LED藍色光照結合氣調(diào)包裝不同品種荔枝采后品質(zhì)的比較

蔣漢蓉，陳于隴，陳飛平，周子康，張嘉駿，羅政

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點實驗室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州 510610）（2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院農(nóng)業(yè)與生物學院，廣東廣州 510225）

荔枝（Litchi chinensisSonn.）是一種亞熱帶水果，廣泛種植于我國的廣東、福建等地區(qū)。成熟的荔枝不僅外表色澤鮮艷，果肉晶瑩剔透飽滿，且具有較高的食用價值以及藥用價值，因此在市場上深受消費者的追捧[1]。荔枝在采摘后，常溫下貯藏其生理代謝依舊旺盛，從而加速了果肉水分散失以及營養(yǎng)物質(zhì)的減少，導致褐變的發(fā)生以及最終果實的腐爛[2]；此外由于采摘、運輸中會不可避免地發(fā)生機械損傷，也會影響荔枝的商品價值[3]。因此，開發(fā)一種安全且高效的荔枝采后貯藏保鮮技術，對減少在荔枝采后所造成的損失、保證荔枝的品質(zhì)以及經(jīng)濟價值的具有重要的意義。

荔枝采后保鮮主要方法之一是冷藏保鮮，近年來，基于冷藏并結合其他方法來進一步提高荔枝的鎖鮮技術研究已成為熱點。孫欽菊等[4]利用普魯蘭多糖復合液涂膜處理荔枝進行低溫貯藏研究發(fā)現(xiàn)，可以明顯抑制可溶性固形物、可滴定酸、維生素C等營養(yǎng)物質(zhì)的減少速率，并在14 d后仍可保持好果狀態(tài)；潘家麗等[5]利用外源H2O2處理荔枝進行低溫貯藏后發(fā)現(xiàn)，選擇濃度為5 mol/L的外源H2O2可以降低果皮中的MDA含量及PPO活性，并提高SOD活性，從而有效延緩了果實的褐變速率；謝晶等[6]在4 ℃低溫貯藏條件下使用外源褪黑素也可以有效減緩花青素含量的降低并保持較高的CAT以及SOD酶活性，保持好果率；謝玉花等[7]研究發(fā)現(xiàn)選擇1.2 kGy劑量進行輻照能保持荔枝中總酚、花色苷等含量并抑制PPO、POD活性，使其減少水分散失并延緩褐變。徐錦洋等[8]發(fā)現(xiàn)在低溫貯藏條件下自發(fā)氣調(diào)袋能更有效抑制POD、PAL活性，減緩褐變指數(shù)，有效抑制竹筍貯藏期間的木質(zhì)化、褐變等現(xiàn)象，維持竹鮮筍貯藏期間的品質(zhì)，具備更好的保鮮效果。

LED光具有安全、節(jié)能、簡便等特點，對采后貯運中的蔬菜具有較好的保鮮效果[9,10]。其中，單色藍光可以起到延緩果蔬衰老以及增加營養(yǎng)物質(zhì)的效果，提高果實品質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，在藍光處理番茄后能有效增加抗氧化酶活性，維持果實原有的色澤、硬度和風味[11]；甜櫻桃在藍光照射后體內(nèi)的花青素能顯著積累[12]；蘋果藍光照射后其綠原酸和總黃酮醇含量均有所增加，保證了色澤和品質(zhì)[13]。但低溫貯藏條件下結合氣調(diào)包裝，探索LED藍色光照對不同品種氣調(diào)包裝荔枝采后褐變的影響研究還未見報道，具備一定的實用性和創(chuàng)新性。

因此，本研究運用LED單色藍光對貯藏于4 ℃冷庫中的不同品種氣調(diào)包裝荔枝進行每日12 h的照射處理，并在第0、2、4、6和8天對不同樣品的各項指標進行測定，探究LED燈單色藍光對采后荔枝生理指標的影響，以期為荔枝的采后綠色保鮮技術研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

妃子笑、糯米糍、桂味荔枝品種果實（大小一致、色澤統(tǒng)一、無褐變與損傷，保留有新鮮完整枝葉）分別于2022年6月11日、7月6日、7月15日購買自廣州市天河區(qū)天平架農(nóng)貿(mào)市場，當天運送回實驗室（廣州蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所）。

1.2 包裝材料

MP20氣調(diào)包裝袋：厚度20 μm，O2滲透率11 643 cm3/(m2·d·atm)，水蒸氣透過率62.586 g/(m2·d)，規(guī)格為35 cm×25 cm。

1.3 試劑與儀器

JJ1000電子秤，常熟市雙杰測試儀器廠；Millipore Elix純水儀，德國Merck Millipore公司；四位磁力攪拌水浴鍋，常州澳華儀器有限公司；BioTek多功能酶標儀，廣州吉源生物科技有限公司；JW-1042低速離心機，安徽嘉文儀器裝備有限公司905GP-ULTS超低溫冰箱：美國Thermo Fisher Scientific公司。

試劑：液氮：購自佛山市普雷克斯公司；鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、天津市福晨化學試劑廠；原花青素標準品：上海源葉生物科技有限公司；其他所用試劑皆為國產(chǎn)分析純。

1.4 實驗處理

荔枝采摘后當天運回保鮮實驗室，保留完整新鮮枝葉，并于實驗室4 ℃冷庫用氣調(diào)袋包裝后進行貯藏，以每天12 h的LED藍光（光譜(465±5) nm，主波長為(449±5) nm，光照強度(110±5) lx）照射包裝荔枝作為光照處理組，并以避光貯藏作為對照組。每個包裝袋選擇30顆果，每2 d對樣品進行取樣。將每袋荔枝果實的果皮和果肉分開處理，果肉汁液用來測定荔枝果實可溶性固形物和可滴定酸含量變化；將荔枝果皮剝離混合均勻，經(jīng)液氮快速冷凍后打碎成新鮮粉末狀，然后儲存于-80 ℃超低溫冰箱，用于后期丙二醛等相關指標測定。

1.5 指標測定

1.5.1 褐變指數(shù)

果皮褐變指數(shù)參考林藝芬等[14]的方法，稍有改動。荔枝果皮褐變通過目測將荔枝果皮褐變面積分5級：0級，果實全紅，果皮無明顯褐斑；1級，果皮輕微褐變（＜5%）；2級，褐變或褐變面積5%～25%；3級，褐變或褐變面積25%～50%；4級，褐變或褐變面積＞50%。

式中：

A——荔枝果皮褐變指數(shù)；

a——褐變級數(shù)；

d——對應褐變級果數(shù)；

D——總果數(shù)。

1.5.2 TSS和TA含量測定

參考曹建康等[15]的方法，將荔枝果實剝皮去核，每顆取1/3果肉，榨汁過濾，混合均勻，靜置片刻，在數(shù)顯糖度計檢測鏡面凹槽處滴加荔枝果肉汁液6～7滴，按下start讀取并記錄數(shù)據(jù)得TSS值，即為可溶性固形物的值（Brix）。在此基礎上吸取100 μL汁液，稀釋50倍，測定并記錄，得到荔枝的TA值，即為可滴定酸含量。重復5次。

1.5.3 總酚含量測定

參考曹建康等[15]的方法，稍作修改。稱取0.2 g果皮組織，加入少許經(jīng)預冷的質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液，在冰浴條件下研磨勻漿后，轉入8 mL刻度試管中。用質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液沖吸研缽，一并轉移到試管中，定容至刻度，混勻，于4 ℃避光提取20 min，期間搖動數(shù)次，然后過濾，收集濾液待用。以質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液作空白參比調(diào)零，于波長280 nm處測定吸光值，重復三次，最后，將吸光值代入標曲y=0.051 5x+3.325 9，R2=0.999 1，結果mg/g表示每克（鮮質(zhì)量）果蔬組織的總酚含量。

1.5.4 花青素含量測定

參考曹建康等[15]的方法，稍作修改。稱取0.2 g果皮組織，加入少許經(jīng)預冷的質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液，在冰浴條件下研磨勻漿后，轉入8 mL刻度試管中。用質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液沖吸研缽，一并轉移到試管中，定容至刻度，混勻，于4 ℃避光提取20 min，期間搖動數(shù)次，然后過濾，收集濾液待用。以質(zhì)量分數(shù)為1%的鹽酸甲醇溶液作空白參比調(diào)零，在波長530 nm和600 nm處吸光值之差表示花青素含量，重復三次，將吸光值代入標曲y=0.074 7x+0.000 9，R2=0.999 7，結果%表示每克（鮮重）果蔬組織的原花青素含量。

1.5.5 丙二醛含量測定

參考曹建康等[15]的方法，稍作修改。取1 mL上清液，加入1 mL質(zhì)量分數(shù)為0.67%的TBA溶液于5 mL離心管中，充分混合后在沸水浴中煮沸20 min，冷卻后于4 ℃、10 000 r/min離心10 min。然后在450、532和600 nm處測定上清液吸光值。重復5次。

1.5.6 多酚氧化酶（PPO）活性測定

參考Wang[16]的方法，略作修改。稱取0.5 g荔枝樣品，加4 mL磷酸鹽緩沖液（濃度為0.05 mol/L，pH值7.8），加0.2 g不溶性聚乙烯吡咯烷酮。在4 ℃，8 000g離心30 min，離心后上清液用作粗酶提取液。測定PPO活性：通過分別加入2.3 mL磷酸鹽緩沖液（PBS，濃度為0.05 mol/L，pH值7.0）和0.2 mL粗酶提取物，制成總3.0 mL反應溶液預先將鄰苯二酚與PBS混合，然后加入上清液，立即使用分光光度計在25 ℃下測量3 min內(nèi)420 nm處的吸光度變化，重復三次。

1.5.7 過氧化物酶（POD）活性測定

參考Shi等[17]的方法，稍作修改。每次測定均使用果肉或萼片冷凍組織（1 g），離心條件為12 000g，在4 ℃下持續(xù)20 min，然后提取上清液進行分析。使用0.9 mL質(zhì)量分數(shù)為0.2%的愈創(chuàng)木酚和1 mL質(zhì)量分數(shù)為0.3% H2O2，測定POD活性。在470 nm（POD）條件下，在1 min內(nèi)測定吸光度的增加，并將在1 min內(nèi)的分析條件下導致吸光度增加所需的酶量定義為一個活性單位，重復三次。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Origin 2018繪圖及SPSS Statistics 27進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 LED藍色光照對不同品種荔枝褐變指數(shù)的影響

褐變是采后衰老的標志，荔枝果皮的快速褐變是導致荔枝品質(zhì)下降、銷售量下滑的主要原因[18]。如圖1所示，在冷藏條件下，不同品種荔枝的褐變系數(shù)，隨著貯藏時間的增加而上升，糯米糍（圖1a）褐變較快，而桂味（圖1a）和妃子笑（圖1c）褐變較慢，這與前人研究結果一致[19]。在三個荔枝品種中，桂味（圖1a）褐變程度最慢，其在第8天的褐變系數(shù)為0.47，而燈光照射后僅為0.37；妃子笑（圖1c）的褐變也較慢，且在藍光照射處理的第6天其褐變系數(shù)僅為0.23，取得的效果比其他品種更佳；三個品種中褐變系數(shù)增加最快的是糯米糍（圖1b），其在第8天時已高達2.15，抑制的作用稍微微弱于其他兩個品種，在藍光照射處理后有所降低。這是由于荔枝品種的不同，其褐變的速率并不一致導致的[20,21]。并且褐變與營養(yǎng)物質(zhì)含量以及其他生理活動有關，因此在LED藍光照射處理同一物種的不同品種后，其變化趨勢等也可能存在差異[13]。在單色藍光照射后，褐變系數(shù)均低于未進行單色藍光照射后的荔枝褐變系數(shù)，這表明LED單色藍光照射處理可以有效抑制荔枝的褐變。

圖1 LED藍色光照對不同品種荔枝褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of LED blue light on browning index of different litchi varieties

2.2 LED藍色光照對不同品種荔枝TSS含量的影響

荔枝采后會消耗自身的營養(yǎng)物質(zhì)，其中的可溶性固形物（TSS）的含量也會隨著儲藏時間的增加而逐漸減少[22]。如圖2所示，不同品種荔枝的可溶性固形物隨著儲藏時間和照射時間的增加均表現(xiàn)出下降的趨勢。桂味（圖2a）在藍光照射后的第8天顯著高于對照（P＜0.05），達到了18 Brix；糯米糍（圖2b）均高于對照組，在第4天時可溶性固形物含量顯著高于對照（P＜0.05），為16.83 Brix；妃子笑（圖2c）在持續(xù)藍光照射處理的第6天可溶性固形物含量為14.43 Brix，略高于對照組。在整個冷藏期間，不同品種荔枝在進行單色藍光照射后的可溶性固形物含量均高于對照組，這表明LED單色藍光照射處理可以有效抑制荔枝可溶性固形物的分解。這與吳根良等[23]發(fā)現(xiàn)藍光有利于果實可溶性固形物的形成這一研究結論一致。

圖2 LED藍色光照對不同品種荔枝TSS含量的影響Fig.2 Effect of LED blue light on TSS content of litchi varieties

2.3 LED藍色光照對不同品種荔枝TA含量的影響

可滴定酸（TA）是果實品質(zhì)的重要性狀之一，是影響果實風味品質(zhì)的重要因素[24]。如圖3所示，不同品種荔枝隨儲藏時間的延長可滴定酸出現(xiàn)先降后升的趨勢。在單色藍光照射后，桂味（圖3a）可滴定酸含量于第2天達到最低值0.83%，糯米糍（圖3b）可滴定酸于第4天達到最低值0.58%，妃子笑（圖3c）可滴定酸則在第4天達到最低值0.85%。在整個儲藏期間，LED單色藍光照射后的荔枝其可溶性滴定酸含量均低于對照組，這表明LED單色藍光照射處理可以有效抑制荔枝可滴定酸的升高。這與吳根良等[23]發(fā)現(xiàn)藍光有利于果實可滴定酸的合成這一研究結論一致。有研究表明，藍光可以延緩鮮切甜瓜可滴定酸含量的增加，有利于果實原有酸度[25]。

圖3 LED藍色光照對不同品種荔枝TA含量的影響Fig.3 Effect of LED blue light on TA content in different litchi varieties

2.4 LED藍色光照對不同品種荔枝總酚含量的影響

總酚作為酶促褐變的底物，在PPO和POD的作用下，逐漸被消耗，轉化為黑褐色的醌，導致含量下降[26]。如圖4所示，不同品種荔枝的總酚含量在隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。桂味（圖4a）在燈光照射后其總酚在前8天均較對照組顯著增加（P＜0.01），在第8天時總酚含量為0.525 mg/g；糯米糍（圖4b）在燈光照射的整個階段較對照組均顯著增加（P＜0.05），在第8天時總酚含量為0.57 mg/g；與對照相比，妃子笑（圖4c）在燈光照射后其總酚含量均有所上升，其中在第6天時達到0.028 mg/g。在整個冷藏期間，不同品種荔枝的LED燈藍色單色光處理組的總酚含量均高于對照組，這表明LED單色藍光照射處可以抑制總酚含量的減少，延緩了總酚的消耗，從而抑制酶促褐變的進行，而利用電子束輻照處理也可以有效延緩荔枝中總酚含量的下降[7]。有研究表明，LED處理提高了葉和根提取物中總酚和類黃酮的水平，藍色LED處理可以顯著提高葉片和根部抗氧化酶活性[27]。

圖4 LED藍色光照對不同品種荔枝總酚含量的影響Fig.4 Effect of LED blue light on total phenolic content of different litchi varieties

2.5 LED藍色光照對不同品種荔枝花青素含量的影響

花青素（LPCs）是荔枝中重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一，具備較強的抗氧化能力。如圖5所示，未進行單色藍光照射的荔枝的花青素含量在隨儲藏時間的延長，呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。在冷藏的第2天，進行單色藍光照射的荔枝花青素含量均顯著高于對照（P＜0.05），也高于第0天時候荔枝的花青素含量，隨后逐漸呈現(xiàn)下降趨勢。這可能是因為在果實成熟后期藍光誘導的花青素合成正調(diào)控轉錄因子和下游結構基因表達水平下降，導致花青素生物合成相對其降解減少[28]。在整個冷藏期間，不同品種荔枝的LED燈藍色單色光處理組的花青素含量均高于對照組，這表明LED單色藍光照射處理可以有效抑制荔枝花青素的降解。有研究已經(jīng)表明，LED燈單色藍光可以誘導花青素合成相關基因表達并促進花青素積累[28]。這與李瑩等[29]對番茄果實進行補光，花青素含量在照射藍光時達到最大值結論一致。

圖5 LED藍色光照對不同品種荔枝花青素含量的影響Fig.5 Effects of LED blue light on anthocyanin content in different litchi varieties

2.6 LED藍色光照對不同品種荔枝MDA含量的影響

丙二醛（MDA）濃度的變化可以反映細胞的脂質(zhì)過氧化情況，MDA的積累可導致膜的氧化損傷，因此可作為荔枝采后損傷的一個重要指標。如圖6所示，不同品種荔枝的MDA濃度隨著貯藏時間的延長而逐漸增加，細胞的氧化損傷加劇導致荔枝逐漸褐變。在桂味冷藏的第6天，其對照組MDA含量顯著高于藍光照射組（P＜0.01），是處理組的1.32倍（圖6a）；在糯米糍（圖6b）冷藏的第8天，藍光照射組的MDA含量是0.01 μmol/g，顯著低于對照組（P＜0.01）；在妃子笑冷藏的第4天，藍光照射組的MDA含量顯著低于對照組（P＜0.01），僅為0.01 μmol/g（圖6c）。在整個冷藏期間，不同品種荔枝的LED燈藍色單色光處理組的MDA含量均低于對照組，這表明LED單色藍光照射處可以有效抑制MDA的積累從而保護膜的完整性，減少荔枝的采后損傷。這與史君彥等[30]利用LED單色藍光照射豇豆取得的研究結果相似。

圖6 LED藍色光照對不同品種荔枝MDA含量的影響Fig.6 Effects of LED blue light on MDA content in different litchi varieties

2.7 LED藍色光照對不同品種荔枝PPO活性的影響

多酚氧化酶（PPO）在有氧條件下可將內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì)，這類物質(zhì)聚合產(chǎn)生黑色素，從而引起荔枝褐變[31]。多酚氧化酶引起的是酶促褐變，活性越高說明褐變得越快。如圖7所示，不同品種的多酚氧化酶活性在隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)出不同的變化趨勢，其中桂味（圖7a）呈現(xiàn)先降后升趨勢，在冷藏的第2、4、8天，處理組的多酚氧化酶活性均顯著低于對照組（P＜0.01）；糯米糍（圖7b）呈現(xiàn)先降后升再降趨勢，在藍光照射后其過氧化物酶活性均顯著低于對照組（P＜0.01）；妃子笑（圖7c）則呈現(xiàn)先升后降趨勢，在冷藏的第6天，處理組的多酚氧化酶活性均顯著低于對照組（P＜0.01）。在整個冷庫儲藏時間里，LED單色藍光照射后的荔枝多酚氧化酶活性均低于對照組，這表明LED單色藍光照射處理可以有效抑制荔枝多酚氧化酶活性的升高。

圖7 LED藍色光照對不同品種荔枝PPO活性的影響Fig.7 Effect of LED blue light on PPO activity of different litchi varieties

2.8 LED藍色光照對不同品種荔枝POD活性的影響

過氧化物酶（POD）可以催化總酚，是荔枝酶促褐變的關鍵酶之一[32]。如圖8所示，桂味（圖8a）、糯米糍（圖8b）呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，妃子笑（圖8c）則呈先升后降再升的趨勢。在藍光持續(xù)照射第4、6、8天，桂味的過氧化物酶活性均顯著低于對照（圖8a）（P＜0.05）；糯米糍在藍光照射后其過氧化物酶活性均顯著降低（圖8b）；妃子笑在藍光照射后其過氧化物酶活性均顯著低于對照組（圖8c），并在第4天達到最低值21.36 U/g FW（圖8c）。在整個冷藏期間，藍光照射后的荔枝過氧化物酶均低于對照組，這表明LED單色藍光照射可以有效抑制荔枝中過氧化物酶活性的升高。有研究表明，LED處理保持了較低的呼吸速率、丙二醛含量和多酚氧化酶活性，延長菊花的保質(zhì)期[33]。

圖8 LED藍色光照對不同品種荔枝POD活性的影響Fig.8 Effect of LED blue light on POD activity of different litchi varieties

3 結論

本研究主要探討了LED藍光結合氣調(diào)包裝對不同品種荔枝采后品質(zhì)的影響。結果表明，在低溫貯藏條件下氣調(diào)包裝結合LED單色藍光處理能有效抑制不同品種荔枝的劣變，相較避光處理，藍色光照下包裝荔枝的MDA含量顯著下降，延緩了花青素、總酚及可溶性固形物含量的降解，抑制了PPO和POD的活性。因此，在低溫冷藏條件下，LED單色藍光照射結合氣調(diào)包裝可以有效抑制不同品種荔枝保鮮品質(zhì)的劣變。這一研究也為荔枝的采后保鮮技術研發(fā)提供了一定的參考。