桑椹采后贮藏保鲜技术研究进展

杨 良，孟留伟，黄凌霞

（浙江大学应用生物资源研究所，浙江 杭州 310058）

桑椹采后贮藏保鲜技术研究进展

杨 良，孟留伟，黄凌霞＊

（浙江大学应用生物资源研究所，浙江 杭州 310058）

桑椹因含丰富的营养和降血糖、抗衰老、补肝益肾的独特功效，及其味甜多汁的口感，越来越深得人们喜爱，成为日常生活不可或缺的水果之一。但桑椹属浆果类，水分含量高，果实无坚硬果壳或果皮保护，使得桑椹采后不易贮藏，在短时间内即变质腐败，极大的影响了其食用体验和经济价值。本文结合国内外学者的研究，综述了桑椹的化学成分、采后生理变化和保鲜技术，并对未来的研究方向进行了展望。

桑椹；采后；生理变化；保鲜技术

桑椹（Mulberry）又名桑葚、桑果、桑枣，是桑科桑属植物——桑（MorusalbaL.）的成熟果穗，主要有黑桑、白桑、红桑等种类。中国是桑椹的原产地，我国桑的栽培历史悠久，文字记载最早可追溯到公元前1711年的夏王朝［1］。桑在我国各地均有栽培，主要集中在长江、珠江和黄河流域［2］，以浙江、江苏、四川、广东为主产地。目前，在日本、印度、巴西、欧洲等地也有分布，包括美国也在17世纪初从欧洲引入栽培至今［3］。

大多数桑椹花期为4-5月份，果实在4-6月份成熟，但因品种和地区以及栽培管理而显现差异，成熟果实呈长椭圆形，多为红色或紫红色。桑椹含有丰富的多糖、人体必需氨基酸、花青素、维生素和锌、锰、钙等矿物质，被卫生部列为“既是食品又是药品”的农产品之一［4］。中医认为，桑椹味甘性寒，具有生津止渴、滋阴补血、明目安神的功效；现代医学研究也表明，桑椹能增强人体免疫力，可防止人体动脉硬化，促进新陈代谢［4］。桑椹的药用价值在我国现存最古老的《五十二病方》中就已有描述［5］，另据《本草纲目》记载，桑椹具有降压消渴、养颜益智、防治便秘及解酒之功效，《本草拾遗》、《滇南本草》等医药著作中也均有相关记述［6］。

桑椹酸甜可口，有“中华果王”、“民间圣果”的美誉，是无公害无污染的“绿色保健食品”［7］。桑椹成熟正值旅游旺季，鲜果销售量大，市场价格高，因此具有十分广阔的市场前景。但桑椹属于热性浆果，后熟能力差，极不耐贮藏，常温下12～18 h即开始霉变，1～2 d变色、变味、腐烂［8］。由于桑椹的货架期短，目前相关研究主要集中于桑椹果酒、饮品、保健品等的开发利用，但其制品对于桑椹中的营养物质特别是抗氧化成分的损耗严重，降低了桑椹的保健功效。因此，研究桑椹采后生理变化及保鲜技术对于延长桑椹货架期，降低经济损失显得尤为重要。本文在前人的研究基础上，综述了桑椹的保鲜问题，并对未来的研究工作进行了展望。

1 桑椹的化学成分及其功效

1.1 桑椹的化学成分

桑椹鲜果水分含量高，在85%左右；糖类主要包括葡萄糖、蔗糖和果糖三种，还原糖占比高达75%；此外还含有丰富的蛋白质、脂类、维生素、矿物质元素等，表1为Mohammad等［9］测定的不同种类桑椹中的部分化学成分的含量。

表1 桑椹化学成分含量Table 1 Chemical composition ofmulberry fruits

桑椹中的游离氨基酸有19种，其中7种人体必需氨基酸含量22%。必需氨基酸中苏氨酸和蛋氨酸含量较高，分别为33.81mg/100g和14.73mg/100g，其中苏氨酸是谷类限制性氨基酸，含量最高。表2为吴祖芳等［10］测定的桑椹中氨基酸及其含量。

表2 桑椹中的氨基酸及其含量Table 2 Amino acidcontents ofmulberry fruits

矿物质元素不能在体内自行合成，必须由外界环境摄取。它在人体占比不足5%，尽管含量低，但却是机体发挥正常生理功能不可或缺的重要一环，是机体维持酸碱平衡和渗透压的必要条件。为了保证正常的新陈代谢，我们每天都要摄入一定量的微量元素。桑椹中矿物质含量因品种、土质以及栽培管理差异较大，表3列出了桑椹中各种矿物元素的含量［11，12］。

1.2 桑椹中的活性物质和功效

除了多糖、氨基酸、矿物质等基本的营养组分以外，桑椹中还含有大量的生物活性物质，包括花青素、黄酮、酚类、维生素等，这也是桑椹营养价值远超其他水果并被称为中华果王的原因之一。现代医学研究认为桑椹中的生物活性物质具有增强免疫力、抗氧化延缓衰老、防癌抗诱变、降血脂降血糖、促进造血细胞生长、养肝护肾六大功效。据杨海霞［6］等报道，桑椹可以增加免疫器官的重量，提升细胞免疫的作用，增加白细胞数量促进机体造血功能，同时还具有抗诱变、延缓衰老和降低红细胞膜Na+、K+-ATP酶活性的作用。黄勇［13］等总结也发现，桑椹可以促进造血细胞生长，抗病毒抗诱变，同时降低细胞膜上Na+、K+-ATP酶活性，可能是其滋阴作用机制。杨小兰［14］、袁保红［15］、田春雨［16］等通过对大鼠的研究得出一致的结论：桑椹有显著的改善脂代谢，降低血脂、肝脂，预防动脉粥样硬化的作用。翁金月［17］总结了桑椹的药理作用研究现状认为，桑椹具有良好的体外抗氧化活性和抑制酪氨酸酶作用，桑椹色素对脂质过氧化也有一定的抑制作用。此外，王强［18］等也通过大鼠实验发现，桑椹多糖能够显著改善糖尿病大鼠血糖、血脂水平，具有降血糖作用。

表3 桑椹中的矿物质及其含量Table 3 Mineral contentsofmulberry fruits

2 桑椹采后的生理变化

桑椹后熟能力差，不耐贮藏，桑椹采后在短时间内发生一系列的生理变化，包括呼吸速率、营养成分、抗氧化物质和水解酶活性的改变等等，影响桑椹的表观品质和食用口感。

2.1 乙烯释放率和呼吸强度的变化

乙烯主要在果实成熟过程中起作用，可以提升后熟水果采后食用品质，但同时，乙烯会促进果实采后的呼吸作用，加速果实的衰老、软化甚至腐烂。桑椹属于呼吸跃变型果实，即采后有明显的呼吸跃变。桑椹采后的呼吸强度呈现先上升后下降的变化趋势，乙烯释放率也呈峰型变化，在2℃的贮藏条件下，峰值出现在采后第6 d［19］。呼吸作用会消耗桑椹中的养分，乙烯积累会使呼吸作用加强，造成桑椹维生素C和酸度的下降，还会提高水解酶活性，造成桑椹品质下降。

2.2 营养成分的变化

水果的糖酸组分是水果含量最高的两类可溶性物，对水果的感官品质有直接的影响［20］。桑椹采后由于呼吸作用会不断的消耗自身养分，主要是多糖类物质，引起糖酸比变化。李共国［21］等应用新型消毒剂ClO2和冰温贮藏技术对桑椹贮藏保鲜中糖酸比变化及影响因素进行了研究，结果发现：在冰温点以上的温度贮藏，糖酸比随贮藏温度升高而明显下降；在高于冰温的环境中，糖酸比高的白桑椹其糖酸比下降速度也远较紫桑椹快；冰温贮藏结合二氧化氯缓释处理，在贮藏前期（15 d）白桑椹和紫桑椹糖酸比分别下降11.8%、17.4%，能够明显的延缓桑椹糖酸比的下降，减少桑椹贮藏期间的营养流失，使桑椹的贮藏保鲜期可达10～15 d。

2.3 硬度、细胞壁组分及细胞壁代谢酶活性变化

果实硬度是反映果实成熟软化的重要指标，同时也反映果实质地和耐贮藏性质。纤维素和果胶是细胞壁的主要组分，其含量和结构与细胞壁代谢酶活性密切相关。桑椹贮藏过程中，硬度逐渐下降，在采后前3 d下降最快，其后硬度下降速度放缓，第6 d以后硬度变化不大，霍宪起［22］和黄晓杰［23］等人的研究得出了类似的结论。罗自生［24］报道，桑椹采后贮藏前期纤维素酶（Cx）和果胶甲酯酶（PME）活性迅速升高，分别在第3 d和第6 d达到峰值，细胞壁中的纤维素和原果胶含量不断降低；贮藏后期，Cx和PME活性下降，多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性迅速上升，同时桑椹中水溶性果胶含量增加。相关研究也表明，果实成熟时，原果胶在PME作用下去酯化，然后在PG的进一步水解作用下形成水溶性果胶，导致果实成熟软化；而Cx是促进果实硬度下降的关键酶［25］，很可能是在桑椹的前期软化中起重要作用。

2.4 抗氧化物质和活性氧清除酶活性变化

H2O2、O2-在植物体内会损伤生物膜，导致细胞的衰老。正常情况下，植物体内的以超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）为主的酶促系统和以抗坏血酸（VC）、生育酚（VE）、类胡萝卜素为主的抗氧化物质会清除活性氧，使活性氧产生与清除处于动态平衡。前人研究认为，SOD可以专一性催化O2-生成H2O2，而后通过CAT和POD的共同作用来消除活性氧［26］。桑椹采后在贮藏过程中，VC含量逐渐降低，SOD和CAT活性呈现先升高后降低的趋势，而POD活性先缓慢上升再迅速下降。抗氧化物质和活性氧清除酶含量下降，活性氧生成并迅速积累，膜脂过氧化作用启动，使膜脂不饱和度降低，并产生过氧化物丙二醛（MDA），导致桑椹在贮藏期间衰老软化，甚至腐烂，失去食用价值。

2.5 酶促褐变与色素变化

酶促褐变普遍存在于果实采后贮藏加工过程中，其物质基础主要包括酚类物质、褐变相关酶类、氧气［27］。桑椹中酚类物质含量高，干果总酚高达30～66 mg/g，致使桑椹在贮藏过程中容易发生褐变。参与褐变的酶是多酚氧化酶（PPO），桑椹采后PPO活性略有升高；随着贮藏时间的延长，桑果花青素含量逐渐上升，果实颜色变暗。相关研究认为，冻藏不能阻止桑椹的褐变，并且由于桑椹为深色浆果，很难区分冻藏过程中的褐变差异［28］。

3 桑椹的保鲜贮藏技术

鲜食桑椹可以在完全成熟时采摘，即摘即食，需要长途运输的桑椹在八九成熟采摘。桑椹采后在常温下的保存时间超过12 h，即失水变色，品质出现大幅度下降，严重影响桑椹的经济价值，因此深入研究其采后品质变化机理以及贮藏保鲜技术是现今工作的重中之重。目前桑椹保鲜研究主要集中于低温、气调、保鲜膜、化学试剂以及生物试剂。

3.1 物理保鲜法

物理保鲜主要是通过控制贮藏温度，调节贮藏环境的氧气、二氧化碳气体比例来实现。其优点是无毒无害无污染，安全可靠，适合大范围使用，同时能够最大限度的保证果实风味不受影响。

低温保鲜是采后水果贮藏中应用最为广泛的一种方法，根据温度高低分为冷藏保鲜（-1～8℃）和冷冻保鲜（＜-16℃）。低温环境可以降低桑椹在贮藏中的温度，抑制内部酶活性，降低桑椹的呼吸作用，延缓果实的衰老并抑制腐生菌的增值。李娇娇［29］等人研究了0℃，5℃，10℃ 3种贮藏温度对桑椹采后果实品质与细胞壁降解相关酶活性的影响，结果表明，0℃低温能够抑制果实硬度及色泽等品质指标的下降，减缓自溶指数和失重率的上升，同时有效的降低PG、Cx等细胞代谢酶的活性，推迟酶活峰值的出现，从而延长桑椹贮藏期。相关学者的研究得出了相同的结果：桑椹的冷藏保鲜最适宜温度为0～4 ℃［30］，温度为0 ℃、相对湿度90%～95%的冷库贮藏可使桑椹在7 d之内品质无明显变化。冷冻保鲜技术主要用于桑椹的长时间储藏，国外对于浆果类水果也多用冷冻贮藏。包海蓉［31］利用液氮将桑椹在5.26 K/min冻结速率下冻结至中心温度-18℃、-24℃、-40℃后迅速放入相应温度的低温冰箱中贮藏，然后分别在贮藏1、3、6、10个月后定期测定桑椹各项指标。研究发现，-18℃贮藏温度下桑椹的失水率、VC损失、花色苷和类黄酮的损失、褐变程度均明显高于-24℃和-40℃。

气调贮藏是在一定的温度湿度条件下，通过降低环境中的氧气浓度和增加二氧化碳浓度来保持果蔬品质并延长其贮藏期的方法，是目前世界公认的先进、有效的果蔬保鲜技术之一［32］。气调贮藏包括人工气调（CA）和自发气调（MA）两种，CA对设备要求很高，成本较高；MA是在CA基础上发展起来的一种气调贮藏技术，它无需调控气体成分的昂贵设备，充分利用果蔬采后自身的呼吸作用来调节其生理活动，大大降低了贮藏成本。龙杰［33］综述了桑椹的保鲜方法，气调贮藏条件要求CO2浓度10%～15%，O2浓度不低于3%～4%，适宜的温度（1～2℃）和相对湿度（95%）与之结合，能够阻止桑椹表面微生物的生长，保持果实较好的品质。罗自生［19，24］研究了MA在桑椹保鲜中的应用，结果表明MA能够较好的抑制桑椹细胞壁水解酶的活性，显著降低桑椹的腐烂率，说明MA是一种适宜桑椹贮藏保鲜的方法。低氧气调环境下，水果无氧呼吸增强，同样会消耗体内养分。近年来，有学者提出了高氧气调的保鲜方法。殷浩［34］等研究发现，高氧处理可以显著降低桑椹的呼吸强度、腐烂指数和失重率，并显著提高其硬度、可滴定酸、可溶性固形物、总酚物质和黄酮类化合物，对采后的桑椹品质具有保护作用，且氧气浓度为100%处理效果最佳。这一研究也完善了气调贮藏在果蔬保鲜中的应用，在一定程度上减少了传统气调方法对果蔬采后品质的不利影响。

3.2 化学保鲜法

20世纪60年代，化学药剂在果实采后保鲜上有效运用，化学药剂保鲜成为果实采后保鲜的主要方法。化学保鲜剂可以通过破坏细胞结构来抑制微生物的增值对果实的损害，或通过调节果实呼吸强度、渗透压等生理状态来延缓果实的衰老霉变，其主要使用方式包括浸泡、喷洒、吸附。化学保鲜剂作用效果显著，但长期使用会引起微生物的抗药性、化学物质残留，威胁人类健康和环境安全。

杜贤明［35］尝试使用0.03%高锰酸钾对新鲜桑果消毒，再用0.01%的苯甲酸钠溶液浸泡桑果，在室内自然保存时间可适当延长，但效果不佳；如果结合低温冷藏，可延长保鲜期近半个月，说明消毒剂对桑椹表面微生物起到了很好的杀灭作用。骆乘军［36］、林青松［37］也研究了苯甲酸钠等保鲜剂在桑椹保鲜上的应用，研究发现：常温下，3%～5%的丙酸溶液浸泡果实3min具有较好的防腐效果；在5～8℃的低温条件下，0.5%的丙酸、苯甲酸钠、山梨酸钾浸果2 min，保鲜时长可达5～6 d，不影响保鲜后桑椹的口感。二氧化氯作为一种安全、无毒的绿色消毒剂，也被用于桑椹的保鲜。研究人员发现，使用浓度60 mg/L的ClO2溶液浸泡桑果15 min，其在低温下的保存时间由8 d延长至14 d，并且桑果中也没有检测到氯的残留［38］。乙烯阻断剂1-甲基环丙烯（1-MCP）在果蔬保鲜应用比较广泛，霍宪起［22］研究认为，低温条件下1-MCP可以减缓桑椹中的VC分解和转化，但不同浓度处理差异不明显。YIN FANG［39］等人使用1-MCP结合ClO2处理研究桑椹的采后生理品质和贮藏寿命，结果证明，1 g/m31-MCP结合12 g/m3ClO2能够很好维持桑椹的营养成分，使桑椹的贮藏寿命延长3 d。Oz AT［40］等人则研究了1-MCP和CaCl2对桑椹贮藏寿命的影响，实验选取4℃、相对湿度90%的条件，结果表明：CaCl2单独处理可以维持桑果的色泽、VC以及褐变率，在相同的贮藏条件下，1-MCP单独处理不能防止VC损失以及感官品质下降、O2减少与CO2增加的比值，但是312.5 ppb 1-MCP结合1%CaCl2处理可以通过维持表征样品亮度来降低褐变率。此外，Huali Hu［41］研究了H2S烟熏桑椹的保鲜效果，Ji-won Yang［42］研究了CaO溶液的保鲜作用，韩强［43］则将臭氧用于桑椹的保鲜研究，结果表明，H2S（0.8 mM NaHS）、CaO（1 g/L浸泡12min）、O3（4.29mg/m3）均具有一定的保鲜潜力，可以用于桑椹的保鲜贮藏。

随着人们生活质量的提高，过去用于果蔬保鲜的化学药剂受到严格限制。现代研究认为，从食用物质中提取的保鲜剂，毒性远远小于人工合成的保鲜剂。正己醇、水杨酸均是高等植物的代谢产物，参与植物的许多生理生化过程的调节。霍宪起［44］发现，用正己醇处理桑椹能够降低其呼吸强度和脂氧合酶比活力，延缓VC减少并保持POD和CAT比活力；黄晓杰［23］用水杨酸处理采后桑椹，对维持桑果可溶性固形物、可滴定酸、硬度等都有较好效果。壳聚糖作为一种天然多糖类生物大分子，具有很好的成膜性、抑菌性和抗氧化活性，其衍生物辅助其他保鲜剂经常被用于果蔬保鲜，例如方银［45］报道的壳聚糖-乙酸溶液、杨采凤［46］报道的壳聚糖咖啡酸衍生物等都对桑椹采后有很好的保鲜效果。

3.3 生物保鲜法

化学药剂残留、微生物抗药性不断威胁着人类健康和环境安全，越来越严格的化学保鲜剂使用以及绿色安全食品需求促使新型绿色保鲜技术研发成为果蔬保鲜领域的重大课题。近年来，有研究者应用生物提取液和拮抗微生物进行果蔬保鲜试验。

Sharma［47］报道的已经用于果蔬采后腐生病虫害研究的微生物种类多达38种，其中陈成［48］研究了枯草芽孢杆菌对桑椹采后致腐微生物的抑菌作用，韩蓓蓓［32］研究了从桑园中分离的两株木霉菌——哈茨木霉和长枝木霉以及枯草芽孢杆菌对桑椹采后腐生病害的影响，结果表明，以上几种微生物对桑椹保鲜具有一定的作用，可用于果蔬保鲜剂的开发。赵玲玲［49］等从山豆根和肉豆蔻中提取溶液研究其对桑椹的保鲜效果，结果发现，天然生物提取液具有杀菌、抑菌等药理作用，结合壳聚糖涂膜能够很好的达到保鲜效果。

3.4 其他保鲜方法

在桑椹的贮藏保鲜过程中，除了开发新的保鲜材料以外，综合利用多种保鲜方法能够达到更好的保鲜效果。生物保鲜膜在果蔬保鲜中被广泛应用，结合低温贮藏，在不影响品质的前提下能够大大延长果蔬的货架期。在贮藏之前，可以使用生物药剂对桑椹进行预处理，然后在低温条件下，使用涂膜技术或保鲜膜包裹，可以有效防止微生物侵染，降低桑椹的呼吸强度，减缓营养物质的流失，达到保鲜目的。

4 小结与展望

桑椹作为一种小众水果，营养价值高，其多糖、酚类物质具有很好的降血压降血脂的功效，是一种药食两用水果。近年来，搭乘“一带一路”的发展快车，新果桑品种的培育使得桑椹具有很大的开发潜力。但桑椹属于后熟能力差的浆果类，极短的采后保鲜期，严重影响了鲜果的经济价值。

目前桑椹保鲜研究多集中在传统的低温、气调以及化学保鲜剂上面，但缺少系统性研究和技术推广工作。冰温保鲜技术近年来被用于果蔬的保鲜研究，在桑椹上的研究应用几乎空白。与桑椹同属于浆果类的草莓和蓝莓，电离辐射、微波、涂膜技术、纳米材料等均取得了很好的保鲜贮藏效果，但这些方法在桑椹上均没有研究报道。为了追求绿色环保的保鲜技术，香辛料、部分中草药、植物精油等天然生物提取液是未来研究的主流方向。可以将上述方法应用于桑椹的贮藏保鲜中，丰富桑椹贮藏保鲜技术，延长桑椹鲜果货架期，对于农民增收和蚕桑产业的发展也具有重要的现实意义。

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Research Progress on Postharvest Storage Technology of M ulberry Fruit

YANG Liang,MENG Liu-wei,HUANG Ling-xia＊
（Research Institute ofApplied Bioresource,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China）

Mulberry contains rich nutrition and hypoglycemic,anti-aging,nourishing liver and kidney of the unique effect.it tastes sweet and juicy,which has become one of the daily life of fruits.As a kind of berry,which with high moisture content,mulberry fruit has no hard nut shell or fruit peel protection.Itwould become bad in a short time.So it is not easy to store.It has great influence on the edible experience and economic value.Based on the research of domestic and foreign scholars,the chemical composition,postharvest physiology and preservation technology were reviewed.

mulberry fruit;postharvest;physiological changes;preservation technology

S663.9

A

0258-4069［2017］02-019-07

浙江省科技计划项目（2017C32013）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（2017QNA6025）

杨良（1991-），男，湖北安陆人，硕士研究生。从事数字蚕桑研究。E-mail：lyoung1101@163.com

黄凌霞，女，副研究员，硕士生导师。E-mail：lxhuang@zju.edu.cn