摘 要:桃是一類原產(chǎn)于我國的優(yōu)質(zhì)水果,果肉厚實(shí),汁多味美,氣味芳香,深受消費(fèi)者喜愛,但桃果的易腐性增加了其貯藏、流通、交易的難度。本文介紹了桃果的呼吸作用及乙烯釋放、酶活性、成分與質(zhì)地等采后生理變化,綜述了基于物理、化學(xué)和生物三類保鮮調(diào)控技術(shù)的最新保鮮方法,提出動態(tài)化的綜合調(diào)控保鮮技術(shù)是未來行業(yè)發(fā)展的主要趨勢,以期探索適于桃果貯運(yùn)保鮮的方法,為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)建議。
關(guān)鍵詞:桃果;保鮮;品質(zhì);采后生理;采后病理
中圖分類號:S662.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1008-1038(2024)12-0001-09
DOI:10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.12.001
Advances in Quality Change Mechanisms and Preservation Techniques
of Postharvest Peaches
SUI Haitao1,2, CHEN Dongjie1,2, WANG Fengli1,2, ZOU Zeyu1,2, GUO Fengjun1,2,3*, MA Qianqian1,2,
SUI Qing1,2, ZHANG Changfeng1,2, SUN Chongde3
(1. National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics, Shandong Institute of Commerce and Technology, Jinan 250103, China; 2. Shandong Guonong Logistics Technology Co., Ltd, Jinan 250098, China;
3. Institute of Fruit Science, College of Agriculture and Biotechnology, Zhejiang University,
Hangzhou 310058, China)
Abstract: Peach is a high-quality fruit native to China, loved by consumers for its thick flesh, juicy and delicious taste, and fragrant aroma. But the perishability of peach fruits increases the difficulty of their storage, circulation, and trading. This article introduced the physiological changes of peach fruit after harvesting, including respiration, ethylene release, enzyme activity, composition, and texture. It summarized the latest preservation methods based on physical, chemical, and biological preservation regulation technologies. It roposed that dynamic comprehensive regulation preservation technology would be the main trend for future industry development, in order to explore methods suitable for peach fruit storage and transportation preservation, and provide scientific suggestions for related industries.
Keywords: Peach; preservation; quality; postharvest physiology; postharvest pathology
桃(Prunus persica (L.) Batsch)是薔薇科桃屬植物的果實(shí),原產(chǎn)于中國。桃樹有四千多年的種植史,是世界上栽培歷史最久、種植面積最大、最受歡迎的果樹品種之一。桃果肉厚實(shí),汁液豐富,甘甜味美,氣味芳香,深受消費(fèi)者喜愛。同時(shí),桃營養(yǎng)豐富,富含糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)及β-胡蘿卜素等多種人體必需的營養(yǎng)成分。目前,我國桃樹種植面積穩(wěn)定在78萬hm2,產(chǎn)量達(dá)1 500萬t,均位居世界首位,產(chǎn)出了全球50%以上的桃果,但出口量僅占全球貿(mào)易量的3%。我國桃果出口在國際市場上仍有巨大的拓展空間。近十年來,我國桃對外貿(mào)易量年均值為190萬t,最高達(dá)236萬t,年貿(mào)易額穩(wěn)定在22億美元。桃果的易腐特性增加了國際遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)慕灰壮杀?,也是阻礙我國鮮食桃果對外貿(mào)易的主要因素之一[1]。
一直以來,桃保鮮是國際公認(rèn)的難題,也是果蔬采后領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。發(fā)達(dá)國家的桃果采后損失率一般為1.7%~5%,而發(fā)展中國家則高達(dá)20%~25%。為此,國內(nèi)外學(xué)者圍繞桃果品質(zhì)劣變機(jī)制和調(diào)控技術(shù)開展了大量研究。作為典型的呼吸躍變型果實(shí),桃采后在常溫條件下很快出現(xiàn)呼吸高峰和乙烯釋放高峰,迅速軟化衰老、腐爛變質(zhì)。針對上述難題,國內(nèi)外學(xué)者提出氣調(diào)保鮮、低溫保鮮、變溫貯藏、保鮮劑保鮮、涂膜保鮮等手段。本文總結(jié)了呼吸作用與乙烯釋放、酶活性、成分與質(zhì)地等桃采后生理變化,綜述了物理、化學(xué)和生物三類保鮮調(diào)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀,展望了桃果實(shí)采后品質(zhì)調(diào)控技術(shù)研究的發(fā)展趨勢,以期為桃果貯運(yùn)保鮮提供一定的理論支持和參考。
1 桃果采后品質(zhì)變化的生理機(jī)制
桃采后生理機(jī)制的變化,影響其貨架期及品質(zhì)的改變。該過程主要分為呼吸作用與乙烯釋放、酶活性變化、成分與質(zhì)地變化三部分。呼吸作用加劇不僅會消耗桃內(nèi)部養(yǎng)分,還促進(jìn)乙烯的釋放,而作為“成熟激素”,它又加速了桃果的衰老進(jìn)程。同時(shí),果膠酶、纖維素酶等關(guān)鍵酶活性的提升,導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)瓦解,桃果組織逐漸軟化,質(zhì)地發(fā)生顯著變化。此外,果實(shí)內(nèi)部的糖類、有機(jī)酸等營養(yǎng)成分也經(jīng)歷著復(fù)雜的轉(zhuǎn)化與降解,對桃果的風(fēng)味與口感產(chǎn)生重要的影響。
1.1 呼吸作用與乙烯釋放
桃作為典型的呼吸躍變型水果,具有顯著的呼吸高峰和呼吸躍變現(xiàn)象,且成熟度越低,呼吸高峰出現(xiàn)越早。呼吸躍變標(biāo)志著桃果進(jìn)入后熟及衰老階段,導(dǎo)致貨架期縮短和果實(shí)腐爛。桃果呼吸躍變與乙烯合成緊密相關(guān),乙烯釋放量在桃果采后呈先升后降的趨勢,并在成熟期因1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)和乙烯形成酶(ethylene-forming enzyme,EFE)活性增強(qiáng)而出現(xiàn)高峰[2]。外源乙烯和內(nèi)源乙烯均可誘導(dǎo)桃果呼吸速率上升,促進(jìn)內(nèi)源乙烯的生物合成,但部分品種桃果內(nèi)源乙烯產(chǎn)生量低,外源乙烯刺激下乙烯釋放量增加不明顯[3-4]。例如,‘玉美人黃桃’‘映霜紅’‘真奈美’等硬溶質(zhì)型桃果的軟化抑制即源于低水平乙烯產(chǎn)生,這歸因于Pp-ACS1在成熟期的抑制表達(dá),而非其缺陷所致[4]。
總之,桃果的呼吸躍變現(xiàn)象與乙烯合成和釋放密切相關(guān),乙烯釋放量隨桃果生長先升后降,至成熟期達(dá)到頂峰。外源乙烯可促進(jìn)桃果呼吸作用及內(nèi)源乙烯釋放,但不同品種桃果在乙烯產(chǎn)生和響應(yīng)方面存在差異,部分品種對乙烯刺激不敏感,展現(xiàn)出獨(dú)特的生理特性。硬溶質(zhì)桃軟化抑制源于低乙烯水平,這歸因于Pp-ACS1成熟期的抑制表達(dá)。
1.2 酶活性變化
在貯藏期間,隨著桃果的后熟衰老,酶的活性會發(fā)生顯著變化,進(jìn)而導(dǎo)致軟化、褐變等現(xiàn)象的出現(xiàn)。β-半乳糖苷酶和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶是引起桃果軟化的兩大關(guān)鍵酶,分別作用于細(xì)胞壁中的半乳糖和阿拉伯糖殘基[5]。在桃果軟化早期階段,β-半乳糖苷酶起主要作用;在中后期快速軟化階段,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶則起主要作用。與其他果實(shí)類似,桃果褐變主要由酚類物質(zhì)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和過氧化物酶(peroxidase,POD)等因子引起[6]。
當(dāng)桃果衰老時(shí),細(xì)胞發(fā)生質(zhì)膜過氧化作用,生物膜通透性增加,酚類物質(zhì)與PPO的區(qū)域化結(jié)構(gòu)被破壞,酚類物質(zhì)釋放,結(jié)合態(tài)PPO和結(jié)合態(tài)POD轉(zhuǎn)化為游離態(tài)PPO和游離態(tài)POD。這時(shí)在有氧條件下,游離態(tài)PPO將酚類物質(zhì)氧化成黑色醌類物質(zhì),導(dǎo)致褐變現(xiàn)象發(fā)生;游離態(tài)POD也會參與褐變過程。高原原等[7]對比了4種不同肉質(zhì)硬度的桃果品種在成熟軟化過程中的變化后證實(shí),軟溶質(zhì)桃‘霞暉5號’出現(xiàn)呼吸峰值的時(shí)期最早,且硬度下降最快,原因是其纖維素酶(cellulase,Cx)活性一直高于其他3種肉質(zhì)類型,此外,多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)、果膠甲基酯酶(pectin methylesterase,PME)活性的增加,也顯著影響桃果實(shí)軟化。
1.3 成分與質(zhì)地變化
采后桃的水分、抗壞血酸(ascorbic acid,AsA)、糖、有機(jī)酸等營養(yǎng)物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)以及細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成分會發(fā)生改變,通常這些營養(yǎng)物質(zhì)會隨貯藏期的延長明顯下降,對果實(shí)商品價(jià)值產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。其中,可溶性固形物和總酸含量的變化會影響糖酸比,使果實(shí)風(fēng)味下降[8]。桃果實(shí)含有的醛類、酮類、醇類、酯類、內(nèi)酯類、烴類等近百種揮發(fā)性物質(zhì)組成一個(gè)整體,形成桃的芳香特征,其中,γ-癸內(nèi)酯、δ-癸內(nèi)酯是桃果特有芳香氣味的主要揮發(fā)性物質(zhì)[9]。這些芳香物質(zhì)的變化受貯藏溫度的影響較大。在-0.5 ℃下保鮮桃果實(shí),‘皇貴妃桃’‘日本甜蜜桃’‘春瑞桃’和‘黑桃皇后’分別在10、10、20、40 d總揮發(fā)物釋放量(20 ℃熟化3 d)達(dá)到峰值[9]。當(dāng)溫度過低時(shí),桃易發(fā)生冷害(chilling index,CI),風(fēng)味變淡,甚至喪失。在保鮮期內(nèi),‘雙久紅’和‘川中島’桃的硬度、黏力、黏性和咀嚼性均呈先上升后下降的趨勢。因此,適當(dāng)?shù)牡蜏赜兄谔夜ur,但具體效果依品種而定。
2 采后品質(zhì)調(diào)控技術(shù)
從保鮮原理上,桃采后品質(zhì)調(diào)控技術(shù)主要分為物理、化學(xué)和生物三類(如表1)。物理調(diào)控方法采用控制貯藏環(huán)境條件或產(chǎn)品表面微生物的方式達(dá)到保鮮的目的,如改變溫度、濕度、壓力、氣體成分、熱處理、輻照、超聲波等?;瘜W(xué)調(diào)控技術(shù)則以1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)、二氧化氯(ghlorine dioxide,ClO2)等化學(xué)保鮮劑為主要手段,保鮮效果顯著,是當(dāng)前采用較為普遍的一類保鮮方法。生物調(diào)控技術(shù)則采用天然物質(zhì)、拮抗菌等保鮮桃及其他果蔬產(chǎn)品。
2.1 物理調(diào)控技術(shù)
在桃果保鮮領(lǐng)域,物理調(diào)控保鮮技術(shù)以其高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。其中,氣調(diào)技術(shù)通過精確控制貯藏環(huán)境中的O2、CO2等氣體成分,有效抑制桃果的呼吸作用,延緩后熟過程,從而顯著延長保鮮期。溫度調(diào)節(jié)技術(shù)則利用低溫環(huán)境抑制桃果的新陳代謝,減少營養(yǎng)損耗,同時(shí)避免高溫引起的品質(zhì)劣變。此外,壓力調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)作為一種新興方法,通過調(diào)整貯藏壓力,進(jìn)一步延長桃果的保鮮期限。物理調(diào)控保鮮技術(shù)以其多元化的調(diào)控手段,為桃果的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸與長期貯存提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
2.1.1 氣調(diào)貯藏
作為應(yīng)用最廣泛的果蔬保鮮技術(shù)之一,氣調(diào)貯藏通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的CO2和O2的比例,抑制果蔬的呼吸作用等新陳代謝,延長貯藏期,一般分為自發(fā)氣調(diào)貯藏(modified atmosphere,MA)、人工氣調(diào)(controlled atmosphere,CA)等。De Santana等[10]采用低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)活性氣調(diào)包裝,對‘冬桃’和水蜜桃開展保鮮貯藏實(shí)驗(yàn)后證實(shí),不同厚度(15~60 μm)的LDPE包裝膜均有抑制桃果冷害并降低果膠酶活性的作用,其中,25 μm厚度膜對于保持桃果的色澤、硬度及風(fēng)味成分效果最佳。此外,通過精確控制氣體成分的氣調(diào)包裝也能防止桃果冷害且不影響其后熟過程。如利用3%O2+3%CO2的CA方式保鮮‘岡山白桃’,無冷害現(xiàn)象發(fā)生,且后熟不受影響。薛友林等[11]的研究進(jìn)一步證實(shí)了聚乳酸(polylactic acid,PLA)膜在延緩桃果實(shí)衰老和減少營養(yǎng)損失方面優(yōu)于LDPE膜,展示了新型環(huán)保材料在桃果保鮮中的巨大潛力。實(shí)踐證明,合理選擇包裝厚度與氣體成分,以及采用先進(jìn)包裝材料,是提升桃果采后保鮮效果的關(guān)鍵。
氣調(diào)保鮮技術(shù)可與乙烯吸收劑等聯(lián)合用于桃果保鮮。Ayub等[12]開發(fā)了含精油(0.75 mL/100 mL)和藻酸鹽(1.5 g)的可食用涂層,有效延長了桃果貨架期。近年來,有學(xué)者通過材料改性和新材料研發(fā),強(qiáng)化了包裝材料的防霉、透氣、防霧功能。Ebrahimi等[13]用納米黏土改性聚乙烯制備的包裝膜,具有優(yōu)良的氣體阻隔性,能抑制桃果呼吸和病原微生物生長,并減輕褐變和軟化,延遲了桃果后熟。Li等[14]利用2 μL/L的1-MCP熏蒸桃果24 h后,再與激光微孔包裝(laser microporous film,LMF)協(xié)同保鮮‘肥城桃’,該方法顯著抑制了桃的呼吸作用,減少了細(xì)胞壁降解,緩解了活性氧(reactive oxygen species,ROS)積累及膜脂過氧化,在5 ℃下貨架期可達(dá)28 d。目前,該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)聚焦于新型包裝膜研發(fā),及結(jié)合氣體調(diào)控、溫度控制、無害化學(xué)成分應(yīng)用。
2.1.2 溫度調(diào)節(jié)技術(shù)
溫度調(diào)節(jié)技術(shù)在桃果保鮮中至關(guān)重要。低溫貯藏作為基礎(chǔ)的保鮮方法,通過略高于冰點(diǎn)的低溫環(huán)境進(jìn)行有效保鮮,兼具安全性、高效性及可操作性,但需警惕冷敏性水果的冷害現(xiàn)象。變溫貯藏作為創(chuàng)新策略,通過溫度波動如間歇升溫、程序降溫等增強(qiáng)果實(shí)抗冷性,減少冷害,保持品質(zhì),延長保鮮期。因此,低溫與變溫貯藏的結(jié)合應(yīng)用為果蔬保鮮提供了新途徑,展現(xiàn)出廣闊前景。
劉高澤等[15]指出,溫度是影響鮮桃貯藏的關(guān)鍵因素,常溫條件下桃果1~2 d就會變軟,而冷鏈貯存可顯著延長至15~20 d。然而,實(shí)驗(yàn)顯示,冷敏性水果如桃果在0 ℃下貯藏表現(xiàn)更佳,且無冷害現(xiàn)象,而2~5 ℃下貯藏1~2周則易誘發(fā)冷害。劉慧等[16]對比不同貯藏條件后強(qiáng)調(diào),得出恒溫冷鏈能有效減緩果肉硬度、堿溶性果膠(sodium soluble pectin,SSP)、蔗糖及蘋果酸等品質(zhì)指標(biāo)的下降。此外,研究還表明,0 ℃冰水冷激處理能降低黃桃呼吸強(qiáng)度、抑制PG活性,以及抑制油桃乙烯釋放和推遲呼吸高峰的出現(xiàn),顯著延長保鮮期[17-18]。秦自強(qiáng)等[19]的快速預(yù)冷法也驗(yàn)證了適宜低溫對桃果保鮮的積極作用。低溫貯藏常與其他保鮮技術(shù)結(jié)合使用,可增強(qiáng)效果。
變溫貯藏,包括間歇升溫貯藏(intermittent warming,IW)和程序降溫(low temperature conditioning,LTC),是提升果實(shí)抗冷性、延長貯藏期的有效策略。Kluge等[20]通過研究‘早黃金桃’指出,IW雖能降低桃果內(nèi)部褐變和硬度,但高溫處理時(shí)間過長會增加失重率和腐爛率。LTC則通過緩慢降溫使桃果適應(yīng)低溫,減少冷害并延長貨架期。謝小燕等[21]以新疆‘英格爾’蟠桃為試材,對比了LTC與1-MCP和保鮮紙協(xié)同處理的效果,發(fā)現(xiàn)LTC協(xié)同保鮮紙?zhí)幚硇Ч鼉?yōu)。Jia等[22]提出,低溫波動(low-temperature uctuation,LFT)與TiO2光催化體系結(jié)合,為桃果提供了更適宜的貯藏環(huán)境,進(jìn)一步延長了貨架期??傮w而言,相較于單獨(dú)使用,變溫貯藏與其他方法協(xié)同能顯著提升貯藏效果。
此外,對桃果等冷敏性果實(shí)采取冷激處理或快速預(yù)冷降溫,也可有效提高果實(shí)的抗冷性及對抗機(jī)械傷的抗性。相比CK組,快速預(yù)冷組桃果瘀傷指數(shù)和腐爛率分別下降了36%和32%。這表明快速預(yù)冷更有利于減輕桃果因遭受擠壓而產(chǎn)生的機(jī)械傷,這是因?yàn)闇囟冉档驮黾恿颂夜麑C(jī)械傷的抗性。
2.1.3 壓力調(diào)節(jié)保鮮及光譜預(yù)測技術(shù)
壓力調(diào)節(jié)保鮮技術(shù),包括減壓貯藏和高壓貯藏,為果蔬產(chǎn)品提供密閉的負(fù)壓或正壓環(huán)境。結(jié)合低溫條件,合理的減壓處理(如10~20 kPa)能延長桃果保鮮期,增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng),降低膜損傷,延遲成熟;高壓處理(600 MPa)則能有效滅活酶,保持鮮切桃果的質(zhì)地和色澤。
除傳統(tǒng)物理保鮮技術(shù)外,電場保鮮與輻照處理等新型物理方法也受到學(xué)者關(guān)注。Leng等[23]利用頂空氣相色譜-離子遷移光譜(HS-GC-IMS)結(jié)合主成分分析(principal component analysis,PCA),建立了水蜜桃風(fēng)味視覺光譜,對預(yù)測成熟度及評估保鮮效率潛力巨大。吳玉婷等[24]通過低壓靜電場協(xié)同低溫冷藏,有效維持了‘貴妃紅桃’品質(zhì),并延長貨架期6 d。Zhang等[25]則對‘映霜紅’桃實(shí)施短期減壓處理(short-term hypobaric treatment,SHT),顯著抑制呼吸速率,5 ℃下貯藏24 d品質(zhì)未降低,有效緩解了桃果冷害。然而,壓力調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)需要高承壓設(shè)備,光譜預(yù)測技術(shù)則要求精密儀器,均增加了保鮮成本,限制了大規(guī)模推廣應(yīng)用。
2.2 化學(xué)調(diào)控技術(shù)
化學(xué)調(diào)控保鮮技術(shù)價(jià)格低廉,使用簡便,且保鮮效果好,故在果蔬貯運(yùn)上應(yīng)用廣泛?;瘜W(xué)保鮮劑種類繁多,主要包括生長調(diào)節(jié)類、殺菌(或抗菌)類、鈣類等。處理方法也較為多樣,包括浸泡、噴淋、熏蒸、緩釋、涂膜等。隨著政府和消費(fèi)者對食品安全的重視,一些存在安全隱患的化學(xué)保鮮劑逐漸被淘汰,而1-MCP、ClO2等因其安全性高、保鮮效果好而備受關(guān)注。
2.2.1 生理調(diào)節(jié)類保鮮劑
有學(xué)者[11]利用生理調(diào)節(jié)類保鮮劑調(diào)控乙烯代謝和呼吸作用等生理特性,以延長桃果保鮮期。其中,1-MCP作為乙烯抑制劑,通過競爭性結(jié)合乙烯受體位點(diǎn)抑制乙烯信號傳導(dǎo),有效推遲呼吸高峰并延長保鮮期。曾玲珍等[26]和Wang等[27]的研究表明,適宜濃度的1-MCP處理可顯著延長桃果保鮮期。此外,外源一氧化氮(nitric oxide,NO)和水楊酸(salicylic acid,SA)也被用于桃果保鮮,NO可提高果實(shí)的抗氧化能力并保持品質(zhì)[28-29],而SA則可誘導(dǎo)果實(shí)抗氧化系統(tǒng)和熱激蛋白表達(dá),延長貯藏期[30]。Benati等[31]和Alshallash等[32]的研究分別證實(shí)了SA結(jié)合冷藏+常溫變溫方式和SA結(jié)合荷荷巴油(jojoba oil,JO)處理對桃果貯藏期的延長效果。同時(shí),阿司匹林、赤霉素、2,4-二氯苯氧乙酸等也能通過調(diào)節(jié)桃果生理特性提高其耐貯性。
2.2.2 殺菌(或抗菌)類保鮮劑
在殺菌(或抗菌)類保鮮劑方面,采用ClO2、O3、電解水處理保鮮桃果的研究較多。Sy等[33]采取氣態(tài)ClO2處理的方式顯著降低了桃果等產(chǎn)品的病原微生物的數(shù)量,且不影響果實(shí)的感官評價(jià)。O3可抑制接種美澳型核果褐腐菌(Monilinia fructicola)、灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、梨形毛霉(Mucor piriformis)、青霉屬(Penicillium)等病原菌的桃果表面氣生菌絲生長及孢子形成,在5 ℃、RH 90%條件下保鮮期達(dá)4周,但除褐腐病外,未降低其他真菌引起的腐爛率。曹森等[34]以‘紅桃’桃果為試材,測試O3、1-MCP等保鮮方式對桃果(20±0.5)℃貯藏的貨架期的影響。結(jié)果表明,O3結(jié)合1-MCP對桃果的保鮮效果最佳,優(yōu)于單獨(dú)使用O3或1-MCP。近年來,多菌靈、撲海因、特克多等化學(xué)殺菌劑因存在安全隱患應(yīng)用逐漸減少。
2.2.3 鈣類保鮮劑
鈣類保鮮劑,如氯化鈣、丙酸鈣、乳酸鈣及硝酸鈣,通過浸泡或噴灑處理桃果,能增加細(xì)胞壁不溶性果膠鈣含量,增強(qiáng)硬度,保護(hù)生物膜穩(wěn)定,提高抗病性。低濃度處理(62.5 mmol/L Ca2+)有利于保持‘安德羅斯黃桃’硬度,減輕病害,而高濃度(187.5 mmol/L Ca2+)則可能引發(fā)果皮變色。其硬度和褐變控制可能與外源鈣介導(dǎo)的Ca2+-CaM信號系統(tǒng)調(diào)節(jié)Prupe.7G163100基因表達(dá)以及影響β-Gal酶活性有關(guān)。此外,非生物誘抗劑如外源草酸能誘導(dǎo)桃果增強(qiáng)抗病性,通過提升抗氧化系統(tǒng)和PPO活性,延遲后熟,提高保鮮品質(zhì)。朱辰暉等[35]發(fā)現(xiàn),200 mg/L對羥基肉桂酸處理‘白鳳’水蜜桃效果最佳,顯著提升了桃的抗氧化能力。
2.3 生物調(diào)控技術(shù)
生物調(diào)控技術(shù)主要利用天然產(chǎn)物、微生物及其次級代謝產(chǎn)物抑制果實(shí)表面病原菌的增殖,從而保持果實(shí)品質(zhì),延長產(chǎn)品的保鮮期。
2.3.1 天然植物提取物保鮮劑
與化學(xué)合成保鮮劑相比,天然植物提取物的食品安全隱患較低。其主要通過香辛料等植物提取的揮發(fā)性精油、提取液等活性物質(zhì)抑制致腐微生物生長,以達(dá)到抗菌效果。Yao等[36]研究了200 μmol/L茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)處理對桃果的影響,結(jié)果表明,該方法不僅抑制了采后病原菌的增殖,還增強(qiáng)了果實(shí)的抗病性。Mou等[37]首次將以三萜皂苷和甾醇皂苷為主要成分的葡萄正丁醇提取物摻入海藻酸鈉包衣內(nèi),并在桃果保鮮中取得良好的效果。張雨晴等[38]以‘白鳳’水蜜桃為試材,發(fā)現(xiàn)碧螺春老葉茶多酚粗提液具有良好的保鮮效果,最佳應(yīng)用質(zhì)量濃度為1.25 mg/mL,有效提高了桃果的抗氧化能力。唐洪杰[39]以‘中油8號’桃果為研究對象,采用大蒜、丁香和高良姜的等量提取液結(jié)合1 μL/L 1-MCP,于溫度2~4 ℃、RH 90%~95%條件下貯藏,保鮮防腐效果最佳。另外,葡萄籽、肉桂、百里香、迷迭香等天然提取物也具有一定的抑菌活性。
2.3.2 涂膜保鮮劑
可食性涂膜保鮮劑,以天然物質(zhì)(如多糖類的殼聚糖、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉,蛋白類的大豆蛋白、明膠、阿拉伯膠、乳清分離蛋白,脂類的蜂蠟、脂肪酸蔗糖酯等)為基材,結(jié)合交聯(lián)劑、增塑劑,在桃果表面形成薄膜,實(shí)現(xiàn)氣調(diào)、抑菌及增光效果,有效保鮮。Du等[40]發(fā)現(xiàn)2.0%殼聚糖可降低乙烯釋放,保持可溶性固形物含量,抑制真菌生長。Jiao等[41]則表明綠原酸復(fù)合物接枝殼聚糖能更好地保持桃果品質(zhì),抑制呼吸和腐爛。Gan等[42]以‘九仙桃’為試材在(4±0.5)℃、RH為85%~95%條件下冷藏35 d,將桃果浸泡于10%的阿拉伯膠(gum arabic,GA)溶液3 d后,取出晾干裝袋,并在(20±1)℃、RH為85%~95%條件下貯藏,使貨架期延長至60 d。隨著桃果貿(mào)易的增加,涂膜保鮮劑的開發(fā)備受重視,但需關(guān)注材料安全性、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益。
2.3.3 生物拮抗菌及其制劑
生物拮抗是利用微生物間的拮抗作用,選取對果蔬無害但能顯著抑制病原菌的微生物防治果蔬病害的一種環(huán)保安全的方法,成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。該方法主要通過細(xì)菌、酵母菌及小型絲狀真菌等拮抗菌產(chǎn)生抗生素、實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)和空間競爭、直接與病菌作用及誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗病蛋白酶等機(jī)制發(fā)揮效用。Fan等[43]發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌B-912(Bacillus subtilis)濃度達(dá)106 CFU/mL時(shí)可顯著減少黃桃和油桃采后褐腐病,其培養(yǎng)濾液也能抑制致病菌孢子的萌發(fā)。Liu等[44]自桃根際土壤分離的枯草芽孢桿菌12a和14b展現(xiàn)強(qiáng)拮抗活性,其揮發(fā)性物質(zhì)能有效抑制致病菌絲。此外,季也蒙假絲酵母(Candida guilliermondii)和異常畢赤酵母(Pichia pastoris)通過營養(yǎng)和空間競爭抑制桃果軟腐病菌,而羅倫隱球酵母(Cryptococcus laurentii)對桃果軟腐病、灰霉病及青霉病均有抑制作用,且拮抗菌濃度越高,病害發(fā)病率越低。
3 展望
當(dāng)前桃果保鮮面臨多重挑戰(zhàn),包括采后品質(zhì)變化的復(fù)雜生理病理機(jī)制、品種間低溫敏感性差異及生鮮電商帶來的物流保鮮新需求。未來桃果保鮮技術(shù)的研究將聚焦于以下幾方面:一是利用分子生物學(xué)與基因工程技術(shù),深入探究品質(zhì)變化機(jī)理,定向培育抗冷抗病新品種,減少化學(xué)保鮮劑使用,提升安全性與貯運(yùn)保鮮效果;二是發(fā)展綠色、高效、智能的物理性和生物性保鮮技術(shù),如氣調(diào)貯藏、天然保鮮劑及生物拮抗等,并結(jié)合新型復(fù)合包裝材料,應(yīng)對生鮮電商物流的需求;三是推動綜合品質(zhì)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展,通過跨學(xué)科技術(shù)融合與行業(yè)合作,構(gòu)建動態(tài)化、智能化的綜合保鮮體系,使保鮮效果最大化。總之,未來桃果保鮮技術(shù)將注重科技創(chuàng)新與綠色環(huán)保結(jié)合,構(gòu)建全方位、多層次保鮮體系,助力產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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收稿日期:2024-07-21
基金項(xiàng)目:“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目-北方特色果蔬產(chǎn)后供應(yīng)鏈保鮮材料及設(shè)備研究(2021YFD2100500);山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目-基于光纖傳感器的果蔬貯藏參數(shù)在線檢測關(guān)鍵技術(shù)研究(ZR2020KC012);山東省人文社會科學(xué)課題-鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下山東省縣鄉(xiāng)村三級物流體系構(gòu)建研究(2022-YYGL-05)
第一作者簡介:隋海濤(1981—),男,副教授,碩士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程研究工作
*通信作者簡介:郭風(fēng)軍(1986—),男,高級工程師,碩士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品物流保鮮技術(shù)與裝備研究工作