刘海莹,王 娜,闫师杰,尤玲玲,李志文
(天津农学院 食品科学与生物工程学院,天津 300384)
软枣猕猴桃隶属于猕猴桃科猕猴桃属大型落叶藤本植物,其果实较小,呈球形或圆柱形,单果重4~20克;果皮光滑,表面没有绒毛,无需去皮即可食用;因其丰富的营养物质和较高的药用价值,被广大群众赞誉为“维C之王”和“水果之王”。近年来,栽培面积和产量迅速上升,并被许多国内外研究者广泛关注。目前,应用软枣猕猴桃果实进行深加工,诸如果汁、果酒、果酱和果脯等相关产品不断涌现,极大地提升了软枣猕猴桃的经济价值。
软枣猕猴桃果实属于呼吸跃变型果实,采后贮藏过程中呼吸作用旺盛,果实有机物大量消耗,果实皮薄易破,极易软化腐烂,严重影响其经济效益及相关产业发展。因此,研发适合软枣猕猴桃的采后贮藏保鲜技术非常重要。本文对目前软枣猕猴桃采后贮藏保鲜技术的现状进行了分析与综述,以期为软枣猕猴桃采后贮藏保鲜技术产业的发展提供理论支持。
果实采后软化衰老是一个复杂的过程,淀粉降解是其中一个很重要的原因。果实细胞中的淀粉酶活性在贮藏过程中逐渐上升,淀粉在其作用下发生降解,从而失去对果实表皮的支撑作用,进而导致果实软化。许多基因在淀粉降解过程中发挥调控作用,有研究发现,AdAMY1、AdAG升3、AdBAM3.1/3升/9等与淀粉降解相关的基因在猕猴桃果实软化过程中受到乙烯诱导,转录组分析得到果实成熟期间12个差异表达的结构基因以及14个转录因子。同时,对果实中的淀粉降解起正调控作用,其中,包括AdDof3等因子通过调控AdBAM3升的表达,用以促进淀粉降解过程。
呼吸跃变型果实采后的软化过程与果实内果胶与原果胶的降解存在密切的关系。果实成熟后在果胶酶的作用下,原果胶逐渐被分解,导致细胞壁结构被破坏。其中,包括多聚半乳糖醛酸酶(PG)、β-半乳糖苷酶(β-GA升)等酶的作用。在猕猴桃果实的研究中发现,PG基因的表达量在果实贮藏期间硬度发生变化的时期明显升高,并且,其中Achn071601基因的表达与果实软化进程密切相关。而β-GA升的活性及其相关基因Adga升-1、Adga升-2的表达量在果实采后贮藏过程中随软化衰老程度的增加而增加。
软枣猕猴桃果实腐烂的主要原因是果胶物质水解以及病原菌潜伏侵染,大部分研究显示侵染其果实的病原菌主要是真菌。这些病原菌主要在花期、幼果期、采摘及贮藏运输过程中于果实损伤处侵染进入果实内部。在采后侵染病害中,常见的猕猴桃果实病害有软腐病、灰霉病、炭疽病、菌核病和蒂腐病等。分析“贵长”“红阳”猕猴桃采后低温贮藏过程中侵染性病害,结果表明,子囊菌门是优势菌门,葡萄孢属、镰刀菌属、间座壳属是主要优势属。目前,关于软枣猕猴桃果实采后病害相关研究报道较少。软枣猕猴桃果实腐烂的直接原因是真菌从皮上侵入果肉,导致果实腐败的真菌主要为链格孢菌属和镰孢菌属。
低温贮藏:各种贮藏方式的基础,选择合适的贮藏温度对于做好软枣猕猴桃果实保鲜非常重要,猕猴桃为冷敏性果实,部分品种对低温较敏感,在不适宜的低温条件下长期贮藏,容易导致果实颜色变化及表皮出现黑点和凹陷,同时会增加果实的苦味,后熟过程中容易失水,出现皱缩,发生冷害。目前,软枣猕猴桃果实贮藏温度多采用0~4℃的温度范围,通过抑制果实中乙烯的生物合成以及延缓果实的生理代谢进而抑制其衰老,使其保持优良品质,延长贮藏期。软枣猕猴桃果实低温(1.5℃)贮藏效果要明显优于常温贮藏(20℃),果实采后应该保持全程冷链物流,以保证果实品质,减少采后损失。0℃的贮藏条件可以显著抑制软枣猕猴桃果实褐变和呼吸强度,并且无冷害发生。但是也有在贮藏温度为0~2℃发生冷害的报道。可见,不同品种软枣猕猴桃的适宜贮藏温度不同,合适贮藏温度的选择需要因地、因品种制宜。在贮藏时,温度要保持一定的稳定性,方可达到良好的贮藏效果。
失水处理:是一种对环境无污染果蔬保鲜方式,经济简单,绿色安全。6%的失水处理可以有效抑制了软枣猕猴桃的褐变程度并延缓褐变时间,抑制了PPO、POD等与果实软化相关的酶活性,从而减轻了果实膜脂过氧化程度。
气调贮藏:在密闭空间内,利用人工或自发调节的方式得到较低的氧气浓度以及较高的二氧化碳浓度而组成的气体环境条件,在果蔬采后生理活动继续的情况下,降低果蔬的呼吸代谢,减弱新陈代谢,减少病害发生率,保持品质、延长贮藏期。气调保鲜技术在软枣猕猴桃果实上的应用主要分为薄膜保鲜和气调箱保鲜两种。对软枣猕猴桃果实使用不同厚度的PE保鲜袋进行包装,结果发现,所有处理均可以延缓采后果实硬度的下降,有效抑制果实软化,降低果实冷害的发生率,维持果实品质,其中以0.03毫米PE袋中形成的气体环境(氧气11.07%~13.35%;二氧化碳2.33%~3.78%)最适宜“绿迷1号”果实贮藏。5%二氧化碳处理可以显著抑制软枣猕猴桃在贮藏期间的呼吸强度,较好地保持软枣猕猴桃原有的色泽,有效地抑制果实硬度、可滴定酸的下降速率,延缓果实组织衰老。体积分数为3%的二氧化碳和体积分数为16%左右的氧气塑料气调箱贮藏软枣猕猴桃可以很好地保持果实品质。
1-MCP处理:作为乙烯受体抑制剂的1-MCP(1-甲基环丙烯),通过阻碍乙烯生成起到保鲜效果。适宜浓度的1-MCP处理可以明显抑制软枣猕猴桃采后贮藏过程中果实的软化,并减缓叶绿素、总酚和类黄酮的含量的降低,维持较高的自由基清除能力及抗氧化活性,从而延缓果实软化和衰老。目前,对于1-MCP对软枣猕猴桃的适宜处理浓度,不同研究结果之间存在明显的差异。0.8微升/升的1-MCP处理“绿迷1号”软枣猕猴桃延缓软果实软化效果最好;1.0微升/升的1-MCP处理“龙成2号”软枣猕猴桃保鲜效果最好。“苹绿”“魁绿”和“馨绿”的最适宜1-MCP处理浓度分别为1.0微升/升、1.5微升/升和2.5微升/升。因此,根据特定品种来选择适宜的1-MCP处理浓度非常重要。1-MCP组处理仅在采后贮藏的前期能够减缓果实软化,维持果实硬度,在贮藏后期这种抑制作用明显减弱。因此,对于1-MCP处理方法的选择,还应该因地、因品种而异。
氯化钙处理:钙离子是有利于保持果实硬度的果实生长发育所必需的重要矿质营养元素。经钙处理的猕猴桃果实,果胶物质的分解受到了明显的抑制。研究表明,3%和6%的氯化钙浸泡处理均可以有效延缓软枣猕猴桃果实贮藏过程中硬度和品质的下降;抑制淀粉降解和α-淀粉酶活性的上升,对保持软枣猕猴桃果实品质,增加贮藏寿命起到了积极作用。但其对果实软化的这种抑制作用,以及对PG酶等与软化相关的酶活性的抑制作用效果不如1-MCP和水杨酸等处理。
水杨酸处理:水杨酸是广泛存在于高等植物体内的一种酚类物质,因其可以参与植物体内多种生理生化过程而认为是一种重要的内源激素。已有研究证明,外源水杨酸处理可以有效抑制猕猴桃果实的采后贮藏过程中的软化腐烂,降低果实的呼吸强度和乙烯生成速率。软枣猕猴桃与普通猕猴桃有相似之处,SA处理对其果实采后贮藏同样具有一定的效果。水杨酸可有效保持果实原有的颜色和硬度,延缓可滴定酸和维生素C的流失,说明水杨酸处理可以延缓软枣猕猴桃的衰老进程。
壳聚糖处理:壳聚糖涂膜保鲜技术不仅可以减少果实贮运过程中的机械损伤,还能抑制果实的呼吸作用和细菌的滋生,并减少水分蒸发,从而达到一定的保鲜效果。壳聚糖精油复合涂膜技术可应用于软枣猕猴桃采后贮藏保鲜,壳聚糖与柠檬精油复合膜能够有效维持软枣猕猴桃采后的果实形态,在抑制果实腐烂和呼吸强度方面表现较好,但在控制果实失重率方面表现不佳,并且应用精油处理本身存在一些不足。例如,精油浓度过高,会引发果蔬的组织破坏,精油的气味对果实气味也有影响等。因此,应用壳聚糖精油复合涂膜技术时,对于应用对象及抗菌膜制备程序方面还需进一步优化。
甲壳素处理:甲壳素又叫甲壳质,它是虾、蟹和昆虫等许多低等动物身体,以及真菌和藻类等低等植物的重要成分。由于甲壳素具有很好的成膜性和广谱抗菌性的优点,而且安全无毒可食用,可作为天然涂膜保鲜剂,可以有效地抑制果蔬呼吸强度以及果实硬度和重量的降低,增强果蔬的耐贮性。有研究发现,甲壳素处理可以抑制“贵长”猕猴桃果实呼吸作用,延缓乙烯的产生,有效地提高果实单果质量和体积,改善了猕猴桃果实的贮藏品质。甲壳素处理对于软枣猕猴桃果实采后贮藏也可以起到明显的效果。利用甲壳素处理软枣猕猴桃果实,可以增加果面亮度和果实硬度,抑制果实软化,降低果实失水率,从而提高果实的贮藏品质。
褪黑素处理:褪黑素是在动植物体内广泛存在的一种小分子神经内分泌激素,近年来的研究表明,褪黑素具有清除植物自由基、抗氧化、抗低温胁迫、延缓植物衰老等功能。0.10毫摩尔/升褪黑素处理软枣猕猴桃果实,可减缓果实硬度和色泽的降低,使果实的呼吸速率和乙烯释放速率均显著降低,减少了贮藏导致的质量损失和腐烂,增加了谷胱甘肽和抗坏血酸的含量,有效减慢果实的后熟和衰老。
综上,软枣猕猴桃果实营养丰富,味道甜美,深受消费者欢迎,产业发展潜力巨大。但其果实受到自身特性所限,在贮运过程中,极易受到采前残留在果实上的以及存在于贮藏环境中的病原菌的侵染而造成腐烂变质,因而导致果实贮运损失。适宜的贮藏保鲜技术能够有效抑制果实采后的腐烂变质,最大限度保持贮藏果实的营养物质,延长保鲜期。目前,软枣猕猴桃果实采后贮藏保鲜技术,常见的有气调冷藏、壳聚糖涂膜、1-MCP处理等,虽然物理、化学及生物等各种保鲜技术侧重点不同,但其目的都是针对贮藏软枣猕猴桃果实品质起关键作用的因素进行优化配置。由于目前软枣猕猴桃产业尚不成熟,针对不同保鲜技术的应用比较研究还不够系统和深入,还需要从保鲜效果、应用成本以及绿色安全等不同方面进行深入研究。随着贮藏保鲜技术的不断进步,开发高效、绿色、安全的软枣猕猴桃贮藏保鲜技术将会对其产业进步起到极大的促进作用。