采后短波紫外線處理對蘋果耐貯性和品質(zhì)的影響

李玉娟，尹明安，任小林

（西北農(nóng)林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

采后短波紫外線處理對蘋果耐貯性和品質(zhì)的影響

李玉娟，尹明安*，任小林

（西北農(nóng)林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

以紅富士蘋果為試材，研究7.5 kJ/m2劑量短波紫外線（ultraviolet-C，UV-C）處理對蘋果常溫和低溫條件下貯藏性和品質(zhì)的影響。供試蘋果經(jīng)7.5 kJ/m2UV-C照射后，分別貯藏在20 ℃和0 ℃條件下，定期測定果實質(zhì)量損失率、呼吸強度、硬度、可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）、可滴定酸含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性及丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量。結(jié)果表明，不論是常溫還是低溫條件下，整個貯藏過程中，UV-C處理組果實質(zhì)量損失率、呼吸強度均較對照低；果實硬度、可滴定酸含量呈下降趨勢，但處理組高于對照組；SSC整體呈先上升后下降趨勢，但處理組較對照組下降緩慢；SOD活性總體呈先上升后下降趨勢，但UV-C處理組活性始終高于對照組；果實MDA含量均呈上升趨勢，但處理組上升緩慢?？梢姡珊筇O果經(jīng)適宜劑量UV-C照射能減輕質(zhì)量損失，降低呼吸強度，減緩果實硬度、SSC及可滴定酸含量下降，保護膜完整性，延緩衰老，對保障品質(zhì)，延長貯藏保鮮期有良好效果。

蘋果；短波紫外線；貯藏；保鮮；品質(zhì)

蘋果作為一種大眾水果，營養(yǎng)豐富，風味極佳，深受人們喜愛；蘋果具有較高的經(jīng)濟價值，但在采后貯藏過程中，特別是貯藏條件不是很理想的條件下品質(zhì)變化加快，并且有侵染型 病害發(fā)生，降低、甚至失去商品價值，造成經(jīng)濟損失。目前，生產(chǎn)上多使用化學殺菌劑處理采后蘋果。然而，化學殺菌劑的使用對人類健康和環(huán)境均有不良影響［1］。隨著生活水平的提高，人們對食品安全越來越關注，尋找安全有效的采后貯藏保鮮途徑迫在眉睫。紫外線照射操作簡單易推廣，能殺死大多數(shù)微生物，且不產(chǎn)生化學殘留物，而且能誘導提高果蔬本身的抗病性與耐貯性，成本低而效果好，是很有前景的物理學保鮮技術［2］。

近年來研究表明，低劑量短波紫外線（ultraviolet-C，UV-C）在控制采后果蔬衰老，延長貯藏期方面表現(xiàn)出較好的效果。UV-C處理能延緩桃果實衰老，抑制呼吸，提高桃品質(zhì)［3-5］；UV-C處理能抑制梨果實硬度下降，保持果實品質(zhì)［6-9］。Pombo［10］、于剛［11］、張怡［12］等研究表明，UV-C處理能保障草莓、藍莓、西蘭花等果蔬的采后品質(zhì)，延緩衰老。另外，UV-C在菌類保鮮上也表現(xiàn)出良好效果［13-15］。同時，在蘋果上也有類似研究：蘋果經(jīng)UV-C處理后果實腐爛率降低，質(zhì)量損失率較低，酸度、硬度較高，果實衰老延緩［16-17］；Capdeville等［18］對‘蛇果’進行7.5 kJ/m2劑量UV-C輻照，結(jié)果表明，UV-C輻射顯著降低果實病斑發(fā)生、發(fā)展，說明低劑量短波紫外線可誘導蘋果的抗病性［19］；Hemmaty等［20］研究也表明UV-C處理可增加果實可滴定酸含量，降低pH值，延緩硬度下降，延緩果實衰老，保持果實品質(zhì)，而且，UV-C處理還增加果實鈣含量，提高蘋果果實營養(yǎng)品質(zhì)。本研究以紅富士蘋果為材料，以7.5 kJ/m2劑量UV-C處理采后果實，考察該技術對于蘋果在不同貯藏溫度（0、20 ℃）條件下耐貯性和品質(zhì)的影響，為蘋果采后貯藏保鮮提供新的技術支持。

1　材料與方法

1.1材料

供試蘋果為紅富士，采自陜西省扶風縣杏林鎮(zhèn)果園，選取大小均勻、形態(tài)較好、無病蟲害、成熟度一致的果實，采后0 ℃冷庫貯存，備用。UV-C照射源為普通紫外殺菌燈，燈管直徑2.5 cm，長60 cm，輸出功率20 W，波長254 nm。

1.2儀器與設備

ETONG-7001型紅外線CO2分析儀 江蘇億通電子有限公司；GY-4型數(shù)顯式果實硬度計 浙江托普儀器有限公司；PAL-1型數(shù)顯糖度計 日本Atago公司；GMK-835F型酸度計 韓國G-WON高科技公司；TN-2254型紫外光強度計 廣州泰納電子科技有限公司。

1.3方法

1.3.1UV-C處理

對不同劑量（0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 kJ/m2）UV-C照射蘋果誘導抗病性的實驗，結(jié)果證明7.5 kJ/m2劑量最佳，確定本實驗照射劑量為7.5 kJ/m2。將供試蘋果隨機分為等量4 組，編號為1、2、3、4組。用數(shù)字式紫外強度計測得燈下垂直30 cm處的紫外強度為3.6 W/m2。2、4組果實于紫外燈下照射7.5 kJ/m2劑量；1、3組不照射。照射時先照射蘋果果頂面即遠枝莖端，一半時間時再照射果蒂面即與枝莖連接端，以總照射時間確定照射劑量［21］。處理完畢后，1、2組放置于常溫（20 ℃）條件下，3、4組放置于低溫（0 ℃）條件下，均避光貯存。貯藏期間統(tǒng)計腐爛率，并定期測量各項品質(zhì)指標及生理指標。每組300 個果實，每次取樣30 個果實，重復3 次。

1.3.2指標測定

質(zhì)量損失率采用稱重法測定，計算方法見以下公式：

呼吸強度：采用紅外線CO2分析儀進行測定［22］；硬度：采用水果硬度計測定，圍繞果實赤道部位，削去果皮后均勻取3 個點測定；可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）：取果實赤道部位果肉研磨后，用4 層紗布擠出濾液，用糖度計測定；可滴定酸含量：同上濾液稀釋30 倍，以GMK-835F型酸度計測定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性：采用氮藍四唑（nitroblue tetrazolium，NBT）光化還原法［23］測定，取去皮果肉0.5g于預冷的研缽中，加1 mL預冷的磷酸緩沖液（pH 7.8）在冰浴上研磨成勻漿，加緩沖液使終體積為5 mL，轉(zhuǎn)移到離心管中，于4 000 r/min離心10 min，取上清液進行測定。每個測定重復3 次；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定：采用硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）法［24］測定：取果肉1 g，加入5 mL 100 g/L三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入離心管中于4 ℃10 000 r/min離心20 min，上清液4 ℃保存?zhèn)溆茫蝗? mL上清液（對照空白管中加入2 mL 100 g/L TCA溶液代替提取液），加入2 mL 6.7 g/L的TBA溶液，混合后在沸水浴中煮沸20 min，取出冷卻后再離心1 次，分別測定上清液在450、532、600 nm波長處的吸光度，重復3 次。

1.4數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用Excel處理，并用SAS進行顯著性分析，以P＜0.05作為差異顯著性的標準。

2　結(jié)果與分析

2.1UV-C照射對蘋果質(zhì)量損失率的影響

F3=-0.364X1+0.072X2+0.233X3+0.064X4+0.071X5+0.292X6+0.365X7+0.046X8-0.104X9+0.076X10+0.104X11

圖1　7.5 kJ/m2UV-C照射對蘋果果實20 ℃（A）和0 ℃（BB）質(zhì)量損失率的影響Fig.1　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on weight loss of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

由圖1可知，常溫貯藏和低溫貯藏過程中，不論是常溫還是低溫條件下，整個貯藏過程中，對照組果實質(zhì)量損失率始終高于處理組。常溫貯藏2 d時，處理組與對照組差異不大，此后對照組質(zhì)量損失率迅速升高，處理組上升較緩慢，兩者差異增大；21 d時，UV-C處理果實質(zhì)量損失率為1.402%，顯著低于對照組的2.41%（圖1A）。如圖1B所示，低溫貯藏2 d時，處理組質(zhì)量損失率僅為0.085%，對照組為1.247%，兩者差異顯著（P＜0.05）；17 d時，處理組與對照組質(zhì)量損失率分別為0.818%和2.39%；此后，兩者均緩慢上升，但對照組始終顯著高于處理組（P＜0.05）；貯藏67 d時，對照組質(zhì)量損失率已達2.944%，與處理組（1.141%）達到極顯著差異水平（P＜0.01）。結(jié)果表明，短波紫外線處理可有效降低蘋果果實質(zhì)量損失，保持果實較高新鮮程度。

2.2UV-C照射對蘋果呼吸強度的影響

圖2　7.5 kJ/m2UV-C照射對蘋果果實20 ℃（A）和0 ℃（BB）呼吸強度的影響Fig.2　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on respiration rate of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

如圖2A所示，常溫貯藏條件下，對照與處理組果實呼吸強度均在第2、35天達到峰值，且35 d時對照組呼吸強度為10.659 mg CO2/（kg·h），顯著高于處理組（6.747 mg CO2/（kg·h））；2 d后，處理組呼吸強度迅速下降，14 d時呼吸強度為4.851 mg CO2/（kg·h），達到最低值，對照組為7.364 mg CO2/（kg·h），兩者達極顯著差異（P＜0.01）。低溫貯藏條件下，對照組呼吸強度始終顯著（P＜0.05）高于處理組（圖2B）；對照組平緩上升，始終保持在較高水平；處理組在37、57 d呼吸強度達到峰值，最高為2.059 mg CO2/（kg·h）。結(jié)果表明，UV-C處理能顯著抑制果實呼吸，從而延緩果實衰老，保持果實品質(zhì)。

2.3UV-C照射對蘋果硬度的影響

圖3　7.5 kJ/m2UV-C照射對蘋果果實20 ℃（A）和0 ℃（BB）硬度的影響Fig.3　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on firmness of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

如圖3所示，常溫和低溫貯藏條件下，果實硬度整體呈下降趨勢，處理組果實硬度高于對照組。蘋果常溫貯藏后期（49 d時）硬度略上升（圖3A），可能是由于蘋果失水引起。對照組果實硬度較處理組下降迅速，常溫貯藏第7天時，處理組果實硬度為6.98 kg/cm2，對照組為6.01 kg/cm2，達最大差異（圖3A）。低溫貯藏果實硬度在第7、17、27天時處理組顯著高于對照組（圖3B）（P＜0.05）。結(jié)果表明7.5 kJ/m2UV-C處理能延緩蘋果硬度下降，提高蘋果的耐貯性，延長貯藏期。

2.4UV-C處理對蘋果SSC的影響

圖4　7.5 kJ//mm2UV-C照射對蘋果20 ℃（A）和0 ℃（B）SSC的影響Fig.4　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on SSC of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

2.5UV-C照射對蘋果可滴定酸含量的影響

圖5　7.5 kJ/m2UV-C照射對蘋果20 ℃（A）和0 ℃（BB）可滴定酸含量的影響Fig.5　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on titratable acidity of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

由圖5可知，常溫和低溫貯藏條件下，蘋果可滴定酸含量均呈下降趨勢，且處理組顯著高于對照組（P＜0.05）。常溫貯藏條件下，第7天時對照組顯著低于處理組（P＜0.05）；貯藏第35、42、49天時，處理組可滴定酸含量比對照組分別高14.5%、14.2%、14.6%，差異顯著（P＜0.05，圖5A）。低溫貯藏條件下，第2天時，處理組和對照組之間可滴定酸含量差異已達顯著水平（P＜0.05）；與常溫貯藏相似，低溫貯藏后期，處理組可滴定酸含量顯著高于對照組，47、57、67 d時處理組比對照組可滴定酸含量分別高7.4%、6.9%、7.6%（圖5B）。研究表明，UV-C處理能延緩蘋果可滴定酸含量的下降，從而延緩蘋果品質(zhì)的下降。

2.6UV-C照射對蘋果SOD活性的影響

圖6　7.5 kJJ//m2UV-C照射對蘋果20 ℃（A）和0 ℃（B）SOD活性的影響Fig.6　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on SOD activity of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

如圖6所示，常溫和低溫貯藏條件下，蘋果果實SOD活性整體呈先上升后下降趨勢，且處理組果實SOD活性始終高于對照組。常溫貯藏條件下，在第7、35天時出現(xiàn)活性高峰；35 d后SOD活性下降，處理組較對照組下降緩慢；49 d時，對照組SOD活性為42.55 U/g，處理組仍高達129.34 U/g，兩者差異極顯著（P＜0.01，圖6 A）。低溫貯藏條件下SOD活性在第7天達到峰值，此后下降，貯藏后期處理組與對照組SOD活性均趨于平穩(wěn)，但處理組顯著高于對照組（P＜0.05）；35、67 d時，處理組果實SOD活性分別是對照組的1.46、1.50 倍，差異顯著（P＜0.05）。說明UV-C處理能維持SOD活性，有效清除果實內(nèi)活性氧，延緩果實衰老。

2.7UV-C照射對蘋果MDA含量的影響

如圖7所示，蘋果果實MDA含量在貯藏過程中呈整體上升趨勢。常溫貯藏條件下，第2天 MDA含量達一小峰，第7天時對照組顯著高于處理組（P＜0.05）；14 d后對照組與處理組果實MDA含量均上升，對照組MDA含量較處理組上升迅速；49 d時兩者達極顯著差異（P＜0.01），對照組為處理組的1.60 倍（圖7A）。低溫貯藏下，前期兩組果實間MDA含量差異不顯著（P＞0.05）；67 d時，對照組MDA含量為處理組的1.79 倍，差異極顯著（P＜0.01）；整個貯藏過程中，處理組MDA含量始終低于對照組（圖7B）。結(jié)果說明，UV-C處理能有效抑制蘋果果實MDA含量的升高，保護膜完整性，延緩果實衰老。

圖7　7.5 kJ/m2UV-C照射對蘋果20 ℃（A）和0 ℃（BB）MDA含量的影響Fig.7　Effect of UV-C irradiation at 7.5 kJ/m2on MDA content of apple fruits at 20 ℃ （A） and 0 ℃ （B）

3　討論與結(jié)論

前人研究發(fā)現(xiàn)，低劑量UV-C處理能延緩采后果蔬衰老，保持果蔬品質(zhì)。引起蘋果采后腐爛的病原菌主要包括青霉菌、鏈孢菌和灰霉菌［25］，UV-C處理可降低蘋果果實腐爛［26-27］。前期研究表明，UV-C處理確實能提高蘋果果實的抗病性，降低常溫貯藏條件下蘋果的腐爛率。本研究表明，UV-C處理可抑制蘋果果實硬度下降，顯著降低果實的質(zhì)量損失率，這與于剛等［11］在藍莓上的研究結(jié)果一致。Penelope等［28］對藍莓進行了UV-C處理，降低了藍莓的發(fā)病率，這與本實驗結(jié)果一致；但其研究中UV-C處理并未影響藍莓果實質(zhì)量損失率和果實硬度，這與本研究結(jié)果不一致，此結(jié)果可能與果實種類不同有關。本研究結(jié)果顯示，低溫貯藏條件下UV-C處理可有效延緩蘋果果實硬度下降和質(zhì)量損失率增加，因此得出結(jié)論UV-C處理結(jié)合低溫貯藏更有益于蘋果果實貯藏保鮮。

陳亦兆等［4］研究表明，UV-C處理可使水蜜桃呼吸高峰延遲3 d左右；黃玲［8］等研究表明，香梨經(jīng)UV-C照射處理后，其呼吸高峰推遲出現(xiàn)。本研究中，UV-C處理與對照呼吸高峰同時出現(xiàn)，與前人研究不一致；但是UV-C處理顯著抑制果實呼吸強度，這與李寧等［29］對冬棗進行UV-C照射和楊華等［30］對牛角椒進行UV-C輻照結(jié)論一致；唐燕等［31］研究表明1-MCP可顯著抑制蘋果果實呼吸速率，但不改變其變化趨勢，這與本研究結(jié)果一致，UV-C處理不能推遲呼吸高峰出現(xiàn)，可能與果實種類有關。本研究中，常溫貯藏第2天時，呼吸強度迅速升高，可能由于果實從冷庫中轉(zhuǎn)到常溫貯藏所致；且常溫條件下，2 d時UV-C處理比對照組升高迅速，這可能由處理果實受UV-C刺激引起。第2天后，處理組果實呼吸強度急劇下降，說明UV-C處理可顯著抑制呼吸作用，延緩果實衰老。

SSC與可滴定酸含量是果實品質(zhì)及風味的重要指標。本研究表明，不論是常溫還是低溫貯藏條件下，UV-C處理均使SSC增加，并抑制可滴定酸含量下降，保持果實品質(zhì)。Vicente等［32］研究表明，UV-C處理對辣椒貯藏期間糖含量和酸度無顯著影響，與本研究結(jié)果不一致。這可能與辣椒本身糖含量和酸含量變化較小有關。Hemmaty等［20］對‘蛇果’和‘金冠’蘋果研究結(jié)果表明，UV-C處理可降低果實pH值，增加可滴定酸含量；榮瑞芬等［3］研究表明，UV-C處理可延緩桃果實可滴定酸含量下降，增加可溶性糖含量，本研究結(jié)果與其一致，這表明7.5 kJ/m2UV-C處理可有效保持蘋果果實品質(zhì)，提高蘋果耐貯性。本研究中同時發(fā)現(xiàn)0 ℃貯藏果實SSC及可滴定酸含量較20 ℃貯藏果實下降緩慢，說明常溫貯藏果實更易衰老，UV-C輻照對低溫貯藏果實效果更佳。

SOD是一類金屬酶，是植物氧化代謝中極為重要的酶。目前許多研究發(fā)現(xiàn)活性氧與生物衰老密切相關，SOD可將超氧陰離子自由基（O2－·）歧化為H2O2，而H2O2可由過氧化氫酶進一步分解或被過氧化物酶利用。MDA是膜脂過氧化的中間產(chǎn)物，它可使蛋白質(zhì)上的氨基酸發(fā)生化學結(jié)構上的變化，產(chǎn)生氧化自由基，損傷細胞膜結(jié)構，從而使細胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，造成植物細胞崩潰瓦解加速植物衰老［29］。本研究結(jié)果表明，7.5 kJ/m2UV-C輻照可使蘋果果實保護酶如SOD維持較高活性，抑制MDA含量的增加，減緩細胞膜透性增加，這與張倩［6］、楊華［30］、Onzalea-Aguilar［33］等研究一致。UV-C處理蘋果可能通過提高果實SOD等保護酶活性來增強對活性氧的清除能力和抗膜脂過氧化能力，進而延緩果實衰老進程，延長果實貯藏保鮮期。

綜上所述，不論常溫還是低溫條件下貯藏，適宜劑量UV-C處理均能有效保持蘋果果實硬度，延緩SSC和可滴定酸含量下降，保持果實品質(zhì)；抑制果實呼吸，增強保護酶活性，抑制MDA含量上升，從而延緩衰老，延長果實貯藏保鮮期。

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Effects of UV-C Radiation on Storability and Quality in Harvested Apple

LI Yujuan， YIN Ming'an*， REN Xiaolin
（College of Horticulture， Northwest A&F University， Yangling 712100， China）

In the present work， we examined the effects of treatment with 7.5 kJ/m2UV-C on the storability and quality of Fuji apple fruits at room temperature and low temperature. Test apples were stored at 20 or 0 ℃ after being treated with 7.5 kJ/m2UV-C. Weight loss rate， respiration rate， soluble solids content （SSC）， titratable acid content （TAC）， superoxide dismutase （SOD） activity and malondialdehyde （MDA） content were measured regularly during storage. The results showed that weight loss rate and respiration rate of UV-C treated fruits were lower than those of controls； fruit firmness and titratable acid content decreased but their levels in the treatment group were higher than those of control； SSC increased first and then declined， but compared with the control fruits， SSC of the treated fruits decreased more slowly； SOD activity rose first and then decreased， but was always higher in the fruited treated with UV-C than in the control ones； and MDA content in both control and treated fruits showed an upward trend， but increased more slowly in the treated ones. Therefore， treatment with the appropriate dose of UV-C can exert good effects on maintaining the quality and extending the storage period of harvested apple.

apple； ultraviolet-C （UV-C）； storage； preservation； quality

S661.1

A

1002-6630（2015）14-0244-06

10.7506/spkx1002-6630-201514047

2014-11-20

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（蘋果）產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項（nycytx08-05-02）

李玉娟（1988—），女，碩士研究生，研究方向為果蔬采后生理及貯藏保鮮。E-mail：yujuanli123@163.com

尹明安（1956—），男，教授，博士，研究方向為果蔬采后生理及分子生物學。E-mail：yinma22@163.com