一氧化氮(NO)減壓熏蒸對葡萄采后品質的影響

閆波雯，魏 佳，張 政，吳忠紅，吳 斌

(1.新疆農業大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】葡萄已成為我國繼蘋果、柑橘和梨之后的第四大水果。新疆作為我國最大的葡萄產區，2016年產量達到267.6×104t左右，位居全國第一[1]。新疆鮮食葡萄分區域化發展，北疆以紅提、巨峰和克瑞森等品種為主；南疆以和田紅、木納格等品種為主[2]。與其它品種相比，紅提葡萄具有耐貯運等特點，已成為市場上流通量最大的鮮食葡萄品種[3]。紅提葡萄采后貯藏過程中，易受到霉菌的侵害，導致采后病害發生，影響果實品質[4]。目前，商業化的葡萄貯藏主要采用二氧化硫(SO2)保鮮劑，但在實際應用過程中SO2的使用不當，會造成果皮漂白、果實落粒、裂果和SO2含量超標等問題，致使葡萄失去原有風味，并存在食品安全風險[5]。減少和降低SO2使用是鮮食葡萄保鮮技術的研究方向之一。【前人研究進展】近些年，國內外學者研究了減壓處理后草莓、楊梅等果實的衰老軟化規律及對果實細胞膜傷害生理的影響，發現減壓處理可以更有效的延緩果蔬組織細胞衰老[7,8]。一氧化氮(NO)作為一種植物信號分子，可以調節果實采后生理代謝、延緩轉色、減少冷害和提高抗病性[9-11]。已有研究表明[12]，NO減壓處理可延緩富士蘋果可溶性固形物的降低，抑制果實乙烯釋放量，降低其呼吸強度，延緩丙二醛含量的升高，提高其過氧化物酶活性，改善其貯藏品質?！颈狙芯壳腥朦c】NO熏蒸或減壓處理對于果蔬采后有一定的保鮮作用，以延長果蔬的貯藏期，前期研究發現，NO處理可以通過減少氧化損傷維持葡萄采后品質[11]。NO結合減壓處理保鮮果蔬的研究鮮有報道。研究減壓熏蒸技術對鮮食葡萄采后貯藏品質的影響?！緮M解決的關鍵問題】采用氣體減壓熏蒸技術，促進NO與果實接觸更充分，提高熏蒸保鮮效果。以紅提葡萄為材料，利用NO減壓熏蒸的方法，研究減壓熏蒸對葡萄采后品質的影響，為氣體減壓熏蒸技術在鮮食葡萄保鮮方面的研究應用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 紅提葡萄

紅提葡萄材料采自新疆昌吉市葡萄種植園，采后即運往新疆農業科學院冷庫，在(0±2)℃條件下預冷24 h。挑選大小成熟度均一、無機械損傷、無病蟲害的果實。初始硬度為(11.89±0.14 )N，可溶性固形物(Soluble solids content，SSC)含量為(19.16±0.07)%。

減壓熏蒸處理條件分別為：(1)壓力：70、80、90 kPa；(2)NO濃度：10、30、50、70、90 μL/L；(1)(2)分別組合共15種處理條件。減壓熏蒸裝置安裝在(0±2)℃冷庫中，相對濕度控制在90%～93%，根據試驗需要設計不同真空度和NO濃度。減壓熏蒸過程中，風扇呈開啟狀態，NO氣體充滿裝置，氣體與試材充分接觸，熏蒸時間為1 h。表1

1.1.2 設備及儀器

JY2002電子天平上海民橋精密科學儀器有限公司；GY-4硬度計愛德堡儀器有限公司；PAL-1數顯折射儀日本Atago公司；Centrifge 5810 R型高速冷凍離心機德國Eppendorf公司。圖1

圖1 減壓熏蒸裝置示意Fig.1 Vacuum fumigation device diagram

1.1.3 主要試劑

氫氧化鈉、2,6-二氯酚靛酚、酚酞、乙酸、乙酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、過氧化氫天津市福晨化學試劑廠；草酸上海冠戈實業有限公司；抗壞血酸天津市北辰方正試劑廠；愈創木酚天津市光復精細化工研究所；(以上試劑均為分析純)。NO標準氣體(氣體純度為99.99%) 烏魯木齊鑫天意(特種氣體)有限公司。

1.2 方 法

試驗設計以下4個處理：①CK：無處理；② T1：30 μL/L NO處理；③ T2：70 kPa；④ T3：70 kPa+30 μL/L NO處理。置于1 kg PE包裝盒(21×14×8)cm貯存，上下有均勻孔洞(直徑5 mm)并墊有吸水紙，20盒/處理，(0±2)℃減壓熏蒸處理1 h后并置于(0±2)℃條件下貯藏。每處理重復3次，每隔20 d取樣測定，取平均值。

采用稱重法[13]來測定葡萄的失重率、落粒率、腐爛率，計算公式如下：

果實硬度采用GY-4型果實硬度計測定[14]?？扇苄怨绦挝?soluble solids content，SSC)用PAL-1數顯糖度計測定[13]?？傻味ㄋ?titra
Table acidity, TA)含量采用酸堿滴定法[14]?？箟难?ascorbic acid，AsA)采用2,6-二氯靛酚法[14]。過氧化物酶(peroxidase, POD)采用愈創木酚比色法[14]，酶活性以U/g表示。

1.3 數據處理

使用Sigma Plot 12.5軟件作圖，SPSS 19.5進行數據方差分析分析(ANOVA)并利用Duncan法進行均值比較。P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 NO減壓熏蒸對葡萄貯藏的影響

研究表明,70 kPa+30 μL/L NO處理能夠顯著延緩果實的失重、落粒和腐爛現象的發生，熏蒸效果顯著優于其它處理組(P<0.05)。圖2

注：不同字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: different letters indicate significant difference (P< 0.05)

圖2 NO減壓熏蒸下紅提葡萄貯藏第100 d品質指標變化
Fig.2 Effects of NO fumigation with hypobaric treatment on quality of Red Globe grapes at 100 day

2.2 NO減壓熏蒸對葡萄采后失重率、落粒率、腐爛率的影響

研究表明,貯藏第20 d果實均出現失重，第40 d果實均出現落粒、腐爛現象。果實的落粒率隨貯期的延長呈現上升趨勢。貯期第100 d，果實的失重率達到(4.19±0.01)%，顯著小于CK、T1及T2處理(P<0.05)；T3處理果實的落粒率達(7.27±0.81)%，分別比CK、T1和T2低51.63%、5.21%和29.62%，差異顯著(P>0.05)。試驗中，貯藏第100 d，果實的腐爛率：T30.05)。70 kPa+30 μL/L NO處理可以抑制紅提葡萄失重率、落粒率和腐爛率的上升。圖3

注：同一貯藏時間不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

Note: different letters indicate significant difference (P< 0.05),the same as below

圖3 不同處理方式下紅提葡萄失重率、落粒率、腐爛率變化
Fig.3 Effects of different treatments on weight loss, berry shatter and decay incidence of Red Globe Table grapes

2.3 NO減壓熏蒸對果實硬度的影響

研究表明,貯藏前期硬度下降和營養物質消耗較快；后期，硬度下降趨勢平緩，貯藏期間T3處理果實的硬度顯著高于其它處理組(P<0.05)，100 d時CK、T1、T2、T3處理果實硬度分別為(7.98±0.19)、 (8.95±0.22)、 (8.69±0.09)和(9.37±0.08 )N，70 kPa+30 μL/L NO能夠很好的抑制紅提葡萄軟化，提高果肉的抗壓能力。圖4

圖4 不同處理方式下紅提葡萄硬度變化
Fig.4 Effects of different treatments on firmness of Red Globe Table grapes

2.4 NO減壓熏蒸對SSC含量的影響

研究表明,不同處理方式下果實的SSC含量均呈下降趨勢，T3處理果實的SSC含量始終處于較高水平，前20 d，T2處理果實的SSC含量下降速度最快，100 d時SSC含量：T3>T1>T2>CK，分別為(17.19±0.12)%、(17.19±0.05)%、(16.76±0.06)%、(16.53±0.06)%，T1、T2、T3的SSC含量顯著高于CK(P<0.05)，T1和T3無明顯差異(P>0.05)。圖5

2.5 NO減壓熏蒸對TA含量的影響

研究表明,T1處理過時的TA含量始終下降緩慢，第100 d果實的 TA含量：T3>T1>T2>CK，分別為(0.44±0.01)%、(0.41±0.01)%、(0.31±0.01)%、(0.29±0.01)%，處理之間差異顯著(P<0.05)。70 kPa+30 μL/L NO處理對果實中TA含量有較高的保留率，保留率達87.76%。圖6

圖5 不同處理方式下紅提葡萄SSC含量變化
Fig.5 Effects of different treatments on SSC of Red Globe Table grapes

圖6 不同處理方式下紅提葡萄TA含量變化
Fig.6 Effects of different treatments on TA of Red Globe Table grapes

2.6 NO減壓熏蒸對AsA含量的影響

研究表明,不同處理方式對果實中AsA含量的影響整體呈先上升在下降趨勢。NO減壓熏蒸能夠提高果實中AsA的穩定性，維持活性氧代謝平衡，貯藏第40 d果實的AsA含量達到峰值，在100 d時AsA含量：T3>T1>T2>CK，分別為(10.56±0.30) mg/100 g、(9.48±0.07) mg/100 g、(7.11±0.12) mg/100 g、(6.82±0.12) mg/100 g，T3比CK高3.74 mg/100 g，差異顯著(P<0.05)。70 kPa+30 μL/L NO處理對果實中AsA含量有較好的保存作用。圖7

圖7 不同處理方式下紅提葡萄ASA含量變化
Fig.7 Effects of different treatments on AsA of ‘Red Globe’ Table grapes

2.7 NO減壓熏蒸對過氧化物酶(POD)活性的影響

研究表明,T1、T2、T3處理能夠延緩POD活性高峰的出現，并在貯藏后期保持在較高水平，下降緩慢。第100 d，70 kPa+30 μL/L NO處理仍將果實POD活性維持在(588.18±5.02)U/g，延緩果實的氧化衰老。圖8

圖8 不同處理方式下紅提葡萄POD活性變化
Fig.8 Effects of different treatments on POD activity of ‘Red Globe’Table grapes

2.8 不同指標間相關性

研究表明,硬度、SSC、TA、AsA及POD活性之間呈極顯著正相關。硬度與SSC之間相關系數達到了0.827，硬度與TA之間的相關系數達到了0.973。表1

表1 不同指標間相關性
Table 1 Correlation analysis between the different indicators

硬度(firmness)SSC(soluble solid content)TA(titratable acidity)AsA(ascorbic acid)POD活性(peroxidase activity)硬度(firmness)1.000SSC(soluble solid content)0.827??1.000TA(titratable acidity)0.973??0.792??1.000AsA(ascorbic acid)0.647??0.625??0.701??1.000POD活性(peroxidase activity)0.686??0.397??0.746??0.727??1.000

注：**. 在0.01水平上顯著相關；*. 在0.05水平上顯著相關

Note:**. Significantly correlated at 0.01 level;*. Significantly correlated at the 0.05 level

3 討 論

葡萄在貯藏過程中，隨著貯期的延長，營養物質不斷損失，果刷對果粒的束縛能力不斷減小，造成果粒脫落[15]；果實和果梗受到霉菌侵染，造成果實腐爛變質[16]。通過比較貯期第100 d葡萄果實失重率、落粒率和腐爛率的變化，發現NO濃度和真空度過高過低都達不到保鮮的目的：NO濃度過低-真空度過高、NO濃度和真空度過低處理效果不明顯；NO濃度和真空度過高則顯示出NO的毒性，對果實有輕微的毒害作用，導致果實的失重、落粒和腐爛現象的發生，甚至會加快果實的腐爛變質。70 kPa+30 μL/L NO處理能夠顯著延緩果實的失重、落粒和腐爛現象的發生，保鮮效果顯著優于其它處理組(P<0.05)。隨著貯藏天數的延長，葡萄果實的失重率、落粒率和腐爛率均呈增加趨勢，葡萄的軟化伴隨著果實失重率的增加[17]。NO減壓熏蒸處理的果實落粒率低于其它處理組，可能由于在脫落酸(Abscisic acid，ABA)信號系統中，NO通過調控H2促進氣孔關閉[18]，減弱果刷的呼吸作用，降低果實的落粒率。有研究表明，NO可以抑制番茄病原菌的生長，提高果實的抗病性[19]。NO減壓熏蒸處理的果實失重率與腐爛率也低于其它處理，與王倩等[19]研究結果相似，果實腐爛率的減少可能與NO在植物中的生理作用相關。

隨著貯期的延長和呼吸消耗的加劇，水分流失速率加快，失重率上升，果實硬度明顯下降。果實的硬度在貯藏期間呈下降趨勢，其原因是中膠層細胞之間的原果膠在原果膠酶和多聚半乳糖醛酸酶的作用下轉變為果膠和果膠酸，果膠再進一步變成小分子的糖以至細胞分離，引起果實組織變軟[20]。硬度的下降可能與失重率的上升有關，在巨峰葡萄的采后貯藏品質研究中[21]，發現硬度的下降伴隨著失重率的上升，試驗也得出同樣的結果。NO延緩硬度的下降可能還與抑制果實的失重率有關。果實采后仍是具有生命的個體，果實中的細胞進行著各種生命代謝活動，代謝的重要底物就是SSC，果實中的SSC含量能直接反應果蔬的成熟程度和品質狀況，是果實甜味的重要來源和貯藏物質。在逆境脅迫或衰老過程中，植物細胞內活性氧的產生和清除平衡受到破壞，脂膜過氧化而導致膜系統傷害[22]，使細胞膜透性增大，細胞內的糖分外滲，導致糖含量減少。而NO減壓熏蒸可能具有保護果實膜系統的功能，這與外源NO保護植物免受氧化脅迫的作用相似[23]，SSC含量變化與湯普森無核葡萄采后的SSC變化研究相似[24]。

NO減壓處理對TA有較高的保留率，這與外源NO在番茄[25]、碭山酥梨[26]的研究結果相似，NO減壓熏蒸可以更好的保護果實細胞成分，維持果實的感官品質；這也與在樹莓[27]和獼猴桃[28]中的研究結果相似。AsA是具有VC活性的主要化合物，是一種天然的抗氧化劑，這種化合物與檸檬酸、蘋果酸和酒石酸結合在一起，有助于提高果實風味特性。同時也是果實體內的非酶類自由基清除劑，能有效的清除活性氧，提高果實的抗性，對延緩果實后熟軟化有一定效果[12,29]。葡萄果實的AsA含量是評價果實質量的重要指標，隨著貯藏時間的延長，AsA有一個積累的過程，隨后又被降解，這與前期研究NO對木納格葡萄AsA含量研究結果相似[14]。POD是植物在抵抗病原菌侵染中重要的抗性相關酶，POD保持在較高的活性水平上，有利于葡萄果實增強對外源病菌侵害的抵抗力。NO在植物組織中調節激素、損傷和防御反應[30]，其內源性水平在未成熟的植物組織中高于成熟的躍變型組織和成熟的非躍變型組織[31]，因此，外源NO的施加有助于果實采后防御反應的加強。處理組延遲了POD活性高峰的出現，這與木納格葡萄采后POD活性的研究有所不同[32]，NO間歇熏蒸使葡萄POD酶活性貯藏前期增長較慢，達到峰值后迅速下降，而試驗中，POD酶活性在貯藏過程中增長迅速，下降緩慢，可能由于減壓的作用，導致貯藏前期POD活性增長迅速，維持在較高水平。

生物體內存在大量基因連鎖和一因多效現象，使生物性狀間存在不同程度相關性。由相關分析可知性狀間交互關系復雜，既相輔相成，又相互制約，硬度、SSC、TA、AsA和POD活性與果實貯藏品質密切相關，在葡萄貯藏保鮮中應充分考慮綜合性狀，提高正效應，降低負效應，改善貯藏環境，直接選擇與間接選擇相結合，提高果實的保鮮效率。

4 結 論

在(0±2)℃的貯藏條件下，采用70 kPa+30 μL/L NO熏蒸處理紅提葡萄能顯著抑制葡萄失重率、落粒率、腐爛率的增加，控制果肉的軟化程度和水分的流失，貯期100 d時將紅提葡萄的失重率、落粒率、腐爛率分別降低了55.47%、51.63%、50.26%；有效延緩硬度、SSC、AsA含量的下降，提高POD活性，較好的維持葡萄果實貯藏品質，延緩果實腐敗變質，NO減壓熏蒸技術大大減少了NO熏蒸劑量，比僅用NO處理的熏蒸劑量降低了10倍[11]。