温度处理在柑橘果实采后保鲜中的应用研究进展

葛笑笑，曾凯芳，邓丽莉,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.西南大学食品贮藏与物流研究中心，重庆 400715）

柑橘为芸香科下属植物，是柑、橙、柚、枳、橘等的总称。迄今为止，我国已有4 000多年的柑橘种植史。目前，我国柑橘的产量和种植面积均位居世界榜首[1-2]。腐烂、果皮色泽不均、品质劣变等问题是柑橘采后贮藏过程中存在的主要问题，其中，由青霉病、绿霉病、酸腐病、蒂腐病、炭疽病等侵染性病害引起的腐烂损失，是造成我国柑橘产业经济损失的主要原因之一[3]。采用适宜防腐保鲜措施控制柑橘果实品质劣变和病害发生是减少柑橘采后经济损失的主要手段。

柑橘采后常见的贮藏方法主要分为物理方法、化学方法和生物方法。化学方法中所运用的杀菌剂如多菌灵、噻菌灵、百菌清等[4-6]，是控制柑橘果实采后腐烂损失、延长果实贮藏时间的最有效手段，但化学杀菌剂的长期使用会导致病原菌抗药性增强、环境污染等潜在风险的增长。且随着社会发展，人民生活水平和环保意识提高，安全、健康、无有害物质残留的保鲜技术研究受到越来越多的关注。温度处理因其安全、无害、健康等特点被广泛应用于果蔬保鲜中，是一种有效控制果蔬腐烂、保持果蔬品质的物理贮藏方法[7-11]。温度的正面作用不仅体现在冷藏方面，在贮藏前进行适宜温度的预处理对果实保鲜也有显著效果。虽然低温贮藏及其他温度处理方法在果蔬方面的研究日趋成熟，但系统归纳整理温度处理在柑橘果实采后贮藏保鲜方面的应用情况，对有效指导柑橘保鲜仍具有重要意义。本文综述了柑橘采后贮藏保鲜中与温度有关的贮藏方法和（预）处理方法，并从生理生化和果实品质方面分析了不同方法对柑橘采后贮藏品质的影响，旨在为柑橘采后贮藏技术提供一定的理论参考。

1 柑橘采后与温度相关的保鲜方法

1.1 低温贮藏

1.1.1 冷藏

冷藏，是指果蔬贮藏在冷藏温度下的保鲜处理方法，现代的冷藏主要包括机械冷藏、气调冷藏、减压冷藏和湿冷冷藏[12]。冷藏是通过改变贮藏环境温度对柑橘进行保鲜，是目前柑橘产业中应用比较多的保鲜方法。但不同品种的柑橘对低温的敏感性不同，所以需要了解其冷害临界温度才能达到较好的贮藏效果，如甜橙和宽皮柑橘类一般在5～8℃下冷藏以延长果实贮藏期，柚类一般于5～10℃下冷藏，柠檬则在12～15℃下冷藏。此外，良好的冷藏需要一个具有良好隔热效果，通风好，可调节温度的机械装备。邓焱文等[13]对清见、不知火、杨引3种晚熟杂交柑橘品种进行常温贮藏和低温贮藏（4℃）比较，结果表明，低温贮藏在短期保鲜和货架期方面比常温贮藏的效果好。但我国南方地区冬季利用自然低温进行柑橘贮藏，也取得了较好的效果。

1.1.2 冰温贮藏

冰温贮藏是指在0℃以下至果蔬冰点以上的温度范围中进行的保鲜贮藏，图1为冰温库的制冷系统原理图[14]。这个方法是由日本食品加工研究所职员山根昭美在利用人工气调贮藏法（Controlled atmosphere storage,CA）试验梨的保鲜中偶然发现的，随后，科研人员对这个处理方法进行了深入的研究，发现冰温贮藏能克服果蔬冷藏和冻藏中出现的多种问题，冰温保鲜技术在日本的农产品保鲜中得到广泛应用[15]。我国在对红树莓[16]、草莓[17]、冬枣[18]等不耐贮藏的水果进行冰温贮藏研究中发现，冰温保鲜技术对于这些集中采收、不耐贮藏的水果有更好的效果。冰温技术在采后柑橘果实贮藏的应用还不广泛，但初步研究表明，冰温技术能明显降低蜜柑果实在贮藏期的腐烂率[19]。

图1 冰温库制冷系统原理图[14]Fig.1 Refrigeration system principle chart of the ice temperature warehouse

1.2 温度处理

1.2.1 冷激处理

冷激处理，也被称为冷休克处理，是指在果蔬贮藏前对其作短时低温、但不使果蔬发生冷害或冻害的处理，图2为果蔬冷激处理系统原理图[20]。早在1979年，Ogata等[21]在0℃冰水中对日本杏果实和番茄果实进行短时处理，发现低温短时处理能延缓果实成熟，延长果实寿命，并将这种处理方式称为“冷激效应”。冷激处理可分为冷空气处理和冷水处理两种方式，温度一般为0℃，需要注意的是冷激处理只适用于对低温敏感的水果。柑橘属于热带、亚热带水果，因此冷激处理是提高柑橘保鲜效果、延长柑橘贮藏寿命的方法之一[22]。研究表明，与常温贮藏相比，在0℃下冷激处理1 d和3 d后的贡柑果实的贮藏效果更好[23]。郑艺梅等[24]在0℃对琯溪蜜柚进行0～2 h冷激处理，冷激处理后的总糖、总酸、抗坏血酸含量，可食用率及过氧化氢酶活性等指标都高于未进行冷激处理的对照组，表明在常温贮藏前对琯溪蜜柚进行冷激处理可提高其耐贮性。

图2 果蔬冷激处理系统原理图[20]Fig.2 Principle chart of cold shock treatment system for fruits and vegetables

1.2.2 热激处理

热激处理也被称为热处理，是指贮藏前将果实置于非致死高温中进行短时的处理，以达到降低果蔬采后病虫害的发生率、保持果蔬采后贮藏品质的目的，热激处理的温度一般在30～55℃之间[25-26]。最初，热激处理的研究主要是在控制真菌感染方面，但随着对该处理方法更深入地研究，热激处理的用途已经扩展到控制水果病虫害、提高水果对低温的耐受性等方面。热激处理的主要方法有烘焙热处理法、热水处理法、蒸汽加热法和热空气处理法，热水处理法又分为热水浸泡法和热水淋刷法[27-30]。在热激处理的研究中，热空气处理法降低了葡萄柚采后贮藏绿霉病腐烂的几率[31]，热水处理法提高了脐橙[32]、血橙[33]、沃柑[34]等水果的低温耐贮性，从而减轻了冷害的发生。

1.2.3 高温预贮

预贮是指将采摘后长期贮藏的果实在通风、干燥、阴凉的地方进行短期存放，以控制果实在长期贮藏时质量的损失和腐烂。温度是影响柑橘果实采后贮藏品质的最重要的环境因素之一，合适的高温不仅能够延长柑橘果实的贮藏寿命，而且还能促进柑橘果皮的转色。脐橙在38℃左右下预贮4 d后再于低温下贮藏能有效抑制果实失重和腐烂[35]。由于采收季节温度过高，低温积累不足，柑橘中的早熟品种和一些种植于热带地区的品种存在果实果肉成熟与果皮着色不同步的问题，在很大程度上影响了柑橘的商品价值[36]。有研究表明，在28～29℃下对佛罗里达柑橘进行乙烯褪绿处理可使柑橘保持较好的外观品质[37]。

2 温度处理对柑橘果实采后生理和病害发生的影响

2.1 温度对柑橘果实采后生理的影响

2.1.1 温度对柑橘采后失重率和呼吸强度的影响

柑橘果实采后失重率的变化是评价柑橘质地的重要指标之一。低温能在一定程度上降低果实失重率的变化。锦橙贮藏在2～4℃、6～8℃、10～12℃低温环境中150 d的失重率分别为1.34%、2.76%、1.88%，明显低于其贮藏在通风库（6～19℃）中的失重率（3.42%），说明低温贮藏更有利于维持锦橙贮藏品质。锦橙在低温环境下的呼吸强度为7.87 mg CO2·kg-1·h-1，而在通风库中贮藏的呼吸强度为14.86 mg CO2·kg-1·h-1，说明低温能明显降低锦橙果实的呼吸强度[9]。热激处理（53～59℃热水浸泡60 s）后，贮藏在20℃下的塔罗科脐橙失重率明显下降，且处理时间越长，失重率下降越明显，贮藏期更久，这可能是因为果实表面的蜡质结构在热激处理后会变得更均匀，从而保持了果实品质[38]。5℃回温间歇热处理在货架末期（7 d）的失重率为0.09%，对照组（不进行回温间歇热处理）的失重率为1.53%，说明经回温间歇热处理后贮藏在低温条件下的塔罗科血橙表现出更低的失重率[39]，与黄瓜的间歇热处理结果一致[40]。失重率的变化与柑橘采后呼吸作用有直接联系，柑橘采后呼吸作用是其维持生命活动的关键过程，但呼吸作用会随着贮藏时间的延长而减弱[41]。褪绿处理后贮藏在-0.5℃和7.5℃下的纽荷斯克莱门汀宽皮柑橘（Nules Clementine）试验结果表明，在-0.5℃下贮藏8、10、12周的呼吸速率均比7.5℃低约10 mg CO2·kg-1·h-1，说明-0.5℃贮藏能抑制果实呼吸作用，使其体内的水分散失缓慢，从而延缓了果实衰老[42]。曾顺德等[43]对白柚进行冰温（0℃）贮藏试验发现，冰温贮藏后白柚的呼吸强度明显低于对照组，延缓了白柚果实汁胞粒化的现象。

2.1.2 温度处理对柑橘采后糖含量和VC含量的影响

柑橘果实风味和营养价值是评价果实品质的重要因素。糖酸比、可溶性固形物含量和挥发性物质决定了柑橘果实风味。有研究表明，短时的热激处理后在低温下贮藏不会对红宝石葡萄柚（Star Ruby）的可溶性固形物含量、糖酸比造成明显的影响，且诱导了葡萄柚的低温耐受性[44]。黄家红等[45]在研究低温气调贮藏协同臭氧处理柑橘的试验中也发现，处理组与对照组的柑橘总糖含量并无显著差异，推断可能是因为低温抑制了酶活性和果实内部各种生化作用。这表明，无论是前处理后低温贮藏还是低温协同其他处理贮藏在延长柑橘贮藏期的同时，不会对柑橘采后的风味产生不良影响，可以较好地保持柑橘原有风味。柑橘果实中含有丰富的VC，有研究表明，华伦西亚夏橙（Valencia orange）、里斯本柠檬（Lisbon lemon）和温州蜜柑（Satsuma mandarin）在10℃下贮藏4周时的VC含量分别约为1.75、1.3、0.75μmol/g，较好地维持了VC的含量[46]。有趣的是，黄家红等[45]的试验结果则表明，低温贮藏下柑橘抗坏血酸含量明显下降。

2.1.3 温度处理对柑橘采后色泽变化的影响

果实的外观颜色是直接影响消费者选购柑橘果实的主要参考指标之一。柑橘果实色泽的形成与叶绿素的降解，类胡萝卜素和花青素的积累有关[47-49]，最重要的是类胡萝卜素的积累。经过2℃预冷30 min后再在4℃下做冷激处理6 h的克莱门汀柑橘的叶绿素含量为4.6μg/g，对照组叶绿素含量为77.4μg/g，且类胡萝卜素含量是对照组的两倍，果皮颜色显著从绿色转向黄色[50]。与4℃相比，血橙在9℃下贮藏的花色苷含量积累得更多，且果肉和果汁中类黄酮途径的基因水平上调增强[51]。有研究表明，乙烯利褪绿处理后贮藏在适宜的温度下能更均匀地调整柑橘果皮颜色，其中“乙烯处理+20℃贮藏”处理组的总类胡萝卜素含量约为175μg/g，表现出更明显的类胡萝卜素含量的积累，使果皮颜色更加均匀[52]。单独恒温（20℃）贮藏的卡拉卡拉脐橙（Cara Cara）表皮的类胡萝卜素含量积累同样有所提高，但在低温（4℃）贮藏中，卡拉卡拉脐橙果皮维持了原有类胡萝卜素含量，增加了果肉类胡萝卜素含量[53]。除贮藏温度外，运输温度对果实外观颜色也有很大的影响，Wyk等[54]发现出口到美国的南非帕玛脐橙（Palmer navel）脐橙在-0.6℃下长时间运输时类胡萝卜素发生降解导致果实外观颜色较差，但在4.5℃下运输时果皮颜色保持稳定。由此可知，低于0℃下的运输温度对果皮颜色会产生负面影响。

2.2 温度处理对柑橘果实采后病害的影响

我国柑橘种植地的环境温度都较高，一般在秋季采收柑橘，环境温度大约都在20℃左右，这也给病原菌的生长繁殖提供了机会。柑橘采后主要发生侵染性病害，即真菌侵袭导致的病害，真菌菌丝通过果实表皮上的气孔或伤口侵染果实而产生蒂腐病、青绿霉病、酸腐病等，青绿霉病则是橙类柑橘采后贮藏期中最严重且最具传染性的病害。

柑橘果实采后腐烂是降低柑橘果实贮藏期的最重要因素之一。温度处理可以降低真菌感染柑橘果皮的风险，García等[8]针对不同品种的柑橘作不同温度（40～53℃）和不同时间（30～300 s）的处理，结果表明，在53℃下处理180 s的柑橘果实腐烂率最低。骆扬[55]对柑橘做冷激处理（0℃，30 min）后贮藏于常温（23～24℃）下，结果表明冷激处理后柑橘果实腐烂率约为20%，明显低于对照组（约为40%），但冷激处理比较适用于短期贮藏。蒋庆[19]针对温州蜜柑做冰温贮藏及结合其他辅助处理（热激、气调、涂膜、冰点调节剂），发现除冰温贮藏结合气调处理外，其他处理方法均能降低温州蜜柑的腐烂率，且在贮藏60 d后腐烂率为0，这说明在合适的冰温温度范围内，冰温贮藏可以有效地抑制微生物的生长繁殖，从而保持温州蜜柑果实的品质。砂糖橘采后在5～9℃、相对湿度90%左右的条件下贮藏，可在一定程度上抑制青绿霉病[56]。经热水冲刷法（Hot water brushing，HWB）处理（56℃处理20 s）后的红宝石葡萄柚（Star Ruby）、明尼橘柚（Minneola）和沙莫蒂甜橙（Shamouti）的青霉病发生率可以下降45%～55%，且该处理方法不会影响果实质量损失[57]。Lurie等[58]对白金柚（Oroblanco）进行热空气处理（44℃，30 min），发现地中海实蝇（一种危害性极强的果蔬害虫）被完全杀死，保持了柚果品质。陈淑婷等[59]对温州蜜柑的热激处理（60℃，22 s）结果说明，热激处理能影响果皮气孔的开放程度，降低病原菌菌丝侵入果皮气孔的风险，从而控制温州蜜柑病害的发生。

3 温度处理调控柑橘果实采后品质变化和病害发生的机理

3.1 温度处理调控柑橘果实采后品质变化的机理

温度是影响柑橘果实采后品质的重要因子，不同柑橘品种对于温度处理的反应不同。冷激处理能抑制贡桔乙醇含量的积累从而降低果实的呼吸强度，除此以外，贡桔果实中过氧化物同工酶的酶数量和迁移率都对冷激处理产生较大的反应，说明贡桔体内产生了一种能在低温条件下保护自己的蛋白[21]。Porat等[60]表示，葡萄柚可在低温贮藏条件下产生一种抗脱水的COR蛋白，其中COR15基因编码的蛋白增强了葡萄柚的抗寒性，保持了其贮藏品质。低温（4℃）贮藏降低了鲍威尔甜橙初生代谢速率，促进了查尔酮途径上调，抑制了生长素响应因子AUX/IAA，保持了果实采后品质[61]。较高的温度（20℃）贮藏卡拉卡拉脐橙果实促进了果皮八氢番茄红素合成酶、胡萝卜素脱饱和酶、番茄红素环氧化酶等的基因表达水平上调，从而促进了果皮的转色，同时，低温（4℃）促进了卡拉卡拉脐橙果肉中类胡萝卜素含量的积累，且脐橙果实类胡萝卜素生物合成的基因表达谱说明，脐橙果实的类胡萝卜素生物合成受到转录调控[53]。20℃预处理温州蜜桔和哈姆林甜橙果实后，在贮藏后期能较好地调控超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的协同作用，清除O2·，延缓果实的衰老[62]。

温度对柑橘的调控响应主要分为对热激处理的响应和低温的响应[63]。热激转录因子（Hsfs）是植物在逆境（非生物胁迫和生物胁迫）中形成的防御体系中的重要元件。有研究表明[64]，椪柑果实发育过程中CrHsfA1b、CrHsfA3、CrHsfA5、CrHsfB2a、CrHsfB2b、CrHsfB3、CrHsfB5基因对热空气处理有响应，且CrHsfB2a和CrHsfB5的基因表达与椪柑柠檬酸盐的降解过程有关。柑橘贮藏后期容易发生汁胞粒化现象，汁胞粒化又与木质素积累有关。彭述辉等[65]利用冷激处理蜜柚减轻了其汁胞粒化的现象。有研究发现，MYB转录因子是木质素生物合成途径的转录激活因子，推测温度可能对MYB转录因子具有一定的调控作用，从而抑制木质素的积累[66]。

3.2 温度处理调控柑橘果实采后病害发生的机理

柑橘采后病害可分为侵染性病害和生理性病害，柑橘果实采后发生侵染性病害主要是因为病原微生物的侵染，生理性病害主要是由采前因素（阳光暴晒、天气恶劣、矿物质缺乏等）造成的[67]。无论是侵染性病害还是生理性病害，控制果实腐烂率就能在一定程度上降低果实病害的发生。对柠檬的热激处理结果表明，热处理是通过影响果皮组织中的抗真菌物质含量来降低果实腐烂率的[68]。Porat等[57]对红葡萄柚进行热水处理，降低了红葡萄柚青霉病的发生。Pavoncello等[69]推测这可能是因为热水处理促进了Hsp70蛋白中21、22和25 kDa蛋白的积累，且这些蛋白与柑橘β-1,3-葡糖酶抗体发生交叉反应，从而提高了果实抗病性。方静[70]对椪柑果实热激处理的研究结果表明，热激处理诱导了VAMP蛋白（SNARE蛋白中的重要一员）中VAMP71的表达，且通过增加果实细胞壁厚度阻碍外源病原菌对果实果皮侵染。

除热处理能控制柑橘果实发生病害外，低温处理也能降低果实腐烂率。阿坝甜柑橘在经过低温气调贮藏结合臭氧处理后，果实果皮表面的菌落总数明显低于对照组，这说明低温气调贮藏结合臭氧处理抑制了果皮表面微生物的生长繁殖，从而降低了果实腐烂率[45]。柑橘果实生理性病害中最严重且最容易发生的是冷害。冷激结合茉莉酸甲酯（MJ）和水杨酸（SA）处理柠檬果实后发现，冷激处理（-0.5℃）通过促进酚类物质的积累，抑制过氧化物酶（POD）活性来降低果实发生冷害的几率[71]。Bassal等[32]研究发现，华伦西亚夏橙和奉节脐橙经热处理后冷害发生率降低是因为热处理提高了POD和CAT活性。Moreno等[72]对宽皮柑橘在热处理和低温处理下对病害敏感性的蛋白组学进行了分析，阐明了热处理和低温处理后，碳代谢趋向于有效激活保护机制（侣伴蛋白水平，膜保护，抗氧化剂，细胞壁增强），在低温下，抗氧化代谢和分解代谢继续增加，蛋白质降解率高，ATP依赖性伴侣蛋白含量增加；而热处理诱导了相关生长素失活（ODD）、核（RNase H1）和细胞器（Whirly 2）基因组稳定的3种蛋白质的增加，从而在贮藏期间表现较好的品质。

4 讨论

我国柑橘产业在世界经济中占重要地位，配套安全、绿色贮藏保鲜技术的开发具有重要意义。温度处理因其安全、无害、无有毒有害物质残留等特点备受柑橘研究者的关注，热处理在国外已广泛应用并显示出其巨大的商业价值[73]。各种低温处理方法在蜜橘[74]、柠檬[75]、葡萄柚[76]等柑橘中的保鲜应用也得到了广泛研究，研究表明，合适的温度处理不仅能保持柑橘果实的营养价值，控制其病害发生，还能延缓果实衰老。

然而，在实际应用中柑橘品种不同，温度对其的影响作用也不相同；其次，温度的控制需要十分精确的仪器设备。因此，我们建议针对不同的柑橘品种，依据其特性选择适宜的温度处理方法才能对果实品质产生正面作用。此外，温度处理调控柑橘果实生理过程的变化研究并不深入，明确温度调控柑橘果实保鲜的作用机理是将温度处理商业化的关键，相信在不久的将来，成熟的温度处理技术将在柑橘贮藏保鲜甚至在其他果蔬保鲜中得到广泛的应用及发展。