NO處理對番木瓜采后貯藏性的影響

郭 芹，吳 斌，王吉德，李雪萍*，陳維信

NO處理對番木瓜采后貯藏性的影響

郭 芹1,2，吳 斌1,2，王吉德2，李雪萍1,*，陳維信1

(1.華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院，廣東省果蔬保鮮重點實驗室，廣東 廣州 510642；2. 新疆大學化學化工學院，新疆 烏魯木齊 830046)

研究不同NO用量(0、10、40、60μL/L和100μL/L)處理對20℃貯藏的“穗優(yōu)二號”番木瓜呼吸速率、乙烯釋放量、成熟度、腐爛率、質量損失率、硬度、可溶性固形物(TSS)以及維生素C(VC)等貯藏品質變化的影響。結果表明：60μL/L NO處理可明顯抑制番木瓜的呼吸速率和乙烯釋放速率；減緩色澤的轉變、硬度的下降和水分的散失；延緩可溶性固形物的增加和VC的降低。此外，在整個貯藏期間無腐爛，維持了較好的貯藏品質和一定的營養(yǎng)價值。

番木瓜；一氧化氮；貯藏性

GUO Qin1,2，WU Bin1,2，WANG Ji-de2，LI Xue-ping1,*，CHEN Wei-xin1

(1. Guangdong Province Key-Laboratory for Postharvest Technology of Fruits and Vegetables, College of Horticulture, South China

Agricultural University, Guangdong 510642, China；

2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, China)

長期以來NO被認為是一種對環(huán)境和人體有害的氣體，自1987年生物體內源一氧化氮合成機制被發(fā)現(xiàn)及其生理特性被證實以來，一氧化氮就引起科學界的關注[1]。NO的生物功能最初是作為一種內源細胞舒張因子而被發(fā)現(xiàn)，NO的信號傳遞途徑也首先在哺乳動物細胞中闡明。而植物中NO的研究起步較晚，自1996年，Leshem等[2]首次報道NO可在植物體內合成，到目前為止，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它對植物的呼吸作用[3]、光形態(tài)建成、種子萌發(fā)[4]、根和葉片的生長發(fā)育[5-7]、氣孔運動[8]、各種脅迫及抗病防御反應[9-10]、細胞凋亡[11-12]的生理過程都有影響。研究發(fā)現(xiàn)：NO可通過抑制內源乙烯的合成或降低組織對乙烯的敏感度從而延緩組織的成熟衰老；抑制果實水分的散失、延緩果實硬度及VC的下降、可溶性固形物的增加[13]，且內源NO在未成熟果實中的含量高于成熟果實，隨著果實的成熟，內源NO含量逐漸降低而乙烯含量逐漸升高，而用外源NO處理鱷梨、香蕉、櫻桃、番茄、獼猴桃、柿和甜橙后，未成熟果實產(chǎn)生的內源NO量均顯著高于成熟果實，還可使草莓貯藏期延長50%[14]。

番木瓜是具有高營養(yǎng)和經(jīng)濟價值的熱帶亞熱帶水果，采收后會很快軟化成熟，且容易腐爛，在室溫條件下貨架期極短，減緩番木瓜采后硬度的下降和提高抗病性是保持番木瓜采后品質的重要途徑。目前，關于NO對番木瓜果實貯藏保鮮的研究報道較少。因此，本工作采用不同濃度NO氣體處理番木瓜，觀察其對番木瓜采后品質的影響，尋找NO處理番木瓜的最佳條件，為NO在番木瓜采后的應用研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

NO氣體(純度99.9%) 廣州市世源氣體有限公司；草酸 成都市聯(lián)合化工試劑研究所；2,6-二氯靛酚 西亞試劑有限公司；抗壞血酸 翔博生物技術有限公司；碳酸氫鈉 廣州化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

GC-3900型氣相色譜儀 日本日立公司；GC-2014C型氣相色譜儀 日本島津公司；5542型果蔬材料硬度測試機 美國Instro公司；日本PR-32α Atago數(shù)顯折射儀上海嘉儀信息科技有限公司。

1.3 供試材料

番木瓜品種為“穗優(yōu)二號”，采自廣州市番禺寶升生態(tài)農(nóng)場，采后立即運回實驗室，進行處理。

1.4 果實處理與取樣方法

1.4.1 預處理

將番木瓜果實清洗、晾干，選取成熟度一致(7成熟)、大小均一、無病蟲害、無機械傷的果實切果蒂，0.2%強力浸泡10min，再用500μL/L抑菌鮮和500μL/L輝豐百克浸1min，晾干備用。

1.4.2 一氧化氮處理

將預處理后的番木瓜置于密封的氣調箱內，進行以下處理：對照：通入N2維持3h；NO處理：在無氧的N2條件下，通入NO氣體，使NO用量為10、40、60、100μL/L，熏蒸3h。處理完后裝入0.03mm的防霧保鮮袋內裝箱置于20℃條件下貯藏。各處理均設3個重復，每個重復36個果。

1.4.3 取樣方法

處理好的番木瓜取第0天的樣品，在貯藏過程每隔2d取一次樣，并進行生理指標測定。

1.5 生理指標測定方法

1.5.1 呼吸速率和乙烯釋放速率的測定

呼吸速率：各處理分別取5個果實，在20℃條件下密封2h后抽取氣體，用氣相色譜儀測定呼吸強度。色譜條件：色譜柱為CTR1型柱，柱溫80℃，進樣口溫度140℃、載氣He，流速30mL/min，熱導檢測器(TCD)溫度150℃。

乙烯釋放量：與呼吸速率測定方法相同，乙烯含量的測定采用氣相色譜儀。色譜條件：色譜柱為活性氧化鋁填充柱，柱溫80℃；進樣口溫度140℃；載氣He，流速30mL/min；氫火焰離子檢測器(FID)溫度150℃。氣體樣品進樣量1mL，重復3次取平均值。

式中：A為氣相色譜所測定的CO2的含量/%；M為CO2的摩爾質量(44mg/mmol)；W為測定樣品果的質量/kg；V為(密封罐的體積-果實體積)/mL；22.4為1mmol氣體在標準狀態(tài)下的體積/mL；H為密封時間/h；t為貯藏溫度/℃。

1.5.2 果實成熟度的測定

根據(jù)轉黃級數(shù)評定[15]。

1.5.3 果實腐爛指數(shù)的測定

按照果實腐爛面積分級[16]。

1.5.4 質量損失率的測定

1.5.5 果實硬度的測定

果實硬度用果蔬材料硬度測試機測定，探頭直徑為8mm。于每果赤道線去表皮均勻測5個點，硬度值用牛頓(N)表示，取平均值。

1.5.6 果實營養(yǎng)成分的測定

可溶性固形物(TSS)：采用數(shù)顯折射儀測定；VC含量用2,6-二氯靛酚滴定(GB/T 5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定》)。

2 結果與分析

2.1 NO處理對番木瓜呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

番木瓜屬典型的呼吸躍變型果實。如圖1所示，對照果實在第4天出現(xiàn)一個明顯的呼吸高峰，峰值達到25.27mg/h·kg，此后開始下降，到第10天以后呼吸速率又有所上升。處理果呼吸速率的變化與對照相似，在采后第4天60μL/L NO處理果僅為對照的56.67%，明顯抑制果實呼吸作用。

番木瓜果實乙烯生成速率隨著成熟度增加呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，變化趨勢處理與對照一致，適當濃度NO抑制了乙烯的生成速率(圖1)。對照、10、100μL/L NO處理在第4天出現(xiàn)乙烯高峰，而40μL/L NO處理在第6天出現(xiàn)高峰，60μL/L NO處理在第10天的高峰僅為對照高峰的32.29%，乙烯高峰延遲6d，有效延緩果實的成熟衰老。

圖1 NO處理對番木瓜呼吸速率和乙烯釋放量的影響Fig.1 Effect of nitric oxide fumigation on respiratory rate and ethylene production of papaya

2.2 NO處理對番木瓜果實成熟度的影響

圖2 NO處理對番木瓜果實成熟度的影響Fig.2 Effect of nitric oxide fumigation on maturity degree of papayas

隨著番木瓜果實的成熟，果皮顏色變化的過程是由粉綠→濃綠→綠→淺綠→黃綠→出現(xiàn)黃色條斑→黃色擴大但果肉很硬→黃色果肉變軟[15]。由圖2可知10μL/L NO處理與對照差別不大，但40μL/L和60μL/L處理果色澤變化幅度顯著低于對照。其中以60μL/L處理效果最佳，在貯藏期間可明顯延緩果實轉黃速度。

2.3 NO處理對番木瓜果實腐爛指數(shù)的影響

番木瓜在采后貯運過程中易成熟軟化，對采后銷售造成嚴重損失。如表1所示，對照木瓜處理后第22天腐爛指數(shù)為5.1%；40μL/L和100μL/L NO處理在26d之前均未出現(xiàn)腐爛，而60μL/L NO處理木瓜果實從第0～28天仍未出現(xiàn)腐爛，說明NO處理與對照相比存在顯著差異(P≤0.05)，其中60μL/L NO處理顯著延緩了木瓜的腐爛。

表1 番木瓜的腐爛指數(shù)Table 1 Change in decay index of papayas treated with various concentration of nitric oxide during storage

2.4 NO處理對番木瓜果實質量損失率的影響

圖3 NO處理對番木瓜質量損失率的影響Fig.3 Effect of nitric oxide fumigation on weight loss rate of papayas

在番木瓜貯藏過程中，果實易失水。從圖3可知，在貯藏過程中對照與處理的變化一致，前期水分的散失不大，從第10天開始水分散失出現(xiàn)差異，到16d對照為3.20%，開始出現(xiàn)出現(xiàn)萎蔫、果皮失去原有色澤。而60μL/L NO處理在第20天僅為3.10%，有效的降低了果實水分的散失。以上分析可知40μL/L和60μL/L NO處理的番木瓜效果優(yōu)于對照。

2.5 NO處理對番木瓜果實硬度的影響

圖4 NO處理對番木瓜果實硬度的影響Fig.4 Effect of nitric oxide fumigation on firmness of papayas

在采后貯藏期間，番木瓜果實硬度不斷下降。處理與對照表現(xiàn)出不同的下降幅度，在室溫20℃條件下，番木瓜果實硬度的下降分兩個階段：即前期的快速下降階段和后期的緩慢下降階段(圖4)，對照果實在第8天硬度由最初的240.21N下降至41.57N，平均每天下降24.83N；60μL/L NO處理的果實此時硬度105.13N，平均每天僅下降16.89N，對照果實到第10天硬度降至24.48N，而60μL/L NO處理果硬度為65.77N，直至采后20d降至28.96N。由此可見，60μL/L NO顯著延緩了番木瓜果實硬度的下降，尤其在前期效果較為明顯。

2.6 NO處理對番木瓜果實營養(yǎng)成分的影響

圖5 NO處理對番木瓜TSS(A)和VC(B)的影響Fig.5 Effect of nitric oxide fumigation on total solid content and vitamin C content of papayas

由圖5A可知，番木瓜果實的可溶性固形物(TSS)總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，并且40、60μL/L NO處理的番木瓜TSS明顯低于對照。表明NO處理延緩了果實TSS的降低，很好的保持了果實的TSS含量，延緩了果實的成熟軟化。

由圖5B可知，隨著貯藏期的延長，果實VC含量先緩慢上升過程，達到一定值后又開始緩慢下降。至采后第20天，40μL/L和 60μL/L NO處理果的VC含量上升至3.42mg/100g和3.48mg/100g，高于對照。由此可知，在整個貯藏過程中，前期NO處理抑制了VC含量的積累，但中期VC迅速積累，到后期含量高于對照，保持了木瓜的養(yǎng)分。

3 討 論

軟化是所有果實完熟的一個重要特征。實驗表明不同用量NO對番木瓜采后軟化具有不同的效應，低用量抑制呼吸，高用量促進呼吸(圖1)，而60μL/L NO處理對降低呼吸速率和乙烯釋放速率、保持果實品質和硬度都有較好的效果；研究發(fā)現(xiàn)短期暴露在NO氣體或其供體化合物中可延緩果蔬衰老、延長貨架期[17-20]。NO處理對果實硬度的下降均有推遲作用，起到了延緩衰老保持果實新鮮的效果，同時保持了細胞膜的完整，也降低了水分的散失。Hardenbury等[21]認為當質量損失率達到3%～6%時，果蔬表面即出現(xiàn)萎蔫、皺縮現(xiàn)象，喪失新鮮狀態(tài)，質量損失率在6%以上，就完全失去商業(yè)價值。而番木瓜在貯藏過程中容易失鮮和質量損失，品質下降。當組織過度失水時，會引起脫落酸含量增加，刺激乙烯合成，加速果實的衰老，水分的蒸發(fā)還影響了果實各種代謝反應的速率，也對果實內部褐變有負面作用[22]。果實只有含有充足的水分，才能維持較高的膨壓，從而才能表現(xiàn)出硬挺、飽滿、脆嫩的新鮮品質。

本實驗研究表明，采后番木瓜果實在20℃貯藏20d，果實腐爛率達20.0%，而60μL/L NO處理的果實在整個貯藏期間未出現(xiàn)腐爛，不僅改善了果實外觀，而且提高了果實的商業(yè)價值。果實的可溶性固形物含量是果實品質的重要因子，它與鮮食及加工品質都有直接關系。多數(shù)果實的可溶性固形物中，糖是主要組成成分，糖含量直接關系到果實的甜度及風味。NO處理可顯著延緩果實TSS含量的增加，處理果的TSS含量在整個貯藏期間大體均低于對照，可能是由于呼吸消耗和多糖物質降解受抑所致。VC是果實營養(yǎng)成分之一，同時也是果實體內清除活性氧的一種重要的抗氧化劑，對延緩果實衰老有一定效果[23]。處理果在貯藏后期，VC含量明顯高于對照，維持了番木瓜果實的營養(yǎng)成分。

4 結 論

在20℃條件下，研究了NO對番木瓜貯藏性的影響。在4個處理中，60μL/L NO處理的番木瓜果實有利于貯藏保鮮，在其貯藏期間的外觀品質如失水程度、色澤、VC、果實的硬度、爛果率以及果實的呼吸速率和乙烯釋放速率都優(yōu)于對照、利于貯藏，同時發(fā)現(xiàn)不同種類或不同品種對NO敏感程度也不同。本實驗中對“穗優(yōu)二號”番木瓜進行貯藏時，以60μL/L NO的處理效果較好，具有一定的使用價值，而NO對番木瓜生理和分子水平的系統(tǒng)研究是將要進行的工作。

[1]PLAMER R M J, FERRIGE A G, MONCADA S. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium derived relaxing factor [J]. Nature J, 1987, 327: 524-526.

[2]LESHEM Y Y, HARAMATY E. The chatacterization and contrastingeffects of the nitric oxide free radical in vegetative stress and senescence of Pisum sativum Linn foliage[J]. Plant Physiol, 1996, 148(3/4): 258-263.

[3]MILLAR A H, DAY D A. Nitric oxide inhibits the cytochrome oxidase but not the alternative oxidase of plant mitochondria[J]. FEBS Lett, 1996, 398(3): 155-158.

[4]CARO A, PUNTARULO S. Nitric oxide generation by soybean embryonic axes, possible effect on mitochondrial function[J]. Free Radic Res, 1999, 31(Suppl1): 205-212.

[5]LESHEM Y Y. Nitric oxide biological systems[J]. Plant Growth Regual, 1996, 18(3): 155-159.

[6]GOUVEA C M C P, SOUZA J F, MAGALHAES A C N, et al. No releasing substances that induce growth elongation in maize root segments [J]. Plant Growth Reg, 1997, 21(3): 183-187.

[7]BELIGNI M V, LAMATTINA L. Nitric oxide stimulates seed germination and deetiolation and inhibits hypocotyl elongation, three light inducible responses in plants[J]. Planta, 2000, 210(2): 215-221.

[8]GARCFA M C, LAMACTINA L. Nitric oxide induces stomatal closure and enhances the adaptive alant responses against drought stress[J]. Plant Physiol, 2001, 126(3): 1196-1204.

[9]DANGL J. Plants just say NO to pathogens[J]. Nature, 1998, 394 (6693): 525-527.

[10]CLARK D, DURNER J, NAVARRE D A, et al. Nitric oxide inhibition of tobacco catalase and ascorbate peroxidase[J]. Mol Plant Microbe Interact, 2000, 13(12): 1380-1384.

[11]梁五生, 李德葆. 一氧化氮(NO)對植物的生理和病理功能[J]. 植物生理學通訊, 2001, 37(6): 562-568.

[12]LAXALT A M, BELIGNI M V, LAMATTINA L. Nitric oxide preserves the level of chlorophyll in potato leaves infected by phytophthora infestans [J]. Eur J Plant Pathol, 1997, 103(7): 643-651.

[13]EUM H L, KIM H B, CHOI S B, et al. Regulation of ethylene biosynthesis by nitric oxide in tomato (Solanum lycopersicum L.) fruit harvested at different ripening stages[J]. European Food Research and Technology, 2009, 228(3): 331-338.

[14]WILLS R B H, KU V V V, LESHEM Y Y. Fumigation with nitric oxide to extend the postharvest life of strawberries[J]. Postharvest Biology and Technology, 2000, 18(1): 75-79.

[15]李雪萍, 陳維信. 番木瓜采后生理及品質控制研究綜述[J]. 中國農(nóng)學通報, 2005, 21(3): 211-214.

[16]朱樹華, 周杰, 束懷瑞, 等. 一氧化氮延緩草莓成熟衰老的生理效應[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2005, 38(7): 1418-1424.

[17]WILLS R B H, PRISTIJONO P, GOLDING J B. Browning on the surface of cut lettuce slices inhibited by short term exposure to nitric oxide (NO)[J]. Food Chemistry, 2008, 107(4): 1387-1392.

[18]ZHU Shuhua, SUN Lina, ZHOU Jie. Effects of nitric oxide fumigation on phenolic metabolism of postharvest Chinese winter jujube (Zizyphus jujuba Mill. cv. Dongzao) in relation to fruit quality[J]. Lwt-Food Science and Technology, 2009, 42(5):1009-1014.

[19]SINGH S P, SINGH Z, SWINNY E E. Postharvest nitric oxide fumigation delays fruit ripening and alleviates chilling injury during cold storage of Japanese plums (Prunus salicina Lindell)[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 53(3):101-108.

[20]LESHEM Y Y, WILLS R B H, KU V V V. Evidence for the function of the free radical gas nitric oxide (NO) as an endogenous maturation and senescence regulating factor in higher plant[J]. Plant Physiol Biochem, 1998, 36(11): 825-833.

[21]HARDENBURY R E. The commerial storage of fruits, vegetables, florist and nursery stocks[J]. U S Dept Agric Handbk, 1986, 66: 130-131.

[22]程建軍, 王震新, 于靜波. 蘋果梨和鴨梨酶促褐變機理的研究[J]. 食品科學, 2000, 21(2): 71-74.

[23]張小平, 任小林. NO處理對獼猴桃果實貯藏性及葉綠素含量的影響[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學, 2007.

Effects of Nitric Oxide Fumigation on Storage Characteristics of Postharvest Papaya

The effect of nitric oxide fumigation on storage characteristics of harvested Sui You No.2 papaya in relation to fruit quality was investigated. Papayas were fumigated with NO at varying concentrations (0, 10, 40, 60μL/L and 100 μL/L) for 3 h, before storage at 20 ℃. Two key physiological parameters associated with senescence, namely ethylene production and respiratory rate and various quality parameters (degrees of ripeness, rotting rate, weight loss rate, firmness, total soluble solids and vitamin C) were evaluated. The results showed that 60 μL/L NO treatment significantly inhibited respiration rate and ethylene production, delayed skin change, the decreases in firmness and the contents water and vitamin C and the increase in soluble solids. In addition, it also maintained a high level of total nutrition without decay over the entire storage period.

papaya；nitric oxide；storage characteristics

S379.2

A

1002-6630(2011)04-0227-05

2010-03-04

國家自然科學基金-廣東省聯(lián)合基金項目(U0631004)；廣東省自然科學基金團隊項目(06200670)

郭芹(1985—)，女，碩士，研究方向為果蔬貯藏與加工。E-mail：379381945@qq.com

*通信作者：李雪萍(1966—)，女，副教授，博士，研究方向為采后保鮮與病理。E-mail：lxp88@scau.edu.cn