2023, Vol. 31
橄榄(Canarium album)原产于我国南方，是我国特有的热带亚热带果树。鲜食橄榄口感清脆，回甘浓厚，含有氨基酸、糖类、矿物质和膳食纤维等多种营养成分[1]。但橄榄果实果皮较薄，在采收时易受到机械损伤，导致真菌[2]、病毒入侵，引起果实的褐变及腐烂，影响果实风味品质，限制了橄榄产业的发展和销售市场的开拓[3]。目前，橄榄果实采后保鲜技术的研究热点主要涉及橄榄鲜果包装[4]、冷藏[5]、防腐剂处理[6]、涂膜剂[7]及外源乙烯[8]处理等，但橄榄果实通常直接用于食用及加工，随着食品安全受到人们的广泛关注，很有必要研发一套天然无公害的橄榄采后保鲜配方。
柑橘精油具有天然的抑菌作用，作用于果蔬产品表面，可以很好地起到防止腐烂，提高贮藏品质的作用，可代替亚硝酸钠等作为天然的无公害保鲜剂[9]。李鹏霞等[10]研究表明，柑橘精油处理能够有效降低番茄(Lycopersicon esculentum)腐烂率，维持好果率在80%以上。壳聚糖是甲壳素的化学产物, 不但可以食用，也可以被自然降解，不会造成污染[11]，同时壳聚糖具有很强的机械性和延展性，易成膜，可作为很好的包装及保鲜材料[12]。谭啸等[13]研究认为，壳聚糖食用膜处理可以有效提高葡萄(Vitis vinifera)果实采后的外观和贮藏品质。根据前人的研究，复合保鲜剂的保鲜效果往往要优于单一处理。张文勇等[14]研究了柑橘精油和壳聚糖复合膜对草莓(Fragaria ananassa)采后生理的影响，发现用柑橘精油和壳聚糖浸泡处理的草莓，贮藏期间腐烂率和失重率显著降低，降低可溶性固形物和维生素C (VC)的降解且优于单因素保鲜处理。
目前尚未见柑橘精油-壳聚糖复合保鲜剂在橄榄果实保鲜上的应用，本试验以鲜食橄榄品种(系)‘檀香’、‘梅埔2号’为试材，旨在探究不同浓度组合对橄榄果实采后生理和耐贮性的影响，以期筛选最佳浓度的保鲜配方，为研发橄榄果实的安全保鲜剂提供理论依据和生产指导。
1 材料和方法 1.1 材料本试验以橄榄(Canarium album)鲜食品种(系) ‘檀香’，‘梅埔2号’为供试材料，材料采自福州市闽清县白石坑久源橄榄专业合作社。每个品种(系)选择3棵长势一致，无病虫害的橄榄果树, 于花后150 d (2020年10月25日)采摘成熟度八成左右的橄榄果实，采果时沿树冠东西南北方位取大小适中、均匀一致，无病虫、无损伤的果实，每个品种(系) 30 kg，当天运回福建农林大学园艺产品贮藏保鲜研究所进行处理。
1.2 方法 1.2.1 保鲜剂的配制柑橘精油购于江西泰诚天然香料有限公司，为食品级精油。壳聚糖购于浙江一诺生物科技有限公司，为食品级。设计柑橘精油浓度为0.25%、0.75%、1.5% (m/m)，壳聚糖浓度为0.25%、0.75%、1.5% (m/m), 随后按正交试验的原则进行组合(A~I)，并设置空白对照(CK)。
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表 1 柑橘精油及壳聚糖复合物浓度组合 Table 1 Combination of citrus essential oil and chitosan |
将橄榄果实洗净后在自然状态下晾干，表面不含水分，然后在1.2.1配制的保鲜液中浸泡3 min后捞出，自然晾干后装入0.07 mm厚的聚乙烯薄膜袋，每袋15个果，设3个重复，每个品种(系)装150袋，封口后置于10 ℃的冷库内进行贮藏，每隔15 d从冷库取样测量生理指标，每次单个处理取3袋共45个果进行切果采样，共取样5次。
1.3 测定指标及方法橄榄果实表面褐变指数参照孔祥佳等[15]的方法，选取45个果实，观察果实褐变状况, 褐变指数= Σ(褐变级数×该级果数)/观察总果数; 选取45个果实，观察果实腐烂状况, 果实腐烂率=腐烂果数/观察果数；果肉相对电导率参照魏宝东等[16]的方法，用电导率仪进行测量；果实呼吸强度参照孔祥佳等[17]的方法，随机选择10个橄榄果实，称取质量后放入果蔬呼吸作用测定仪中进行测量；丙二醛含量参照王学奎等[18]用三氯乙酸(TCA)，2-硫代巴比妥酸(TBA)显色法，谷胱甘肽用2-硝基苯甲酸(DTNB)显色法；过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性参照李合生版植物生理生化实验原理和技术[19]，以上指标重复3次。
1.4 数据分析数据分析采用Excel软件进行整理及制图，采用SPSS软件进行显著性分析。
2 结果和分析 2.1 复合处理对果实腐烂率和褐变指数的影响由图 1可见，随着贮藏时间的延长，‘檀香’果实腐烂率呈上升趋势，对照组腐烂率在各个时期均显著高于处理组(P < 0.05)，处理组在采后45 d时出现腐烂现象迟于对照组。采后75 d处理组I果实腐烂率相比对照降低41.6%。‘梅埔2号’处理组A、B和对照在采后45 d最早出现腐烂现象，采后75 d处理组I果实能保持100%的好果率，能有效抑制橄榄果实腐烂。
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图 1 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后腐烂率的影响。 柱上不同字母表示同一时期不同处理间差异显著(P < 0.05)；A~I、CK见表 1。下同 Fig. 1 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on decay rate of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits. Different letters upon column indicate significant difference at 0.05 level among different treatments at the same period. A-I, CK see Table 1. The same below |
由图 2可见，贮藏期间橄榄果实果皮褐变指数变化趋势与腐烂率相同，呈持续上升趋势，在采后75 d达到最大值。处理组上升较为缓慢，对照上升较快。采后75 d对照组褐变严重，褐变指数显著高于处理组(P < 0.05)，相比于褐变指数最低的处理组I高出23.2%。‘梅埔2号’对照组褐变指数在各个时期均显著高于处理组(P < 0.05)。在采后15~60 d，各组间果实褐变指数不存在显著性差异，在采后75 d，处理组G褐变指数最低为1.967，是对照的84.0%，与处理组H、I无显著性差异。不同品种(系)橄榄果实间腐烂率及褐变指数的变化也存在较大差异。‘梅埔2号’果实在贮藏期间各组的腐烂率及褐变指数均低于‘檀香’，耐贮性高于‘檀香’。
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图 2 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后褐变指数的影响 Fig. 2 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on browning index of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
由图 3可见，‘檀香’果实的呼吸强度在处理间存在差异，但变化趋势相近，在采后15~30 d，呼吸作用呈下降趋势，随后持续升高，在采后45 d达到高峰，以对照组的最高为99.13 mg CO2/(kg·h), 显著高于处理组(P < 0.05)，比最低的处理组F高出150%。随后呼吸强度呈下降趋势，采后75 d，处理组H的呼吸强度仅为对照组的33.89%，且显著低于其他处理组(P < 0.05)。‘梅埔2号’果实呼吸强度变化趋势与‘檀香’相似，对照组呼吸高峰出现在采后30 d，其余处理组出现在采后60 d。处理I果实在贮藏期间呼吸强度和呼吸峰值均显著低于其余处理组(P < 0.05)，采后75 d的呼吸强度较对照组下降了57.80%。‘梅埔2号’果实贮藏期间各处理的呼吸强度和呼吸峰值整体均低于‘檀香’果实，‘檀香’对照的呼吸峰值为‘梅埔2号’对照的1.1倍，采后75 d‘梅埔2号’处理组I果实的呼吸强度为‘檀香’处理组I的90.35%。
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图 3 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后呼吸强度的影响 Fig. 3 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on respiratory intensity of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
由图 4可见，贮藏期间‘檀香’果实相对电导率持续升高，在采后75 d达到峰值，对照组超过80%, 显著高于处理组，为处理组H的1.58倍。处理组H、I在采后75 d相对电导率最低，且与其他处理组差异显著(P < 0.05)。‘梅埔2号’果实贮藏期间各组相对电导率变化趋势相同，但变化幅度存在差异。对照组和处理组D的上升幅度最大，为18%和17%。采后75 d处理组I相对电导率最低，较对照组降低了27%，显著低于对照组和其他处理组(P < 0.05)。‘檀香’果实贮藏期间相对电导率上升幅度高于‘梅埔2号’，采后75 d ‘檀香’各处理组相对电导率比‘梅埔2号’约高5%。
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图 4 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后相对电导率的影响 Fig. 4 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on relative conductivity of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
由图 5可见，随着贮藏时间的延长，各处理组的MDA含量均呈上升趋势，采后75 d达最大值, ‘檀香’处理组E、对照组MDA含量高于4 µmol/g, 显著高于其他处理组(P < 0.05)。采后75 d处理组I的MDA含量最低，较对照组降低了20.63%。‘梅埔2号’果实MDA含量变化趋势与‘檀香’相同，采后75 d对照组最高，为3.891 µmol/g，且显著高于其他处理组(P < 0.05)，处理组G最低，仅为对照组的62.30%, 膜脂过氧化程度较低。‘梅埔2号’果实MDA含量低于‘檀香’，贮藏期间处理组G和对照组分别较‘檀香’低29.43%和12.36%。
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图 5 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后MDA含量的影响 Fig. 5 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on MDA content of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
由图 6可见，‘檀香’橄榄果实POD活性呈先升后降的趋势，处理组H在采后45 d峰值最高，显著高于其他处理组(P < 0.05)。在采后75 d对照组活性最低，仅为处理组H的35.09%。‘梅埔2号’橄榄果实采后POD活性变化趋势与‘檀香’相近，但各个贮藏期的酶活性均要高于‘檀香’，采后45 d峰值较‘檀香’果实上升了近50%。采后75 d，处理组G酶活性最高，为对照组的2.37倍，且显著高于其他处理组(P < 0.05)。
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图 6 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后POD活性的影响 Fig. 6 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on POD activity of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
由图 7可见，APX活性变化趋势与POD相同，在采后45 d达到峰值，处理组G、H、I的APX活性峰值最高，与其他处理组和对照组存在显著性差异。采后75 d，处理组G、H、I酶活性快速下降, 但仍显著高于对照组和其他处理组(P < 0.05)。‘梅埔2号’果实各处理组APX活性在采后15 d就存在显著性差异，处理组A和对照组酶活性显著低于其他处理组, 采后45 d APX活性达到峰值时，处理组H最高，为对照组的2.25倍。采后75 d各处理组显著高于对照组(P < 0.05)，处理组H较对照组高出90.2%。
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图 7 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后APX活性的影响 Fig. 7 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on APX activity of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruits |
‘梅埔2号’果实POD活性显著高于‘檀香’，这与‘梅埔2号’果实相对电导率低于‘檀香’结果一致。APX活性变化与POD活性相反，‘檀香’果实各时期的APX活性均高于‘梅埔2号’。
2.6 复合处理对果实谷胱甘肽(GSH)含量的影响由图 8可见，‘檀香’果实贮藏初期各处理组GSH含量短暂上升，在采后30 d达到最高，随后呈下降趋势，处理组间变化幅度不同，处理组I峰值显著高于其他处理组，但下降幅度最高为46.0%。采后75 d，处理组H最高，为对照的组1.93倍, 但与其他处理组间无显著性差异(P < 0.05)。‘梅埔2号’处理组A、H、I在采后30 d的GSH含量有较大幅度的提升，处理组H、I的峰值显著高于其他处理组和对照组(P < 0.05)。对照组采后75 d的GSH含量最低，仅为处理组I的35.4%，显著低于其他处理组(P < 0.05)，其他处理组之间无显著性差异。贮藏期间2个品种(系)橄榄果实GSH含量呈相同的变化趋势，但‘梅埔2号’果实的峰值略高于‘檀香’，采后75 d ‘梅埔2号’处理组I果实较‘檀香’处理组H高18.34%。
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图 8 柑橘精油及壳聚糖复合物对‘檀香’(左)和‘梅埔2号’(右)果实采后GSH含量的影响 Fig. 8 Effects of citrus essential oil and chitosan complex on GSH content of postharvest 'Tanxiang' (left) and 'Meipu 2' (right) fruit |
由表 2可见，‘檀香’果实贮藏期间腐烂率、褐变指数均与相对电导率、呼吸强度呈极显著相关, 与其余指标呈显著相关。‘梅埔2号’腐烂率、褐变指数均与相对电导率、呼吸强度、丙二醛含量呈极显著相关。结果表明，相对电导率、呼吸强度与2个品种(系)果实采后腐烂率、褐变指数均呈极显著相关，可作为参考橄榄果实采后生理变化的可靠指标。
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表 2 ‘檀香’和‘梅埔2号’果实贮藏期间腐烂率、褐变指数与其他生理指标的相关性分析 Table 2 Correlation analysis of decay rate, browning index and other physiological indexes of 'Tanxiang' and 'Meipu 2'fruit during storage |
与传统保鲜剂相比，柑橘精油及壳聚糖生物复合保鲜剂具有高效、可食用、无公害、易降解的优点。本试验以0.25%、0.75%、1.5%的柑橘精油及0.25%、0.75%、1.5%的壳聚糖复合处理‘檀香’、‘梅埔2号’橄榄果实，测定贮藏期间果实腐烂率、褐变指数的变化，结果表明，1.5%柑橘精油+1.5%壳聚糖复合处理能有效降低2个品种(系)橄榄果实贮藏期间的腐烂率和褐变指数，在‘梅埔2号’果实上的保鲜作用尤为明显。陈蓬莲等[2]通过组织分离法, 对橄榄果实的致病菌进行分离鉴定，认为小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)等真菌是造成橄榄果实贮藏期间腐烂褐变的主要原因。根据刘欢等[20]的研究表明，柑橘精油含有许多萜烯类成分，能够破坏细菌、真菌的细胞壁结构，从而打破真菌细胞膜内外的渗透平衡，使真菌死亡，应用于园艺产品表面能够有效抑制细菌、真菌的入侵，从而延缓腐烂, 与本试验的结果一致。柑橘精油的应用能够有效提高橄榄果实对常见致病菌的抗菌能力，提高耐贮性。
壳聚糖具有很强的机械性和延展性，易在果实表面形成一层保护膜，一方面减少果皮受到的机械损伤，另一方面可以有效降低果实的呼吸作用和水分的流失，从而减少贮藏期间有机物质的消耗，延缓衰老。本试验结果表明柑橘精油及壳聚糖复合处理可以抑制橄榄果实的呼吸作用，降低呼吸峰值, ‘檀香’处理组H、‘梅埔2号’处理组I拥有最低的呼吸峰值，分别较对照下降了62.93%和51.93%。前人研究表明，壳聚糖结合其他物质所形成的壳聚糖食用性薄膜能够降低猕猴桃(Actinidia chinensis)[21]、日本梨(Pyrus spp.)[22]、苹果(Malus pumila)[23]、芒果(Mangifera indica)[24]、番茄[25]等在贮藏期间的呼吸速率和乙烯释放量，同时可以提高果实的抗氧化能力，降低果实腐烂率和失重率，与本文的结果一致。橄榄果实贮藏期间呼吸强度与腐烂率、褐变指数呈极显著相关(P < 0.01)，可作为参考橄榄果实采后生理活性及生物保鲜剂保鲜效果的可靠指标。‘梅埔2号’果实贮藏期间呼吸强度、呼吸峰值及相对电导率大小均低于同时期的‘檀香’果实，生理代谢活性较低，消耗的有机物质较少, 细胞膜结构和功能更加地完整，维持了细胞内外的渗透平衡，有效延缓了‘梅埔2号’果实的腐烂及褐变，耐贮性更高。
在植物体遭受逆境的破坏时，体内的保护酶活性会明显上升以提高对抗逆境的能力，但是当植物体受到的活性氧伤害超出保护酶系统的调节限度之后，保护酶活性就会持续下降。GSH为植物内源抗氧化物质，在延缓衰老上具有重要的作用。本研究结果表明，1.5%柑橘精油+1.5%壳聚糖的复合保鲜剂组合处理下的‘檀香’、‘梅埔2号’橄榄果实贮藏期间POD、APX活性以及GSH含量显著高于对照组，从而加强橄榄果实的清除自由基、过氧化物的能力，减少膜脂过氧化产物MDA含量的积累, MDA含量仅约为对照的60%，保护细胞膜的结构和功能完整性。Shehata等[26]使用柑橘精油及可食膜结合处理草莓果实，可以更好保持草莓果实的硬度、色泽、单果质量等外观性状，提高POD、CAT等的活性，延缓GSH含量的下降，拥有更强的抗氧化性，MDA积累量显著低于对照组，与本试验的结果一致。柑橘精油及壳聚糖复合处理下的‘梅埔2号’果实能保持更高的POD活性及GSH含量，能够减少细胞膜受到自由基、活性氧的毒害，抑制相对电导率的上升，从而维持细胞内各项生理活动的正常运行，这可能为‘梅埔2号’耐贮性高于‘檀香’的内在原因。
综上所述，柑橘精油及壳聚糖复合处理能有效降低橄榄果实贮藏期间的腐烂率、褐变指数，提高POD、APX活性和内源抗氧化物质GSH含量, 降低MDA含量，延缓相对电导率的上升，延长橄榄果实的保鲜期，提高耐贮性。其中以1.5%柑橘精油+1.5%壳聚糖的复合物组合保鲜效果最佳。为生物复合保鲜剂应用于橄榄贮藏保鲜，促进橄榄行业的发展和销售市场的开拓提供理论与技术依据。
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