生物保鮮紙?zhí)幚韺Π傧愎珊筚A藏品質(zhì)的影響

羅冬蘭，曹森，馬超，吉寧，王瑞，巴良杰

(貴陽學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽，550005)

百香果，是一種屬于西番蓮科的多年生水果，主要種植于我國的海南、福建、廣東、貴州、廣西等南方熱帶及亞熱帶地區(qū)，近幾年，全國的種植面積快速增加，果實風(fēng)味俱佳，再加上價格適中，深受廣大消費者的喜愛，成為一種重要的新興特色經(jīng)濟(jì)水果[1]。百香果屬于呼吸躍變型果實，果實成熟期在每年的7～10月，多為高溫多雨季節(jié)，采后果實的呼吸作用和蒸騰代謝強(qiáng)，加速果皮失水皺縮、腐爛，嚴(yán)重降低果實的商品價值，已成為影響百香果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[2-3]，因此對百香果進(jìn)行采后保鮮技術(shù)研究具有非常重要的意義。目前，百香果采后保鮮技術(shù)多集中于低溫貯藏、采后熱處理、氣調(diào)貯藏、化學(xué)保鮮劑以及生物保鮮劑等技術(shù)，而關(guān)于生物保鮮紙的研究，尚鮮見相關(guān)報道[2]。

納他霉素(natamycin，Nata)，是一種新型的抗菌劑，具有無色無味、理化性質(zhì)穩(wěn)定、對人體不致癌等優(yōu)點，且對果蔬采后保鮮具有較好的效果[4]，已經(jīng)在葡萄[5]、西蘭花[6]、火龍果[7]、李子[8]等果蔬的保鮮上得到很好的應(yīng)用。ε-聚賴氨酸(ε-polylysine，ε-PL)，是一種穩(wěn)定性好、對人體無害的多肽型抑菌劑[9]，已經(jīng)在葡萄[5]、櫻桃[10]、甘薯[11]等果蔬采后保鮮上進(jìn)行應(yīng)用。目前，常見的果蔬保鮮劑主要有采前噴施和采后浸泡兩大類，但是采前噴施效果不均勻且經(jīng)濟(jì)成本較高，而采后浸泡易造成果實不易風(fēng)干、殘留嚴(yán)重等現(xiàn)象。近年來，果蔬采收后利用保鮮紙進(jìn)行保鮮成為一種新型的保鮮技術(shù)手段，它具有保鮮效果好、實踐操作簡便、安全性高、使用后無殘留等優(yōu)點，目前已經(jīng)在葡萄[5]、火龍果[7]、李子[8]等果蔬的采后保鮮上研究應(yīng)用，保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行У匮泳徆卟珊笏ダ线M(jìn)程，延長貯藏期。但是，保鮮紙?zhí)幚韺Π傧愎珊蟊ｕr技術(shù)的研究，鮮見相關(guān)報道。因此，本試驗參照已經(jīng)報道的方法制作Nata和ε-PL保鮮紙，通過探究2種不同保鮮紙對百香果采后貯藏品質(zhì)的影響，以期為百香果采后保鮮提供高效、成本低的技術(shù)方法，從而為百香果產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供新的理論技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

百香果(臺農(nóng)一號)采摘于貴州省黔西南州安龍縣萬峰湖鎮(zhèn)百香果種植基地；聚乙烯(polyethylene，PE)20 μm保鮮袋和保鮮紙，國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)；納他霉素(有效成分含量≥95%)和ε-聚賴氨酸(有效成分含量≥98%)，浙江新銀象生物工程有限公司。

1.2 試驗處理

參照已經(jīng)報道的研究方法[7-8]，將保鮮紙裁剪成30 cm×30 cm，用于后期研究。通過前期對不同濃度的Nata和ε-PL保鮮紙濃度進(jìn)行篩選，得出Nata和ε-PL 的最佳質(zhì)量濃度均為800 mg/L，與火龍果[7]、李子[8]等果蔬的研究結(jié)果相一致，因此，本研究采用質(zhì)量濃度為800 mg/L的Nata和ε-PL保鮮紙對百香果采后保鮮效果進(jìn)行研究。將保鮮紙分別在蒸餾水(記作CK)、800 mg/L的納他霉素溶液(記作Nata)和800 mg/L的ε-聚賴氨酸溶液(記作ε-PL)中浸泡5 min后，拿出來自然晾干。

百香果(八成熟度左右)采摘后立刻運到貴陽學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮實驗室，挑選大小一致、無機(jī)械傷、無病蟲害、顏色一致的百香果裝于PE 20 μm保鮮袋中(每袋果子質(zhì)量為3.0 kg，約35～40個果實，分2層擺放，將晾干的單層保鮮紙平鋪在果實上面，然后扎袋)，隨機(jī)分成3個處理組(每個處理設(shè)3個重復(fù)組)：CK組裝入浸泡蒸餾水的保鮮紙；Nata組裝入浸泡的納他霉素溶液保鮮紙；ε-PL組裝入浸泡的ε-聚賴氨酸溶液保鮮紙。將百香果轉(zhuǎn)移至(20±0.5) ℃的條件下進(jìn)行貯藏，每5 d對CK、Nata、ε-PL 3個處理組百香果進(jìn)行取樣及指標(biāo)測定，貯藏周期為20 d。

1.3 指標(biāo)測定方法

1.3.1 皺縮指數(shù)的測定

參照張朝坤等[12]的方法，每次觀察20個果實的皺縮面積，確定皺縮度。

1.3.2 失重率的測定

每個處理挑選30個果實，分3袋，初始質(zhì)量為m0，每5 d測定1次質(zhì)量mi，失重率的計算如公式(1)所示：

(1)

1.3.3 好果率的測定

參照張朝坤等[12]的方法，果實好果率測定從每個處理組隨機(jī)取百香果果實50個，每5 d調(diào)查無腐爛、無病斑的果實數(shù)S，好果率的計算如公示(2)所示：

(2)

1.3.4 丙二醛和相對電導(dǎo)率的測定

丙二醛含量的測定：取1.0 g百香果果皮凍干粉，參照李靜等[13]的方法進(jìn)行測定。相對電導(dǎo)率的測定：用不銹鋼打孔器從百香果果皮赤道中部取10 mm大小直接的圓片，參照李靜等[13]的方法進(jìn)行測定。

1.3.5 可溶性固形物(total soluble solids，TSS)和可滴定酸(titratable acid，TA)含量測定

將每個處理組的每個重復(fù)的百香果從中間切開，用不銹鋼小勺挖出內(nèi)容物，置于大燒杯中混勻，然后用雙層紗布過濾汁液于另一燒杯中，振蕩混勻，參照陳美花等[14]的方法測定百香果果汁的TSS和TA含量。

1.3.6 維生素C含量、可溶性蛋白(soluble protein，SP)含量和超氧化物歧化酶(superoxide，SOD)活性測定

取1.3.5步驟中的果汁參照曹建康等[15]的方法，采用分光光度計法測定百香果果汁中維生素C含量，采用考馬斯亮藍(lán)法測定百香果果汁中SP含量，采用氮藍(lán)四唑法測定百香果果汁中SOD活性。

1.3.7 霉菌及酵母菌總數(shù)測定

用無菌蒸餾水在無菌環(huán)境下清洗百香果表面，然后參照巴良杰等[7-8]的方法測定百香果果實的霉菌及酵母菌總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與作圖

數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel 2019軟件進(jìn)行統(tǒng)計處理，差異顯著分析采用SPSS 19.0軟件，作圖采用Excel 2019軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎櫩s指數(shù)、失重率和好果率變化的影響

果皮皺縮指數(shù)直接影響了百香果的商品品質(zhì)和消費者的購買態(tài)度。百香果采后貯藏過程中，由于自身的呼吸和蒸騰代謝，造成果皮易失水造成皺縮現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了消費者的購買欲望[14]。如圖1所示，在貯藏0～5 d，3個處理組的百香果果皮均未發(fā)現(xiàn)皺縮現(xiàn)象。隨著采后貯藏期的延長，在貯藏期5～20 d，3個處理組的皺縮指數(shù)逐漸增大，且CK組的皺縮指數(shù)增加的速度最快。在貯藏末期20 d時，CK、Nata和ε-PL 3個處理組果實的皺縮指數(shù)大小依次為：Nata<ε-PL

圖1 保鮮紙對百香果貯藏期皺縮指數(shù)的影響Fig.1 Effect of preservative paper on peel defect index of passion fruits

采后百香果是有生命的活體，果實自身的呼吸和蒸騰代謝會消耗果實的有機(jī)物和水分，造成果實質(zhì)量損失嚴(yán)重，導(dǎo)致果實失重率增加[16]。如圖2所示，隨著采后貯藏期的不斷延長，果實的失重率呈逐漸增加趨勢。在百香果采后貯藏期前5 d，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的失重率增加速率緩慢；但是在貯藏后期10～20 d，3個處理組的失重率迅速增加，CK組增加速率最大，ε-PL組增加速率次之，Nata組增加速率最小。3個處理組貯藏后期失重率增加，主要是由于貯藏后期果實的衰老進(jìn)程加快，呼吸和蒸騰代謝活動增強(qiáng)，加速了有機(jī)物和水分的消耗，而Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚斫M可以有效延緩果實的衰老進(jìn)程，降低生命代謝活動，延緩有機(jī)物和水分消耗，抑制果實貯藏期失重率增加，保持較好地商品價值，這與火龍果的研究結(jié)果相一致[7]。綜上，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行У匾种乒麑嵤е芈实脑黾?，保持較好的商品品質(zhì)，且Nata保鮮紙效果最好。

圖2 保鮮紙對百香果貯藏期失重率的影響Fig.2 Effect of preservative paper on weight-loss ratio of passion fruits

隨著貯藏期的延長，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的百香果衰老程度逐漸增加，果實的好果率逐漸降低。由圖3可知，在貯藏0～5 d，3個處理組的百香果均未發(fā)生腐爛，在貯藏期5～20 d，CK、Nata和ε-PL 3 個處理組的好果率均不同程度降低，在貯藏末期20 d時，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的好果率從初始的100%分別降低至83%、90%、86%，且3個處理組之間差異顯著(P<0.05)。保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行б种瀑A藏環(huán)境中病菌活性，顯著控制病害的發(fā)生，從而保持果實較好地的貯藏品質(zhì)，這與Nata和ε-PL保鮮紙可以保持葡萄[5]、李子[8]貯藏期果實的好果率相吻合?？傊?，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行У匾种乒麑嵑霉实慕档?，保持較好的貯藏品質(zhì)，且Nata保鮮紙效果最顯著。

圖3 保鮮紙對百香果貯藏期好果率的影響Fig.3 Effect of preservative paper on good fruit ratio of passion fruits

2.2 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎┖亢拖鄬﹄妼?dǎo)率變化的影響

丙二醛是細(xì)胞膜脂過氧化反應(yīng)過程的重要產(chǎn)物之一，通過測定其含量的大小可以衡量果實組織細(xì)胞膜氧化和受損程度，推測果實組織的衰老程度[15]。如圖4所示，在百香果采后的整個貯藏期，CK、Nata和ε-PL 3個處理組百香果果皮的丙二醛含量總體呈增加的趨勢。在貯藏期10 d時，CK組的百香果果皮的丙二醛含量顯著高于Nata和ε-PL處理組(P<0.05)，但Nata和ε-PL之間差異不顯著(P>0.05)。在貯藏末期20 d時，CK組的百香果果皮的丙二醛含量從采收時的0.26 μmol/g增加至1.15 μmol/g；與CK組相比，Nata和ε-PL處理分別有效降低了35.84%和27.46%，Nata保鮮紙?zhí)幚淼男Ч@著好于ε-PL(P<0.05)。Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢砸种萍?xì)胞膜脂過氧化作用發(fā)生，從而降低細(xì)胞組織中丙二醛含量，有效抑制百香果的衰老程度。

圖4 保鮮紙對百香果貯藏期丙二醛含量的影響Fig.4 Effect of preservative paper on malondialdehyde content of passion fruits

隨著果蔬衰老程度的增加，組織中細(xì)胞質(zhì)膜的功能逐漸降低，引起細(xì)胞膜的通透性增大，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)向外快速滲漏，加劇了對細(xì)胞的損傷和果實衰老進(jìn)程[13,17]。通過測定百香果采后貯藏期果皮的相對電導(dǎo)率變化情況，可以有效衡量百香果的衰老程度。由圖5可知，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢燥@著降低百香果貯藏期果皮的相對電導(dǎo)率(P<0.05)。在貯藏期15 d，CK組的相對電導(dǎo)率顯著高于Nata和ε-PL處理組(P<0.05)。在貯藏末期20 d，與CK組相比，Nata和ε-PL分別降低了27.49%和17.53%，由此可知，Nata保鮮紙?zhí)幚硇Ч顑?yōu)。這與火龍果[7]、李子[8]等研究結(jié)果相一致，進(jìn)一步證實了Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚硪种乒は鄬﹄妼?dǎo)率的增加，延緩果實的衰老進(jìn)程。

圖5 保鮮紙對百香果貯藏期相對電導(dǎo)率的影響Fig.5 Effect of preservative paper on relative conductivity of passion fruits

2.3 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎鸗SS和TA含量變化的影響

TSS含量的高低可以作為判斷果蔬成熟度和耐貯性的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。由圖6可知，在百香果的采后整個貯藏過程中，果實的TSS含量總體呈現(xiàn)先緩慢上升后迅速下降的趨勢。在貯藏前期，TSS含量緩慢上升的主要是由于百香果果實采收時未完全成熟，在采后貯藏過程中果實出現(xiàn)后熟現(xiàn)象。在貯藏期5～20 d，由于果實自身的生命代謝活動不斷消耗分解，造成TSS含量逐漸降低。在貯藏期15 d時，CK組的百香果TSS含量顯著低于Nata和ε-PL處理組(P<0.05)，但Nata和ε-PL之間差異不顯著(P>0.05)。在貯藏末期20 d，CK、Nata和ε-PL組的TSS含量分別為14.26%、15.53%、15.00%，3個處理組之間差異顯著(P<0.05)。Nata和ε-PL保鮮紙有效抑制了百香果采后貯藏期的代謝活動，延緩果實TSS含量的降低，保持了果實的貯藏品質(zhì)，且Nata保鮮紙抑制效果最顯著。

圖6 保鮮紙對百香果貯藏期TSS的影響Fig.6 Effect of preservative paper on TSS content of passion fruits

TA含量直接影響了百香果獨特的風(fēng)味品質(zhì)[18]。在百香果的采后貯藏過程中，TA量被果實自身的代謝活動不斷消耗分解，嚴(yán)重降低了果實的風(fēng)味品質(zhì)[19]。在百香果的采后整個貯藏過程中，果實的TA含量不斷降低。在貯藏期15 d時，3個處理組果實的TA含量大小依次為：CK<ε-PL

圖7 保鮮紙對百香果貯藏期TA含量的影響Fig.7 Effect of preservative paper on TA content of passion fruits

2.4 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎S生素C和SP含量變化的影響

果蔬中含有豐富的維生素C物質(zhì)，可以滿足人體活動必要需求，故維生素C含量常作為果蔬貯藏品質(zhì)的重要衡量指標(biāo)之一。果蔬組織內(nèi)維生素C物質(zhì)不穩(wěn)定，不但具有還原性，而且極易受強(qiáng)酸堿、水分活度、酶活性等環(huán)境條件的影響而發(fā)生一系列的降解反應(yīng)[20]。百香果中含有豐富的維生素C，但隨著貯藏期的延長，其被自身代謝活動不斷分解消耗，導(dǎo)致果實中維生素C含量逐漸降低。如圖8所示，在百香果采后整個貯藏過程中，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的維生素C含量總體呈逐漸降低趨勢。百香果采收時維生素C含量達(dá)21.50 mg/100g，采后貯藏20 d后，CK組的可滴定酸含量已降低至15.20 mg/100g，降低了29.30%，Nata和ε-PL組分別降低了21.08%和23.25%，與CK組相比，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚盹@著提高了果實的維生素C含量(P<0.05)，但Nata和ε-PL 2個處理組之間差異不顯著(P>0.05)。上述結(jié)果與葡萄[5]、李子[8]的研究相一致，進(jìn)一步驗證了Nata和ε-PL保鮮紙可以有效降低貯藏期果實的代謝活動，延緩維生素C物質(zhì)被降解。

圖8 保鮮紙對百香果貯藏期維生素C含量的影響Fig.8 Effect of preservative paper on vitamin C content of passion fruits

SP參與采后貯藏期果實的多種代謝活動，與果實的衰老和抗病性密切相關(guān)[21]。在采后百香果整個貯藏過程中，3個處理組果實的SP含量呈下降趨勢(圖9)。在貯藏期10 d，CK組的SP含量顯著低于Nata和ε-PL處理組(P<0.05)，但Nata和ε-PL之間差異不顯著(P>0.05)。在貯藏末期20 d時，CK組果實的SP含量已由采收時的0.66 mg/g降低至0.26 mg/g，且與CK組相比，Nata和ε-PL組分別提高了63.29%和36.71%，3個處理組之間差異顯著(P<0.05)。Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚碛行У亟档搅税傧愎珊筚A藏期的的代謝活動，延緩了SP被分解消耗，維持果實較高的SP含量，從而提高果實的抗病性和抗衰老性，延緩果實衰老進(jìn)程，上述研究結(jié)果與葡萄保鮮研究的結(jié)果相一致[21]。綜上，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行У匾种乒麑峉P被消耗分解，提高果實的抗病性，延緩果實衰老，且Nata保鮮紙效果最好。

圖9 保鮮紙對百香果貯藏期SP含量的影響Fig.9 Effect of preservative paper on SP content of passion fruits

2.5 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎鸖OD活性變化的影響

SOD是果實抗氧化活性代謝過程中的重要酶，在維持活性氧代謝平衡過程中起著重要的作用，參與了自由基和活性氧的清除代謝過程[22]。如圖10所示，在百香果貯藏期，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的SOD活性總體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。在貯藏期5 d時，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的SOD活性顯著高于初始值，且Nata和ε-PL處理顯著高于CK組(P<0.05)。在貯藏期10 d時，CK、Nata和ε-PL 3個處理組的SOD活性均達(dá)到最大值，且大小依次為：CK

圖10 保鮮紙對百香果貯藏期SOD活性的影響Fig.10 Effect of preservative paper on SOD activity of passion fruits

2.6 保鮮紙?zhí)幚韺Σ珊蟀傧愎志Ч挠绊?/h3>

如圖11所示，隨著百香果采后貯藏期的逐漸延長，果實的霉菌及酵母菌總數(shù)逐漸增加。在貯藏期0～10 d，3個處理組的霉菌及酵母菌總數(shù)緩慢增加。在貯藏末期15 d時，3個處理組果實的霉菌及酵母菌總數(shù)大小依次為：Nata<ε-PL

圖11 保鮮紙對百香果貯藏期霉菌及酵母菌總數(shù)的影響Fig.11 Effect of preservative paper on mould and yeast colonts of passion fruits

3 討論

劉振通等[5]使用Nata和ε-PL生物保鮮紙對無核寒香蜜葡萄采后冷藏期果實品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究，得出Nata保鮮紙對葡萄貯藏期的保鮮效果明顯，且能更好保持果實的醛類、醇類等風(fēng)味物質(zhì)。Nata 和ε-PL保鮮紙?zhí)幚碓诨瘕埞鸞7]、李子[8]的研究應(yīng)用也進(jìn)一步證明，Nata可以顯著延緩果實的衰老進(jìn)程，有效延長其采后貯藏期。保鮮紙技術(shù)是果蔬采后貯藏保鮮未來重要發(fā)展的重要方向之一，Nata和ε-PL作為新型的生物保鮮劑，具有簡便、安全、高效、對人體無毒的優(yōu)點[5-8,23]。Nata和ε-PL可以破壞病菌細(xì)胞膜的正常代謝活動，降低果實侵染性、腐生性等病害的發(fā)生，從而保持較好的貯藏品質(zhì)。

百香果采后貯藏過程中，由于呼吸和蒸騰代謝作用，導(dǎo)致果實失重率和皺縮指數(shù)增加，嚴(yán)重影響果實的商品價值。本實驗研究了Nata和ε-PL 2種生物保鮮紙對百香果采后貯藏期果實品質(zhì)的影響，通過重復(fù)測定品質(zhì)指標(biāo)得出，隨著貯藏期的延長，CK組的失重率和皺縮指數(shù)逐漸增加，而Nata和ε-PL 2種生物保鮮紙?zhí)幚韯t有效抑制失重率和皺縮指數(shù)的增加，且在貯藏期20 d時，CK、Nata和ε-PL的好果率分別為83%、90%、86%，保鮮紙?zhí)幚碛行а泳徆麑嵉乃ダ铣潭取SS、TA、維生素C等物質(zhì)是評價果實的重要營養(yǎng)指標(biāo)，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行а泳廡SS、TA、維生素C含量的降低，減少百香果營養(yǎng)物質(zhì)的損失，這與Nata和ε-PL保鮮紙可以顯著延緩葡萄[5]采后貯藏期營養(yǎng)物質(zhì)的降解與消耗相一致。Nata和ε-PL 生物保鮮紙?zhí)幚砜梢云茐木愓５募?xì)胞膜系統(tǒng)及滲透壓，從而有效抑制百香果的侵染性、腐生性等病害的發(fā)生，通過測定霉菌及酵母菌總數(shù)指標(biāo)得出，Nata和ε-PL生物保鮮紙?zhí)幚砜梢燥@著抑制百香果貯藏期霉菌及酵母菌的生長，降低果實腐爛率的發(fā)生，且Nata的抑菌效果要好與ε-PL，這與火龍果[7]上的研究相吻合，進(jìn)一步驗證了Nata和ε-PL生物保鮮紙?zhí)幚砜捎行б种乒麑嵸A藏期病害的發(fā)生。

4 結(jié)論

本試驗研究表明，Nata和ε-PL保鮮紙?zhí)幚砜梢杂行б种瓢傧愎珊筚A藏期果實的失重率、皺縮指數(shù)、相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的增加，保持較好的好果率以及TSS、TA、維生素C和SP含量，提高果實的SOD活性，抑制果實霉菌及酵母菌的生長，較好地保持百香果的貯藏品質(zhì)。其中，Nata的保鮮紙?zhí)幚肀圈?PL的保鮮紙?zhí)幚碚w效果更好，因此，800 mg/L Nata的保鮮紙更適宜百香果采后保鮮應(yīng)用，能較好地保持百香果的貯藏品質(zhì)。但是，保鮮紙?zhí)幚韺Π傧愎A藏過程中能量代謝和抗氧化活性代謝的作用機(jī)理還需進(jìn)一步深入研究。