一氧化氮延緩采后無核白葡萄果串品質(zhì)劣變的熏蒸濃度篩選

譚慧林，包東東，董成虎，王 曼，朱志強,*，吳忠紅,,*

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，新疆農(nóng)產(chǎn)品加工與保鮮重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830091；2.阿克蘇地區(qū)食品安全檢測中心，新疆 阿克蘇 843000；3.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所（國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384）

無核白葡萄又名蘇塔寧那，是新疆吐魯番地區(qū)的主栽品種，其皮薄肉脆，汁多味甜，深受廣大消費者的喜愛。采后無核白葡萄在貯運過程中因機械擠壓和病原菌侵染，易發(fā)生果粒腐爛現(xiàn)象，這些病害在貯藏期傳染很快，極易引起果實大量腐爛[1]。隨著貯藏時間的延長，葡萄果串內(nèi)由于發(fā)生著復(fù)雜的生化作用而引起品質(zhì)變化，這也是果實成熟衰老的重要特征，相應(yīng)地，果實中的營養(yǎng)物質(zhì)被逐步消耗，食用品質(zhì)下降，并逐步變質(zhì)[2]，使保鮮企業(yè)面臨嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。

一氧化氮（NO）作為一種小分子信號物質(zhì)[3]，參與植物的許多生理生化過程[4]，調(diào)控植物的生長發(fā)育[5-6]。近年來，有關(guān)外源NO調(diào)控果蔬成熟衰老和保鮮的研究報道越來越多，已成為采后生理學(xué)的熱點之一[7-8]。已有研究表明，NO可通過抑制果蔬乙烯的合成，減緩生理代謝活動，提高果蔬抵御逆境的能力[9]，改善果蔬采后貯藏品質(zhì)，延緩植物組織衰老進程，從而延長貨架壽命[10-12]。

目前，葡萄貯運研究主要集中在防止果粒品質(zhì)劣變方面，為了達到良好的貯運效果，多采用低溫貯藏結(jié)合保鮮劑的方式[13-14]，但對葡萄果梗的保鮮效果研究較少。事實上，葡萄串的果梗是呼吸躍變型，與非躍變型的果粒相比，呼吸速率是果粒的數(shù)十倍[15]，果梗在果粒完好的情況下就發(fā)生褐變甚至干枯，極易導(dǎo)致葡萄果粒失水、軟化、落粒和腐爛[16-18]。本研究采用不同濃度NO熏蒸無核白葡萄，探究其對無核白葡萄貯藏期間果梗褐變和果粒品質(zhì)的影響，以及不同濃度NO氣體對葡萄整串采后貯藏品質(zhì)的影響，從而篩選出延緩葡萄果梗褐變和提高果粒貯藏性能的適宜濃度。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

無核白葡萄，分兩批購自新疆吐魯番高昌區(qū)葡萄鎮(zhèn)鐵提爾村，第1批用于初篩試驗的樣品采收于2017年8月2日，第2批用于有效性比較的樣品采收于2018年8月6日，均達到商熟期，可溶性固形物含量約18.5%。選擇果串大小一致，果粒無病害、腐爛，果梗健康綠色的葡萄作為試驗樣品。使用多孔塑料盒盛裝葡萄，每盒裝葡萄2串，約1.0 kg，采收后當(dāng)天經(jīng)冷鏈運輸至試驗冷庫，并置于（0±0.5）℃冷庫內(nèi)預(yù)冷，當(dāng)果心預(yù)冷至（15±0.5）℃時實施NO熏蒸試驗。

一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體（氣體純度為99.9%）：購自廣州世源氣體有限公司；氫氧化鈉溶液和酚酞指示劑：均購自新疆阜瑞克生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

UV-2600可見紫外分光光度計，日本島津有限公司；ML 204/02電子天平，梅特勒-托利多集團；TDL-40B型離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；ACS-30型電子稱，蘇州蘇靈儀表有限公司；CY-4型果實硬度計，艾德堡儀器有限公司；PAL-1型手持糖度計，日本ATAGO公司；數(shù)顯PHS-3C型pH計，上海雷磁儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

NO濃度篩選試驗分兩批進行。

第1批熏蒸濃度初篩試驗：將預(yù)冷后的葡萄隨機分成12組，每組9盒，每組樣品置于含有風(fēng)扇的密封玻璃容器（1 m3）中，分別采用濃度為0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500μL·L-1的NO熏蒸。具體操作如下：從氣瓶中獲得不同體積的標(biāo)準(zhǔn)NO，即0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1 000、1 500 mL，用注射器注入容器中，立即打開風(fēng)扇10 min，使氣體分散均勻后熏蒸2 h。熏蒸結(jié)束后，包裝于聚乙烯（PE）袋中，用周轉(zhuǎn)筐轉(zhuǎn)移至（0±0.5）℃，相對濕度（RH）90%±2%的冷庫貯藏35 d后，調(diào)查貯藏效果并拍照，每個樣品均做3次重復(fù)。

第2批有效性比較試驗：樣品包裝同第1批，但每個處理準(zhǔn)備21盒，用于滿足每個監(jiān)測點3盒的取樣量，以未使用NO熏蒸的無核白葡萄作為對照。NO熏蒸濃度選用第1批篩選出的效果明顯的3個濃度，即400、500、600μL·L-1，熏蒸操作同第1批，貯藏35 d，期間每5 d拍照并監(jiān)測貯藏品質(zhì)，對比3種濃度對葡萄貯藏品質(zhì)的作用差異。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 果梗褐變指數(shù)（BI）

參考Lichter[19]的方法并稍作修改。果梗的褐變程度由輕微到嚴(yán)重分為1.0～4.0：采收后，新鮮綠色果梗的褐變程度為1.0；褐變早期，只有果柄褐變時，根據(jù)褐變的相對數(shù)量占比和強度，果梗的褐變程度為1.1～2.0；隨著褐變進程發(fā)展，當(dāng)側(cè)枝發(fā)生褐變時，根據(jù)褐變的相對覆蓋度和強度，果梗褐變程度為2.1～3.0；隨著褐變蔓延至主莖時，遵循側(cè)枝計算的原則，果梗褐變程度對應(yīng)為3.1～4.0。BI計算公式為：

1.2.2.2 可溶性固形物（TSS）含量

參考陳浩等[14]的方法，使用手持折光儀測定。

1.2.2.3 可滴定酸（TA）含量

參考Lo’ay等[20]的方法，采用0.1 mol·L-1NaOH滴定。

1.2.2.4 硬度

每次取10個果實，參考吳忠紅等[21]的方法使用CY-4型果實硬度計測定。

1.2.2.5 失重率

參考Jiang等[22]的方法進行測定。失重率計算公式為：

1.2.2.6 落粒率

參考Lo’ay等[20]的方法進行測定。落粒率計算公式為：

1.2.2.7 腐爛率

參考Zhang等[17]的方法進行測定。腐爛率計算公式為：

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)整理，Sigma Plot 14.0軟件作圖，所有統(tǒng)計分析均采用SPSS19.0進行單因素方差分析（ANOVA）檢驗。所有數(shù)值均為3次數(shù)值的平均值，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 NO熏蒸濃度初步篩選

由圖1可以看出，不同濃度NO熏蒸處理對葡萄果梗的外觀影響差異明顯。當(dāng)使用100～500μL·L-1NO處理時，隨著濃度的增加，NO減緩葡萄果梗褐變的作用不斷增強，其中400μL·L-1和500μL·L-1濃度作用明顯，不僅抑制了果梗主莖色澤黃化速度，還顯著減輕了次莖的褐變比例，尤其延緩了果梗失水干枯進程；當(dāng)使用500～900μL·L-1NO處理時，隨著濃度的增加，NO減緩葡萄果梗褐變的作用不斷減弱，濃度高于900μL·L-1時對果梗褐變進程無有益作用，反而有加劇作用。

表1結(jié)果顯示，不同濃度NO熏蒸處理對葡萄貯藏品質(zhì)的影響作用存在明顯差異?？傮w而言，1 500μL·L-1NO處理對果梗褐變、果梗失重率和果粒腐爛率未起到改善作用，同時會加重落粒率，說明高濃度NO對葡萄的生理有一定脅迫傷害作用。低于200μL·L-1NO處理對果梗褐變和果梗失水無明顯影響，但有利于降低果粒腐爛率和落粒率。300～900μL·L-1NO處理對上述4項品質(zhì)均有不同程度的改善作用。相對而言，400～600μL·L-1NO處理對葡萄的影響作用相當(dāng)，尤其是500μL·L-1NO明顯抑制了果梗的褐變進程和失水速度。

圖1和表1篩選結(jié)果表明，與低于300μL·L-1和高于700μL·L-1NO處理相比，NO濃度在400～600μL·L-1范圍間的處理顯著延緩了葡萄果梗褐變進程。為了進一步確定NO熏蒸的適宜濃度，不僅要分析NO對葡萄果粒品質(zhì)能否起到保鮮作用，還應(yīng)分析其對果梗的保鮮作用，從而確保熏蒸濃度有益于葡萄果粒保鮮品質(zhì)，便于后續(xù)重復(fù)穩(wěn)定的應(yīng)用。

圖1 不同濃度NO處理對葡萄果梗外觀的影響（冷藏35 d）Fig.1 Effectsof different NOconcentrations treatmentson the appearance of grapestems(refrigeration for 35 days)

表1 不同濃度NO處理對葡萄品質(zhì)的影響（冷藏35 d）Table 1 Effects of different NOconcentrationstreatments on grape qualities(refrigeration for 35 days)

2.2 NO熏蒸濃度實效性驗證篩選

圖2顯示了400、500、600μL·L-1NO處理對無核白葡萄果梗外觀變化的差異。整體上看，3種處理濃度NO處理對果梗褐變均有顯著抑制作用。3種處理之間比較發(fā)現(xiàn)，貯藏15 d之前，對果梗褐變的延緩作用無明顯差異，但隨著貯藏時間的延長，差異逐漸顯現(xiàn)，貯藏25 d時，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組抑制果梗和次莖褐變的作用明顯優(yōu)于600μL·L-1NO處理組，但兩者無明顯差異。隨著貯藏時間的延長，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理延緩主莖褐變的作用也明顯優(yōu)于600μL·L-1NO處理組，貯藏至30 d時，500μL·L-1NO處理組僅出現(xiàn)果梗褐變，而且次莖褐變程度遠遠低于400μL·L-1NO處理組，在貯藏35d時，延緩次莖褐變的作用也明顯優(yōu)于400μL·L-1NO處理組。

圖2 不同有效濃度NO處理葡萄果梗貯藏外觀品質(zhì)對比Fig.2 Comparison of storageappearanceof grapestemtreated with different effective NOconcentrations

2.3 有效NO濃度對葡萄采后果梗褐變指數(shù)的影響

如圖3所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果梗的褐變指數(shù)不斷升高，其中在貯藏25 d以前，果梗褐變較緩慢，主要發(fā)生在果梗部位和部分次莖，400、500、600μL·L-1NO處理對果梗褐變有不同程度的延緩作用，尤其是400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組的果梗褐變指數(shù)明顯低于對照組，貯藏25 d時，兩處理組果梗褐變指數(shù)為2.00～2.10，平均低于對照組10.87%，同時，600μL·L-1與400μL·L-1NO處理的褐變指數(shù)無顯著差異。貯藏時間延長到30 d時，褐變由果梗褐變漸漸蔓延至全部次莖部位，對照組褐變指數(shù)接近3.0，表明次莖基本全部褐變，與延緩果梗作用類似的是，400、500、600μL·L-1NO對次莖褐變也有不同程度的減緩作用，但600μL·L-1NO處理組抑制褐變作用不顯著，而400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組抑制作用顯著，平均低于對照組10.72%。同樣地，貯藏35 d時，對照組主莖開始出現(xiàn)褐變，而500μL·L-1NO處理組的褐變次莖部位還未完全褐變，抑制作用明顯優(yōu)于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組。結(jié)果表明，500μL·L-1NO處理更適合抑制無核白葡萄長期貯藏期間的褐變進程。適宜濃度的NO處理可以延緩葡萄果梗褐變指數(shù)的增加，有效保持外觀品質(zhì)，這與NO處理延緩茄子萼片褐變[23]、龍眼果皮褐變[24]和生菜褐變衰老[25]的作用一致。

圖3 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果梗褐變指數(shù)的影響Fig.3 Effectsof NOtreatments on the browning indices of grape stemsduring postharvest storage

2.4 NO處理對葡萄采后可溶性固形物含量的影響

如圖4所示，葡萄果粒中的可溶性固形物含量隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，而400、500、600μL·L-1NO處理組均對可溶性固形物含量的升高和降低具有抑制作用，其中峰值出現(xiàn)時間延遲了5 d，相應(yīng)地也推遲了5 d下降，且下降幅度明顯低于對照組。貯藏0～25 d，除20 d的400μL·L-1NO處理組，各處理組沒有顯著性差異；但貯藏30～35 d，500μL·L-1NO處理組果?？扇苄怨绦挝锖匡@著高于其他處理組（P＜0.05），貯藏35 d的果粒可溶性固形物含量是對照組的1.16倍。

圖4 NO處理對無核白葡萄果粒采后貯藏期間可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effectsof NOtreatmentson solublesolidscontentsin grapeberriesduringpostharvest storage

2.5 NO處理對葡萄采后果?？傻味ㄋ岷康挠绊?/h3>

由圖5可以看出，無核白葡萄果粒中的可滴定酸含量隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)緩慢降低的特點，但400、500、600μL·L-1NO處理均可減緩其降低的速度，尤其是500μL·L-1和600μL·L-1NO處理組的減緩作用更加顯著，貯藏35 d時，其可滴定酸含量分別是對照組的1.27倍和1.21倍。

圖5 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果?？傻味ㄋ岷康挠绊慒ig.5 Effects of NOtreatmentson titratable acid contentsin grape berriesduring postharvest storage

2.6 NO處理對葡萄采后貯藏期間果粒硬度的影響

如圖6所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果粒硬度逐漸下降，不斷軟化，貯藏25～35 d，3種濃度NO處理不同程度地減緩了果粒硬度的下降，其中500μL·L-1NO的作用顯著，貯藏至30 d和35 d時，其硬度分別是對照組的1.18倍和1.37倍。

圖6 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間果粒硬度的影響Fig.6 Effects of NOtreatments on the hardnessof grape berriesduring postharvest storage

2.7 NO處理對葡萄采后失重率的影響

如圖7所示，隨著貯藏時間的延長，無核白葡萄果實的失重率不斷升高，400μL·L-1和500μL·L-1NO處理組可延緩失重率的上升，而600μL·L-1NO處理作用不明顯。貯藏前25天，400μL·L-1NO處理可顯著延緩失重率的上升，但隨后延緩作用不顯著，表明400μL·L-1NO處理對長期貯藏過程中無核白葡萄果實失重的抑制效果不明顯；整個貯藏期間，500μL·L-1NO處理可顯著延緩無核白葡萄果實失重率的增加，表明500μL·L-1NO處理減少了水分的流失，有利于葡萄貯藏期的質(zhì)量保持，失重率也顯著低于其他處理組（P＜0.05）。

圖7 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間失重率的影響Fig.7 Effectsof NOtreatmentson weight loss ratesof grapesduring postharvest storage

2.8 NO處理對葡萄采后落粒率的影響

如圖8所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄果實落粒率不斷增加，前30天呈直線式上升，隨后，落粒率出現(xiàn)翻倍增加，而400、500、600μL·L-1NO處理組均減緩了增加速度，尤其是500μL·L-1NO處理組。貯藏30 d時，500μL·L-1NO處理組的落粒率較對照組下降了6.348個百分點，二者間差異顯著（P＜0.05），同時顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1處理組（P＜0.05），而該兩組處理組無顯著差異；貯藏至35 d時，對照組果實的落粒率已高達25.75%，而400、500、600μL·L-1NO處理組均低于對照，分別為23.36%、6.04%、12.86%，較對照下降2.39、19.71、12.89個百分點；整體來看，500μL·L-1NO處理組的落粒率增長速度緩慢，維持在降低水平，直到貯藏末期仍低于10%，且顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組（P＜0.05）。

圖8 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間落粒率的影響Fig.8 Effects of NOtreatmentson the shattering ratesof grapesduring postharvest storage

2.9 NO處理對葡萄采后腐爛率的影響

如圖9所示，隨著貯藏時間的延長，葡萄腐爛率不斷上升，尤其是貯藏25 d開始迅速升高，且400、500、600μL·L-1NO處理組可有效抑制上升速度。貯藏35 d，各NO處理組抑制腐爛率的作用差異明顯，其中500μL·L-1NO處理組抑制作用最好，腐爛率僅為7.57%，而對照組已高達17.57%；此時，400μL·L-1、600μL·L-1NO處理組的腐爛率分別為15.27%、12.50%，較對照組分別僅降低了2.30、5.07個百分點。

圖9 NO處理對無核白葡萄采后貯藏期間腐爛率的影響Fig.9 Effects of NOtreatmentson the rotting ratesof grapes during postharvest storage

3 討論

外源NO處理可以延緩葡萄果梗褐變指數(shù)的增加，有效保持外觀品質(zhì)。研究顯示，硝普納（SNP）處理可有效保持茄子的感官品質(zhì)，延緩營養(yǎng)物質(zhì)的下降，其中以25μmol/LSNP處理最佳，能夠減緩茄子萼片的褐變，延緩相對電導(dǎo)率和乙烯釋放量的上升，抑制花青素、抗壞血酸、可溶性蛋白及總酚含量的下降，降低多酚氧化酶（PPO）活性，提高過氧化氫酶（CAT）及過氧化物酶（POD）活性[23]。使用不同濃度NO供體SNP噴灑新鮮開心果30 s后包裝至低密度乙烯袋中，結(jié)果表明：該處理使果實表現(xiàn)出較低的褐變指數(shù)、較高的亮度，抑制了PPO、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和POD，保持了較高的超氧化物歧化酶（SOD）活性，果仁中的總酚、黃酮類物質(zhì)和抗氧化活性維持在一定水平，其中15μmol/L和30μmol/L NO供體SNP處理抑制褐變的效果最顯著[10]。NO處理抑制葡萄果粒的可溶性糖含量、可滴定酸含量和硬度的下降與外源NO處理延緩芒果果肉糖、酸含量和硬度的下降類似[26-27]。NO處理降低無核白葡萄失重率、腐爛率和落粒率的結(jié)果與NO處理有效維持木納格葡萄[18]，提高甜櫻桃貯藏品質(zhì)的效果相似[12]。NO具有延緩果蔬感官和理化品質(zhì)劣變，提高貯藏性能的作用，可能與NO抑制乙烯生成，降低呼吸速率[26]，抑制葉綠素降解或褐色物質(zhì)積累[28-29]，提高抗氧化能力和降低苯丙烷代謝有關(guān)[30-31]，從而延緩了葡萄成熟衰老進程。另外，NO處理延緩葡萄品質(zhì)劣變的作用濃度是保鮮技術(shù)的關(guān)鍵，熏蒸濃度低于300μL·L-1時起不到顯著的保鮮作用，濃度高于900μL·L-1時反而對葡萄的貯藏品質(zhì)有傷害所用，這與長時間和高濃度SNP處理（NO供體）對蒜薹有傷害作用的現(xiàn)象一致[2]。由此可見，NO對每個果蔬的保鮮作用濃度存在個性差異，需要實踐探索。

4 結(jié)論

通過以無核白葡萄為試驗材料，先采用0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500μL·L-1NO氣體熏蒸處理，通過貯藏末期感官觀察和評定，結(jié)合保鮮效果篩選出維持葡萄品質(zhì)的NO熏蒸有效作用濃度為400～600μL·L-1，且對貯藏期葡萄品質(zhì)的保鮮具有明顯的作用。NO濃度在0～300μL·L-1時起不到顯著的保鮮作用，而濃度高于700μL·L-1時則有傷害作用，尤其濃度高于1000μL·L-1加速了葡萄落粒，且隨著濃度的增大，傷害作用越來越顯著。采用400、500、600μL·L-1NO熏蒸進行驗證，結(jié)果表明：隨著貯藏時間的延長，400、500μL·L-1NO處理延緩果梗主莖褐變的作用明顯優(yōu)于600μL·L-1NO處理組，在貯藏35 d時，500μL·L-1NO處理組的褐變次莖部位還未完全褐變，抑制作用明顯優(yōu)于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組。

在葡萄的營養(yǎng)品質(zhì)方面。與對照相比，400、500、600μL·L-13種濃度的NO處理均延緩了葡萄可溶性固形物含量的上升和下降，尤其是下降時間推遲了5 d，同時，減緩可滴定酸含量的降低速度和果粒軟化速度。冷藏后期30 d至貯藏結(jié)束，500μL·L-1NO處理對上述指標(biāo)具有不同程度的延緩作用，且作用顯著。

隨著貯藏時間的延長，400、500、600μL·L-1NO處理均能有效減少無核白葡萄果實的失重率、腐爛率和落粒率，顯著提高貯藏效果。整體來看，400μL·L-1NO處理不適合維持長期貯藏條件下的失重率；與其他濃度相比，500μL·L-1NO處理組不僅顯著延緩失重率的上升，而且顯著抑制了落粒率的增長，貯藏末期仍低于10%，且顯著低于400μL·L-1和600μL·L-1NO處理組（P＜0.05），另外，500μL·L-1NO處理抑制腐爛率的作用最明顯，抑制維持在較低水平。