冬枣生理变化及保鲜机理研究进展

徐悦，赵国建，朱永宝，侯召华※

〔1.齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东 济南 250353；2.山东国鉴认证有限公司，山东 济南 250002〕

冬枣（winter jujube；Dongzao）为鼠李科枣属冬枣（Ziziphus jujuba cv.Dongzao）植物的果实，枣树的果实属于晚熟鲜食品种，果实近扁圆形，具有色泽红亮、皮薄肉细、入口无渣、汁多脆甜等优点，主要于华北地区种植，是我国特有的品种[1]。冬枣营养丰富，枣果中含有19种氨基酸,其中包括人体所需的9种必需氨基酸[2]和丰富的钙、钠及镁等矿物质，还含有多糖、多酚、黄酮、萜类化合物、维生素C 和有机酸等丰富的生物活性物质，其中多糖、有机酸具有保护肝、肠道，增强机体免疫力的功效；多酚、黄酮和维生素C 是枣果中主要的抗氧化成分；萜类化合物有抗癌作用[3]。冬枣在人工贮藏期间果实内部的活性物质会发生变化，采后果实代谢旺盛，极易导致变质，室温下仅能存放2～5 d，严重制约了冬枣产业的发展[4]。因此冬枣采后贮藏期品质的保持尤为重要，目前已在实际保鲜工作中大量应用保鲜方法，主要有物理方法、化学方法、生物方法以及复合方法[5]。

因此，本文就冬枣的活性成分、采后生理变化、变质机理及贮藏保鲜技术进行综述，并对冬枣保鲜技术的研究方向进行展望，以期为我国冬枣的保鲜研究及应用提供理论依据。

1 冬枣采后的生理变化

1.1 多糖

冬枣中的多糖具有降血脂、调血压及提高免疫力等功效，它在果实中占比为26%～36%，在干制枣果中约含60%[6]。果实中多糖含量丰富，成分也较为复杂，按照溶解性可分为可溶性多糖与不可溶性多糖；根据酸碱性划分为中性多糖与酸性多糖[7]。潘莹等[8]在冬枣中分离得到DPA 和DPB 2种多糖，都具有较强的抗氧化能力，其消除自由基能力是随着多糖浓度的增加而增强。多糖含量是一个动态变化的过程，随着成熟阶段而变化，在白熟前期到全红期多糖含量呈上升状态，在全红期时含量达到最大值，随后下降直至趋于稳定[9]。

1.2 多酚

冬枣中多酚类物质主要以游离态、酯化态和结合态的方式存在，具有抗氧化作用且能够有效地清除自由基。近年来研究发现枣皮比枣肉中的抗氧化成分含量更丰富，即在成熟过程中，枣皮中多酚含量呈减少状态，在深红色阶段含量大幅下降[10]，这与念红丽等[11]研究结果一致，果皮与果肉在不同成熟时期多酚含量不同，在全红期时果皮多酚含量最低，全绿期果肉多酚含量最低。大量试验证明果皮中的酚类物质远大于果肉[12]。

1.3 黄酮

常见的黄酮类物质按照成分有槲皮素、芦丁、儿茶素、白藜芦醇及其衍生物等，按照结构可分为黄烷醇类、黄酮醇类等[13]，而冬枣中主要是以芦丁及其槲皮素衍生物为主构成黄酮组分，具有抗癌、抗自由基、抗氧化及镇静作用[14]。槲皮素在白熟期到半红期阶段是下降状态，在全红期时达到最低[15]。张琼等[16]研究发现当果实在全绿期与黄白期时黄烷醇类含量较高，而在全红期时黄酮醇类含量最高。薛晓芳等[17]研究表明，果肉中的总黄酮含量远低于果皮，在成熟阶段黄酮含量呈先上升后下降的趋势。

1.4 维生素C

维生素C 又名抗坏血酸，具有促进伤口愈合、清除体内的活性氧基团及自由基、促进机体对铁的吸收等作用，维生素C 在冬枣的果肉及果皮中也大量存在，是评价鲜枣营养价值和新鲜度的重要指标。郭慧慧等[18]研究发现，采后的冬枣果肉中维生素C 含量呈倒“V”字型变化；果皮中维生素C的含量是直线下降，且果皮中的维生素C 含量远低于果肉，当果实处于白熟期时，维生素C 大量积累，随后衰老酒化逐渐减少。维生素C 含量与抗坏血酸氧化酶（AAO）变化呈负相关性，果皮内的AAO 酶活性明显低于果肉，采后酶活性先降低后升高，在全红期达到最高峰[19]。综上所述，可推测冬枣果肉发生衰老、变质早于果皮，含AAO 酶活性越高的品种越易发生腐败。

1.5 萜类化合物

枣果中的三萜类成分丰富，三萜烷烯类含有11种三萜酸化合物，具有抗肿瘤活性，包括美洲茶酸、坡模酮酸、麦珠子酸、山楂酸、epiceanothic acid、桦木酸、齐墩果酸、熊果酸、白桦脂酸、齐墩果酮酸和乌宋酸[20]。桦木酸具有较强的抗病毒、抗癌作用；齐墩果酸主要用来治疗急慢性肝炎；熊果酸是有效治疗肿瘤的药物。彭艳芳[21]研究发现，桦木酸、齐墩果酸和熊果酸在冬枣成熟阶段呈下降趋势，但与果实中总萜含量变化不同，白熟期到半红期无显著变化，但在半红期到全红期呈上升趋势，在全红期含量达到最高值。

1.6 有机酸

有机酸是决定枣果味感的重要成分，很大地影响了鲜枣风味，能够有效评价果实品质，直接反映了鲜枣的贮藏效果。黄艳凤等[22]检测出冬枣中富含20种有机酸，含量最高的是柠檬酸与2,4-庚二烯酸。冬枣在贮藏过程中，有机酸含量先下降后趋于平缓，总体呈下降趋势，所以减小有机酸含量下降速率，且保持较高的酸含量，才有利于保持枣果品质[23]。彭艳芳[24]研究发现，冬枣在白熟期到全红期有机酸含量呈逐渐上升的趋势，全红期之后逐渐下降，这与赵晓[9]的研究结果一致。

2 变质机理

2.1 呼吸作用

冬枣没有显著的呼吸高峰期，属于非跃变型果实[25]。冬枣被采后脱离了枣树的营养供给，由于果实生命活动仍在进行，呼吸强度呈上升趋势，加速自身生命物质代谢，所以降低果实的呼吸强度尤为重要，低温贮藏能够有效降低冬枣呼吸效率[26]。常雪花等[27]研究发现，冬枣的成熟度不同会影响果实的呼吸速率，冬枣在全青期和白熟期采摘后的呼吸速率先下降后上升，果实在全红期呼吸速率最高，全青期与白熟期相比全红期采摘出现呼吸高峰较晚，且白熟期采摘呼吸速率最低，说明白熟期是冬枣采摘的最佳时期，贮藏时间最长。

2.2 乙烯

乙烯是促进果实成熟的一种催熟剂，温度、硬度的变化与乙烯的释放量密切相关，温度越高，乙烯释放量越多，导致果实硬度下降，是造成冬枣果实衰老的主要物质[28]。果实在半红期和白熟期时，乙烯释放量一直处于上升状态，出现2 次最高峰，随后下降[29]，这与韩冰等[30]研究结果一致，采后冬枣的乙烯释放量低，在冷藏期间乙烯释放量出现2 次显著高峰值，并测定到2个乙烯释放高峰时间，若在第1个高峰期时进行气调，乙烯释放量能够降到很低，在第2个高峰期时经气调处理的果实，乙烯释放峰值比普通冷藏延迟14 d。说明2 次高峰期之间是延长冬枣贮藏的关键时期。

2.3 酶活性

目前多数保鲜技术机理主要是抑制冬枣中酶活性来降低果实衰老速率，进而提高贮藏效果。多酚氧化酶（PPO）能将底物发生褐变，活性先上升后下降，在果实全红时达到高峰[31]。胡波等[32]研究表明，聚半乳糖醛酸酶（PG）、超氧化物歧化酶（SOD）和果胶甲酯酶（PME）是影响枣果表皮硬度的主要酶类，这与李红卫等[33]研究结果相似。果皮中多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性逐渐增加的同时果皮中木质素和纤维素的含量也随之增加，且酶活性高于果肉，说明果皮结构紧密导致果肉发生乙醇积累出现酒化现象。

3 冬枣采后保鲜技术

3.1 物理保鲜技术

3.1.1 低温贮藏 低温保鲜技术是指将果实置于低于外界温度的环境中，降低果实的呼吸强度，抑制酶的活性，来延长贮藏期的技术。果实在4 ℃条件下贮藏第2周开始酒软，第3周失去鲜食价值，第4周完全酒化[34]，芮松青[35]在温度-3 ～-1 ℃、相对湿度85%～95% 条件下，将冬枣初红果储存84 d 时脆果率仍能保持较高水平。张玮等[36]研究表明，冬枣在0 ℃时抑制呼吸速率，呼吸强度呈直线下降趋势，且乙烯无明显高峰，没有跃变现象，延缓果实表皮叶绿素与硬度的下降，维生素C 与可溶性固形物都一直处于较高水平，抑制淀粉酶的活性，减少物质的消耗，延长保鲜期。

3.1.2 气调贮藏 气调保鲜技术是指控制贮藏环境的各种气体在一定比例范围内，达到抑制呼吸速率、降低生命活动强度的贮藏技术。随着气调技术的不断成熟，张钟[37]研究发现少量CO 对冬枣衰老有控制作用，10mol/L CO 熏蒸可有效抑制脂质氧化损伤，降低自由基含量，保持酶的高活性，且冬枣需在O2 不能低于3%气调，CO2 控制0.5%以下，否则易发酵褐变。王文生等[38]研究发现，冬枣在温度（-1.5 ± 0.5）℃条件下，气体成分为3%～5%O2、0～0.5%CO2 时，控制维生素C 含量处于较高水平，乙烯释放量、乙醇与乙醛含量达到最低，保持表皮硬度，推迟高峰期的出现，这与韩冰等[30]的试验结果一致。

3.1.3 减压贮藏 减压保鲜技术是指抽出贮藏环境中的部分气体，使果实处于恒定低压、低温的气体环境中，使氧气浓度低，自由基产生减少，降低呼吸强度，抑制乙烯的生成，延缓果实衰老的技术。郝晓玲等[39]研究发现，在生产中可以选用50.7 kPa 或81.1 kPa 的低压条件下贮藏冬枣，可抑制果实的呼吸强度，降低酶的活性与维生素C 损失，减缓可溶性固形物含量增加，延缓果实衰老进程。该技术具有贮藏容积大、易操作及高效率等优点[40]。

3.1.4 热处理保鲜 热处理保鲜技术是指将果蔬置于热空气、热蒸汽或热水中，通过高温处理杀死果实表面病原菌，降低果实发病率、腐烂率和软果率，达到保鲜的目的。郝晓玲等[41]研究发现热处理能够保持冬枣的硬度，抑制维生素C分解，降低果实腐烂率，在50℃/6min热处理条件下对冬枣的腐烂抑制作用效果最佳，这与曹志敏等[42]研究结果相似，用53 ℃热水处理6 min 效果较好, 可有效地延缓冬枣果实的衰老。李鹏霞等[43]研究发现热水处理冬枣优于热空气、热蒸汽处理，后两者均不能有效地延长贮存期。

3.1.5 臭氧保鲜 臭氧保鲜技术是指通过臭氧（O3）的超强氧化性破坏微生物细胞结构，使微生物死亡，抑制并延缓有机物的分解[44]。臭氧能杀灭果实上霉菌及虫卵并抑制其繁殖，达到消毒杀菌的功效，氧化果实新陈代谢产物，减少果皮上的农药残留，从而达到保鲜的作用[45]。李梦钗等[46]研究发现臭氧处理冬枣不仅能有效抑制果实的腐烂，而且延缓维生素C、硬度和可溶性固形物的下降，当臭氧浓度为40 mg/m3可使低温冷藏的冬枣保鲜期达120 d。王新民等[47]研究发现臭氧浓度为60 mg/m3,并密闭熏蒸1 h，可使冬枣贮存期比常规保鲜延长49 d。

3.2 化学保鲜技术

3.2.1 保鲜剂保鲜 化学保鲜剂保鲜是使用人工合成或天然生物提取的化学物质抑制微生物发育繁殖进程的保鲜技术。Jing 等[48]研究发现在冬枣幼果时喷洒50mg/L的亚硒酸钠可提高果实的甜酸比，维持维生素C、总黄酮和多糖的含量。胡晓艳等[49]以1000 nL/L 1-MCP处理果实能够降低果实呼吸强度，延长果实硬度，抑制乙烯的释放量。Li 等[50]研究发现20g/mL 的HarpinXoo蛋白能提高冬枣的好果率，降低腐烂指数等，促进可溶性糖和维生素C 的形成并延缓其含量下降，有效延长了冬枣的采后寿命。

3.2.2 涂膜保鲜 涂膜保鲜是指在果实表面涂上一层高分子液态膜隔离果实与空气进行气体交换，抑制呼吸作用，减少水分蒸发，抑制外界病原菌侵染，是一种经济简便的保鲜技术。郭东起等[51]以羧甲基纤维素可食性膜有效维持冬枣的硬度，降低呼吸强度和蒸腾等作用，延长冬枣的贮藏保鲜期。魏亚峰等[52]以水溶性壳聚糖作为美极梅奇酵母菌的载体复合涂膜剂，发现0.1%（w/v）水溶性壳聚糖能够增强酵母菌的定殖能力，使冬枣的腐烂率达到最低，减少营养成分损失。Kou等[53]研究发现脱落酸和壳聚糖/纳米二氧化硅/海藻酸钠复合膜处理提高叶绿素含量，具有抑制SOD、PPO 和PAL酶活性作用。

3.3 生物保鲜技术

3.3.1 微生物保鲜 微生物保鲜技术是指利用生物体自身成分或其代谢产物隔离果实与空气直接接触的保鲜技术。微生物保鲜主要包括菌体保鲜、代谢产物保鲜和多糖保鲜等方式[54]。郭东起等[55]采用拮抗酵母菌处理冬枣果实，拮抗酵母菌处理可降低致病菌引起的腐烂、病斑直径，并能提高冬枣的贮藏品质。Yuan 等[56]研究发现将冬枣提取物合成了银纳米粒子（AgNPs）对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有显著的抗菌活性。纳他霉素能够专性地抑制酵母菌与霉菌，不但能有效地延长冬枣的货架期，而且不影响果实的风味[57]。

3.3.2 天然提取物保鲜 天然提取物是从生物体内通过物理或化学分离方法提取的活性物质，该物质具有抑菌、抗氧化和杀虫作用，能抑制果蔬表面微生物活性，降低果蔬生理代谢水平。植物芳香成分中的精油是主要的抗菌物质，其中所含的具有氧化功能的醛类和酚类，可以抑制果蔬表面病原菌活性[58]。李宁等[59]研究发现0.5% 的丁香精油能够提高冬枣的PAL、PPO和POD 活性，提高总酚含量，降低腐烂指数。张瑾等[60]研究发现稀释10 倍的银杏叶提取液对冬枣有一定的保鲜效果，在一定程度上能够延缓冬枣失重率和腐烂率的上升，减缓冬枣的软化。

3.4 复合保鲜方法

目前控制冬枣腐烂最有效的措施是低温贮存结合化学保鲜剂的应用，但由于化学保鲜剂易残留，对环境及人体健康有不良影响，所以学者们不断地研究可以更有效、更健康的复合保鲜方法。付坦等[61]研究表明，800 mg/kg 的纳他霉素和3% 的氯化钙溶液与冰温贮藏相结合，可以更好地提高果实贮藏期的好果率，降低果实硬度下降速率与维生素C的损失，使POD 和SOD活性处于较高水平。Wang 等[62]研究发现海洋酵母与添加剂羧甲基纤维素钠联合使用可使冬枣的自然腐败率降至56%，是一种较有前景的保鲜方式。

4 结语

冬枣在常温条件下不易贮藏，严重制约了冬枣的产业经济发展，多年以来，为了寻找简便经济的保鲜方法，人们对冬枣采后的活性成分以及采后各成分的变化过程进行研究。根据实际实践的保鲜技术可知，物理保鲜技术需要严格的技术，维修设备难，耗费成本较高；化学保鲜技术效果虽好，但无法保障绝对的安全；生物保鲜技术虽相比化学保鲜较为环保，但保鲜方法效果不理想；目前越来越多地使用复合保鲜技术，它综合了单一保鲜的优点，既提高了保鲜效果，又做到环保无污染，所以我国的复合保鲜技术在冬枣产业经济中将有广阔的市场，绿色、健康、无残留和可持续的复合保鲜技术将成为冬枣保鲜技术研究的主要方向。