劉 鋒，陳 明，陳金印*

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045)

殼聚糖處理對(duì)臍橙采后品質(zhì)及抗病性的影響

劉 鋒，陳 明，陳金印*

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045)

研究不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙采后品質(zhì)及抗病性的影響。結(jié)果表明：在冷藏(8℃)條件下，殼聚糖處理抑制了臍橙果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、延緩了總糖的上升和可滴定酸的下降并保持了較高的VC含量，從而保持了較好的果實(shí)品質(zhì)。同時(shí)，在貯藏后期殼聚糖處理也提高了臍橙果實(shí)超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性，增強(qiáng)了果實(shí)的抗病性。但不同處理間存在著差異，其中以1.5g/100mL殼聚糖效果最好，2.0g/100mL殼聚糖次之，1.0g/100mL殼聚糖最差。

殼聚糖；紐荷爾臍橙；品質(zhì)；抗病性

臍橙為甜橙的一種，俗稱抱子橘，因果頂有臍而得稱。贛南是我國著名的臍橙生產(chǎn)基地，為全國最大的臍橙主產(chǎn)區(qū)，素有“中國臍橙之鄉(xiāng)”之稱。贛南臍橙果大色香、香氣濃郁、甘甜味鮮、營養(yǎng)豐富，堪稱果中佳品。目前，贛南臍橙面積現(xiàn)已達(dá)150萬畝，總產(chǎn)量100萬噸[1]。2015年，臍橙面積將增加到300萬畝，總產(chǎn)量200萬噸以上，達(dá)到與全球最大的臍橙產(chǎn)地美國加州相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量[2]。贛南臍橙已被農(nóng)業(yè)部列為國家九大優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品之一。但采后腐爛一直是臍橙生產(chǎn)和流通過程中的主要問題之一。隨著贛南臍橙產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，果實(shí)貯藏保鮮必將越來越受到重視。

殼聚糖(chitosan，CTS)是一種l,4-β-氨基葡萄糖的聚合物，又稱幾丁聚糖，化學(xué)名稱為β-(1,4)-2-乙酰氨-2-脫氧-D-葡聚糖。它廣泛存在于真菌的細(xì)胞壁及蝦、蟹等甲殼動(dòng)物的外殼中[3]。在果蔬保鮮方面，殼聚糖具有良好的成膜性，經(jīng)其溶液浸漬的果實(shí)表面能形成一層半透明膜，能自動(dòng)調(diào)節(jié)果實(shí)內(nèi)外的氣體交換，抑制果實(shí)呼吸、延緩衰老，因此被廣泛應(yīng)用于果蔬的貯藏保鮮[4-7]。

另外，殼聚糖還具有防治病害的作用，殼聚糖作為植物抗病性的激發(fā)子可調(diào)節(jié)植物體內(nèi)與抗病有關(guān)的酶活性變化，這些酶包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶等；從而激發(fā)苯丙烷類代謝，產(chǎn)生植保素、酚類化合物等抗菌物質(zhì)，以及木質(zhì)素加厚細(xì)胞壁，在植物抗病中起化學(xué)屏障作用和植物抗毒素作用[8]。據(jù)報(bào)道，殼聚糖處理能夠控制多種果實(shí)因灰葡萄孢、擴(kuò)展青霉、指狀青霉和意大利青霉引起的腐爛，對(duì)草莓、蘋果和柑橘的一系列商品化處理證實(shí)，殼聚糖能有效地控制果實(shí)的自然腐爛[9-10]。李紅葉等[11-12]認(rèn)為，在殼聚糖存在的情況下，病原真菌的幾丁質(zhì)酶活性會(huì)被殼聚糖激發(fā)出來；當(dāng)殼聚糖濃度很高時(shí)，真菌的幾丁質(zhì)酶被過分表達(dá)，導(dǎo)致對(duì)其自身細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的降解，從而損傷細(xì)胞壁。鄧雨艷等[13]研究發(fā)現(xiàn)：2%殼聚糖處理能夠抑制紐荷爾臍橙果實(shí)貯藏期中青霉病的發(fā)展，提高臍橙果實(shí)的抗病能力，延緩果實(shí)抗壞血酸、失重率、可溶性固形物、可滴定酸的含量的下降，從而緩解果實(shí)品質(zhì)的下降。

本研究通過對(duì)贛南臍橙主栽品種紐荷爾臍橙進(jìn)行采后不同質(zhì)量濃度殼聚糖涂膜處理，比較它們的保鮮及抗病效果，篩選出殼聚糖的最佳處理質(zhì)量濃度，為贛南臍橙的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料處理

供試材料為紐荷爾臍橙。2007年11月26日采于江西省臍橙研究所，并且當(dāng)天用專門臍橙果箱裝箱運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。挑選大小均勻、無病蟲害、成熟度一致和表面無機(jī)械損傷的果實(shí)，發(fā)汗3d后，進(jìn)行殼聚糖涂膜保鮮處理，參照張慶鋼等[14]方法，分別用1.0、1.5g/100mL和2.0g/100mL殼聚糖，并添加吐溫-80(2g/100mL)作為涂膜保鮮的表面活性劑，氯化鈉(0.35g/100mL)作為涂膜助劑和茶多酚(1g/100mL)作為保鮮助劑，用體積分?jǐn)?shù)1%醋酸溶解后在室溫下浸果處理30s，晾干后裝入剪小孔的0.04mm厚的聚乙烯薄膜塑料袋，每個(gè)處理60個(gè)果，每袋30個(gè)果，放入冷藏柜進(jìn)行低溫貯藏，溫度調(diào)至8℃左右，相對(duì)濕度調(diào)至85%左右。以未經(jīng)任何處理果實(shí)為對(duì)照(CK)，每隔14d測(cè)定一次相關(guān)生理生化指標(biāo)。

1.2 試劑與儀器

殼聚糖(食品級(jí)) 青島利中甲殼質(zhì)公司；蒽酮(分析純) 江蘇石浦助劑廠；2,6-二氯靛酚、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 中國醫(yī)藥集團(tuán)(上海)化學(xué)試劑公司；核黃素 上海潤成生物科技有限公司；巰基乙醇(分析純) 上海試四赫維化工有限公司。

GL-20B高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；754型Spectrum紫外-可見分光光度計(jì) 北京光譜儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)測(cè)定

呼吸強(qiáng)度：采用氣流法測(cè)定[15]；可滴定酸：采用酸堿滴定法[15]；總糖：采用蒽酮比色法測(cè)定[16]；VC含量：采用2,6-二氯靛酚測(cè)定[16]。

1.3.2 酶活性測(cè)定

超氧化物歧化酶：采用NBT還原法[17]。1g果肉加50mmol/L pH7.8的磷酸緩沖液5mL和少量石英砂，冰浴研磨，26000×g冷凍離心(4℃)20min，上清液即為待測(cè)酶液。取0.1mL上清液加5mL反應(yīng)介質(zhì)(內(nèi)含15mmol/L Met、65μmol/L NBT、2.0μmol/L核黃素、0.1mmol/L EDTA，用50mmol/L pH7.8磷酸緩沖液配制)，在4000lx條件光照15min后，立即在560nm波長處測(cè)吸光度(A)，以緩沖液代酶液作空白。酶活性采用抑制NBT光化學(xué)反應(yīng)50%為1個(gè)酶活性單位(U)。

苯丙氨酸解氨酶(PAL)[17]：取果肉5g，加10mL含5mmol/L巰基乙醇的硼酸緩沖液(0.025mol/L，pH8.8)，0.5g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，冰浴中研磨，10000×g離心15min，上清液為PAL粗提液。反應(yīng)液為2mL 0.2mol/L pH8.8硼酸緩沖液(內(nèi)含20mmol/L苯丙氨酸和0.2mL酶液，于40℃反應(yīng)1h，加體積分?jǐn)?shù)20%三氯乙酸1mL終止反應(yīng)，3000r/min離心10min，測(cè)定上清液290nm波長的OD值，以每小時(shí)在290nm波長處OD值變化0.01作為1個(gè)酶活性單位(U)。

幾丁質(zhì)酶[17]：取5g果肉加10mL 50mmol/L的Na3PO4(pH5.0)緩沖液，冰浴研磨，4℃離心15min，(15000r/min)，上清液為酶的粗提液。取0.5mL粗提液加0.5mL膠狀幾丁質(zhì)和0.1mL磷酸緩沖液(pH6.4)于40℃水浴中保溫1h，4000r/min冷卻離心5min，取上清液0.5mL加四硼酸鉀0.1mL，沸水中準(zhǔn)確加熱3min，流水中冷卻后加入3mL對(duì)-二甲氨基苯甲醛，混勻后立即放入36～38℃的水浴中，20min后流水冷卻，立即在585nm波長處測(cè)OD值，以每小時(shí)生成1μmoLN-乙酸葡糖胺作為1個(gè)酶活性單位(U)。

β-1,3-葡聚糖酶[17]：取5g果肉加10mL 50mmol/L的Na3PO4(pH5.0)緩沖液，冰浴研磨，4℃離心15min(15000 r/min)，上清液為酶的粗提液。取酶的粗提液1mL，0.1mol/L檸檬酸-0.2mol/L磷酸氫二鈉緩沖液(pH4.8)2.5mL，1g/100mL昆布糖0.5mL，30℃保溫1h，蒽酮法測(cè)糖生成量，以每小時(shí)生成1mg葡萄糖為1個(gè)酶活性單位(U)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析；用t檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著差異性分析，顯著性差異水平：顯著(P＜0.05)；極顯著(P＜0.01)。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

殼聚糖所形成的復(fù)合膜能夠阻止空氣中的氧氣進(jìn)入果蔬組織中，并且在膜內(nèi)形成低O2分壓，高CO2分壓的小環(huán)境，從而抑制果蔬的呼吸作用。實(shí)驗(yàn)證明：這種抑制作用與殼聚糖涂膜質(zhì)量濃度有很大的關(guān)系，適宜質(zhì)量濃度殼聚糖形成的膜厚度適中，抑制呼吸作用的效果較好。質(zhì)量濃度大于2g/100mL殼聚糖黏度大、膜致密，使果實(shí)難于進(jìn)行正常的呼吸，趨于缺氧呼吸，引起生理失調(diào)；而質(zhì)量濃度小于1g/100mL殼聚糖在果實(shí)表面形成的膜較薄，膜內(nèi)低氧氣、高二氧化碳的環(huán)境得不到保證，故保鮮效果不明顯[18]。

圖1 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of different concentration chitosan treatments on respiration rate in Newhall navel orange

從圖1可知，紐荷爾臍橙果實(shí)在冷藏期間，呼吸強(qiáng)度變化趨勢(shì)是先緩慢下降而后上升，殼聚糖處理均不同程度抑制了臍橙果實(shí)的呼吸作用，并達(dá)到顯著差異水平(P＜0.05)，對(duì)照臍橙果實(shí)從貯后56d呼吸作用開始上升，而殼聚糖處理果實(shí)直至貯后70d呼吸強(qiáng)度才開始上升，不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理間存在差異，以1.5g/100mL殼聚糖處理效果最好，其次是2.0g/100mL殼聚糖處理，1.0g/100mL殼聚糖處理效果最差。

2.2 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)可滴定酸的影響

可滴定酸的高低是衡量果蔬貯藏保鮮效果的標(biāo)志之一，也是鑒別果實(shí)品質(zhì)的重要生理指標(biāo)之一?？傻味ㄋ岷康母叩图疤撬岜葘?duì)果蔬的風(fēng)味起著重要的影響。由圖2可知，采后處理的紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，可滴定酸的含量一直呈下降趨勢(shì)。不同質(zhì)量濃度的殼聚糖處理對(duì)臍橙果實(shí)可滴定酸的下降有顯著的抑制作用，但不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理間無顯著差異(P＞0.05)。1.5g/100mL殼聚糖處理效果最好；其次是2.0g/100mL殼聚糖處理；效果最差的是1.0g/100mL殼聚糖處理。

圖2 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)可滴定酸含量的影響Fig.2 Effect of different concentration chitosan treatments on titratable acid content in Newhall navel orange

2.3 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)總糖的影響

由圖3可知，采后紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，總糖含量呈先上升后緩慢下降趨勢(shì)，對(duì)照果實(shí)總糖含量在貯藏前期(貯后56d)呈迅速上升然后又急劇下降趨勢(shì)，與對(duì)照相比，殼聚糖處理在貯藏前期有效地抑制了臍橙果實(shí)總糖的上升，并在貯藏后期保持了較高的總糖含量，且與對(duì)照達(dá)到顯著差異水平(P＜0.05)。不同質(zhì)量濃度的殼聚糖處理間果實(shí)在貯藏98d之前無顯著差異(P＞0.05)，但之后1.5g/100mL的殼聚糖處理果實(shí)總糖含量最高；其次是2.0g/100mL的殼聚糖處理；1.0g/100mL的殼聚糖處理最低。這說明適宜質(zhì)量濃度殼聚糖有利于紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏期間保持較高總糖含量，從而延緩了糖的降解與轉(zhuǎn)化。

2.4 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)VC的影響

圖4 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)VC含量的影響Fig.4 Effect of different concentration chitosan treatments on VC content in Newhall navel orange

VC是果實(shí)重要品質(zhì)指標(biāo)之一，它還是一種還原性物質(zhì)，對(duì)果蔬起保護(hù)作用，含量降低到不能代謝掉正常代謝產(chǎn)生的自由基程度時(shí)，自由基逐漸積累，以至于達(dá)到對(duì)細(xì)胞組織產(chǎn)生損害，加速衰老速度。由圖4可知，紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，VC的含量開始呈迅速上升趨勢(shì)，然后呈緩慢下降趨勢(shì)，在果實(shí)VC含量的貯后上升階段，殼聚糖處理與對(duì)照果實(shí)VC含量無顯著差異，但在臍橙果實(shí)VC含量下降期，殼聚糖處理能顯著抑制果實(shí)VC含量的下降，以1.5g/100mL殼聚糖處理效果最好，2.0g/100mL殼聚糖處理次之，1.0g/100mL殼聚糖處理效果最差，但不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理間無顯著差異(P＞0.05)。

2.5 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)SOD活性的影響

圖5 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)SOD活性的影響Fig.5 Effect of different concentration chitosan treatments on SOD activity in Newhall navel orange

SOD是果實(shí)成熟衰老中的保護(hù)性酶類，可以清除活性氧自由基，從而減少自由基對(duì)膜的損傷，達(dá)到延緩細(xì)胞衰老的目的，其活性高低在一定程度上能反應(yīng)果實(shí)衰老的程度。由圖5可知，采后的紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，SOD的活性開始呈迅速上升趁勢(shì)，然后緩慢下降，未處理的臍橙果實(shí)SOD活性在貯藏前期上升較快，在貯藏后期下降也快，1.5g/100mL殼聚糖處理能很好地抑制貯藏前期SOD活性的上升，貯藏后期能夠保持較高的SOD活性，其次是2.0g/100mL殼聚糖處理，效果最差的是1.0g/100mL殼聚糖處理。

2.6 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)苯丙氨酸解氨酶活性的影響

圖6 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)苯丙氨酸解氨酶活性的影響Fig.6 Effect of different concentration chitosan treatments on PAL activity in Newhall navel orange

由圖6可知，紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，苯丙氨酸解氨酶的活性開始呈上升趁勢(shì)，然后緩慢下降，然后又開始迅速上升，最后呈下降趨勢(shì)。在貯藏56d前，殼聚糖處理與對(duì)照差異不顯著，但之后，對(duì)照臍橙果實(shí)苯丙氨酸解氨酶的活性開始急劇下降，而殼聚糖處理的果實(shí)能夠在后期維持較高的苯丙氨酸解氨酶的活性，這樣可增強(qiáng)果實(shí)抵抗力，減少果實(shí)腐爛，以1.5 g/100mL殼聚糖效果最好，2.0g/100mL殼聚糖效果次之，1.0g/100mL 殼聚糖效果最差。

2.7 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性的影響由于幾丁質(zhì)酶主要分布于果實(shí)液泡內(nèi)，細(xì)胞間隙中較少；而病原菌最初為害的反應(yīng)是膜系統(tǒng)的損傷，導(dǎo)致液泡內(nèi)的幾丁質(zhì)酶的釋放，并對(duì)病原真菌細(xì)胞壁發(fā)生降解作用，而細(xì)胞壁降解產(chǎn)物具有誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶的功能。

圖7 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性的影響Fig.7 Effect of different concentration chitosan treatments on chitinase activity in Newhall navel orange

由圖7可知，紐荷爾臍橙果實(shí)在貯藏過程中，幾丁質(zhì)酶的活性開始呈上升趁勢(shì)，然后迅速下降，并維持在一個(gè)相對(duì)較低的水平。在貯藏前期殼聚糖處理果實(shí)的幾丁質(zhì)酶活性比對(duì)照低，從貯后70d開始，殼聚糖處理和對(duì)照果實(shí)的幾丁質(zhì)酶活性都迅速下降，但殼聚糖處理能有效抑制幾丁質(zhì)酶活性的下降，由于幾丁質(zhì)酶含量高可增強(qiáng)果實(shí)抵抗力，故殼聚糖處理能減少果實(shí)腐爛，以1.5g/100mL殼聚糖效果最好，2.0g/100mL殼聚糖效果次之，1.0g/100mL殼聚糖效果最差。

2.8 殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)β-1,3-葡聚糖酶活性的影響

圖8 不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理對(duì)紐荷爾臍橙果實(shí)β-1,3-葡聚糖酶活性影響Fig.8 Effect of different concentration chitosan treatments on β-1,3-glucanase activity in Newhall navel orange

由圖8可知，在紐荷爾臍橙果實(shí)的貯藏過程中，β-1,3-葡聚糖酶的活性開始呈緩慢上升趁勢(shì)，對(duì)照臍橙果實(shí)在貯藏第56天達(dá)到高峰，殼聚糖處理果實(shí)在第70天才達(dá)到高峰，然后緩慢下降。殼聚糖處理果實(shí)在貯藏前期β-1,3-葡聚糖酶活性比未處理果實(shí)要低，而在貯藏后期又能夠維持更高的β-1,3-葡聚糖酶的活性。其中，1.5g/100mL殼聚糖效果最好，2.0g/100mL殼聚糖效果次之，1.0g/100mL殼聚糖效果最差。

3 結(jié) 論

殼聚糖作為一種天然的保鮮劑，它的保鮮作用與效果越來越受到人們的關(guān)注和重視。不同種類的果蔬其組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，生長特性不同，呼吸強(qiáng)度不同；而不同質(zhì)量濃度的殼聚糖，其黏度不同，形成的保鮮膜疏密程度不同，所以要根據(jù)果蔬特點(diǎn)，相應(yīng)地選擇適宜的處理濃度，從而起到調(diào)節(jié)、控制果蔬呼吸作用達(dá)到保鮮的目的。

本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)通過采用不同殼聚糖質(zhì)量濃度處理采后紐荷爾臍橙果實(shí)的研究發(fā)現(xiàn)：不同質(zhì)量濃度殼聚糖處理的臍橙果實(shí)貯藏效果均要好于對(duì)照，殼聚糖處理抑制了采后臍橙果實(shí)的呼吸強(qiáng)度并較好地保持了果實(shí)品質(zhì)。同時(shí)，殼聚糖處理能提高貯藏后期臍橙果實(shí)超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性，從而增強(qiáng)了果實(shí)的抗病性。但不同處理間存在著差異，質(zhì)量濃度太低達(dá)不到理想的貯藏保鮮效果，質(zhì)量濃度太高果實(shí)抗病性反而下降，以1.5g/100mL殼聚糖處理效果最好。

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Effect of Chitosan Treatment on Postharvest Quality and Disease Resistance of Navel Orange

LIU Feng，CHEN Ming，CHEN Jin-yin*
(College of Agronomy, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

The effects of different concentration chitosan treatments on postharvest quality and disease resistance of Newhall navel orange were studied. The results showed that chitosan treatments inhibited respiration rate, delayed the ascent of total sugar and the descent of titratable acid and resulted in less VC content loss during cold storage (8 ℃), indicating that the quality of chitosan treated fruit is maintained well. Meanwhile, chitosan treatments also maintained the activities of SOD, PAL,chitinase andβ-1,3-glucanase of fruits at a higher level during the later storage period and enhances the disease resistance of fruits.Different concentration chitosan treatments had different effects on the postharvest quality and disease resistance of navel orange, and 1.5% chitosan treatment displayed the best effect, followed by 2.0% and 1.0% chitosan treatments.

chitosan；Newhalnavel orange；quality；disease resistance

S609.3；S666.4

A

1002-6630(2010)20-0439-05

2010-02-27

江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(0630059)；江西省主要學(xué)科學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目(050007)

劉鋒(1977—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楣麑?shí)采后生理。E-mail：mengyingfeng1977@yeah.net

*通信作者：陳金印(1962—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)楣麑?shí)采后生理與處理技術(shù)。E-mail：jinyinchen@126.com