低溫結(jié)合GABA處理對櫻桃番茄果實采后品質(zhì)的影響

弓德強，李 敏，高兆銀，楊 衍，谷 會，胡美姣

（1中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室，?？?571101；2中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所，?？?571101；3海南省熱帶園藝產(chǎn)品采后生理與保鮮重點實驗室，廣東湛江 524091）

0 引言

櫻桃番茄(Solanum lycopersicumvar.cerasiforme)屬茄科番茄屬，也叫圣女果、小番茄，果實既可當蔬菜又可當水果，并且其外觀艷麗、營養(yǎng)豐富，深受人們的喜愛。然而，由于櫻桃番茄果實皮薄多汁，采后呼吸代謝旺盛，常溫下極易失水萎蔫，品質(zhì)和口感下降，甚至發(fā)生腐爛而造成嚴重損失[1]。因此，研究櫻桃番茄貯藏保鮮技術，延緩其品質(zhì)劣變及腐爛發(fā)生，是當前需要解決的問題。

目前，應用于櫻桃番茄采后保鮮的方法很多，主要包括物理保鮮[2-4]、化學保鮮[5-7]、涂膜保鮮[8-9]及生物保鮮[10-12]等。然而低溫貯藏在生產(chǎn)上是最常用最有效的保鮮方法。低溫貯藏能夠通過降低呼吸強度來延緩果實的衰老和保持品質(zhì)。已有研究報道表明，低溫(4℃)貯藏可延緩櫻桃番茄果實營養(yǎng)成分及生理生化指標變化，較好地保持其貯藏品質(zhì)[2]。在5℃低溫條件下貯藏的櫻桃番茄，果實中的抗壞血酸代謝會受到抑制，保鮮效果良好[13]。

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一種四碳氨基酸，普遍存在于動物、植物和微生物中，在植物的生長發(fā)育與抗性反應中發(fā)揮著重要作用，已經(jīng)成為近年來研究的熱點[14]。已有研究表明，GABA處理能夠提高桃[15]和西葫蘆[16]采后冷藏期間的抗冷性，減輕果實冷害。也有研究報道，GABA(100～1000 μg/mL)處理能誘導采后梨果實對青霉病的抗性[17]，30 mmol/L的GABA處理可抑制甜櫻桃果實的腐爛[18]。另外，GABA處理能夠延緩黃秋葵果莢葉綠素和維生素C的降解，保持良好的采后品質(zhì)[19]。因此，將低溫貯藏與安全高效的誘抗劑GABA結(jié)合應用以抑制櫻桃番茄果實采后腐爛損失和保持貯藏品質(zhì)，是一個很好的研究方向，目前關于這方面的研究尚未見報道。本研究以‘粉嬌’櫻桃番茄為試材，研究低溫結(jié)合GABA處理對櫻桃番茄采后防腐效果及品質(zhì)的影響，旨在為尋找櫻桃番茄采后保鮮新技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗用櫻桃番茄，品種為‘粉嬌’，于2020年3月采自廣西百色市田陽區(qū)百育鎮(zhèn)的一個櫻桃番茄生產(chǎn)園，帶果梗采摘果面完全轉(zhuǎn)色的成熟果。采摘后裝入泡沫箱24 h內(nèi)運回中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所保鮮實驗室，挑選顏色和大小基本一致、無機械損傷及病蟲害的果實，待用。

GABA（分析純，99%）、抗壞血酸、檸檬酸、葉黃素、番茄紅素和β-胡蘿卜素標準品，購自Sigma-Aldrich公司；乙醇、三氯甲烷（分析純），購自南京化學試劑股份有限公司；乙腈（色譜純），購自上海吉至生化科技有限公司；色譜級磷酸(H3PO4)，購自上海優(yōu)試化工有限公司；色譜級磷酸二氫銨(NH4H2PO4)，購自北京普天同創(chuàng)生物科技有限公司。

1.2 主要儀器設備

GY-4果實硬度計，浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司；手持折光儀，廣州市速為電子科技有限公司；GXH-3010E便攜式紅外線二氧化碳分析儀，北京市華云分析儀器研究所有限公司；Waters 2695高效液相色譜儀，美國Waters公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 處理方法 將櫻桃番茄果實用流動自來水清洗，撈出并自然風干后，隨機分成3組，再分別進行以下處理。（1）常溫貯藏(25℃)，將果實分裝入泡沫箱，置于常溫(25℃)庫中貯藏；（2）低溫貯藏(8℃)，將果實分裝入泡沫箱，置于低溫(8℃)庫中貯藏；（3）低溫結(jié)合GABA處理(8℃+GABA)，將果實用GABA(500 mg/L)水溶液浸漬5 min，撈出并自然風干后，分裝入泡沫箱，置于低溫(8℃)庫中貯藏。以上處理各分裝9箱，每箱3.0 kg。貯藏期間，定期調(diào)查腐爛率，并定期（貯藏0、4、8、12、16天）取樣，測定果實呼吸強度、果實硬度和可溶性固形物含量，果肉切成小塊保存在-40℃冰箱，用于維生素C、檸檬酸及類胡蘿卜素（番茄紅素、β-胡蘿卜素和葉黃素）含量的測定。

1.3.2 腐爛率的測定 每個處理固定3箱，以調(diào)查櫻桃番茄在貯藏8、12、16天時果實腐爛情況，以果實全部或局部霉變、腐爛或流汁的果實均計入腐爛果，腐爛率以腐爛果數(shù)占總果數(shù)的百分比表示。

1.3.3 呼吸強度的測定 每個處理取25個果實，放入體積為6.5 L的玻璃罐里密封放置40 min，使用GXH-3010E型便攜式紅外線二氧化碳分析儀測定罐中的CO2濃度，然后計算呼吸強度。每個處理重復3次，取平均值。

1.3.4 果實硬度的測定 取15個果實，在每個果實的中間位置去皮后，用GY-4型果實硬度計測定硬度，共測定15個數(shù)據(jù)取平均值。

1.3.5 可溶性固形物含量的測定 測完硬度的果實，取果肉用兩層紗布包裹，擠出果汁，用手持折光儀測定可溶性固形物含量，共測定15個數(shù)據(jù)取平均值。

1.3.6 維生素C（抗壞血酸）與檸檬酸含量的測定 冷凍保存的果肉樣品在液氮冷凍條件下進行粉碎，稱取樣品粉末0.5 g于10 mL離心管中，加5 mL超純水提取，在10000 g下離心5 min，取上清液，經(jīng)0.22 μm水相濾膜過濾后待測。使用儀器為Waters 2695高效液相色譜儀，配有2998紫外檢測器，色譜柱為Agilent-C18（250 mm×4.6 mm，粒徑 5 μm），流動相為 0.5% NH4H2PO4-H3PO4緩沖溶液，流速為1 mL/min，柱溫為35℃，進樣量為10.0 μL，檢測波長分別為254、210 nm，分別用于檢測維生素C和檸檬酸含量。每個樣品重復測定3次數(shù)據(jù)，取平均值。

1.3.7 類胡蘿卜素含量的測定 稱取0.5 g冷凍樣品粉末于10 mL的離心管中，加5 mL的乙醇與三氯甲烷等體積配制的提取液，在50℃水浴鍋中水浴60 min后，10000 g下高速離5 min，經(jīng)0.22 μm水相濾膜過濾后待測。使用儀器為Waters 2695高效液相色譜儀，配有2998紫外檢測器，色譜柱為Agilent-C18（250mm×4.6mm，粒徑5 μm），流動相A為乙腈，流動相B為異丙醇，流速為1 mL/min，柱溫為35℃，進樣量為10.0 μL，檢測波長為450 nm。每個樣品重復測定3次數(shù)據(jù)，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用軟件Microsoft Excel 2016進行試驗數(shù)據(jù)整理和作圖，利用IBM-SPSS 24.0軟件進行處理間的差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實腐爛率的影響

由圖1可看出，在櫻桃番茄果實貯藏期間，隨著時間推移，果實腐爛率逐漸增大；在貯藏8、12、16天時，單獨低溫(8℃)貯藏果實的腐爛率均顯著低于同時期的對照果(P＜0.05)，而低溫結(jié)合GABA處理貯藏效果更好，其腐爛率顯著低于單獨低溫(8℃)貯藏和常溫(25℃)貯藏的果實。其中貯藏16天時，低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理果實腐爛率分別為10.57%和7.20%，而常溫(25℃)腐爛率為19.51%，防治效果分別達到了45.81%和63.11%。表明低溫結(jié)合GABA處理可顯著減輕貯藏期間櫻桃番茄果實的腐爛，比單獨低溫貯藏效果更好。

圖1 保鮮處理對櫻桃番茄腐爛率的影響

2.2 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實呼吸強度的影響

由圖2可看出，在整個貯藏期間，3個處理櫻桃番茄果實的呼吸強度均逐漸降低，其中前期（0～8天）降低較快，后期（8～16天）變化較為平緩。其中低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理果實的呼吸強度均顯著低于同期的常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，而兩者之間沒有顯著差異；貯藏16天時，低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理果實的呼吸強度分別為1.21、1.30 mgCO2/(kg·h)，而常溫(25℃)貯藏為1.80 mgCO2/(kg·h)，降低幅度分別達到了32.87%和27.65%。表明低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效降低櫻桃番茄果實的呼吸強度。

圖2 保鮮處理對櫻桃番茄呼吸強度的影響

2.3 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實硬度的影響

由圖3可看出，在整個貯藏期間，3個處理櫻桃番茄的果實硬度均逐漸降低，常溫(25℃)貯藏果實在貯藏前期(0～4天)降低速度較快，后期降低速度較為緩慢。而低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理的果實硬度均顯著高于同期的常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，其中貯藏4、8天時，低溫(8℃)+GABA處理的果實硬度略高于單獨低溫貯藏，但經(jīng)差異顯著性分析，兩者之間的差異并不顯著；貯藏16天時，低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理的果實硬度分別為1.97、2.00 kg/cm2，而常溫(25℃)貯藏為1.81 kg/cm2，提高幅度分別達到了8.86%和10.64%。表明低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效延緩櫻桃番茄果實硬度的降低，保持較高的果實硬度。

圖3 保鮮處理對櫻桃番茄果實硬度的影響

2.4 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實可溶性固形物含量的影響

由圖4可看出，在整個貯藏過程中，3個處理櫻桃番茄果實可溶性固形物含量的變化趨勢基本一致，即先升高再降低，并且均在貯藏4天時達到最高值，此時低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實的可溶性固形物含量分別為6.68%和6.78%，與常溫(25℃)貯藏果實的6.45%相比，差異均達到顯著水平(P＜0.05)，低溫(8℃)+GABA處理的可溶性固形物含量略高于單獨低溫貯藏，但兩者之間的差異未達到顯著水平；在整個貯藏期，低溫及其與GABA結(jié)合處理的可溶性固形物含量均顯著高于同期的常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，表明兩者均能有效延緩櫻桃番茄果實可溶性固形物含量的降低。

圖4 保鮮處理對櫻桃番茄可溶性固形物含量的影響

2.5 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實維生素C含量的影響

由圖5可看出，在整個貯藏過程中，櫻桃番茄果實維生素C含量呈先升高再降低的變化趨勢，常溫(25℃)貯藏果實在8天時達到最高值，而低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實在12天時達到最高值，隨后略有降低；在貯藏4、8天時，低溫(8℃)貯藏果實維生素C含量顯著低于常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，而低溫(8℃)+GABA處理與常溫(25℃)貯藏果實之間差異不明顯，而在貯藏后期(8～16天)兩者均顯著高于常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，但兩者之間無顯著差異。表明低溫貯藏可抑制維生素C含量在前期的升高和后期的降低，低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效保持果實貯藏后期較高的維生素C含量。

圖5 保鮮處理對櫻桃番茄維生素C含量的影響

2.6 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實檸檬酸含量的影響

由圖6可看出，在整個貯藏過程中，櫻桃番茄果實檸檬酸含量呈先升高后降低的變化趨勢，常溫(25℃)貯藏果實在4天時達到最高值，隨后迅速降低，后期趨于平緩，而低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實在8天時達到最高值，隨后略有降低；在貯藏4天時，低溫(8℃)貯藏果實檸檬酸含量與常溫(25℃)貯藏之間無顯著差異，而低溫(8℃)+GABA處理與常溫(25℃)貯藏果實之間差異顯著(P＜0.05)；在貯藏期(8～16天)，兩者檸檬酸含量均顯著高于常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，在貯藏12、16天時，低溫(8℃)+GABA處理果實檸檬酸含量略高于單獨低溫貯藏，但兩者之間差異未達到顯著水平。表明低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效保持櫻桃番茄貯藏期間較高的檸檬酸含量。

圖6 保鮮處理對櫻桃番茄檸檬酸含量的影響

2.7 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實番茄紅素含量的影響

由圖7可看出，在整個貯藏過程中，3個處理櫻桃番茄果實番茄紅素含量的變化趨勢基本一致，即先升高再降低，并且均在貯藏12天時達到最高值；低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實的番茄紅素含量均顯著低于同期的常溫(25℃)貯藏果實(P＜0.05)，其中在貯藏中后期（8～16天），低溫(8℃)+GABA處理果實的番茄紅素含量顯著高于單獨低溫貯藏(P＜0.05)。表明低溫及其與GABA結(jié)合處理可降低櫻桃番茄果實中的番茄紅素含量，相對單獨低溫，低溫結(jié)合GABA處理可提高番茄紅素含量。

圖7 保鮮處理對櫻桃番茄番茄紅素含量的影響

2.8 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實β-胡蘿卜素含量的影響

由圖8可看出，常溫(25℃)貯藏櫻桃番茄果實中的β-胡蘿卜素含量呈逐漸增加的變化趨勢，而低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實β-胡蘿卜素含量的變化趨勢基本一致，即先升高再降低，并且均在貯藏12天時達到最高值，其中在貯藏8、16天時，β-胡蘿卜素含量均顯著低于常溫(25℃)貯藏(P＜0.05)，兩者之間無顯著差異。表明低溫及其與GABA結(jié)合處理均可在一定程度上降低櫻桃番茄果實中的β-胡蘿卜素含量。

圖8 保鮮處理對櫻桃番茄β-胡蘿卜素含量的影響

2.9 不同保鮮處理對櫻桃番茄果實葉黃素含量的影響

由圖9可看出，在整個貯藏過程中，櫻桃番茄果實中葉黃素含量呈先升高后降低的變化趨勢，常溫(25℃)貯藏果實在8天時達到最高值，而低溫(8℃)和低溫(8℃)+GABA處理果實在12天時達到最高值，隨后略有降低；其中在貯藏4、8天時，低溫(8℃)貯藏果實β-胡蘿卜素含量顯著低于常溫(25℃)貯藏(P＜0.05)，而低溫(8℃)+GABA處理果實與常溫(25℃)貯藏果實之間無顯著差異，并且在貯藏8天時葉黃素含量顯著高于單獨低溫貯藏(P＜0.05)。表明單獨低溫貯藏可抑制櫻桃番茄果實貯藏前期葉黃素的積累。

圖9 保鮮處理對櫻桃番茄葉黃素含量的影響

3 結(jié)論與討論

目前在果蔬保鮮上應用最多、效果最好的保鮮方法仍然是低溫貯藏。低溫能抑制病原菌的活性，較好地保持果實品質(zhì)[2,20]。GABA是植物體中重要的次生代謝物，可作為環(huán)境友好型的果蔬保鮮劑，目前已在多種果蔬上表現(xiàn)出良好的防腐保鮮效果，不僅能減少果實病原菌侵染及腐爛，還可保持果實的貯藏品質(zhì)[17-19]。本試驗結(jié)果表明，低溫貯藏可顯著降低櫻桃番茄貯藏期的果實腐爛率，而低溫結(jié)合GABA處理的效果更好，其中貯藏16天時，低溫(8℃)、低溫(8℃)+GABA處理果實的防效分別達到了45.81%、63.11%，表現(xiàn)出良好的防腐保鮮效果。GABA作為一種抗性誘導劑，具有誘導果蔬抗病性的作用。Yu等[17]在梨果實上的研究表明，GABA處理能誘導采后果實對青霉病的抗性，并且抗病性的提高與防御相關酶的活性及其基因表達的增強密切相關。

櫻桃番茄屬于典型的呼吸躍變型水果，但在整個貯藏期間，果實呼吸強度的變化呈逐漸降低的趨勢，并沒有出現(xiàn)呼吸高峰，這可能與采摘時的櫻桃番茄已經(jīng)是完全轉(zhuǎn)色的成熟果有關，采后的果實在貯藏4天后可能已經(jīng)過了呼吸躍變期。呼吸作用是果蔬采后進行的與衰老密切相關的重要生理活動之一，果實呼吸強度的降低有利于減少物質(zhì)消耗，從而延長果實保鮮期[21]。本試驗中，單獨低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效降低櫻桃番茄果實的呼吸強度，并延緩果實硬度的降低，從而有效延緩果實的軟化和衰老；但兩者之間無明顯差異，低溫結(jié)合GABA處理在延緩果實衰老方面與單獨低溫相比，并無增效作用，表明低溫起著關鍵的作用，GABA處理并不能延緩果實衰老。胡偉等[22]研究顯示，GABA處理可促進香蕉果實生理躍變，加速果實后熟。在保持果實內(nèi)在品質(zhì)方面，低溫及其與GABA結(jié)合處理效果明顯。本試驗中，低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效延緩櫻桃番茄果實可溶性固形物含量的降低，保持較高的檸檬酸含量，低溫可抑制維生素C含量在貯藏前期的升高和后期的降低，低溫及其與GABA結(jié)合處理均能有效保持貯藏后期果實中較高的維生素C含量。表明低溫不僅可延緩果實衰老，也能較好地保持果實品質(zhì)，而低溫結(jié)合GABA處理在保持果實品質(zhì)方面效果更好。李小娟等[18]研究表明，GABA結(jié)合冷水(0℃)處理可延緩甜櫻桃果實可溶性固形物和可滴定酸含量的降低。殷菲朧等[19]研究發(fā)現(xiàn)，10 mmol/L的GABA處理可延緩黃秋葵葉綠素和維生素C含量的降解，從而保持良好的采后品質(zhì)和營養(yǎng)價值。另外，張小燕等[23]在鮮切蘋果上的研究也表明，GABA處理可抑制果肉可溶性固形物和可滴定酸含量的下降，保持較高的品質(zhì)?？梢奊ABA處理在保持果實內(nèi)在品質(zhì)方面具有良好的效果。

廣泛存在于自然界中的類胡蘿卜素主要包括胡蘿卜素和葉黃素2類，其不僅具有抗氧化作用，也是人類和動物必需的營養(yǎng)物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，一些類胡蘿卜素能呈現(xiàn)出一定的顏色，如番茄紅素呈紅色、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素呈橙色，葉黃素呈黃色[24]。在成熟番茄果實中，類胡蘿卜素主要以番茄紅素、葉黃素、β-胡蘿卜素等形式存在，其中番茄紅素含量占70%[25-26]。本試驗中，櫻桃番茄果實中番茄紅素含量最高，其次是β-胡蘿卜素和葉黃素。已有研究表明，番茄紅素的最佳合成溫度為15～25℃，低溫(5℃)能顯著抑制番茄紅素的合成[27]。本試驗結(jié)果表明，相對于常溫(25℃)貯藏，低溫(8℃)及其與GABA結(jié)合處理均可降低櫻桃番茄果實中的番茄紅素含量，而相對于單獨低溫，低溫結(jié)合GABA處理可提高番茄紅素含量。表明低溫抑制番茄紅素的合成，而GABA處理促進果實番茄紅素的合成。同時，本研究結(jié)果表明，低溫及其與GABA結(jié)合處理均可在一定程度上降低櫻桃番茄果實中的β-胡蘿卜素含量，兩者之間無顯著差異；單獨低溫貯藏可抑制櫻桃番茄果實貯藏前期的積累，低溫結(jié)合GABA處理與常溫(25℃)貯藏之間無顯著差異?？梢?，低溫起著關鍵作用，對β-胡蘿卜素和葉黃素的合成積累具有一定的抑制作用。陳宇等[28]研究表明，4℃低溫貯藏的枇杷果肉葉黃素和β-胡蘿卜素含量均低于25℃和8℃貯藏果實，并且貯藏溫度過低或貯藏時間過長均不利于果肉類胡蘿卜素的積累。因此，低溫貯藏能抑制果實類胡蘿卜素的積累，有利于延緩果實色澤轉(zhuǎn)變和延長保鮮期。關于GABA處理對櫻桃番茄類胡蘿卜素的調(diào)控機制有待進一步探討。

綜上所述，低溫結(jié)合GABA處理可有效降低櫻桃番茄貯藏期間的果實腐爛率，比單獨低溫貯藏效果更好。并且，低溫結(jié)合GABA處理能降低果實呼吸強度，延緩果實硬度的降低，保持較高的可溶性固形物、維生素C及檸檬酸含量，抑制番茄紅素、β-胡蘿卜素和葉黃素的積累，從而有效延緩櫻桃番茄果實的衰老，并保持采后品質(zhì)。低溫結(jié)合GABA處理方法安全高效，操作簡單便捷，在櫻桃番茄果實的防腐保鮮上具有一定的應用價值。