)，在自發(fā)氣調(diào)條件下，0.03 mm PVC保鮮膜是樹莓貯藏的最佳包裝。

2.4 臭氧保鮮

臭氧能夠抑制樹莓表面微生物的生長，降低其腐爛率，同時延緩其成熟、衰老的進程。張琦等[41]研究了室溫條件下臭氧處理對樹莓果實采后生理的影響，結(jié)果表明臭氧可以明顯延緩果實可溶性固形物、可滴定酸、總糖、VC、單寧含量的下降,從而有效地延緩果實的成熟、衰老。張娜等[42]比較了不同濃度臭氧熏蒸處理對樹莓采后貯藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同濃度臭氧熏蒸處理均可以顯著抑制樹莓微生物繁殖，且0.54 mg/L熏蒸處理對樹莓的保鮮效果較佳。BARTH等[43]的研究也表明，使用0.1～0.3 mg/kg臭氧對黑莓進行處理，可抑制霉菌生長，同時提高黑莓的抗氧化能力，延緩其衰老進程。

2.5 化學保鮮

使用不同化學試劑對樹莓進行采后處理，可提高果實采后品質(zhì)，同時部分化學試劑還可抑制或減少微生物的生長，增強樹莓的抗病性。谷鑫鑫等[44]使用山梨酸鉀對樹莓果實進行采后保鮮，結(jié)果表明,0.5 mL/kg山梨酸鉀可提高樹莓采后貯藏期內(nèi)的感官品質(zhì)，減少爛果率，延長其保鮮期。馬大文等的研究表明，使用10 μmol/L的茉莉酸甲酯熏蒸，可有效維持樹莓在低溫貯藏期內(nèi)的硬度，減緩可溶性固形物、可滴定酸和抗壞血酸含量的下降，提高總酚含量，增強樹莓的采后貯藏品質(zhì)[45]。張志敏[14]發(fā)現(xiàn)，精油處理能明顯抑制采后樹莓果實的失重率，提高其抗氧化能力及抗性酶活力，同時增強其抗病性，延長了樹莓的保鮮期。脫水醋酸作為一種廣譜食品防腐劑，應(yīng)用于樹莓同樣可延長其貯藏期[46]。

2.6 UV-C輻射保鮮

研究表明，UV-C處理可延緩樹莓果實采收后品質(zhì)的變化速度，提高樹莓果實抗氧化能力，增強其抗病性及各種抗性酶活。在適宜的UV-C劑量范圍內(nèi)，UV-C劑量越大，對樹莓果實品質(zhì)、抗氧化性、抗病性影響效果越顯著，酶活性增加幅度越大，4.3 kJ/m2劑量的UV-C處理對采后樹莓果實品質(zhì)的保鮮效果最好[14]。

2.7 復(fù)合涂膜保鮮

復(fù)合涂膜處理是果蔬保鮮的一種有效手段，安全、環(huán)保的被膜劑可在果蔬表面形成薄膜，降低果蔬呼吸作用，抑制微生物生長，達到果蔬保鮮的目的。李敏等發(fā)現(xiàn)，以1%殼聚糖與0.03%納他霉素對樹莓進行復(fù)合涂膜處理，可降低其腐爛指數(shù)，顯著改善樹莓果實的采后品質(zhì)并延長貯藏期[27]。GUERREIRO等使用1%果膠+0.15%檸檬醛+0.1%丁香酚的復(fù)合涂膜對樹莓進行采后處理，結(jié)果表明在0.5 ℃條件下，復(fù)合涂膜處理可顯著減少食品腐敗微生物的生長，使樹莓果實貨架期延長至14 d[47]。蘭蓉等的研究結(jié)果顯示，0.1%葡萄糖氧化酶+0.1%葡萄糖+0.1%殼聚糖復(fù)合涂膜在4 ℃貯藏條件下，可抑制樹莓果實褐變，保持硬度和可滴定酸含量，綜合保鮮效果最佳[48]。

3 維持樹莓品質(zhì)的全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮措施

隨著果蔬流通產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，生鮮果蔬的流通趨向于從采收到消費者餐桌的全產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展。因此，探討全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮對樹莓品質(zhì)的影響將有助于為樹莓的商業(yè)化流通提供技術(shù)參考。KRüGER等研究了樹莓在新鮮采摘、采后室溫放置1 d、采后2～4 ℃放置3 d+室溫放置1 d(模擬從采摘到消費者餐桌的溫度變化)貯藏條件下，樹莓品質(zhì)的變化趨勢，結(jié)果表明低溫貯存可保證樹莓果實中花青素含量及其抗氧化能力不發(fā)生改變[11]，這與MULLEN等的研究結(jié)果相一致[49]。MULLEN等通過模擬樹莓從采收到消費者手中的過程，發(fā)現(xiàn)不論是新鮮采摘、全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮還是冷凍，樹莓的花青素及抗氧化性水平都無明顯差異。井慧敏等比較了不同采后保鮮手段結(jié)合冷鏈物流對樹莓品質(zhì)的影響，實驗結(jié)果說明，低溫預(yù)冷結(jié)合冷鏈運輸其保鮮效果最好[50]。

4 總結(jié)與展望

目前關(guān)于樹莓的保鮮研究已取得了一些具有應(yīng)用價值的成果。樹莓的貯藏品質(zhì)與其采前因素、采后保鮮技術(shù)及全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮措施密切相關(guān)。不同品種、成熟度的樹莓其品質(zhì)特性差異較大，因此選取優(yōu)良耐貯型樹莓可大大延長其貨架期。而不同的采后貯藏保鮮手段可延緩樹莓的成熟、衰老進程，降低其腐爛率，提高樹莓的貯藏品質(zhì)。但各種采后貯藏保鮮方法在使用過程中各存利弊。如使用速凍或凍藏方法對樹莓進行保鮮，雖可有效延長樹莓貯藏期至18個月，但在后續(xù)解凍過程中易造成樹莓營養(yǎng)物質(zhì)及汁液的損失；低溫貯藏可有效降低樹莓的呼吸代謝速率，延緩果實衰老，延長其保鮮時間，但易造成揮發(fā)性物質(zhì)的變化；臭氧、氣調(diào)保鮮可有效維持樹莓的感官品質(zhì)，與低溫相結(jié)合可使其貯藏期達到45 d以上，但所需投資成本較高，且處理條件隨樹莓品種、貯藏溫度的變化而變化，難以統(tǒng)一；化學保鮮雖可提高樹莓果實的采后品質(zhì)，增強樹莓的抗病性，但需要對果實進行前處理，處理不當易引起果實的機械損傷，且化學藥品易出現(xiàn)殘留；UV-C輻射保鮮可延緩樹莓果實采收后品質(zhì)的變化速度，提高樹莓果實抗氧化能力，增強其抗病性及各種抗性酶活，但輻照需要特定設(shè)備，不便于大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用；復(fù)合涂膜保鮮可降低樹莓果實的腐爛指數(shù)，但單獨作用效果不佳，需與低溫貯藏復(fù)合處理，且距離商業(yè)化較遠。綜上所述，目前現(xiàn)有的采后貯藏保鮮方法都存在一定的局限性，單一的保鮮技術(shù)已不足以滿足現(xiàn)代樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮將成為新的研究熱點。隨著樹莓貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展，還有一些問題需要完善解決。在今后的研究和開發(fā)中，還需在以下幾個方面開展深入研究：

(1) 樹莓采后品質(zhì)劣變規(guī)律研究不深入。相較于其他漿果，如草莓、藍莓等，樹莓采后在物流、貯藏過程中由不同環(huán)境因子導(dǎo)致的品質(zhì)劣變規(guī)律，如質(zhì)構(gòu)、功能和營養(yǎng)品質(zhì)、微生物病害侵染等尚未得到深入研究，其主要組分代謝機制和品質(zhì)關(guān)鍵調(diào)控酶及基因也有待解析，并且缺乏對成熟技術(shù)采納和新技術(shù)研發(fā)的有效理論指導(dǎo)。

(2) 精準保鮮技術(shù)缺乏。樹莓保鮮技術(shù)開發(fā)尚處在碎片化階段，全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮技術(shù)缺乏。目前保鮮技術(shù)的研究和應(yīng)用多集中在對于溫度的控制上，而對于其他保鮮技術(shù)在全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮中所發(fā)揮的作用尚未有報道。在今后的研究中，可在樹莓的全產(chǎn)業(yè)鏈保鮮過程中引入不同的保鮮技術(shù)，探索樹莓從采收到銷售過程中保鮮貯藏技術(shù)的最佳組合，制定詳細的操作規(guī)程，建立不同品種、不同成熟度、不同后續(xù)加工用途、不同貯藏和物流方式的精準化保鮮綜合技術(shù)體系。

(3) 保鮮技術(shù)匹配度不高。目前對于采后樹莓的保鮮調(diào)控多集中在傳統(tǒng)保鮮技術(shù)的應(yīng)用和微調(diào)上，多采納其他果實的保鮮技術(shù)，而基于樹莓自身特性的保鮮機理仍有待解析，保鮮技術(shù)與樹莓果實的匹配度有待提升和明確闡釋，今后可從分子及組學水平上對其保鮮機理進行深入探索，以期為樹莓的采后貯運保鮮技術(shù)開發(fā)、完善和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

總之，我國樹莓貯藏保鮮技術(shù)正朝著安全、高效、便捷的方向發(fā)展，但單一的采后保鮮技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，保鮮機制的深入研究和全產(chǎn)業(yè)鏈精準保鮮技術(shù)研發(fā)將是未來樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。