一氧化氮延缓采后无核白葡萄果串品质劣变的熏蒸浓度筛选

谭慧林，包东东，董成虎，王 曼，朱志强,*，吴忠红,,*

（1.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所，新疆农产品加工与保鲜重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830091；2.阿克苏地区食品安全检测中心，新疆 阿克苏 843000；3.天津市农业科学院农产品保鲜与加工技术研究所（国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）），农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）

无核白葡萄又名苏塔宁那，是新疆吐鲁番地区的主栽品种，其皮薄肉脆，汁多味甜，深受广大消费者的喜爱。采后无核白葡萄在贮运过程中因机械挤压和病原菌侵染，易发生果粒腐烂现象，这些病害在贮藏期传染很快，极易引起果实大量腐烂[1]。随着贮藏时间的延长，葡萄果串内由于发生着复杂的生化作用而引起品质变化，这也是果实成熟衰老的重要特征，相应地，果实中的营养物质被逐步消耗，食用品质下降，并逐步变质[2]，使保鲜企业面临严重的经济损失。

一氧化氮（NO）作为一种小分子信号物质[3]，参与植物的许多生理生化过程[4]，调控植物的生长发育[5-6]。近年来，有关外源NO调控果蔬成熟衰老和保鲜的研究报道越来越多，已成为采后生理学的热点之一[7-8]。已有研究表明，NO可通过抑制果蔬乙烯的合成，减缓生理代谢活动，提高果蔬抵御逆境的能力[9]，改善果蔬采后贮藏品质，延缓植物组织衰老进程，从而延长货架寿命[10-12]。

目前，葡萄贮运研究主要集中在防止果粒品质劣变方面，为了达到良好的贮运效果，多采用低温贮藏结合保鲜剂的方式[13-14]，但对葡萄果梗的保鲜效果研究较少。事实上，葡萄串的果梗是呼吸跃变型，与非跃变型的果粒相比，呼吸速率是果粒的数十倍[15]，果梗在果粒完好的情况下就发生褐变甚至干枯，极易导致葡萄果粒失水、软化、落粒和腐烂[16-18]。本研究采用不同浓度NO熏蒸无核白葡萄，探究其对无核白葡萄贮藏期间果梗褐变和果粒品质的影响，以及不同浓度NO气体对葡萄整串采后贮藏品质的影响，从而筛选出延缓葡萄果梗褐变和提高果粒贮藏性能的适宜浓度。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

无核白葡萄，分两批购自新疆吐鲁番高昌区葡萄镇铁提尔村，第1批用于初筛试验的样品采收于2017年8月2日，第2批用于有效性比较的样品采收于2018年8月6日，均达到商熟期，可溶性固形物含量约18.5%。选择果串大小一致，果粒无病害、腐烂，果梗健康绿色的葡萄作为试验样品。使用多孔塑料盒盛装葡萄，每盒装葡萄2串，约1.0 kg，采收后当天经冷链运输至试验冷库，并置于（0±0.5）℃冷库内预冷，当果心预冷至（15±0.5）℃时实施NO熏蒸试验。

一氧化氮标准气体（气体纯度为99.9%）：购自广州世源气体有限公司；氢氧化钠溶液和酚酞指示剂：均购自新疆阜瑞克生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

UV-2600可见紫外分光光度计，日本岛津有限公司；ML 204/02电子天平，梅特勒-托利多集团；TDL-40B型离心机，上海安亭科学仪器厂；ACS-30型电子称，苏州苏灵仪表有限公司；CY-4型果实硬度计，艾德堡仪器有限公司；PAL-1型手持糖度计，日本ATAGO公司；数显PHS-3C型pH计，上海雷磁仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

NO浓度筛选试验分两批进行。

第1批熏蒸浓度初筛试验：将预冷后的葡萄随机分成12组，每组9盒，每组样品置于含有风扇的密封玻璃容器（1 m3）中，分别采用浓度为0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500μL·L-1的NO熏蒸。具体操作如下：从气瓶中获得不同体积的标准NO，即0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500 mL，用注射器注入容器中，立即打开风扇10 min，使气体分散均匀后熏蒸2 h。熏蒸结束后，包装于聚乙烯（PE）袋中，用周转筐转移至（0±0.5）℃，相对湿度（RH）90%±2%的冷库贮藏35 d后，调查贮藏效果并拍照，每个样品均做3次重复。

第2批有效性比较试验：样品包装同第1批，但每个处理准备21盒，用于满足每个监测点3盒的取样量，以未使用NO熏蒸的无核白葡萄作为对照。NO熏蒸浓度选用第1批筛选出的效果明显的3个浓度，即400、500、600μL·L-1，熏蒸操作同第1批，贮藏35 d，期间每5 d拍照并监测贮藏品质，对比3种浓度对葡萄贮藏品质的作用差异。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 果梗褐变指数（BI）

参考Lichter[19]的方法并稍作修改。果梗的褐变程度由轻微到严重分为1.0～4.0：采收后，新鲜绿色果梗的褐变程度为1.0；褐变早期，只有果柄褐变时，根据褐变的相对数量占比和强度，果梗的褐变程度为1.1～2.0；随着褐变进程发展，当侧枝发生褐变时，根据褐变的相对覆盖度和强度，果梗褐变程度为2.1～3.0；随着褐变蔓延至主茎时，遵循侧枝计算的原则，果梗褐变程度对应为3.1～4.0。BI计算公式为：

1.2.2.2 可溶性固形物（TSS）含量

参考陈浩等[14]的方法，使用手持折光仪测定。

1.2.2.3 可滴定酸（TA）含量

参考Lo’ay等[20]的方法，采用0.1 mol·L-1NaOH滴定。

1.2.2.4 硬度

每次取10个果实，参考吴忠红等[21]的方法使用CY-4型果实硬度计测定。

1.2.2.5 失重率

参考Jiang等[22]的方法进行测定。失重率计算公式为：

1.2.2.6 落粒率

参考Lo’ay等[20]的方法进行测定。落粒率计算公式为：

1.2.2.7 腐烂率

参考Zhang等[17]的方法进行测定。腐烂率计算公式为：

1.2.3 数据处理

采用Excel 2013软件进行数据整理，Sigma Plot 14.0软件作图，所有统计分析均采用SPSS19.0进行单因素方差分析（ANOVA）检验。所有数值均为3次数值的平均值，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 NO熏蒸浓度初步筛选

由图1可以看出，不同浓度NO熏蒸处理对葡萄果梗的外观影响差异明显。当使用100～500μL·L-1NO处理时，随着浓度的增加，NO减缓葡萄果梗褐变的作用不断增强，其中400μL·L-1和500μL·L-1浓度作用明显，不仅抑制了果梗主茎色泽黄化速度，还显著减轻了次茎的褐变比例，尤其延缓了果梗失水干枯进程；当使用500～900μL·L-1NO处理时，随着浓度的增加，NO减缓葡萄果梗褐变的作用不断减弱，浓度高于900μL·L-1时对果梗褐变进程无有益作用，反而有加剧作用。

表1结果显示，不同浓度NO熏蒸处理对葡萄贮藏品质的影响作用存在明显差异。总体而言，1 500μL·L-1NO处理对果梗褐变、果梗失重率和果粒腐烂率未起到改善作用，同时会加重落粒率，说明高浓度NO对葡萄的生理有一定胁迫伤害作用。低于200μL·L-1NO处理对果梗褐变和果梗失水无明显影响，但有利于降低果粒腐烂率和落粒率。300～900μL·L-1NO处理对上述4项品质均有不同程度的改善作用。相对而言，400～600μL·L-1NO处理对葡萄的影响作用相当，尤其是500μL·L-1NO明显抑制了果梗的褐变进程和失水速度。

图1和表1筛选结果表明，与低于300μL·L-1和高于700μL·L-1NO处理相比，NO浓度在400～600μL·L-1范围间的处理显著延缓了葡萄果梗褐变进程。为了进一步确定NO熏蒸的适宜浓度，不仅要分析NO对葡萄果粒品质能否起到保鲜作用，还应分析其对果梗的保鲜作用，从而确保熏蒸浓度有益于葡萄果粒保鲜品质，便于后续重复稳定的应用。

图1 不同浓度NO处理对葡萄果梗外观的影响（冷藏35 d）Fig.1 Effectsof different NOconcentrations treatmentson the appearance of grapestems(refrigeration for 35 days)

表1 不同浓度NO处理对葡萄品质的影响（冷藏35 d）Table 1 Effects of different NOconcentrationstreatments on grape qualities(refrigeration for 35 days)

2.2 NO熏蒸浓度实效性验证筛选

图2显示了400、500、600μL·L-1NO处理对无核白葡萄果梗外观变化的差异。整体上看，3种处理浓度NO处理对果梗褐变均有显著抑制作用。3种处理之间比较发现，贮藏15 d之前，对果梗褐变的延缓作用无明显差异，但随着贮藏时间的延长，差异逐渐显现，贮藏25 d时，400μL·L-1和500μL·L-1NO处理组抑制果梗和次茎褐变的作用明显优于600μL·L-1NO处理组，但两者无明显差异。随着贮藏时间的延长，400μL·L-1和500μL·L-1NO处理延缓主茎褐变的作用也明显优于600μL·L-1NO处理组，贮藏至30 d时，500μL·L-1NO处理组仅出现果梗褐变，而且次茎褐变程度远远低于400μL·L-1NO处理组，在贮藏35d时，延缓次茎褐变的作用也明显优于400μL·L-1NO处理组。

图2 不同有效浓度NO处理葡萄果梗贮藏外观品质对比Fig.2 Comparison of storageappearanceof grapestemtreated with different effective NOconcentrations

2.3 有效NO浓度对葡萄采后果梗褐变指数的影响

如图3所示，随着贮藏时间的延长，葡萄果梗的褐变指数不断升高，其中在贮藏25 d以前，果梗褐变较缓慢，主要发生在果梗部位和部分次茎，400、500、600μL·L-1NO处理对果梗褐变有不同程度的延缓作用，尤其是400μL·L-1和500μL·L-1NO处理组的果梗褐变指数明显低于对照组，贮藏25 d时，两处理组果梗褐变指数为2.00～2.10，平均低于对照组10.87%，同时，600μL·L-1与400μL·L-1NO处理的褐变指数无显著差异。贮藏时间延长到30 d时，褐变由果梗褐变渐渐蔓延至全部次茎部位，对照组褐变指数接近3.0，表明次茎基本全部褐变，与延缓果梗作用类似的是，400、500、600μL·L-1NO对次茎褐变也有不同程度的减缓作用，但600μL·L-1NO处理组抑制褐变作用不显著，而400μL·L-1和500μL·L-1NO处理组抑制作用显著，平均低于对照组10.72%。同样地，贮藏35 d时，对照组主茎开始出现褐变，而500μL·L-1NO处理组的褐变次茎部位还未完全褐变，抑制作用明显优于400μL·L-1和600μL·L-1NO处理组。结果表明，500μL·L-1NO处理更适合抑制无核白葡萄长期贮藏期间的褐变进程。适宜浓度的NO处理可以延缓葡萄果梗褐变指数的增加，有效保持外观品质，这与NO处理延缓茄子萼片褐变[23]、龙眼果皮褐变[24]和生菜褐变衰老[25]的作用一致。

图3 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间果梗褐变指数的影响Fig.3 Effectsof NOtreatments on the browning indices of grape stemsduring postharvest storage

2.4 NO处理对葡萄采后可溶性固形物含量的影响

如图4所示，葡萄果粒中的可溶性固形物含量随着贮藏时间的延长呈现先升高后降低的变化趋势，而400、500、600μL·L-1NO处理组均对可溶性固形物含量的升高和降低具有抑制作用，其中峰值出现时间延迟了5 d，相应地也推迟了5 d下降，且下降幅度明显低于对照组。贮藏0～25 d，除20 d的400μL·L-1NO处理组，各处理组没有显著性差异；但贮藏30～35 d，500μL·L-1NO处理组果粒可溶性固形物含量显著高于其他处理组（P＜0.05），贮藏35 d的果粒可溶性固形物含量是对照组的1.16倍。

图4 NO处理对无核白葡萄果粒采后贮藏期间可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effectsof NOtreatmentson solublesolidscontentsin grapeberriesduringpostharvest storage

2.5 NO处理对葡萄采后果粒可滴定酸含量的影响

由图5可以看出，无核白葡萄果粒中的可滴定酸含量随着贮藏时间的延长呈现缓慢降低的特点，但400、500、600μL·L-1NO处理均可减缓其降低的速度，尤其是500μL·L-1和600μL·L-1NO处理组的减缓作用更加显著，贮藏35 d时，其可滴定酸含量分别是对照组的1.27倍和1.21倍。

图5 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间果粒可滴定酸含量的影响Fig.5 Effects of NOtreatmentson titratable acid contentsin grape berriesduring postharvest storage

2.6 NO处理对葡萄采后贮藏期间果粒硬度的影响

如图6所示，随着贮藏时间的延长，葡萄果粒硬度逐渐下降，不断软化，贮藏25～35 d，3种浓度NO处理不同程度地减缓了果粒硬度的下降，其中500μL·L-1NO的作用显著，贮藏至30 d和35 d时，其硬度分别是对照组的1.18倍和1.37倍。

图6 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间果粒硬度的影响Fig.6 Effects of NOtreatments on the hardnessof grape berriesduring postharvest storage

2.7 NO处理对葡萄采后失重率的影响

如图7所示，随着贮藏时间的延长，无核白葡萄果实的失重率不断升高，400μL·L-1和500μL·L-1NO处理组可延缓失重率的上升，而600μL·L-1NO处理作用不明显。贮藏前25天，400μL·L-1NO处理可显著延缓失重率的上升，但随后延缓作用不显著，表明400μL·L-1NO处理对长期贮藏过程中无核白葡萄果实失重的抑制效果不明显；整个贮藏期间，500μL·L-1NO处理可显著延缓无核白葡萄果实失重率的增加，表明500μL·L-1NO处理减少了水分的流失，有利于葡萄贮藏期的质量保持，失重率也显著低于其他处理组（P＜0.05）。

图7 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间失重率的影响Fig.7 Effectsof NOtreatmentson weight loss ratesof grapesduring postharvest storage

2.8 NO处理对葡萄采后落粒率的影响

如图8所示，随着贮藏时间的延长，葡萄果实落粒率不断增加，前30天呈直线式上升，随后，落粒率出现翻倍增加，而400、500、600μL·L-1NO处理组均减缓了增加速度，尤其是500μL·L-1NO处理组。贮藏30 d时，500μL·L-1NO处理组的落粒率较对照组下降了6.348个百分点，二者间差异显著（P＜0.05），同时显著低于400μL·L-1和600μL·L-1处理组（P＜0.05），而该两组处理组无显著差异；贮藏至35 d时，对照组果实的落粒率已高达25.75%，而400、500、600μL·L-1NO处理组均低于对照，分别为23.36%、6.04%、12.86%，较对照下降2.39、19.71、12.89个百分点；整体来看，500μL·L-1NO处理组的落粒率增长速度缓慢，维持在降低水平，直到贮藏末期仍低于10%，且显著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO处理组（P＜0.05）。

图8 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间落粒率的影响Fig.8 Effects of NOtreatmentson the shattering ratesof grapesduring postharvest storage

2.9 NO处理对葡萄采后腐烂率的影响

如图9所示，随着贮藏时间的延长，葡萄腐烂率不断上升，尤其是贮藏25 d开始迅速升高，且400、500、600μL·L-1NO处理组可有效抑制上升速度。贮藏35 d，各NO处理组抑制腐烂率的作用差异明显，其中500μL·L-1NO处理组抑制作用最好，腐烂率仅为7.57%，而对照组已高达17.57%；此时，400μL·L-1、600μL·L-1NO处理组的腐烂率分别为15.27%、12.50%，较对照组分别仅降低了2.30、5.07个百分点。

图9 NO处理对无核白葡萄采后贮藏期间腐烂率的影响Fig.9 Effects of NOtreatmentson the rotting ratesof grapes during postharvest storage

3 讨论

外源NO处理可以延缓葡萄果梗褐变指数的增加，有效保持外观品质。研究显示，硝普纳（SNP）处理可有效保持茄子的感官品质，延缓营养物质的下降，其中以25μmol/LSNP处理最佳，能够减缓茄子萼片的褐变，延缓相对电导率和乙烯释放量的上升，抑制花青素、抗坏血酸、可溶性蛋白及总酚含量的下降，降低多酚氧化酶（PPO）活性，提高过氧化氢酶（CAT）及过氧化物酶（POD）活性[23]。使用不同浓度NO供体SNP喷洒新鲜开心果30 s后包装至低密度乙烯袋中，结果表明：该处理使果实表现出较低的褐变指数、较高的亮度，抑制了PPO、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和POD，保持了较高的超氧化物歧化酶（SOD）活性，果仁中的总酚、黄酮类物质和抗氧化活性维持在一定水平，其中15μmol/L和30μmol/L NO供体SNP处理抑制褐变的效果最显著[10]。NO处理抑制葡萄果粒的可溶性糖含量、可滴定酸含量和硬度的下降与外源NO处理延缓芒果果肉糖、酸含量和硬度的下降类似[26-27]。NO处理降低无核白葡萄失重率、腐烂率和落粒率的结果与NO处理有效维持木纳格葡萄[18]，提高甜樱桃贮藏品质的效果相似[12]。NO具有延缓果蔬感官和理化品质劣变，提高贮藏性能的作用，可能与NO抑制乙烯生成，降低呼吸速率[26]，抑制叶绿素降解或褐色物质积累[28-29]，提高抗氧化能力和降低苯丙烷代谢有关[30-31]，从而延缓了葡萄成熟衰老进程。另外，NO处理延缓葡萄品质劣变的作用浓度是保鲜技术的关键，熏蒸浓度低于300μL·L-1时起不到显著的保鲜作用，浓度高于900μL·L-1时反而对葡萄的贮藏品质有伤害所用，这与长时间和高浓度SNP处理（NO供体）对蒜薹有伤害作用的现象一致[2]。由此可见，NO对每个果蔬的保鲜作用浓度存在个性差异，需要实践探索。

4 结论

通过以无核白葡萄为试验材料，先采用0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500μL·L-1NO气体熏蒸处理，通过贮藏末期感官观察和评定，结合保鲜效果筛选出维持葡萄品质的NO熏蒸有效作用浓度为400～600μL·L-1，且对贮藏期葡萄品质的保鲜具有明显的作用。NO浓度在0～300μL·L-1时起不到显著的保鲜作用，而浓度高于700μL·L-1时则有伤害作用，尤其浓度高于1000μL·L-1加速了葡萄落粒，且随着浓度的增大，伤害作用越来越显著。采用400、500、600μL·L-1NO熏蒸进行验证，结果表明：随着贮藏时间的延长，400、500μL·L-1NO处理延缓果梗主茎褐变的作用明显优于600μL·L-1NO处理组，在贮藏35 d时，500μL·L-1NO处理组的褐变次茎部位还未完全褐变，抑制作用明显优于400μL·L-1和600μL·L-1NO处理组。

在葡萄的营养品质方面。与对照相比，400、500、600μL·L-13种浓度的NO处理均延缓了葡萄可溶性固形物含量的上升和下降，尤其是下降时间推迟了5 d，同时，减缓可滴定酸含量的降低速度和果粒软化速度。冷藏后期30 d至贮藏结束，500μL·L-1NO处理对上述指标具有不同程度的延缓作用，且作用显著。

随着贮藏时间的延长，400、500、600μL·L-1NO处理均能有效减少无核白葡萄果实的失重率、腐烂率和落粒率，显著提高贮藏效果。整体来看，400μL·L-1NO处理不适合维持长期贮藏条件下的失重率；与其他浓度相比，500μL·L-1NO处理组不仅显著延缓失重率的上升，而且显著抑制了落粒率的增长，贮藏末期仍低于10%，且显著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO处理组（P＜0.05），另外，500μL·L-1NO处理抑制腐烂率的作用最明显，抑制维持在较低水平。