黃玉咪，楊文慧，徐 超，周宇香，封碧紅，肖乃玉

(1 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧，530004；2 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣州，510225)

杧果MangiferaindicaL.是漆樹科杧果屬熱帶果樹，其果實(shí)香味濃郁、風(fēng)味好，深受消費(fèi)者喜愛。“桂熱82號(hào)”杧果每年僅7月上旬至8月上旬成熟，果期短，并且其果實(shí)成熟于高溫高濕季節(jié)，易受炭疽病等病害侵染，從而導(dǎo)致果實(shí)腐爛，貨架期縮短[1-3]。目前我國(guó)杧果采后病害防治仍然以化學(xué)防治為主，常用藥劑有咪鮮胺、次氯酸等殺菌劑。隨著人們生活水平的提高，食品安全和環(huán)保問題越來越受到重視，而長(zhǎng)期采用化學(xué)防治會(huì)導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性；此外，采后處理會(huì)加重果樹損耗、增加勞動(dòng)力成本。因此，僅注重采后保鮮是不夠的，從采前處理入手，研發(fā)操作簡(jiǎn)單、安全環(huán)保的杧果抗病保鮮方法具有重要意義。

不同的采后包裝材料特性不同，聚乙烯(EVA)是乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物，具有良好的穩(wěn)定性、耐水性、成膜性等特點(diǎn)，在食品包裝領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[4]。但是EVA由于透氣性差、抗張強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，限制了其在果實(shí)涂層方面的應(yīng)用[5]。殼聚糖(CTS)是由大量氨基葡萄糖和少量N-乙酰氨基葡萄糖通過β-l，4糖苷鍵連接起來的直鏈多糖，是一種高分子多糖，具有無毒、環(huán)保、易成膜、良好透氣性等特性[6-7]，還有較強(qiáng)的殺菌能力，被廣泛應(yīng)用于果蔬貯藏保鮮[8-12]。而CTS的抗菌性能在果蔬上的應(yīng)用仍有一些不足[13]。目前相關(guān)研究主要集中在桂熱82號(hào)杧采后貯藏保鮮方面，且涂膜保鮮技術(shù)在杧果上的應(yīng)用研究相對(duì)較少。本文從采前處理入手，利用聚乙烯和殼聚糖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研發(fā)安全環(huán)保、操作便捷、適用采前推廣應(yīng)用的杧果抗病保鮮方法，以期為桂熱82號(hào)杧采后貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2019年在廣西大學(xué)標(biāo)本園進(jìn)行試驗(yàn)，桂熱82號(hào)杧15年生左右，選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致健康植株。殼聚糖(脫乙酰度≥900)試劑，購(gòu)自索萊寶生物科技有限公司；抗壞血酸、氫氧化鈉、硫酸(分析純)等試劑均購(gòu)自南寧市國(guó)拓生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試劑的制備 自修復(fù)多層液膜(SMCM)制備：首先合成β-環(huán)糊精(β-CD)修飾的聚乙烯亞胺(PEI)(β-CD-PEI)，得到醛基化聚乙烯與乙烯醇共聚物，然后合成金剛烷修飾的殼聚糖(AD-chitosan)，最后將殼聚糖溶于2%醋酸溶液、醛基化聚乙烯與乙烯醇共聚物乳液，加入吐溫80乳化劑，均質(zhì)攪拌，脫泡，流延玻璃板，常溫晾干，真空干燥。自修復(fù)多層液膜由仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院肖乃玉課題組提供。

1%殼聚糖試劑制備：殼聚糖溶于2%醋酸溶液，加入吐溫80乳化劑，均質(zhì)攪拌，脫泡，流延玻璃板，常溫晾干，真空干燥。

1.2.2 采前試驗(yàn)處理 2019年6月20日對(duì)未采摘杧果果實(shí)進(jìn)行浸涂處理，即分別以1%殼聚糖[14]、自修復(fù)多層液膜浸涂，以清水處理(含0.05%吐溫80乳化劑)為對(duì)照，均勻涂抹果面，3株為1個(gè)重復(fù)，每處理重復(fù)3次。

1.2.3 采收及采后處理 2019年7月20日采收不同涂膜處理七八成熟果實(shí)，果實(shí)大小和顏色基本一致，無病蟲害，帶長(zhǎng)約2 cm果柄，運(yùn)回廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，置于冷庫(kù)12～13 ℃預(yù)冷12 h。預(yù)冷結(jié)束后再次挑選無機(jī)械損傷果實(shí)，每個(gè)處理果實(shí)120個(gè)，放置于塑料筐內(nèi)，每框果實(shí)20個(gè)，貯放在25 ℃室內(nèi)，每2 d取樣1次測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)，重復(fù)3次。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定

腐爛率測(cè)定：參照鄭小林等[15]的標(biāo)準(zhǔn)，將果實(shí)貯藏病害分為5個(gè)等級(jí)，即0級(jí)，果實(shí)表面無病斑；1級(jí)，果實(shí)表面有細(xì)小斑點(diǎn)；2級(jí)，果實(shí)表面腐爛面積≤果實(shí)面積的20%；3級(jí)，果實(shí)表面腐爛面積為果實(shí)面積的20%～50%；4級(jí)，果實(shí)表面腐爛面積≥果實(shí)面積的50%。貯藏最后1 d查看果實(shí)發(fā)病情況，計(jì)算腐爛率(%)=(∑級(jí)數(shù)×該級(jí)果實(shí)數(shù))/(最高級(jí)數(shù)×總果數(shù))×100。

硬度和可溶性固形物含量測(cè)定：硬度采用FHT-15手持式硬度計(jì)(廣州蘭泰儀器技術(shù)有限公司生產(chǎn))測(cè)定，可溶性固形物含量采用數(shù)顯手持糖度計(jì)ATAGO PAL-1(日本愛拓產(chǎn))測(cè)定。

藏毯是青海的特色產(chǎn)物，蘊(yùn)含著深厚的文化底蘊(yùn)，在青海特色優(yōu)勢(shì)企業(yè)當(dāng)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，是青海省的一張“金名片”。下面，以青海特色優(yōu)勢(shì)企業(yè)的代表——藏毯為實(shí)例進(jìn)行分析。

可滴定酸、可溶性糖、丙二醛(MDA)、維生素C含量測(cè)定參照曹建康等[16]的方法。多酚氧化酶(PPO)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性采用生物試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司產(chǎn))測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Exce1 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行差異水平分析，p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)果實(shí)腐爛率和失重率的影響

由圖1可以看出，對(duì)照(清水)的果實(shí)腐爛率一直在持續(xù)升高。貯藏8 d后，各處理的腐爛率急劇升高，貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)腐爛率比對(duì)照(清水)低44.29%和4.17%，差異顯著(p<0.05，下同)。說明自修復(fù)多層液膜處理和1%殼聚糖處理顯著降低了果實(shí)腐爛率，維持果實(shí)外觀品質(zhì)，其中自修復(fù)多層液膜處理的作用優(yōu)于1%殼聚糖處理。

圖1 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)腐爛率和失重率的影響

對(duì)照(清水)的果實(shí)失重率一直呈上升趨勢(shì)。貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)失重率分別比對(duì)照(清水)處理低2.77%、1.60%，顯著低于對(duì)照(清水)，說明自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理可以通過抑制果實(shí)失重率的增加，減少果實(shí)水分蒸發(fā)，更好地保持果實(shí)品質(zhì)，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

2.2 對(duì)果實(shí)硬度和可溶性固形物的影響

由圖2可以看出，對(duì)照(清水)果實(shí)硬度貯藏6 d開始呈逐漸下降趨勢(shì)。貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)硬度比對(duì)照(清水)高1.6和0.8 kgf，差異顯著，說明自修復(fù)多層液膜處理和1%殼聚糖處理均顯著延緩了果實(shí)硬度的下降，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

圖2 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)硬度和可溶性固形物含量的影響

在貯藏期間，對(duì)照(清水)的果實(shí)可溶性固形物含量第8天達(dá)到最大值，之后開始下降。與對(duì)照(清水)相比，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)可溶性固形物含量逐漸增加，無下降趨勢(shì)；貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的可溶性固形物含量為14.6%、15.2%，說明兩個(gè)采前涂膜處理可以抑制可溶性固形物含量積累，效果不相上下。

2.3 對(duì)果實(shí)可滴定酸和可溶性糖含量的影響

可滴定酸是果實(shí)風(fēng)味重要指標(biāo)之一。由圖3可以看出，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)照(清水)的果實(shí)可滴定酸含量呈不斷下降趨勢(shì)。在貯藏過程中，自修復(fù)多層液膜處理的果實(shí)可滴定酸含量高于對(duì)照(清水)，貯藏12 d比對(duì)照(清水)高0.15個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著。貯藏12 d，1%殼聚糖處理的果實(shí)可滴定酸含量比對(duì)照(清水)低0.36個(gè)百分點(diǎn)。說明自修復(fù)多層液膜處理抑制了果實(shí)可滴定酸含量下降，貯藏后期1%殼聚糖處理加速了果實(shí)可滴定酸含量下降。

圖3 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)可滴定酸和可溶性糖含量的影響

2.4 對(duì)維生素C和丙二醛含量的影響

由圖4可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照(清水)的果實(shí)維生素C含量呈持續(xù)下降趨勢(shì)。貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜處理的果實(shí)維生素C含量比對(duì)照(清水)高0.07個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著，說明自修復(fù)多層液膜處理延緩果實(shí)維生素C含量下降。貯藏過程中，1%殼聚糖處理和對(duì)照的果實(shí)維生素C含量無顯著性差異，說明1%殼聚糖處理對(duì)果實(shí)維生素C含量沒有影響。

圖4 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)維生素C和丙二醛含量的影響

對(duì)照(清水)的果實(shí)丙二醛含量呈持續(xù)上升趨勢(shì)。貯藏6 d后，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)丙二醛含量顯著低于對(duì)照(清水)；貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的丙二醛含量比對(duì)照(清水)低0.43，0.03 μmol/g，自修復(fù)多層液膜處理與對(duì)照(清水)差異顯著。說明自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理可以抑制果實(shí)丙二醛含量積累，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

2.5 對(duì)果實(shí)相關(guān)酶活性的影響

酶促褐變是在酚酶作用下，組織中的酚類物質(zhì)通過生化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成褐色的醌及其聚合物而引起的，多酚氧化酶 (PPO)被認(rèn)為是參與果蔬酶促褐變反應(yīng)的主要氧化酶[17]。由圖5可以看出，在貯藏期內(nèi)，對(duì)照(清水)的果實(shí)PPO活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，在貯藏8 d時(shí)達(dá)到最大值后開始下降。貯藏8 d，自修復(fù)多層液膜處理和1%殼聚糖處理的果實(shí)PPO活性分別比對(duì)照(清水)處理低26.1和9.3 U/g·FW，差異顯著。說明自修復(fù)多層液膜處理和1%殼聚糖處理可以抑制果實(shí)的PPO活性，抑制果實(shí)的褐變反應(yīng)，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

圖5 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)多酚氧化酶(PPO)和過氧化氫酶(CAT)活性的影響

貯藏過程中，對(duì)照(清水)的果實(shí)過氧化氫酶(CAT)活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，在貯藏第4天達(dá)到最大值后開始下降。自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理誘導(dǎo)了果實(shí)的CAT活性升高；在貯藏第4天時(shí)，兩個(gè)處理CAT活性分別比對(duì)照(清水)高121.3和42.6 U/g·FW，差異顯著。說明自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理可以誘導(dǎo)杧果的CAT活性，提高果實(shí)的抗氧化性能，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

由圖6可以看出，隨著杧果果實(shí)成熟衰老，果實(shí)過氧化物酶(POD)活性呈持續(xù)上升趨勢(shì)。貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)POD活性分別比對(duì)照(清水)高313.4和76.7 U/g·FW，差異顯著。說明自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理可以誘導(dǎo)果實(shí)的POD活性升高，提高果實(shí)的抗氧化性能，其中自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

圖6 自修復(fù)多層液膜和殼聚糖采前處理對(duì)桂熱82號(hào)杧果實(shí)過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

在貯藏過程中，對(duì)照(清水)的果實(shí)超氧化物歧化酶(SOD)活性緩慢上升，在第8天形成一個(gè)峰值后下降。自修復(fù)多層液膜處理誘導(dǎo)了果實(shí)SOD活性，1%殼聚糖處理在貯藏后期延緩了果實(shí)SOD活性的下降；在貯藏8 d，自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理的果實(shí)SOD活性分別比對(duì)照(清水)高75.2和34.4 U/g·FW，差異顯著。說明自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理能提高果實(shí)的SOD活性，提高果實(shí)的抗氧化能力。其中，自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

3 結(jié)論與討論

以桂熱82號(hào)杧果為材料，研究了采前自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理對(duì)采后果實(shí)品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，這兩種處理在一定程度上可延緩杧果硬度，可滴定酸、可溶性糖、維生素C含量的下降，抑制杧果腐爛率，失重率，可溶性固形物、丙二醛含量的上升，抑制PPO活性上升，提高杧果CAT、POD、SOD活性。杧果在貯藏過程中極易受到病害及物理傷害的影響發(fā)生腐爛，腐爛率持續(xù)上升[18]；果實(shí)也因?yàn)樗终舭l(fā)，失重率逐漸升高，成熟軟化。劉容等[19]、鄒小波等[20]研究結(jié)果表明，涂膜處理可在果實(shí)表面形成一層保護(hù)膜，使果實(shí)表面結(jié)構(gòu)更緊密，在一定程度上可以抵御微生物入侵。此外，楊達(dá)等[21]、孫正恒等[22]試驗(yàn)也表明功能性膜和涂膜可以增加貯存環(huán)境的相對(duì)濕度，減弱果實(shí)蒸騰作用，減少果實(shí)水分流失。闞超楠等[23]采用殼聚糖處理有效維持了翠冠梨的硬度，延緩了果實(shí)軟化。自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理抑制了果實(shí)腐爛率和失重率，延緩了硬度下降，可能由于在杧果表面形成保護(hù)膜，減少病菌侵入和果實(shí)水分蒸發(fā)。自修復(fù)多層液膜處理的腐爛率和失重率在貯藏12 d顯著低于1%殼聚糖處理，硬度顯著高于1%殼聚糖處理，說明自修復(fù)多層液膜處理效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖是影響果實(shí)風(fēng)味和品質(zhì)的重要指標(biāo)?？扇苄怨绦挝锖涂扇苄蕴呛侩S著果實(shí)成熟不斷增加，在貯藏后期，可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸會(huì)作為機(jī)體內(nèi)的呼吸作用的代謝底物被消耗，含量不斷下降[24-26]。李婷等[27]研究了復(fù)合膜處理可以通過抑制錦橙的呼吸作用，減緩總糖含量的下降；此外，王中偉等[28]研究也表明，杧果經(jīng)殼聚糖涂膜后可以抑制有機(jī)酸、可滴定酸降解。自修復(fù)多層液膜處理抑制了果實(shí)的可溶性固形物含量的積累，減緩了可溶性糖、可滴定酸含量的下降，可能由于涂膜抑制了杧果呼吸作用，減緩了果實(shí)糖分積累或消耗。與自修復(fù)多層液膜處理不同，1%殼聚糖處理加速了可滴定酸含量下降，可能由于1%殼聚糖處理隔絕了O2進(jìn)入杧果體內(nèi)，杧果發(fā)生了無氧呼吸，加速了果實(shí)酸的消耗。維生素C是植物體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的重要物質(zhì)，是植物體內(nèi)的非酶類自由基清除劑，能有效清除活性氧，對(duì)延緩組織衰老有一定的作用[17]，維生素C不穩(wěn)定，其與外界O2發(fā)生反應(yīng)易降解[29]。自修復(fù)多層液膜處理延緩了杧果維生素C含量下降，可能由于其阻止了O2進(jìn)入杧果組織，減少了維生素C的氧化，這與吳昊等涂膜阻止O2進(jìn)入生姜組織減少維生素C的損耗結(jié)論相似[30]，說明自修復(fù)多層液膜處理對(duì)提高杧果的抗氧化能力，延緩果實(shí)衰老具有一定效應(yīng)。1%殼聚糖處理對(duì)維生素C含量沒有影響。兩者相比，自修復(fù)多層液膜處理對(duì)杧果的保鮮效應(yīng)更好。

丙二醛是膜脂過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，它會(huì)引起蛋白質(zhì)、核酸等大分子的交聯(lián)聚合，加劇膜損傷，加快果實(shí)衰老[19，31]。ZHANG等[32]研究結(jié)果表明，果面噴施殼聚糖復(fù)合膜可有效降低獼猴桃、桃丙二醛的積累，對(duì)延緩果實(shí)衰老具有一定效果。自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理抑制了杧果丙二醛含量的積累，說明其對(duì)延緩果實(shí)衰老有作用。當(dāng)果蔬受到損傷后，膜系統(tǒng)遭到破壞，酚類底物與PPO之間不再有區(qū)域隔離，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重褐變反應(yīng)；貯藏后期，因酚類物質(zhì)前期發(fā)生消耗，含量下降或酶失去活性，PPO活性明顯下降[19]。自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理抑制了杧果PPO活性，可能是因?yàn)橥磕けＷo(hù)了果實(shí)膜系統(tǒng)、抑制了褐變反應(yīng)。貯藏12 d，自修復(fù)多層液膜處理的丙二醛含量和PPO活性顯著低于1%殼聚糖處理，說明自修復(fù)多層液膜處理對(duì)膜系統(tǒng)的保護(hù)、抑制褐變的效果更好。

H2O2和O2-等是衡量果實(shí)組織衰老程度的重要指標(biāo)，CAT、POD、SOD是植物酶促防御系統(tǒng)的重要抗氧化劑，O2-可以通過SOD轉(zhuǎn)化為H2O2，然后再通過CAT、POD去除H2O2，對(duì)延緩果實(shí)成熟衰老起重要作用[20，33-35]。姚亞明等研究表明，殼聚糖結(jié)合納米包裝可以提高黃花菜的CAT活性，能最大程度地減少H2O2對(duì)植物細(xì)胞的毒害作用[36]。自修復(fù)多層液膜和1%殼聚糖處理提高了杧果的CAT、POD、SOD活性，說明其可以提高果實(shí)抗氧化能力，減少自由基等有害物質(zhì)積累，對(duì)延緩果實(shí)衰老具有一定效應(yīng)。自修復(fù)多層液膜處理的抗氧化酶活性比1%殼聚糖處理高，說明自修復(fù)多層液膜處理的效果優(yōu)于1%殼聚糖處理。

綜上所述，本試驗(yàn)以自修復(fù)多層液膜處理的保鮮效應(yīng)最佳，能較好地保持貯藏期果實(shí)品質(zhì)，提高果實(shí)抗氧化能力，延緩果實(shí)衰老，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，可用于杧果采前處理保鮮。