SRE处理对采后番茄贮藏效果的影响

齐红岩，陈俊俏，吕德卿，白晓航

（沈阳农业大学园艺学院，设施园艺省部共建教育部重点实验室，辽宁省设施园艺重点实验室，辽宁 沈阳 110866）

SRE处理对采后番茄贮藏效果的影响

齐红岩，陈俊俏，吕德卿，白晓航

（沈阳农业大学园艺学院，设施园艺省部共建教育部重点实验室，辽宁省设施园艺重点实验室，辽宁 沈阳 110866）

研究乙醇的新型固体缓释剂（slow-release ethanol，SRE）对采后番茄贮藏效果的影响。以番茄‘粉太郎’为试材，破色期采收，在20 ℃、相对湿度85%的条件下贮藏，用SRE处理，以不做任何处理为对 照，测定番茄贮藏期间品质特性、乙烯释放量及多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）和纤维素酶活性。结果表明：SRE处理可以提高果实亮度，延缓果实质量损失率降低，减少可溶性固形物含量损失，保持一定硬度，同时提高了果实贮藏后期 糖酸比，比对照果实延缓变红6 d。SRE处理显著降低乙烯释放量和PG、纤维素酶活性。综上，SRE处理可以延缓采后番茄果实成熟衰老，从而延长货架期，使番茄更长久保持风味品质。

番茄；新型固体缓释剂；果实品质；乙烯释放量；酶活性

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）因风味独特，鲜嫩多汁，营养丰富而广受人们喜爱。但采后番茄易失水、软化和不耐贮藏，货架期短，因此影响了番茄贮藏期风味品质。采后番茄保鲜贮藏一直是人们关注的问题，如何在保证品质的前提下延长贮藏时间亟待解决。

番茄属典型呼吸跃变型果实[1]，Adams等[2]提出呼吸跃变型果实成熟衰老中，两种类型的乙烯生成系统均参与调节，乙烯可加速采后呼吸跃变型果实香蕉[3]、甜瓜[4]等成熟。在果实成熟过程中，生物膜的完整性被破坏，从而降低果实硬度，加快颜色转变，进而促进果实变色及成熟软化[5]。番茄软化过程中，伴随细胞壁结构变化，乙烯调节不同细胞壁水解酶，刺激多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）和纤维素酶活性。外源乙烯可提高梨果实中PG活性，导致果实硬度下降[6]。本课题组前期表明乙醇可以通过抑制乙烯合成相关酶：氨基环丙烷羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC）氧化酶和ACC合成酶活性，抑制乙烯生成，延缓果实后熟[7-8]。在康乃馨中也表明，体积分数3%乙醇可降低切花中ACC合成酶活性，保鲜效果最佳[9]。乙醇蒸气和瓜腔注射乙醇均可一定程度保持甜瓜硬度[8]，降低乙烯峰值出现，延缓衰老，同样也延缓葡萄成熟[10]。但目前，各种方式乙醇处理：乙醇蒸气、瓜腔注射乙醇及乙醇浸泡等在携带及应用上均有一定局限性。

乙醇的新型固体缓释剂（slowly release ethanol，SRE）是一种以乙醇为主要成分的新型固体保鲜剂（固体大小为2.5 cm×1.5 cm×1 cm，外包有一层杜邦纸，质量为10.0 g，乙醇含量为5.05 g），可缓慢释放乙醇且便于携带，适合大批量果实贮藏和运输。本实验室前期用SRE对薄皮甜瓜进行处理，效果显著，可以保持薄皮甜瓜果实在采后贮藏期硬度，延缓果实衰老。薄皮甜瓜和番茄同属呼吸跃变型果实，但SRE是否对番茄仍具有同样效果，还待进一步研究。因此，本研究用SRE对采后番茄‘粉太郎’进行处理，通过各时期果实品质、乙烯释放量、PG和纤维素酶活性测定，进一步证明SRE对采后番茄贮藏效果的影响，为SRE用于其他园艺作物采后保鲜提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

以2012年3月种植在沈阳农业大学试验基地的‘粉太郎’番茄为试材，选择大小均匀一致、无病虫害、无机械损伤的破色期果实，将果实表面清理干净后，单层放于外套有一层聚乙烯塑料薄膜（薄膜有少量小孔）的纸箱（44 cm×35 cm×22 cm）中，每箱果实质量约为3 kg，将SRE缓释剂放于纸箱中待处理番茄中间（可以与果实直接接触），待其缓慢挥发，纸箱中乙醇水平24 h内维持在0.5 mL/kg（果实），以无任何处理为对照。放于20 ℃、相对湿度85%，黑暗的人工气候室贮藏，分别于0、1、4、7、10、13、16 d取样，3 次重复，每次重复3 个番茄。

1.2 试剂与仪器

蒽酮、浓硫酸、钼酸铵、草酸-EDTA、偏磷酸、冰乙酸、CMC-Na、3,5-二硝基水杨酸 沈阳国药有限公司。

精密电子天平 瑞士Startorius公司；FHM-1硬度计日本竹村集团；DT35数字折光仪 成都万辰光学仪器厂；CR-400/410色差仪 日本Konica Minolta公司；Cary 100紫外分光光度计、GC-3800气相色谱仪 美国Varian公司。

1.3 方法

1.3.1 质量损失率、硬度、可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）测定

质量损失率测定：采用称质量法，计算方法：质量损失率/%=（贮前质量－贮后质量）/贮前质量×100。

硬度测定：参照Tijskens等[11]的方法，稍加改动。采用FHM-1 型果实硬度计进行测量，在果实赤道周围随机选取6 个点测量，取平均值。

SSC测定：随机取果实赤道部位的果肉榨汁，利用数字折光仪测定，3 次重复，每次重复3 个番茄。

1.3.2 果实颜色测定

使用色差仪（Minolta CR-400/410）进行测量，于番茄上分散选取6 个不同的点测量后取平均值，计算出L值和a/b值。L值表示亮度，L值越大，表示亮度越强。a值表示绿→红，负值表示绿色，正值表示红色，正值越大，表示颜色越红；负值越大，表示越绿。b值表示蓝→黄，b值越大，黄色越强。通常用a/b值来表示果实颜色的变化，值越大，说明果实颜色越红。

1.3.3 可溶性糖含量、有机酸含量、糖酸比、VC含量测定

参照张以顺[12]的方法，稍加改动。可溶性糖含量：采用蒽酮法；有机酸含量：采用碱滴定法；VC含量：采用草酸-EDTA提取，钼酸铵比色法测定。

1.3.4 乙烯释放量测定

将处理后的果实放于自制的密闭塑料盒（19 cm×14 cm×7 cm）中，放于20 ℃恒温箱中，3 h后用 1 mL无菌注射筒及配套的注射针头，从塑料盒上部抽取气体，立即用石蜡封口，用于乙烯的分析测定。定量采用Varian GC-3800气相色谱仪进行测定，重复3 次。气体分析条件为：GDX-102色谱柱（GDX-102，3 m×2 mm），FID检测器，柱温120 ℃，FID检测器温度为200 ℃，载气为氮气、氢气和空气的流速分别为20、30、300 mL/min，压力分别为0.45、0.38、0.38 Pa。定量采用标准曲线法，取1、2、3、4、5 μL/L的乙烯标样，以峰面积做标准曲线（r = 0.997）进行计算。

1.3.5 PG、纤维素酶活性测定

PG活性测定：参照齐红岩等[13]方法，稍加改动；纤维素酶活性测定：以1 mL CMC-Na为反应底物，采用3,5-二硝基水杨酸比色法，测定体系中还原糖的含量，以1 h生成1 mg的还原糖作为1 个酶活单位。

1.4 数据统计

实验所得数据使用Excel进行分析处理，并用Origin 7.5进行方差分析和绘图。

2 结果与分析

2.1 SRE处理对采后番茄果实颜色转变的影响

图1 SRE处理对采后番茄颜色转变的影响Fig.1 Effect of SRE treatment on color turning of tomatoes during postharvest storage

番茄贮藏期间，SRE处理组和对照组亮度呈下降趋势，处理较对照组下降缓慢，且各时期均有显著差异（P＜0.05）（图1A）。处理组a/b值第7天开始明显上升，第13天为正值即果实基本变红。对照组a/b值第1天便迅速上升，第4天时开始变红，第7天完全变红与SRE处理组差异显著（P＜0.05）（图1B）。番茄贮藏期间，处理组颜色变化较对照组缓慢，第13天基本变红，而对照组第7天完全变红，比处理提前6 d。

2.2 SRE处理对采后番茄质量损失率、硬度、SSC的影响

图2 SRE处理对采后番茄质量损失率（A）、硬度（B）、SSC（C）的影响Fig.2 Effect of SRE treatment on weight loss rate (A), firmness (B), and soluble solids content (C) of tomatoes during postharvest storage

贮藏期间，处理和对照组质量损失率均呈上升趋势。对照组第4天开始上升趋势明显，第13天逐渐趋于稳定。处理组10 d之前质量损失率均维持在较低水平，其后迅速上升，与对照组有极显著差异（P＜0.01）（图2A）。处理组和对照组硬度均呈下降趋势，处理组硬度下降较缓慢，第7天开始明显下降。对照组从第1天开始迅速下降，与处理组差异显著，第7天下降率为67%。由此表明，SRE处理可减缓果实硬度下降，延长贮藏期（图2B）。处理和对照组SSC均呈先上升后下降趋势。处理组SSC上升较缓慢，第10天达到峰值，比对照组晚3 d，贮藏后期番茄SSC高于对照组（图2C）。

2.3 SRE处理对采后番茄可溶性糖含量、有机酸含量、糖酸比及VC含量的影响

图3 SRE处理对采后番茄可溶性糖含量（A）、有机酸含量（B）、糖酸比（C）及VC含量（D）的影响Fig.3 Effect of SRE treatment on soluble sugar (A), organic acid content (B), sugar/acid ratio (C) and VC contents (D) of tomatoes during postharvest storage

贮藏期间，处理与对照组可溶性糖含量均呈先上升后下降趋势。对照组第7天达到峰值，其后迅速下降，至实验结束时可溶性糖含量约为峰值的55%。处理组上升缓慢，第10天达到峰值，其后缓慢下降且高于对照组（图3A）。处理与对照组有机酸含量均呈先上升后下降的趋势，处理组前期有机酸含量迅速上升，第10天时达到峰值，峰值低于对照组且延迟3 d出现。贮藏10 d后，SRE处理组有机酸含量明显高于对照组，且均呈下降趋势（图3B）。

贮藏期间，糖酸比呈上升趋势，贮藏7 d前，对照组高于处理组，其后低于处理组，表明SRE处理可提高贮藏后期果实糖酸比（图3C）。处理组和对照组VC含量均呈先上升后下降趋势。对照组第4天达到峰值，其后迅速下降。处理组第7天达到峰值，峰值比对照组低且延迟3 d出现，其后均高于对照组（图3D）。

2.4 SRE处理对采后番茄乙烯释放量的影响

图4 SRE处理对采后番茄乙烯释放量的影响Fig.4 Effect of SRE treatment on ethylene production of tomatoes during postharvest storage

贮藏期间，处理和对照组乙烯释放量均呈先上升后下降趋势。处理组在各时期乙烯释放量均小于对照组。对照组乙烯释放量迅速上升，第4天达到峰值，其后迅速下降。处理组乙烯释放量始终处于一个较低水平，峰值晚出现6 d（图4）。

2.5 SRE处理对采后番茄纤维素酶和PG活性的影响

贮藏期间，纤维素酶活性呈先上升后下降趋势，处理组在贮藏期间低于对照组；对照组第10天达到峰值，比处理组提前3 d，其后缓慢下降且高于对照组（图5A）。PG活性先升高后下降，对照组第10天达到峰值，显著高于处理组，其后迅速下降；处理组第13天达到高峰，后期高于处理组（图5B）。正是由于这两种关键酶活性高峰提前出现，才导致对照果实较处理组提早软化，而处理果实硬度下降较慢，货架期延长。

图5 SRE处理对采后番茄纤维素酶（A）和PG（B）活性的影响Fig.5 Effect of SRE treatment on cellulase activity (A) and polygalacturonase activity (B) of tomatoes during postharvest storage period

3 讨 论

3.1 SRE对采后番茄贮藏效果的影响

果实颜色是评价果实品质的重要指标之一，色泽转变主要表现在叶绿素降解及其他色素（如番茄红素和花色素苷）出现等方面，颜色变化在一定程度上预示果实成熟衰老[14]。本实验中，处理组亮度明显高于对照组，说明可以延缓番茄表面亮度下降。对香蕉研究也表明，乙醇可保持采后香蕉较好的绿色，此现象发生可能与乙醇抑制果蔬后熟中叶绿素降解有一定关系[15]。贮藏期间，对照组a/b值迅速增大，表明番茄快速变红；SRE处理抑制番茄变红，延缓褪绿，效果显著。另外，本实验室已有研究表明，SRE处理也可延缓西兰花褪绿。但SRE对呼吸跃变型果实和非呼吸跃变型蔬菜贮藏效果是否相同，还有待进一步研究。

3.2 SRE对采后贮藏期番茄品质的影响

果实硬度和可溶性固形物含量是评价采后园艺作物成熟和品质的重要指标[16]。园艺作物贮藏期间，因果胶发生一定变化，细胞壁完整性被破坏，导致果实硬度下降，品质劣变[17]。采后番茄因失水，后熟作用导致可溶性固形物含量增加[18]。本实验室前期用乙醇蒸气对采后薄皮甜瓜进行处理，可明显延缓果实硬度下降和果实衰老[8]。同样，本实验中SRE处理由于可以缓慢释放乙醇，仍可以明显降低果实质量损失率，延缓硬度下降，降低SSC，这与杨爱萍等[19]在杨梅上研究效果一致。

糖酸比及VC含量是评价番茄风味与品质的重要指标[20]。番茄在贮藏过程中有机酸含量和可溶性糖含量均下降，糖酸比呈上升趋势，且番茄越成熟，糖酸比越高[21]。本实验中，乙醇可以延缓有机酸和可溶性糖含量峰值出现，后期提高番茄糖酸比和VC含量。

3.3 SRE延长番茄采后贮藏期的生理机制探讨

乙烯是促进果实成熟衰老的关键因子，它可以调控成熟衰老进程。乙醇可以通过影响乙烯的生物合成途径，抑制乙烯生成，延缓果蔬成熟衰老[22-23]。本实验结果表明，SRE处理降低了番茄果实的乙烯释放量，使其维持在较低水平，较显著抑制采后番茄乙烯释放，与甜瓜上的研究结果一致[8]。

PG被认为是参与果胶降解的关键酶[24]，纤维素酶与果实软化也有一定关系。随着番茄成熟，硬度逐渐下降，PG和纤维素酶活性不断上升，硬度达到一定值时，其活性开始下降[25]。本实验中，PG和纤维素酶活性先上升后下降，对照组第10天达到峰值，SRE处理组10 d之前明显低于对照组，与骆蒙等[26]结果一致，这可能是因为SRE处理后，显著抑制了番茄果实内源乙烯的合成，而这两个酶均在果实成熟过程中受乙烯的调控[27]。

综上所述，乙醇对采后园艺作物保鲜具有重要作用，不但可以延缓园艺作物成熟衰老，延长货架期，而且能够提高贮藏后期品质。本实验所用SRE保鲜剂为固体，便于携带，且能够持续缓慢释放乙醇，主要通过抑制內源乙烯的合成对采后破色期番茄具有较好的保鲜作用，但是否对其他时期采收的番茄仍有效果，还有待进一步研究。

[1] BIALE J B. Encyclopaedia of plant physiology[J]. Springer Verlag Berlin, 1980, 12: 526-598.

[2] ADAMS D O, YANG S F. Ethylene biosynthesis: identification of 1-aminocylopropane-1-carboxylic acid as an intermediate in the conversion of methionine to ethylene[J]. Nature Academy of Sciences, 1979, 76(1): 170-174.

[3] 刘伟鑫, 苗红霞, 金志强, 等. 乙烯和1-MCP处理对香蕉采后果皮色素含量及褪绿变黄的调控[J]. 果树学报, 2013, 30(6): 1051-1055.

[4] 李天来, 吕双双, 吴志刚, 等. 钙在乙烯促进网纹甜瓜果实软化过程中的作用[J]. 园艺学报, 2009, 36(6): 821-828.

[5] 王宝山. 植物生理学 [M]. 北京: 北京科学出版社, 2007: 167-168.

[6] CESAR L G, ADRIANA R C, LUCIANO L, et al. Effect of ethylene, intermittent warming and controlled atmosphere on postharvest qualit y and the occurrence of wo olliness in peach (Prunus persica cv. Chiripa) during cold storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2005, 38(1): 25-33.

[7] JIN Yazhong, LÜ Deqing, LIU Wenwei, et al. Ethanol vapor treatment maintains postharvest storage quality and inhibits internal ethylene biosynthesis during storage of oriental sweet melons[J]. Postharvest Biology and Technology, 2013, 86(1): 372-380.

[8] LIU Wenwei, QI Hongyan, XU Binghua, et al. Ethanol treatment inhibits ethylene concentrations and ethylester production during storage of oriental sweet melons (Cucumis melo var. makuwa Makino)[J]. Postharvest Biology and Technology, 2012, 59(1): 75-83.

[9] 刘明, 尹明安. 乙醇处理对康乃馨切花的保鲜效果及作用机制[J].西北农业学报, 2011, 20(1): 142-147.

[10] 姜璐璐, 朱虹, 焦凤, 等. 乙醇处理对葡萄果实常温保鲜的效果[J].食品科学, 2013, 34(18): 285-289.

[11] TIJSKENS L M M, SANTOS N, dos JOWKAR M M, et al. Postharvest fruit firmness behaviour of near-isogenic lines of melon[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 51(3): 320-326.

[12] 张以顺. 植物生理学实验教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009: 52-67.

[13] 齐红岩, 白晓航, 腾录华. EFF和硝酸钙混合液对薄皮甜瓜采后香气成分的影响[J]. 食品科学, 2013, 34(6): 253-259.

[14] 李京, 惠伯棣, 裴凌鹏. 番茄果实在成熟过程中类胡萝卜素含量的变化[J]. 中国食品学报, 2006, 6(2): 122-125.

[15] 朱海霞, 韩涛, 李丽萍. 乙醇对两个品种桃贮藏品种的影响[J]. 食品科学, 2007, 28(10): 540-545.

[16] 袁莉, 姜波. 加工反复且可溶性固形物含量与相关性状的关联研究[J].沈阳农业大学学报, 2011, 42(4): 504-507.

[17] CONWAY W S, SAMS C E, WANG C Y, et al. Additive effects of postharvest calcium and heat treatment on red ucingdecay and maintaining quality in apples[J]. American Society for Horticultural Science, 1994, 119(1): 49-53.

[18] 赵怀勇, 李群. 加工番茄可溶性固形物含量相关因素研究[J]. 北方园艺, 2007(2): 22-24.

[19] 杨爱萍, 汪开拓, 金文渊, 等. 乙醇熏蒸处理对杨梅果实保鲜及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2011, 32(20): 277-281.

[20] 田春雨, 刘野. 番茄风味品质性状遗传研究进展[J]. 农业科技与装备, 2009, 3(6): 3-5.

[21] ISLAM M S. Variability in different physical and biochemical characteristics of six tomato genotypes according to stages of ripeness[J]. Bangladesh Journal of Botany, 1997, 26(2): 137-147.

[22] FUKASAWA A, SUZUKI Y, TERAI H, et al. Effects of postharvest ethanol vapor treatment on activities and gene epression of chlorophy ll catabolic enzymes in broccoli florets[J]. Postharvest Biology and Technology, 2010, 55(2): 97-102.

[23] 段学武, 蒋跃明. 乙醇和乙醛在采后园艺作物保鲜中的作用[J]. 植物生理学通讯, 2003, 39(3): 289-292.

[24] 陈丽萍, 韩明丽, 赵根, 等. 植物多聚半乳糖醛酸酶研究进展[J]. 上海蔬菜, 2013(2): 11-13.

[25] 白延红, 马胜利, 秦静远, 等. 多聚半乳糖醛酸酶(PG)与果实成熟软化的影响[J]. 陕西农业科学, 2008(4): 86-89.

[26] 骆蒙, 方天祺, 李巨燕, 等. 河套蜜瓜成熟软化中PG、果胶质和细胞壁超微结构的变化[J]. 内蒙古大学学报: 自然科学版, 1997, 28(1): 107-111.

[27] 张嵩, 张光伦, 曾秀丽. 纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶与果实成熟[J].果树学报, 2005, 22(2): 532-536.

Effect of Slow-Releas e Ethanol Treatment on Quality Traits of Tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill.) during Postharvest Storage

QI Hong-yan, CHEN Jun-qiao, LÜ De-qing, BAI Xiao-hang
(Key Laboratory of Protected Horticulture of Liaoning Province, Key Laboratory of Protected Horticulture of Education Ministry and Liaoning Province, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

Tomatoes from Fentailang cultivar were treated by slow-release ethanol (a solidified ethanol) in incubators at 20 ℃ and a relative humidity of 85%, and those without treatment were used as control. The changes in quality traits, ethylene release, and polygalacturonase (PG) and cellulase activities were measured during storage periods. The results showed that SRE treatment improved fruit brightness and alleviated the decrease in weight loss rate, reduced the soluble solid loss, maintained fruit firmness at a certain level, increased the sugar/acid ratio at the later storage, and delayed fruit red turning by 6 d in comparison to the control. Meanwhile, ethylene release and the activities of PG and cellulase were significantly decreased. Taken together, these results indicated that slow-release ethanol could delay the ripening and senescence and extend the shelf life of tomatoes, thus keeping the flavor quality of tomatoes for a long time.

tomato; slow-release ethanol; fruit quality; ethylene release; enzyme activity

S652.2

A

1002-6630（2014）20-0291-05

10.7506/spkx1002-6630-201420057

2014-01-17

辽宁省重大攻关项目（2011215003）；沈阳市科技计划项目（F12-277-1-26）

齐红岩（1971—），女，教授，博士，研究方向为设施蔬菜栽培与采后生理。E-mail：hyqiaaa@126.com