采前涂膜对‘泰山红’石榴采后贮藏品质的影响

杨雪梅，尹燕雷*，陶吉寒，冯立娟，武 冲

（山东省果树研究所，山东 泰安 271000）

摘 要：以‘泰山红’石榴为材料，研究采前1.25%壳聚糖溶液涂膜（T1）和石榴皮提取液复合涂膜（T2）对石榴果实采后贮藏品质及生理指标的影响。结果表明：采前两种涂膜剂涂膜后，均能增大‘泰山红’石榴近外表皮的薄壁细胞，但作用不显著；‘泰山红’石榴在（4.0±0.5）℃条件下贮藏，能有效保持其表皮新鲜程度，维持其果皮内含水量；涂膜对提高贮藏前期石榴籽粒可溶性固形物含量和降低贮藏前期可滴定酸含量有一定影响，但对贮藏后期影响不显著；涂膜能使石榴果皮中总酚含量和类黄酮含量维持在较高水平，减少贮藏前期因膜脂质过氧化产生的丙二醛；此外，T2复合涂膜还能延迟多酚氧化酶活性高峰出现的时间，同时提高多酚氧化酶活性的峰值；而T1涂膜影响不显著。采前涂膜石榴贮藏120 d果实外观新鲜无皱缩，色泽鲜艳，腐烂率较对照低，保鲜效果较为理想。

关键词：石榴；壳聚糖；采前涂膜；贮藏

Effect of Preharvest Coating on the Quality of ‘Taishanhong’ Pomegranate during Storage

YANG Xue-mei, YIN Yan-lei*, TAO Ji-han, FENG Li-juan, WU Chong

(Shandong Institute of Pomology, Taian 271000, China)

Abstract: In this study, either 1.25% chitosan (T1) or its combination with pomegranate rind extract (T2) was uniformly sprayed on ‘Taishanhong’ pomegranate fruits, harvested and then stored at (4.0 ± 0.5) ℃ for 120 days. The weight loss, total soluble solid, titratable acidity (TA), malondialdehyde (MDA) content, total phenol content, polyphenol oxidase (PPO) activity, total soluble solid content, and decay incidence were investigated during storage. Results indicated that the number of parenchyma cells close to the outer epidermic layer increased yet not significantly after both preharvest coating treatments. Meanwhile, the freshness and moisture content of pomegranate peels were effectively maintained, and these coating treatments could result in an increase in TSS content and a decline in TA content during the early stage of storage, while not having a significant effect on the two parameters during the later stage of storage. Moreover, the contents of total phenols and total flavonoids in pomegranate peels were maintained at higher levels and MDA formation caused by membrane lipid oxidation was reduced during the early storage stage. In addition, T2 treatment could delay the occurrence of the peak of PPO activity and increase the peak enzyme activity, while T1 treatment was not as effective in this regard. In conclusion, preharvest coating could increase the shelf life and maintain the sensory quality of ‘Taishanhong’ pomegranate fruits.

Key words: pomegranate; chitosan; preharvest coating; storage

中图分类号：S665.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）24-0337-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201424065

‘泰山红’石榴以其果皮颜色鲜红、籽粒深红、风味独特成为目前国内优良的主栽品种之一。该品种果皮较薄，果皮组织中细胞较大且排列疏松，室温条件下存放表皮易失水皱缩及部分褐变，降低其商品价值。此外，石榴花萼为筒状结构里面有干缩的花丝花药，易成为病原菌繁殖的场所，是造成石榴贮藏过程中的腐烂及病变的根源。

壳聚糖是甲壳素部分脱乙酰化的产物，无毒、无味，可用于食品添加剂行业作增稠剂、被膜剂，还具有高效抑制病原微生物繁殖和生长、提高果实自身的抗病性和延缓果实衰老功能，对多种果实病害具有良好的防治效果[1-2]，是一种新型的天然保鲜涂膜剂。研究[3-6]表明，采用适宜的涂膜处理，可增强对果皮的保护作用从而提高果蔬耐贮性，同时还可以抑制果实呼吸，保持果肉硬度，控制微生物生长和减少失水等。张润光等[7]在温度为（5.0±0.5）℃条件下，采用1%壳聚糖溶液涂膜，能有效保持贮藏期石榴籽粒可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量和可滴定酸（titratable acidity，TA）含量，减缓果皮相对电导率和褐变指数升高速率，贮藏120d果实外观色泽鲜艳，籽粒感官品质良好，保鲜效果理想。目前，大部分研究多集中于采后涂膜延长贮期和控制腐烂[8]，但采后涂膜存在涂膜后膜液风干困难和需大面积摊放晾干等不利于操作的问题；而采前涂膜可在果实挂树时喷涂，该方法已在葡萄[9]和厚皮甜瓜[10]上取得了较理想的效果，但在石榴上尚未见相关报道。本实验旨在探究采前涂膜处理对‘泰山红’石榴贮藏过程中生理变化和品质保鲜的影响，以期为石榴贮藏提供新的便于操作的保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

以‘泰山红’石榴为材料，涂膜前于山东省果树研究所苗圃内选取无裂果及病虫害的果实挂标签进行标记，每处理选取30 个果实。采前20 d对选好的果实第1次喷施涂膜剂，于采摘前2 d再喷施涂膜1次。采收后的果实分别用吸水纸包裹后装入保鲜袋置于冷库中贮藏，库温（4.0±0.5）℃，相对湿度90%。

没食子酸（gallic acid，GA） 美国Sigma公司；壳聚糖（脱乙酰基≥95%） 阿拉丁试剂（上海）有限公司；福林酚试剂 北京索莱宝科技有限公司。其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

手持糖量计WYT-4 泉州中友光学仪器有限公司；DP71体视显微镜 日本奥林巴斯株式会社；5810R台式高速冷冻离心机 德国艾本德股份公司；HH-2恒温数显水浴锅 江苏省金坛市精达仪器制造厂；UV-2550紫外-可见分光光度计 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 石榴皮提取液的制备

称取经粉碎（过40 目筛）的石榴果皮2.5 g于烧瓶中，加入250 mL蒸溜水在60 ℃条件下浸提2 h，3 层纱布过滤，得到1%的果皮提取溶液，在4℃条件下保存备用。

1.3.2 涂膜液的配制[11]

处理1（T1）为质量分数1.25%壳聚糖溶液：用质量分数1%的冰乙酸水溶液为溶剂配制；处理2（T2）为质量分数1.25%壳聚糖果皮提取物复合溶液：以石榴皮提取液为溶剂配制质量分数1%冰乙酸溶液，再以其为溶剂配制1.25%壳聚糖溶液作为复合涂膜液；以喷施蒸馏水为空白对照（CK）。

1.3.3 石榴果皮解剖结构观察

常规石蜡切片法制片[12]。果实采收后，分别取果皮近萼筒处易裂部位切成0.3cm×0.5cm左右（厚度不超过3 mm）的小块，用卡诺氏固定液（无水酒精与冰醋酸体积比3∶1）固定12h后梯度脱水，45～50℃浸蜡2周，包埋（含5%蜂蜡），制作切片（50μm），再进行贴片，45～50℃烘片3周，番红染色、脱色，固绿染色、脱色，以中性树胶封片。切片在DP71光学显微镜下观察拍照。用比例尺对石榴表皮2～5层薄壁细胞进行测定，比较其差异。

1.3.4 生理指标测定

贮藏期间每30 d随机取样3个果实测定一次下列生理指标，每个指标测定3次取平均值。

1.3.4.1 石榴果皮含水量

采用称质量法计算，见式（1）。

（1）

式中：m1为每次取样后称取果皮鲜质量/g；m2为鲜果皮置于烘箱中65℃烘干至恒定质量/g。

1.3.4.2 石榴果实总TSS含量

用手持糖量计测定，挤出石榴果汁测定每次取3个石榴计算平均值。

1.3.4.3 石榴果实TA含量

采用酸碱滴定法[13]测定。

1.3.4.4 石榴果皮中多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性

采用邻苯二酚法测定。取石榴果皮0.5g，加入pH 7.0的磷酸缓冲液（含1%聚乙烯吡咯烷酮和10mmol/L
的抗坏血酸）5mL，冰浴研磨成匀浆，4℃条件下
4 000 r/min离心20 min，得上清液用于测定PPO活性。测定时，取上述粗酶液50μL与2.95mL底物（0.2mol/L邻苯二酚）在410nm波长处使用紫外分光光度计进行酶动力学分析，测定0～30s吸光度的变化。并规定吸光度每分钟增加0.1为1 个酶活力单位（1U=0.1ΔA/min）[14-15]。

1.3.4.5 果皮总酚含量

取1 g石榴果皮研磨成匀浆，加入20 mL 60%的乙醇溶液于50 mL三角瓶中，超声波60 ℃提取40 min，后过滤至25mL容量瓶并定容。测定时取1mL 0.5 mol/L的福林酚试剂加入50 μL提取液振荡混匀，再加入4mL 0.5 mol/L
的Na2CO3溶液室温条件下反应60 min，后于750 nm波长处比色测定其吸光度。以GA为标准品制作标准曲线。

1.3.4.6 类黄酮含量

参考周建华等[16]的方法稍作改动，取1.3.4.5节中制得的提取液1 mL加入4 mL质量分数为1%的AlCl3溶液于420 nm波长处测定吸光度。类黄酮含量以黄酮苷计，根据吸光度等于1时相当于320 μg黄酮苷计算含量。按式（2）计算类黄酮含量。

（2）

式中：A420 nm为样品测出的吸光度；V为供试液总体积/mL；V1为吸取试液量/mL；M为样品鲜质量/g。

1.3.4.7 石榴果皮中丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量

采用硫代巴比妥酸法，并参考赵世杰等[17]的方法。

1.3.4.8 石榴贮藏后腐烂率

贮藏至120d，取出全部石榴按式（3）统计腐烂率。

（3）

1.3.4.9 货架期日均失水率

将实验后剩余的果实分别称质量（初始质量），之后室温条件下放置每24 h称质量1 次，连续称3 次。按式（4）计算日均失水率。

（4）

1.4 数据处理

实验结果用Exce1 2003对所有数据进行统计分析与制图，应用方差分析软件对数据进行差异显著性分析
（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 采前涂膜对石榴初采时表皮细胞的影响

石榴表皮细胞的大小，一方面与石榴的裂果关系密切、一方面与石榴果皮的含水量相关。对制作的石蜡切片每处理随机量取10组近表皮2～5层相对完整细胞的长度和宽度值求得平均值如表1所示，可见，细胞由大到小顺序分别为T1＞T2＞CK，同等条件下，细胞越大其内溶物越充盈，表明果实挂树期间表皮细胞失水相对较少，故采前涂膜处理有利于减少果实挂树期间表皮细胞水分的散失。

表 1 不同涂膜处理对石榴近表皮细胞大小的影响

Table 1 Effects of different coating treatments on the sizes of parenchyma cells close to the outer epidermic layer

‘泰山红’石榴果皮纵切面结构可分为角质层（为最外层的蜡质结构）、气孔、外表皮细胞（角质层下1层排列紧密较为规则的细胞）、薄壁细胞（外表皮以内的大部分细胞）、长薄壁细胞（位于石细胞周围的一层较长的细胞）、石细胞团（由薄壁组织细胞经过细胞壁加厚和木栓化之后形成）和维管束细胞（图1a）。

由图1b～d看出，‘泰山红’石榴涂膜后外表皮细胞变细长，靠近表皮的1～3层细胞饱满且排列较对照紧密。T1处理果实的薄壁细胞完整性优于T2处理和对照，其中对照组薄壁细胞完整性最差。可能由于涂膜使石榴外表皮细胞层变紧密，表皮细胞中水分散失较少，表皮可扩张性降低，使内层薄壁细胞变充盈，在制作切片时能够较好的保持其完整性。

a

b

c

d

a. 1为角质、蜡质层，2为外表皮细胞，3为气孔，4为薄壁细胞，5为长薄壁细胞，6为石细胞团，7为微管束；b.对照石榴表皮纵切图；c. T1石榴表皮纵切图；d. T2石榴表皮纵切图。

图 1 ‘泰山红’石榴采后表皮纵切结构图

Fig.1 Epidermic structure of freshly harvested ‘Taishanhong’ pomegranate by longitudinal cutting

2.2 采前涂膜对石榴采后贮藏过程中含水量及贮藏后腐烂率及失水率的影响

‘泰山红’石榴自采收至贮藏期间，其果皮中含水量均维持在78%～81%，对照与涂膜处理石榴果皮中含水量在贮藏前期0～60 d差异较显著，贮藏后期90～120 d差异不显著，其中T2处理在整个贮藏过程中均维持较高含水量（图2a）。可能是由于在长期较高湿度条件下贮藏，对照果实逐渐吸收了外部水分使其果皮中的含水量有一定程度的增加，表明该条件下对照和涂膜处理均能较好的保持石榴果皮含水量，使石榴在贮藏期间果皮不皱缩，涂膜对该条件下贮藏石榴果皮的含水量变化无显著影响。

贮藏至120d后取出所有石榴进行腐烂率统计，CK、T1和T2的腐烂率分别为22.36%、16.18%和9.09%，涂膜处理的石榴腐烂率均低于对照组，其中以T2处理腐烂率最低（图2b），表明采前涂膜能降低‘泰山红’石榴贮藏过程中的腐烂率。经贮藏后的石榴计算其日均失水率，其中对照果实为44.44‰，而涂膜两种果实的日均失水率均不足18‰（图2b）。表明采前涂膜处理能显著降低货架期石榴水分的散失，从而维持货架期石榴果皮的新鲜度。

图 2 采前涂膜对石榴贮藏期间果皮含水量（a）及贮藏后腐烂率和
货架期日均失水速率（b）的影响

Fig.2 Effect of preharvest coating treatments on water content (a), decay incidence and daily average water loss rate (b) of pomegranate fruits during storage

2.3 采前涂膜对石榴贮藏期间TSS及TA含量的影响

‘泰山红’石榴TSS含量在整个贮藏期间呈先上升后降低的趋势，采后0～30 d对照与处理组石榴TSS含量均增加较快，在30～60d TSS含量变化较为平稳，之后逐渐降低。采后第30天，T1处理 TSS含量升至最高值；T2和对照石榴贮藏至第60天 TSS含量达最高值；其中在30～90 d，T2石榴的TSS含量显著高于T1和对照果实，而贮藏至120 d时处理和对照TSS含量无显著差异
（P＞0.05）（图3a）。表明涂膜处理一定程度上有利于‘泰山红’石榴采后总可溶性固形物的转化。

由图3b可见，TA含量随着贮藏时间的延长呈逐渐下降的趋势，初釆时对照与T1的TA含量相当，而初采时T2石榴TA含量显著低于CK和T1处理；贮藏至第30天时，对照果实果汁中TA含量降低缓慢，而T1果实中TA迅速降低至与T2相当的水平，此时对照果实与两个处理的果实TA含量差异均达显著水平（P＜0.05）；贮藏至第120天时，对照与两处理之间TA含量水平均无显著差异。表明采前涂膜处理能加快石榴采收后有机酸的分解转化，从而降低TA含量，使‘泰山红’石榴更快达到最适口感。

图 3 采前涂膜对石榴采后贮藏过程中TSS含量（a）和
TA含量（b）的影响

Fig.3 Effect of preharvest coating treatments on the contents of TSS (a) and TA (b) in pomegranate fruits during storage

2.4 采前涂膜对石榴贮藏期间总酚含量及类黄酮含量的影响

石榴果皮中多酚含量丰富，约占干质量20%或更高，包括没食子酸、鞣花酸、绿原酸、鞣花单宁等多种类型，这些多酚类物质是石榴易发生褐变的原因之一[18]。酚类物质的含量可用相应已知的没食子酸质量浓度表示，以没食子酸为标准品制得的标准曲线方程为：Y=172.51X＋0.030 1，R2=0.997 9，其中Y为750nm波长处吸光度，X为已知没食子酸溶液的质量浓度/（mg/mL）。

图 4 采前涂膜对石榴采后贮藏过程总酚含量（a）及类
黄酮含量（b）的影响

Fig.4 Effect of preharvest coating treatments on the contents of total phenols (a) and total flavonoids (b) in pomegranate fruits

如图4a所示，对照和涂膜果实果皮中总酚含量均随贮藏时间的延长而降低，其中T2石榴果皮中总酚含量从初采时到贮藏后期均显著高于对照石榴，而T1石榴果皮中总酚含量始终介于对照和T2之间，仅在初采时和贮藏结束时与对照差异显著（P＜0.05）但与T2无显著差异。表明T1和T2处理对维持‘泰山红’石榴贮藏期间果皮中酚类物质含量，抑制酚类物质降解有一定作用。

由图4b可知，‘泰山红’石榴果皮中类黄酮含量随贮藏时间的延长呈现先升高后降低的趋势，T2石榴初采时其类黄酮含量显著低于T1和对照果实，贮藏至第30天其含量迅速升高，分别高于对照和T1果实21.79%和43.61%；贮藏至第60天对照和T1、T2果实类黄酮含量均达最高值；之后贮藏至第90天时T2果实类黄酮含量仍保持在较高水平，显著高于对照和T1；贮藏至第120天时3组果实之间类黄酮含量差异均不显著。表明T2处理能提高‘泰山红’石榴贮藏期间类黄酮的含量，并使其维持在较高水平。

2.5 采前涂膜对石榴贮藏期间PPO活性及MDA含量的影响

图 5 采前涂膜对石榴采后贮藏过程PPO活性（a）及

MDA含量（b）的影响

Fig.5 Effects of preharvest coating treatments on PPO activity (a) and MDA content (b) in pomegranate fruits during storage

图5a所示为‘泰山红’石榴在贮藏过程中其PPO活力呈单峰曲线，先升高后降低，对照和T1石榴其PPO活性在贮藏至第30天达峰值。此时，T2石榴PPO活性较采收时降低，而贮藏至第60天时T2果实的PPO活性达峰值，分别较对照和T1处理高68.85%和123.02%。表明T2涂膜剂处理石榴能延迟石榴PPO活性高峰出现的时间并提高PPO活性的峰值，而单独的壳聚糖溶液涂膜对‘泰山红’石榴贮藏期间的PPO活性无显著影响。

‘泰山红’石榴果皮中MDA含量随贮藏时间的延长逐渐增加，其中对照石榴在整个贮藏过程中MDA含量增加较为平稳，而T1和T2贮藏前期MDA含量增加较对照缓慢，之后在贮藏60～120 d范围内MDA含量增加迅速，贮藏至第90天时，三者含量无显著差异，而至第120天时T1处理MDA含量略高于对照和T2果实（图5b）。表明涂膜处理能降低‘泰山红’石榴贮藏前期膜脂质过氧化程度，但对贮藏后期膜脂质过氧化程度无显著影响。

3 讨 论

影响石榴采后贮藏的生理因素很多，如采收成熟度、温湿度、贮藏环境、气体状况及包装等[19]，本实验中涂膜处理相当于改变了石榴自身的微环境而影响其采后的贮藏生理。涂膜后客观上增加了表皮厚度并堵塞了一部分皮孔，一定程度上减少了皮孔蒸腾，使其细胞膜渗透率降低[20]。在芒果[21]和番茄[22]上的研究亦表明壳聚糖涂膜可抑制果实的软化及细胞膜渗透率的增加，本实验中石榴采前涂膜处理，处理果实（T1、T2）初采时表皮细胞均增大，更好地维持了石榴采前挂树期间的表皮含水量，减少了果实内外气体的交换，能较好地维持石榴采前细胞的水分状态，保持其表皮细胞的充盈，同时有利于维持石榴贮藏期间水分的含量。

涂膜处理由于减少了果实内外的气体交换，使果实内部易形成一个低O2、高CO2浓度的微环境，从而起到抑制呼吸作用、减少呼吸底物消耗和物质转化的作用[23]；实验中涂膜的石榴贮藏期间TSS含量均高于对照，而TA含量低于对照果实，这可能与涂膜石榴贮藏期间的呼吸作用降低、底物的消耗及转化少有关，还需进一步验证。本实验表明石榴采前涂膜一定程度上降低了贮藏过程中膜脂质过氧化产物MDA的含量，以涂复合型膜（T2）作用效果最为显著，这可能由于涂膜处理后使进入果实内部的氧气减少，降低了活性氧的形成，使细胞膜脂质过氧化作用减弱，从而缓解了细胞膜的损伤，减少了MDA的生成，从而起到延迟细胞衰老的作用。但在贮藏90d后三者MDA含量均升高较迅速，其原因是由于在该时期石榴果实已进入衰老，果实内部代谢发生失调，从而使膜脂质过氧化程度加重，故该条件下贮藏的石榴最佳食用期应在贮藏至90 d之前。

植物多酚类物质由于多酚的酚羟基中的邻位酚羟基极易被氧化，且对活性氧等自由基有较强的捕捉能力，使植物多酚具有很强的抗氧化性和清除自由基的能力[24]。本实验贮藏过程中T1和T2石榴果皮中总酚含量和类黄酮总量均高于对照石榴，这些酚类物质也对膜脂质过氧化有一定的抑制作用。石榴皮本身中含丰富的多酚，以安石榴苷含量最高，具有较强的抗氧化生物活性[25]，结合壳聚糖本身所具有无毒成膜抑菌功效，如果进行双层涂膜可降低果实采后由微生物引起的腐败，同时减少采后杀菌剂的应用[26]，本实验所制成的复合性膜更能有效的抑制或降低石榴贮藏中的腐烂率和酚类物质的降解，从而达到更好贮藏保鲜石榴果实的目的。

此外，植物在抵御病原微生物侵染的过程中，一些抗性相关的酶类起主要作用。以酚类代谢系统中的一些酶和病原相关蛋白家族为主，PPO是其中之一，它是结合在类囊体膜上的一类含铜的氧化还原酶，天然状态无活性，组织受损伤后被活化表现出活性，它通过催化木质素及醌类化合物形成，构成保护性屏蔽而使细胞免受病菌的侵害，也可以通过形成醌类物质直接发挥抗病作用[27]，故一定程度上PPO的活性与植物抗性相关。实验中T1处理对石榴采后贮藏过程中PPO活性无显著影响，而T2处理则推迟并显著提高了PPO的活性峰值，相当于一定程度上提高了石榴果实贮藏过程中对不良因素的防御作用，有利于果实自身抗性的保持，从而降低石榴贮藏后期的腐烂率。

综上所述，两种涂膜对保持‘泰山红’石榴的TSS含量、总酚含量、类黄酮含量、PPO活性及降低腐烂率、TA含量、MDA含量均有一定作用，以涂复合膜（T2）影响更为显著。贮藏至第120天时，表现为果皮新鲜，无皱缩，无褐变；内部籽粒颜色部分变浅，口感甜，无酸味。实验中贮藏至第120天时果实内部部分籽粒颜色变浅，可能受长期低温影响，因此考虑到长期贮藏应在以后的实验中适当进行变温控制，以最大限度地降低石榴贮藏过程中的生理失调。

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