低温结合GABA处理对樱桃番茄果实采后品质的影响

弓德强，李 敏，高兆银，杨 衍，谷 会，胡美姣

（1中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室，海口 571101；2中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海口 571101；3海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室，广东湛江 524091）

0 引言

樱桃番茄(Solanum lycopersicumvar.cerasiforme)属茄科番茄属，也叫圣女果、小番茄，果实既可当蔬菜又可当水果，并且其外观艳丽、营养丰富，深受人们的喜爱。然而，由于樱桃番茄果实皮薄多汁，采后呼吸代谢旺盛，常温下极易失水萎蔫，品质和口感下降，甚至发生腐烂而造成严重损失[1]。因此，研究樱桃番茄贮藏保鲜技术，延缓其品质劣变及腐烂发生，是当前需要解决的问题。

目前，应用于樱桃番茄采后保鲜的方法很多，主要包括物理保鲜[2-4]、化学保鲜[5-7]、涂膜保鲜[8-9]及生物保鲜[10-12]等。然而低温贮藏在生产上是最常用最有效的保鲜方法。低温贮藏能够通过降低呼吸强度来延缓果实的衰老和保持品质。已有研究报道表明，低温(4℃)贮藏可延缓樱桃番茄果实营养成分及生理生化指标变化，较好地保持其贮藏品质[2]。在5℃低温条件下贮藏的樱桃番茄，果实中的抗坏血酸代谢会受到抑制，保鲜效果良好[13]。

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种四碳氨基酸，普遍存在于动物、植物和微生物中，在植物的生长发育与抗性反应中发挥着重要作用，已经成为近年来研究的热点[14]。已有研究表明，GABA处理能够提高桃[15]和西葫芦[16]采后冷藏期间的抗冷性，减轻果实冷害。也有研究报道，GABA(100～1000 μg/mL)处理能诱导采后梨果实对青霉病的抗性[17]，30 mmol/L的GABA处理可抑制甜樱桃果实的腐烂[18]。另外，GABA处理能够延缓黄秋葵果荚叶绿素和维生素C的降解，保持良好的采后品质[19]。因此，将低温贮藏与安全高效的诱抗剂GABA结合应用以抑制樱桃番茄果实采后腐烂损失和保持贮藏品质，是一个很好的研究方向，目前关于这方面的研究尚未见报道。本研究以‘粉娇’樱桃番茄为试材，研究低温结合GABA处理对樱桃番茄采后防腐效果及品质的影响，旨在为寻找樱桃番茄采后保鲜新技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验用樱桃番茄，品种为‘粉娇’，于2020年3月采自广西百色市田阳区百育镇的一个樱桃番茄生产园，带果梗采摘果面完全转色的成熟果。采摘后装入泡沫箱24 h内运回中国热带农业科学院环境与植物保护研究所保鲜实验室，挑选颜色和大小基本一致、无机械损伤及病虫害的果实，待用。

GABA（分析纯，99%）、抗坏血酸、柠檬酸、叶黄素、番茄红素和β-胡萝卜素标准品，购自Sigma-Aldrich公司；乙醇、三氯甲烷（分析纯），购自南京化学试剂股份有限公司；乙腈（色谱纯），购自上海吉至生化科技有限公司；色谱级磷酸(H3PO4)，购自上海优试化工有限公司；色谱级磷酸二氢铵(NH4H2PO4)，购自北京普天同创生物科技有限公司。

1.2 主要仪器设备

GY-4果实硬度计，浙江托普云农科技股份有限公司；手持折光仪，广州市速为电子科技有限公司；GXH-3010E便携式红外线二氧化碳分析仪，北京市华云分析仪器研究所有限公司；Waters 2695高效液相色谱仪，美国Waters公司。

1.3 试验方法

1.3.1 处理方法 将樱桃番茄果实用流动自来水清洗，捞出并自然风干后，随机分成3组，再分别进行以下处理。（1）常温贮藏(25℃)，将果实分装入泡沫箱，置于常温(25℃)库中贮藏；（2）低温贮藏(8℃)，将果实分装入泡沫箱，置于低温(8℃)库中贮藏；（3）低温结合GABA处理(8℃+GABA)，将果实用GABA(500 mg/L)水溶液浸渍5 min，捞出并自然风干后，分装入泡沫箱，置于低温(8℃)库中贮藏。以上处理各分装9箱，每箱3.0 kg。贮藏期间，定期调查腐烂率，并定期（贮藏0、4、8、12、16天）取样，测定果实呼吸强度、果实硬度和可溶性固形物含量，果肉切成小块保存在-40℃冰箱，用于维生素C、柠檬酸及类胡萝卜素（番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素）含量的测定。

1.3.2 腐烂率的测定 每个处理固定3箱，以调查樱桃番茄在贮藏8、12、16天时果实腐烂情况，以果实全部或局部霉变、腐烂或流汁的果实均计入腐烂果，腐烂率以腐烂果数占总果数的百分比表示。

1.3.3 呼吸强度的测定 每个处理取25个果实，放入体积为6.5 L的玻璃罐里密封放置40 min，使用GXH-3010E型便携式红外线二氧化碳分析仪测定罐中的CO2浓度，然后计算呼吸强度。每个处理重复3次，取平均值。

1.3.4 果实硬度的测定 取15个果实，在每个果实的中间位置去皮后，用GY-4型果实硬度计测定硬度，共测定15个数据取平均值。

1.3.5 可溶性固形物含量的测定 测完硬度的果实，取果肉用两层纱布包裹，挤出果汁，用手持折光仪测定可溶性固形物含量，共测定15个数据取平均值。

1.3.6 维生素C（抗坏血酸）与柠檬酸含量的测定 冷冻保存的果肉样品在液氮冷冻条件下进行粉碎，称取样品粉末0.5 g于10 mL离心管中，加5 mL超纯水提取，在10000 g下离心5 min，取上清液，经0.22 μm水相滤膜过滤后待测。使用仪器为Waters 2695高效液相色谱仪，配有2998紫外检测器，色谱柱为Agilent-C18（250 mm×4.6 mm，粒径 5 μm），流动相为 0.5% NH4H2PO4-H3PO4缓冲溶液，流速为1 mL/min，柱温为35℃，进样量为10.0 μL，检测波长分别为254、210 nm，分别用于检测维生素C和柠檬酸含量。每个样品重复测定3次数据，取平均值。

1.3.7 类胡萝卜素含量的测定 称取0.5 g冷冻样品粉末于10 mL的离心管中，加5 mL的乙醇与三氯甲烷等体积配制的提取液，在50℃水浴锅中水浴60 min后，10000 g下高速离5 min，经0.22 μm水相滤膜过滤后待测。使用仪器为Waters 2695高效液相色谱仪，配有2998紫外检测器，色谱柱为Agilent-C18（250mm×4.6mm，粒径5 μm），流动相A为乙腈，流动相B为异丙醇，流速为1 mL/min，柱温为35℃，进样量为10.0 μL，检测波长为450 nm。每个样品重复测定3次数据，取平均值。

1.4 数据处理与分析

利用软件Microsoft Excel 2016进行试验数据整理和作图，利用IBM-SPSS 24.0软件进行处理间的差异显著性分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜处理对樱桃番茄果实腐烂率的影响

由图1可看出，在樱桃番茄果实贮藏期间，随着时间推移，果实腐烂率逐渐增大；在贮藏8、12、16天时，单独低温(8℃)贮藏果实的腐烂率均显著低于同时期的对照果(P＜0.05)，而低温结合GABA处理贮藏效果更好，其腐烂率显著低于单独低温(8℃)贮藏和常温(25℃)贮藏的果实。其中贮藏16天时，低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理果实腐烂率分别为10.57%和7.20%，而常温(25℃)腐烂率为19.51%，防治效果分别达到了45.81%和63.11%。表明低温结合GABA处理可显著减轻贮藏期间樱桃番茄果实的腐烂，比单独低温贮藏效果更好。

图1 保鲜处理对樱桃番茄腐烂率的影响

2.2 不同保鲜处理对樱桃番茄果实呼吸强度的影响

由图2可看出，在整个贮藏期间，3个处理樱桃番茄果实的呼吸强度均逐渐降低，其中前期（0～8天）降低较快，后期（8～16天）变化较为平缓。其中低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理果实的呼吸强度均显著低于同期的常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，而两者之间没有显著差异；贮藏16天时，低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理果实的呼吸强度分别为1.21、1.30 mgCO2/(kg·h)，而常温(25℃)贮藏为1.80 mgCO2/(kg·h)，降低幅度分别达到了32.87%和27.65%。表明低温及其与GABA结合处理均能有效降低樱桃番茄果实的呼吸强度。

图2 保鲜处理对樱桃番茄呼吸强度的影响

2.3 不同保鲜处理对樱桃番茄果实硬度的影响

由图3可看出，在整个贮藏期间，3个处理樱桃番茄的果实硬度均逐渐降低，常温(25℃)贮藏果实在贮藏前期(0～4天)降低速度较快，后期降低速度较为缓慢。而低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理的果实硬度均显著高于同期的常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，其中贮藏4、8天时，低温(8℃)+GABA处理的果实硬度略高于单独低温贮藏，但经差异显著性分析，两者之间的差异并不显著；贮藏16天时，低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理的果实硬度分别为1.97、2.00 kg/cm2，而常温(25℃)贮藏为1.81 kg/cm2，提高幅度分别达到了8.86%和10.64%。表明低温及其与GABA结合处理均能有效延缓樱桃番茄果实硬度的降低，保持较高的果实硬度。

图3 保鲜处理对樱桃番茄果实硬度的影响

2.4 不同保鲜处理对樱桃番茄果实可溶性固形物含量的影响

由图4可看出，在整个贮藏过程中，3个处理樱桃番茄果实可溶性固形物含量的变化趋势基本一致，即先升高再降低，并且均在贮藏4天时达到最高值，此时低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实的可溶性固形物含量分别为6.68%和6.78%，与常温(25℃)贮藏果实的6.45%相比，差异均达到显著水平(P＜0.05)，低温(8℃)+GABA处理的可溶性固形物含量略高于单独低温贮藏，但两者之间的差异未达到显著水平；在整个贮藏期，低温及其与GABA结合处理的可溶性固形物含量均显著高于同期的常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，表明两者均能有效延缓樱桃番茄果实可溶性固形物含量的降低。

图4 保鲜处理对樱桃番茄可溶性固形物含量的影响

2.5 不同保鲜处理对樱桃番茄果实维生素C含量的影响

由图5可看出，在整个贮藏过程中，樱桃番茄果实维生素C含量呈先升高再降低的变化趋势，常温(25℃)贮藏果实在8天时达到最高值，而低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实在12天时达到最高值，随后略有降低；在贮藏4、8天时，低温(8℃)贮藏果实维生素C含量显著低于常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，而低温(8℃)+GABA处理与常温(25℃)贮藏果实之间差异不明显，而在贮藏后期(8～16天)两者均显著高于常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，但两者之间无显著差异。表明低温贮藏可抑制维生素C含量在前期的升高和后期的降低，低温及其与GABA结合处理均能有效保持果实贮藏后期较高的维生素C含量。

图5 保鲜处理对樱桃番茄维生素C含量的影响

2.6 不同保鲜处理对樱桃番茄果实柠檬酸含量的影响

由图6可看出，在整个贮藏过程中，樱桃番茄果实柠檬酸含量呈先升高后降低的变化趋势，常温(25℃)贮藏果实在4天时达到最高值，随后迅速降低，后期趋于平缓，而低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实在8天时达到最高值，随后略有降低；在贮藏4天时，低温(8℃)贮藏果实柠檬酸含量与常温(25℃)贮藏之间无显著差异，而低温(8℃)+GABA处理与常温(25℃)贮藏果实之间差异显著(P＜0.05)；在贮藏期(8～16天)，两者柠檬酸含量均显著高于常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，在贮藏12、16天时，低温(8℃)+GABA处理果实柠檬酸含量略高于单独低温贮藏，但两者之间差异未达到显著水平。表明低温及其与GABA结合处理均能有效保持樱桃番茄贮藏期间较高的柠檬酸含量。

图6 保鲜处理对樱桃番茄柠檬酸含量的影响

2.7 不同保鲜处理对樱桃番茄果实番茄红素含量的影响

由图7可看出，在整个贮藏过程中，3个处理樱桃番茄果实番茄红素含量的变化趋势基本一致，即先升高再降低，并且均在贮藏12天时达到最高值；低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实的番茄红素含量均显著低于同期的常温(25℃)贮藏果实(P＜0.05)，其中在贮藏中后期（8～16天），低温(8℃)+GABA处理果实的番茄红素含量显著高于单独低温贮藏(P＜0.05)。表明低温及其与GABA结合处理可降低樱桃番茄果实中的番茄红素含量，相对单独低温，低温结合GABA处理可提高番茄红素含量。

图7 保鲜处理对樱桃番茄番茄红素含量的影响

2.8 不同保鲜处理对樱桃番茄果实β-胡萝卜素含量的影响

由图8可看出，常温(25℃)贮藏樱桃番茄果实中的β-胡萝卜素含量呈逐渐增加的变化趋势，而低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实β-胡萝卜素含量的变化趋势基本一致，即先升高再降低，并且均在贮藏12天时达到最高值，其中在贮藏8、16天时，β-胡萝卜素含量均显著低于常温(25℃)贮藏(P＜0.05)，两者之间无显著差异。表明低温及其与GABA结合处理均可在一定程度上降低樱桃番茄果实中的β-胡萝卜素含量。

图8 保鲜处理对樱桃番茄β-胡萝卜素含量的影响

2.9 不同保鲜处理对樱桃番茄果实叶黄素含量的影响

由图9可看出，在整个贮藏过程中，樱桃番茄果实中叶黄素含量呈先升高后降低的变化趋势，常温(25℃)贮藏果实在8天时达到最高值，而低温(8℃)和低温(8℃)+GABA处理果实在12天时达到最高值，随后略有降低；其中在贮藏4、8天时，低温(8℃)贮藏果实β-胡萝卜素含量显著低于常温(25℃)贮藏(P＜0.05)，而低温(8℃)+GABA处理果实与常温(25℃)贮藏果实之间无显著差异，并且在贮藏8天时叶黄素含量显著高于单独低温贮藏(P＜0.05)。表明单独低温贮藏可抑制樱桃番茄果实贮藏前期叶黄素的积累。

图9 保鲜处理对樱桃番茄叶黄素含量的影响

3 结论与讨论

目前在果蔬保鲜上应用最多、效果最好的保鲜方法仍然是低温贮藏。低温能抑制病原菌的活性，较好地保持果实品质[2,20]。GABA是植物体中重要的次生代谢物，可作为环境友好型的果蔬保鲜剂，目前已在多种果蔬上表现出良好的防腐保鲜效果，不仅能减少果实病原菌侵染及腐烂，还可保持果实的贮藏品质[17-19]。本试验结果表明，低温贮藏可显著降低樱桃番茄贮藏期的果实腐烂率，而低温结合GABA处理的效果更好，其中贮藏16天时，低温(8℃)、低温(8℃)+GABA处理果实的防效分别达到了45.81%、63.11%，表现出良好的防腐保鲜效果。GABA作为一种抗性诱导剂，具有诱导果蔬抗病性的作用。Yu等[17]在梨果实上的研究表明，GABA处理能诱导采后果实对青霉病的抗性，并且抗病性的提高与防御相关酶的活性及其基因表达的增强密切相关。

樱桃番茄属于典型的呼吸跃变型水果，但在整个贮藏期间，果实呼吸强度的变化呈逐渐降低的趋势，并没有出现呼吸高峰，这可能与采摘时的樱桃番茄已经是完全转色的成熟果有关，采后的果实在贮藏4天后可能已经过了呼吸跃变期。呼吸作用是果蔬采后进行的与衰老密切相关的重要生理活动之一，果实呼吸强度的降低有利于减少物质消耗，从而延长果实保鲜期[21]。本试验中，单独低温及其与GABA结合处理均能有效降低樱桃番茄果实的呼吸强度，并延缓果实硬度的降低，从而有效延缓果实的软化和衰老；但两者之间无明显差异，低温结合GABA处理在延缓果实衰老方面与单独低温相比，并无增效作用，表明低温起着关键的作用，GABA处理并不能延缓果实衰老。胡伟等[22]研究显示，GABA处理可促进香蕉果实生理跃变，加速果实后熟。在保持果实内在品质方面，低温及其与GABA结合处理效果明显。本试验中，低温及其与GABA结合处理均能有效延缓樱桃番茄果实可溶性固形物含量的降低，保持较高的柠檬酸含量，低温可抑制维生素C含量在贮藏前期的升高和后期的降低，低温及其与GABA结合处理均能有效保持贮藏后期果实中较高的维生素C含量。表明低温不仅可延缓果实衰老，也能较好地保持果实品质，而低温结合GABA处理在保持果实品质方面效果更好。李小娟等[18]研究表明，GABA结合冷水(0℃)处理可延缓甜樱桃果实可溶性固形物和可滴定酸含量的降低。殷菲胧等[19]研究发现，10 mmol/L的GABA处理可延缓黄秋葵叶绿素和维生素C含量的降解，从而保持良好的采后品质和营养价值。另外，张小燕等[23]在鲜切苹果上的研究也表明，GABA处理可抑制果肉可溶性固形物和可滴定酸含量的下降，保持较高的品质。可见GABA处理在保持果实内在品质方面具有良好的效果。

广泛存在于自然界中的类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素2类，其不仅具有抗氧化作用，也是人类和动物必需的营养物质。研究发现，一些类胡萝卜素能呈现出一定的颜色，如番茄红素呈红色、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素呈橙色，叶黄素呈黄色[24]。在成熟番茄果实中，类胡萝卜素主要以番茄红素、叶黄素、β-胡萝卜素等形式存在，其中番茄红素含量占70%[25-26]。本试验中，樱桃番茄果实中番茄红素含量最高，其次是β-胡萝卜素和叶黄素。已有研究表明，番茄红素的最佳合成温度为15～25℃，低温(5℃)能显著抑制番茄红素的合成[27]。本试验结果表明，相对于常温(25℃)贮藏，低温(8℃)及其与GABA结合处理均可降低樱桃番茄果实中的番茄红素含量，而相对于单独低温，低温结合GABA处理可提高番茄红素含量。表明低温抑制番茄红素的合成，而GABA处理促进果实番茄红素的合成。同时，本研究结果表明，低温及其与GABA结合处理均可在一定程度上降低樱桃番茄果实中的β-胡萝卜素含量，两者之间无显著差异；单独低温贮藏可抑制樱桃番茄果实贮藏前期的积累，低温结合GABA处理与常温(25℃)贮藏之间无显著差异。可见，低温起着关键作用，对β-胡萝卜素和叶黄素的合成积累具有一定的抑制作用。陈宇等[28]研究表明，4℃低温贮藏的枇杷果肉叶黄素和β-胡萝卜素含量均低于25℃和8℃贮藏果实，并且贮藏温度过低或贮藏时间过长均不利于果肉类胡萝卜素的积累。因此，低温贮藏能抑制果实类胡萝卜素的积累，有利于延缓果实色泽转变和延长保鲜期。关于GABA处理对樱桃番茄类胡萝卜素的调控机制有待进一步探讨。

综上所述，低温结合GABA处理可有效降低樱桃番茄贮藏期间的果实腐烂率，比单独低温贮藏效果更好。并且，低温结合GABA处理能降低果实呼吸强度，延缓果实硬度的降低，保持较高的可溶性固形物、维生素C及柠檬酸含量，抑制番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素的积累，从而有效延缓樱桃番茄果实的衰老，并保持采后品质。低温结合GABA处理方法安全高效，操作简单便捷，在樱桃番茄果实的防腐保鲜上具有一定的应用价值。