◎ 张 昊,李小毛,张楠欣,田一鸣,张 旭,王 瑞
(贵阳学院,贵州 贵阳 550005)
猕猴桃(Actinidia chinensis)也称奇异果,为猕猴桃科猕猴桃属多年生落叶藤本植物,富含丰富的营养物质。截至2019 年底,我国猕猴桃的产量达到219.67 万t[1]。猕猴桃是一种典型的呼吸跃变型水果,在采后储存和采后运输过程中极易发生腐败。现如今出现了许多采后保鲜的新型技术和方法,1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)在猕猴桃的保鲜技术运用可以追溯到20 世纪,而近年来乙酰水杨酸、褪黑素在猕猴桃采后保鲜中也得到了广泛运用。本文介绍了乙酰水杨酸、褪黑素和1-MCP 这3 种保鲜剂在猕猴桃中的应用及其保鲜效果,旨在为猕猴桃采后保鲜提供新的研究思路与技术参考。
猕猴桃采后极易发生腐烂,主要原因是由真菌引起的侵染病害,在猕猴桃采后的运输、贮藏和销售环节都产生了巨大的经济损失。猕猴桃采后发生的灰霉病、软腐病、蒂腐病等侵染病害,主要由葡萄孢属(Botrytissp.)、镰刀菌属(Fusariumsp.)、间座壳菌属(Diaporthesp.)等优势菌属引起[2]。
植物生理病害由非生物因素即胁迫环境引起,在猕猴桃采后的运输、贮藏和销售等环节都有可能引起冷害、冻害、CO2伤害、机械伤、失水等现象,其主要症状包括果肉褐变、水渍化、皱缩等,从而严重影响果实的商品性,造成巨大经济损失。
褪黑素是一种普遍存在于自然界的小分子吲哚化合物,其作为一种信号分子参与许多生理活动,如调控分化、生长、成熟和衰老,改善种子萌发、植物生长和作物产量,以及降低果实在各种胁迫环境受到伤害。
有研究表明,褪黑素在猕猴桃采后侵染防控、冷害缓解、延缓衰老等方面表现出积极作用。瞿光凡等[3]分别对引起“东红”猕猴桃贮藏软腐病的葡萄座腔菌和间座壳菌使用不同浓度的褪黑素进行体外抑菌试验,发现褪黑素处理对两种菌丝生长均有明显的抑制作用,其中培养5 d 时500 μmol·L-1的褪黑素对间座壳菌和葡萄座腔菌的菌丝生长抑制率分别达到了71.22%和63.34%,并且可显著抑制贮藏期猕猴桃体内病斑直径,分别为对照组的37.40%和45.50%,从而证实了褪黑素可以作为猕猴桃采后保鲜的一种有效策略。
在抗生理病害方面,JIAO 等[4]研究发现,猕猴桃在贮藏30 ~100 d,褪黑素处理组冷害发生率均远低于对照组,当贮藏结束后,对照组的冷害发生率为38.86%,褪黑素处理组的冷害发生率为27.05%;同时褪黑素也增加了抗氧化酶活性和抗氧化物质的积累,有效减轻了猕猴桃冷藏期间的低温损伤现象。CHENG 等[5]研究发现,褪黑素处理猕猴桃果实在整个贮藏期间的呼吸速率、乙烯产量、硬度显著低于对照组;贮藏18 d 时,对照组乙醛和乙醇的含量分别为3.1 mg·kg-1与900 mg·kg-1,而褪黑素处理组仅为1.2 mg·kg-1与270 mg·kg-1,说明褪黑素可以降低相关酶和乙醇的代谢速率,从而维持猕猴桃的贮藏品质。LUO等[6]研究发现,褪黑素能显著延缓猕猴桃果实硬度和可滴定酸含量的下降,延缓可溶性固形物的上升;并且在整个贮藏期间有效维持抗坏血酸含量,其峰值为对照组的1.17 倍,保持猕猴桃贮藏品质。褪黑素具有一定的保鲜作用,但是其目前对采后猕猴桃抗侵染病害与生理病害的机理研究并不明确,还需尽快加强其机理研究。
水杨酸及其衍生物乙酰水杨酸作为一种天然和安全的酚类物质,在控制果蔬采后损失方面也具有巨大潜力,其可以提高植物体对各种病原体的抗性,并能有效维持果实的生理品质,缓解果实衰老、提高抗氧化能力[7]。
在研究乙酰水杨酸对采后猕猴桃生理效果时,ZHANG 等[8]研究发现,乙酰水杨酸处理猕猴桃可以缓解果实硬度的下降,降低果实乙烯产量,推迟乙烯高峰的出现,从而有效延缓猕猴桃果实采后生理品质的降低。WANG 等[9]使用1 mmol 的乙酰水杨酸对猕猴桃切片处理发现,乙酰水杨酸能更好地保持猕猴桃果肉的颜色外观;乙酰水杨酸处理延缓了果实软化和可溶性固形物含量上升;贮藏12 d 乙酰水杨酸处理组与对照组的乙烯产量分别为0.196 nmol·g-1·h-1和0.079 nmol·g-1·h-1,相差约为2.5 倍,说明乙酰水杨酸可以有效延缓果实成熟。王戬等[10]研究发现,乙酰水杨酸可有效降低乙烯合成的前体物质1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-Aminocylopropane-1-carboxylic acid,ACC)的含量。对照组果肉圆片在6 h 和12 h 的ACC含量分别为15.6 nmol·g-1和28.31 nmol·g-1,而处理组则为1.95 nmol·g-1和4.32 nmol·g-1;通过抑制ACC含量,其果实圆片的乙烯含量的抑制率高达97%。乙酰水杨酸对猕猴桃采后的保鲜作用效果明显,但外源性乙酰水杨酸对猕猴桃采后贮藏保鲜效果的研究相对较少,有待进一步研究。
1-MCP 是一种乙烯受体抑制剂,具有性质稳定、操作方便、高效无毒等特点,适宜浓度的1-MCP 可以有效延长猕猴桃的采后贮藏时间,维持果实品质。1-MCP 作为乙烯抑制剂,本身并没有提升抗侵染病害能力。XIA 等[11]发现,1-MCP 处理显著降低了猕猴桃果实采后贮藏的腐烂率,1-MCP 组贮藏120 d 时腐烂率比对照组低11%;1-MCP 处理通过延缓猕猴桃果实成熟衰老,提高果实在贮藏期间总抗氧化能力,最终起到抗侵染病害作用。LIU 等[12]发现使用1-MCP处理猕猴桃在低温贮藏中能显著降低冷害发生率和冷害指数,并且能有效抑制其呼吸速率,延长其呼吸高峰;在低温贮藏期间,1-MCP 处理还能有效控制丙二醛含量的增加,提高抗氧化酶相关活性,维持猕猴桃在低温贮藏条件下的品质。WANG 等[13]发现使用1.0 μL·L-1的1-MCP 处理可有效维持猕猴桃果实硬度,4 d 时对照组软化至103.27 g,而处理组贮藏至8 d 硬度仍保持在164.487 g;1-MCP 处理还显著抑制果实的呼吸速率,增加了可溶性固形物含量,延缓了猕猴桃果实酯类产物的增加。林晋雨等[14]研究发现,1-MCP结合冷藏保藏可以减缓猕猴桃软化速率,抑制可溶性固形物、维生素C、花色苷等营养物质的降解,还能与乙烯受体蛋白进行不可逆结合,从而影响果实对乙烯的敏感性,推迟乙烯峰值,减少内源性乙烯释放。
猕猴桃为呼吸跃变型果实,采后会产生呼吸和乙烯高峰,极易导致果实褐变、失水、腐烂等现象,严重影响其营养和经济价值。本文综述了近年来褪黑素、乙酰水杨酸、1-MCP 在猕猴桃采后保鲜方面的研究进展,发现褪黑素和乙酰水杨酸是天然的生物激素,可以在一定程度上增强果实抗病性,延缓果实采后贮藏腐烂,调节采后猕猴桃生理生化活动;乙烯抑制剂1-MCP 安全无毒,为乙烯敏感型果实猕猴桃的采后贮藏保鲜提供了新的保鲜思路和技术手段,但在贮藏后期不利于果实风味物质的积累。可见,研究化学和生物保鲜剂对猕猴桃采后衰老机制具有重要意义。
基于猕猴桃采后衰老机制和贮藏保鲜特性,建议未来从以下3 个方面进行研究。①深入研究猕猴桃果实采后内源激素的代谢变化,以及外源性激素对其采后的生理品质、生化代谢等调控机理。②加强猕猴桃采后衰老机制分子水平的研究,利用基因组学、转录组学、代谢组学等生物学技术,揭示猕猴桃采后衰老的调控机制。③近年来,人们对健康的新型保鲜剂的开发尤为重视,应结合物理、化学、生物等保鲜技术,开发新型保鲜手段,达到协同作用,提高保鲜效果。