采前脱落酸处理对荔枝贮藏的保鲜作用

喻文涛，曲姗姗，李萌萌，王光，朱世江

（华南农业大学园艺学院，广东省果蔬保鲜重点实验室，南方园艺产品保鲜教育部工程技术研究中心，广东广州 510642）

荔枝（Litchi chinensisSonn.）是我国岭南特色水果之一，具有较高的食用价值和经济价值，是我国在国际市场上最具竞争力的水果之一[1]。我国荔枝以鲜果销售为主[2]，然而，由于荔枝的解剖结构和生理特性较为特殊，荔枝在贮运过程中，温度和湿度变化、冷害以及病虫害等外界环境的刺激均可导致采后荔枝迅速褐变以及腐烂。采后褐变以及腐烂缩短了荔枝货架期，严重影响到荔枝长期贮运，由此造成巨大的经济损失[3]。

目前，国内外科研人员对荔枝采后褐变和腐烂控制技术进行了大量研究，提出低温贮藏[4]、SO2熏蒸[5]、芦荟（ALV）凝胶涂膜处理[6]等技术控制荔枝褐变，新型壳聚糖制剂处理[7]、苯并噻二唑（BTH）处理[8]、拮抗剂枯草芽孢杆菌处理[9]、化学药剂处理[10]等技术控制荔枝采后腐烂。而同时能控制荔枝采后褐变与腐烂相关的研究较少，荔枝褐变与腐烂的研究主要集中在低温贮藏与采后保鲜，依赖低温和采后设施，而常温贮藏研究如SO2熏蒸存在一定的食品安全问题[11]。因此，加强荔枝常温贮藏与采前保鲜研究意义重大。

脱落酸是植物生长发育过程中必不可缺的一种激素，如在种子休眠、器官脱落、气孔关闭以及响应生物及非生物胁迫中起非常重要的调控作用[12]。植物在逆境条件下，细胞膜受到伤害，造成细胞内部紊乱，植物体内ABA 能激活植物防御基因表达、增加抗性、增强环境适应能力[13,14]。Chen 等[15]研究发现，100 μmol/L ABA 溶液处理采后带有果柄的草莓，可有效延缓草莓的失水，延长草莓的货架期。已有研究表明，ABA 处理有效地提高了“大平顶枣”[16]、香蕉[17]、茄子[18]的采后抗逆性，并维持了其采后品质。此外，ABA 处理可控制采后果实褐变。ABA 处理采后菠萝可降低菠萝的褐变指数与褐变率，保持菠萝果实品质[19]。5 μg/L ABA 浸泡处理“黄冠梨”，可显著降低其果皮褐变率，控制低温储藏过程中果皮褐变的发生[20]。

荔枝作为一种保鲜困难、以鲜食为主的水果，开发高效安全的保鲜技术对于荔枝产业的发展极为重要[21]。近年来食品安全问题严重，保鲜剂及处理方式的安全性也备受关注，因此需要研究人员找到一种绿色、低成本、高效的保鲜技术[22]。ABA 是一种在果蔬生产中广泛使用的生长调节剂，使用剂量低，对环境和人体健康危害小。本研究中采用采前ABA 树上处理荔枝，避免采后处理荔枝晾干过程，也不依赖采后处理设施，具有一定的实用性和创新性。本文通过研究采前100 mg/L ABA 处理对“井岗红糯”荔枝腐烂和果皮褐变的控制效果，旨在提出一种绿色环保的荔枝保鲜技术，以期为解决荔枝常温贮藏问题提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本研究材料为“井岗红糯”荔枝，荔枝于2020年6 月30 日采摘自广东省广州市从化荔博园。

试剂：脱落酸（ABA），阿拉丁有限公司；酚酞、硫酸、草酸、钼酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚、过氧化氢等均为国产分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Millii-Q-B 超纯水系统，美国Millipoe 公司；702Rell 台式高速冷冻离心机，德国Eppendorf 公司；PMC-060微型离心机，德国Eppendorf公司；UV-2600A紫外可见光分光光度计，日本Shim 公司；BS224S 电子分析天平，德国Eppendorf 公司；A11 basic Analytical mill 磨样机，德国IKA 公司；DK-8D 恒温水浴锅，上海信森实验设备有限公司；MULTISKAN Sky 酶标仪，广州联波生物科技有限公司；CR-300 色差计，日本Minolta 公司；PR-34α数显折射仪，日本ATAGO 公司；DDS-307 电导率仪，上海精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 采前处理

挑选大小成熟度较一致、无病虫害及机械损伤的荔枝果实进行采前喷施处理，对照处理用清水均匀喷施果实表面，ABA 处理用含ABA 的清水溶液均匀喷施果实表面，待果面试剂晾干立即摘取符合要求单个荔枝，采收后立刻用厚度为0.03 mm 聚乙烯袋装起并放在泡沫箱里运回广东省果蔬保鲜重点实验室。供试材料按处理设3 个重复，每个重复的荔枝用0.03 mm厚聚乙烯自封袋包装，每袋装20 个果，贮藏在20 ℃冷库，贮藏期间定期观察和取样。

1.3.2 贮藏品质观测

果皮褐变观测参照吴振先[23]的方法，略有改动。按荔枝外果皮褐变面积把果皮褐变程度分6 级：0 级，果实全红，果皮无明显褐斑；1 级，龟裂片尖端凸点褐变10%～50%，或连片褐变或褐变面积小于5%，或单个褐斑直径小于0.50 cm；2 级，龟裂片尖端凸点褐变50%～100%，或连片褐变或褐变面积5%～15%，或单个褐斑直径0.50～1.00 cm；3 级，连片褐变或褐变面积15%～25%，或单个褐斑直径1.00～1.50 cm；4 级，连片褐变或褐变面积25%～50%，或单个褐斑直径1.50～2.00 cm；5 级，连片褐变或褐变面积大于50%，或单个褐斑直径大于2.00 cm。病情指数观测参照吴光旭等[24]的方法，略作改动。荔枝果皮褐变指数、荔枝病情指数和腐烂率计算如下：

式中：

A——荔枝果皮褐变指数；

B——荔枝病情指数；

C——腐烂率，%；

D——总果数；

a——褐变级数；

b——病情级数；

c——出现腐烂症状的果数；

d——对应褐变级果数；

e——对应病情级果数。

果皮颜色值的测定参照吴振先等[25]的方法，使用色差计测定果皮色度，测定L*、a*、b* 3 个颜色指标。

可溶性固形物（Total Soluble Solids，TSS）、可滴定酸（Titratable Acid，TA）、维生素C（Vitamin C，Vc）含量测定参照王晶英[26]的方法，分别采用数显折光仪、酸碱滴定法和酶标仪测定。

1.3.3 生理指标的测定

相对电导率（Relative Conductivity，REC）参照陈建勋等[27]方法在精密电导仪下测定；总酚参考李静等[28]的方法用酶标仪测定；丙二醛（Malondialdehyde，MDA）测定参照赵世杰等[29]的方法在酶标仪下测定，多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonia-lyase，PAL）参照陈建勋等[27]的方法在紫外分光光度计下测定，过氧化氢（Hydrogen Peroxide，H2O2）测定参照李忠光等[30]的方法在酶标仪下测定。

1.3.4 数据分析

数据采用EXCEL 软件处理，用SPSS 23 软件进行差异显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 采前ABA 处理对采后荔枝外观品质的影响

褐变严重影响荔枝外观品质，影响消费者的购买欲望。由图1a 可以看出，“井岗红糯”荔枝果实褐变指数随贮藏时间延长而逐渐增加，对照荔枝果实贮藏至8 d 的褐变指数达到3.38，而ABA 处理显著延缓了荔枝褐变指数的增加速度，8 d 的褐变指数为2.44，与对照2 d 的褐变指数相当，ABA 处理的荔枝褐变指数在整个贮藏期维持在较低水平，差异显著（p＜0.05）。说明采前ABA 处理有效降低荔枝褐变指数，这与Hu等[31]采用ABA 喷施处理荔枝后在低温贮藏下的结果一致。

图1 采前ABA 处理对“井岗红糯”荔枝果皮中褐变指数、病情指数、腐烂率、色度值的影响Fig.1 Effects of pre-harvest ABA treatment on pericarp browning index,disease index,decay rate and chromaticity of‘JGHN’ litchi pericarp

病情指数和腐烂率是衡量果实品质和保鲜效果最直观的指标。如图1b、1c 所示，对照荔枝果实贮藏至8 d 病情指数达到1.42，腐烂率达到37.78%，严重影响了荔枝商品价值。而采前ABA 处理显著降低了荔枝病情指数和腐烂率，8 d 的病情指数和腐烂率分别是对照的0.22 倍和0.24 倍。ABA 处理显著降低了荔枝贮藏期间的病情指数和腐烂率（p＜0.05）。说明采前ABA 处理可以有效控制采后荔枝腐烂的发生，这与ABA 处理番茄果实结果一致[32]。

色度值可以很好的反映荔枝的褐变程度。如图1d、图1f 所示，荔枝果皮的L*和b*值呈现出相似的变化趋势，随贮藏时间的延长呈小范围波动趋势，ABA 处理荔枝的L*和b*值在贮藏期间始终维持在较高水平。如图1e 所示，荔枝果皮的a*值随贮藏时间的延长整体呈下降趋势，贮藏至8 d 时，ABA 处理荔枝的a*值为32.69，显著高于对照。色度L*值体现颜色亮度；a*表示红绿差，正值为红，负值为绿；b*表示黄蓝差，正值代表黄，负值代表蓝[33]。研究发现荔枝果皮褐变程度与L*、a*、b*值成反比[33]。本试验中，与对照果实相比，采前ABA 处理提高了果皮中L*值、a*值和b*值，维持了荔枝果皮亮度，果皮红色与黄色，这与在采后ABA处理‘桂味’荔枝的研究结果一致[34]。表明采前ABA 处理可以有效的维持果实的外观品质。

2.2 采前ABA 处理对采后荔枝营养品质的影响

TSS、TA 和Vc 是荔枝重要的品质指标，也是荔枝保鲜效果的重要评判标准。如图2a、2c 所示，随贮藏时间的延长，荔枝果肉TSS、Vc 含量整体维持一个较小波动的水平，贮藏至8 d 时，ABA 处理的荔枝TSS、Vc 含量均显著高于对照（p＜0.05）。如图2b所示，在整个贮藏期间，荔枝的TA 含量整体呈下降趋势，ABA 处理荔枝的TA 含量始终高于对照（p＜0.05），在贮藏的第2 天、第4 天、第6 天、第8天，ABA 处理荔枝的TA 含量分别比对照高15.39%、5.03%、10.06%和11.03%。在本试验中，与对照相比，ABA 处理的“井岗红糯”荔枝果实中具有较高的TSS、TA 和Vc 含量，这与ABA 处理在草莓[15]、“大平顶枣”[16]、“黄冠梨”[20]上的研究结果相似。这些结果表明外源ABA 处理可以更好地维持荔枝采后营养品质。

图2 采前ABA 处理对“井岗红糯”荔枝果肉中TSS、TA、Vc 含量影响Fig.2 Effects of pre-harvest ABA treatment on TSS,Ta and Vc contents in ‘JGHN’ litchi pulp

2.3 采前ABA 处理对采后荔枝果皮PAL 活性和总酚含量影响

由图3a 可以看出，对照果实中PAL 活性随贮藏时间的延长逐渐降低，ABA 处理荔枝果皮PAL 活性维持在较高水平，贮藏至8 d 时，与对照相比达到显著水平（p＜0.05）。贮藏期间，总酚含量变化趋势与PAL 活性相似，ABA 处理的荔枝总酚含量贮藏至8 d时显著高于对照（p＜0.05）。说明采前ABA 处理增强了采后荔枝果皮中PAL 活性和总酚含量。

图3 采前ABA 处理对“井岗红糯”荔枝果皮中PAL 活性和总酚含量影响Fig.3 Effects of pre-harvest ABA treatment on PAL activity and total phenol content of ‘JGHN’ litchi pericarp

果皮色泽是果蔬产品重要的外观品质指标，直接决定消费者的购买意愿。酚类物质是果蔬色泽的重要决定因素之一，酚类物质氧化会形成褐色多聚物或黑色物质，从而导致果蔬褐变，品质降低[35,36]。PAL 是催化酚类物质的合成的第一个关键酶，其活性和酚类物质含量成正比[37]。本试验中，ABA 处理提高了“井岗红糯”荔枝PAL 活性和总酚含量，表明ABA 处理减轻荔枝果皮褐变可能与其提高PAL 活性，促进酚类物质的合成有关。PAL 在植物的抗病反应中也起重要作用[38]，当遭受逆境胁迫时，植物的防御系统中苯丙烷类代谢途径被激活，PAL 活性迅速升高[39]。张正科等[40]研究发现，采前喷施香菇多糖能提高贮藏期间荔枝果皮中PAL 活性，增强荔枝果实的抗病性。同时酚类物质是植物的防卫反应和抗病性密切相关的次生抗菌物质，在猕猴桃[41]和甜瓜[42]水果中，总酚含量与抗病性呈正相关。表明采前ABA 处理降低荔枝腐烂率可能与其促进了抗菌物质总酚的合成有关。

2.4 采前ABA 处理对采后荔枝果皮PPO 和POD 活性影响

由图4 可知，贮藏期间PPO 和POD 活性变化趋势类似。随贮藏时间的延长，对照荔枝果皮中PPO 和POD活性逐渐升高，ABA 处理的荔枝果皮PPO 和POD 活性在6 d 时达到最高点。在整个贮藏期间，ABA 处理的荔枝果皮PPO 和POD 活性显著高于对照（p＜0.05），在贮藏的第2 d、第4 d、第6 d 和第8 d，ABA 处理的荔枝果皮PPO 活性分别比对照高12.57%、32.04%、18.56%、3.22%，POD 活性分别比对照高39.65%、42.02%、27.65%、18.39%。这表明采前ABA 处理增强了采后荔枝果皮中PPO、POD 的活性。

图4 采前ABA 处理对“井岗红糯”荔枝果皮中PPO、POD 活性影响Fig.4 Effect of pre-harvest ABA treatment on PPO and POD activities of ‘JGHN’ litchi pericarp

PPO、POD 是与荔枝褐变关系密切的抗氧化酶，研究发现，荔枝采后ABA 处理显著抑制荔枝褐变的同时，上调了荔枝果皮中PPO、POD 表达[34]，这与试验结果采前ABA 处理提高了采后荔枝PPO 和POD活性的结果一致。另外，采前ABA 处理提高采后荔枝果实的抗病性可能与抗性相关的防御酶活性有关。研究发现，甜樱桃果实抗病性增强与PPO、POD 活性提高有关[43,44]。刘晋等[45]发现接种霜疫病菌的荔枝果皮中PPO 和POD 活性提高。本试验中，与对照相比，采前ABA 处理提高了采后荔枝防御酶PPO 和POD活性。PPO 和POD 活性的增强可以促进酚类物质的氧化和木质素合成，有利于激发果实的抗病防御反应。此外，POD 也是细胞内部的一种活性氧清除酶，可以通过清除过量的活性氧减轻对膜脂的伤害[46]。

抗氧化酶活性的提高有助于激发果实的抗病防御反应和活性氧的清除，减轻MDA 对细胞膜的伤害，降低荔枝膜脂过氧化程度，从而延缓采后荔枝腐烂的发生。

2.5 采前ABA处理对荔枝REC、MDA与H2O2浓度的影响

由图5a 可以看出，荔枝果皮REC 随贮藏期间的增加逐渐升高，采前ABA 处理中REC 始终显著低于相应对照（p＜0.05），贮藏的第2 天、第4 天、第6 天和第8 天，ABA 处理的荔枝REC 分别比对照低22.67%、22.06%、13.82%、23.25%。如图5b 所示，在荔枝贮藏期间，MDA 浓度变化中也观察到与REC 相似的结果，采前ABA 处理显著降低了荔枝果皮中MDA 浓度（p＜0.05），在贮藏的第2 天、第4 天、第6 天和第8天，对照荔枝MDA 浓度分别是ABA 处理荔枝的1.14倍、1.29 倍、1.25 倍、1.13 倍。如图5c 所示，采前ABA处理的荔枝果皮中H2O2含量始终低于相应对照，并在第4 天、第6 天和第8 天时达到显著水平（p＜0.05），其H2O2含量分别是对照荔枝的0.96、0.87、0.85 倍。这些结果说明采前ABA 处理维持了细胞膜的完整性、减轻荔枝贮藏期间果皮的膜脂过氧化程度。

图5 采前ABA 处理对“井岗红糯”荔枝果皮中REC、MDA 和H2O2含量影响Fig.5 Effects of pre-harvest ABA treatment on REC,MDA and H2O2 contents in ‘JGHN’ Litchi pericarp

相对电导率反映植物膜系统完整性和植物组织损伤程度[47]。MDA 是生物细胞膜脂质发生过氧化的产物，其含量是衡量植物细胞衰老和膜脂质受损伤程度的重要指标[48]。此外，H2O2过量累积会破坏核酸，氧化蛋白质，引起脂质过氧化导致细胞损伤和死亡[49]。在荔枝果实中细胞膜完整性与果皮褐变、腐烂密切相关，细胞膜完整性丧失会破坏细胞区域化，从而导致酶与酚类底物直接接触产生黑色或褐色物质，最终导致果皮褐变[50]，同时降低荔枝膜脂过氧化程度有利于抵御外来病菌的侵染，有效降低荔枝的病情指数和腐烂率[51]。Chen 等[52]发现茶多酚处理可降低荔枝果皮相对电导率，延缓脂质过氧化物含量的增加，显著延缓荔枝果皮褐变。Zhang 等[19]发现外源ABA 处理菠萝可以通过减少H2O2的积累，保护细胞膜系统，从而降低菠萝褐变指数。Zhang 等[53]发现苹果多酚可降低荔枝果皮相对电导率和MDA 浓度，保持膜的完整性，减少氧化损伤，有效减少果皮褐变和腐烂发生。本试验中，采前ABA 处理显著降低了“井岗红糯”荔枝果皮中相对电导率、MDA 浓度以及H2O2浓度，说明ABA 处理可能通过维持荔枝果皮生物膜完整性，减少酶与酚类底物直接接触来控制荔枝的采后褐变，减轻MDA、H2O2对细胞膜的伤害，降低荔枝膜脂过氧化程度，延缓采后荔枝腐烂的发生。

3 结论

采前ABA 处理可以有效地减轻“井岗红糯”荔枝果实采后褐变和腐烂的发生，维持了果肉中较高的TSS、TA、Vc 含量，说明采前ABA 处理可在一定程度上维持荔枝贮藏期间外观品质和食用品质。同时，采前ABA 处理降低了荔枝果皮相对电导率、MDA 以及H2O2含量，提高PPO、POD、PAL 活性和总酚含量，表明ABA 处理可以通过维持细胞膜完整性、减少酚类物质氧化以及提高相关防御酶活性，从而维持荔枝的采后品质。因此，采前ABA 处理作为一种新型技术可以有效地维持常温贮运荔枝的采后品质。