火龙果采后贮藏保鲜研究进展

马飞跃，帅希祥，张 明，杜丽清,*，李 娅，汤昕明

（1. 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，农业农村部热带果树生物学重点实验室，海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室，广东 湛江 524091；2. 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047）

火龙果（Hylocereus undatus）是一种原产于中美洲热带雨林地区的植物，属仙人掌科（Cactaceae）三角柱属（Hylocereus）。近几年来，随着市场对火龙果需求量的增加，火龙果种植面积和产量逐年扩大。据统计，截至2019 年，我国火龙果种植面积达5.33～6.67万hm2，其已成为国内继荔枝、龙眼、香蕉、芒果之后的第五大宗热带园林水果。目前，我国火龙果主要以鲜销为主，但由于其果实中含有较多的水分和糖分，在常温情况下果实易失水而导致萎蔫或腐烂，同时火龙果采后易受病原菌（主要为砖红镰刀菌、黑曲霉和黄曲霉）侵害[1-2]，以炭疽病、焦腐病为主，偶见镰刀菌果腐病[3-5]，这加速了火龙果的腐烂，缩短果实贮藏期，严重影响火龙果的贮藏品质[6]。因此，延长贮藏时间和提高贮藏品质是火龙果研究中的一项重要工作。本文综述了国内外近十年来火龙果采后贮藏保鲜技术研究进展，并结合相应的产业发展问题，展望了火龙果在采后处理、保鲜加工等技术方面的研究方向，以期为我国火龙果高品质贮藏保鲜研究提供理论支持，为“南果北运”产业链的发展指明方向。

1 采收期对火龙果采后贮藏保鲜的影响

火龙果盛产季节一般在花后20～30 d。一般来说，采收得越早越有利于果品的贮藏，但果实品质及其商业价值较低，采收得越晚越不利于果品的贮藏，但果实品质较好。因此，火龙果的贮藏时间以及贮藏品质受采收期的影响[7]。采收得越早果实中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）等内源酶活性越高，其清除活性氧的能力越强，产生的丙二醛（MDA）较少，对于膜的通透性和完整性越有利，可延长果品贮藏时间[8]。反之，则果实中活性氧含量较高，破坏了膜的通透性，MDA 含量也较高，果实易衰老腐败，缩短贮藏期，且采收越晚的火龙果中可溶性固形物和糖含量较高，可滴定酸和叶绿素含量较低[9]。张绿萍等[10]以紫红龙火龙果外观色泽为标准，判断其采收成熟度，分析不同成熟度采摘对于火龙果贮藏期及营养品质的影响，以其贮藏品质的高低确定火龙果最适采收期，研究发现：在常温下和冷库贮藏条件下，成熟度Ⅰ（果皮开始着色）、Ⅱ（果皮全部着色）采收的火龙果其贮藏时间较成熟度Ⅲ（果皮完全转红）更长，其中成熟度Ⅱ的火龙果贮藏品质最佳，因此成熟度Ⅱ为紫红龙火龙果的最适宜采收期。由于不同品种火龙果的生理特性有所不同。因此其采收成熟度的划分亦有所不同，在生产实际中，可根据火龙果的外观、口感、营养成分含量、酶活性等多个指标综合评判来确定最适采收期。

2 物理处理方法对火龙果采后贮藏保鲜的影响

2.1 低温贮藏处理

目前，低温贮藏是在水果贮藏保鲜中最为有效且应用最广的一项技术。低温可以降低采后火龙果的新陈代谢，抑制致腐败及病原微生物的活动，降低呼吸速率，使其在贮藏期内维持较好的贮藏品质[11]。有大量研究表明，火龙果的最佳贮藏温度为3～5 ℃，与常温贮藏相比，可延长贮藏期16～20 d[12-22]，且低温贮藏能显著降低果实中主要糖酸组分、VC、淀粉等营养物质的分解，使火龙果的腐烂率明显降低，但温度低于3 ℃时容易引起火龙果冷害的发生[23]。近年来，随着果蔬保鲜技术的发展，一些新型保鲜技术的应用可有效避免冷害的发生，如Dueñas 等[24]研究发现，将经过25 ℃热激处理的火龙果置于2 ℃冰箱内贮藏，不仅能有效防止冷害的发生，还可以延长其保鲜期，且能保持更好的颜色和外观，并减少软化。另外，有研究表明冷激处理也可达到抑制冷害和延长贮藏期的目的，这是由于冷激处理可延缓果实细胞膜透性的增加，使游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量在贮藏后期的积累显著增加，并对果实硬度、总可溶性固形物（TSS）和可溶性糖含量的降低都有一定的抑制作用[25]。

同时，贮藏过程中腐烂率随贮藏温度的升高和贮藏时间的延长呈上升趋势，各品质指标及相应的活性酶均有不同程度的变化。大量研究表明，低温贮藏可抑制或调节火龙果中POD、SOD、CAT 活性，并抑制MDA 含量的升高，从而延缓火龙果的衰老，使其贮藏期延长[26-27]。因此，低温贮藏结合冷激处理、热激处理等手段可有效延长火龙果的贮藏时间，并降低冷害的发生。

2.2 气调包装处理

气调包装处理主要是采用不同的包装材料和包装方式，通过抑制果蔬的呼吸作用，减少营养物质的消耗，防止果蔬褐变；且在有限的空间内调节CO2和O2的混合比例，营造高湿环境，有效地降低硬度及控制失水，并阻隔部分病原菌的侵染，从而延长果实的货架期和保鲜期。因此，采用不同的包装材料和包装方式对采后火龙果进行处理是一种简便有效且成本较低的贮藏保鲜方式，该处理可与低温贮藏相结合控制火龙果采后果实品质的劣变。目前，国内外对不同包装材料的制备和应用于火龙果采后贮藏保鲜方面已开展了广泛的研究[28-30]，但不同类型的包装材料在其保鲜效果和生产成本等方面均有不同的优缺点。

另外，一些研究和专利[31-34]对火龙果采后不同包装方式（例如高氧气调、保鲜盒等）进行了研究，不同的包装方式和包装结构对于火龙果的采后贮藏均具有一定的保鲜效果。

2.3 热处理

热处理是指利用热蒸汽、热水或干热空气等处理果实，以此抑制果实的呼吸作用，并抑制一些果品表面病原菌的生长，调节果实内部活性氧的代谢，同时热处理可控制采后害虫繁殖，从而达到贮藏保鲜的目的[35]。近年来，已有大量学者研究不同热处理工艺对火龙果贮藏品质的影响。巴良杰等[36]研究了热处理对采后火龙果品质和抗氧化活性的影响，发现采后热处理可有效提高火龙果贮藏期间总酚和总黄酮含量，较好地保持了火龙果贮藏品质，并有效抑制抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的降低。将热处理与低温贮藏结合，发现热处理能抑制火龙果贮藏期的呼吸强度，延缓腐烂率、失重率、相对电导率、MDA 和pH 的升高，抑制各营养品质指标的降低[37]。刘娟[38]研究了贮藏温度与热空气处理对火龙果贮藏品质的影响，发现热空气处理不仅可延缓衰老，抑制微生物的繁殖，保证其贮藏品质，而且还影响果实内部活性氧（ROS）自由基的生成以及膜脂过氧化的发生。有研究表明，将热处理与低温冷藏相结合，通过优化热处理工艺，可进一步提高火龙果的保鲜效果[39-42]。因此，热处理工艺不同，其对火龙果贮藏保鲜效果也不同，且不同的热处理方式（热空气、热水等）其保鲜效果也有所不同。但无论采用哪种热处理方式，处理温度和时间均不宜过高，一般控制在40～50 ℃，处理时间低于20 min，这是因为温度过高和处理时间过长均可能会导致火龙果腐烂加快，不利于贮藏。

2.4 辐照处理

辐照处理一般是利用X 射线、γ 射线（60Co、137Cs）或紫外射线（UV）辐照果实，改变组织中代谢酶等物质的活性，使其新陈代谢受到抑制，延缓衰老和腐烂，达到贮藏保鲜的目的[43]。Nimitkeatkai 等[44]对鲜切火龙果进行切割前后UV-C 处理，考察贮藏期间微生物菌落总数及火龙果品质的变化，发现UV-C 照射处理组的总需氧菌、大肠杆菌、酵母菌和霉菌菌落总数都显著降低，且鲜切火龙果的失重率、硬度、色泽和感官评分等指标均优于其他处理，但TSS 和VC 含量基本无改变。Wall 等[45]发现经过X 射线辐照处理的不同品种火龙果果肉的TSS、可滴定酸和果糖含量均无明显变化，但葡萄糖、蔗糖、总糖含量与辐照剂量呈负相关，且辐照剂量在800 Gy 以下不会对火龙果的检疫安全性、感官品质等方面产生影响。然而，目前国内关于辐照处理果蔬的研究较少，其延长贮藏期的机理尚不十分明确，且对于果蔬辐照后的安全性问题亦不明确，因此该技术在实际生产中尚未得到大规模应用。

3 化学处理方法对火龙果采后贮藏保鲜的影响

3.1 钙处理

钙处理对稳定果实色泽，维持果实营养品质等方面效果明显。王彬等[46]采用氯化钙溶液处理火龙果，发现其虽不能抑制火龙果的呼吸作用，但可以一定程度的降低果实腐烂率和水分损失率，且经过钙溶液处理后，火龙果的营养品质无明显变化。Ghani 等[47]和Awang 等[48]分别采用氯化钙处理火龙果，发现采前钙处理可降低炭疽病和褐腐病的发生率，而且营养品质不受影响；高浓度氯化钙处理能显著提高果实硬度，同时降低由于炭疽病发生而引起的果实pH、TSS 和TA 的变化。Chuni 等[49]在研究不同浓度氯化钙溶液处理对火龙果内源酶活性和品质的影响时发现高浓度氯化钙处理后，鲜切火龙果的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）活性降低，同时果实硬度得到提高，但浸泡时间过长会使硬度降低。目前，国内有关氯化钙溶液应用于果蔬贮藏保鲜的相关研究较少，其是否利于产业化应用以及绿色安全性等问题还尚未明确。

3.2 1-甲基环丙烯（1-MCP）处理

1-MCP 是一种乙烯受体抑制剂，通常被应用在呼吸跃变型果蔬的保鲜方面。火龙果虽为非呼吸跃变型水果，但大量研究发现1-MCP 对其采后贮藏保鲜同样具有一定的效果[35]，尤其是在贮藏前期，1-MCP处理可抑制火龙果果实的呼吸作用，显著延缓火龙果贮藏期内的品质劣变[50-51]。同时，1-MCP 处理也能有效保持火龙果贮藏期间的外观品质和营养品质，减少果肉及果皮中营养物质的降解，抑制细胞膜的通透性，表现出明显的保鲜效果[52]。但并不是高浓度和长时间的1-MCP 处理均有利于火龙果的贮藏保鲜。方垚等[53]通过分析贮藏期内火龙果的生理特性和营养品质的变化规律发现：贮藏前期，1-MCP 处理可以有效保持火龙果品质，但一定时间后，1-MCP 可能加速果实的衰老。为了进一步提高火龙果的贮藏品质，将1-MCP 处理与现代新型包装材料结合使用可能会取得更好的效果[54]。大量研究表明：1-MCP 应用于火龙果采后贮藏保鲜的效果较好，可通过降低细胞膜的通透性来抑制呼吸作用，且0.5～1.0 μL/L 1-MCP 处理对维持冷藏期间火龙果果实的保鲜效果最好，但其对火龙果贮藏保鲜作用的具体分子机制尚未十分明确。

3.3 其他化学试剂处理

目前，国内外比较普遍采用化学试剂处理来延长和保证火龙果的贮藏时间和贮藏品质，虽然处理工艺不同，但都是从调控果实贮藏过程中生理代谢角度出发，一方面通过乙烯调控来抑制果实的呼吸作用，延缓衰老进程；另一方面调控内源酶的活性以及细胞膜的通透性等；再一方面就是通过抑制内部和环境中的病原菌的生长和繁殖来控制果实的腐败[35]。常用的化学试剂主要包括两大类：一类为属于防腐保鲜剂类的茉莉酸甲酯、甲酸乙酯、食品添加剂、β-氨基丁酸、咪酰胺等[55-61]；另一类为属于生长抑制剂类的水杨酸、赤霉素等[35]。这些试剂的应用虽然在一定程度上可以改善火龙果的保鲜效果，但是它们的作用机制和安全性均未十分明确，需待进行更加深入地研究和实践。

4 生物处理方法对火龙果采后贮藏保鲜的影响

4.1 植物提取物处理

近年来，随着人们对食品安全意识的提高，果蔬的采后贮藏、绿色保鲜显得尤为重要。植物提取物作为天然保鲜剂不仅具有抗氧化活性和抑菌活性，绿色安全，可以有效杀死果实表面、内部以及贮藏环境中的病原菌，预防病原菌侵害，而且还具有抑制果实褐变及黑色素的产生等作用，将其应用于果蔬贮藏保鲜有一定的前景和意义。目前，大量的研究主要集中在绿茶提取物、油茶饼粕提取物、蜂胶提取物、金银花提取物、丁香提取物、中药提取物，通过一种或多种提取物复合使用来达到保鲜效果[62-74]。研究也表明植物提取物可有效抑制火龙果表面病原菌、真菌等的生长和繁殖，且对其品质不产生负面影响，食用安全性较高。

4.2 植物精油处理

植物精油是一类从高等植物的花、叶、根、茎、果实等不同组织部位提取的具有挥发性油状液体的芳香类物质，具有天然、绿色和无残留等优势，因此被作为一种新型保鲜剂应用于果蔬保鲜。其应用方式主要有精油采前喷洒、精油浸渍法、精油熏蒸处理、精油复合可食性涂膜及精油保鲜纸等。据报道，芒果精油、龙眼核精油、香芹酚精油和茶树精油等对火龙果有很好的保鲜效果，通过抑制果实表面霉菌活性，减弱霉菌活动导致的果实腐烂变质，同时还可有效降低果实中酶的活力及其生理活动强度，从而起到绿色保鲜的效果[64,75-77]。但植物精油易挥发，在处理方式和效果持久度方面具有一定的局限性。Aziz 等[78]研究了肉桂叶精油与保鲜纸结合应用对火龙果贮藏期间品质的影响发现，其对贮藏期间火龙果的失重率、硬度和果皮颜色均有显著影响，而不会对其他生理生化指标和微生物繁殖等产生显著影响。因此，进一步开发新型运载载体，使植物精油更有效更持久的保留，是开发新型火龙果保鲜剂的一个重要方面。

4.3 生物源涂膜处理

生物源涂膜处理是指使用海藻酸钠、壳聚糖、果腊等涂膜剂进行涂布、浸泡或喷洒于火龙果果实表层，形成一层透明且富有弹性的膜[79]。有研究表明：火龙果经过SP-1 果蜡处理后，其在贮藏期间果实失重率和TSS 损失显著降低，该处理有利于果实品质的保持，且果实中脂氧合酶（LOX）及其他各相关内源酶的活性受到明显抑制，因而降低了超氧阴离子自由基生成速率和H2O2的积累，有效提高了贮藏期内还原型抗坏血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）的含量[80]。也有研究采前喷施壳聚糖处理火龙果，该方法可以保护果实细胞膜不被破坏，减缓水分损失，延缓果皮变薄等生理代谢，同时延长其贮藏时间并保持贮藏品质，其中以采前喷施4 g/L 壳寡糖（分子量5 000）处理的效果最佳[81]。

除单一施用涂膜剂外，国内外已有大量研究将多种涂膜剂复合联用，有效地维持了较高的果实内容物，稳定果皮色素、含水率和不溶性果胶含量，使果实保持较好的外观和硬度。Ali 等[82]采用双层涂膜技术对火龙果进行处理，发现纳米级壳聚糖分散液+1.0%常规壳聚糖的双层涂膜效果最好，可保持火龙果品质长达28 d，其果实失重率仅为12.0%。玉新爱[83]研究了不同涂膜处理（包括复合涂膜处理）对火龙果贮藏品质及生理生化指标的影响，发现涂膜处理均能有效降低果实失重率，延缓各营养品质指标的下降，其中5%蔗糖基聚合物+1%海藻酸钠处理的保鲜效果最佳，25 ℃下可有效延长其贮藏期4 d。此外，据报道复合涂膜处理还能通过调节相关酶的活性，抑制果实的呼吸强度，从而延缓果实的衰老和腐烂，以达到保鲜效果。也有研究发现，涂膜处理与低温贮藏相结合可使火龙果的货架期延长至45 d，且能保持较好的品质[83-84]。Hernández-Valencia 等[85]将壳聚糖与羟丙基甲基纤维素交联制成乳化剂，加入印楝油，制备复合型印楝油涂膜剂，用于处理火龙果，发现处理后的火龙果在贮藏过程中表现出较佳的果实采后品质，且在（10±2）℃下保质期达到15 d。张绿萍等[86]比较了壳聚糖复合保鲜剂、保鲜剂涂膜方式以及纳米果腊处理对火龙果贮藏时间的影响，发现复合保鲜剂（1.0%壳聚糖+0.6%纳米载银抗菌粉+0.08%茶多酚）结合冷库贮藏能延长火龙果的贮藏时间2～4 d，而PVC 保鲜袋套袋和果蜡涂膜处理则不利于火龙果的贮藏保鲜。

另外，一些新型涂膜剂也被应用于火龙果的保鲜，例如活性菌菌种及其离心上清液[87-88]，微生物发酵液等。方垚[31]将微生物发酵液作为涂膜剂，应用于火龙果贮藏保鲜，发现微生物发酵液涂膜处理可以明显降低其呼吸峰值、失重率和pH 值，提高VC 和可溶性蛋白含量，说明微生物发酵液可稳定火龙果贮藏期内各营养物质（例如甜菜苷等）的含量变化。总体来说，涂膜处理可有效改善火龙果的贮藏保鲜效果，且其操作简单，与其他保鲜技术联合应用效果更佳，但火龙果表面具有鳞片，并不光滑平整，涂膜处理后不易形成完整的膜层，因此在实际应用过程中还存在一定的局限性。

5 展望

目前，大量的研究基本上是基于火龙果采后的外观、营养品质及基本生理生化指标，通过各种物理、化学和采收期的调节等方法调控果实的成熟衰老，但基于更深层次有关细胞、分子水平等方面的研究开展较少，对于从根本上如何延长火龙果采后贮藏期的机理尚不明确，且现有的各种方法均各具优缺点，难以形成系统的保鲜技术规程。

建议以后可以从以下几个方面和领域开展相关研究：一是通过调节产地、栽培技术和新品种选育等措施，调控火龙果的种植区域，实现火龙果的全年供应，摆脱受气候、产地等栽培条件的限制；二是以农产品加工副产物（如芒果皮核、菠萝皮渣等）为原料，从减少生产成本、提高安全性角度，开发新型高效、天然、绿色环保的保鲜剂或保鲜包装材料；三是从综合角度出发，将低温贮藏、气调贮藏、涂膜处理等多种物理、化学方法相结合，探索火龙果采前防控、采后贮藏保鲜的综合技术，制定不同地区、不同品种火龙果采后贮藏保鲜技术规程；四是阐析火龙果采后贮藏保鲜过程中各种生理代谢变化的机制，主要从细胞及分子水平揭示其变化的机理，例如基于代谢组和蛋白组学比较采前、采后或各处理前后火龙果营养品质差异代谢物水平、相关蛋白或基因的差异表达、乙烯合成过程中关键酶基因的表达及代谢通路等，以突破火龙果采后贮藏保鲜产业存在的瓶颈问题，从根本上延长火龙果贮藏保鲜时间，提高贮藏品质。