苯乳酸处理对香蕉果实后熟品质的影响

高羽莎，李奕星，李芬芳，袁德保，陈 娇,*

（1.海南大学食品科学与工程学院，海南 海口 570228；2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南 海口 571101）

香蕉（Musa acuminate）是热带和亚热带地区重要的经济作物和粮食作物[1]。我国是香蕉的主产大国之一，年产量超1 000 万t，在海南、福建、广东、云南、广西及台湾等地大面积种植[2-3]。香蕉的气味芳香、肉质甜糯、营养价值高，深受广大消费者的喜爱。作为一种典型的呼吸跃变型果实，香蕉在成熟过程中呼吸强度急速升高，达到高峰后迅速下降，直至衰老。据统计，香蕉果实采后运销过程中因腐烂而造成的损失达20%以上，这其中最主要的原因是香蕉在采后贮藏过程中易发生软化，果实软化后又非常容易受到有害病原菌的侵染，进一步加速了果实的软化及腐烂[4]。因此，开发安全、高效的保鲜技术来延缓香蕉成熟衰老，减少采后损失并延长货架期具有重要意义。

近年来，物理保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术也在不断完善与发展中。热处理是一种常见的物理保鲜技术，可以延长果实的货架期，保持果实的品质[4-5]。冷激处理可以延缓果实的软化，延长其货架期[6]。辐照处理具有良好的杀菌特性[7]。但大多数的物理保鲜技术成本较高，技术参数不好控制且需要消耗更多的能源。化学保鲜技术中常采用1-甲基环丙烯（1-MCP）来延长果实的货架期[8-9]，但是1-MCP在实际应用中会出现果皮转色不均匀等问题[10]。另外，研究发现，水杨酸、苯并噻二唑等化学试剂可降低香蕉采后病害的发生，增强与防御相关的酶活力，从而延缓香蕉果实的成熟与软化，保持良好的果实品质[11-12]。生物保鲜技术是通过利用微生物菌体及其代谢产物、天然提取物和分子生物学技术达到保鲜目的，因其安全、高效、天然等特性，在果蔬保鲜领域备受关注[13-14]。研究发现，壳聚糖处理可有效抑制果实的软化和可溶性固形物的形成，降低果实的呼吸速率，并延缓果实腐烂的发生，从而达到保鲜的目的[15-16]。Soradech等[17]利用虫胶和明胶复合涂膜处理香蕉，可抑制果实失重率的上升和果实软化，显著延长了香蕉的货架期。Chen 等[18]研究发现，外源原花青素处理延缓了香蕉果实的后熟衰老进程，并较好地保持了果品品质。

苯乳酸（Phenyllactic acid）又称作2-羟基-3-苯基丙酸，分子式为C9H10O3，是一种具有广谱抑菌作用的新型天然生物防腐剂[19-20]。苯乳酸具有安全无毒、稳定性好、适用性广等优点，能抑制食源性致病菌、腐败菌，特别是能够抑制真菌的污染，从而延长食品的货架期，被广泛应用于食品保鲜[21]。研究表明，苯乳酸可以防止小麦面粉、面包等焙烤制品、谷物中霉菌及肉制品中致病菌的污染，从而延长食品的储藏期[22]。但是，目前苯乳酸应用于果蔬保鲜的研究较少。部分研究表明，苯乳酸可用于草莓或甜樱桃的保鲜[23-25]。

本试验通过研究苯乳酸处理对香蕉果实采后贮藏过程中品质相关指标的影响，从而对延长香蕉果实货架期和提高果实品质进行有效调控，以期为苯乳酸在香蕉果实采后保鲜中的应用提供一定的理论和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

香蕉：品种为‘南天黄’，购于中国热带农业科学院澄迈实验基地，选取果形端正、大小均匀、无病虫害及机械伤，成熟饱满度为7～8 成的香蕉果实，在果园落梳后立即运回实验室。

乙烯利，上海华谊集团华原化工有限公司；苯乳酸，上海麦克林生化科技股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

Minolta CR-400全自动测色色差计，柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；TA.XT.PLUS 质构仪，英国SMS 公司；PAL-BX/ACID6 糖酸检测仪，日本爱拓公司；Felix F-900 三气分析仪，上海泽泉科技股份有限公司；LRH-250-SE 恒温恒湿培养箱，广东泰宏君科学仪器股份有限公司；ME203/02电子分析天平，梅特勒托利多科技（中国）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将每梳香蕉分成单个蕉指后，晾干脱胶约2 h以从切割部分排出胶液，然后使用1 g/L 乙烯利水溶液浸泡1 min，晾干6 h。首先，进行预试验，采用不同质量浓度（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/100 mL）的苯乳酸溶液浸泡香蕉3 min。结果表明，质量浓度为0.6 g/100 mL的苯乳酸能较大程度地减轻果实腐烂，而较低浓度的苯乳酸抑制效果较差，但更大浓度的苯乳酸会在一定程度上影响果实后熟软化且增加成本。因此，后续试验采用质量浓度为0.6 g/100 mL的苯乳酸进行处理。将果实随机等量分成对照组和处理组。对照组用清水浸泡3 min，晾干后转入23 ℃、相对湿度85%的恒温恒湿培养箱中贮藏；处理组于0.6 g/100 mL苯乳酸溶液中浸泡3 min，晾干，随后转入23 ℃、相对湿度85%的恒温恒湿培养箱中贮藏。

每2 d观察各处理果实的外观变化，同时拍照记录，根据公式计算其腐烂率及病情指数，并测定果实硬度、果皮色度、可溶性固形物含量、乙烯释放速率等指标。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 腐烂率及病情指数

随机选取40根香蕉果实为一个处理，每2 d统计对照组和处理组的腐烂果实数量，观察发病情况并进行分级。

香蕉果实腐烂率：香蕉病斑直径2 mm 以上认定为腐烂，按公式（1）计算腐烂率。

按照病斑面积进行分级。0 级：无病害；1 级：病斑面积＜果实面积的25%；2级：果实面积的25%≤病斑面积＜果实面积的50%；3级：果实面积的50%≤病斑面积＜果实面积的75%；4级：病斑面积≥果实面积的75%。按公式（2）计算病情指数。

1.2.2.2 果皮色度

使用全自动测色色差计测定果皮的色度，每次随机在果皮中部区域的3个位置进行测定，每个样品进行3次重复，并记录色调角（h）。

1.2.2.3 果实硬度

使用质构仪测定果实硬度。每次随机在果实赤道处取3 个位置进行测定，用直径为2 mm 的平板探头，位移参数为10 mm，穿透速度为1 mm/s，每个样品进行3次重复，果实硬度单位为N。

1.2.2.4 可溶性固形物含量

使用糖酸检测仪测定。每根香蕉取果指中段果肉放入研钵中研碎，取少量滤液均匀滴加到糖酸检测仪上，记录读数，每个样品进行3次重复，可溶性固形物含量单位为%。

1.2.2.5 乙烯释放量

从各处理组中选取6个香蕉样品分别放入5 L的密封玻璃罐中，在25 ℃下静置1 h以检测果实乙烯释放量，用Felix F-900 三气分析仪对从罐子中取出的10 mL 顶空气进行采样和分析，每个处理进行3 次重复，乙烯释放量单位为µL/（kg·h）。

1.2.3 数据处理

所有试验取3 次重复测定结果的平均值。采用Excel 2010软件统计数据；采用SPSS软件进行差异显著性分析，并使用Origin 2023软件制图。

2 结果与分析

2.1 苯乳酸处理对香蕉果实腐烂率及病情指数的影响

腐烂率是判断果实贮藏品质的主要表观指标之一。如图1所示，两组香蕉的腐烂率随着贮藏时间的延长而逐渐上升。在贮藏过程中，苯乳酸处理的香蕉腐烂率明显低于对照组。对照组在贮藏4 d 后腐烂率开始急速上升，而苯乳酸处理组在贮藏第6天才开始出现腐烂，此时对照组腐烂率是苯乳酸处理组的2.71 倍。贮藏8 d 时，对照组的果实腐烂率高达97.5%，而苯乳酸处理组的果实腐烂率为72.5%。可见苯乳酸处理能够有效抑制香蕉果实腐烂，延长果实的货架期。这可能与苯乳酸抑制果实腐烂致病菌的作用有关，也与苯乳酸处理附着于香蕉表面对病菌的阻隔作用有关[24]。

图1 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果实腐烂率的影响Fig.1 Effect of phenyllactic acid treatment on rotting rates of banana fruits during storage

如图2 所示，两组香蕉在贮藏0～4 d 的病情指数无明显变化，对照组果实在贮藏4 d后急剧上升。贮藏第6 天时，对照组的病情指数是苯乳酸处理组的7倍（P＜0.05）。贮藏第8 天时，对照组果实的病情指数为62.5，苯乳酸处理组的病情指数仅为35.6，显著低于对照组（P＜0.05）。

图2 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果实病情指数的影响Fig.2 Effect of phenyllactic acid treatment on disease indices of banana fruits during storage

2.2 苯乳酸处理对香蕉果实颜色变化的影响

香蕉果皮颜色直接影响到香蕉的外观品质和商品价值。由图3 可以看出：贮藏期间，苯乳酸处理延缓了香蕉果实颜色转黄，对照组果实颜色从贮藏4 d开始变黄，而处理组从6 d才开始转黄。另外，h值是反映果皮颜色的重要指标之一。由图4可以看出：香蕉果皮的h值随着贮藏时间的延长而下降，贮藏8 d时，对照组的果皮h值由初值（112.92）急剧下降到78.57，而经苯乳酸处理的香蕉果实从初值（112.92）下降到85.05，并且对照组的果皮h值在贮藏期间均低于苯乳酸处理组的果实。

图3 香蕉果实贮藏期间外观变化Fig.3 Appearance changes of banana fruits during storage

图4 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果皮h值的影响Fig.4 Effect of phenyllactic acid treatment on h values of banana peel during storage

2.3 苯乳酸处理对香蕉果实硬度的影响

硬度能够直观反映出果实的软化程度。由图5可知，在整个贮藏期间，香蕉果实的硬度不断降低，两组的硬度变化趋势基本一致。对照组的硬度在0～2 d急剧下降，之后逐渐趋于平缓，苯乳酸处理组的果实硬度于2～4 d急剧下降后逐渐趋向平稳，且贮藏期间对照组果实的硬度均低于苯乳酸处理组，2～4 d 苯乳酸处理组果实硬度显著高于对照组（P＜0.05）。可见，苯乳酸处理可有效延缓香蕉果实的软化，保持果实的硬度。

图5 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果实硬度的影响Fig.5 Effect of phenyllactic acid treatment on the hardness of banana fruits during storage

2.4 苯乳酸处理对香蕉果实可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量是决定香蕉成熟口感的重要指标。在香蕉成熟期间，可溶性固形物含量升高，使果肉变得香甜。如图6 所示：在贮藏初期，香蕉果实的可溶性固形物含量为1.66%，随着贮藏时间的延长，可溶性固形物含量升高，苯乳酸处理组的可溶性固形物含量上升速率相对较缓。贮藏8 d时，对照组的可溶性固形物含量为14.1%，而苯乳酸处理组为12.2%，二者间差异达显著水平（P＜0.05）。由此可见，苯乳酸处理可以延缓香蕉果实可溶性固形物含量的升高，抑制香蕉果实的糖代谢。

图6 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果实可溶性固形物含量的影响Fig.6 Effect of phenyllactic acid treatment on soluble solid contents of banana fruits during storage

2.5 苯乳酸处理对香蕉果实乙烯释放量的影响

香蕉属于呼吸跃变型果实，在采后贮藏过程中出现的明显的乙烯释放高峰是果实成熟和衰老的重要标志。由图7可知：苯乳酸处理对香蕉果实的乙烯释放具有明显的抑制作用。贮藏期间，对照组和苯乳酸处理组的乙烯释放量均呈先上升后下降的趋势，并均在贮藏6 d 时达到乙烯释放高峰，其中对照组的乙烯释放量为29.45 µL/（kg·h），苯乳酸处理组的乙烯释放量为14.90 µL/（kg·h），二者间呈显著性差异（P＜0.05），之后两组果实的乙烯释放量均迅速下降，且对照组的乙烯释放量在整个贮藏期间均显著高于苯乳酸处理组（P＜0.05）。

图7 苯乳酸处理对贮藏期间香蕉果实乙烯释放量的影响Fig.7 Effect of phenyllactic acid treatment on ethylene release rates of banana fruits during storage

3 讨论与结论

香蕉是一种呼吸跃变型果实，采后成熟过程会发生一系列复杂的生理变化，如果皮褪绿转黄、果肉硬度下降、可溶性固形物含量升高等[18]。目前，已有许多关于采后处理延缓香蕉果实衰老并保持果品质量的研究。例如，抗坏血酸[26]、壳聚糖[27]、1-MCP和乙烯结合[28]、单加氧酶结合海藻酸钠[29]、L-半胱氨酸盐酸盐[30]、外源原花青素[18]等处理均可以在一定程度上延缓香蕉果实后熟衰老并减缓果实品质劣变。但由于各处理方式的自身优势及人们对高品质果实的追求，开发更多高效、绿色、环保的保鲜技术将成为果实采后研究的发展趋势。

乙烯在调控呼吸跃变型果蔬的成熟过程中发挥着至关重要的作用。乙烯含量的增加会导致果实快速老化和品质下降[31]。本试验发现，苯乳酸处理显著降低了香蕉果实中的乙烯释放量，这可能导致其他与果实成熟相关的生理指标发生变化。果实颜色、硬度及可溶性固形物含量是果实成熟的重要指标[31]。本试验结果表明：苯乳酸处理可延迟香蕉果实转黄，显著减缓果实的软化过程，并推迟香蕉果实中可溶性固形物含量的积累。另外，腐烂率和病情指数也是衡量果实外观品质的重要指标之一，果实腐烂率及病情指数越高，表明腐烂程度越高[32]。本试验中，0.6%苯乳酸处理能有效降低香蕉果实的腐烂率及病情指数，表明苯乳酸处理能有效延缓香蕉果实的腐烂进程。作为一种新的抗菌剂，苯乳酸引起了相当大的关注并得到了广泛研究[33]。研究表明，苯乳酸对于李斯特菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等病原菌表现出广谱抗菌活性[34]。在与乳酸链球菌结合使用时，相对较低浓度的苯乳酸（0.1%）显示出对肉类和牛奶样品中的金黄色葡萄球菌具有显著的抑制效果[35]。本试验初步证明了苯乳酸在控制香蕉果实采后病害病情发展方面的潜力。然而，还需进一步研究其抗菌功效的机制。

香蕉果实的成熟过程与病害的发生具有协同关系。一方面，果实成熟会降低对病菌的抵抗力。另一方面，果实感染病害后新陈代谢会加速以抵抗病原体，这也加速了其对营养物质的消耗，进而加速衰老过程。

本研究结果表明，苯乳酸处理有效降低了香蕉果实的腐烂率及病情指数。因此，苯乳酸可能通过抑制病菌的生长，从而减轻香蕉果实腐烂，并进一步延缓果实的成熟，影响成熟相关的生理指标的变化，包括：抑制果实软化和果皮颜色转黄，减缓可溶性固形物在果肉中的积累，保持香蕉贮藏期间的品质，延长果实的贮藏时间。本研究将为苯乳酸的有效利用及香蕉采后保鲜技术的开发提供理论依据。