果实生长发育后期喷施蔗糖溶液对井岗红糯荔枝采后品质的影响

喻文涛　曲姗姗　李萌萌　王光　朱世江

关键词：荔枝；蔗糖；采前处理；品质；褐变；腐烂

中图分类号：S667.1 文献标识码：A

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是一种独具特色的亚热带水果，果皮红亮、口味鲜甜。我国年产荔枝超过世界总量的70%，具有很高的商业价值[1]。然而，荔枝一般在高温多湿的夏季上市，采后呼吸代谢旺盛，极易发生褐变和腐烂。荔枝采后的褐变和腐烂缩短了荔枝货架期，也严重影响了荔枝长期贮运。据报道，荔枝在流通过程中因变质而造成的损失约占荔枝总产量的20%以上[2]。

目前荔枝保鲜主要采用低温冷藏结合化学杀菌剂处理、硫处理结合浸酸护色处理等技术，虽然在一定程度上延长了荔枝的货架期，但长期化学药剂处理存在环境污染和药剂残留等问题[3]。另外，有研究发现低温货架能延长荔枝货架期，但低温贮藏后的荔枝在常温货架寿命比未经冷藏的鲜果更短，进入常温环境后又极易褐变和腐烂[4]；裴炜等[5]使用双向伸聚丙烯薄膜袋对荔枝进行包装处理，发现薄膜袋袋壁易积水，加重褐变和腐烂，丧失保鲜效果。开发高效安全的荔枝保鲜技术对于促进荔枝产业的发展具有重要意义[6-7]。

糖作为碳骨架的来源是保持能源供应和延长易腐植物产品采后生命所必需的能源物质，研究表明，外源蔗糖供应可以延缓西兰花采后衰老并延长其货架期[8] 。凌亚杰等[9] 于采前当天用100 mmol/L 蔗糖喷施草莓果实，明显提高了总酚含量和抗氧化能力，改善了草莓品质。但尚未见在果实生长期用蔗糖处理控制果实采后腐烂的报道。

长期以来，果蔬的保鲜处理通常在采后进行，需要建设包装车间、药剂处理池等基础设施。我国不少荔枝产区以农户分散种植为主，不具备采后处理条件。而且，由于年轻人大多进城务工，农村劳动力短缺现象严重，采后处理又要支出额外成本，很少有农户愿意实施采后处理。另外，对于有条件实施的企业或大户，用药剂对采后荔枝实施浸泡处理后，需要晾干果面水分才能包装，而晾干这个过程容易导致荔枝果皮褐变。因此，很有必要研发一种操作简便、易于掌握、经济适用的荔枝保鲜方法。如能将保鲜剂处理时间前移，在果实生长期以喷施的方式进行，将方便农户独立实施荔枝保鲜处理，也可以提高企业和种植大户保鲜处理的效率。

本研究以井岗红糯荔枝为材料，于采前10 d用蔗糖溶液在树上喷施荔枝果实，初步探讨其保鲜效果及其机理，旨在为改进荔枝保鲜技术提供新思路。本研究于荔枝生长发育后期用蔗糖溶液在树上喷施荔枝果实，不依赖采后处理设施，也避免了采后处理的荔枝晾干过程，具有一定的实用性和创新性。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料与试剂以广东省广州市从化荔博园的井岗红糯荔枝为研究材料，于采前10 d 进行处理，采后挑选果实大小、颜色较为一致的荔枝果实用于保鲜效果观察。

试剂：蔗糖，为广东广试试剂科技有限公司产品；吐温20，为健阳生物科技有限公司产品；酚酞、硫酸、草酸、钼酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化氢等均为国产分析纯，为国药集团化学试剂有限公司产品。

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

1.2 方法

1.2.1 蔗糖处理 用含0.03%吐温的5 mmol/L 蔗糖溶液喷施处于着色期的荔枝果实，对照用含0.03%吐温的纯净水喷施荔枝果实。处理后10 d采收，然后立即用泡沫箱包装，运回广东省果蔬保鲜重点实验室，贮藏于20 ℃冷库。贮藏期间用厚度为0.03 mm 的塑料袋包装，每个处理60 个果，重复3 次，定期观察和取样。

1.2.2 贮藏品质观测 果皮褐变观测参照吴振先[10]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，连片褐变或褐变面積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。荔枝果皮褐变指数=Σ（褐变级数×对应级果数）/总果数。

病情指数观测参照吴光旭等[11]的方法，略作改动。荔枝病情指数=Σ（病情级数×对应级果数）/总果数。

腐烂率计算：腐烂率=（出现腐烂症状的果数/总果数）×100%。

果皮颜色值的测定参照QU 等[12]的方法，每个处理随机取15 个果实，每个处理重复3 次。用全自动色差计测定果皮亮度（L*）值、红绿色度（a*）值、黄蓝色度（b*）值。

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[13]的方法，分别采用数显折光仪、酸碱滴定法和酶标仪测定。

1.2.3 生理指标的测定 相对电导率（relativeconductivity， REC）参照陈建勋等[14]的方法用电导仪测定；丙二醛（malondialdehyde， MDA）测定参照赵世杰等[15]的方法用酶标仪测定；总酚参考李静等[16]的方法用酶标仪测定；苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase， PAL）、多酚氧化酶（ polyphenol oxidase， PPO ）、过氧化物酶（peroxidase， POD）参照陈建勋等[14]的方法用紫外分光光度计测定；过氧化氢（hydrogen peroxide，H₂O₂）参照李忠光等[17]的方法用酶标仪测定；超氧阴离子（O₂^–·）参照王爱国等[18]的方法用酶标仪测定。

1.3 数据处理

试验数据使用Excel 2010 软件进行统计，计算平均值和标准误并制图。采用SPSS 23 软件利用t 检验法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 采前蔗糖处理对荔枝果实褐变指数和色度值的影响

由图1A 可知，荔枝果实的褐变指数随贮藏天数增加而逐渐升高，而蔗糖处理显著延缓荔枝褐变，8 d 的褐变指数与对照4 d 的褐变指数相当。蔗糖处理的荔枝果皮褐变指数在整个贮藏期均低于对照，差异显著（P<0.05）。

由图1B 和图1D 可知，荔枝果皮的L*和b*值呈现出相似的变化趋势，随贮藏时间的延长在一定范围内波动，蔗糖处理荔枝的L*和b*值在贮藏期间显著高于对照（P<0.05）。如图1C 所示，荔枝果皮的a*值整体呈先下降后上升趋势，蔗糖处理荔枝的a*值低于对照。蔗糖处理延缓了荔枝褐变指数的升高，维持了果皮亮度、红色和黄绿色。

2.2 采前蔗糖处理对荔枝果实病情指数和腐烂率的影响

由图2A～图2B 可知，随贮藏时间的增加，荔枝的病情指数和腐烂率呈不断上升的趋势。与对照相比，蔗糖处理降低了荔枝果实病情指数和腐烂率。蔗糖处理的荔枝在贮藏4 d 后才开始出现病情和腐烂，8 d 的病情指数与腐烂率分别是同时期对照的0.43 倍和0.47 倍，差异显著（P<0.05）。图2C～图2D 为蔗糖处理组和对照组荔枝贮藏8 d后的外观，可见蔗糖处理很好地延缓了荔枝果实贮藏期病害的发生和腐烂。

2.3 采前蔗糖处理对荔枝果实营养品质的影响

由图3A～图3B 可知，随贮藏时间的增加，荔枝果肉中TSS 含量和TA 含量整体都维持一个较小水平的波动，贮藏8 d 时，蔗糖处理的荔枝TSS、TA 含量与对照无显著性差异。从图3C 可见，在整个贮藏期间，荔枝的Vc 含量整体呈先下降后上升趋势。贮藏前期，对照荔枝的Vc 含量高于处理荔枝；贮藏后期，对照荔枝与处理荔枝Vc 含量在较小范围内波动，贮藏6 d 和8 d 时，对照荔枝的Vc含量分别是处理荔枝的0.93 倍和1.08 倍，差异显著，但差异幅度较小。蔗糖处理的荔枝TSS 和TA含量与对照无明显差异，但Vc 含量略低于对照，表明其对营养品质无明显不利影响。

2.4 采前蔗糖处理对采后荔枝果皮PAL 活性和总酚含量的影响

由图4A 可知，对照果实果皮中PAL 活性在较小范围内波动，蔗糖处理显著提高了荔枝果皮PAL 活性（P<0.05），与对照的差异在贮藏前期大于贮藏中后期。由图4B 可知，蔗糖处理果实的总酚含量显著高于对照（P<0.05），在贮藏0、2、4、6、8 d，分别比对照果实高4.53%、26.67%、12.24%、18.17%、20.28%。说明蔗糖处理增强了采后荔枝果皮中PAL 活性和总酚含量。

由图4C 可知，荔枝对照组PPO 活性随贮藏时间的延长整体呈上升的趋势，对照组在贮藏第8 天时达到最大值，处理组在贮藏第6 天时达到最大值。在贮藏前期（4 d 前），蔗糖处理组的PPO含量低于对照组，而贮藏末期对照组的PPO 活性与处理组无明显差异。如图4D 所示，荔枝POD活性随贮藏时间的延长整体呈上升的趋势，在贮藏期间（除2 d 外），对照组与蔗糖处理组的酶活性呈现显著差異（P<0.05），蔗糖有效降低了POD活性。蔗糖处理在荔枝贮藏前期抑制了PPO 活性升高，在贮藏中后期显著抑制POD 活性升高。

2.5 采前蔗糖处理对采后荔枝果皮REC、MDA、H₂O₂、O₂^–·含量的影响

由图5A 可知，荔枝果皮中REC 随贮藏天数的增加逐渐升高，蔗糖处理组REC 显著低于相应对照（P<0.05）。由图5B 可知，与对照相比，蔗糖处理在整个贮藏期间显著降低了荔枝果皮中MDA 含量（P<0.05）。说明蔗糖处理延缓了荔枝果皮膜脂氧化和破损程度。

由图5C 可知，荔枝果皮中H₂O₂含量随贮藏天数增加整体呈上升趋势，蔗糖处理显著低于对照（P<0.05）。由图5D 可知，对照荔枝果皮中O₂^–·含量随贮藏天数增加呈持续上升趋势，蔗糖处理荔枝O₂^–·含量与对照高低互现，于4 d 和8 d 显著低于对照（P<0.05）。说明蔗糖处理抑制了荔枝果皮中H₂O₂和O₂^–·含量的升高。

3 讨论

荔枝采后褐变和腐烂是影响荔枝贮运的主要问题。褐变是果蔬衰老的重要标志，严重影响荔枝商品的品质和货架期[19]；病情指数和腐烂率是荔枝采后保鲜的重要指标，直观反映了荔枝果皮受病原菌侵染及损伤程度[20]。本研究中采前蔗糖处理可以有效控制采后荔枝褐变和腐烂的发生，延长荔枝保鲜期，这与外源蔗糖在西兰花[8]、切花康乃馨[21]、草莓[22]、青花菜[23]上的研究结果一致。

采后果实色泽的变化是荔枝果实商品价值的重要参数[24]。色度值可以很好反映荔枝褐变和采后贮藏期间荔枝的颜色变化。已有研究发现荔枝果皮褐变程度与L*值呈反比[25]。本研究中，与对照果实相比，采前蔗糖处理提高了荔枝果皮中L*值、b*值，略降低a*值，维持了荔枝果皮亮度与黄色。表明采前蔗糖处理可以有效维持果实采后的外观品质。

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。在本研究中，采前蔗糖处理的荔枝果实中在贮藏期间的TSS、TA含量与对照相比无明显差异，这与外源蔗糖处理桃果实的结果一致[26]。而采前蔗糖处理降低了贮藏期间荔枝的Vc 含量，这与外源蔗糖处理青花菜的结果一致[27]。Vc 是一种重要的抗氧化剂，在保护植物免受氧化应激侵害方面发挥着关键作用，可以保护膜免受脂质过氧化侵害[28]。研究发现，外源Vc 应用提高了酵母细胞耐氧化应激能力，与非VC 处理的细胞相比，Vc 处理的细胞表现出较低的ROS 积累[29]。本研究中蔗糖处理表现出更低的Vc 含量可能是通过消耗Vc 含量而尽可能降低活性氧自由基的危害。

荔枝采后贮藏期间容易褐变、衰老和受到病原菌的侵染，维持细胞膜完整性有利于增强植物的抵抗能力。相对电导率反映了植物膜系统完整性与植物组织受损伤程度[30]。MDA 是生物细胞膜脂质过氧化的产物，是衡量植物细胞衰老和膜脂质受损伤程度的重要指标[31]。H₂O₂和O₂^–·过量累积会破坏核酸、氧化蛋白质，促进衰老，导致细胞损伤死亡，引起膜脂质过氧化[32]。细胞膜完整性与果皮褐变密切相关，细胞膜完整性丧失会引起细胞区域化破坏，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[33]。CHEN 等[34]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。谢晶等[35]研究发现，外源NO处理荔枝抑制H₂O₂和O₂^–·等活性氧的产生和积累，减少MDA 的产生和减轻膜透性，延缓荔枝的衰老和褐变。本研究中，蔗糖处理显著降低了荔枝果皮中相对电导率、MDA 含量、H₂O₂和O₂^–·含量，说明蔗糖处理较好地维持了荔枝果皮膜系统的完整性，延缓了荔枝的衰老。由于膜的完整性丧失既可导致组织褐变[33， 36]、果实衰老[37-38]、又可降低抗病性[39-40]，本研究表明，蔗糖处理维持细胞膜完整性与减轻荔枝果皮褐变和腐烂、延缓荔枝衰老均有关系。

PAL 是植物的防御系统中苯丙烷类代谢途径的第一个酶，当遭受逆境胁迫时，植物防御系统中苯丙烷类代谢途径被激活，PAL 活性迅速升高[41]。甜樱桃果实抗病性增强与PAL 活性提高有关[42-43]。XU 等[44]研究发现，苯并噻二唑（BTH）处理提高了荔枝果实PAL 活性，延缓了荔枝腐烂。苯丙烷代谢是酚类物质产生的重要途径之一，酚类物质的积累可以帮助植物在面临胁迫时有效清除活性氧自由基，降低植物体内的氧化损伤[45]。酚是苯丙烷代谢途径的最终产物，不仅是植物防卫反应和抗病性密切相关的次生抗菌物质，而且还可以作为植物组织合成木质素的底物[46]。在猕猴桃[47]、芒果[48]和甜瓜[49]水果中，总酚含量与果实的抗病性呈正相关。本研究中蔗糖处理提高采后荔枝PAL 活性和总酚含量，表明其可能增强了果实的抗病性。

PPO 已被证明其活性增强能促进荔枝褐变进程，其活性增强可能是褐变的早期标志[50]，此外，PPO 活性的增强可以促进酚类物质的氧化和木质素合成，形成超氧离子活性氧自由基，进而激發果实的活性氧自由基清除抗逆防御反应[51]。本研究中蔗糖处理在贮藏前期抑制了PPO 活性升高，可能与贮藏前期延缓了处理组褐变指数升高相关，后期PPO 活性升高导致大量多酚氧化，进一步产生大量活性氧自由基，但通过消耗Vc 而尽可能清除这些活性氧自由基，因此，处理的果实病情指数和腐烂率仍较低。POD 是果蔬氧化褐变的重要参与酶，能利用活性氧自由基加速果蔬内酚类物质的氧化，促使果皮变色[41]。本研究中蔗糖处理在贮藏期抑制了POD 活性升高，可能与蔗糖处理延缓荔枝褐变程度有关。POD 清除过氧离子活性氧自由基具有重要的作用[52]，本研究处理的POD 活性减弱，说明处理清除活性氧自由基的主要机制不是POD 等保护酶清除机制，而是通过还原性化合物如Vc 等抗氧化保护机制。

综上所述，采前蔗糖处理通过抑制荔枝果皮PPO、POD 活性来减轻荔枝褐变，通过提高荔枝果皮PAL 活性和总酚含量来增强果实抗病性，通过降低果皮相对REC、MDA、H₂O₂和O₂^–·含量来延缓果实衰老，保持细胞膜的稳定性，进而延缓荔枝的褐变和腐烂。