纳他霉素结合1-MCP处理冬枣果实的耐贮性研究

石 浩，丁仁惠，罗巧玲，符 江，何小娥,*

（1.湖南应用技术学院农林科技学院，湖南 常德 415100;2.湖南农业大学园艺学院，湖南 长沙 410128）

冬枣又名雁来红、冰糖枣，果实品质极佳，皮薄肉脆，细嫩多汁，甘甜清香，营养丰富，可食率达90%以上[1]，果肉中含有多种氨基酸、维生素类、矿物质和环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷等功效物质[2]，有较高的营养保健价值，长期以来深受广大消费者的关注和青睐[3]。随着市场需求量的扩大，冬枣种植面积和产量也随之日益增加，目前我国南方地区也已广泛引种冬枣[4]。冬枣属于鲜食类枣果，采后极易受病原菌感染、易失水、果实有机养分流失以及腐烂现象严重[5-6]。因此鲜食枣货架期的长短直接关系到冬枣的经济效益，这也成为制约冬枣发展的重要因素之一。果实贮藏除受贮藏温度影响外，乙烯在果实采收后的自身老化过程中也起到了主要作用，常采用乙烯抑制剂1-MCP来抑制果实乙烯的产生[7-8]。目前市场常采用臭氧、高锰酸钾和二氧化氯等氧化试剂对果实进行贮藏处理，其主要目的是杀灭果实采后病原菌，但这些化学试剂使用量一般较大、效果一般，且对果实品质、口感具有一定的影响[9]。纳他霉素是一种无味、低剂量且安全性高的食品防腐剂，且在果蔬防腐保鲜中应用较少。本试验以湖南地区所采摘的成熟度适中的冬枣为原材料，研究了不同处理（0.5、1.0 mg/mL纳他霉素结合1μL/L 1-MCP）对冬枣果实耐贮性的影响，通过测定贮藏期间果实生理生化指标，探究各处理对果实耐贮性机制，以期为实际生产中冬枣的大规模防腐保鲜提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

以8年生冬枣植株果实为试材，果实采自湖南枣基地。

纳他霉素、1-MCP、水杨酸、盐酸、EDTA-Na2、硫酸铜、酒石酸钾钠、乙酸钠、葡萄糖、草酸、氢氧化钠、次甲基蓝、碘、碘化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酚酞、氯化钠、硫酸、柠檬酸、淀粉、磷酸、抗坏血酸、乙醇、乙烯等，有机试剂均为分析纯，购于国药生化试剂生产有限公司；超氧化物歧化酶（SOD）活性检测试剂盒、过氧化氢酶（CAT）活性检测试剂盒、果胶酶活性检测试剂盒、淀粉酶活性检测试剂盒，购于索莱宝生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

GC2010型气相色谱仪，日本岛津仪器有限公司；MASTER-α型手持式折射仪，上海人和科学仪器有限公司；LC-LX-H165A型台式高速冷冻离心机，力辰科技有限责任公司；7ZW1105051705型紫外可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司；DK-98-IIA型电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；AUW220D型电子天平，日本Shimadz公司；GY-3型果实硬度计，深圳蔚仪金相试验仪器有限公司；DHG-9246A型电热恒温干燥箱；马弗炉、干燥器等，上海精宏试验设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 试验方案设计

挑选果实大小均一、无机械损伤、无病虫害、成熟度一致的冬冬枣果实进行分袋，每袋100个果实，共15袋，分别编号A1～A5、B1～B5、C1～C5。共分为2个处理组和1个空白对照组（CK）。2个处理组分别采用0.5、1.0 mg/mL纳他霉素进行药剂喷施处理（每升药剂处理约300 kg果实），空白对照组采用同体积蒸馏水喷施处理。然后再把2个处理组果实分别放入含有1.0μL/L 1-MCP的泡沫箱中熏蒸处理24 h，最后将3组果实均置于（4±1）℃下进行贮藏。各处理每15 d取样一次，每个处理的1～3号袋测定果实好果率和失水率，4、5号袋随机取5～15个果实进行相关指标的测定。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 好果率

以好果实数占果实总数的百分比表示。

1.2.2.2 失重率

采用称重法测定。

1.2.2.3 硬度

使用GY-3型果实硬度计测定。

1.2.2.4 品质指标

可溶性固形物含量：使用手持折光仪进行测定；可滴定酸含量：采用酸碱滴定法测定；还原糖含量：采用斐林试剂法测定；VC含量：采用碘滴定法[10]测定。

1.2.2.5 果实酶活指标

超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、淀粉酶(Amylase)、果胶酶（PG）分别按照对应的试剂盒说明进行测定。

1.2.2.6 呼吸强度

采用静置法[11]测定。

1.2.2.7 乙烯释放速率

采用高效气相色谱法[12]测定。

1.2.3 数据处理

利用WPS2019软件进行数据处理，采用Statistix 8.0软件进行数据分析，数据均采用平均值±标准差表示。采用SPSS16.0和Origin软件对数据进行主成分分析及制图。

2 结果与分析

2.1 果实外观品质测定结果

2.1.1 冬枣果实好果率

不同处理对冬枣果实好果率具有较大的影响。如图1所示，CK组效果较差，纳他霉素结合1-MCP处理效果较好，各处理组果实在4℃条件下贮藏30 d时的好果率均为100%。贮藏第45天时，CK组果实开始出现坏果，但与纳他霉素结合1-MCP两个处理组之间无显著差异。贮藏60 d后，CK组果实好果率急速下降，相对于纳他霉素结合1-MCP处理具有显著性差异（P＜0.05），果实贮藏90 d时，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理的果实好果率相对于CK提高了58.82%。0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组之间果实好果率差异不显著。

图1 不同处理对冬枣果实贮藏期间好果率的影响Fig.1 Effectsof different treatmentson good fruit rates of winter jujube fruitsduring storage

2.1.2 冬枣果实失重率

如图2所示，在贮藏第15天时，各处理冬枣果实失重率之间无显著性差异，此时果实失重率仅有0.5%左右。当果实贮藏45 d时，失重率开始快速上升。贮藏45～90 d，CK组与纳他霉素结合1-MCP处理间果实失重率都具有显著性差异（P＜0.05）。0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组之间失重率差异不显著。

图2 不同处理对冬枣果实贮藏期间失重率的影响Fig.2 Effectsof different treatmentson water lossrates of winter jujube fruitsduring storage

2.1.3 冬枣果实果肉硬度

不同处理对冬枣果实硬度有较大的影响。如图3所示，贮藏15d时，各组果实硬度变化很小，且1.0mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组果实硬度有略微上升的态势，相对于采摘时（11.07 kg/cm2）提高了5.63%。之后随着贮藏期的延长，果实硬度一直呈缓慢降低的趋势。贮藏90 d时，CK组果实硬度下降最为明显，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理的果实硬度下降最慢。0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组之间硬度差异不显著。

图3 不同处理对冬枣果实贮藏期间果肉硬度的影响Fig.3 Effects of different treatments on firmness of winter jujube fruits during storage

2.2 冬枣果实内在品质测定结果

2.2.1 冬枣果实可滴定酸含量

如图4所示，贮藏15 d时，各处理间冬枣果实可滴定酸含量为0.40%～0.43%，与采摘时相比变化不明显，且处理间的果实可滴定酸含量无显著性差异。随着果实贮藏时间的延长，可滴定酸含量呈缓慢降低的趋势。贮藏30～60 d，CK组与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L1-MCP处理之间具有显著性差异（P＜0.05），说明1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理可延缓果实可滴定酸含量的降低。贮藏75 d后，各处理可滴定酸含量下降到0.26%～0.29%，三组间无显著性差异。

图4 不同处理对冬枣果实贮藏期间可滴定酸含量的影响Fig.4 Effectsof different treatments on titratable acidity contents of winter jujubefruitsduringstorage

2.2.2 冬枣果实还原糖含量

如图5所示，冬枣果实刚采摘时还原糖含量较低，仅有7.45%。贮藏0～45 d，果实还原糖含量逐渐增加，且CK组增加速率更快，与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组果实之间呈显著性差异（P＜0.05）。贮藏45 d时，CK组果实还原糖含量达到了峰值（16.42%），随后三组果实还原糖含量呈现缓慢下降的趋势，且CK组下降最快，与0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理和1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组之间具有显著性差异（P＜0.05）。贮藏90 d时，CK组还原糖含量比1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理减少了9.80%。

图5 不同处理对冬枣果实贮藏期间还原糖含量的影响Fig.5 Effectsof different treatments on reducing sugar contents of winter jujube fruitsduring storage

2.2.3 冬枣果实VC含量

如图6所示，贮藏0～15 d时，三组冬枣果实果实VC含量变化均不明显，在300 mg/100 g左右，CK组果实VC含量有略微的下降，而纳他霉素结合1-MCP处理的果实VC含量有略微的上升。随后各组果实VC含量呈较快下降趋势，其中对照组果实VC含量下降最快，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理下降速度最慢。贮藏75～90 d，各组果实VC含量均具有显著性差异。贮藏90 d时，CK组VC含量仅有98.65 mg/100 g，显著低于0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组（P＜0.05）。

图6 不同处理对冬枣果实贮藏期间VC含量的影响Fig.6 Effects of different treatmentson VCcontents of winter jujubefruitsduringstorage

2.2.4 冬枣果实可溶性固形物含量

如图7所示，当冬枣果实刚采摘时，其可溶性固形物含量较低，仅为15.10%。贮藏0～60 d，各组果实可溶性固形物含量均呈现逐渐升高的趋势，且30～45 d这一阶段，CK组可溶性固形物含量显著高于1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组（P＜0.05）。贮藏60 d时，CK组和0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组冬枣果实可溶性固形物含量达到了峰值，而1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组果实可溶性固形物含量在75 d时才达到峰值，随后各组果实可溶性固形物含量开始缓慢降低，且CK组相对下降最快，贮藏90 d时的可溶性固形物含量为27.5%。

图7 不同处理对冬枣果实贮藏期间可溶性固形物的影响Fig.7 Effectsof different treatmentson soluble solid contentsof winter jujube fruitsduring storage

2.3 果实体内酶活性的测定结果

2.3.1 冬枣果实淀粉酶活性

如图8所示，贮藏15 d时，各组冬枣果实淀粉酶活性均有一定程度升高，CK较刚采摘时（55.93 U/g）提高了42.81%，且与1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理间差异显著（P＜0.05）。随后各组果实淀粉酶活性逐渐降低，且1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理较其他组降低趋势更为明显。贮藏90 d时，各组果实淀粉酶活力仅为20 U/g左右。

图8 不同处理对冬枣果实贮藏期间淀粉酶活性的影响Fig.8 Effects of different treatmentson amylase activities of winter jujube fruitsduring storage

2.3.2 冬枣果实果胶酶活性

如图9所示，贮藏0～30 d，各组冬枣果实果胶酶活性均呈逐渐升高的趋势，CK较刚采摘时（93.55 U/g）提高了132.58%，且CK较纳他霉素结合1-MCP处理的升高趋势更明显（P＜0.05）。随后各组果实的果胶酶活性总体上呈逐渐降低的趋势，但纳他霉素结合1-MCP处理在贮藏75 d时，果实果胶酶活性有略微的升高。贮藏90 d时，各处理果实酶活仅在50 U/g左右。

图9 不同处理对冬枣果实贮藏期间PG活性的影响Fig.9 Effectsof different treatmentson PGactivities of winter jujube fruitsduring storage

2.3.3 冬枣果实过氧化氢酶活性

如图10所示，贮藏0～15 d时，CK组果实过氧化氢酶活性略微降低，纳他霉素结合1-MCP处理的果实酶活性略微升高。贮藏30 d时，各组果实CAT活性达到峰值，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组CAT活性较刚采摘时（30.84U/g）提高了54.43%，且纳他霉素结合1-MCP处理较CK组的升高趋势更明显（P＜0.05）。随后各处理酶活性呈现逐渐降低的趋势，且CK组降低更为明显，贮藏90 d时，CK组CAT活性仅为14.15 U/g，较纳他霉素结合1-MCP处理降低了40%左右。

图10 不同处理对冬枣果实贮藏期间CAT活性的影响Fig.10 Effectsof different treatmentson CATactivities of winter jujubefruitsduringstorage

2.3.4 冬枣果实超氧化物歧化酶活性

如图11所示，刚采摘时冬枣果实SOD活性较低，仅为1.09 U/g。贮藏0～15 d，各组果实SOD活性急剧升高，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理组酶活性较刚采摘时提高了292.37%，且纳他霉素结合1-MCP处理SOD活性显著高于CK组（P＜0.05）。随后各组酶活性呈现逐渐降低的趋势，且在15～30 d时，CK较纳他霉素结合1-MCP处理的果实酶活性降低更为明显（P＜0.05）。贮藏60 d后，各组果实的SOD活性已低于1.0 U/g。

图11 不同处理对冬枣果实贮藏期间SOD活性的影响Fig.11 Effectsof different treatments on SODactivities of winter jujubefruitsduringstorage

2.4 果实呼吸、乙烯代谢的测定结果

2.4.1 冬枣果实呼吸强度

如图12所示，刚采摘时各组冬枣果实呼吸强度均非常高，达到了41.87 mg（/kg·h）。贮藏0～15 d时，果实呼吸强度急剧下降，且与CK相比，纳他霉素结合1-MCP处理组果实呼吸强度下降速度更快，具有显著性差异（P＜0.05）。贮藏第15天时，1.0mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理较CK组的呼吸强度减少了44.67%。随后果实呼吸强度呈现缓慢降低的趋势，且贮藏15～60内CK与纳他霉素结合1-MCP处理之间具有显著性差异（P＜0.05）。果实贮藏75～90 d，各组果实呼吸强度降低到10mg（/kg·h）以下。

图12 不同处理对冬枣果实贮藏期间呼吸强度的影响Fig.12 Effectsof different treatments on respiratory intensity of winter jujube fruitsduring storage

2.4.2 冬枣果实乙烯释放量

如图13所示，冬枣果实刚采摘时乙烯释放量非常低，仅为1.24μL（/kg·h）。贮藏30 d时，CK组果实乙烯释放量达到了峰值，为4.11μL（/kg·h），而此时纳他霉素结合1-MCP处理的果实乙烯释放量还比较低，三者间呈显著性差异（P＜0.05）。贮藏45 d时，纳他霉素结合1-MCP处理的果实乙烯释放量达到了峰值，说明纳他霉素结合1-MCP处理可以延缓果实乙烯释放高峰的出现时间，且能降低乙烯的释放量。45 d后各组果实乙烯释放量逐渐降低，至贮藏90 d时，各组果实乙烯释放量仅为1.0μL（/kg·h）左右。

图13 不同处理对冬枣果实贮藏期间乙烯释放量的影响Fig.13 Effectsof different treatments on ethylene releases of winter jujube fruitsduring storage

2.5 冬枣果实耐贮性指标的主成分分析

2.5.1 主成分个数确定

由表1可知，每个处理的13个指标均共得到2个主成分，3个处理主成分1的特征值均在8.8以上，贡献率均在68.0%以上；3个处理的2个主成分累计贡献率均在87.4%以上，已经包含了原有13个指标的全部信息。3个处理的第1主成分中可溶性固形物、失重率、还原糖在成分矩阵中所对应的值为负值（在图14主成分1的左侧），说明相关性小；硬度、好果率、VC、可滴定酸、呼吸强度等指标，在成分矩阵中所对应的值较大，均为0.9以上（在图14主成分1的右侧），这些指标与主成分1的相关性非常大，主要凸显指标“高—低”或“较高—高—低”的变化趋势，其中成分矩阵中的较小值对应指标的变化趋势为“低—高—低”，负值相关性则最小，则是“低—高”的变化趋势。3个处理的第2主成分主要凸显指标“低—高—低”的变化趋势，如对照处理还原糖、可溶性固形物、PG等成分矩阵值分别为0.93、0.73、0.78，相关性较大。

图14 各处理主成分分析结果图Fig.14 Principal component analysisresultsof each treatment

表1 果实理化指标成分矩阵Table 1 Component matrix of fruits physical and chemical indices

2.5.2 不同时期各处理主成分综合得分F值

由表2可知，3个处理的评价变量值f1总体上表现出“高—低”的变化趋势。纳他霉素结合1-MCP处理组的f1值下降较慢，说明果实VC含量、硬度、可滴定酸等值降低较慢；f2总体上表现出“低—高—低”的变化趋势，纳他霉素结合1-MCP处理组的f2值前期上升慢、后期下降慢，这与还原糖、可溶性固形物等指标变化一致。贮藏60 d时，综合评价值F值在3个处理均出现负值，说明此时果实开始进入快速软化期，其中空白处理负值相对较大，说明果实软化较快，2个药剂处理负值相对较小，果实软化相对较慢，从而说明药剂有利于提高果实的耐贮性。

表2 主成分评价变量值f值及综合得分F值Table 2 Value f value of main component evaluation variable and F value of comprehensive score

3 结论与讨论

冬枣果实经过纳他霉素结合1-MCP处理后，果实品质得到了保持，果品耐贮性得到了很大的提高，在果实贮藏90 d时，果实好果率提高了近60%，其主要原因是纳他霉素可以有效地杀灭冬枣果实贮藏期间的真菌类致病菌，从而很大程度上降低了外界因素对冬枣果实造成的腐烂[13]。果实失重率降低了将近30%，一方面是因为病原菌减少了对果实有机物的消耗，另一方面是因为纳他霉素结合1-MCP处理可减缓果实自身对有机物呼吸代谢的消耗[5]。果实硬度提高了40%以上，主要原因纳他霉素结合1-MCP处理在有效杀灭病原微生物的同时，还可降低果实大分子糖分解酶的活性，提升氧自由基清除酶的活性，从而延缓果实的衰老和软化[14]。VC含量提高了40%以上，有机酸和VC自身便具有一定防腐保鲜的作用，其保持较高的含量也是果实耐贮性的原因之一。纳他霉素结合1-MCP处理可延缓还原糖和可溶性固形物含量的前期增加量，其主要原因是由于药剂可降低果实大分子糖分解酶的活性，从而不利于还原糖和可溶性固形物的增加[15]。

冬枣中果胶酶和淀粉酶活性较CK有所降低，其主要原因之一可能是药剂降低了相关酶基因的表达[16-17]。果实SOD和CAT活性较CK有所升高，氧自由基酶活性的升高有利延缓果实的衰老，其主要原因之一也可能是药剂提高了相关酶基因的表达以及降低果实中SOD和CAT分解所致[18]。果实呼吸强度和乙烯释放量较CK有所降低，其主要原因是1-MCP可抑制乙烯的产生，从而降低果实的呼吸代谢和相关基因的表达[19]。呼吸速率的减缓可有效抑制果实糖酵解过程，不利于有机物的分解，从而更有利于果实的贮藏。试验过程中，1.0 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理与0.5 mg/mL纳他霉素结合1.0μL/L 1-MCP处理对果实耐贮性影响的差别不大，可能原因是0.5 mg/mL纳他霉素便可对冬枣果实腐烂病原菌进行有效杀灭[20]。通过主成分分析，采用数据统计学方式更好地说明了两个药剂处理较对照处理在果实耐贮性方面具有较大的优势。纳他霉素结合1-MCP处理在冬枣果实防腐保鲜方面具有一定的作用，可进一步在实际生产中广泛推广应用。采用复配药剂对冬枣果实耐贮效果具有一定的协同作用，在今后的研究中可细化药剂复配比列，更大程度提高药剂的保鲜效率。