纳米乳涂膜和1-甲基环丙烯处理对枇杷果实保鲜效果的影响

孙正烜，陈惠云*，杨虎清，孙志栋，邬玉芬，李梦真

（1.浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江 杭州 311300；2.宁波市农业科学研究院农产品加工研究所，浙江 宁波 315040；3.宁海县林特技术推广总站，浙江 宁波 315600；4.浙江万里学院生物与环境学院，浙江 宁波 315100）

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.），别名“卢橘”，属于菩薇科乔木，是原产于我国南方亚热带区域的一种水果，在我国己有两千年的栽培历史[1]。枇杷成熟于初夏，而初夏为其他鲜果供应的淡季，因此枇杷被誉为“早春第一果”。枇杷果实色泽美观，其果肉鲜嫩多汁、酸甜可口、营养丰富，深受人们喜爱[2]。成熟的枇杷果实有很高的营养价值，如有丰富的葡萄糖、果糖、VB、VC、苹果酸、胡萝卜素、纤维素以及钙、钾、磷、钠等矿物质离子，对人体新陈代谢非常有益[3]。我国很早就发现，枇杷有很高的药用价值，《本草纲目》有记载“枇杷能润五脏，滋心肺”，主要有止咳、润肺、清热、健胃等保健功效[4]。因此，枇杷价格很高，经济效益显著[5]；但是枇杷的贮藏运输保鲜极其困难，因为枇杷常温下贮藏5～10 d就会发生严重的腐烂变质，导致枇杷的货架期很短，且损失率很高，这极大地阻碍了枇杷的发展。

现有的枇杷保鲜技术有气调贮藏和低温贮藏，但是这两种方法所需设备要求太高，投资较大，大部分果农并没有相应的经济条件来满足设备需求[6]；对枇杷贮前进行冷激处理、热激处理或是外源多胺处理技术难度较大，果农难以掌握[7]；一些常用的化学保鲜剂虽然成本较低，但是效果一般，且长期食用该方法处理的果蔬是否对人体有不利影响还有待研究。乔勇进等[8]研究表明，1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）对枇杷保鲜有一定的效果。所以，本实验采用天然无毒的巴西棕榈蜡制备成的纳米涂膜保鲜剂（nanoemulsion coating，NC）-1、1-MCP以及NC-1+1-MCP处理对枇杷进行贮前处理，通过测定贮藏过程中各项生理、品质指标，对比贮藏效果，以期能找到一种方便、高效、低成本且具有良好保鲜效果的保鲜技术来推动枇杷这种高营养价值水果的发展，为枇杷果实采后贮藏保鲜提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验材料为‘白砂’枇杷，采自象山县鹤浦镇，采摘8 成熟果实于当天运回实验室，置于冷库（1～2 ℃）预冷处理24 h，挑选无机械损伤、无病虫害、成熟度一致的果实进一步处理。

1-MCP粉末（有效成分质量分数为0.14%） 咸阳西秦生物科技有限公司；2,6-二氯酚靛酚 杭州康源食品科技有限公司；氢氧化钠 国药集团化学试剂有限公司；愈创木酚 天津光复精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

玻璃反应釜 上海一凯仪器设备有限公司；5430R型高速冷冻离心机 德国艾本德股份公司；WYT-4型手持糖度计 泉州中友光学仪器有限公司；RFM300手持式折光仪 力辰科技有限公司；TA.XT plus型质构仪 英国Stable Micro Systems公司；722型光栅分光光度计 上海垒固仪器有限公司；AL104电子天平梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；MDFU-3386S超低温冰箱 日本松下公司。

1.3 方法

1.3.1 NC-1的制备

称取35 g棕榈蜡、5.6 g油酸、1.4 g肉豆蔻酸，倒入玻璃反应釜内加热，同时准备210 mL沸水。反应釜内混合物完全溶解后开启搅拌，再加入5.25 g吗啉，转速调至400 r/min，然后持续向反应釜内加入预先准备好的沸水168 g，停止加水后继续搅拌至温度降到50 ℃，取出溶液装入准备好的玻璃瓶内。

1.3.2 样品分组与处理

将挑选好的果实随机分为4 组，分别标记为NC-1处理组、1-MCP处理组、NC-1+1-MCP处理组和对照组，每组100 个果实，重复3 次。NC-1处理组：将枇杷逐一浸入稀释3 倍质量的NC-1中30 s，取出自然晾干，然后将果实放到体积为360 L的气调箱内；1-MCP处理组：将枇杷放到体积为360 L的气调箱内，称取0.618 g 1-MCP粉末置于烧杯中，将烧杯放入气调箱内，加入5 mL的水，用玻璃棒迅速搅拌3～4 s，立即盖上气调箱的盖子，用水密封气调箱盖子边缘，使气调箱内1-MCP含量为1 μL/L；NC-1+1-MCP处理组：先枇杷进行NC-1处理（方法与NC-1处理组相同），自然晾干后，进行1-MCP处理（方法与1-MCP处理组相同）；对照组：将果实逐一浸入纯净水中，浸入30 s，取出自然晾干，然后将果实放到体积为360 L的气调箱内。将处理后的果实在20℃室温下密封24 h，再通风0.5 h，然后在4 ℃条件下冷藏30 d，每隔10 d取样测定指标。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 硬度的测定

使用质构仪测定硬度，参数设置为探头5 mm，预压速率1.00 mm/s，下压速率5 mm/s，压后上行速率1.00 mm/s，两次压缩中间停顿5 s，试样受压变形60%，触发力0.1 N。测定重复3 次，单位为N。

1.3.3.2 VC含量的测定

VC含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[9]。

1.3.3.3 腐烂率、质量损失率的测定

贮藏结束时，统计并记录各组剩余样品中腐烂果实个数，腐烂率按照式（1）进行计算。

每组抽取10 个果实称取贮藏开始和结束时果实的质量，质量损失率按照式（2）进行计算。

1.3.3.4 过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶活力的测定

过氧化物酶（peroxidase，POD）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanin ammonia-lyase，PAL）活力的测定均参考曹建康等[9]的方法进行。POD活力采用愈创木酚比色法测定，以每分钟反应液在470 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位；PPO活力采用邻苯二酚比色法测定，以每分钟反应液在420 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位；PAL活力以反应液每小时在290 nm波长处吸光度变化0.01为一个酶活力单位。以上结果的单位均为U/mg，以蛋白质量计。

1.3.3.5 木质素质量分数的测定

木质素质量分数参照曹建康等[9]的方法测定。

1.3.3.6 还原糖、可溶性固形物、可滴定酸质量分数和糖酸比的测定

每次随机挑选20 个果实制备果汁用来测量还原糖、可滴定酸、可溶性固形物质量分数。使用手持式折射计和糖度计分别测量可溶性固形物和还原糖质量分数；以0.05 mol/L NaOH溶液滴定果汁至pH 8.2，可滴定酸质量分数以每100 g果汁中含可滴定酸的质量表示。每组测量重复3 次。糖酸比为还原糖质量分数与可滴定酸质量分数的比值。

1.3.3.7 感官评定

由8 名经过训练的评测师组成的团队对枇杷果实进行感官评定。评分标准如下：根据口感，将枇杷果实分为上、中上、中、中下、下5 个等级。分级标准依10 分制评定，其中风味4 分、肉质3 分、汁液2 分、香气1 分。合计得分小于5.0 分为下，5.0～6.4 分为中下，6.5～7.9 分为中，8.0～8.9 分为中上，9.0～10.0 分为上。

1.4 数据处理

实验数据统计分析采用SPSS 22.0软件，单因素方差分析（One-way ANOVA）进行差异显著性分析，结果用平均值±标准偏差表示，用Excel软件制图。

2 结果与分析

2.1 贮藏结束时枇杷果实的质量损失率和腐烂率

质量损失率和腐烂率是果实在贮藏期间的重要品质指标，也是果实贮藏过程中最能直观判断果实贮藏品质的指标，可以反映果实的商品价值。果实的质量损失率越大，表明果实中的水分和营养成分损失越大，果实的价值就越低。果实的腐烂率更能直观反映保鲜效果，腐烂率越低，说明保鲜效果越好。

表1 贮藏结束时各组果实的质量损失率和腐烂率Table1 Mass loss rate and decay incidence of loquat fruits at the end of storage

由表1可知，贮藏结束时，NC-1、1-MCP、NC-1+1-MCP处理组的质量损失率和腐烂率均显著低于对照组，其中NC-1+1-MCP处理组的质量损失率和腐烂率均最低，分别为2.83%和13.58%。贮藏结束时各组枇杷果实质量损失率、腐烂率均差异显著（P＜0.05），从小到大的排列顺序均为：NC-1+1-MCP处理组＜NC-1处理组＜1-MCP处理组＜对照组。所以，相比于其他处理方式，NC-1+1-MCP处理抑制果实贮藏期间质量损失率和腐烂率升高的效果最好。

2.2 不同处理对枇杷果实贮藏期间硬度的影响

图1 不同处理对枇杷果实贮藏期间硬度的影响Fig.1 Effects of different treatments on hardness of loquat fruits

如图1所示，贮藏期间各处理组枇杷果实的硬度均呈上升趋势，其中NC-1+1-MCP处理组在整个贮藏期间的硬度都最低。第20天时，NC-1+1-MCP、NC-1、1-MCP处理组和对照组的果实硬度分别为398.79、438.54、409.46、514.26 N。第20天时各处理组间枇杷果实硬度有显著差异（P＜0.05），其中NC-1+1-MCP处理组＜1-MCP处理组＜NC-1处理组＜对照组（P＜0.05）。所以，NC-1+1-MCP处理能更好地抑制枇杷果实贮藏期间硬度的升高。

2.3 不同处理对枇杷果实贮藏期间POD、PPO活力的影响

POD可以催化果实中酚类物质的氧化聚合反应，从而导致果实的褐变和木质素的合成[10]，使果实衰老腐败，严重影响其食用价值。如图2A所示，贮藏期间各处理组果实的POD活力均呈先上升后下降的趋势，且在整个贮藏期间各处理组的POD活力均显著低于对照组。贮藏的0～20 d为POD活力上升阶段，在这个过程中，NC-1+1-MCP处理组果实的POD活力低于其他处理组，但NC-1和1-MCP两处理组间差异不显著（P＞0.05）。贮藏的20～30 d为POD活力下降阶段，这个过程中，NC-1处理组下降速率及幅度均显著高于其他处理组。因此，NC-1+1-MCP处理能更好地延缓枇杷果实贮藏前20 d POD活力的上升，但20～30 d范围内NC-1处理组的POD活力下降速率最快。

图2 不同处理对枇杷果实贮藏期间POD（A）、PPO（B）活力的影响Fig.2 Effects of different treatments on POD (A) and PPO (B) activity of loquat fruits

PPO为广泛存在于果蔬中的多功能酶类，它能催化多酚类物质氧化成醌类化合物而引起果蔬褐变[11]。如图2B所示，贮藏期间枇杷果实的PPO活力均是呈先上升后下降再基本平稳的趋势，且各处理组果实的PPO活力均低于对照组。第10天时，NC-1+1-MCP处理组果实的PPO活力为0.36 U/mg，显著低于NC-1（0.48 U/mg）、1-MCP（0.57 U/mg）处理组和对照组（0.86 U/mg），且各处理组间枇杷果实PPO活力差异显著（P＜0.05）。所以NC-1+1-MCP处理能更好地延缓枇杷果实贮藏期间PPO活力的上升。

2.4 枇杷果实贮藏期间木质素质量分数和PAL活力的变化

低温贮藏可导致枇杷果实的冷害现象，使果肉木质化，所以木质素质量分数是判定冷藏枇杷果实木质化程度的重要指标[12]。如图3A所示，除了NC-1处理组外，其他各处理组贮藏期间枇杷果实中木质素质量分数均是呈先下降后上升的趋势，且整个贮藏期间各处理组木质素质量分数均低于对照组，其中NC-1+1-MCP处理组最低，第20天时，NC-1+1-MCP、NC-1、1-MCP处理组和对照组果实中木质素质量分数分别为0.64%、0.85%、0.93%、0.99%。第20天时各处理组间枇杷果实中的木质素质量分数差异显著（P＜0.05），其中NC-1+1-MCP处理组＜NC-1处理组＜1-MCP处理组＜对照组（P＜0.05）。所以，NC-1+1-MCP处理能更好地促进贮藏前期木质素质量分数的下降及抑制贮藏后期木质素质量分数的升高，保持枇杷较低的木质素质量分数。

图3 不同处理对枇杷果实木质素质量分数（A）和PAL活力（B）的影响Fig.3 Effects of different treatments on lignin content (A) and PAL activity (B) in loquat fruits

PAL是木质素合成代谢的关键酶[13]，能促进木质素的合成，提高果实的木质化程度。如图3B所示，除了NC-1处理组，贮藏期间其他各处理组的枇杷果实PAL活力呈先下降后上升的趋势，贮藏的前10 d，枇杷果实的PAL活力下降，这可能是果实采后的后熟作用所致。整个贮藏期间，各处理组木质素的质量分数均显著低于对照组，其中NC-1+1-MCP处理组木质素质量分数最低。第20天时，NC-1+1-MCP、NC-1、1-MCP处理组和对照组果实的PAL活力分别为5.36、7.57、9.10 U/mg和9.83 U/mg，且各处理组间枇杷果实中的木质素质量分数差异显著（P＜0.05），其中，NC-1+1-MCP处理组＜NC-1处理组＜1-MCP处理组＜对照组（P＜0.05）。说明，NC-1+1-MCP处理能更明显地促进贮藏前期PAL活力的下降和抑制后期的上升。

2.5 不同处理对枇杷果实贮藏期间VC含量、可溶性固形物质量分数的影响

VC含量变化是评价果实营养品质和贮藏效果的一个重要指标。如图4A所示，贮藏期间各处理组枇杷果实的VC含量均呈先上升后下降的趋势。第20天时，各处理组间果实VC含量差异显著（P＜0.05），NC-1处理组果实中VC含量最高，为32.06 mg/100 g。所以，NC-1处理能更好地延缓贮藏后期枇杷果实VC含量的下降。

图4 不同处理对枇杷果实贮藏期间VC含量（A）、可溶性固形物质量分数（B）的影响Fig.4 Effects of different treatments on VC content (A) and soluble solids content (B) in loquat fruits

如图4B所示，枇杷果实贮藏期间可溶性固形物质量分数呈先上升后下降的趋势，贮藏前期可溶性固形物质量分数上升可能是因为果实采后并未完全成熟，贮藏过程中淀粉等物质逐渐降解为可溶性的小分子物质[14]。贮藏20 d后，各处理组的可溶性固形物质量分数均高于对照组。其中，NC-1+1-MCP处理组可溶性固形物质量分数的上升趋势持续时间较长，说明该处理能更有效延缓果实可溶性固形物质量分数的降低。第20～30天时，NC-1+1-MCP处理组的可溶性固形物质量分数最高，显著高于NC-1、1-MCP处理组和对照组。以上结果说明，NC-1+1-MCP处理能更有效地延缓贮藏后期枇杷果实可溶性固形物质量分数的下降。

2.6 不同处理对枇杷果实贮藏期间可滴定酸、还原糖质量分数及糖酸比的影响

如表2所示，贮藏期间枇杷果实可滴定酸质量分数整体呈下降趋势，各处理组可滴定酸质量分数显著高于对照组；其中NC-1+1-MCP处理组最高，说明该处理能更好地抑制可滴定酸质量分数的下降。贮藏期间枇杷果实还原糖质量分数整体呈先上升后下降的趋势，上升可能与果实的采后后熟作用有关，下降可能与果实的衰老以及腐烂过程有关；其中NC-1+1-MCP处理组的果实还原糖质量分数高于其他各组；说明NC-1+1-MCP处理更能有效保持贮藏期间枇杷果实的还原糖质量分数。糖酸比是判断果实口感品质的重要指标，一般优质果实要求糖酸比在20～60之间；第20天时，NC-1+1-MCP处理组的糖酸比为27.4，显著高于1-MCP处理组（19.1）和对照组（18.7）。

表2 不同处理对果实可滴定酸、还原糖质量分数和糖酸比的影响Table2 Effects of different treatments on the titratable acid, reducing sugar content and ratio of sugar to acid in loquat fruits

2.7 不同处理对枇杷果实贮藏期间感官评价的影响

表3 贮藏期间不同处理组枇杷果实的感官评分Table3 Sensory evaluation of loquat fruits during storage

如表3所示，贮藏的0～20 d，枇杷果实的感官评分逐渐升高，20 d时达到最高，这可能是因为成熟果实采后的后熟作用导致酸度下降，糖度上升，口感提升。第20、30天，NC-1+1-MCP处理组果实感官评分分别为9.2 分和9.1 分，达到了上级品质；而其他各组均未达到这个品级。结合表2中的糖酸比可知，相比于单一的NC-1处理和1-MCP处理，NC-1+1-MCP处理能更好地保持枇杷果实的口感、肉质、风味等品质。

3 讨 论

枇杷果实贮藏期间出现腐烂变质，失水萎蔫等品质下降，主要是因为后熟过程中呼吸作用、相关酶活力的升高导致了果实褐变衰老[15]、乙烯作用[16]等。1-MCP能非常有效地抑制乙烯产生和作用[17]，它可以很好地与乙烯受体结合，但这种结合不会引起成熟的生化反应；因此，在植物内源乙烯产生或外源乙烯作用之前使用1-MCP，它会先与乙烯受体结合[18]，从而阻止乙烯与其受体的结合[19]，延缓了果蔬成熟衰老的过程，延长了保鲜期。而纳米乳涂膜剂可在果实表面形成一层薄膜，对气体有选择性通透，使果实内形成一个低O2、高CO2体积分数的微气调环境[20]，抑制了果实的呼吸作用，阻碍了果实水分蒸发和病菌侵入，从而能减少果实内物质转化和呼吸基质的消耗[21]。

硬度是枇杷果不同于其他果蔬的重要指标，枇杷果实贮藏期间硬度整体上呈升高趋势，这与芮怀瑾[22]、林素英[23]、郎雅琼[24]等的研究结果一致。枇杷果实贮藏过程中果实呼吸作用加快，乙烯大量产生[25]，衰老加剧，细胞膜完整性逐渐丧失，细胞区域化被破坏[26]，组织中酚类物质与PPO得以接触，发生酶促褐变反应[27]；与此同时，POD活力的提高加快了褐变的发生，从而造成酚类物质含量降低，果心褐变严重[28]。衰老加速了活性氧代谢紊乱和细胞膜的降解[29]，造成细胞内活性氧大量积累，细胞膜不饱和脂肪酸发生氧化反应[30]，饱和脂肪酸含量增加，最终出现硬度上升、果心褐变的品质劣变现象[31]。PAL是合成木质素的关键酶，能促进木质素含量的升高。有研究表明，木质素质量分数与PAL活力呈显著正相关性 。但是，NC-1+1-MCP处理显著抑制了贮藏前期PPO、POD和贮藏后期PAL活力的上升，从而更好地保持了细胞膜的完整性，抑制了酚类物质的酶促褐变反应，阻碍了果实的衰老，减少了木质素的生成，最终延缓了枇杷果实硬度的上升。实验结果表明，与其他组相比，NC-1+1-MCP处理延缓了贮藏过程中POD和PPO活力、木质素质量分数以及硬度等指标的变化。

在本实验所选的处理方式中，除NC-1处理在贮藏后期抑制VC含量降低的效果最好外，在降低贮藏期间枇杷果实的质量损失率和腐烂率，抑制硬度的下降、贮藏后期木质素质量分数和PAL活力的上升、贮藏前期POD和PPO活力的上升和保持枇杷果实的感官品质等方面，均以NC-1+1-MCP处理的效果最好。