齊秀東

(河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島，066004)

京白梨又稱北京白梨，是秋子梨系統(tǒng)中最優(yōu)良的品種，原產(chǎn)中國，已有200多年的栽培歷史［1］。目前，京白梨主要分布在北京郊區(qū)和河北昌黎一帶，山西、甘肅、遼寧、河南等地也有栽培。京白梨因其果實汁多、味甜、濃香、品質(zhì)上乘，長期以來深受廣大消費者的青睞。

京白梨果實采摘后必須經(jīng)過后熟，才能達(dá)到最佳食用品質(zhì)。采收后在室溫條件下存放，京白梨果實的后熟期僅7～10天［2］，極不耐貯運，商品性嚴(yán)重下降，極大地影響了果農(nóng)的經(jīng)濟收入和種植積極性，從而限制了京白梨的發(fā)展。因此，了解京白梨果實軟化特性，研究京白梨果實的貯藏保鮮技術(shù)，對于延長其供應(yīng)期，提高果品附加值，帶動栽培地經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。為解決這些問題，近年來一些科研工作者對京白梨果實后熟軟化機理和貯藏保鮮技術(shù)等進(jìn)行了相關(guān)研究，取得一定進(jìn)展。

1 京白梨果實后熟軟化特性

研究表明，京白梨果實采收后常溫條件下貯藏，果皮顏色退綠、硬度下降，僅6～9 d即通過呼吸躍變過程完成后熟，達(dá)到較好的食用狀態(tài)［3］。許多研究認(rèn)為，細(xì)胞壁使果實具有一定的形狀和彈性，其結(jié)構(gòu)和成分的改變是引起果實質(zhì)地變化的主要原因［4，5，6］。細(xì)胞壁由胞間層、初生壁和次生壁組成。其中，胞間層以果膠物質(zhì)為主要成分，具有膠粘和柔軟的特性;初生壁由纖維素、半纖維素和少量果膠構(gòu)成，具有一定彈性;次生壁由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成，靠胞間連絲與胞間層和相鄰細(xì)胞連接并進(jìn)行物質(zhì)交換［7］。一般認(rèn)為，果實軟化的最初原因是細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的破壞，細(xì)胞壁物質(zhì)組分的降解使細(xì)胞壁中膠層和初生壁分解，細(xì)胞間黏合力下降，細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損［8］。高海生等［9］采用物性分析儀對京白梨果實質(zhì)地相關(guān)參數(shù)檢測表明，隨京白梨果實后熟軟化，果肉硬度和破裂力極顯著正相關(guān)，二者均與粘附性呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與彈性和咀嚼性顯著正相關(guān)，咀嚼性與粘附性亦顯著正相關(guān)。與鴨梨果肉質(zhì)地變化特性比較后認(rèn)為，硬度、破裂力、彈性和咀嚼性是京白梨果實質(zhì)地評價的主要參數(shù)，粘附性和內(nèi)聚性則反映了其質(zhì)地的細(xì)微變化。采后乙烯調(diào)控處理結(jié)果證實京白梨果實軟化與上述相關(guān)質(zhì)地參數(shù)變化密切相關(guān)。魏建梅等［3］研究表明，采后京白梨果實軟化過程中，水溶性果膠(WSP)和離子結(jié)合果膠(ISP)含量增加，共價結(jié)合果膠(CSP)含量降低，纖維素和半纖維素含量也不斷降低。進(jìn)一步研究證實，難溶性的CSP含量降低、可溶性的ISP和WSP含量增加是京白梨果實軟化的重要生理過程。賈艷茹［10］研究發(fā)現(xiàn)京白梨果實軟化過程中各果膠多糖組分的分子質(zhì)量均呈由高到低的變化過程，大分子物質(zhì)解聚現(xiàn)象較鴨梨顯著，果膠多糖的解聚是京白梨果實軟化的重要原因。這與Brummell等［11］在桃上的研究結(jié)果相吻合，即CSP連接在富含RG-I的細(xì)胞壁區(qū)域中，通過共價鍵與細(xì)胞壁交聯(lián)，在后熟早期含量穩(wěn)定，隨后迅速下降，與ISP含量的增加相同步，表明在果實后熟過程中果膠多聚物共價鍵的斷裂需要依靠離子交聯(lián)的作用來維持細(xì)胞壁的完整性。

果實細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和成分變化的根本原因在于多種細(xì)胞壁降解酶水解細(xì)胞壁，造成細(xì)胞間連接減少和細(xì)胞離散所致，這些酶在果實軟化的不同階段作用不同［8，11，12，13］。魏建梅等［3，14］對京白梨果實的細(xì)胞壁降解酶特性作了較為系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明，在細(xì)胞壁降解酶中，α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Af)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性在京白梨果實采收時就開始升高，早于果膠甲酯酶(PME)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性增高的時期，但纖維素酶活性呈降低趨勢，且α-L-Af和β-Gal與硬度呈極顯著相關(guān)，與細(xì)胞壁組分的相關(guān)度均大于其它細(xì)胞壁降解酶，纖維素酶未表現(xiàn)出相關(guān)性。因此認(rèn)為，α-L-Af和β-Gal對京白梨果實軟化的貢獻(xiàn)大于PME和PG，可能在果實軟化早期起主要作用，參與了中性糖從果膠、半纖維素和纖維素上的解離;PME和PG主要作用于果實后期軟化，促進(jìn)果膠從不溶性成分向可溶性成分的轉(zhuǎn)化;纖維素酶的作用不大。通過對PG，α-L-Af，β-Gal和LOX在京白梨果實軟化中的作用比較得出，β-Gal和LOX在果實采收后的增加時期早于其它酶，且上升速率快，而且這兩種酶基因的表達(dá)量亦迅速增加。1-MCP對β-Gal和LOX活性和基因表達(dá)表現(xiàn)出的抑制作用最強烈，尤其在處理前期。冷藏過程中PG和β-Gal基本維持原有活性水平，但對二者基因表達(dá)的抑制主要表現(xiàn)在貯藏前期，同時LOX活性亦受到顯著抑制，但其基因表達(dá)量比對照低幾倍甚至十幾倍，一直維持在極低水平，是幾種酶中受抑效果最顯著的酶。所以認(rèn)為，PG，α-L-Af，β-Gal和LOX均參與了京白梨果實的后熟軟化，其中β-Gal和LOX可能在果實早期軟化階段起著更為重要的作用。冷藏過程中LOX基因微量表達(dá)，對低溫的響應(yīng)最為敏感，可能主要通過抑制LOX基因表達(dá)來抑制其酶催化的膜脂過氧化作用，進(jìn)而強烈抑制京白梨果實軟化進(jìn)程。

采后低溫和1-MCP處理顯著抑制了京白梨果實纖維素、半纖維素與CSP含量的下降和ISP與WSP含量的增加，并且其細(xì)胞壁降解相關(guān)降解酶活性和基因表達(dá)受到顯著抑制，有效阻止了細(xì)胞壁成分從不溶性向可溶性的轉(zhuǎn)化，減緩了果膠、半纖維素和纖維素的降解，保持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整性，抑制果實軟化，貯藏期和貨架期延長。而乙烯利處理并沒有加速京白梨果實軟化進(jìn)程，它對果實細(xì)胞壁成分及其降解酶活性的影響結(jié)果也不盡一致，雖然在一定程度上促進(jìn)了細(xì)胞壁降解酶的活性，但對細(xì)胞壁各組分含量變化的影響不大，這可能與京白梨果實自身的軟化特性(后熟期很短，采后迅速軟化)有關(guān)，也可能是京白梨果實軟化一旦啟動，外源乙烯對其軟化的誘導(dǎo)作用會極大地減弱或消失［3］。

此外，王文生等［15］研究發(fā)現(xiàn)，0℃比20℃條件下貯藏可大大降低京白梨果實的乙烯釋放量，且普通冷藏和氣調(diào)貯藏(溫度均為0℃)的果實乙烯釋放量無顯著差異，表明溫度對乙烯釋放量起決定作用。氣調(diào)貯藏顯著抑制了京白梨果實的呼吸強度和乙烯釋放量，果實硬度和果皮葉綠素含量下降。同時，低O2和高CO2濃度可直接抑制酶的活性及其所催化的果膠物質(zhì)和葉綠素的轉(zhuǎn)化和分解。普通冷藏的果實，乙烯合成較早地達(dá)到活躍狀態(tài)，到貯藏末期，乙烯合成酶的活性降低，乙烯合成能力大幅度下降。氣調(diào)貯藏和普通冷藏相比，氣調(diào)貯藏可顯著抑制組織中乙烯合成酶的活性。

2 京白梨果實貯藏保鮮技術(shù)

2.1 采收期和后熟溫度的確定

京白梨的采收期與果實的后熟品質(zhì)及貨架期密切相關(guān)，采收過早果實達(dá)不到應(yīng)有的品質(zhì)且產(chǎn)量較低，采收過晚果實硬度較低且下降較快貨架期縮短。采收期直接影響果實的耐貯性，北京市門頭溝區(qū)科委與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)共同研究認(rèn)為，在北京郊區(qū)3個月左右的短期貯藏，以中期(8月31日前后)采收為佳，6個月以上的長期貯藏，以早期(8月24日前后)采收為好。

賈曉輝等［16］就溫度和乙烯對京白梨后熟進(jìn)程和品質(zhì)的影響研究發(fā)現(xiàn)，京白梨后熟過程中果實硬度和后熟時間呈極顯著負(fù)相關(guān)，溫度過高或過低均導(dǎo)致果皮轉(zhuǎn)色和果實硬度后熟不不一致，適度的低溫(14℃)延遲果實乙烯峰值的啟動時間，高溫(28℃)抑制乙烯的生成和果實的軟化，溫度越高失重率和爛果率越高。外源乙烯有助于果實乙烯的生成和呼吸強度的增加，加快了果實的后熟進(jìn)程，并且后熟均勻一致果實品質(zhì)極佳。研究認(rèn)為，京白梨的后熟適宜溫度范圍17～23℃，最佳溫度20℃，最佳乙烯催熟用量為100 μL/L。

2.2 低溫和氣調(diào)貯藏

趙晨霞等［17］研究表明，在低溫(0～1℃)條件下，果實硬度隨時間的延長而逐漸下降，但下降速度慢于常溫，可溶性固形物含量隨時間的延長呈上升趨勢，京白梨貯藏49 d仍有商品價值。

王文生等［15］將采收后的京白梨置于室溫(20℃)、普通冷藏(0℃低溫、控制O2的體積分?jǐn)?shù)約為0.21，CO2的體積分?jǐn)?shù)為0)和氣調(diào)貯藏(0℃低溫、O2和CO2的體積分?jǐn)?shù)均控制為0.02～0.04)3種方式下研究發(fā)現(xiàn):京白梨具有明顯的呼吸躍變現(xiàn)象和乙烯釋放高峰，采后第5天呼吸強度達(dá)到最高值，采后第10天出現(xiàn)乙烯釋放高峰。當(dāng)呼吸達(dá)到高峰時，果實硬度由11.11 kg/cm2(24.5 磅/cm2)下降到 7.53 kg/cm2(16.6 磅/cm2)，到第10 天時硬度下降到 3.22 kg/cm2(7.1磅/cm2)。普通冷藏和氣調(diào)貯藏的京白梨脫離貯藏環(huán)境移至室溫時，乙烯釋放量均顯著提高，但乙烯釋放高峰期明顯不同，普通冷藏的果實高峰期較氣調(diào)貯藏的果實出現(xiàn)的早，高峰期出現(xiàn)后，兩處理果實的乙烯釋放量均顯著降低，到貯藏末期(132 d)時，普通冷藏的果實乙烯釋放量已降至顯著低于氣調(diào)貯藏的果實。試驗結(jié)果表明，氣調(diào)貯藏比普通冷藏對京白梨的代謝具有更強的抑制作用，延緩了果實的后熟和衰老，貨架期明顯延長，在生產(chǎn)實踐中具有良好的應(yīng)用前景。

2.3 臭氧處理

臭氧作為一種強氧化劑以其殺菌力強、促進(jìn)乙烯分解、安全無毒、簡單易用等特點，在國內(nèi)外水果保鮮中均獲得了應(yīng)用。臭氧具有強烈的氧化性、可以殺死細(xì)菌、抑制真菌，防止水果腐爛變質(zhì)。臭氧處理可以消除果實貯藏期間產(chǎn)生的乙烯、乙醇和乙醛等有害氣體，抑制果實后熟。同時，臭氧處理還能使果皮氣孔所小，減輕果實水分散失。李麗萍等［18］在京白梨常溫貯藏期間，定期進(jìn)行2，5，10 min高壓放電臭氧處理發(fā)現(xiàn)以5 min處理效果最佳。凡經(jīng)臭氧處理的果實失重均小于對照，其中以5 min處理失重最少。處理時間過短可能對果皮皮孔的縮小不明顯，保水效果差，而若時間過長則可能對果皮造成損傷，使果實失重增加。同時，研究還發(fā)現(xiàn)，從貯藏第4天到第10天，各處理果肉硬度均急劇下降，其中對照的果肉硬度下降幅度最大。從貯藏后期(后10 d)看，以5 min處理果肉硬度變化最小，果實硬度最高。另外，試驗還發(fā)現(xiàn)臭氧處理可以提高果實可溶性固形物含量。

2.4 輻射處理

輻射保鮮主要利用鈷60，銫137等放射性元素的γ射線以及電子加速和X-射線來輻照果品，使果實內(nèi)部水分和其他物質(zhì)發(fā)生電離，生產(chǎn)游離基團(tuán)，殺滅有害物質(zhì)，從而成為貯藏保鮮水果的方法。輻射可以延長果品貯藏和貨架期，減少采后損失。董以德等［19］用60CO-γ射線(放射性活度33.3×1014Bq，劑量率1 kGy/h，均勻度﹤1.05)對京白梨進(jìn)行輻射處理研究，發(fā)現(xiàn)輻射處理初期可以抑制京白梨乙烯的生成，抑制作用的大小隨劑量增加而增加，對京白梨輻射處理30 d后，各處理總糖含量均高于對照，認(rèn)為0.25 kGy(25 krad)是京白梨輻射保鮮的最佳處理劑量。

2.5 涂被劑、防腐劑和涂油處理

連麗娜等［20］利用護(hù)綠型涂被劑(以羧甲基纖維素鈉為基質(zhì)、拮抗酵母菌為抑菌劑)對京白梨果實后熟軟化的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，涂被劑能明顯延遲京白梨的后熟，保持果實硬度，有效減緩可溶性固形物、糖、酸、VC等營養(yǎng)成分的降解，抑制膜脂過氧化反應(yīng)，降低細(xì)胞膜透性。趙晨霞等［17］研究表明，京白梨果實貯藏前用百菌清處理，可有效降低果實腐爛率和果心褐變速度。在常溫和低溫下對京白梨果實進(jìn)行涂油(葵花油)處理，都可明顯減緩果面由綠變黃的速度，減緩果炳失水。應(yīng)用防腐和涂油等綜合措施，可以有效提高京白梨貯藏期間的綜合品質(zhì)，延長其市場供應(yīng)期。

2.6 采前噴鈣和采后1-MCP處理

鈣是植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，在植物的生理活動中，對保持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)、維持細(xì)胞膜的功能具有非常重要的作用，因此Ca2+就成了一種綠色、環(huán)保的保鮮劑。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型乙烯受體抑制劑，它不僅具有強烈抑制內(nèi)源乙烯的生理效應(yīng)，而且還能抑制外源乙烯對內(nèi)源乙烯所產(chǎn)生的誘導(dǎo)作用，并且作用效果持久。1-MCP與乙烯受體的結(jié)合是不可逆的，但并不意味著經(jīng)1-MCP處理的梨果實對乙烯的敏感性永久喪失，因為伴隨著梨果實生理活動的進(jìn)行，組織中還會形成新的乙烯受體，梨果實對乙烯的敏感性也逐漸恢復(fù)，正是這種特性使得經(jīng)過1-MPC處理過的梨果實仍然能完成后熟，因而在水果貯藏保鮮上獲得了廣泛應(yīng)用。

石鳳［21］系統(tǒng)研究了采前Ca2+、采后1-MCP處理對京白梨果實后熟軟化過程中呼吸速率、乙烯釋放量及相關(guān)酶活性變化的影響。研究發(fā)現(xiàn):京白梨(對照)在室溫下只能貯藏15 d，采前噴鈣處理可以抑制果實硬度的下降、延長京白梨在室溫下的貯藏時間，鈣處理比對照延長了10 d。采后1-MCP處理顯著抑制了京白梨果實硬度的下降，乙烯高峰的出現(xiàn)比對照推遲了13 d，處理后的京白梨在室溫下可以貯藏30 d，1-MCP處理較采前噴鈣處理效果更為明顯。

3 展 望

近年來，人們?yōu)榱搜娱L京白梨果實的貯藏期和果品的供應(yīng)期，在其果實后熟軟化機理和貯藏保鮮技術(shù)方面做了許多研究。但與其它種類的果實相比，對京白梨果實軟化機理和貯藏技術(shù)研究和應(yīng)用還相對滯后，影響京白梨果實貯藏保鮮的因素也比較復(fù)雜。

3.1 京白梨果實貯藏特性

當(dāng)前，冷藏已經(jīng)成為果品的主要貯藏形式。低溫雖然抑制采后京白梨果實的代謝活動，極大地延緩了果實軟化進(jìn)程，在低溫條件下京白梨果實的貯藏期可延長至9個月。但是，長期低溫貯藏可導(dǎo)致京白梨果實生理失調(diào)，果肉木質(zhì)化、質(zhì)地粗糙，且難以后熟軟化，失去其果肉細(xì)膩多汁的特性，其原因有待深入研究。

3.2 產(chǎn)地貯藏條件

產(chǎn)地貯藏是我國傳統(tǒng)的果品貯藏方法，但因各地貯藏條件和目的的不同，京白梨的貯藏主要分為短期、中期和長期貯藏。不同產(chǎn)地和貯藏期對京白梨果實采后品質(zhì)的影響還有待于進(jìn)一步研究。

3.3 基因工程技術(shù)保鮮

基因工程技術(shù)已經(jīng)成為果品貯藏保鮮的最新研究手段，通過對果實細(xì)胞壁軟化機理和抗軟化基因轉(zhuǎn)導(dǎo)研究，在提高京白梨果實耐貯性方面有望成為現(xiàn)實。研究認(rèn)為［14，22］，京白梨果實的軟化和貨架壽命與細(xì)胞壁降解酶的活性尤其是PG和纖維素酶的活動密切相關(guān)，也受果膠降解酶活性的影響。目前，已經(jīng)闡明編碼細(xì)胞壁水解酶(如PG酶)與纖維素酶的基因表達(dá)。如果導(dǎo)入PG基因的反義基因，使PG基因產(chǎn)生的mRNA與反義RNA結(jié)合而不能編碼正常的PG酶，京白梨軟化的問題可以得到有效解決。

總之，在進(jìn)一步深入研究京白梨果實軟化機理的同時，還應(yīng)加強對現(xiàn)代化貯藏保鮮技術(shù)在京白梨上的研究和應(yīng)用，以便更好地發(fā)展這一極具地方特色的傳統(tǒng)優(yōu)勢果品。

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(責(zé)任編輯:朱寶昌)