β-氨基丁酸處理對火龍果采后病害及貯藏品質的影響

李國林，孟繁博，王輝，陳曦，黃道梅，鄭秀艷，林茂，*

（1.貴州省農業科學院現代農業發展研究所，貴州貴陽550006；2.貴州貴紫紅龍食品科技有限公司，貴州貴陽550005）

火龍果（Hylocereus undatus），又名紅龍果，芝麻果，長壽吉祥果，屬典型熱帶植物，原產于中美洲熱帶沙漠地區，是仙人掌科（Cactaceae）三角柱屬（hylocereus）植物[1]。中國貴州在2002年開始引種栽培火龍果，由貴州省果樹科學研究所自主選育的抗寒紅肉火龍果新品種“紫紅龍”，已成為貴州省部分區域的火龍果主栽品種[2]。紅肉火龍果果肉中含有豐富的甜菜苷類色素，具有預防癌癥、抗炎、抗糖尿病以及降低心血管死亡率等多種功效，此外，可用于改善食物、飲料色澤，清除食品中的亞硝酸鹽，提高食品安全性[1-3]。貴州地區火龍果成熟期為每年5 月到11 月，季節性較強，采后易受多種病原菌的侵染產生腐爛，影響果實品質和市場價值。化學殺菌劑是控制采后果蔬腐爛、延長貯藏期的有效方法，但因對人體健康和環境存在多種潛在危害，如殘留問題，病原菌的抗藥性，環境污染等，其使用已受到嚴格地管制[4]。因此，篩選安全高效的保鮮劑顯得十分重要。

β-氨基丁酸（β-aminobutyric，BABA）又名 DL-β-氨基丁酸，是從暴曬的番茄根系中分離得到的一種次生代謝非蛋白氨基酸[5]。研究表明，BABA 能夠作為一種化學“激發子”，不僅能夠誘導植物抗病性的產生，抵御病原微生物和害蟲的入侵，而且可以緩解因逆境脅迫對植物造成的不良影響，能激活辣椒、蘋果、櫻桃、馬鈴薯、番茄等80 多種植物獲得抗病性[6-11]。但BABA 對火龍果采后病害的控制效果及其對貯藏品質的影響鮮見報道。

因此，以“紫紅龍”火龍果（Hylocereus undatus cv.Zihonglong）為試材，研究不同濃度BABA 處理對火龍果果實采后病害的控制效果及對貯藏品質的影響。旨在為采后火龍果貯藏保鮮技術提供一定的技術支撐和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“紫紅龍”火龍果，采摘于2017年7 月采摘自貴州省鎮遠縣壩草村火龍果種植基地，選取大小、果形、成熟度一致、無病蟲害、無機械損傷的果實，當天運抵實驗室貯藏在室溫（25±2）℃，相對濕度70%～75%條件下待用。

β-氨基丁酸：SIGMA-ALDRICH 公司；馬鈴薯瓊脂（potato dextrose agar，PDA）培養基：上海博微生物科技有限公司。

1.2 主要儀器設備

3802S 型紫外可見分光光度計：上海優尼柯儀器有限公司；YHC-A6 百分之一電子秤：瑞安市英衡電器有限公司；DDSJ-308F 型電導率儀：上海一點科學儀器股份有限公司；FHM-5 果實硬度計：日本竹村公司；WZS-80 型手持糖度計：上海儀電物理光學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 BABA 浸泡處理

參照董柏余等[12]的方法，火龍果果實表面經自來水沖洗干凈的果實分別在50、10、2 mmol/L 的BABA中浸泡15 min，取出自然晾干后在室溫（25 ℃）下存放。以清水處理同樣時間作為對照處理（CK）。每個處理用果實30 個。

1.3.2 自然發病率測定

處理后果實于室溫（25 ℃）、相對濕度85%～90%貯藏5 d 后，每隔3 d 統計一次果實自然發病情況并計算發病率。以果實表皮出現1 個直徑大于1 cm 霉菌斑為標準進行統計，重復3 次。自然發病率計算方法：

果實自然發病率/%=（發病果實個數/總果實個數）×100

1.3.3 失重率測定

采用稱量法進行測定，按下列公式計算：

1.3.4 果實硬度測定

參照袁莉等[13]的方法并修改，用果實硬度計測定。將火龍果果實沿赤道部位切開，硬度計探頭垂直于距果皮1 cm 處的剖面，均勻用力壓入，記錄數據，重復測定3 次。

1.3.5 細胞膜完整性測定

參照Sayyari 等[14]的方法并修改。將火龍果果實沿赤道部位切開，取赤道部位的皮下1 mm～5 mm 處果肉組織10 g，切成厚約2 mm 左右薄片狀后用去離子水沖洗3 次，然后用濾紙吸干多余水分，放入40 mL 去離子水中，在25 ℃下浸泡3 h 后用電導率儀測定電導率，計為CI，再在沸水浴中煮沸30 min，待冷卻至室溫（25 ℃）后再次測定電導率為其最終電導率，記為CF，最后按照下面的公式計算細胞膜完整性：

1.3.6 可溶性固形物含量測定

利用手持式折光儀測定，將火龍果果實沿赤道部位切開，剝去果皮，取赤道部位果肉，擠壓果肉汁液進行測定，每次測定取3 個果實，重復3 次。

1.3.7 花青素含量測定

參照曹建康等[15]的方法并修改，取3.0 g 冷凍果肉組織與5 mL 預冷的1%鹽酸-甲醇溶液，在冰浴條件下充分研磨，在4 ℃、12 000 r/min 離心10 min。取上清液在波長530 nm 和600 nm 處分別測定OD 值。兩處OD 值之差表示花青素的含量，表示為U=（OD530-OD600）/mg protein。樣品重復測定 3 次。

1.3.8 蛋白質含量測定

參考Bradford 的方法[16]，以牛血清蛋白制作標準曲線并計算蛋白質含量。

1.3.9 數據處理

全部試驗結果用Microsoft Excel 2016 和SPSS 22.0 進行數據處理分析，多重顯著性分析（p＜0.05）采用Duncan’s 法進行。圖表制作采用Origin 2017 軟件。

2 結果與討論

2.1 BABA處理對果實自然發病率的影響

BABA 處理對火龍果果實自然發病率的影響見圖1。

圖1 BABA 處理對火龍果果實自然發病率的影響Fig.1 Effects of BABA treatment on natural incidence of dragon fruits

由圖1 可知，各處理火龍果果實自然發病率隨貯藏時間的延長呈逐漸升高的趨勢，在貯藏第11 天，3種處理組果實的自然發病率均低于對照組，貯藏第17 天，50、10、2 mmol/L BABA 處理果實自然發病率分別比對照低了20.00%、30.00%、7.50%。其中50、10 mmol/L 處理組果實自然發病率分別為53.33%和46.67%，均顯著低于對照組，且差異顯著，由此可見，50、10 mmol/L BABA 對火龍果的采后腐爛具有抑制作用。先前研究表明，BABA 不僅可以誘導蘋果，香蕉，梨，芒果，冬棗，葡萄，櫻桃，桃，甜瓜等植物產生抗病性，而且對灰葡萄孢（Botrytis cinerea），釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），指狀青霉（penicillium digitatum），意大利青霉（P.italicum），擴展青霉（P.expansum）等多種果蔬中的采后病原菌具有直接抑制作用[8，12，17-27]。BABA抑制了火龍果采后自然發病率的機理可能是BABA直接對病原菌的抑制作用，或是誘導了果實自身的防衛反應，也有可能兩者都揮發了作用，需要進一步的研究證實。

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2.2 BABA處理對果實失重率的影響

BABA 處理對火龍果果實失重率的影響見圖2。

圖2 BABA 處理對火龍果果實失重率的影響Fig.2 Effects of BABA treatment on weight loss rate of dragon fruits

由圖2 可知，火龍果采后生理衰老和品質劣化是限制果實貯藏效果的重要因素，新鮮果實采后脫離母體的營養供給，生理代謝活動逐漸下降，但為維持正常的生理功能會消耗體內的營養物質，從而造成果實品質的下降[28]。果實在整個貯藏期間失重率呈現逐漸升高的趨勢。在貯藏末期，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理組失重率低于對照組果實，分別低于對照組30.30%和10.76%，兩者差異顯著。隨著貯藏時間的延長，由于果實的呼吸作用和水分蒸騰會導致果實失重率逐漸增加，但試驗發現在整個貯藏期間，果實失水作用不顯著，失重率均未超過1%，可能由火龍果果皮較厚所造成。

2.3 BABA處理對果實硬度的影響

BABA 處理對果實硬度的影響見圖3。

圖3 BABA 處理對火龍果果實硬度的影響Fig.3 Effects of BABA treatment on hardness of dragon fruits

由圖3 可知，處理組和對照組果實硬度隨貯藏時間的延長呈現出逐漸降低的趨勢，3 種濃度BABA 處理對果實硬度的影響差異較明顯。在貯藏第10 天，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理果實硬度分別比對照組果實高11.89%和6.99%，但未達顯著水平。可見，在貯藏末期，50 mmol/L 和10 mmol/L BABA 處理可以延緩果實硬度的降低。果實硬度隨果實后熟衰老過程的進行不斷下降，硬度與果肉細胞滲透壓緊密相關，細胞滲透壓的維持與細胞膜完整性有關[29-30]。張維等[5]的研究結果表明BABA 可以抑制蘋果硬度的下降。Wang 等[31]研究發現，BABA 延緩果實硬度的下降是由于BABA 顯著抑制甜櫻桃果實中多聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶的活性，延緩了對果肉細胞壁的降解作用，增強了細胞膜中多聚糖的含量，維持了細胞的完整性，從而達到維持硬度的作用，因此，火龍果果實硬度的維持也可能與BABA 抑制多聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶活性有關。

2.4 BABA處理對果實細胞膜完整性的影響

BABA 處理對火龍果果實胞膜完整性的影響見圖4。

圖4 BABA 處理對火龍果果實細胞膜完整性的影響Fig.4 Effects of BABA treatment on cell membrane integrity of dragon fruits

由圖4 可知，處理組和對照組細胞膜完整性隨貯藏時間延長呈緩慢下降的趨勢，但BABA 處理能有效保持果實細胞膜的完整性。整個貯藏期間50 mmol/L和10 mmol/L 處理果實的細胞膜完整性始終高于對照果實。貯藏第10 天，10 mmol/L BABA 處理組果實細胞膜完整性最高，達到33.62%，高于其它兩組處理組果實，較對照組果實高35.56%，差異顯著。由此可見，10 mmol/L BABA 處理能夠較好的保持火龍果果實的細胞膜完整性。細胞膜完整性的提高有利于延緩果實的采后衰老進程，同時有利于維持果肉細胞滲透壓，保持果實硬度[32]。

2.5 BABA處理對果實可溶性固形物含量的影響

BABA 處理對果實可溶性固形物含量的影響見圖5。

圖5 BABA 處理對火龍果果實可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effects of BABA treatment on soluble solid content of dragon fruits

由圖5 可知，貯藏期間，處理組和對照組果實可溶性固形物含量隨貯藏時間的延長呈先上升后下降的趨勢，對照組果實在第2 天時達到最大，隨后緩慢降低，第6 天后，對照組果實可溶性固形物含量下降速度加快，在貯藏第10 天時，低于3 組處理組果實，10 mmol/L 處理組果實在第8 天和第10 天可溶性固形物含量高于對照組。第10 天，50 mmol/L 和10 mmol/L處理組果實可溶性固形物含量分別比對照組高6.06%和15.15%，差異顯著。Wang 等[33]的研究發現BABA 能增強甜櫻桃果實中蔗糖磷酸合成酶，磷酸蔗糖磷酸酶和蔗糖合成酶的活性，從而增加果實甜度，延緩了可溶性固形物含量的下降。徐蘭英等[34]發現BABA 處理延緩可溶性固形物含量的下降，與本研究結果相似。

2.6 BABA處理對果實花青素含量的影響

BABA 處理對火龍果果實花青素含量的影響見圖6。

圖6 BABA 處理對火龍果果實花青素含量的影響Fig.6 Effects of BABA treatment on anthocyanins content of dragon fruits

由圖6 可知，對照組果實花青素含量在貯藏第6天時達到最大值，后緩慢降低，3 組處理組果實在貯藏第6 天均出現略微降低，隨后50 mmol/L 和10 mmol/L處理果實逐漸升高，2 mmol/L 處理果實在第10 天時顯著升高。在貯藏末期，3 組處理組果實的花青素含量均高于對照組果實，其中10 mmol/L BABA 處理組果實含量最高，高于對照組12.04%，但未達顯著水平。由此說明，BABA 處理對火龍果果實花青素含量的影響不顯著。

3 結論

50 mmol/L BABA 浸泡處理果實失重率和硬度的效果較其他組果實優于其他處理組果實；10 mmol/L BABA 浸泡處理果實在自然發病率，細胞膜完整性，可溶性固形物含量花青素含量方面效果優于50 mmol/L和2 mmol/L BABA 濃度處理果實。考慮到后期實際應用時的成本，推薦10 mmol/L BABA 處理。此濃度浸泡處理果實自然發病率為46.67%，較對照組降低30.00%，能有效控制火龍果果實采后病害發生率。同時，10 mmol/L BABA 浸泡處理可較好地保持果實采后貯藏品質：失重率較對照組低10.76%，硬度和細胞膜完整性分別比對照組果實高14.29%和35.56%，可溶性固形物和花青素含量分別比對照組果實高15.15%和12.04%。可知，火龍果采后10 mmol/L BABA 浸泡處理15 min能夠延長果實貯藏時間，延緩失重率的損失，保持果實硬度，細胞膜完整性，可溶性固形物含量和花青素，從而減緩果實采后衰老速度，較好地保持貯藏品質。但由于僅采用BABA 單一處理果實，貯藏效果還有待進一步提高，因此為得到更高效的保鮮效果，后續可采用與其他天然保鮮劑復合的方法，并進一步探討作用機理。