不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果实耐贮性和贮藏品质的影响

郭欣 林育钊 曾玲珍 林静颖 余星星 林河通

摘  要：为研究不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果实耐贮性和贮藏品质的影响，选取采后‘福建百香果1号西番莲果实，用稀释50倍、100倍、150倍、200倍、250倍的卡多贊（壳聚糖）溶液浸泡5 min，以用蒸馏水浸泡5 min为对照，果实浸泡后取出晾干，之后用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋密封包装（每袋装果10个），置于28 ℃和相对湿度80%条件下贮藏，贮藏期间每隔3 d取样，用于测定西番莲果实的耐贮性和贮藏品质指标。结果表明：与对照西番莲果实相比，壳聚糖处理能有效降低采后西番莲果实的呼吸强度，延缓果皮细胞膜透性的上升，降低果实失重率，保持较高的果实商品率;此外，壳聚糖处理能保持较高的外果皮L*、a*、b*值及果皮花色素苷、类黄酮和总酚含量，维持较高的果肉可溶性固形物、可滴定酸、可溶性总糖、蔗糖、维生素C和类胡萝卜素含量。因此，壳聚糖处理能增强采后西番莲果实的耐贮性和维持较高的贮藏品质;其中，以稀释200倍的卡多赞溶液处理的保鲜效果最佳，可作为提高西番莲果实采后耐贮性、延长其保鲜期的适宜处理条件。

关键词：西番莲;果实;壳聚糖;卡多赞;耐贮性;品质特性;采后生理

中图分类号：S667.9; TS255.3      文献标识码：A

Abstract： The effects of different concentrations of chitosan treatment on the storability and storage quality of harvested passion （Passiflora caerulea L.） fruit were investigated in this study. The harvested passion （Passiflora caerulea L. cv. Fujian passion No.1） fruit were immersed in different concentrations of Kadozan （chitosan） solution with dilutions of 1∶50， 1∶100， 1∶150， 1∶200， and 1∶250 （VKadozan∶VKadozan + Water） for 5 min， while the passion fruit dipped in distilled water for 5 min as the control. The treated-passion fruits were air-dried for 0.5 h after dipped， then the passion fruits were packaged in polyethylene film bags with a thickness of 0.015 mm （10 passion fruits per bag）， and stored at 28 ℃ and 80% relative humidity for 15 days. During storage， three bags of passion fruits （30 passion fruits） from each group were sampled at 3-day interval and measured the indices of the storability and quality attributes of passion fruits. Compared with the control， Kadozan （chitosan） treatment could effectively reduce the respiration rate of the fruit， retard the increment of pericarp cell membrane permeability， decrease the weight loss percentage from fruit， but keep higher commercially acceptable fruit rate. Additionally， higher chromaticity values of L*， a* and b* of the fruit surface， higher amounts of pericarp anthocyanin， flavonoid， and total phenolics， higher contents of pulp total soluble solid， titratable acidity， total soluble sugars， sucrose， vitamin C， and carotenoid were found in the Kadozan （chitosan） treated-passion fruit. Therefore， chitosan treatment could enhance the storability and retain higher storage quality of the passion fruits during postharvest storage. Among different concentrations of Kadozan （chitosan）， the dilution of 1：200 （VKadozan∶VKadozan + Water） revealed the best storability and quality attributes of the passion fruit， which could be a novel approach for increasing storability and extending the shelf-life of passion fruits during postharvest storage.

Keywords： passion （Passiflora caerulea L.）; fruit; chitosan; Kadozan; storability; quality attributes; postharvest physiology

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.08.022

西番莲（Passiflora caerulea L.），又名百香果、鸡蛋果，属于热带特有水果，在我国广泛种植于广东、广西、福建、台湾等省区[1]。西番莲风味独特，富含维生素、矿物质、黄酮类及三萜类化合物，具有较高的营养价值和药用价值[2]，因此市场需求以鲜食为主。然而，西番莲成熟于高温多雨季节，采后常温条件下极易出现失水皱缩、腐烂、果肉液化等腐败现象[3]。前人研究报道，低温贮藏[4]、热水结合CaCl2溶液浸泡[5]和气调包装[6]等保鲜技术可有效延长西番莲果实采后货架期，但由于成本高、操作复杂，难以在生产中进行推广。因此，发展一种安全、便捷的保鲜技术以提高西番莲果实采后品质、延长保鲜期具有重要意义。

壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰得到的碱性多糖，并且在自然界普遍存在。卡多赞（新型的液态壳聚糖）是一种可生物降解的无毒化合物，具有使用方便、用水稀释可获得不同浓度、无需pH调节等优点[7]。已有研究报道，卡多赞处理能有效提高荔枝果实采后品质、果实耐贮性及营养特性，进而延长荔枝果实采后贮藏期[7]。卡多赞处理还能提升荔枝果实采后活性氧清除能力及果实抗病性，进而减缓荔枝果实采后病害的发生[8]。另外，卡多赞处理能延缓采后龙眼果实果肉细胞壁多糖的降解，从而延缓龙眼果肉自溶的发生，提高果实采后贮藏品质[9]。然而，关于壳聚糖（卡多赞）处理提高西番莲果实采后贮藏品质及耐贮性的研究尚未见报道。本研究采用5个不同的壳聚糖浓度（即卡多赞稀释50倍、100倍、150倍、200倍、250倍）处理西番莲果实，研究其对西番莲果实采后生理、品质和耐贮性的影响，旨在为提高西番莲果实采后品质、延长保鲜期提供理论依据及生产指导。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  试验材料  以九成熟的福建省主栽西番莲品种‘福建百香果1号（Passiflora caerulea L. cv. Fujian passion No.1）果实为研究材料，果实采自福建省漳州市长泰县岩溪镇果园，果实采收后运输至福建农林大学食品贮藏保鲜实验室，挑选大小一致、色泽均匀、无病虫害及机械损伤的健康果实用于试验研究。

卡多赞（商品名，包含2%食品级壳聚糖，分子量为20～30 ku，脱乙酰度大于95%），购于利统股份有限公司（上海分公司）。

1.1.2  仪器与设备  JA2782N电子天平，上海精密仪器仪表有限公司;GXH-3051H型果蔬呼吸测定仪，北京均方理化科技研究所;WYT-1型手持折光仪，杭州托普仪器有限公司;LFP-800T型多功能粉碎机，宁波江南仪器厂;SP60型手持色差仪，美国爱色丽公司;UV2002型紫外分光光度仪，日本岛津公司。

1.2  方法

1.2.1  西番莲的预处理  量取一定量卡多赞溶液，分别用蒸馏水稀释50倍（简称50×）、100倍（简称100×）、150倍（简称150×）、200倍（简称200×）、250倍（简称250×）。将清洗过并晾干的西番莲分为6组，其中5组分别浸泡在上述不同浓度壳聚糖处理液中5 min，另外一组浸泡在蒸馏水中5 min，作为对照（CK），果实浸泡后取出晾干。将以上6组处理的西番莲果实分别用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋密封包装（每袋装果10个），每一组处理50袋，之后在28 ℃、相对湿度80%下贮藏，贮藏期间每隔3 d取样3袋（30个果实），用于测定西番莲果实的耐贮性和贮藏品质指标。

1.2.2  测试指标与方法  果实呼吸强度的测定：参照吉鹏等[12]的方法，结果以mg/（h·kg）表示。

果皮细胞膜透性的测定：参照林毅雄等[13]的方法，结果以%表示。

外果皮L*、a*、b*值的测定：参照Pongener等[14]的方法，测定果实赤道面3个点的L*、a*、b*值。

果皮花色素苷、类黄酮、总酚含量的测定：参照曹建康等[15]、Babbar等[16]和Lin等[17]的方法。花色素苷含量以矢车菊素-3-葡萄糖苷（cyanidin 3-O-glucosid，C3G）当量表示，结果以g/kg表示;类黄酮含量用儿茶素作标准曲线，并以儿茶素当量（catechin equivalents，CE）表示，结果以g/kg表示;总酚含量以没食子酸（gallic acid，GA）当量表示，结果以g/kg表示。

果肉主要营养成分的测定：可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）含量测定参照帅良等[18]的方法，结果以%表示;可溶性总糖、蔗糖含量测定参考林艺芬等[19]的方法，结果以%表示;类胡萝卜素和维生素C含量测定参考纪颖等[20]的方法。

果实保鲜效果评价指标：果实商品率测定参考Chen等[21]的方法;果实失重率测定参照Jiang等[7]的方法。

1.3  数据分析

所有指標除TSS含量（重复测定10次）外，均重复测定3次，取平均值。采用Excel 2017软件进行数据处理和绘图，SPSS 22.0软件进行显著性分析。

2  结果与分析

2.1  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果实呼吸强度的影响

如图1所示，所有处理组西番莲果实呼吸强度均随着贮藏时间增加而呈现不断上升的趋势。与对照组相比，壳聚糖处理后的果实呼吸强度均保持较低水平。其中，卡多赞稀释200倍处理组的果实呼吸强度在整个贮藏期均低于其他处理组。进一步比较发现，在贮藏期间卡多赞稀释200倍处理组的果实呼吸强度始终极显著低于对照组（P<0.01）。上述结果表明，壳聚糖处理可降低采后西番莲果实呼吸强度，其中以稀释200倍的卡多赞处理效果最佳。

2.2  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果皮细胞膜透性的影响

细胞膜透性的大小是判断细胞膜在逆境中受伤害程度的一个重要指标[22]。如图2所示，西番莲果实果皮细胞膜透性在采后贮藏期间呈递增变化。对照组果皮细胞膜透性在贮藏0～9 d增幅较大，贮藏后期趋于平缓，而壳聚糖组果皮细胞膜透性上升幅度均小于对照组，其中卡多赞稀释200倍处理组保持最低的果皮细胞膜透性。进一步比较发现，卡多赞稀释200倍处理组果皮细胞膜透性在贮藏3 d时显著低于对照组（P<0.05），贮藏6～15 d极显著低于对照组（P<0.01）。上述结果表明，壳聚糖处理能很好地维持西番莲果实果皮细胞膜的完整性，以卡多赞稀释200倍为最佳处理组。

2.3  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲外果皮L*、a*、b*的影响

色泽是判定果蔬成熟衰老的重要指标，不同浓度壳聚糖处理西番莲果皮色泽变化见图3。L* 值代表果实颜色的明亮程度。由图3A可知，对照组及壳聚糖处理组的西番莲果实外果皮L*值在贮藏期间均呈现先升后降的趋势，并在贮藏3 d时出现峰值，这可能与果实在贮藏期间进一步后熟有关。进一步比较发现，卡多赞稀释200倍处理的果实外果皮L*值在贮藏期间始终处于较高水平，且在贮藏9 d显著高于对照组（P<0.05），贮藏6、12、15 d极显著高于對照组（P<0.01）。

a*值代表着果实颜色由红色到绿色的转变过程。由图3B可知，所有处理组西番莲果实外果皮a*值均逐渐下降。对照组下降幅度最大，至贮藏结束时下降了41%;而壳聚糖处理组果皮a*值均高于对照组，其中卡多赞稀释200倍处理组外果皮a*值在贮藏期间均维持最高水平，且在贮藏9 d显著高于对照（P<0.05），贮藏3～6 d、12～15 d极显著高于对照（P<0.01）。

由图3C可知，所有处理组西番莲果实外果皮b*值均逐渐上升。与对照组相比，壳聚糖处理组保持较低水平，其中卡多赞稀释200倍处理组的果实外果皮b*值具有最低水平，在贮藏3～9 d与对照差异极显著（P<0.01），贮藏12～15 d与对照差异显著（P<0.01）。

上述结果表明，壳聚糖处理有效抑制了西番莲外果皮由鲜亮的紫红色变为浅红色再变为暗淡的腐烂黄色，较好地维持了西番莲果实外观品质，其中以稀释200倍的卡多赞处理效果最佳。

2.4  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果皮花色素苷、类黄酮、总酚含量的影响

图4A表明，各处理组西番莲果皮的花色素苷含量均呈现先上升后下降的趋势，在贮藏12 d时达到峰值。进一步分析表明，卡多赞稀释200倍处理组西番莲果皮花色素苷含量在贮藏期间始终保持较高水平，与对照相比在贮藏6～9 d具有显著（P<0.05）较高水平，在贮藏3 d和贮藏12～ 15 d达极显著（P<0.01）较高水平。然而，卡多赞稀释50倍和250倍处理组在整个贮藏期间与对照差异不显著（P>0.05）。

图4B表明，所有处理组的西番莲果皮类黄酮含量均在贮藏3 d时快速增加并随即迅速降低，随后贮藏6～15 d缓慢回升。在贮藏期间，壳聚糖处理的果实果皮类黄酮含量始终高于对照组，其中卡多赞稀释200倍处理组的果实果皮类黄酮含量始终保持最高水平，在贮藏3 d与对照差异达极显著（P<0.01）水平，贮藏6～15 d与对照差异达显著（P<0.05）水平。

图4C表明，对照组的西番莲果皮总酚含量在整个采后期间不断减少，而壳聚糖处理组果皮总酚含量则先升后降，但整体高于对照组，说明壳聚糖处理可有效增加西番莲外果皮总酚含量。其中，卡多赞稀释200倍处理的果实果皮总酚含量，分别在贮藏3 d和15 d极显著高于对照组（P< 0.01），贮藏6～12 d显著高于对照组（P<0.05）。

上述结果表明，壳聚糖处理能有效保持西番莲果实采后较高的花色素苷、类黄酮和总酚含量，稳定果实采后外观品质及果实贮藏品质。

2.5  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲果肉主要营养成分含量的影响

2.5.1  果肉可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）含量  图5A表明，采后西番莲果实果肉TSS含量呈波动下降趋势。对照组果肉TSS含量下降较快，可能是与果实呼吸消耗的糖远远大于淀粉转化的糖有关。然而，壳聚糖处理组果肉TSS含量下降则较为平缓，其中卡多赞稀释200倍处理对抑制果肉TSS含量下降的效果最佳，至贮藏15 d时仅减少了19%，并在贮藏9 d和15 d显著高于对照组（P<0.05），贮藏12 d极显著高于对照组（P<0.01）。

图5B表明，整个贮藏期间对照组西番莲果实果肉TA含量快速下降，至贮藏结束时仅为采收当天的59%。不同浓度壳聚糖处理组果肉TA含量变化趋势与对照组相似，但下降幅度均小于对照组，其中卡多赞稀释200倍处理组下降幅度最小，其果肉TA含量在贮藏6 d极显著高于对照组（P<0.01），在贮藏3 d和贮藏9～15 d显著高于对照组（P<0.05）。

2.5.2  果肉类胡萝卜素含量  西番莲中含有多种类胡萝卜素，例如番茄红素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素等。图5C表明，各处理组西番莲果肉的类胡萝卜素含量在采后贮藏期均呈现先上升后下降的变化过程，在贮藏9 d出现峰值。进一步比较可知，在采后贮藏期，壳聚糖处理组果肉类胡萝卜素含量始终高于对照组。其中，卡多赞稀释200倍处理组果肉类胡萝卜素含量在整个贮藏期均极显著高于对照组（P<0.01）。

2.5.3  果肉可溶性总糖和蔗糖含量  由图5D可知，采后西番莲果肉可溶性总糖含量呈递减变化。与对照组相比，壳聚糖处理可在一定程度上减缓西番莲果肉可溶性总糖含量的降低，使果实维持较高的果肉可溶性总糖含量，其中，卡多赞稀释200倍处理组果肉可溶性总糖含量最高，与对照相比在贮藏3～12 d达极显著（P<0.01）水平，贮藏15 d达显著（P<0.05）水平。

由图5E可知，所有处理组的西番莲果肉蔗糖含量在贮藏0～3 d均快速下降，虽然从贮藏6 d起至贮藏结束各处理组果肉蔗糖含量略有增加，但整体仍维持在较低水平。然而，壳聚糖处理组尤其是卡多赞稀释200倍处理组的果肉蔗糖含量均高于对照组。显著性分析结果表明，卡多赞稀释200倍处理组在贮藏6～9 d显著高于对照组（P<0.05），贮藏3 d和12 d极显著高于对照组（P<0.01）。

2.5.4  果肉维生素C含量  维生素C是西番莲果实中重要的营养物质，是决定果实品质的重要指标之一。图5F表明，西番莲果肉维生素C含量在贮藏0～6 d内下降较快，而在贮藏9～15 d呈现一定程度波动，但下降速度明显放缓。与对照组相比，壳聚糖处理组果肉维生素C含量始终保持在较高水平，其中卡多赞稀释200倍处理组含量最高，在贮藏3～6 d和12～15 d极显著高于对照（P<0.01），在贮藏9 d显著高于对照组（P<0.05）。

上述结果表明，壳聚糖处理能有效维持西番莲果实采后较高的果肉营养物质含量，有利于稳定果实果肉采后品质，其中卡多赞稀释200倍处理效果最好。

2.6  不同浓度壳聚糖处理对采后西番莲耐贮性的影响

果实商品率是判断果蔬贮藏效果的重要指标之一。由图6A可知，整个贮藏期间所有處理组西番莲果实商品率呈下降趋势。在贮藏0～3 d内，壳聚糖处理组和对照组西番莲果实都保持较好，从贮藏6 d起，对照组果实开始出现腐烂，商品率急剧下降，至贮藏结束时果实商品率仅剩14%。然而，壳聚糖处理组果实商品率下降幅度较慢，这说明壳聚糖处理能有效延长西番莲鲜果的采后保鲜期。其中，卡多赞稀释200倍处理组有较高的果实商品率，在贮藏15 d仍保持57%的果实商品率。经统计分析可知，与对照组相比，卡多赞稀释200倍处理组果实商品率在贮藏6～15 d均极显著高于对照组（P<0.01）。

由图6B可知，所有处理组西番莲果实失重率在贮藏期间不断增加，其中对照组失重率升高最快，至贮藏第15 d时对照组失重率已达到8.25 %，而壳聚糖处理组果实失重率在贮藏0～15 d均低于对照组，其中卡多赞稀释200倍处理组的果实失重率最低，在贮藏6 d显著低于对照组（P<0.05），贮藏9～15 d极显著小于对照（P<0.01）。

上述结果表明，壳聚糖处理可抑制西番莲果实失重率的上升，维持较高的果实采后商品率，有利于增强果实采后耐贮性。其中，以卡多赞稀释200倍处理效果最佳。

3  讨论

食品级壳聚糖的N-脱乙酰度一般在85%以上，在成膜性和抗菌性上具有以下天然优势：（1）壳聚糖在果实表面形成的阻隔膜可以减缓果实内外气体交换，创造一个高CO2低O2环境，抑制果实水分蒸腾及呼吸作用[23]，从而延缓果实后熟衰老进程，延长果实货架期;（2）壳聚糖可作为抑菌剂直接作用于病原菌侵入位点，形成一道物理屏障，避免病原菌进一步侵染[24]。因此，壳聚糖处理能有效维持果实采后贮藏品质，增强果实采后耐贮性。

呼吸作用是果蔬采后重要生理活动之一。呼吸代谢会消耗采后果蔬营养物质，加速果蔬衰老劣变。另外，采后果蔬衰老的最初特征是细胞膜完整性的不可逆损伤，表现为细胞膜透性增加[5]。本研究结果表明，壳聚糖处理（尤其是稀释200倍卡多赞处理组）有效抑制了采后西番莲果实呼吸强度，降低果皮细胞膜透性，使细胞膜维持较好的完整性，这与陈莲等[23]在台湾青枣上的研究结果相同。

果实外观色泽与果实品质及商业价值密切相关，是评价果实品质的重要指标之一[25]。阚超楠等[26]研究发现，1.5%和2.0%壳聚糖涂膜处理可有效抑制翠冠梨果实叶绿素的降解和类胡萝卜素的积累，延缓果实由绿色向黄色转变，较好地维持翠冠梨果实色泽。纪颖等[27]报道，壳聚糖处理能抑制果实表面色调角h°值下降，加速建阳桔柚果实的退绿过程。本研究结果表明，对照组果实外果皮L*、a*值在采后贮藏期间呈不断下降的趋势，而外果皮b*值平稳上升，这说明在整个贮藏期间对照组果实外果皮亮度逐渐由明转暗，果皮特有的深紫色也逐渐转为浅红色，最终变为腐烂的黄褐色。另外，对照组果皮花色素苷、类黄酮、总酚等色素物质含量先略微上升后快速下降，但整体处于一较低水平，进而致使西番莲果实采后外观品质下降而缩短果实采后保鲜期。与对照组相比，壳聚糖处理有效延缓了西番莲果实外果皮L*、a*、b*值及果皮花色素苷、类黄酮、总酚含量的下降，使其始终维持在较高水平，较好地防止果皮色素被降解，保持果实外观色泽、新鲜程度，进而提高西番莲果实采后贮藏品质。其中，以稀释200倍卡多赞处理效果最佳。

果蔬采后贮藏期间不断地消耗着自身营养物质以维持生命进程[28]。果实营养成分的变化，例如糖、酸和维生素C等物质被呼吸不断消耗，进而加速果实采后衰老[29]。果肉营养成分的含量高低同时也影响着果实的风味、香气及营养品质。江英等[30]研究表明，0.75 g/L壳聚糖处理可使梅杏保持较高的果肉TSS、TA和维生素C含量。单秀峰等[31]探讨了不同质量分数壳聚糖涂膜处理对甜玉米贮藏期生理及品质的影响，结果表明1.0%壳聚糖处理可维持甜玉米中果肉可溶性蛋白、可溶性淀粉和可溶性总糖的含量，显著提高甜玉米采后品质。本研究结果表明，随着贮藏时间的延长，西番莲果肉TSS、TA、可溶性总糖、蔗糖、维生素C含量不断减少;果肉类胡萝卜素含量却表现出先升后降的变化趋势，这可能是因为呼吸作用导致的。然而，与对照组相比，壳聚糖处理组（特别是稀释200倍卡多赞处理组）有效延缓了果肉TSS、TA、类胡萝卜素、可溶性总糖、蔗糖和维生素C等果肉营养物质含量的下降，促进采后西番莲果实保持较高的果肉营养物质含量及果实果肉风味，从而提高果实采后营养价值与贮藏品质。

此外，由于采后呼吸作用和蒸腾作用，果实会逐步散失水分，最终导致果实失重率增加、商品率下降。本研究发现，壳聚糖处理组（尤其是稀释200倍卡多赞处理组）能有效减缓西番莲果实商品率的下降与失重率的上升，增强西番莲果实采后耐贮性。这可能与壳聚糖处理在一定程度上抑制果实水分蒸发、呼吸作用，维持果实采后品质质量有关。

综上所述，壳聚糖处理有效抑制了采后西番莲果实呼吸强度，降低果皮细胞膜透性，延缓果实外果皮L*、a*值的下降和b*值的上升，维持较高的果皮花色素苷、类黄酮和总酚含量，进而有效减缓西番莲果实采后外果皮色泽转变，提高果实采后外观品质与贮藏品质;同时，壳聚糖处理还能减缓果肉TSS、TA、类胡萝卜素、可溶性总糖、蔗糖和维生素C等营养物质的消耗，保持較高的果肉营养特性及果肉采后品质。另外，壳聚糖处理可延缓果实失重率的上升，保持较好的果实采后商品率，进而增强西番莲果实采后耐贮性，其中稀释200倍卡多赞处理更能有效地提高西番莲果实采后贮藏品质和耐贮性。因此，卡多赞（新型的液态壳聚糖），尤其是卡多赞稀释200倍，可作为一种安全的保鲜技术以保持采后西番莲果实的贮藏品质、增强果实采后耐贮性、延长果实贮藏期。

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