嘉宝果采后生理及保鲜技术研究进展

杨淑芳 区仲甜 梁凯庭 王璐

(中山市海枣椰农业科技有限公司 广东中山 528400)

嘉宝果（Myrciariaspp.，异名：Pliniaspp.）又名树葡萄、珍宝果，英文名Jaboticaba或Jabuticaba，属桃金娘科（Myrtaceae）树葡萄属 （Plinia） 或团番樱属 （Myrciaria） 果树［1-3］，常绿小乔木。嘉宝果有9个品种，全世界栽培最广泛的2 个品种均为Sabará［P. jaboticaba（Vell.）Berg 或M. jaboticaba（Vell.）Berg］和‘Paulista’［P. cauliflora（Mart.）Kausel 或M. cauliflora（DC）Berg］［1-2］。嘉宝果原产巴西、巴拉圭、阿根廷以及玻利维亚等南美洲地区［4］，自1904 年起先后被美国的加利福利亚、佛罗里达和夏威夷等地引种，20 世纪40 年代，佛罗里达的苗圃开始出售并推广嘉宝果种苗［5］，中国台湾在20 世纪60年代开始引种嘉宝果［6］，中国大陆栽植的嘉宝果均从中国台湾引进［7］，目前主栽品种也是Sabará和Paulista。嘉宝果是新兴的优稀浆果，其果肉口感酸甜，风味较浓，果肉香气浓，果实品质佳，果实富含黄酮类化合物、花青素、单宁等多种酚类化合物以及多种挥发性物质等生物活性成分，具有很高营养、药用和经济价值，此外，果实还可以用来加工成果酒、果醋、果汁、果酱、甜品等［8-9］。目前嘉宝果的主产区是南美的巴西，嘉宝果树在巴西农村十分常见，但是商业化运营的果园却寥寥无几，大量的嘉宝果在采摘后通常是就地销售，几乎没有流通到外地的水果市场上进行分级销售［10］，更没有远销到国外［11］。近年来，随着人们对高端新奇水果需求量的增加以及对嘉宝果营养保健功效认知的不断提高，中国嘉宝果的市场需求量快速上升，嘉宝果的商业化栽培也快速启动。虽然中国嘉宝果的种植面积不断增加，但嘉宝果多数是以果树形式出售，市场上同样难觅鲜果的踪影。造成嘉宝果在市面罕见的原因是果实极易腐烂，采后保鲜期很短，常温下鲜果保鲜期只有2 d［12］。在常温环境条件下，嘉宝果在储存的第二天开始变软，第三天开始枯萎、发酵和腐烂，商品营养价值和经济价值严重下降；再加上嘉宝果的采摘期短，采摘期限最多只有2周，其正造果的成熟时间一般在每年的4～5 月份，正值高温多雨季节，十分不利于鲜果的储运，造成大多数的嘉宝果直接烂在地里。嘉宝果是新兴的优稀浆果，随着中国嘉宝果生产规模的逐年扩大，嘉宝果采后贮藏保鲜问题日益凸显，嘉宝果的采后贮藏环节已经成为制约嘉宝果产业发展的瓶颈问题。因此，研究嘉宝果的采后衰老机制，以减少采后发酵与腐烂，延长保鲜时间，对嘉宝果产业转型和升级至关重要。本文总结了嘉宝果采后生理及保鲜技术研究进展，旨在为嘉宝果鲜果商业化发展提供理论参考和实践指导。

1 嘉宝果采后生理生化变化

1.1 采后衰老表现

嘉宝果的成熟期以颜色变化、硬度下降、可溶性果胶和多聚半乳糖醛酸酶活性增加为特征，同时酸度相应下降［13］。在生产实践中，嘉宝果皮颜色完全变为紫色则代表嘉宝果完全成熟可摘。嘉宝果在采摘后仍然进行着旺盛的呼吸作用，其生理代谢比采摘前加快，最终导致其不易贮藏。采后的嘉宝果外观、结构、香味、营养成分等发生变化，这些变化本质上就是果实的衰老过程，具体表现为硬度降低、果肉水分丢失，从而导致果皮明显起皱、果皮失去光泽、产生难闻的发酵异味以及发霉腐烂［14］。常温环境条件下，贮藏超过2 d的果实已经霉腐变质，无食用价值。

1.2 呼吸作用

呼吸作用是嘉宝果采后生命活动的主要表现，通过消耗可溶性固形物、可滴定酸等物质来维持果实的生命。嘉宝果为非呼吸跃变型果实［15］，采收过早，在任何温度下放置多久也不能后熟［16］；采收过晚，成熟度过高，采收时就已经开始发酵［17］，导致贮藏保鲜时间更短，更快失去商品价值。在果实成熟阶段，果实各项内含物含量不断发生变化，伴随着呼吸速率不断升高，最佳食用期是呼吸活动达到最大值时，即开花后的50～55 d［15］。刚采摘后的嘉宝果呼吸速率非常高，呼吸产生的 CO2含 量 从 116.54 mg/（kg·h） 快 速 上 升 至159.33 mg/（kg·h）［12，18］。在采摘 24 h 后，室温环境下的 CO2含量下降至 95.54 mg/（kg·h）［18］；在（12.5±0.5）℃冷藏条件下，CO2含量迅速下降至58.12 mg/（kg·h）［12］，即使在不同氧浓度下以上数据也十分接近，说明在采后24 h 内嘉宝果的呼吸速率在迅速下降；之后，呼吸速率继续下降，但下降幅度比较平缓。然而，在采摘满4 d 后，嘉宝果的呼吸活动有一个短期的上升趋势；室温环境下，在贮藏的第5 天至第7 天，嘉宝果呼吸产生的CO2从 96.54 mg/（kg·h） 上 升 至 103.54 mg/（kg·h）［18］；另外，在（12.5±0.5）℃冷藏条件下，呼吸活动也会增加，但呼吸速率上升不明显。贮藏一段时间后，呼吸活动突然增加，是由于果实自身发生了发酵反应。在冷藏满7 d 后，呼吸活动再次下降，采摘满9 天后测定可知，嘉宝果产生的CO2含量小于或约等于采后24 h的CO2含量，在氧浓度越低时，呼吸速率也越低，在1 kPa O2条件下，嘉宝果采后9 d 的 CO2含量为 40 mg/（kg·h），说明采后9 d，嘉宝果的呼吸速率低于采后24 h［12］。从嘉宝果采后呼吸强度变化可以看出，温度是影响嘉宝果果实呼吸强度的重要因素之一，室温下贮藏的嘉宝果衰老速度快于在冷藏条件下，控制温度可延缓果实衰老速度，延长保质期。但并非贮藏温度越低对嘉宝果的保鲜越好，贮藏温度过低会发生冷害。有研究表明，在0℃贮藏15 d 的嘉宝果果实呼吸作用高于3℃下冷藏条件，即温度过低反而会加速嘉宝果的衰老［19］。

1.3 内含物浓度变化

成熟的嘉宝果果实富含糖类、维生素C、还原糖、硒、镁、锰等营养成分。纤维素是嘉宝果主要的结构性碳水化合物，其次是半纤维素、果胶，非结构性碳水化合物主要是可溶性糖和淀粉。在开花后37 d，结构性碳水化合物含量大幅增加，约在花后53 d，半纤维素的积累达到相对稳定值，而在花后55 d果胶含量剧烈下降；从开花后41 d，非结构性化合物总糖、淀粉含量也开始大幅度增加，淀粉含量在花后45 d 达到最大值，之后开始减少，在花后56～60 d 时，总糖达到最大值，之后开始大幅度减少［15，20］。另外，有机酸含量在果实发育到一定阶段后（花后20 d）开始下降［21］。果实在发育期间硬度不断降低是由于半纤维素水平下降所致，采后果实进一步软化是因为果胶与纤维素（它们是构成细胞壁的主要物质）发生分离，使得细胞壁结构破坏，果实硬度大幅下降，随后糖等碳水化合物的分解加速了果实软化。根据笔者对嘉宝果5年的引种栽培观察，嘉宝果在开花后53～55 d 成熟，物候期数据与 Magalhães 等［20］对果实发育过程中碳水化合物的含量测定结果相吻合。花后55 d 果胶的含量大幅下降，此时果实已经完全成熟，果皮颜色呈紫色，属于成熟期的第4 阶段［13］。采后的嘉宝果在贮藏过程中一方面失去外界养分供应，另一方面在乙烯的作用下，进行一系列的代谢反应，糖类、淀粉等碳水化合物逐渐被氧化分解。Vieites 等［19］研究表明，伴随着碳水化合物的分解转化，果实内含物也同步发生变化。采后果实内的淀粉继续水解转化为糖，导致贮藏期间果实内的可溶性固形物含量不断增加，直到15 d 后开始减少。贮藏前可溶性固形物含量为 12.5°Brix，在 0、3、6℃贮藏 10 d 后可溶性固形物含量分别为17.9、17.6、17.6°Brix；而在此过程中，有机酸（包括抗坏血酸）含量则不断下降，因为有机酸在呼吸代谢中被转化为非酸性分子，在低于9℃条件下贮藏10 d 的嘉宝果，其有机酸平均酸度相当于贮藏前的43%～63%。

1.4 抗氧化活性成分

成熟的嘉宝果果实富含酚类、鞣质类、挥发油等多种生物活性物质［6］，被称为花青素最丰富的巴西水果之一［22］。花青素决定果实的主要颜色，也是果实成熟的标志。花青素是水溶性色素的一种，属于植物次生代谢产生的类黄酮化合物。花青素具有特殊的营养价值和药用功能，能够帮助人体抵御某些癌症、心血管疾病以及与机体老化相关的疾病［23-24］。嘉宝果的花青素在花后50 d 左右开始明显增加，在花后60 d 左右花青素含量3 d内从 10 μmol/m2飙升至250 μmol/m2；同时，叶绿素含量在花后50 d 左右达到最大值，随后直线下降［20，25］。刚采摘后的嘉宝果皮中总花青素含量高达574 mg/hg，但是在（12.5±0.5）℃条件下贮藏2 d后，果皮中的总花青素含量迅速降至254 mg/hg，而且果皮中的总花青素含量几乎不受氧浓度高低影响［12］。花青素是属于具有抗氧化作用的酚类化合物的一种，果实的总酚类化合物含量在采后贮藏期间也大幅度下降，刚采摘后的嘉宝果总酚类化合物平均含量为4 089 mg/hg，在12、9、6、3、0℃条件下贮藏30 d，总酚类化合物的含量分别为3 228、1 005、0、0、0 mg/hg，其中，在 6、3、0℃贮藏25 d 后其含量已经下降至0，此变化归因于果实采后加速衰老过程中某些酚类的一系列酶促反应，可能包括糖苷酶对糖苷的水解、酚氧化酶对苯酚的氧化以及游离酚的聚合［19］。

2 采后贮藏综合保鲜技术研究进展

2.1 物理保鲜

2.1.1 低温贮藏

低温保鲜是指通过低温抑制病菌滋生，从而降低腐烂率的技术。通过了解嘉宝果采后生理活动可知，贮藏温度与呼吸强度呈正相关关系，低温可以有效降低呼吸强度，抑制酶促反应，减慢果实的生理代谢活动，从而延缓衰老。嘉宝果与香蕉一样，属于对低温敏感的热带亚热带水果［26］，不同的学者推荐的最适宜冷藏温度不相同。Yahia等［26］推荐的最适宜冷藏温度是13～15℃，RH 85%～90%；Vieites 等［19］研究结果推荐的最佳贮藏温度是12℃，其将果实放置于聚苯乙烯托盘中，并用低密度聚乙烯薄膜覆盖果实，放置于0、3、6、9、12℃，RH（87%±2%）的冷藏环境下进行为期30 d 的贮藏保鲜实验，期间每5 d 测定评估果实的重量损失、呼吸频率、pH 值、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、硬度等指标，结果表明，9和12℃贮藏的果实硬度和抗坏血酸含量较高，可溶性固形物含量随着贮藏时间的增幅相对较小，可溶性果胶的含量较低；在实验结束时，测定得知贮藏在12℃下的果实总酚类化合物含量最高，因此，12℃对于维持嘉宝果的采后品质最有效。Henrique 等［14］研究也证实，冷藏有利于延长嘉宝果的贮藏期，其设定5℃和室温2 个贮藏温度，目的是测定嘉宝果的货架期，该试验挑选健康的果实并洗净，放置于白色塑料托盘中（单层），然后分别放在5℃和室温下贮藏，结果表明，在5℃冷藏下，嘉宝果的保鲜期最多为9～12 d，之后果实表现出明显的枯萎，不适合销售；在5℃贮藏12 d 后测定，可溶性固形物含量大致稳定；但pH 值和糖的水平先升高后下降，其中总糖含量下降了45%左右；酸度则先降后升，表明贮藏至第6天时嘉宝果已经发生了发酵反应；另外，贮藏第6天VC也损失了72.5 mg/hg，贮藏12 d后，VC含量从贮藏前4 952 mg/hg 下降至3 593 mg/hg。该实验同时也证实了在常温下贮藏嘉宝果是不可行的，因为采用同样方式贮藏嘉宝果，在贮藏的第3天（贮藏2d 后）果实已经腐烂明显，其表面产生了明显的青霉属真菌。Garcia 等［27］研究结果表明，在6℃下冷藏嘉宝果，其质量保鲜期延长至12 d。Duarte 等［17］的试验结果表明，贮藏嘉宝果的最佳温度是12℃，该实验采用涂膜（水溶性蜡）、包装与低温相结合的方式。由此可见，温度是采后嘉宝果质量控制的最关键因素，而且采收后迅速降温是保证冷藏有效的必要条件，但冷藏的最佳温度仍然要通过进一步研究才能确定，确保该最佳温度能使嘉宝果的生理代谢活动降至最低限度，同时又不会导致生理失调（发生冷害）。冷藏保鲜安全环保且易操作，但低温贮藏保鲜技术需要较大的投资，而且应用低温保鲜技术时需要结合其他措施（如包装、涂膜等）才能提升保鲜效果。

2.1.2 气调贮藏

气调保鲜技术是指在一定的温度和湿度条件下，对贮藏环境中的气体成分进行调节，以改变环境中正常气体成分比例，通常是减少O2浓度、提高CO2浓度，以降低果实的呼吸强度和生理代谢，延长保质期的保鲜技术［28］。国内外常用的气调保鲜技术有 CAP （Controlled Atmosphere Package）和 MAP （Modified Atmosphere Package） 2 种，此外，近年来也将低氧CA（controlled atmosphere）或超低氧技术应用于果蔬的采后贮藏［29］。Teixeira等［12］研究了低氧CA技术对嘉宝果采后保鲜的效果，实验通过不同比例O2和N2的混合，于恒温（12.5±0.5）℃状态下观察不同O2浓度环境下果实耐贮性情况，结果表明，贮藏9 d 后所有处理的果实均在可接受性极限范围内，但同时果皮表面可见白色菌丝，尤其是储存于15 和21 kPa O2的果实严重腐烂；在低氧（1和5 kPa）环境下，果实的硬度显著下降，可滴定酸含量上升，因为低氧环境下果实更容易发生发酵，发酵则会增加酸度，氧浓度越低发酵程度越高；在氧浓度为5～21 kPa 的大气环境下，嘉宝果获得较高质量的保质期为6 d。在该试验期间，不同处理的CO2浓度适中，保持在0.04 kPa，所有处理的气体均为加湿气体，在白色菌丝体出现时该气调保鲜实验即终止。Teixeira［12］研究进一步证实，嘉宝果的气调保鲜技术需要与恒定低温技术结合，尤其在货架陈列阶段，CA 低氧技术还必须与包装技术相结合才能得到实际应用。但是，目前尚未见嘉宝果气调包装保鲜技术相关研究报道。根据嘉宝果采后的呼吸特性，嘉宝果采后24 h 的呼吸作用很强烈，包装内必须建立起恒定氧浓度的气调环境才能抑制其呼吸作用。由此可见，嘉宝果的气调贮藏保鲜技术对包装材料的要求较高，要求包装材料能够自发调节，使得环境内氧气不能过快被消耗，否则会产生无氧呼吸，进一步加快发酵过程。气调保鲜技术能够避免化学保鲜剂残留对人体产生的危害，CA 低氧技术在嘉宝果保鲜上的应用符合当今的发展趋势。

2.1.3 包装保鲜

包装和低温相结合的方法是目前研究最多的嘉宝果保鲜方法，包装方式对嘉宝果采后贮藏品质和贮运影响较大。在多个嘉宝果保鲜技术研究中［14，30］均使用了托盘，并单层放置嘉宝果，以防止嘉宝果互相挤压造成损失。Brunini等［31］研究了包装结合温度对嘉宝果贮藏的影响，结果表明，采用（11±1）℃低温（相对湿度98%）和托盘＋PVC薄膜包装的方式能够延长嘉宝果的保质期至6 d；采用低温＋托盘的方式保鲜嘉宝果，其保质期为4 d；而采用常温＋托盘＋薄膜包装的方式保鲜嘉宝果，其保质期为4 d；采用常温＋托盘的方式，其保质期为2 d。包装必须与低温结合，常温包装贮藏后的嘉宝果质量已经不能被商家所接受。该实验的托盘为聚对苯二甲酸乙二酯（PET）托盘，PVC 薄膜为12～20 μm 厚的可伸缩高附着力的PVC薄膜。Machado 等［30］研究也验证了包装和低温对嘉宝果采后贮藏的影响，结果表明，在0℃和相对湿度90%的低温贮藏条件下，15 mm 厚的带孔塑料袋（0.5 mm孔）包装能有效维持嘉宝果水分、可溶性固形物、pH 值、可滴定酸，在贮藏期8 d 内能表现出较好的商业品质；贮藏8 d 后在室内放置2 d还能用作鲜食，贮藏10 d 后还能用于加工。该实验所用包装材料保鲜效果依次为：15 mm 厚的带孔塑料袋＞200 g穿孔塑料盒＞开放包装。由此可见，适合的包装结合低温保鲜技术，能够有效延缓嘉宝果采后衰老。

2.2 化学保鲜技术

2.2.1 化学保鲜剂保鲜

化学保鲜剂保鲜是指利用一些高效低毒或无毒的化学物质（如杀菌剂、防腐剂、乙烯抑制剂等）对蔬果进行处理，以抑制或杀死果蔬表面的微生物，或阻止乙烯产生，以达到延缓果实腐烂、延长贮藏期限的目的［32-33］。浆果果皮薄，在保鲜上常用的化学保鲜剂有含氯杀菌剂，如ClO2、防腐剂如CaCl2以及乙烯抑制剂如1-MCP［34］，已有众多研究证实了氯处理、钙处理能延缓蓝莓、草莓等浆果的成熟衰老，能延长其货架期［34-35］。嘉宝果也属于浆果，但是研究发现氯处理、钙处理对延缓嘉宝果衰老没有明显作用。Mota 等［18］研究了钙处理对嘉宝果贮藏期的影响，将采后嘉宝果在 40 g/L 的 CaCl2溶液中分别浸泡 0、5、10、20、40 和60 min，之后在室温下贮藏6 d，结果表明，浸泡时间越长越能提高果实硬度，但是随着贮藏时间的延长，果实的硬度不断下降，酸度和新鲜物质损失不断增加，浸泡时间长短对嘉宝果内含物都没有明显影响，即钙处理对嘉宝果货架期的延长所起的作用很小。Garcia 等［27］进一步研究了不同CaCl2浓度在不同贮藏温度下对嘉宝果采后货架期及相关生理指标的影响，同样证实使用不同浓度的CaCl2对嘉宝果的贮藏时间没有明显影响。Garcia 等［27］认为，造成钙处理对嘉宝果保鲜不起作用的原因在于，嘉宝果的果皮非常光滑且密实，钙分子无法通过天然的表皮裂纹穿透果皮，果实无法吸收钙，需要通过采用更长的浸泡时间以及更高的钙浓度以进一步评估CaCl2对嘉宝果采后货架期延长的有效性。虽然化学保鲜剂具有药物残留副作用，但是由于嘉宝果果皮光滑密实的特性，保鲜剂残留物较难渗透到果肉中，在遵守保鲜剂使用规范前提下，化学保鲜剂可以适当应用在嘉宝果的采后贮藏保鲜上，尤其是在没有冷链运输的物流环节。

2.2.2 涂膜保鲜

涂膜保鲜是在果实表面人工涂抹一层特殊的涂料从而使水果保鲜的方法，是化学保鲜方法的一种，该涂料风干后能形成一种无色透明或半透明的薄膜物质［36］。常用的涂料有矿物油、石蜡、蜂蜡、淀粉、多糖、各种动植物提取物及其复合物，这层膜起到阻止果实内外气体交换、抑制果实呼吸作用、降低水分挥发、减少外源微生物侵染的作用［36-37］。关于嘉宝果的涂膜保鲜技术研究不多，而且研究中采用的涂料比较传统。Duarte等［17］以成熟的嘉宝果果实为材料进行涂膜保鲜实验，采用1/200“溴代苯番茄蜡”（Brogdex Tomato Wax）水溶液浸泡，使果实获得一层蜡膜，然后将其放入0.25 mm 厚的聚乙烯袋或放在塑料托盘中并用塑料薄膜包裹，最后分别于6、12、24℃贮藏，结果表明，于6℃贮藏的果实发生了冷害，果实产生机械损伤；于12、24℃条件下，打蜡以及包装在塑料托盘中并用塑料薄膜包裹的保鲜效果优于单独打蜡或单独包裹在塑料薄膜中；在12℃低温冷藏条件下，保鲜期可以延长至3周，水分损失从25.6%降低至2.4%；而在24℃条件下嘉宝果贮藏期最多仅为 1 周。Agostini 等［38］采用木薯淀粉对嘉宝果进行涂膜处理，研究结果表明，涂有木薯淀粉并在8℃下贮藏12 d 后的嘉宝果，其可溶性固形物含量、pH 值和质量损失变化均小于仅采用冷藏措施的嘉宝果，但保鲜效果劣于冷藏＋PVC或POL包装相结合的方法。Nascimento［11］采用20%棕榈蜡水溶液对嘉宝果进行涂膜处理，结果表明，将嘉宝果浸入蜡溶液中40 min 后，将其贮藏于6℃和90%RH 条件中，保质期为7 d。由此可见，对嘉宝果进行涂膜处理，起到了类似包装保鲜的作用；此外，涂膜技术结合包装和低温环境，其保鲜效果最佳。

3 小结与展望

综合鲜食嘉宝果采后生理与保鲜技术研究现状发现，低温冷藏是嘉宝果保鲜的基础。目前任何一种保鲜技术都结合了低温冷藏技术，结合低温技术的气调保鲜、包装保鲜、涂膜保鲜均对嘉宝果保质期的延长有一定作用，但就目前的研究来说，化学保鲜剂保鲜效果相对较差，涂膜技术结合包装和低温保鲜技术，是相对有效的嘉宝果采后保鲜技术，贮藏至第21 天时，嘉宝果的内含物浓度、水分含量等仍维持较高水平。虽然嘉宝果已经有300多年的人工栽培历史［5］，但关于嘉宝果的保鲜技术研究进展十分缓慢，目前采用的保鲜技术对嘉宝果衰老速度控制效果不够理想，保藏后的产品质量不稳定或外观失去商业价值，无法达到长途运输的要求，导致目前嘉宝果一般被作为加工原材料或观赏植物进行销售。采后保鲜难是制约嘉宝果鲜果产业发展的最大瓶颈，关于嘉宝果采后衰老机制研究仍未深入。因此，今后的研究工作有望从如下几个方面展开：一是借鉴其他浆果的保鲜技术发展经验［39］，从基因水平上研究嘉宝果采后生理生化机理与果实衰老发酵机制，在建立理论的基础上健全嘉宝果的综合保鲜体系，研发新型的嘉宝果保鲜技术。二是根据嘉宝果的温度敏感特点，低温技术结合其他新型的保鲜技术将会是解决嘉宝果保鲜难的突破口，例如低温技术与基因工程技术、拮抗菌保鲜技术、酶工程保鲜技术［29］的结合；或采用更安全的植物提取物作为涂膜保鲜剂，也许能延缓嘉宝果发酵反应的发生，使嘉宝果的采后寿命能大幅度延长。三是把握采摘、预冷、包装、冷藏、运输等5个关键控制点，最大限度地利用嘉宝果果皮光滑结实特点，采前合理喷施化学保鲜剂，采后迅速冷藏，之后再结合多种保鲜技术复合使用，科学包装，采用冷链运输。只有提高嘉宝果耐贮性，且贮藏保鲜后的产品仍较具商品价值，才能培育起嘉宝果鲜果市场，使嘉宝果的食用价值、药用价值与商品价值得到真正的发挥。