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猕猴桃贮藏保鲜技术研究进展

时间:2024-05-24

贺艳娥,周会玲,刘 焕,王 甜

(西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌712100)

0 引言

猕猴桃(Actinidia chinensis)为多年生落叶植物,又名奇异果、羊桃、阳桃、猴仔梨等,隶属于猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia)[1]。猕猴桃以独特的风味,富含维生素C、饮食纤维和多种矿物营养,以及具有清肠健胃等功效受到人们的广泛关注,素有“水果之王”、“Vc之冠”的美称,现已成为重要的水果种类之一[2],深得消费者的热爱。中国是猕猴桃的原始起源地,种质资源丰富,有5 个主要产区,其中以陕西周至产业规模最大。近年来,中国猕猴桃产业迅速发展,种植面积不断扩大,截至2017 年,全球猕猴桃种植面积超过26 万hm2,而中国种植面积却超过其他各国种植面积总和。目前,中国猕猴桃年产量已超过意大利,成为世界第一大产出国[3]。猕猴桃是皮薄多汁的浆果,属于典型的呼吸跃变型果实,有明显的生理后熟过程,由于采收季节(9—10 月)气温较高,在自然条件下无法长期贮藏,极易变软腐烂,从而影响其商品品质和市场价值。因而探讨猕猴桃的贮藏保鲜技术对猕猴桃产业健康发展具有重要意义。

1 影响猕猴桃保鲜的因素

1.1 品种特性

品种是影响猕猴桃贮藏的首要因素,选择耐贮品种、提升果品质量是搞好猕猴桃贮藏保鲜的关键。目前国内主栽品种中‘海沃德’、‘秦美’及‘徐香’等由于果实表皮有硬毛,均有较好的耐贮性,但‘海沃德’更耐贮藏,在保鲜冷库中可以贮藏半年,而‘秦美’和‘徐香’只可贮藏3~4个月。相比之下,‘红阳’贮藏性较差,一般为2~3 个月或更短些。总体而言,美味猕猴桃的耐贮性比中华猕猴桃强,软枣猕猴桃最差。此外,果实大小也与贮藏性有关。体积过小的果实,营养物质积累少、品质差、贮藏时间较短。而体积过大的果实干物质含量低,后期也不耐贮藏。故选择中等大小的果实贮藏效果会更好。

1.2 栽培技术

猕猴桃的贮藏性与肥水管理、修剪、疏花疏果及栽植方式等密切相关。一般认为,合理施肥既能保证果树的营养生长,又能提高果实的耐贮性,尤其施用有机肥与复合肥,果实更耐贮藏。金方伦等[4]指出,以10:9.4:10比例的氮磷钾复合肥更有利于提高果实产量与品质。只有水分充足,才能保证果实的正常生长、发育,但含水量过高果实反而不耐贮藏。修剪与疏花疏果均可平衡树势,增加果实干物质含量,提高果实的耐贮性。另外,果树的“T”型架比其他栽植方式更能保证树体的通风透光条件,单位面积产量高、果实品质好。

1.3 采收期

猕猴桃采收期以可溶性固形物含量作为判断标准。采收过早或过晚,都会影响其贮藏性和品质。采收过早,果实未完全成熟,体积小且没有达到固有的风味和营养,因此品质较差;采收过晚,果实成熟度过高,已有明显的变软趋势,贮藏过程中乙烯高峰提早出现,果实很快变软腐烂。应针对不同的品种特性,掌握不同的适宜采收期。此外,采收时的天气和采收时间也对果实的耐贮性具有不同程度的影响。阴天采收的猕猴桃Vc含量下降得慢,贮藏结束时可溶性固形物含量较高[5]。

1.4 低温伤害

猕猴桃属于冷敏性果实,贮藏过程中极易发生冷害,导致果实变软腐烂,是目前贮藏中的主要问题。通常,猕猴桃在0℃条件下贮藏时,果实无明显冷害症状,出库后随着温度升高才慢慢表现出来,一般情况下不容易被人发觉。猕猴桃品种不同,其冷害症状出现的时间也有所不同,‘红阳’出现最早,其次是‘华优’,‘徐香’最晚[6]。

1.5 机械损伤

果实如果遭受机械损伤,很容易受到病原菌侵染,使得致腐菌在伤口周围大量繁殖,最后导致果实腐烂变质。机械损伤加快了果实的呼吸代谢水平,刺激乙烯大量生成,进一步加快膜脂过氧化进程,MDA 大量积累,衰老进程加快[7]。因此,采收过程中,应尽量轻拿轻放,避免指甲划伤果实,防止磕伤与碰伤,从源头降低果实的腐烂率。

2 采前保鲜技术

采前保鲜技术对采后贮藏效果影响很大,目前主要有二氧化氯处理、钙处理和壳聚糖涂膜等。

2.1 二氧化氯处理

二氧化氯(ClO2)作为一种安全、高效的保鲜剂,在果蔬保鲜上已广泛使用。田红炎等[8]指出,60 mg/L的ClO2对‘海沃德’猕猴桃进行采前处理后,果实表面菌落得到有效清除,冷藏期间果实硬度的下降显著延缓、可溶性固形物含量的上升得到抑制、呼吸速率和腐烂指数降低,过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性提高,果实的贮藏期延长。而‘秦美’猕猴桃经80 mg/L的ClO2处理后,乙烯释放速率能有效降低,可溶性糖、滴定酸和Vc含量基本稳定,在贮藏后期,果实的腐烂率明显受到抑制,保质期得以延长[9]。

2.2 钙处理

钙是所有果树必不可缺的营养元素之一,能维持细胞壁和胞间层结构的完整性,有效调节树体内的生理活性平衡。研究表明,果实缺钙易引起细胞质膜解体,果实的硬度下降,贮藏后期易腐烂软化。Shiri等[10]指出,‘海沃德’猕猴桃在盛花期后35、85、125 天分别用15 g/L CaCl2喷施处理一次,能显著降低呼吸速率和减少乙烯的产生,延缓Vc、酚类化合物和抗氧化物质的降解过程,维持较好的感官质量。张天志等[11]认为,钙处理有效提高了猕猴桃果实中Ca、Mg、Zn 含量,且喷施比浸果效果好。此外,施用膨大剂的果实缺钙症严重,硬度下降,贮藏中易遭受病原菌侵染,造成大量果实霉败腐烂,生产中应当高度重视。因此,解决猕猴桃产业发展中缺钙症问题迫在眉睫。

2.3 壳聚糖涂膜

壳聚糖是几丁质的脱乙酰化形式,具有良好的成膜性和杀菌防腐的作用[12]。作为天然保鲜剂,壳聚糖对降低果实腐烂率、延长贮藏期有较好的效果[13],在火龙果、樱桃等果实中得到了验证[14-15]。张承等[16]用5.0%壳聚糖复合膜剂分2 次(幼果期和壮果末期)对‘贵长’猕猴桃果实表面进行喷施处理,软腐病得到有效防止,果实丙二醛(MDA)积累显著降低、可溶性固形物得到抑制、可溶性总糖含量上升和组织的衰老软化延缓。进一步研究发现,壳聚糖处理能显著抑制贮藏中灰霉菌以及其他菌类的活性,有效降低采后损失率[17]。由此可知,涂膜处理主要通过抑制微生物活性、果实呼吸作用及腐烂率来达到保鲜效果,而在其他方面的作用机理还有待进一步探究。

3 采后保鲜技术

目前,猕猴桃采后贮藏保鲜的方法主要有物理保鲜技术、化学保鲜技术及生物保鲜技术。

3.1 物理保鲜技术

3.1.1 低温贮藏 呼吸作用对果实的贮藏期具有重要意义,因此,控制其呼吸作用是延长果实贮藏期、保证果蔬品质的关键。适当低温能有效抑制内源乙烯的释放,有利于保持果蔬生理代谢与营养物质的相对平衡和稳定,延长其贮藏寿命[18]。Nasiraei 等[19]指出,猕猴桃的冷藏温度维持在(0±0.5)℃时,保鲜期可达6 个月左右,好果率大于95%。而‘红阳’猕猴桃在(4±1)℃条件下保鲜效果最好,贮藏期最长可达到65天[20]。低温贮藏虽然是一种高效的猕猴桃保鲜方法,但在贮藏过程中(<0℃)易发生冷害,影响其贮藏品质。Gwanpua等[21]发现,‘海沃德’先在0℃条件下贮藏50~125 天后切换到2℃,更有利于延长果实贮藏期并降低其冷害率。该发现对猕猴桃低温贮藏保鲜有重大贡献,但最佳的温度组合还有待进一步研究。

3.1.2 气调贮藏 气调贮藏是一种先进的水果保鲜技术,通过调节贮藏环境中的气体组分,主要是O2、CO2和乙烯浓度来抑制果蔬呼吸作用、延缓养分降解等生理过程,达到延长贮藏期的目的[22]。Xia 等[23]认为,在1%O2+5%CO2气调贮藏中的猕猴桃,保持了抗氧化系统的活性,有效抑制活性氧(ROS)的积累,减轻氧化损伤,最终延缓果实衰老。Li等[24]指出,‘海沃德’猕猴桃在气调贮藏为5%CO2的条件下贮藏更有利于延缓果实硬度的下降,且外部果皮比内部果皮减缓的程度更大。然而,胡花丽等[25]研究发现,2%O2+3%CO2的气调贮藏对‘红阳’猕猴桃衰老的抑制作用最好,这可能与维持了果实中较高的抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)有关。可见,猕猴桃品种不同,其适宜贮藏的气体参数也有差别,因此,进一步探明不同品种适宜的气体参数具有重要意义。

3.1.3 热处理 热处理是一种安全无毒的果蔬保鲜方法,不仅能抑制乙烯的释放,还可有效防止病原菌侵染,控制采后病害的发生。热处理的作用效果受多种因素影响,如品种、成熟度、温度和处理时间长短等[26]。Ma 等发现经(45±1)℃热水处理10 min 的‘红阳’猕猴桃冷害率和乙烯释放速率有效降低,果实的衰老软化延缓[27]。而‘海沃德’猕猴桃在45℃热水处理75 min后也显著控制果实切片的呼吸速率和质量损失率,保留了猕猴桃原有的采后品质[28]。因此,在实际生产中,应综合考虑各方面因素才能达到更好的保鲜效果。

3.2 化学保鲜技术

3.2.1 1-MCP 处理 1-甲基环丙烯(1-MCP)是乙烯的一种竞争性抑制剂,能与乙烯受体优先结合,阻止乙烯的生成,在猕猴桃保鲜上有很好的应用前景。大量研究表明,1-MCP 处理能抑制果实的呼吸作用,延缓可溶性固形物、酸及Vc含量的下降,降低果实腐烂率,有效延长保质期[29-30]。宋小青等[31]指出,1 μL/L 1-MCP在常温(20±1)℃下对‘秦美’猕猴桃密封处理24 h后呼吸高峰延缓,果实硬度降低,果实的腐烂率和软化率有效减少。此外,1-MCP 作用效果与处理温度、浓度和处理次数等也有一定关系。对‘秦美’猕猴桃来说,经1 μL/L 1-MCP 处理的保鲜效果最好[32]。付永琦等[33]发现,1-MCP 重复处理对进一步延长果实贮藏寿命的效果更为突出。目前,1-MCP 在果蔬上的应用越来越广泛,尤其对呼吸跃变型的果蔬效果更为显著,但不适宜的1-MCP处理不仅使猕猴桃的食用价值降低,而且导致贮藏后期不能自身后熟软化,出现只硬不软的问题。可见,其对果实生理特性的影响及相应的作用机制还需进一步研究。

3.2.2 O3处理 臭氧(O3)处理是一种绿色、安全的保鲜技术,能有效抑制果实内细胞壁分解、降低果肉软化速度,延缓果实的衰老进程[34]。此外,一定浓度的O3对采后果蔬也可起到杀菌、防腐的作用。王瑞玲[35]用200 mg/m3O3对‘红阳’猕猴桃每3天处理20 min,发现室温(20±3)℃下贮藏效果最好,4 周腐烂率仅为22%。苏苗等[36]研究表明,40 mg/m3O3能有效抑制乙烯释放量和呼吸强度,减缓果实软化,保持较高的硬度和品质。O3水是含有O3的一种水,浓度为0.7 mg/L的O3水浸渍鲜切‘海沃德’猕猴桃5 min 后,于4℃条件贮藏,也可有效延缓猕猴桃的成熟衰老,使其货架期由10天(对照组)延长至14天[37]。

3.2.3 其他保鲜技术 Hu等[38]用氢气熏蒸处理来延缓猕猴桃的保质期。梁春强等[39]指出,5 mmol/L草酸处理果实10 min,能增强果实的抗冷性,提高果实的抗氧化能力,保持较高的好果率和较低的质量损失率。0.5 mg/mL槲皮素处理也能有效降低其呼吸速率和乙烯生成速率,延迟果实的软化,维持可溶性固形物的含量[40]。

目前,化学贮藏保鲜技术一般都是与低温贮藏或气调贮藏相结合或化学试剂复合处理才能达到更好的效果。猕猴桃经1-MCP 处理后进行气调贮藏的保鲜方式效果最佳。而肉桂精油与1-MCP 复合处理是抑制‘红阳’猕猴桃贮藏过程中抗氧化酶活性的最好方法[41]。

3.3 生物保鲜技术

3.3.1 枯草芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌具有广谱的抑菌性和较强的抗逆能力,能有效抑制病原菌对果实的侵染[42]。胡欣洁等[43]在低温贮藏条件下,用枯草芽孢杆菌Cy-29菌悬液处理果实后,果实硬度、可滴定酸和Vc 含量的下降显著延缓,可溶性固形物与总糖含量得到维持,能较好地保持果实品质,延缓果实的成熟衰老。

3.3.2 植物精油 植物精油是植物的一类次生代谢物,具有较强的抑菌效果[44]。作为一种天然保鲜剂,植物精油在果蔬上的应用已成为国内外研究的热点。目前,在猕猴桃保鲜上应用最广的是肉桂精油和茉莉属素馨花香精油。肉桂精油能有效保持果实中具抗氧化活性能力物质,提高其贮藏期间抗氧化能力,延缓果实成熟衰老[45]。何靖柳等[20]发现,肉桂精油熏蒸处理‘红阳’猕猴桃能有效降低果实的呼吸速率,抑制果实腐烂率的变化。对鲜果来说,经400 μL/L肉桂精油处理的贮藏效果最好。茉莉酸甲酯(MeJA)是茉莉属素馨花香精油中的主要成分,也能显著延缓果实衰老。胡文忠等[46]以0.15 mmol/L茉莉酸甲酯(Me JA)处理软枣猕猴桃‘丰绿’,可有效降低呼吸强度,抑制果实硬度的下降和可溶性固形物的增加,维持较高的Vc含量。植物精油的应用为猕猴桃产业发展打开了新世界的大门,是未来贮藏保鲜技术发展的新趋势。

4 前景展望

4.1 选择合适的贮藏方式

猕猴桃的贮藏方法有很多,低温贮藏、气调贮藏等都在生产中得到了广泛的应用。气调贮藏具有安全,无污染,能够较好地保持贮藏水果的色泽、果实硬度和感官品质等优点,是国际上公认比较先进的保鲜技术。近年来,国内气调贮藏技术已逐步完善,但在猕猴桃上的应用还不够成熟,比例小。未来可加大对猕猴桃气调贮藏技术研究的资金投入,引进国外先进的技术指导,进一步提升气调贮藏的发展空间。当然,在实际生产中,贮藏方式的选择还应根据当地的气候条件和经济状况,因地制宜,大帐气调就以方便、高效、资金投入少等特点成为生产应用中的首选。

4.2 建立科学的栽培管理和完善的运输保鲜体系

猕猴桃的贮藏性与生长环境和品种特性具有密切联系,要想从根本上提升贮藏品质,适宜的栽培措施很重要。此外,还要严格控制果实的采收期和成熟度,采摘后按照要求进行预冷、分级、包装与运输。在贮运过程中,要做到轻拿轻放,尽量避免果实的机械损伤,为以后更好的市场销售打下基础。在猕猴桃产业发展中,科学的栽培管理和完善的“采、运、销”体系相结合才能有效延缓猕猴桃的成熟衰老,最大程度保证果实品质。

4.3 大力开发天然保鲜剂

近年来,随着人们健康意识的普遍提高,越来越多的人开始关注食品安全问题,化学保鲜剂的使用给人们带来极大的安全隐患,开发天然保鲜剂是当前研究的热点。绿茶提取物[47]、仙人掌提取物[48]、银杏叶提取物[49]以及百里香[50]等多种植物精油在水果贮藏保鲜中的作用和功效得到了广泛论证。这些天然提取物具有良好的防腐保鲜和抗氧化作用,能够有效抑制腐败微生物的生长繁殖、保持贮藏水果品质。因此,天然提取物的应用将会成为日后果蔬保鲜的热点,但其在猕猴桃上的研究还有待开发。

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