苯甲酸钠处理对香石竹切花保鲜效果的影响

陶佳宝，彭青青，丰 锋，赵 俊，李国鹏,*

（1.广东海洋大学滨海农业学院，广东 湛江 524088；2.云南省绿色食品发展中心，云南 昆明 650224）

香石竹（Dianthus caryophyllusL.）又名康乃馨、麝香石竹，为石竹科石竹属多年生草本植物，因具有高雅、馨香、体态玲珑等特点而深受消费者喜爱[1]。2020年，我国香石竹切花种植面积达2 600 hm2，产量达34.1 亿支，产值约占全国花卉总产值的50%。然而，据报道，我国的切花采后损失达20%之多[2]，对切花进行保鲜可以延长其瓶插寿命，提高观赏价值，因此探索切花的保鲜技术至关重要。

切花寿命主要受内源与外源激素变化、外源病菌侵害、离体后养分的断供及消耗、细胞内含物降解以及吸水受阻和细胞内氧自由基增多等因素的复合影响[3]。目前，国内常用保鲜剂有植物生长调节剂类[4-6]、糖类[7]、杀菌剂类[8]、无机盐[9]、有机酸类和乙烯抑制剂类[10]。本试验所用的保鲜剂包含蔗糖、明矾（KAl（SO4）2·12H2O）、氯化钙（CaCl2）和柠檬酸。糖不仅为切花提供能量，还可抑制植物细胞内乙烯的产生[11]，提高切花保持水分平衡的能力[12]。耿兴敏等[13]发现，适宜浓度的蔗糖可提升百合切花可溶性糖含量，并促进切花开放。明矾具有抑制细菌增殖与净化水质的作用，可减轻切花维管束阻塞，提高切花保鲜液渗透势[14]。杨运英等[15]发现，明矾可有效调节康乃馨切花细胞渗透压，维持切花水分平衡。CaCl2可保持切花水分平衡，并减少切花丙二醛（MDA）的累积[16]。张娇等[17]发现，CaCl2可显著改善月季切花观赏品质及瓶插寿命。柠檬酸具有抗氧化作用，其酸性可维持保鲜液的pH，减缓植物导管堵塞[18]。蒋冰娜等[19]发现，柠檬酸可有效减缓月季切花鲜重的下降，并改善切花水分平衡。自20世纪60年代以来，关于香石竹切花保鲜剂的研究主要集中于Ag+[20]、8-羟基喹啉（8-HQ）[21]、6-苄氨基嘌呤（6-BA）[5]、柠檬酸[22]、蔗糖[7]、乙醇[23]等。切花采后呼吸强度增大，为切花提供呼吸基质的糖被大量消耗[24-25]。吴春花等[7]发现，含3%蔗糖的保鲜液对香石竹切花保鲜效果较好。作为杀菌剂，8-HQ可降低微生物对切花水分平衡的破坏[25]，并在一定程度上抑制切花丙二醛的积累，清除活性氧和自由基，增加切花组织蛋白质含量，从而延缓切花衰老[21]。谢婕等[9]认为，无机盐可为切花提供营养，进而达到延长香石竹切花寿命的目的。白建波等[26]发现，柠檬酸对香石竹切花的保鲜作用显著，其中3%蔗糖+100 mg/L K2SO4+30 mg/L AgNO3配方的保鲜液保鲜效果接近3%蔗糖+100 mg/L K2SO4+60 mg/L柠檬酸。硝酸银是一种被普遍应用于鲜花保鲜剂的乙烯抑制剂[25]。李巧玲等[27]发现，硝酸银可显著延缓香石竹切花中可溶性蛋白质含量及还原糖含量的下降，延长香石竹切花的寿命。6-BA 作为一种乙烯生成抑制剂[28]，可延长香石竹切花的瓶插寿命，并促进开花[5]。

现有保鲜剂大多存在使用成本高、易造成环境污染、保鲜效果不理想等问题[29]，含银化合物多数为强氧化剂，具有腐蚀性，且Ag+对水环境毒害作用强大；8-HQ 及其盐类应用广泛且杀菌效果明显，但其毒性较大，国外已禁止使用[18]；氢纳米气泡水与植物提取物制造成本较高，不易推广；2-吡啶甲酸则对人体具有危害性，会刺激人的眼睛、呼吸系统和皮肤。苯甲酸钠是一种精细化工产品，其工艺传统、价格低廉[30]，作为抗氧化剂可清除自由基[31]，并已作为保鲜剂应用于牡丹[32]、芍药[33]、菊花[34-35]、月季[29]、百合[36]等切花的保鲜，但苯甲酸钠在香石竹切花保鲜上的应用鲜见报道。

本研究以绿色环保的苯甲酸钠作为主要的保鲜剂成分，探究苯甲酸钠对香石竹切花的保鲜效果以及适宜添加浓度，以期为香石竹切花环保保鲜剂的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

香石竹鲜切花：采摘于湛江市麻章区燊彩园艺，选取同批次、新鲜、花色干净、花苞开放程度一致、无病虫害、枝叶健壮和花径大小粗细均匀的鲜切花。

丙酮、无水乙醇、硫代巴比妥酸、无水葡萄糖、蒽酮、4-邻甲基苯酚（愈创木酚）、30%过氧化氢，国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸、三氯乙酸、考马斯亮蓝G-250、磷酸、蔗糖、明矾、氯化钙、柠檬酸，广州化学试剂厂。

1.1.2 仪器与设备

AUY220型电子天平，日本岛津公司；725型分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；DW-45L400超低温冰箱，浙江捷盛低温设备有限公司；DDS-11C型电导率仪，上海浦春计量仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

1.2.1.1 基础瓶插液的配制

在蒸馏水中加入一定质量的蔗糖、明矾、CaCl2、柠檬酸，使其最终质量浓度分别为30、180、200、200 mg/L，即得到香石竹鲜切花的基础瓶插液。

1.2.1.2 香石竹鲜切花的瓶插处理

将鲜切花基部叶片全部去除，仅保留顶部1/3的叶片，茎秆保留30 cm，底部斜切45°后，置于不同瓶插液中。

以基础瓶插液作为对照（CK），分别在基础瓶插液中添加150 mg/L（处理1）、200 mg/L（处理2）、250 mg/L（处理3）、300 mg/L（处理4）的苯甲酸钠对切花进行处理。

每个试验组设置3 个重复，每瓶瓶插液280 mL，每瓶3支切花，用脱脂棉塞紧瓶口以减少瓶插液在试验过程中的蒸发。将各组瓶插香石竹鲜切花放置于无直光和强风的室内，自切花瓶插开始，观察香石竹切花的瓶插状态，并测定其花径大小、瓶插寿命、水分平衡值、鲜质量变化率和花径变化、花瓣的丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量及过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性、细胞膜相对透性等生理指标。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 瓶插寿命

从香石竹瓶插开始，以花朵外部花瓣出现枯萎或瓣尖出现枯斑作为切花瓶插寿命终止的标志，瓶插寿命以天（d）为单位，四舍五入取整数计算[37]。

1.2.2.2 鲜质量变化率

每2 d 测定一次切花的鲜质量。切花鲜质量变化率计算公式如下：

1.2.2.3 水分平衡值

每天测定瓶插液、瓶子和花枝的质量之和及瓶插液和瓶子的质量之和。

失水量=第n天瓶插液、瓶子和花枝的质量之和-第（n+1）天瓶插液、瓶子和花枝的质量之和

吸水量=第n天瓶插液和瓶子的质量之和-第（n+1）天瓶插液和瓶子的质量之和

水分平衡值=吸水量-失水量[39]

1.2.2.4 花径变化

每2 d使用游标卡尺采用十字法测量切花花径，重复3次，结果取平均值[40]。

1.2.2.5 生理生化指标

MDA 含量：采用硫代巴比妥酸显色法[41]测定；可溶性糖含量：采用蒽酮比色法[42]测定；可溶性蛋白质含量：采用考马斯亮蓝法[43]测定；细胞膜相对透性：采用电导法[44]测定；CAT 活性：采用紫外分光光度法[45]测定；POD活性：采用愈创木酚法[46]测定。

1.2.3 数据处理

采用Excel 2019 进行原始数据整理，Origin 软件作图，SPSS 软件进行数据统计分析，Waller-Duncan多重比较对数据进行显著性差异比较，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度苯甲酸钠对香石竹切花品质的影响

不同质量浓度苯甲酸钠对香石竹切花品质的影响见图1。由图1A可知，对照的瓶插寿命仅为9 d，添加不同质量浓度的苯甲酸钠处理均延长了香石竹切花的瓶插寿命，其中处理3（250 mg/L）的瓶插寿命最长，达到15 d，与对照相比显著增加68.57%（P＜0.05），处理4（300 mg/L）亦显著延长了香石竹的瓶插寿命（P＜0.05）。尽管处理1、处理2的瓶插寿命比对照延长了3 d，但差异不显著。

图1 含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液对香石竹切花瓶插寿命（A）、切花鲜质量变化率（B）、水分平衡值（C）和花径（D）的影响Fig.1 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on vase life(A),change rate of cut flower quality(B),water balance value(C),and flower diameter(D)of cut carnation flowers

由图1B 可知，含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液均能减缓切花鲜质量的下降，各处理组香石竹切花鲜质量变化均于0～4 d 小幅上升后开始大幅下降。瓶插第10 天时，处理3 的鲜质量变化率比对照高18.9 个百分点，有效延缓了香石竹切花的鲜质量下降。

由图1C 可知，不同质量浓度苯甲酸钠处理组香石竹切花水分平衡值变为负值的时间与对照相比均被推迟，对照与处理1（150 mg/L）、处理2（200 mg/L）、处理4（300 mg/L）的水分平衡值均在1～3 d 时出现负值，处理3（250 mg/L）的水分平衡值则在瓶插期间保持较高水平，第4 天仍大于0，至第5 天时出现负值，且与对照相比存在显著性差异（P＜0.05）。因此，添加250 mg/L 苯甲酸钠的保鲜瓶插液可有效提升香石竹切花的吸水能力，增加鲜质量，从而延长其寿命。

由图1D 可知，含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液瓶插期间均能增大香石竹切花花径，对照的花径始终最小。瓶插前期，各处理组切花花径均随着瓶插时间的延长缓慢增大至最大花径后开始萎蔫变小；处理3的花径始终稳定增大，且与对照相比始终存在显著差异（P＜0.05），瓶插10 d 时花径达到最大值（8.11 cm），比对照大1.88 cm。处理1、处理2、处理4的香石竹切花在6～8 d时花径出现小幅变小，但整体仍优于对照组。

综上可知，基础瓶插液中添加苯甲酸钠可以提高香石竹切花的观赏价值，其中添加250 mg/L 苯甲酸钠效果最佳。

2.2 不同质量浓度苯甲酸钠对香石竹切花花瓣丙二醛含量的影响

由图2可知，在瓶插期间对照与处理1、处理4的花瓣MDA 含量变化无明显规律，处理2、处理3 的MDA 含量表现为8 d 前持续下降，8 d 后出现小幅上升。Ca2+与适宜浓度的苯甲酸钠均能减少切花MDA的累积[34，47]，二者协同作用在试验前期降低了处理2、处理3 的MDA 含量。处理3 的花瓣MDA 含量在第4天时显著低于对照组（P＜0.05），在第8 天和第10 天均低于对照组和其他处理组。MDA含量是衡量膜脂过氧化的指标，表明处理3对减轻香石竹细胞膜系统损伤程度的效果最佳。

图2 含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液对香石竹切花花瓣丙二醛含量的影响Fig.2 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on the content of malondialdehyde in cut carnation flower petals

2.3 不同质量浓度苯甲酸钠对香石竹切花细胞渗透调节物质含量的影响

可溶性蛋白质、可溶性糖是植物细胞的渗透调节物质，其含量的增加能够提高细胞的保水能力。由图3A 可知，在基础瓶插液中添加不同质量浓度的苯甲酸钠均能延缓花瓣可溶性蛋白质的降解。瓶插期间，处理1、处理2与对照的可溶性蛋白质含量整体呈下降趋势，处理3与处理4的可溶性蛋白质含量在0～8 d呈上升趋势，8～10 d出现小幅下降，处理3从第6天开始可溶性蛋白质含量显著高于对照（P＜0.05）。综上，添加苯甲酸钠的保鲜瓶插液可有效提高香石竹花瓣的可溶性蛋白质含量，从而延缓香石竹切花的衰老，其中处理3效果最佳。

图3 含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液对香石竹切花可溶性蛋白质含量（A）和可溶性糖含量（B）的影响Fig.3 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on the soluble protein content(A)and soluble sugar content(B)of cut carnation flower

由图3B 可知，各处理组的花瓣可溶性糖含量在2、6、8、10 d时均高于对照，处理1、处理2、处理3的花瓣可溶性糖含量均在第6天达到峰值后出现下降，对照的可溶性糖含量在第4 天达到峰值后一直呈下降趋势，处理3的瓶插香石竹切花从第6天开始花瓣可溶性糖含量高于其他处理组，且显著高于对照组（P＜0.05）。

由图4 可知，各处理组切花花瓣的相对电导率在瓶插期间整体呈上升趋势。处理2 的花瓣相对电导率始终呈上升趋势，对照和处理1、处理3、处理4呈先上升后下降再上升的趋势，处理3 与对照之间的花瓣相对电导率差异虽不显著，但在整个瓶插期间其电导率一直低于对照，说明基础瓶插液中添加250 mg/L 苯甲酸钠可在一定程度上降低花瓣膜脂受损程度。

图4 含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液对香石竹切花细胞膜透性的影响Fig.4 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on cell membrane permeability of cut carnation flowers

2.4 不同质量浓度苯甲酸钠对香石竹花瓣抗氧化酶活性的影响

由图5A和图5B可知，瓶插期间各处理组香石竹花瓣中CAT与POD活性均呈上升趋势。瓶插2 d后，不同质量浓度苯甲酸钠处理的花瓣CAT活性均高于对照，处理3的花瓣CAT活性从第4天开始显著高于对照组（P＜0.05），7 d后成为所有处理中CAT活性最高的处理。由图5B可知，从第6天开始，不同质量浓度苯甲酸钠处理的花瓣POD 活性均比对照高，第10天时，处理3 花瓣POD 活性最高，且与对照差异显著（P＜0.05）。综上，在基础瓶插液中添加一定的苯甲酸钠可有效提高香石竹花瓣CAT 与POD 活性，其中添加250 mg/L的苯甲酸钠效果最佳。

图5 含不同质量浓度苯甲酸钠的保鲜瓶插液对香石竹切花CAT（A）和POD（B）活性的影响Fig.5 Effect of sodium benzoate preservative vase solution with different concentrations on CAT(A)and POD(B)activity of cut carnation flowers

3 讨论与结论

切花的花径是评价切花观赏价值的主要指标[48]。香石石切花使用含苯甲酸钠的保鲜液处理后，花朵开放程度更大，花色鲜艳，观赏价值显著提升[31]。本试验中，含苯甲酸钠的保鲜瓶插液处理的香石竹切花花径均不同程度变大，处理1、处理2、处理4 和对照的花径达到最大后开始萎蔫变小，只有处理3的花径在瓶插后期仍然增大，说明在基础瓶插液中添加苯甲酸钠可促进香石竹花朵绽放，提升香石竹切花的观赏价值，其中以添加250 mg/L 苯甲酸钠效果最佳。切花寿命长短取决于吸水和失水之间的平衡关系[49]，切花在离体后失去母体根系的水分和营养物质输送，但切花的蒸腾作用及呼吸作用仍在继续，因此水分平衡值会被迅速打破[3]，水分平衡值大于0 有利于维持鲜切花的活力[50]。本试验中，各处理组的水分平衡值变负时间与切花寿命一致，处理3的切花水分平衡值最晚变为负值，且寿命最长。切花的鲜质量变化规律与切花水分平衡值的变化规律一致[38]。鲜切花的花枝鲜质量变化趋势在离体后一般是先上升后下降，其高峰出现时间越晚，保鲜效果越好，瓶插后期，切花鲜质量下降幅度越大，保鲜效果越差[42]。本试验中，处理3 的切花鲜质量变化率最高，在高峰出现后下降幅度最小，第10 天时比对照高18.9 个百分点，且寿命最长，在基础瓶插液中添加苯甲酸钠可降低香石竹切花输导组织阻塞，促进水分吸收，维持水分平衡与鲜花活力，以添加250 mg/L 苯甲酸钠效果最佳。本试验中各处理组切花鲜质量高峰同时出现，这与测定时间间隔稍长有关。MDA 是硫代巴比妥酸（TBA）的反应产物，已被广泛用作衡量膜脂过氧化与膜损伤的指标[51]，Ca2+可减少切花MDA 累积[47]。本试验中，除处理4以外，其他各处理的MDA含量前期均出现下降，表明适宜浓度的苯甲酸钠可减缓香石竹膜脂过氧化程度，从而延缓MDA 累积。可溶性蛋白质含量是检测切花品质的重要指标之一[32]，其含量的增多可使切花束缚更多水分[52]，随着细胞膜完整性的丧生，蛋白质会随之发生降解[53]。本试验瓶插期间，苯甲酸钠处理的可溶性蛋白质含量均先上升后下降，各处理的相对电导率整体升高，含苯甲酸钠的保鲜瓶插液在一定程度上抑制了香石竹切花细胞中的电解质外渗，延缓了蛋白质分解，从而延缓切花衰老，其中以添加250 mg/L苯甲酸钠效果最佳。CAT与POD 协同作用可清理细胞的氧化代谢物[54]，高活性的POD与SOD有利于降低切花衰老过程中产生的自由基对细胞膜的伤害，减少MDA累积。本试验中，各处理的POD、CAT 活性变化趋势均相同，整体为上升趋势，处理3的POD、CAT活性最高，说明含苯甲酸钠的保鲜瓶插液可提高香石竹切花中抗氧化酶活性，从而清除更多因衰老而产生的自由基，其中以添加250 mg/L苯甲酸钠效果最佳。

研究结果表明，在基础瓶插液中添加苯甲酸钠对香石竹鲜切花的保鲜效果显著，主要表现为：可有效维持香石竹切花花瓣鲜质量，增大花径并延缓切花水分平衡值出现负值的时间；降低花瓣相对电导率和MDA 含量；提高花瓣细胞中CAT 和POD 活性，从而增强清除活性氧自由基的能力；增加花瓣可溶性糖含量和可溶性蛋白含量，调节细胞渗透压，减缓蛋白质的降解。本研究为苯甲酸钠在香石竹切花保鲜上的应用提供了理论依据。