謝 芳，潘寒姁，袁樹(shù)枝，王 姣，侯慶英，曹建康*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)貯藏效果的影響

謝 芳，潘寒姁，袁樹(shù)枝，王 姣，侯慶英，曹建康*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

為了研究酵母甘露聚糖對(duì)番茄果實(shí)貯藏效果的影響，利用不同質(zhì)量濃度（0、1.0、10.0 g/L）酵母甘露聚糖溶液對(duì)番茄果實(shí)進(jìn)行負(fù)壓滲透處理，測(cè)定貯藏過(guò)程中果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、色差、轉(zhuǎn)色指數(shù)、乙烯釋放速率、呼吸強(qiáng)度、β-半乳糖苷酶活性及損傷接種鏈格孢菌等指標(biāo)。結(jié)果表明：酵母甘露聚糖能夠延緩番茄果實(shí)硬度的下降，減緩可溶性固形物含量的變化，降低乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度，推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色，從而有效地延緩了番茄果實(shí)后熟進(jìn)程，提高了貯藏效果。其中，1.0 g/L酵母甘露聚糖作用效果最為顯著。進(jìn)一步測(cè)定表明，酵母甘露聚糖處理可抑制番茄果實(shí)β-半乳糖苷酶活性變化。損傷接種鏈格孢菌實(shí)驗(yàn)表明，酵母甘露聚糖還能有效地抑制由鏈格孢菌引起的番茄果實(shí)黑霉病，減小病斑面積，降低病害發(fā)病率。

番茄果實(shí)；酵母甘露聚糖；貯藏品質(zhì)；β-半乳糖苷酶；鏈格孢菌

番茄（Lycopersicon esculentum L.）果實(shí)采后容易后熟軟化、腐爛變質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)后貯藏、流通和銷(xiāo)售。目前，利用1-甲基環(huán)丙烯[1-2]、殼聚糖[1]、1-辛基環(huán)丙烯[3]、肉桂醛[4]、臭氧[5]、二氧化碳[6]、紫外照射[7-8]等處理均能在不同程度上延緩番茄果實(shí)的后熟衰老進(jìn)程，延長(zhǎng)貯藏期。但是，未見(jiàn)利用天然來(lái)源的細(xì)胞壁生物成分進(jìn)行番茄果實(shí)采后保鮮處理和病害控制的報(bào)道。

甘露聚糖是一種細(xì)胞壁多糖，是果實(shí)等植物體細(xì)胞壁半纖維素的重要構(gòu)成成分[9]。因其側(cè)鏈的不同，甘露聚糖分別以半乳甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖等形式存在[10]。研究表明，外源施用甘露聚糖處理能有效地降低貯藏期間李果實(shí)的質(zhì)量損失率和呼吸強(qiáng)度，推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色，抑制采后病害[9]。酵母甘露聚糖存在于酵母細(xì)胞壁的最外層，占細(xì)胞壁干質(zhì)量的40%左右，可以由面包酵母、啤酒廢酵母[11]等制備獲得，來(lái)源廣泛。酵母甘露聚糖具有抗輻射[12]、抗氧化[13]、抗腫瘤[14]、降血脂[15]等活性功能，還可作為食品強(qiáng)化劑。但關(guān)于甘露聚糖對(duì)番茄果實(shí)的保鮮作用及其對(duì)病害防治仍缺乏深入、廣泛的研究。因此，本實(shí)驗(yàn)擬研究酵母甘露聚糖對(duì)番茄果實(shí)貯藏特性、細(xì)胞壁降解相關(guān)酶及采后病害的影響，為探索新的果實(shí)保鮮與病害控制技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠熟期番茄（Lycopersicon esculentum Mill. cv. HongMofen-219）果實(shí)于2014年2月采自河北固安，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選大小一致、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的果實(shí)進(jìn)行隨機(jī)分組。

酵母甘露聚糖 安琪酵母股份有限公司；p-硝基苯-β-吡喃半乳糖苷 美國(guó)Amresco公司；p-硝基苯酚北京市興津化工廠(chǎng)。

鏈格孢菌（Alternaria alternata）分離自發(fā)生黑霉病的番茄果實(shí)，經(jīng)純化、鑒定后于27 ℃在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基平皿中培養(yǎng)7 d。在無(wú)菌條件下，加入10 mL無(wú)菌水，用刮板刮取，經(jīng)4 層紗布過(guò)濾，用無(wú)菌水配制成孢子懸浮液（1×106個(gè)孢子/mL）。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-1果實(shí)硬度計(jì) 浙江托普儀器有限公司；PAL-1數(shù)顯糖度計(jì) 日本Atago公司；PB-10 pH計(jì) 德國(guó)Sartorius公司；GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng)；SE1501F電子天平 奧豪斯儀器（上海）有限公司；GC7890F氣相色譜儀（配有火焰離子化檢測(cè)器和N2000色譜工作站） 上海天美科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酵母甘露聚糖處理

用0.1%次氯酸鈉溶液（加2 滴吐溫20）浸泡清洗番茄果實(shí)1 min進(jìn)行表面消毒，室溫條件下晾干。將果實(shí)分別浸沒(méi)到質(zhì)量濃度為0（蒸餾水處理作為對(duì)照）、1.0、10.0 g/L的酵母甘露聚糖溶液中，置于負(fù)壓滲透處理裝置中，啟動(dòng)真空泵抽氣使真空壓力達(dá)到0.02 MPa時(shí)保持2 min，然后在常壓條件下繼續(xù)浸泡果實(shí)10 min。將果實(shí)取出晾干，裝入塑料框（規(guī)格：610 mm×420 mm×150 mm）中，每框20 個(gè)果實(shí)，每處理6 框，包括3 個(gè)重復(fù)。用厚度為0.02 mm的聚乙烯保鮮袋挽口包裝塑料筐，在溫度（16±1）℃、相對(duì)濕度85%～90%條件下貯藏，定期取樣測(cè)定。

1.3.2 硬度測(cè)定

使用GY-1型果實(shí)硬度計(jì)（測(cè)頭直徑3.5 mm）測(cè)定果實(shí)赤道部位的果皮組織5 個(gè)等距位置點(diǎn)的硬度。每個(gè)處理測(cè)定5 個(gè)果實(shí)，重復(fù)3 次。

1.3.3 可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）測(cè)定

取番茄果實(shí)赤道部位的果皮組織，用紗布包裹擠壓出汁液，用PAL-1數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定SSC。每個(gè)處理測(cè)定5 個(gè)果實(shí)，重復(fù)3 次。

1.3.4 果實(shí)色差測(cè)定

分別在果實(shí)赤道部位對(duì)應(yīng)的4 個(gè)點(diǎn)果面上測(cè)定色差，記錄L*、a*、b*值。每個(gè)處理測(cè)定6 個(gè)果實(shí)，重復(fù)3 次。

1.3.5 轉(zhuǎn)色指數(shù)測(cè)定

參考Lai等[10]的方法，取30 個(gè)果實(shí)按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)：0級(jí)：果實(shí)表面全綠；1級(jí)：果實(shí)表面紅色部分不超過(guò)10%；2級(jí)：果實(shí)表面紅色部分10%～25%；3級(jí)：果實(shí)表面紅色部分25%～50%；4級(jí)：果實(shí)表面紅色部分50%～75%，5級(jí)：果實(shí)表面全紅。定期統(tǒng)計(jì)，按以下公式計(jì)算轉(zhuǎn)色指數(shù)，重復(fù)3 次。

1.3.6 乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度測(cè)定

參考王蒙[16]的方法，取3 個(gè)果實(shí)分別置于經(jīng)空氣平衡的1.1 L具橡膠塞的密封盒中，密閉2 h后頂空取1 mL氣體，用氣相色譜法分別測(cè)定果實(shí)乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度。GC7890F氣相色譜儀配有氫火焰離子化檢測(cè)器、CO2轉(zhuǎn)化爐和不銹鋼填充柱（Porapak-100，2 m×2 mm），載氣N2，進(jìn)樣溫度120 ℃，柱溫60 ℃，乙烯檢測(cè)溫度150 ℃，CO2檢測(cè)溫度360 ℃，進(jìn)樣量1 mL，不分流。乙烯釋放速率按乙烯含量以μL/（kg·h）表示，呼吸強(qiáng)度按CO2含量以mg/（kg·h）表示。重復(fù)3 次。

1.3.7 β-半乳糖苷酶活性測(cè)定

參考曹建康等[17]方法，以p-硝基苯-β-吡喃半乳糖苷作為底物測(cè)定β-半乳糖苷酶的活性。β-半乳糖苷酶活性以每小時(shí)每克果實(shí)樣品在37 ℃催化p-對(duì)硝基苯-β-吡喃半乳糖苷水解釋放出的p-硝基苯酚物質(zhì)的量表示，即mmol/（h·g）。重復(fù)3 次。

1.3.8 損傷接種與病斑測(cè)定

取10 個(gè)番茄果實(shí)，經(jīng)酵母甘露聚糖負(fù)壓滲透處理（同1.3.1節(jié)）后室溫放置48 h，在用滅菌接種針在果實(shí)赤道部位均刺4 個(gè)孔（3 mm直徑×3 mm深，未穿透果皮組織）。待傷口晾干，向孔中注入10 μL鏈格孢菌孢子懸浮液。將接種果實(shí)裝框、聚乙烯保鮮袋包裝后，置于（20±1） ℃、相對(duì)濕度85%～90%條件下觀(guān)察。在接菌后第8天時(shí)分別測(cè)定病斑直徑，計(jì)算病斑面積，統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。以蒸餾水處理作為對(duì)照，重復(fù)3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2013統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)硬度的影響

圖 1 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)硬度的影響Fig.1 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on fi rmness of tomato fruit

由圖1可見(jiàn)，在貯藏過(guò)程中番茄果實(shí)硬度表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，但是在貯藏前期下降不明顯，而從貯藏9 d開(kāi)始，果實(shí)硬度快速下降，這可能是由于番茄組織內(nèi)的果膠物質(zhì)由原果膠轉(zhuǎn)化為果膠和果膠酸所致[1]。經(jīng)不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理的番茄果實(shí)硬度的下降較對(duì)照組緩慢，在貯藏15 d時(shí)，經(jīng)1.0、10.0 g/L酵母甘露聚糖處理的番茄果實(shí)硬度分別比對(duì)照高31.78%和16.03%。由此可見(jiàn)，1.0 g/L酵母甘露聚糖處理保持番茄果實(shí)硬度、延緩貯藏期間果實(shí)軟化的效果較好。

2.2 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)SSC的影響

圖 2 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)SSC的影響Fig.2 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on SSC of tomato fruit

由圖2可見(jiàn)，在貯藏過(guò)程中番茄果實(shí)SSC呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，與馬蓉等[3]的研究結(jié)果一致，但是也有不同的結(jié)論[18]，可能與番茄品種和貯藏條件等有關(guān)。在貯藏初期，剛采收的番茄仍進(jìn)行合成代謝，隨著果實(shí)后熟過(guò)程中有機(jī)物質(zhì)的積累，番茄果實(shí)中的SSC呈現(xiàn)上升的狀態(tài)。到了貯藏后期，由于呼吸消耗等作用，SSC呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)[1,3]。經(jīng)不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理的番茄果實(shí)SSC的上升和下降的程度均比對(duì)照緩慢，延緩了果實(shí)采后生化代謝過(guò)程，有利于提高果實(shí)貯藏品質(zhì)。

2.3 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度的影響

果實(shí)采后的乙烯代謝與呼吸代謝狀況直接影響到其耐貯性和抗病性，也是引起果實(shí)采后品質(zhì)劣變與腐爛的原因之一[19]。由圖3A可見(jiàn)，番茄果實(shí)在剛采后和貯藏初期乙烯釋放速率非常低，在貯藏6 d時(shí)，出現(xiàn)了明顯的乙烯釋放高峰，然而1.0 g/L酵母甘露聚糖處理能夠顯著地抑制番茄果實(shí)的乙烯釋放速率。在貯藏6 d和15 d時(shí)，經(jīng)1.0 g/L酵母甘露聚糖處理番茄果實(shí)乙烯釋放速率分別比對(duì)照降低了29.78%和42.29%。

圖 3 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)乙烯釋放速率（A）和呼吸強(qiáng)度（B）的影響Fig.3 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on ethylene release rate (A) and respiration intensity (B) of tomato fruit

由圖3B可見(jiàn)，采后（貯藏0 d）番茄果實(shí)呼吸強(qiáng)度比較大，可能是由于采摘時(shí)溫度較高，果實(shí)的新陳代謝比較旺盛。在隨后的貯藏過(guò)程中果實(shí)呼吸強(qiáng)度逐漸降低。然而，在貯藏6 d時(shí)番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度出現(xiàn)了峰值，與前人[20]研究結(jié)果相似。1.0 g/L酵母甘露聚糖處理能有效地抑制整個(gè)貯藏過(guò)程中番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度。在貯藏6 d和15 d時(shí)，經(jīng)1.0 g/L酵母甘露聚糖處理番茄果實(shí)呼吸強(qiáng)度分別比對(duì)照降低了35.26%和63.93%。這可能是甘露聚糖處理在果實(shí)表面形成了透明薄膜，在一定程度上阻隔了果實(shí)內(nèi)部與外界環(huán)境的O2、CO2等氣體交換，從而降低了果實(shí)的呼吸代謝[9]。

2.4 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)色差影響

圖 4 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)L*值（A）、a*值（B）和b*值（C）的影響Fig.4 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on L* value (A), a* value (B) and b* value (C) of tomato fruit

由圖4可見(jiàn)，綠熟番茄采后果實(shí)顏色在貯藏期間L*值有下降的趨勢(shì)；a*值從負(fù)到正逐漸增大，反映了番茄從綠到紅一系列的變化；b*值先升高后降低，與前人[21]研究結(jié)果一致。不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)L*值的影響有較大的差別，其中，1.0 g/L酵母甘露聚糖處理后果實(shí)的L*值變化變得平緩，有效地延緩貯藏后期L*值的下降。1.0 g/L酵母甘露聚糖處理還有效地延緩了果實(shí)a*值的上升。因此，酵母甘露聚糖可以在一定程度上維持果實(shí)的明度，同時(shí)延緩由綠轉(zhuǎn)紅的成熟衰老進(jìn)程。

2.5 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響

圖 5 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響Fig.5 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on color change index of tomato fruit

由圖5可知，在貯藏初期，番茄果實(shí)的轉(zhuǎn)色指數(shù)變化較小，但從貯藏6 d開(kāi)始果皮轉(zhuǎn)色加快，至18 d時(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)達(dá)到98.46%。酵母甘露聚糖處理能夠延緩番茄果實(shí)的轉(zhuǎn)色與成熟衰老進(jìn)程，其中，1.0 g/L酵母甘露聚糖處理效果較好。在貯藏12、15 d時(shí)，經(jīng)1.0 g/L酵母甘露聚糖處理的番茄果實(shí)的轉(zhuǎn)色指數(shù)分別比對(duì)照降低了21.5%和14.6%。

2.6 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)β-半乳糖苷酶活性的影響

圖 6 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)β-半乳糖苷酶活性的影響Fig.6 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on β-galactosidase activity of tomato fruit

許多果實(shí)成熟軟化過(guò)程中細(xì)胞壁成分的變化是由半乳糖殘基的減少引起，而這種現(xiàn)象與β-半乳糖苷酶水解細(xì)胞壁成分含有半乳糖基的聚合物密切相關(guān)[22]。采后番茄果實(shí)β-半乳糖苷酶活性基本穩(wěn)定，保持在較低水平；在貯藏9 d時(shí)，β-半乳糖苷酶活性開(kāi)始升高；在貯藏15 d時(shí)達(dá)到活性高峰（圖6），與杏果實(shí)[22]和桃果實(shí)[23]等相似。1.0、10.0 g/L酵母甘露聚糖處理都能夠有效抑制貯藏過(guò)程中番茄果實(shí)β-半乳糖苷酶活性的升高。這一結(jié)果表明，酵母甘露聚糖處理抑制了β-半乳糖苷酶對(duì)果實(shí)細(xì)胞壁成分如半纖維素等含有半乳糖基的聚合物的水解作用，從而延緩了番茄果實(shí)的硬度下降和軟化進(jìn)程。

2.7 酵母甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)番茄果實(shí)損傷接種黑霉病的影響

圖 7 不同質(zhì)量濃度酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)損傷接種鏈格孢菌的影響Fig.7 Effect of yeast mannan treatment with different concentrations on black rot caused by Alternaria alternata in tomato fruit

由鏈格孢菌侵染引起的黑霉病是造成番茄果實(shí)腐爛和采后損失的重要因素之一[24]。由圖7可知，酵母甘露聚糖處理能夠有效地抑制番茄果實(shí)損傷接種的黑霉病。經(jīng)1.0、10.0 g/L酵母甘露聚糖處理番茄果實(shí)病斑面積分別比對(duì)照減少了40.30%和50.96%（圖7A），發(fā)病率分別比對(duì)照減少了28.57%和14.29%（圖7B）。酵母甘露聚糖抑制番茄果實(shí)采后病害的結(jié)果與前人[9]的報(bào)道一致。酵母甘露聚糖可能具有直接地抑制病原菌生長(zhǎng)繁殖的作用[9]。酵母甘露聚糖還可能通過(guò)延緩果實(shí)成熟軟化進(jìn)程來(lái)保持果實(shí)抗病性，還可能與其誘導(dǎo)番茄果實(shí)自身產(chǎn)生抗病性有關(guān)。

3 結(jié) 論

酵母甘露聚糖是一種多糖化合物。酵母甘露聚糖處理能夠在番茄果實(shí)表面形成一層極薄的透明涂膜，顯著降低番茄果實(shí)乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度、推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色、延緩果實(shí)成熟軟化進(jìn)程、從而有效地了保持番茄果實(shí)貯藏品質(zhì)，提高貯藏特性。負(fù)壓滲透可以促進(jìn)酵母甘露聚糖向番茄果實(shí)表皮組織內(nèi)的滲入，增強(qiáng)處理效果。酵母甘露聚糖可能通過(guò)抑制β-半乳糖苷酶等細(xì)胞壁降解酶的活性來(lái)延緩果實(shí)的成熟軟化，但其作用機(jī)制仍需深入研究。此外，酵母甘露聚糖負(fù)壓滲透處理還能夠有效地抑制由鏈格孢菌侵染引起的番茄果實(shí)黑霉病，減少果實(shí)采后損失。綜合來(lái)看，1.0 g/L酵母甘露聚糖處理對(duì)番茄果實(shí)的保鮮效果較好。因此，利用生物天然副產(chǎn)物酵母甘露聚糖處理可為果實(shí)采后保鮮和病害控制提供新的途徑。

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Effects of Infi ltration with Yeast Mannan on Postharvest Storage of Tomato Fruit

XIE Fang, PAN Hanxu ,YUAN Shuzhi, WANG Jiao, HOU Qingying, CAO Jiankang*
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

This study aimed to study the effects of yeast mannan on postharvest storage of tomato fruit. Firmness, soluble solid contents (SSC), color, ethylene release rate, respiration rate, β-galactosidase activity and wounded inoculation with Alternaria alternata of tomato fruit infi ltrated with different concentrations (0, 1.0, and 10.0 g/L) of yeast mannan were investigated during storage. Results showed that yeast mannan could delay the decline of fruit fi rmness, retard the changes of SSC, reduce the ethylene release and respiration rate, and delay the color change of tomato fruit during storage. Thereby, the yeast mannan treatments delayed the progress of ripening and softening in tomato fruit and improved its storability. The concentration of 1.0 g/L proved to be more effective. In addition, yeast mannan treatments inhibited the activity of β-galactosidase in the fruit during storage and delayed the degradation of the cell wall. In the case of wounded inoculation with Alternaria alternate, yeast mannan treatments could signifi cantly inhibit the lesion area of the black rot on the fruit caused by the pathogen and reduce the disease incidence during incubation.

tomato fruit; yeast mannan; storage quality; β-galactosidase; Alternaria alternata

TS255.3

A

1002-6630（2015）02-0221-05

10.7506/spkx1002-6630-201502043

2014-06-10

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目（2013CB127104）；國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目（2012AA101606）

謝芳（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣卟珊笊砼c貯藏保鮮。E-mail：cauxiefang@163.com

*通信作者：曹建康（1976—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)楣卟珊笊砼c貯藏保鮮。E-mail：cjk@cau.edu.cn