廖海達(dá),陳萍*,莫亦銘,劉智超,吳友根
(1.海南大學(xué) 園藝學(xué)院,海南 ???570228;2.海南省熱帶園藝作物品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 ???570228)
在中國(guó),水果產(chǎn)業(yè)占據(jù)著非常重要的地位。隨著人們生活水平的提高,對(duì)于水果的要求越來(lái)越注重其品質(zhì)。水果的采后貨架期一般較短,在采后保鮮運(yùn)輸中會(huì)因保鮮不當(dāng)而造成嚴(yán)重的商業(yè)損耗[1]。因此對(duì)于水果采后保鮮的技術(shù)要求也不斷提高。乙醇俗稱(chēng)酒精,具有無(wú)污染、易揮發(fā)、無(wú)色無(wú)毒的特點(diǎn),可以作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上較安全的保鮮劑。乙醇處理對(duì)于降低采后水果的生理代謝活動(dòng)從而延緩果皮的褐變具有很好的效果。該文通過(guò)對(duì)乙醇在水果采后保鮮方面的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜合分析,為乙醇在水果采后保鮮的應(yīng)用提供參考。
目前,水果的品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及安全度是人們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題[2-4]。有研究表明,2019年我國(guó)水果果園種植面積約1.23×107hm2,水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大[5]。然而,我國(guó)每年在采后運(yùn)輸過(guò)程中,有20%~25%的熱帶水果果實(shí)由于保鮮不當(dāng)而失去商品價(jià)值[6]。水果作為日常生活中必不可少的食物,不僅能為人體提供大量的維生素,還可以提供所需的有機(jī)酸、糖類(lèi)等[7]。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),水果一旦收獲,其自身的養(yǎng)分積累就會(huì)停止,但養(yǎng)分仍會(huì)通過(guò)呼吸和蒸騰作用消耗掉,這不僅會(huì)加速衰老的進(jìn)程還會(huì)造成表皮失水萎蔫及新鮮度的降低[8-10]。此外,乙烯的產(chǎn)生及外界環(huán)境(機(jī)械損傷、溫度、濕度和冷害等)的影響也加速了水果的衰老[11-12]。有研究表明乙烯處理香蕉后,會(huì)對(duì)香蕉體內(nèi)的細(xì)胞壁代謝產(chǎn)生影響[13]。柿子在采摘后會(huì)導(dǎo)致大量?jī)?nèi)源乙烯的產(chǎn)生,因此,易造成其軟化[14]。香蕉和獼猴桃在采后也會(huì)出現(xiàn)相同的軟化現(xiàn)象[15-17]。由于采后果實(shí)的生理生化進(jìn)程復(fù)雜而迅速,所以會(huì)嚴(yán)重影響著水果采后的品質(zhì)和價(jià)值。水果采后保鮮技術(shù)的發(fā)展,對(duì)延緩水果采后的成熟和衰老非常重要,也為后續(xù)的水果采后保鮮研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
乙醇具有安全、易得、易揮發(fā)、抗菌等特點(diǎn),是一種綠色環(huán)保的保鮮試劑[18-19]。
乙醇是一種揮發(fā)性極強(qiáng)的無(wú)色透明液體,很適合作為熏蒸處理劑應(yīng)用于水果的采后保鮮。熏蒸的作用機(jī)理是采用適當(dāng)?shù)难魟┰诿荛]空間內(nèi)消滅有害生物[20]。乙醇作為熏蒸劑處理水果,其濃度的選擇很關(guān)鍵,濃度過(guò)低一般會(huì)造成保鮮效果不理想,而濃度過(guò)高一般會(huì)加速果實(shí)的成熟衰老。乙醇可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臐舛忍幚?,?duì)延長(zhǎng)水果的貨架期有很好的效果。姜璐璐等[21]在25℃下用2 mL/kg的乙醇熏蒸葡萄,結(jié)果顯示其對(duì)采后葡萄的果粒脫落與果梗干褐具有明顯的抑制效果,且其品質(zhì)在采后貯藏12 d內(nèi)還能較好的維持。宋鹵哲等[22]通過(guò)500 μL/L乙醇熏蒸處理獼猴桃,發(fā)現(xiàn)對(duì)獼猴桃的抗氧化酶活性起到一定的作用。楊曉哲等[23]也通過(guò)500 μL/L的乙醇熏蒸處理采后的甜櫻桃,發(fā)現(xiàn)對(duì)其貨架期的延長(zhǎng)也具有一定的作用。姬亞茹等[24]研究不同濃度乙醇熏蒸處理藍(lán)莓,發(fā)現(xiàn)1 000 μL/L乙醇熏蒸采摘后的藍(lán)莓能夠有效緩解藍(lán)莓果實(shí)采摘貯存階段的腐爛情況,提高藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)。此外,采后的藍(lán)莓、楊梅和枇杷通過(guò)乙醇的熏蒸處理后對(duì)于貨架期的延長(zhǎng)均具有明顯作用[25-27]。
不同保鮮劑與乙醇復(fù)合處理對(duì)采后水果的保鮮作用更佳[28]。研究表明,乙醇復(fù)合1-甲基環(huán)丙烯處理能夠有效保持采后中華壽桃的貯藏期[29]。20%乙醇與1% VC復(fù)合處理能夠有效維持蘋(píng)果采后的外觀品質(zhì)[30]。賈慧慧等[31]采用乙醇與熱氣復(fù)合處理采后壽桃,結(jié)果表明復(fù)合處理能很好地保持壽桃的采后品質(zhì)。乙醇復(fù)合乙烯吸附劑處理采后藍(lán)莓與20%乙醇復(fù)合0.5%殼聚糖處理采后葡萄同樣具有更佳的保鮮效果[32-33]。相比于單一保鮮劑處理,乙醇與其他保鮮劑復(fù)合處理的保鮮效果更佳,這也是乙醇在水果采后保鮮領(lǐng)域上的一種新方式。
水果的質(zhì)量直接影響采后銷(xiāo)售。由于水果在采后運(yùn)輸與貯藏過(guò)程中,易受到外界條件和自身代謝活性的影響而導(dǎo)致其品質(zhì)下降,因此,對(duì)采后水果的保鮮處理至關(guān)重要。大量研究表明乙醇處理能夠較好地維持水果采后的外觀品質(zhì)(果實(shí)硬度、色澤)和內(nèi)在品質(zhì)[超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)和過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)活性、總可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量、可滴定酸(titrate acid,TA)含量、抗壞血酸(vitamin C,VC含量]。
水果采前硬度是影響貯藏的最直接因素,與水果采后貨架期的關(guān)系密切。相關(guān)研究表明,乙醇處理能夠保持香蕉果實(shí)較高的硬度[34],采后番石榴經(jīng)過(guò)乙醇蒸氣處理后,可以保持較高的硬度[35]。此外,采后的鱷梨與鴨梨通過(guò)適當(dāng)?shù)囊掖继幚砗笠材軌虮3州^好的果實(shí)形態(tài)與硬度[36-37]。李佳格等[38]的研究表明低濃度乙醇處理采后櫻桃能夠有效地保持其硬度。綜上所述,乙醇處理有利于延緩水果采后變軟,從而延長(zhǎng)水果采后的貨架期,不僅如此,對(duì)采后果皮的褐變一般也能夠具有很好的延緩效果。程順昌等[39]通過(guò)乙醇處理鮮切的蘋(píng)果可以有效保持色澤的變化,在一定程度上使其褐變現(xiàn)象得到延緩。此外,乙醇處理采后中華獼猴桃[22]、葡萄[40]、鴨梨[37]等水果,不僅在其色澤方面有相同的效果,還減緩了采后保鮮期間的褐變過(guò)程。
乙醇處理對(duì)保持采后水果的新鮮度及品質(zhì)一般有較好的效果。采后水果經(jīng)過(guò)乙醇處理后,內(nèi)在品質(zhì)會(huì)發(fā)生部分變化,例如對(duì)SOD、CAT和POD的酶活性[41]及TSS、TA含量產(chǎn)生影響,因此,對(duì)果實(shí)衰老的延緩有一定的效果,從而延長(zhǎng)貨架期。此外,相關(guān)研究也表明了乙醇處理采后獼猴桃,其CAT活性得到明顯提高[22]。冬棗在采后淀粉水解,TSS含量呈先增加后減少的情況[42]。然而,通過(guò)外源乙醇處理采后的薄皮甜瓜[43]、鮮切的蘋(píng)果[39]、鮮食的葡萄[44]都可以很有效地保持其TSS的含量。此外,藍(lán)莓被乙醇熏蒸處理后,其POD、SOD等酶的活性均有顯著的增強(qiáng)效果[45]。草莓通過(guò)乙醇熏蒸處理后,增強(qiáng)了其自身的SOD酶活性與CAT酶活性[46]。芒果通過(guò)乙醇熏蒸后,在維持其自身的TA含量方面具有很好的效果[47]。綜上所述,乙醇處理一般能促進(jìn)水果采后內(nèi)在品質(zhì)的保持,從而能夠延緩其衰老的進(jìn)程。
研究表明,采后的柿子被乙醇復(fù)合保鮮處理過(guò)后,促進(jìn)了其體內(nèi)可溶性單寧轉(zhuǎn)化為不溶性,從而達(dá)到了良好的保鮮效果[48]。不僅如此,金光等[49]研究表明乙醇處理對(duì)采后柿子的脫澀也具有一定的效果。楊曉哲等[50]通過(guò)乙醇熏蒸處理櫻桃,發(fā)現(xiàn)其能很好地保持果肉的TA含量與VC含量。此外,馬華青等[51]采用乙醇熏蒸處理番木瓜結(jié)果發(fā)現(xiàn),其能有效保持TSS、TA、VC含量。賈慧慧等[31]通過(guò)熱空氣與乙醇相結(jié)合的方式處理中華壽桃,表明其能較好維持果肉的TA含量與VC量,保持其較好的風(fēng)味,對(duì)壽桃的品質(zhì)有很好的改善作用。
水果在采摘后保鮮的過(guò)程中極易受到病蟲(chóng)害的影響而導(dǎo)致其快速衰老腐爛。許多研究表明乙醇處理采后的水果不僅對(duì)防治病蟲(chóng)害有緩解效果,且對(duì)某些致病真菌的滅殺也起到一定的效果[52]。在控制病害方面,采后檸檬通過(guò)乙醇的處理可以有效抑制其表皮一些青霉孢子的產(chǎn)生[53]。不僅如此,通過(guò)乙醇浸泡采后葡萄還可以有效緩解灰霉病的發(fā)生[54]。Karabulut等[55]通過(guò)乙醇浸泡后用薄膜包裹處理采后葡萄,可使灰霉病發(fā)病率顯著降低。馬瑜等[56]通過(guò)乙醇復(fù)合普魯蘭糖處理采后葡萄,能有效對(duì)采后葡萄的灰霉病起到抑制作用。此外,佟世生等[57]通過(guò)采用高濃度的乙醇處理從而緩解了蘋(píng)果虎皮病的產(chǎn)生。在采后柑橘的青霉菌研究中,乙醇可以作為有效的抑制劑,抑制其青霉菌的生長(zhǎng)繁殖[58]。也有相關(guān)研究表明,在對(duì)采后桃的研究中,韓紅艷[59]通過(guò)乙醇處理采后的桃子同樣可以抑制其腐爛病的發(fā)生。楊曉哲等[50]通過(guò)乙醇熏蒸處理采后的櫻桃,能夠有效控制灰霉菌的產(chǎn)生,從而有效抑制了灰霉病的產(chǎn)生。Wang等[60]通過(guò)乙醇蒸氣處理采后枇杷能夠?qū)μ烤也∑鸬揭种谱饔?。通過(guò)乙醇熏蒸法處理采后楊梅也能夠有效抑制綠霉病的發(fā)病率[61]。綜上所述,水果采后病害能通過(guò)乙醇處理從而得到一定的緩解作用。
在控制蟲(chóng)害方面,相關(guān)研究表明,采用乙醇蒸氣處理采后的蘋(píng)果可以大大提高蘋(píng)果淡褐卷蛾幼蟲(chóng)的死亡率[62]。Dentener等[63]在乙醇浸泡采后蘋(píng)果的研究中也發(fā)現(xiàn)同樣的效果。STEVEN等[64]的研究發(fā)現(xiàn)采用5%的乙醇溶液處理采后的李子能夠有效控制蟲(chóng)害的發(fā)生。乙醇處理對(duì)殺除采后蘋(píng)果的二斑葉螨也具有非常明顯的效果[65]。這些試驗(yàn)都驗(yàn)證了乙醇對(duì)于采后水果的蟲(chóng)害作用能達(dá)到非常有效的抑制作用,能夠在水果貯藏過(guò)程中起到很有效的保護(hù)作用。
乙醇與水果采后保鮮未來(lái)的發(fā)展密不可分。適量的乙醇處理能夠很有效地保持采后水果的外在品質(zhì)與內(nèi)在品質(zhì),此外,對(duì)抑制水果病蟲(chóng)害和延長(zhǎng)果實(shí)貨架期也有一定的作用。然而,采后水果被乙醇處理也有一些缺點(diǎn)。例如,由于乙醇本身具有強(qiáng)揮發(fā)性則會(huì)導(dǎo)致作用在采后水果的時(shí)間相對(duì)較短。此外,乙醇處理采后新鮮的水果其濃度一定要適當(dāng),否則會(huì)導(dǎo)致反作用的效果。相比這些不足之處,乙醇在未來(lái)采后保鮮行業(yè)中仍然能發(fā)揮其巨大的優(yōu)勢(shì),其強(qiáng)大的滅菌效果、安全、用量少、價(jià)格實(shí)惠、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì),在未來(lái)的保鮮領(lǐng)域中可以發(fā)揮巨大的作用。通過(guò)各種研究也可以發(fā)現(xiàn)乙醇復(fù)合其他保鮮方式處理采后的水果可以達(dá)到更加顯著的效果。乙醇處理采后水果的應(yīng)用研究中還存在著巨大的發(fā)展?jié)撃埽磥?lái)這種綠色保鮮劑能在采后水果應(yīng)用研究中發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì),目前,通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)與代謝組學(xué)進(jìn)一步揭示乙醇延緩調(diào)控采后水果衰老進(jìn)程的研究較少。因此,對(duì)于這方面的深入研究是很有必要的,且在水果采后保鮮領(lǐng)域上具有非常重要的意義。