翟若涵,張全艷*,陳翠榕,高云燕
(1.山東省水土保持與環境保育重點實驗室,山東臨沂 276000;2.臨沂大學資源環境學院,山東臨沂 276000)
桃[Prunus persica(L.)Batsch]系薔薇科李屬落葉小喬木,在我國種植歷史悠久。1993 年至今,我國桃的種植面積和產量均居世界第一[1]。根據《2023 年中國桃產業數據分析簡報》統計數據,2021 年全球桃種植面積和產量分別為2 257.02 萬hm2和2 499.44 萬t,同年我國桃種植面積和產量分別為1 237.55 萬hm2和1 601.65 萬t。桃產業有助于促進農村經濟發展、提高農民收入、保護我國傳統文化、打造美麗中國、提高居民的生活質量及滿足健康中國的建設需求。
桃果實含有豐富的維生素、蛋白質和氨基酸,口味清甜多汁,深受人們的喜愛[2]。桃營養物質豐富,還具有藥用價值,花、果實和種子都可入藥[3]。然而鮮桃皮薄汁水豐富,肉質軟爛,在運輸過程中易受物理擠壓損傷,在貯藏和運輸期間易腐爛,影響桃的品相和風味,因此桃果實的采后保鮮一直是產業發展的難題[4]。時巖研究表明,在水蜜桃保鮮期間,發達國家腐爛率在20%~40%,發展中國家腐爛率高達40%~60%[5]。為有效處理桃果實的采后保鮮問題,促進桃產業的高質量發展,研究保鮮和貯藏環節至關重要。
乙烯是果實成熟軟化啟動后的伴隨因子,也是催熟劑[6]。桃屬于呼吸躍變型果實,在躍變開始前,乙烯含量較低,在即將發生躍變時,乙烯含量升高,在躍變過程中,乙烯迅速增加,出現乙烯釋放高峰,導致果實芳香物質增加和有機糖分的累積。通過控制乙烯的釋放,可以延長桃果實的保鮮期。
呼吸作用是果實采后重要的生理活動,是關系到果實貯藏的重要指標。呼吸速率高,果實成熟速率就快,果實的腐爛和衰弱也會加快[7]。桃果實有雙呼吸高峰,第1 次呼吸高峰后,桃果實的硬度明顯下降,第2 次呼吸高峰后,桃果實迅速變軟。桃果實呼吸作用的強弱,與其貯藏時間、品相、風味、果實硬度等緊密相關。
采收的成熟度是影響桃果實采后變軟、腐爛及貯藏的重要因素,不同成熟度對桃果實采后貯藏也有一定影響[8]。采收過晚,果實軟化易腐爛;采收過早,口感不佳。桃果實的采收成熟度對它的香氣和品相也有一定的影響[9]。趙朝輝等人將8 成熟的蜜桃在常溫下貯藏,固形物含量無明顯變化,果實硬度的下降幅度也較小[10]。因此,以在果實七、八成熟時采收為宜[11]。
冷害是指冰點以上的低溫對果蔬造成的損害。低溫會損傷細胞膜的結構、抑制酶的活性、控制乙烯含量,進而對果實造成損害。李志偉等人研究表明貯藏溫度應控制在4.5 ℃以下,但溫度過低會發生冷害,造成果實采后貯藏時不能軟化和品質劣壞[12]。因此,在實際低溫貯藏保鮮中應該嚴格控制溫度。
果皮褐變是水果中常見的生理病害,也稱虎皮病,具體表現為果皮出現深色褐色的黑斑[13]。鄧義才等人研究表明荔枝果實采收后自然存放,果皮將在2~3 d內失去鮮紅色,展現出褐色變化的特征[14]。這種變化不僅影響了食物的外觀,還會影響口感和風味。
常見的微生物病害有褐腐病和灰酶病,褐腐病主要由念珠菌導致,是核果類最具破壞性的病害。王麗發現被灰霉菌感染的桃果實會形成灰褐色的圓斑,使其外觀受損,這降低了桃果實的市場吸引力和商業價值[15]。
3.1.1 低溫保鮮法
低溫保鮮法是通過降低環境中的溫度,來降低酶的活性,進一步降低桃果實的呼吸作用。此種方法具有安全性高、效果好、可操作性強的優點,是目前保鮮貯藏中最常采用的一種方法[16]。但是桃果實品種各不相同,確定低溫貯存的適宜溫度是解決保鮮問題的重中之重[17]。
3.1.2 熱處理保鮮
果實采后熱處理是一種較為新穎的貯藏方式,既可以有效抑制病害發生,又可以延長桃果實的貯藏時間,同時熱處理保鮮法對時間的要求極為嚴格。千春錄等人用40 ℃熱處理水蜜桃12 h,結果表明,熱處理增強了桃果實的抗冷性,果皮抗壞血酸及其還原狀態的含量均得到提高[18]。周濤等人研究表明,40 ℃熱處理水蜜桃24 h 后再貯藏,可以延緩桃果實呼吸高峰、控制乙烯的釋放、保持果實的硬度及細胞膜的完整性[19]。適宜的熱處理可以提高果實貯藏品質,過長的熱處理反而會降低果實品質[5]。
3.1.3 氣調貯藏法
氣調貯藏法就是通過掌控果實貯藏環境中的各種氣體成分、比例及環境的溫度和濕度進行果實的保鮮[20]。此種方法操作簡單,成本較低,不會造成果實品質的污染。合理運用氣調貯藏法可以減緩桃果實的腐爛過程,從而延長果實的貯藏壽命[21]。
3.2.1 化學涂膜劑
孫佳麗研究表明,將化學保鮮劑以涂膜的方式覆在果實表面,減緩果實的呼吸作用,能延長果實的貯藏壽命[22]。此種方法可以有效阻止外界氣體對果蔬造成影響,從而延長果蔬的貯藏壽命。因此,選擇適當的涂膜劑和使用方法是確保水果保鮮和品質的關鍵。
3.2.2 植物生長調節劑
植物生長調節劑可以控制果蔬采摘前后的生命活動,可以從植物體內直接提取,也可以人工合成[5]。常用植物生長調節劑有赤霉素、1-甲基環丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)等。謝斯雯研究表明,1-MCP 阻止乙烯與桃果實受體的結合,從而抑制由乙烯誘導的果實成熟與衰弱過程[23]。
3.3.1 植物源保鮮劑
植物源保鮮劑就是從植物中提取對果蔬保鮮有利的成分。相對于化學保鮮劑,它具有天然高效的特點,被廣泛應用于果蔬保鮮,逐漸代替化學保鮮劑[5]。天然植物源保鮮劑在果蔬的貯藏保鮮方面有良好的市場發展前景。
3.3.2 微生物拮抗保鮮
桃果實采后腐爛的原因主要是微生物的感染,但同時有用于保鮮的微生物[24]。此種方法通過利用微生物間的拮抗作用阻止細菌生長,可以有效延長果實的貯藏壽命[5]。
3.3.3 生物酶制劑保鮮
酶常被用于催化劑,參與生物的養分和能量轉化的催化過程,能降低反應的活化能,提高反應速率。在果蔬保鮮中常使用生物酶作為催化劑,可水解細菌細胞壁的肽聚糖,導致細菌自溶死亡,對果蔬起到保鮮作用[25]。
近年來,我國對桃保鮮的研究有很多,主要有物理、化學、生物等方法,物理方法包括低溫保鮮、熱處理保鮮、氣調貯藏法等,其優點是健康無害,缺點是人力物力成本較高;化學方法包括化學涂膜劑、植物生長調節劑等,其優點是操作簡便,缺點是化學藥品具有一定的危害;生物方法包括植物源保鮮劑、微生物拮抗保鮮、生物酶制劑保鮮等,其優點是方便簡單,對身體無害,缺點是太過耗時[26]。
縱觀桃果實保鮮技術的發展,已從單一技術發展為復合技術,物理、化學、生物保鮮的復合研究已經成為桃果實保鮮技術的發展趨勢,桃果實保鮮正朝著綠色、天然、高效的方向發展[27]。