火龍果采后品質劣變與保鮮研究進展

　　火龍果屬于仙人掌科三角柱屬，原產(chǎn)于中美洲，后引進我國臺灣、廣東、廣西、福建、貴州等地種植，屬于典型的南方熱帶水果，果肉含有甜菜素、膳食纖維、酚類、黃酮和微量元素等營養(yǎng)物質，價格適中，深受廣大消費者喜愛。火龍果在我國種植面積逐漸增加，已有5萬多hm2，是一種見效快、投入低的新型經(jīng)濟作物，已成為貴州、廣西等地鄉(xiāng)村振興的重要經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。近年來，隨著人們對高品質水果的要求，火龍果采后保鮮技術不斷發(fā)展完善，一些新型保鮮技術不斷應用于火龍果采后保鮮，使其貨架期和貯藏品質都得到有效提升。本文系統(tǒng)總結了火龍果采后果實品質劣變的主要表現(xiàn)特征和火龍果采后貯藏保鮮的技術方法，旨在為火龍果采后貯藏保鮮提供新的研究思路，并為未來火龍果綠色、高效保鮮技術的研發(fā)提供新的見解。

 

 

　　火龍果屬于熱帶、亞熱帶水果，按照果皮果肉顏色，國內常見的火龍果可以分為紅皮白肉、紅皮紅肉、黃皮白肉等多種類型。因生長地氣候差異影響，每年火龍果的采收期也不一樣，廣東省采收期為6—12月，貴州省采收期為7—11月等?；瘕埞谖闯墒鞎r采收，采后貯藏過程中不能達到成熟果實的品質，因此，成熟度在七成熟以上才可以采收用于鮮食?；瘕埞麑儆诘湫偷姆擒S變型果實，采后無乙烯釋放高峰，屬于非后熟型果實。但是，由于火龍果果實自身生理特性和貯藏環(huán)境因素的影響，采后極易造成果實品質劣變，導致采后貯藏期和貨架期較短?；瘕埞牟珊笏ダ蠁栴}：一是火龍果成熟采收多為夏秋季節(jié)，果實采后仍具有較強的代謝活動，呼吸和蒸騰作用強，且果實鱗片易黃化和腐爛，果肉褐變，加劇果實的衰老進程；二是果實采后易受機械損傷，誘導病原微生物感染，加劇果實腐爛。

 

 

　　火龍果采后品質劣變降低了果實的商品品質，主要集中在果實鱗片劣變、果實軟化、營養(yǎng)損失、低溫冷害、病蟲害侵染等方面。

 

 

　　鱗片是火龍果果實特異的組織結構，在火龍果貯運過程中可以有效緩和果皮的機械損傷，較好地保持果皮的完整性。但是，由于自身的呼吸和蒸騰作用，常溫下果實鱗片3d就會出現(xiàn)黃化、萎蔫，鱗片基部7d就會出現(xiàn)腐爛，隨后鱗片腐爛會蔓延至果皮、果實。巴良杰等研究證實，火龍果采后貯運過程中，果實的鱗片逐漸出現(xiàn)黃化、腐爛，且鱗片的葉綠素逐漸被降解，造成果實鱗片的品質劣變，直接降低了火龍果果實的商品品質，甚至加速果實的衰老程度。為了延長火龍果的貯藏期和貨架期，抑制鱗片的劣變過程，可以采用低溫貯藏、氣調包裝、保鮮劑處理等方法。巴良杰等研究表明，火龍果采后用納他霉素保鮮劑處理可以有效降低鱗片的黃化率，維持鱗片的葉綠素含量，保持較好的商品品質。巴良杰等自制的生物保鮮紙對火龍果鱗片的黃化和葉綠素降解也有較好的抑制效果。但是鱗片的劣變在火龍果保鮮中尚未進行系統(tǒng)研究，在今后的研究中，需要研發(fā)具有針對性的保鮮技術。

 

　　果實軟化

 

　　果實硬度是衡量火龍果耐貯性的重要指標之一，能直接反映果實采后貯藏過程中的軟化程度。劉瑞玲等研究表明，隨著貯藏期的延長，火龍果果皮和果肉硬度呈逐漸下降趨勢，且在貯藏后期隨著果實腐敗的發(fā)生，硬度下降迅速，果實加速軟化。王彬等研究表明，1-MCP處理可以有效減緩火龍果貯藏后期果實硬度的降低，延緩果實的軟化衰老進程。生長期對果實噴施抑菌劑處理可以有效提高火龍果采后貯藏期果實的硬度，延緩果實軟化的發(fā)生。劉青等采用自制功能保鮮袋可以有效減緩果實硬度的降低，保持較好的貯藏品質。

 

 

　　火龍果果肉富含蛋白質、甜菜素、維生素C、酸類、糖類、酮類、酚類、多種微量元素及礦物質等?；瘕埞珊蠊麑嵈x旺盛，導致蛋白質、糖類、酸類等營養(yǎng)不斷被消耗分解。劉順枝等試驗發(fā)現(xiàn)，火龍果采后貯藏30d時，5℃低溫貯藏的果肉蛋白質含量比15℃的高23.3%，證明了火龍果果肉中的蛋白質含量隨著貯藏期的延長而不斷損耗，而低溫則可以有效抑制果實采后的代謝活性，延緩營養(yǎng)物質的采后損耗。巴良杰等研究表明，火龍果甜菜素含量隨著衰老程度的增加而降低，與對照組相比，生物保鮮劑處理可顯著抑制甜菜素的降解，保持貯藏期果實較好的營養(yǎng)品質。果肉中維生素C、酸類、糖類、酮類等營養(yǎng)物質在采后貯藏過程中不斷分解，低溫貯藏、熱處理、植物激素、生物保鮮劑等保鮮技術都可以有效延緩降解。但是，針對火龍果營養(yǎng)物質在采后貯藏期合成與分解代謝途徑以及分子水平上的關鍵調控基因還需要進一步深入研究，以期從分子水平解決火龍果采后營養(yǎng)物質損耗問題。

 

　　低溫是火龍果采后貯藏方式中效果最好的方式，可以有效抑制果實貯藏期的呼吸代謝、營養(yǎng)物質損耗、病害的發(fā)生，從而延長火龍果的貯藏期。但是，由于火龍果生長環(huán)境和氣候的影響，果實抗冷性差，長期過低溫度貯藏易造成果皮出現(xiàn)褐色凹陷斑，果肉顏色發(fā)生褐變，果實特異風味逐漸消失等冷害現(xiàn)象。低溫還會加速細胞膜代謝紊亂，誘導活性氧代謝失衡，加速果實衰老。連龍浩研究證實，5℃是火龍果采后貯藏的臨界溫度，低于5℃貯藏會造成果實冷害現(xiàn)象發(fā)生，貯藏前采用冷鍛煉處理可以有效維持體內代謝平衡，抑制冷害和延長貯藏期。熱激處理、植物激素處理、氣調貯藏等采后保鮮技術也可以延緩果實的冷害程度。張慧君等通過對紅皮紅肉、紅皮白肉、黃皮白肉3種火龍果植株的抗寒性進行研究，結果表明，紅皮白肉抗寒性最強，紅皮紅肉居中，黃皮白肉抗寒性較弱。

 

　　關于不同品種、不同生長地的火龍果果實的抗冷性差異以及冷害臨界溫度，還未見相關系統(tǒng)性報道，需后期進一步深入研究。在培育火龍果新品種時，可以通過基因工程技術將抗冷性相關基因進行編輯，從遺傳學水平提升火龍果果實的抗冷性。Wang等研究證實，提高苯丙氨酸酶基因（PAL）的表達，可以有效提高果實的抗冷性。

 

 

　　火龍果采后病害主要有真菌、細菌以及生理病害，其中真菌病害是導致火龍果腐爛的主要原因，嚴重影響火龍果貯藏期和貨架期。研究表明，我國火龍果常見的采后病害真菌主要包含了8個屬，至少9個種，包括炭疽菌、鐮刀菌、新暗色柱節(jié)孢、仙人掌平臍蠕孢等?；瘕埞麑嵅珊笾饕装l(fā)病害有炭疽病和黑斑病，它們的防治關鍵點均在果實采收前，加強果實生長期的栽培管理，保持果園有良好的通風透光性，氮肥施入量切忌過多，多施鉀、磷肥，最大程度上降低果實生長期感染病原真菌。李潤唐等對廣東省白玉龍、湛紅1號、湛紅2號和湛紅3號4個火龍果品種對植株潰瘍病抗性進行比較研究，結果表明，白玉龍抗病性最好，其次是湛紅3號和湛紅2號，湛紅1號抗病性最弱，因此，抗病品種的選育對火龍果的抗病性有著積極作用。但是，關于不同品種、不同生長地的火龍果果實的采后抗病性研究，還未見相關報道，需進一步系統(tǒng)研究?；瘕埞珊笾饕x害是田間攜帶的果蠅，果蠅蟲卵在采后貯運期會發(fā)育成幼蟲鉆出果表，導致果實流汁，降低商品品質，因此，田間管理可采用果實套袋，果實采后可采用熱處理、輻照殺菌、殺菌劑浸泡等措施。目前，火龍果病蟲害的種類和群落演替發(fā)展已經(jīng)有了明確認知，但是對于這些病菌引起果實腐敗變質、異味產(chǎn)生原因等相關研究較少。未來研究中，可以采用宏基因組、轉錄組結合代謝組測序技術系統(tǒng)研究致腐病菌區(qū)系及其演替作用對火龍果采后病菌腐敗和風味劣變的影響，為火龍果采后病害的有效防控提供參考依據(jù)。

 

 

　　火龍果采后保鮮技術的作用有以下幾個方面：①降低果實蒸騰作用，保持果實較高的含水量和商品品質；②降低果實生命代謝活動，抑制營養(yǎng)物質損耗，延緩衰老進程；③避免貯運過程中外界脅迫對果實造成傷害；④防止采后病原微生物再次侵染，降低采后病蟲害的發(fā)生率?；瘕埞ｕr技術主要有物理、化學、生物以及復合保鮮技術等。

 

 

　　貯藏溫度是影響保鮮效果的最主要因素，低溫貯藏可延緩果實的衰老，延長貯藏期和貨架期。低溫貯藏可降低貯藏環(huán)境和果實的溫度，降低酶活性和代謝活動，抑制病原微生物的生長繁殖。但是，火龍果由于自身的生長氣候環(huán)境，導致果實抗冷性差，長期過低溫度貯藏會造成冷害現(xiàn)象發(fā)生。連龍浩研究證實，低于5℃長期貯藏的火龍果會造成果實冷害。但是，關于不同品種、不同生長地的火龍果果實的采后冷害發(fā)生的臨界溫度，還未見系統(tǒng)性研究報道。隨著保鮮技術的進一步發(fā)展，低溫貯藏結合氣調包裝、熱處理、1-MCP等進行復合處理，貯藏保鮮效果好于單一保鮮處理。巴良杰等研究了熱處理結合低溫貯藏的復合保鮮技術對火龍果保鮮效果的影響，結果發(fā)現(xiàn)，熱處理可以有效殺滅或抑制果實上的病原微生物，而低溫貯藏可以降低果實貯藏期的呼吸代謝和酶活性，2種保鮮技術相互促進補充，對火龍果采后保鮮的效果要顯著好于單一技術處理。火龍果經(jīng)25℃熱處理后置于2℃貯藏，不僅可以有效抑制冷害發(fā)生，還可以有效延長果實貯藏期。

 

　　氣調貯藏主要通過降低O2和提高CO2的濃度來改變貯藏環(huán)境中的氣體濃度，低O2高CO2的氣體成分可以抑制果實的呼吸代謝，從而延緩衰老進程。氣調貯藏主要有人工氣調和自發(fā)氣調貯藏2種。人工氣調是通過儀器設備有計劃地調整貯藏環(huán)境中氣體濃度。連龍浩研究表明，5%O2＋10%CO2＋85%N2的氣調環(huán)境可以有效降低火龍果貯藏期的代謝活動，抑制果實褐變的發(fā)生和營養(yǎng)物質的損耗，延緩果實的衰老。人工氣調可以控制貯藏環(huán)境中的氣體濃度大小，保鮮效果明顯，但是對氣調設施和人工成本要求較高，技術性強，推廣應用難度大。自發(fā)氣調貯藏對設施要求低，操作簡單，且成本較低，主要通過自發(fā)氣調包裝袋對氣體的選擇透過性來自動調節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體成分，形成有利于延緩果實衰老的氣體成分?；瘕埞捎肞E40自發(fā)氣調包裝處理可以顯著降低貯藏環(huán)境中O2濃度和提高CO2濃度，降低果實的呼吸代謝，延緩火龍果的衰老程度，保持較好的貯藏品質。王生有等研究表明，自發(fā)氣調包裝對鮮切火龍果的貯藏也有顯著效果，可以延緩營養(yǎng)物質的降解損耗，保持較好的貯藏品質。目前，自發(fā)氣調包裝袋多為聚丙烯和聚乙烯材料，使用后不易降解，對環(huán)境污染嚴重。因此，基于火龍果采后代謝活動規(guī)律，研發(fā)氣體選擇透過性好，且易降解和回收利用的自發(fā)氣調包裝袋已成為氣調包裝發(fā)展的重要方向。

 

　　熱處理

 

　　熱處理是指貯藏期前使用35~60℃的高溫條件來殺滅或抑制果實所攜帶的病原微生物，從而降低果實貯藏期病害的發(fā)生。熱處理技術具有安全性、高效性、操作簡單、成本低等優(yōu)點，且符合綠色、有機果蔬的高質量要求。熱處理可以采用熱水或熱空氣媒介來處理。Hoa等采用熱處理技術可以顯著抑制火龍果貯藏期果蠅的發(fā)生。貯藏期前采用35℃熱水處理1h，可以有效維持果實的可滴定酸和硬度，保持較好的貯藏品質。巴良杰等研究進一步證實，46℃熱處理20min可以顯著降低火龍果貯藏期腐爛率，提高果實的活性氧代謝，延緩果實衰老。

 

 

　　輻照處理是通過電子束、γ射線等電離輻射對果實表面和內部所攜帶的病原微生物進行殺滅或抑制，降低采后果實病害的發(fā)生率。Wall等通過對火龍果進行400、600、800、1200Gy的X-射線輻照處理后貯藏，結果表明，800Gy的輻照處理可以顯著抑制貯藏期果蠅的發(fā)生率，且能保持較好的貯藏品質。

 

 

　　1-MCP保鮮劑已在果蔬采后保鮮中廣泛應用，能有效抑制果實內源乙烯的生成，對果蔬采后衰老具有明顯的延緩作用?；瘕埞珊笫褂?μL/L 1-MCP處理可以有效抑制貯藏期腐爛率的增加，且能維持較高的可溶性固形物含量。王彬等研究也證實，1μL/L 1-MCP處理可以有效延緩火龍果的衰老進程，同時還可以提高抗氧化酶活性，保持較好的貯藏品質。為了改善和加強1-MCP對果蔬保鮮的作用，1-MCP處理與其他保鮮方法的聯(lián)合使用在果蔬保鮮上已經(jīng)廣泛應用，這將是未來火龍果保鮮研究的重點方向之一。

 

 

　　涂膜保鮮是在果蔬表面形成的透氣薄膜，它不僅能阻礙微生物的侵染，還可以調節(jié)果蔬與外界的氣體交換，降低呼吸和蒸騰代謝，從而延緩果蔬的衰老進程。Chien等研究結果證實，殼聚糖涂膜可以有效抑制火龍果貯藏期的蒸騰作用，保持可溶性固形物、可滴定酸和維生素C等營養(yǎng)物質含量，降低病害的發(fā)生率，延長貯藏期?；瘕埞珊笫褂煤Ｔ逅徕c和蔗糖基聚合物進行復合涂膜，可以有效降低果實腐爛率的發(fā)生，延長果實的貯藏期?；瘕埞绪[片特異的組織結構，造成果皮表面不平整，因此，涂膜的時候注意要充分涂抹整個果皮表面。

 

 

　　果蔬貯藏前，按照一定比例濃度將化學保鮮劑涂抹或噴灑于果蔬表面，可以抑制或殺滅果蔬上以及外界貯藏環(huán)境中的病原微生物，降低病害的發(fā)生，延長果蔬的貯藏期。杜冬冬等研究了丙環(huán)唑、咪鮮胺、苯醚甲環(huán)唑3種化學保鮮劑對火龍果采后保鮮效果的影響，結果表明，咪鮮胺可以降低貯藏期的腐爛率，提高SOD、CAT等活性氧代謝相關酶活性。巴良杰等研究表明，ClO2保鮮劑可以抑制火龍果貯藏期失重率的增加，延緩丙二醛和相對電導率的增加，保持維生素C、可滴定酸和還原糖等營養(yǎng)物質含量，延緩了火龍果的衰老速度。植物激素與果實的衰老過程密切相關，如生長素、細胞分裂素和赤霉素等可以顯著延緩果實的衰老進程?；瘕埞珊筮M行50mg/L濃度赤霉素處理，可以有效地抑制貯藏期果實的質量損失率和腐爛率的增加，顯著延長火龍果的貯藏期。但是，植物激素參與火龍果衰老基因的調控機理還不是很明確，需要進一步深入挖掘研究。

 

 

　　果實采前噴鈣或采后浸鈣處理不但可以提高果實組織中鈣含量，還可以降低果實采后貯藏期的呼吸強度，提高果實的硬度和營養(yǎng)物質含量，減少病害的發(fā)生，延長果實的貯藏期。巴良杰等研究表明，火龍果采前噴1.5% Ca（NO3）2處理可抑制采后貯藏期腐爛率的增加，維持可溶性固形物、可滴定酸等營養(yǎng)物質含量，延緩果實的衰老進程。王彬等對晶紅龍火龍果進行采后CaCl2溶液浸泡，進一步證實CaCl2溶液可以有效降低貯藏期火龍果的腐爛率，削弱了果實的蒸騰作用。鈣是植物生長必需的營養(yǎng)元素，對果實品質的提升具有重要的作用，但是鈣信使系統(tǒng)通過參與植物激素調控火龍果衰老的具體分子調控機制還需進一步深入研究。

 

　　生物保鮮技術是采用生物技術進行保鮮的新型技術，具有安全、高效等優(yōu)點，其中，抗菌技術是常用的生物保鮮技術。拮抗菌保鮮技術的作用機理概況為：①拮抗菌和病原菌都需要汲取果蔬的營養(yǎng)來生長，二者競爭生存；②拮抗菌寄生于病原菌上生長；③拮抗菌可提高果蔬的抗病性；④拮抗菌可抑制病原菌的活性。通過研究木霉菌對火龍果的煤煙病菌、潰瘍病菌、白絹病菌的拮抗作用得出木霉菌FJ069、HL135和2325-2分別對火龍果煤煙病菌、潰瘍病菌和白絹病菌的活性具有顯著的抑制作用，其抑制率分別為84.85%、67.60%和80.63%，得出木霉菌可以有效地抑制火龍果貯藏期病害的發(fā)生。

 

 

　　基于火龍果品質的劣變機理，今后的研究方向應從以下幾個方面開展：①進一步深入篩選、鑒定火龍果衰老相關的調控基因，從分子水平解析火龍果品質劣變的機理；②研究火龍果果肉中甜菜素、抗氧化物質、總黃酮等生物活性物質在衰老過程中的變化規(guī)律，并篩選出維持生物活性物質的有效保鮮技術；③基于火龍果品質指標，加強不同貯運條件下果實品質劣變規(guī)律的研究，采用先進的數(shù)字科技追溯技術以及大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計方法對火龍果采后貯藏過程進行數(shù)據(jù)采集，并建立貯藏期和貨架期的相關模型體系，為實現(xiàn)火龍果采后貯藏期精準品質的控制提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

 

　　針對我國火龍果的保鮮技術現(xiàn)狀，建議從以下幾個方向進行深入研究：①開發(fā)適合火龍果的新型自發(fā)氣調包裝袋，解決現(xiàn)在自發(fā)氣調包裝材料的單一、不易降解等難題，可結合納米抗菌保鮮膜以及微生物可降解的保鮮膜等展開技術突破；②開發(fā)新型綠色環(huán)保的保鮮劑和殺菌劑，替代傳統(tǒng)的化學保鮮劑；③將采前果實品質提升技術（果實生長發(fā)育期噴施植物生長調節(jié)劑、葉面肥等栽培技術）、規(guī)范的采收方法與精準的采后貯運保鮮技術相結合，系統(tǒng)實現(xiàn)采前、采收、貯運等過程的完整性，全面提升火龍果采后抗病性和果實品質。

 

　　聲  明：本文摘編自《中國果樹》2022年第5期“火龍果采后品質劣變與保鮮研究進展”（羅冬蘭，曹森，陳建業(yè)，范中奇，巴良杰）。