刘振通1，张 鹏2，李江阔2,*，颜廷才1，李春媛2
（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）
摘 要：为提高葡萄的贮运品质，以无核寒香蜜葡萄为试材，采取贮藏箱内衬纳他霉素和ε-聚赖氨酸型保鲜纸的方式，并结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用和电子鼻两种手段对葡萄不同冷藏期的货架品质及风味物质进行研究。结果表明：500 mg/L质量浓度的纳他霉素保鲜纸和500 mg/L质量浓度的ε-聚赖氨酸保鲜纸均可明显抑制无核寒香蜜葡萄的腐烂和落粒现象，延缓葡萄硬度、可滴定酸和VC含量的下降，保持一定的可溶性固形物含量，从而提高葡萄的保鲜效果，与对照相比，两种生物保鲜纸均具有显著性差异（P＜0.05），且500 mg/L质量浓度的纳他霉素保鲜纸处理效果优于500 mg/L质量浓度的ε-聚赖氨酸保鲜纸（P＜0.05）。无核寒香蜜葡萄的风味物质主要由酯类、醛类和醇类3 大类组成，果实风味物质相对含量较高的有乙酸乙酯、正己醛、顺-3-己烯醛、反式-2-己烯醛、正己醇和叶醇；随着冷藏期的延长，酯类、醇类主要呈味物质的相对含量降低，醛类主要呈味物质的相对含量上升；随货架期的延长，醇类、醛类主要呈味物质的相对含量降低，酯类主要呈味物质的相对含量上升；对照处理风味物质相对含量变化幅度最大，而生物保鲜纸的使用对于保持无核寒香蜜葡萄稳定的风味具有积极作用，且纳他霉素对于保持醛类、醇类风味的效果更好，ε-聚赖氨酸处理对延缓酯类风味下降的效果更好。另外，通过电子鼻的主成分分析、线性判别分析可以对不同冷藏期的货架进行较好地判别区分，随贮藏时间的延长，各处理间的风味物质差异愈加明显。
关键词：纳他霉素；ε-聚赖氨酸；保鲜纸；葡萄；品质及风味物质
葡萄为葡萄科（Vitaceace）葡萄属（Vitis L.），又称提子、山葫芦，不仅味美可口，而且果实中富含多种果酸有助于消化。葡萄因其皮薄多汁、易破损易落粒的特殊性成为了较不耐贮的浆果[1]。目前在市场上，葡萄贮藏时使用的保鲜方式主要有物理（气调等）、化学（SO2和硫化物熏蒸、SO2保鲜纸）方式，有些偏僻和农村市场条件有限，建造气调设施需要高昂资金且不易运输[2]，SO2保鲜效果虽明显但会造成一定的漂白伤害，并且残留的亚硫化物有损伤人体和贮藏设备的消极影响[3-4]。
近年来，天然高效、绿色无毒的生物保鲜方式越来越受到人们的重视。纳他霉素（natamycin，Nata）为无色、无味的多烯烃大环内酯类抗真菌剂[5-6]，有稳定的理化性质且有不致突、不致癌、很难被人体吸收的特性，已应用在西兰花[7]、核桃[8]上，在水果中李志文等[9]用纳他霉素采前处理玫瑰香葡萄得出500 mg/L质量浓度的纳他霉素抑制玫瑰香灰霉病效果最好；ε-聚赖氨酸（ε-polylysine，ε-PL）是由链霉菌代谢出的含有抑菌效果的多肽，对革兰氏阴性菌和阳性菌有良好的抑制效果，还可分解成人体必需的赖氨酸，安全高效、具有较高的热稳定性[10--12]，已在鱼类、肉类[13-15]上有所应用，在水果中刘璐等[16]用ε-聚赖氨酸采后处理樱桃保鲜期间得出500 mg/L质量浓度的ε-聚赖氨酸保鲜樱桃效果最好。
目前生物保鲜剂的使用多为采前喷洒、采后浸渍处理的方式[17]，但大规模采前处理易出现喷洒不均、劳动力消耗大且采收时纳他霉素遇紫外线易分解的情况，采后浸渍会消耗较多药剂，易浪费，且粒多大串的果实会出现不易风干的状况，所以本实验采取在玫瑰香葡萄[9]、樱桃[16]上效果最佳的500 mg/L纳他霉素和ε-聚赖氨酸，将其制成生物保鲜纸来研究无核寒香蜜葡萄的保鲜效果，目前仅有董玉兰等[18]使用枯草芽孢杆菌型生物保鲜纸对桃的保鲜研究，鲜见纳他霉素和ε-聚赖氨酸型生物保鲜纸对无核寒香蜜葡萄的保鲜研究。本实验通过对不同冷藏期货架品质及风味物质的测定，明确两种生物保鲜纸对无核寒香蜜的保鲜效果，为不同质量浓度的生物保鲜纸贮藏葡萄提供理论数据和技术支持。
1.1 材料与试剂
无核寒香蜜葡萄采自辽宁省兴城市庭院式果蔬种植园，成熟度为八成熟，采收时摘取大小一致、无病虫、无机械损伤的整穗葡萄。
纳他霉素、ε-聚赖氨酸 浙江新银象生物工程有限公司；保鲜纸 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）；便携式塑料箱（长0.28 m×宽0.22 m×高0.12 m，体积0.007 3 m3）前、后两个面各有3 个通气口（长0.2 m×宽0.15 m，气孔间距0.15 m），配备气调元件，塑料箱内置两个的手提篮（每篮长0.20 m×宽0.12 m×高0.11 m，体积0.002 6 m3） 宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司。
1.2 仪器与设备
916Ti-Touch电位滴定仪 瑞士万通中国有限公司；3-30K高速冷冻离心机 德国Sigma公司；PAL-1便携式手持折光仪 日本Atago公司；TA.XT.Plus物性仪 英国SMS公司；DVB/CAR/PDMS顶空固相微萃取（head space solid phase micorextraction，HS-SPME）萃取头（手动，50/30 μm，高度交联，灰色平头/SPME萃取头和SPME手柄） 美国Supleco公司；TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；PC-420D数字型磁力加热搅拌装置 美国Corning公司；Trace DSQ气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用仪 美国Finnigan公司；PEN3型便携式电子鼻 德国Airsense公司。
1.3 方法
1.3.1 葡萄处理与分组
将采摘后葡萄进行微穗化处理，即剪出每穗约15 粒葡萄以便于实验；将微穗化葡萄装入便携式塑料箱（约装2.5 kg）后作3 种处理：1）：将没有任何保鲜效果的空白保鲜纸衬于塑料箱中扣盖作为对照处理，记作CK；2）：将纳他霉素用蒸馏水配至500 mg/L的溶液，将保鲜纸置于溶液中浸泡5 min，晾干衬于箱内随后扣盖作为纳他霉素处理，记作Nata；3）：将ε-聚赖氨酸用蒸馏水配至500 mg/L的溶液，同样将保鲜纸置于溶液中浸泡5 min，衬于箱内随后扣盖作为ε-聚赖氨酸处理，记作ε-PL。处理当天空调车运回实验室，入冷库（0±0.5）℃开盖预冷24 h后扣盖，各处理分别在冷库贮藏1、30 d取出，置于实验室（20±2） ℃ 3 h恢复室温后开箱盖，其货架测定时间为0、3、6 d，各处理均设有3 次重复。
1.3.2 腐烂率、落粒率的测定
从箱中随机抽取10 穗葡萄，有固定5 人分别对10 穗葡萄果实进行腐烂果、脱落果的质量统计，取其平均值，按式（1）、（2）计算腐烂率和落粒率：
1.3.3 可溶性固形物含量的测定
使用4 层纱布对打浆后的葡萄进行过滤，吸取滤液0.2 mL，采用PAL-1便携式手持折光仪测定可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量，每个处理重复测定6 次，取其平均值，单位为%。
1.3.4 穿刺硬度的测定
将葡萄置于物性仪测试平台上，利用P/2柱头（Φ=2 mm）对其进行穿刺测试，测前速率5.0 mm/s，测试速率2.0 mm/s，穿刺深度6 mm，各处理重复测定10 次，取其平均值，单位为N。
1.3.5 VC含量的测定
采用李军[19]的钼蓝比色方法，将葡萄去梗打浆，取其匀浆液30 g，精确至0.001 g，填加草酸-EDTA溶液定容至100 mL，滤纸过滤后，吸取10 mL上清液于50 mL的容量瓶中，加入l mL的偏磷酸-醋酸溶液、2 mL的5%硫酸，摇匀后，加入4 mL的钼酸铵溶液，用蒸馏水定容至50 mL，静置15 min后在705 nm波长处测定吸光度，每个处理重复测定3 次，取其平均值。
1.3.6 可滴定酸含量的测定
将葡萄去梗打浆，取20 g匀浆液，精确至0.001 g，置于250 mL容量瓶中以蒸馏水定容，水浴30 min（80 ℃），降至常温后脱脂棉过滤，取滤液20 mL和蒸馏水40 mL的比例，采用自动电位滴定仪方法[20]测定可滴定酸（titratable acid，TA）含量，每个处理重复测定3 次，取其平均值。
1.3.7 电子鼻检测
采用PEN3型便携式电子鼻，将带梗的无损葡萄（果实质量：150 g）分别放入250 mL烧杯中用保鲜膜封口，在常温条件下放置5 min后采用顶空吸气法进行电子鼻检测分析。测定条件为：传感器清洗时间220 s，样品准备时间5 s，自动调零时间10 s，样品测试时间50 s，自动稀释0，样品测定间隔时间1 s，进样流量100 mL/min，内部流量100 mL/min。为了消除漂移现象，能更好地保证测量数据的精确度和稳定性，要求每次使用前后，传感器都要进行清洗和标准化，清洗时间30 min。为了保证实验数据的精确度和稳定性，选取测定过程中第44～46秒的数据用于后续分析。统计分析10 个不同选择性传感器的G/G0值。按照上述方法，每个处理重复测定6 次。
1.3.8 风味物质的检测
色谱条件：HP-INNOWAX色谱柱（30 m×250 µm，0.25 µm）；程序升温：40 ℃保留3 min，然后以4 ℃/min速率升至120 ℃，再以5 ℃/min速率升至210 ℃，保留5 min。传输线温度250 ℃。载气为He，流速1 mL/min，不分流。质谱条件：连接杆温度280 ℃，电离方式为电子电离源，离子源温度200 ℃，扫描范围35～350 u。
采用GC-MS分析和HS-SPME联用法测定，各处理重复测定3 次。葡萄去梗、打浆后离心（10 000 r/min，10 min），使用4 层纱布过滤，取8 mL上清液装进带有磁力转子的15 mL顶空瓶内，在水浴锅内（56 ℃）加热15 min，随后在顶空瓶加2.5 g NaCl拧紧瓶盖，置于磁力加热搅拌器上（转速为600 r/min），之后将SPME萃取头插入顶空瓶的顶空部分（离液面约1 cm处）于50 ℃吸附30 min后拔出萃取头，立即插入GC-MS进样口热解吸5 min。
1.4 数据处理
通过使用Excel 2003、SPSS Statistics 17.0软件对葡萄数据进行统计和差异显著性分析；使用电子鼻Winmuster分析软件对检测到的风味进行分析；通过查阅文献[21-22]及检索NIST/Wiley标准谱库，用峰面积归一法测算无核寒香蜜葡萄中风味物质的相对含量。
2.1 生物保鲜纸对葡萄不同冷藏期的货架品质影响
表1 生物保鲜纸对葡萄不同冷藏期的货架品质影响
Table 1 Effect of biological preservative paper on shelf quality of grapes during different chilled storage periods
注：同行肩标小写字母不同表示差异达显著水平（P＜0.05）。
由表1可以得知，各处理无核寒香蜜葡萄的腐烂率和落粒率在不同冷藏期+货架期内均呈上升趋势。冷藏1 d时，随着货架期的延长，CK处理的腐烂率在6 d内上升了32.20%，而Nata和ε-PL处理葡萄的腐烂率分别上升了6.47%、7.70%，说明生物保鲜纸对于降低葡萄的腐烂率有积极作用；在冷藏30 d时，CK、Nata和ε-PL处理葡萄的腐烂率较冷藏1 d相比，分别上升了11.80%、2.68%和6.36%，说明随着冷藏期的延长CK处理的腐烂率上升最快，而生物保鲜纸的处理可以抑制腐烂率上升；至冷藏30 d+6 d货架期时，Nata和ε-PL处理葡萄的腐烂率分别为14.48%、18.88%，而CK处理为41.07%，各处理间均存在显著性差异（P＜0.05），说明Nata和ε-PL的使用可以降低葡萄的腐烂率，且Nata处理寒香蜜的效果最佳。无核寒香蜜易落粒的特性会影响其整体贮藏品质，冷藏1、30 d时，各处理葡萄的落粒率均呈上升趋势，且CK处理落粒速率均高于生物保鲜纸组，在冷藏1、30 d的贮藏6 d货架期中，CK处理葡萄的落粒率分别为60.03%和60.77%，而Nata、ε-PL处理分别为30.34%和33.95%、43.77%和44.02%，通过比较说明Nata和ε-PL能够明显抑制葡萄的落粒现象，两个6 d货架期中CK、Nata和ε-PL处理互相存在显著性差异（P＜0.05），抑制落粒率效果最明显的依次为Nata＞ε-PL＞CK。
葡萄的硬度能直接影响其在贮运、销售过程中的商品性，通过表1可以看到，各处理葡萄的硬度呈下降趋势。在冷藏期1 d的处理中，CK、Nata和ε-PL处理分别从4.82、5.39、5.17 N降至3.96、5.08、4.52 N，说明从冷藏1 d开始生物保鲜纸保持果实硬度的效果就较好，且CK处理的硬度下降的最快，且货架期6 d时三者之间存在显著性差异（P＜0.05）；从冷藏期30 d来看，0 d时不同生物保鲜纸不存在显著性差异（P＞0.05），但随着货架期的延长，至6 d时，3 种处理均存在显著性差异（P＜0.05），且硬度从高到低依次为Nata＞ε-PL＞CK，可能原因为葡萄在低温中硬度变化低于常温，而到了货架期葡萄硬度随着环境的变化而迅速下降，此时不同生物保鲜纸对葡萄硬度的差异才逐渐明显。
TSS含量和TA含量在一定程度上可以反映出葡萄的口感和生理状态。在冷藏1 d的货架中，各处理的TSS含量呈上升趋势，原因为葡萄成熟度提高，果实内的物质逐渐转为可溶性糖分。另外，CK在冷藏1 d的货架中TSS含量上升了1.2%、2.3%、2.8%，说明生物保鲜纸处理葡萄可以延缓TSS含量的上升，从而延长果实贮藏时间；在冷藏30 d的货架中，除CK处理基本为下降趋势外，生物保鲜纸处理均为先上升后下降趋势，说明葡萄果实在贮藏末期TSS含量逐渐下降，而生物保鲜纸可以延缓含糖量的下降；至冷藏30 d的6 d货架期时，Nata、ε-PL处理的葡萄TSS含量分别为17.2%、16.1%，而CK处理的葡萄TSS含量为15.8%，3 种处理间均存在显著性差异（P＜0.05），说明对照处理TSS含量变化幅度过大，生物保鲜纸可以保持一定的TSS含量，且Nata的效果最好。由表1可知，无核寒香蜜葡萄的TA含量在冷藏1 d的货架中呈先上升后下降的趋势，这可能与果实的成熟度较低有关，当果实逐渐成熟后葡萄的TA含量逐渐下降，至6 d货架期时，3 种处理的TA含量相接近，说明生物保鲜纸处理在冷藏1 d后的货架中无明显差异；但随着冷藏时间的延长，各处理在30 d货架期中逐渐出现显著性差异（P＜0.05），其中CK处理葡萄的TA含量下降最快，Nata处理下降的最慢，说明生物保鲜纸均可延缓葡萄TA含量的下降，且Nata处理效果最佳。
由表1可知，无核寒香蜜葡萄的VC含量在贮藏过程中均呈下降趋势。在冷藏1 d后3 种处理均为4.06 mg/100 g左右，至货架期3 d时，CK、Nata和ε-PL处理葡萄的VC含量分别下降了1.85、1.64、1.35 mg/100 g，ε-PL处理延缓VC含量下降的效果最佳，三者具有显著性差异（P＜0.05），但贮藏至货架6 d时，CK、Nata和ε-PL处理葡萄的VC含量分别为0.87、1.09、0.98 mg/100 g，Nata处理延缓VC含量下降的效果最佳，原因可能为ε-PL处理在贮藏开始可以明显延缓VC含量下降，后期的效果不及Nata处理。冷藏30 d+6 d货架期时，Nata和ε-PL处理葡萄的VC含量分别下降了0.63、0.79 mg/100 g，而CK处理下降了0.91 mg/100 g，具有显著性差异（P＜0.05）。通过数据来看，生物保鲜纸可以有效延缓葡萄VC含量的下降，且Nata处理延缓VC含量下降的效果最佳。
2.2 生物保鲜纸对葡萄不同冷藏期的货架风味物质影响
表2 生物保鲜纸对葡萄不同冷藏期的货架风味物质影响
Table 2 Effect of biological preservative paper on favor compounds of grapes during different chilled storage periods
续表2
注：—.未检出。
表2为各处理在冷藏1、30 d时不同货架期葡萄风味物质的相对含量。通过表2可以看出，无核寒香蜜葡萄共检测出52 种风味物质，其中酯类5～9 种、醛类3～4 种、醇类6～11 种、烃类2～4 种、酮类1～4 种、酚类2～3 种、酸类0～2 种、其他0～4 种，其中主要呈味物质类别有酯类、醛类和醇类，果实风味物质相对含量较高的有乙酸乙酯、正己醛、顺-3-己烯醛、反式-2-己烯醛、正己醇和叶醇。
从检测到的酯类成分及其含量来看，无核寒香蜜葡萄在酯类化合物中主要的风味物质为带有果香的乙酸乙酯[23]，其在整个货架期中相对含量最低为16.4%，其余酯类物质最高相对含量仅为2.83%。在冷藏1 d后的两个货架期中，各处理的乙酸乙酯相对含量均呈上升趋势，且6 d时CK、Nata及ε-PL处理的乙酸乙酯相对含量较0 d货架期分别上升了5.15%、6.02%、10.92%，ε-PL处理葡萄的乙酸乙酯相对含量上升最快，CK处理最慢；在冷藏30 d后的两个货架期中，同样是6 d货架期时ε-PL处理葡萄的乙酸乙酯相对含量较0 d货架期上升最快，CK处理最慢，说明相同冷藏期内，酯类主要呈味物质的相对含量随着货架期的延长而上升，且生物保鲜纸能够保持较高的风味水平。较CK处理乙酸乙酯相对含量而言，货架期内生物保鲜纸处理的含量上升最快，原因可能为：与Nata和ε-PL相比，货架期内CK处理的醇含量下降最快，而酯类可以通过醇-酰基转移酶，由酰基-CoA和醇类反应得到。当醇类相对含量较低时，整个生理生化反应所得到的酯类则相对较少，所以生物保鲜剂的乙酸乙酯含量上升最快可能与其醇含量变化有关；同时，酯类也可因水解反应而减少，所以CK处理也可因一系列水解反应导致酯类含量减少。另外，从不同冷藏时间（1、30 d）的相同货架期（0、6 d）来看，随着冷藏时间的延长，相同货架期中各处理的乙酸乙酯相对含量逐渐降低，冷藏1、30 d在CK、Nata及ε-PL处理的相同货架期中分别下降了4.65%、3.51%、2.00%和5.23%、4.73%、4.02%，CK处理的乙酸乙酯相对含量均是下降最快的，说明生物保鲜纸的添加在酯类中能够保持较好的风味，且酯类主要呈味物质的相对含量随着冷藏时间的延长而下降。
从检测到的醛类成分及其含量来看，具有青草气及苹果香的正己醛[24]、顺-3-己烯醛和具有水果绿叶香的反式-2-己烯醛[25]都是醛类中相对含量比重较大的物质，三者相对含量之和占醛类成分总相对含量的95.91%。在冷藏1 d+0 d货架期中，Nata、ε-PL处理的3 种主要醛类物质相对含量之和分别为19.54%、30.67%，而CK处理仅为18.03%；而冷藏30 d+0 d货架期中，CK、Nata和ε-PL处理的3种主要醛类物质相对含量之和分别为39.39%、35.38%、42.75%。说明随着冷藏时间的延长，正己醛、顺-3-己烯醛和反式-2-己烯醛这3 种主要醛类呈味相对含量之和都是逐渐上升的，且CK处理上升幅度最大。另外，在冷藏1 d后的货架期内，0 d时Nata及ε-PL处理的醛类物质总相对含量较6 d处理的下降了3.41%、9.2%，而CK上升了3.36%；同时，在冷藏30 d后的货架期内，0 d的CK、Nata及ε-PL处理的醛类物质总相对含量较6 d处理的下降了17.47%、6.29%、18.7%，说明醛类物质在相同冷藏期间，随着货架期的延长而减少。
从检测到的醇类成分及其含量来看，在整个贮藏期间都存在且其相对含量都保持较高的醇类物质只有正己醇和叶醇，这两种物质相对含量之后占醇类相对含量总和的66.18%。冷藏1 d时，6 d货架期时各处理的叶醇相对含量均比0 d时少，其中Nata、ε-PL处理分别减少了10.60%、11.11%，而CK处理减少了11.26%；在相同货架期时，各处理冷藏30 d的醇类相对含量总和均比冷藏1 d要低，说明无论随着冷藏期的延长或货架期的延长，醇类物质的相对含量都在下降。另外，在冷藏1 d的两个货架期内，检测到芳樟醇、（-）-4-萜品醇、具有丁香味的alpha-松油醇[26]和对-薄荷-1,5-二烯-8-醇的相对含量均值约为1.58%；在冷藏30 d的两个货架期内，几乎检测不到芳樟醇和（-）-4-萜品醇，而alpha-松油醇和对-薄荷-1,5-二烯-8-醇的相对含量均值也仅为0.64%。
综合来看，HS-SPME-GC-MS检测到无核寒香蜜葡萄的风味物质主要由酯类、醛类和醇类3 大类组成，葡萄的烃类、酮类、酸类、酚类及其他类的相对含量不高。各处理的酯类、醛类和醇类在贮藏过程中都呈现一定的规律：随着冷藏期的延长，酯类主要呈味物质的相对含量逐渐降低，随货架期的延长而上升，CK的风味幅度变化最大，ε-PL处理风味物质变化最稳定；正己醛、顺-3-己烯醛、反式-2-己烯醛基本上就是醛类的全部呈味物质，随着冷藏期的延长，醛类物质的3 种呈味物质相对含量逐渐上升，随货架期的延长而减少，CK处理的醛类物质幅度最大，而Nata处理醛类物质下降的最少；醇类物质随着冷藏期或货架期的延长，醇类物质的相对含量都在下降，且CK处理下降幅度的最大，Nata处理醇类物质下降幅度的最小。
2.3 主成分分析生物保鲜纸处理对葡萄不同冷藏期的货架影响
图1 PCA生物保鲜纸处理对葡萄不同冷藏期的货架影响
Fig. 1 Effects of principal component analysis on the shelf of different grain during the cold storage period
主成分分析（principal component analysis，PCA）法是通过数据转换和降维的方式对提取到的传感器多指标信息进行处理，并且对处理后的特征向量进行线性分类，呈现出主要的二维散点图。选取气体相对平缓的44～46 s区间信息为数据分析点，对不同冷藏期生物保鲜纸处理果实的常温货架期样品进行主成分分析。总贡献率越高越能代表样品的信息，当其贡献率＞95%时，说明几乎没有物质干扰PCA的处理。
从图1可以看出，冷藏期1、30 d生物保鲜纸处理果实在常温货架期样品得到的第1主成分PC1贡献率和第2主成分PC2贡献率分别为95.18%和4.15%、91.11%和7.94%，贡献率总和分别为99.33%、99.05%，所以基本代表了无核寒香蜜葡萄的全部信息特征。
在冷藏1 d时，如图1A所示，除0 d货架期中CK和Nata处理有部分重合外，其余投影均独立存在于二维散点图中，说明CK和Nata在0 d处理葡萄时的风味物质相接近，且PCA方法适用于生物保鲜纸处理葡萄常温货架期的风味物质分析；随着时间的延长，3、6 d货架期CK处理的PC1值都高于同阶段生物保鲜纸处理的PC1值，说明生物保鲜纸与CK处理的风味物质随着货架期的延长区分效果较好；0、3 d货架期各处理葡萄的PC2差异性较小，而货架期6 d的CK、Nata及ε-PL处理葡萄的PC2差异性较大，说明电子鼻能较好地区分随贮藏时间延长货架期间的风味差异。
如图1B中所示，与冷藏1 d的PCA来比较，30 d的0 d货架期中各处理无交叉，但出现了3 d货架期的新重叠，说明电子鼻可以明显区分出各处理在不同冷藏期内货架的风味物质变化，无交叉又说明随着冷藏期的延长各处理间风味物质差异增大，新重叠说明CK处理分别与其他三者的风味物质类似，这可能与贮藏末期某一阶段内果实一系列生理生化反应有关；在冷藏30 d时，随着货架期0、3、6 d的延长各处理对应的PC2值逐渐上升，说明PCA可以区分不同货架间风味物质的差异。
2.4 线性判别分析生物保鲜纸处理对葡萄不同冷藏期的货架影响
线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）是通过运算法则将采集样品信息投影到某一方向，注重所采集气体的响应值彼此之间的距离以及其在空间中的分布状态。选取气体相对平缓的44～46 s区间信息为数据分析点，可以得到生物保鲜纸处理不同冷藏期果实的常温货架的LDA结果，见图2。
图2 LDA生物保鲜纸处理对葡萄不同冷藏期的货架影响
Fig. 2 Effects of linear discriminant analysis on the shelf of different grain during the cold storage period
由图2可知，两种冷藏期生物保鲜纸处理葡萄的常温货架得到的LD1贡献率和LD2贡献率分别为76.68%和14.62%、65.22%和25.55%，贡献率总和分别为91.30%、90.77%，说明基本代表了无核寒香蜜葡萄的全部信息特征。
图2A中，0 d货架期的ε-PL处理与其他两处理不在同一区域，说明LDA可以判别出ε-PL处理在0 d货架期处理葡萄的风味物质与其他两组的明显差异；3 d货架期时，各处理的LD2基本保持不变，LD1逐渐增大，说明生物保鲜纸处理与对照处理的风味物质在货架期仍有差异；货架期延长至6 d时，各处理间投影距离差异明显，且Nata处理与其他处理不在同一区域，说明货架末期时各处理具有的风味物质差异较大，LDA可以明显判别出不同生物保鲜纸在货架期中葡萄风味物质的差异。
图2B中，按货架期可以分为3 个区域，分别为CK-0 d/ Nata-0 d/ε-PL-0 d、CK-3 d/Nata-3 d/ε-PL-3 d、CK-6 d/ Nata-6 d/ε-PL-6 d 3个区域，区域之间彼此完全分开，说明LDA可以区分不同处理在货架期中葡萄风味物质的差异；随着货架期的延长，3、6 d各处理的LD1值呈上升趋势，说明货架期的延长对各处理的风味物质有明显影响。另外，与冷藏期1 d相比较，冷藏30 d中货架期间的投影距离增大、区域明显，说明LDA可以随冷藏期的延长来明显区分其不同货架期间的差异。
姜爱丽等[27]使用纳他霉素对甜樱桃生理代谢及品质的影响中得出单独的纳他霉素处理对于甜樱桃具有一定的调节生理代谢与防腐作用；于继男等[28]得出冰温结合ε-聚赖氨酸对蓝莓生理品质有明显保鲜影响；董玉兰等[18]在生物型保鲜纸对中华寿桃的保鲜效果研究中得出，枯草芽孢杆菌型保鲜纸可有效提高其果实的保鲜品质，延长贮藏期。
而本实验研究了纳他霉素、ε-聚赖氨酸两种生物保鲜纸对无核寒香蜜不同冷藏期货架间品质及风味物质的影响，通过对果实品质及风味物质的重复测定得出以下结论：随着冷藏期和货架期的延长，CK处理的感官品质最差，而两种生物保鲜纸的处理均可明显抑制无核寒香蜜葡萄的腐烂率和落粒率，可以延长贮藏期间的感官品质；在贮藏初期，不同保鲜纸之间的硬度差异不明显（P＞0.05），但随着贮藏时间的延长不同生物保鲜纸处理葡萄逐渐出现显著性差异（P＜0.05），且均与硬度最低的CK处理具有显著性差异；两种生物保鲜纸还可以较好地保持TSS含量，延缓TA含量的下降从而保持一定的糖酸比，有利于在贮运、销售过程中保持葡萄的生理品质；VC含量是评价果实中重要营养指标，两种处理均可显著延缓VC含量的迅速下降，减少葡萄营养指标的损失。说明纳他霉素和ε-聚赖氨酸型生物保鲜纸在维持葡萄的感官品质，保持果实的硬度、生理品质和营养品质的贮藏过程中，均与CK处理葡萄的品质具有显著性差异（P＜0.05），其中，500 mg/L纳他霉素保鲜纸在贮藏过程中保鲜的积极作用显著优于500 mg/L的ε-聚赖氨酸保鲜纸（P＜0.05）。生物保鲜纸可能通过纳他霉素、ε-聚赖氨酸的作用干扰菌类细胞膜屏障、改变膜的渗透性，从而显著控制葡萄的腐生性、侵染性等病害的发生，从而保证提高葡萄的贮藏品质。通过HS-SPME-GC-MS对于无核寒香蜜葡萄风味物质的检测来看：无核寒香蜜葡萄共检测出52 种风味物质，主要由酯类、醛类和醇类3 大类组成，果实风味物质相对含量较高的有乙酸乙酯、正己醛、顺-3-己烯醛、反式-2-己烯醛、正己醇和叶醇。酯类主要呈味物质的相对含量随冷藏期的延长而降低，随货架期的延长而上升；醛类主要呈味物质的相对含量随冷藏期的延长而上升，随货架期的延长而降低；醇类物质随冷藏期或货架期的延长，醇类物质的相对含量均呈下降趋势。在香气物质相对含量的上升阶段，CK处理上升的最少，而在果实香气物质相对含量的下降阶段，CK处理主要呈味物质相对含量下降的最多，可以说明，生物保鲜纸的使用对于保持稳定的无核寒香蜜葡萄风味有积极的效果，且Nata对于保持醛类、醇类风味的效果最好，ε-PL处理对延缓酯类风味下降的效果最好。在果实逐渐成熟和衰老的过程中，发生了一系列的生理生化反应[29]。以萜烯类和脂肪酸作为前体，利用氧化酶可生成一定的醇及C6醛；醇类物质由醛类和醇脱氢酶反应合成，酯类又可在醇-酰基转移酶的催化下，由酰基-CoA和上述生成的醇类反应得到，酯类也可因水解反应而含量降低。另外，通过电子鼻对于无核寒香蜜葡萄的无损检测来看：PCA和LDA方法均可区分贮藏中葡萄风味物质的变化差异，利用电子鼻对不同生物保鲜纸处理无核寒香蜜葡萄贮后货架间风味物质的测定分析是可行的。应用PCA方法分析的代表性强，1、30 d的总贡献率分别为99.33%、99.05%，应用 LDA方法分析在1、30 d的总贡献率也均在90.77%以上，PCA可以区分CK、Nata和ε-PL处理在不同冷藏期（1、30 d）货架间（0、3、6 d）风味物质的差异，同时LDA可以将CK-0 d/Nata-0 d/ε-PL-0 d、CK-3 d/Nata-3 d/ε-PL-3 d、CK-6 d/Nata-6 d/ε-PL-6 d分为明显的3 个区域，体现出LDA可以判别出各处理在不同货架期中的风味物质变化。因此，电子鼻可以对生物保鲜纸不同冷藏期货架期间的无核寒香蜜葡萄进行较好地判别区分，随着贮藏时间的延长，各处理间的差异更加明显。
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Effect of Biological Preservative Paper on Shelf Quality and Flavor Substances of Suffolk Red Seedless Grapes at Different Cold Storage Periods
LIU Zhentong1, ZHANG Peng2, LI Jiangkuo2,*, YAN Tingcai1, LI Chunyuan2
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China)
Abstract：In order to improve the quality of grapes during storage and transportation, headspace solid phase microextraction coupled with gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) and E-nose were used to evaluate the quality and fl avor compounds of Suffolk Red seedless grapes wrapped with natamycin and epsilon-polylysine preservative paper during cold storage and subsequent shelf life. The results showed that both natamycin and epsilon-polylysine preservative paper, which were obtained by soaking in 500 mg/L natamycin and 500 mg/L ε-polylysine, respectively could obviously inhibit the decay and abscission of Suffolk Red seedless grapes, delay the decrease in grape hardness as well as titratable acid and VC contents, and maintain soluble solid content at a certain level, thereby improving the quality preservation of grapes. These effects were significant compared to the control without any preservative (P ＜ 0.05), whereas natamycin preservative paper was better than ε-polylysine preservative paper. The fl avor substances of Suffolk Red seedless grapes were composed of three major classes: esters, aldehydes and alcohols with ethyl acetate, n-hexyl aldehyde, cis-3-hexenal, trans-2-hexenal, 1-hexanol and cis-3-hexen-1-ol being predominant. The relative contents of the major fl avor-active esters and alcohols decreased, while the relative content of the major fl avor-active aldehydes increased with extended cold storage.During shelf storage, the relative contents of the major fl avor-active alcohols and aldehydes decreased, whereas the relative content of the major fl avor-active esters increased. The control group showed the largest changes in the relative contents of fl avor compounds. The application of biological preservative paper had a positive effect on maintaining the fl avor stability of Suffolk Red seedless grapes. Furthermore, natamycin was more effective in maintaining the fl avor-active aldehydes and alcohols, whereas ε-polylysine was more effective in retarding the reduction of the fl avor-active esters. In addition, principal component analysis (PCA) and linear discriminant analysis (LDA) of electronic nose data enabled to distinguish the fl avor of grapes stored cold for different periods during shelf life.
Key words：natamycin; ε-polylysine; preservative paper; grapes; quality and fl avor substances
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201707038
中图分类号：S663.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2017）07-0238-09
收稿日期：2016-08-11
基金项目：天津市科技计划项目（15ZCZDNC00140）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAD16B0903）
作者简介：刘振通（1992—），男，硕士研究生，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：598905365@qq.com
*通信作者：李江阔（1974—），男，副研究员，博士，研究方向为农产品安全与果蔬贮运保鲜新技术。E-mail：lijkuo@sina.com
引文格式：
刘振通, 张鹏, 李江阔, 等. 生物保鲜纸对无核寒香蜜葡萄不同冷藏期的货架品质及风味物质的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(7): 238-246. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201707038. http://www.spkx.net.cn
LIU Zhentong, ZHANG Peng, LI Jiangkuo, et al. Effect of biological preservative paper on shelf quality and flavor substances of Suffolk Red seedless grapes at different cold storage periods[J]. Food Science, 2017, 38(7): 238-246. (in Chinese with English abstract)
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201707038. http://www.spkx.net.cn