火龍果采后貯藏保鮮研究進展

馬飛躍，帥希祥，張 明，杜麗清,*，李 婭，湯昕明

（1. 中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所，農業農村部熱帶果樹生物學重點實驗室，海南省熱帶園藝產品采后生理與保鮮重點實驗室，廣東 湛江 524091；2. 南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

火龍果（Hylocereus undatus）是一種原產于中美洲熱帶雨林地區的植物，屬仙人掌科（Cactaceae）三角柱屬（Hylocereus）。近幾年來，隨著市場對火龍果需求量的增加，火龍果種植面積和產量逐年擴大。據統計，截至2019 年，我國火龍果種植面積達5.33～6.67萬hm2，其已成為國內繼荔枝、龍眼、香蕉、芒果之后的第五大宗熱帶園林水果。目前，我國火龍果主要以鮮銷為主，但由于其果實中含有較多的水分和糖分，在常溫情況下果實易失水而導致萎蔫或腐爛，同時火龍果采后易受病原菌（主要為磚紅鐮刀菌、黑曲霉和黃曲霉）侵害[1-2]，以炭疽病、焦腐病為主，偶見鐮刀菌果腐病[3-5]，這加速了火龍果的腐爛，縮短果實貯藏期，嚴重影響火龍果的貯藏品質[6]。因此，延長貯藏時間和提高貯藏品質是火龍果研究中的一項重要工作。本文綜述了國內外近十年來火龍果采后貯藏保鮮技術研究進展，并結合相應的產業發展問題，展望了火龍果在采后處理、保鮮加工等技術方面的研究方向，以期為我國火龍果高品質貯藏保鮮研究提供理論支持，為“南果北運”產業鏈的發展指明方向。

1 采收期對火龍果采后貯藏保鮮的影響

火龍果盛產季節一般在花后20～30 d。一般來說，采收得越早越有利于果品的貯藏，但果實品質及其商業價值較低，采收得越晚越不利于果品的貯藏，但果實品質較好。因此，火龍果的貯藏時間以及貯藏品質受采收期的影響[7]。采收得越早果實中超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）等內源酶活性越高，其清除活性氧的能力越強，產生的丙二醛（MDA）較少，對于膜的通透性和完整性越有利，可延長果品貯藏時間[8]。反之，則果實中活性氧含量較高，破壞了膜的通透性，MDA 含量也較高，果實易衰老腐敗，縮短貯藏期，且采收越晚的火龍果中可溶性固形物和糖含量較高，可滴定酸和葉綠素含量較低[9]。張綠萍等[10]以紫紅龍火龍果外觀色澤為標準，判斷其采收成熟度，分析不同成熟度采摘對于火龍果貯藏期及營養品質的影響，以其貯藏品質的高低確定火龍果最適采收期，研究發現：在常溫下和冷庫貯藏條件下，成熟度Ⅰ（果皮開始著色）、Ⅱ（果皮全部著色）采收的火龍果其貯藏時間較成熟度Ⅲ（果皮完全轉紅）更長，其中成熟度Ⅱ的火龍果貯藏品質最佳，因此成熟度Ⅱ為紫紅龍火龍果的最適宜采收期。由于不同品種火龍果的生理特性有所不同。因此其采收成熟度的劃分亦有所不同，在生產實際中，可根據火龍果的外觀、口感、營養成分含量、酶活性等多個指標綜合評判來確定最適采收期。

2 物理處理方法對火龍果采后貯藏保鮮的影響

2.1 低溫貯藏處理

目前，低溫貯藏是在水果貯藏保鮮中最為有效且應用最廣的一項技術。低溫可以降低采后火龍果的新陳代謝，抑制致腐敗及病原微生物的活動，降低呼吸速率，使其在貯藏期內維持較好的貯藏品質[11]。有大量研究表明，火龍果的最佳貯藏溫度為3～5 ℃，與常溫貯藏相比，可延長貯藏期16～20 d[12-22]，且低溫貯藏能顯著降低果實中主要糖酸組分、VC、淀粉等營養物質的分解，使火龍果的腐爛率明顯降低，但溫度低于3 ℃時容易引起火龍果冷害的發生[23]。近年來，隨著果蔬保鮮技術的發展，一些新型保鮮技術的應用可有效避免冷害的發生，如Due?as 等[24]研究發現，將經過25 ℃熱激處理的火龍果置于2 ℃冰箱內貯藏，不僅能有效防止冷害的發生，還可以延長其保鮮期，且能保持更好的顏色和外觀，并減少軟化。另外，有研究表明冷激處理也可達到抑制冷害和延長貯藏期的目的，這是由于冷激處理可延緩果實細胞膜透性的增加，使游離脯氨酸和可溶性蛋白質含量在貯藏后期的積累顯著增加，并對果實硬度、總可溶性固形物（TSS）和可溶性糖含量的降低都有一定的抑制作用[25]。

同時，貯藏過程中腐爛率隨貯藏溫度的升高和貯藏時間的延長呈上升趨勢，各品質指標及相應的活性酶均有不同程度的變化。大量研究表明，低溫貯藏可抑制或調節火龍果中POD、SOD、CAT 活性，并抑制MDA 含量的升高，從而延緩火龍果的衰老，使其貯藏期延長[26-27]。因此，低溫貯藏結合冷激處理、熱激處理等手段可有效延長火龍果的貯藏時間，并降低冷害的發生。

2.2 氣調包裝處理

氣調包裝處理主要是采用不同的包裝材料和包裝方式，通過抑制果蔬的呼吸作用，減少營養物質的消耗，防止果蔬褐變；且在有限的空間內調節CO2和O2的混合比例，營造高濕環境，有效地降低硬度及控制失水，并阻隔部分病原菌的侵染，從而延長果實的貨架期和保鮮期。因此，采用不同的包裝材料和包裝方式對采后火龍果進行處理是一種簡便有效且成本較低的貯藏保鮮方式，該處理可與低溫貯藏相結合控制火龍果采后果實品質的劣變。目前，國內外對不同包裝材料的制備和應用于火龍果采后貯藏保鮮方面已開展了廣泛的研究[28-30]，但不同類型的包裝材料在其保鮮效果和生產成本等方面均有不同的優缺點。

另外，一些研究和專利[31-34]對火龍果采后不同包裝方式（例如高氧氣調、保鮮盒等）進行了研究，不同的包裝方式和包裝結構對于火龍果的采后貯藏均具有一定的保鮮效果。

2.3 熱處理

熱處理是指利用熱蒸汽、熱水或干熱空氣等處理果實，以此抑制果實的呼吸作用，并抑制一些果品表面病原菌的生長，調節果實內部活性氧的代謝，同時熱處理可控制采后害蟲繁殖，從而達到貯藏保鮮的目的[35]。近年來，已有大量學者研究不同熱處理工藝對火龍果貯藏品質的影響。巴良杰等[36]研究了熱處理對采后火龍果品質和抗氧化活性的影響，發現采后熱處理可有效提高火龍果貯藏期間總酚和總黃酮含量，較好地保持了火龍果貯藏品質，并有效抑制抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性的降低。將熱處理與低溫貯藏結合，發現熱處理能抑制火龍果貯藏期的呼吸強度，延緩腐爛率、失重率、相對電導率、MDA 和pH 的升高，抑制各營養品質指標的降低[37]。劉娟[38]研究了貯藏溫度與熱空氣處理對火龍果貯藏品質的影響，發現熱空氣處理不僅可延緩衰老，抑制微生物的繁殖，保證其貯藏品質，而且還影響果實內部活性氧（ROS）自由基的生成以及膜脂過氧化的發生。有研究表明，將熱處理與低溫冷藏相結合，通過優化熱處理工藝，可進一步提高火龍果的保鮮效果[39-42]。因此，熱處理工藝不同，其對火龍果貯藏保鮮效果也不同，且不同的熱處理方式（熱空氣、熱水等）其保鮮效果也有所不同。但無論采用哪種熱處理方式，處理溫度和時間均不宜過高，一般控制在40～50 ℃，處理時間低于20 min，這是因為溫度過高和處理時間過長均可能會導致火龍果腐爛加快，不利于貯藏。

2.4 輻照處理

輻照處理一般是利用X 射線、γ 射線（60Co、137Cs）或紫外射線（UV）輻照果實，改變組織中代謝酶等物質的活性，使其新陳代謝受到抑制，延緩衰老和腐爛，達到貯藏保鮮的目的[43]。Nimitkeatkai 等[44]對鮮切火龍果進行切割前后UV-C 處理，考察貯藏期間微生物菌落總數及火龍果品質的變化，發現UV-C 照射處理組的總需氧菌、大腸桿菌、酵母菌和霉菌菌落總數都顯著降低，且鮮切火龍果的失重率、硬度、色澤和感官評分等指標均優于其他處理，但TSS 和VC 含量基本無改變。Wall 等[45]發現經過X 射線輻照處理的不同品種火龍果果肉的TSS、可滴定酸和果糖含量均無明顯變化，但葡萄糖、蔗糖、總糖含量與輻照劑量呈負相關，且輻照劑量在800 Gy 以下不會對火龍果的檢疫安全性、感官品質等方面產生影響。然而，目前國內關于輻照處理果蔬的研究較少，其延長貯藏期的機理尚不十分明確，且對于果蔬輻照后的安全性問題亦不明確，因此該技術在實際生產中尚未得到大規模應用。

3 化學處理方法對火龍果采后貯藏保鮮的影響

3.1 鈣處理

鈣處理對穩定果實色澤，維持果實營養品質等方面效果明顯。王彬等[46]采用氯化鈣溶液處理火龍果，發現其雖不能抑制火龍果的呼吸作用，但可以一定程度的降低果實腐爛率和水分損失率，且經過鈣溶液處理后，火龍果的營養品質無明顯變化。Ghani 等[47]和Awang 等[48]分別采用氯化鈣處理火龍果，發現采前鈣處理可降低炭疽病和褐腐病的發生率，而且營養品質不受影響；高濃度氯化鈣處理能顯著提高果實硬度，同時降低由于炭疽病發生而引起的果實pH、TSS 和TA 的變化。Chuni 等[49]在研究不同濃度氯化鈣溶液處理對火龍果內源酶活性和品質的影響時發現高濃度氯化鈣處理后，鮮切火龍果的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠甲酯酶（PME）活性降低，同時果實硬度得到提高，但浸泡時間過長會使硬度降低。目前，國內有關氯化鈣溶液應用于果蔬貯藏保鮮的相關研究較少，其是否利于產業化應用以及綠色安全性等問題還尚未明確。

3.2 1-甲基環丙烯（1-MCP）處理

1-MCP 是一種乙烯受體抑制劑，通常被應用在呼吸躍變型果蔬的保鮮方面?；瘕埞m為非呼吸躍變型水果，但大量研究發現1-MCP 對其采后貯藏保鮮同樣具有一定的效果[35]，尤其是在貯藏前期，1-MCP處理可抑制火龍果果實的呼吸作用，顯著延緩火龍果貯藏期內的品質劣變[50-51]。同時，1-MCP 處理也能有效保持火龍果貯藏期間的外觀品質和營養品質，減少果肉及果皮中營養物質的降解，抑制細胞膜的通透性，表現出明顯的保鮮效果[52]。但并不是高濃度和長時間的1-MCP 處理均有利于火龍果的貯藏保鮮。方垚等[53]通過分析貯藏期內火龍果的生理特性和營養品質的變化規律發現：貯藏前期，1-MCP 處理可以有效保持火龍果品質，但一定時間后，1-MCP 可能加速果實的衰老。為了進一步提高火龍果的貯藏品質，將1-MCP 處理與現代新型包裝材料結合使用可能會取得更好的效果[54]。大量研究表明：1-MCP 應用于火龍果采后貯藏保鮮的效果較好，可通過降低細胞膜的通透性來抑制呼吸作用，且0.5～1.0 μL/L 1-MCP 處理對維持冷藏期間火龍果果實的保鮮效果最好，但其對火龍果貯藏保鮮作用的具體分子機制尚未十分明確。

3.3 其他化學試劑處理

目前，國內外比較普遍采用化學試劑處理來延長和保證火龍果的貯藏時間和貯藏品質，雖然處理工藝不同，但都是從調控果實貯藏過程中生理代謝角度出發，一方面通過乙烯調控來抑制果實的呼吸作用，延緩衰老進程；另一方面調控內源酶的活性以及細胞膜的通透性等；再一方面就是通過抑制內部和環境中的病原菌的生長和繁殖來控制果實的腐敗[35]。常用的化學試劑主要包括兩大類：一類為屬于防腐保鮮劑類的茉莉酸甲酯、甲酸乙酯、食品添加劑、β-氨基丁酸、咪酰胺等[55-61]；另一類為屬于生長抑制劑類的水楊酸、赤霉素等[35]。這些試劑的應用雖然在一定程度上可以改善火龍果的保鮮效果，但是它們的作用機制和安全性均未十分明確，需待進行更加深入地研究和實踐。

4 生物處理方法對火龍果采后貯藏保鮮的影響

4.1 植物提取物處理

近年來，隨著人們對食品安全意識的提高，果蔬的采后貯藏、綠色保鮮顯得尤為重要。植物提取物作為天然保鮮劑不僅具有抗氧化活性和抑菌活性，綠色安全，可以有效殺死果實表面、內部以及貯藏環境中的病原菌，預防病原菌侵害，而且還具有抑制果實褐變及黑色素的產生等作用，將其應用于果蔬貯藏保鮮有一定的前景和意義。目前，大量的研究主要集中在綠茶提取物、油茶餅粕提取物、蜂膠提取物、金銀花提取物、丁香提取物、中藥提取物，通過一種或多種提取物復合使用來達到保鮮效果[62-74]。研究也表明植物提取物可有效抑制火龍果表面病原菌、真菌等的生長和繁殖，且對其品質不產生負面影響，食用安全性較高。

4.2 植物精油處理

植物精油是一類從高等植物的花、葉、根、莖、果實等不同組織部位提取的具有揮發性油狀液體的芳香類物質，具有天然、綠色和無殘留等優勢，因此被作為一種新型保鮮劑應用于果蔬保鮮。其應用方式主要有精油采前噴灑、精油浸漬法、精油熏蒸處理、精油復合可食性涂膜及精油保鮮紙等。據報道，芒果精油、龍眼核精油、香芹酚精油和茶樹精油等對火龍果有很好的保鮮效果，通過抑制果實表面霉菌活性，減弱霉菌活動導致的果實腐爛變質，同時還可有效降低果實中酶的活力及其生理活動強度，從而起到綠色保鮮的效果[64,75-77]。但植物精油易揮發，在處理方式和效果持久度方面具有一定的局限性。Aziz 等[78]研究了肉桂葉精油與保鮮紙結合應用對火龍果貯藏期間品質的影響發現，其對貯藏期間火龍果的失重率、硬度和果皮顏色均有顯著影響，而不會對其他生理生化指標和微生物繁殖等產生顯著影響。因此，進一步開發新型運載載體，使植物精油更有效更持久的保留，是開發新型火龍果保鮮劑的一個重要方面。

4.3 生物源涂膜處理

生物源涂膜處理是指使用海藻酸鈉、殼聚糖、果臘等涂膜劑進行涂布、浸泡或噴灑于火龍果果實表層，形成一層透明且富有彈性的膜[79]。有研究表明：火龍果經過SP-1 果蠟處理后，其在貯藏期間果實失重率和TSS 損失顯著降低，該處理有利于果實品質的保持，且果實中脂氧合酶（LOX）及其他各相關內源酶的活性受到明顯抑制，因而降低了超氧陰離子自由基生成速率和H2O2的積累，有效提高了貯藏期內還原型抗壞血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）的含量[80]。也有研究采前噴施殼聚糖處理火龍果，該方法可以保護果實細胞膜不被破壞，減緩水分損失，延緩果皮變薄等生理代謝，同時延長其貯藏時間并保持貯藏品質，其中以采前噴施4 g/L 殼寡糖（分子量5 000）處理的效果最佳[81]。

除單一施用涂膜劑外，國內外已有大量研究將多種涂膜劑復合聯用，有效地維持了較高的果實內容物，穩定果皮色素、含水率和不溶性果膠含量，使果實保持較好的外觀和硬度。Ali 等[82]采用雙層涂膜技術對火龍果進行處理，發現納米級殼聚糖分散液+1.0%常規殼聚糖的雙層涂膜效果最好，可保持火龍果品質長達28 d，其果實失重率僅為12.0%。玉新愛[83]研究了不同涂膜處理（包括復合涂膜處理）對火龍果貯藏品質及生理生化指標的影響，發現涂膜處理均能有效降低果實失重率，延緩各營養品質指標的下降，其中5%蔗糖基聚合物+1%海藻酸鈉處理的保鮮效果最佳，25 ℃下可有效延長其貯藏期4 d。此外，據報道復合涂膜處理還能通過調節相關酶的活性，抑制果實的呼吸強度，從而延緩果實的衰老和腐爛，以達到保鮮效果。也有研究發現，涂膜處理與低溫貯藏相結合可使火龍果的貨架期延長至45 d，且能保持較好的品質[83-84]。Hernández-Valencia 等[85]將殼聚糖與羥丙基甲基纖維素交聯制成乳化劑，加入印楝油，制備復合型印楝油涂膜劑，用于處理火龍果，發現處理后的火龍果在貯藏過程中表現出較佳的果實采后品質，且在（10±2）℃下保質期達到15 d。張綠萍等[86]比較了殼聚糖復合保鮮劑、保鮮劑涂膜方式以及納米果臘處理對火龍果貯藏時間的影響，發現復合保鮮劑（1.0%殼聚糖+0.6%納米載銀抗菌粉+0.08%茶多酚）結合冷庫貯藏能延長火龍果的貯藏時間2～4 d，而PVC 保鮮袋套袋和果蠟涂膜處理則不利于火龍果的貯藏保鮮。

另外，一些新型涂膜劑也被應用于火龍果的保鮮，例如活性菌菌種及其離心上清液[87-88]，微生物發酵液等。方垚[31]將微生物發酵液作為涂膜劑，應用于火龍果貯藏保鮮，發現微生物發酵液涂膜處理可以明顯降低其呼吸峰值、失重率和pH 值，提高VC 和可溶性蛋白含量，說明微生物發酵液可穩定火龍果貯藏期內各營養物質（例如甜菜苷等）的含量變化?？傮w來說，涂膜處理可有效改善火龍果的貯藏保鮮效果，且其操作簡單，與其他保鮮技術聯合應用效果更佳，但火龍果表面具有鱗片，并不光滑平整，涂膜處理后不易形成完整的膜層，因此在實際應用過程中還存在一定的局限性。

5 展望

目前，大量的研究基本上是基于火龍果采后的外觀、營養品質及基本生理生化指標，通過各種物理、化學和采收期的調節等方法調控果實的成熟衰老，但基于更深層次有關細胞、分子水平等方面的研究開展較少，對于從根本上如何延長火龍果采后貯藏期的機理尚不明確，且現有的各種方法均各具優缺點，難以形成系統的保鮮技術規程。

建議以后可以從以下幾個方面和領域開展相關研究：一是通過調節產地、栽培技術和新品種選育等措施，調控火龍果的種植區域，實現火龍果的全年供應，擺脫受氣候、產地等栽培條件的限制；二是以農產品加工副產物（如芒果皮核、菠蘿皮渣等）為原料，從減少生產成本、提高安全性角度，開發新型高效、天然、綠色環保的保鮮劑或保鮮包裝材料；三是從綜合角度出發，將低溫貯藏、氣調貯藏、涂膜處理等多種物理、化學方法相結合，探索火龍果采前防控、采后貯藏保鮮的綜合技術，制定不同地區、不同品種火龍果采后貯藏保鮮技術規程；四是闡析火龍果采后貯藏保鮮過程中各種生理代謝變化的機制，主要從細胞及分子水平揭示其變化的機理，例如基于代謝組和蛋白組學比較采前、采后或各處理前后火龍果營養品質差異代謝物水平、相關蛋白或基因的差異表達、乙烯合成過程中關鍵酶基因的表達及代謝通路等，以突破火龍果采后貯藏保鮮產業存在的瓶頸問題，從根本上延長火龍果貯藏保鮮時間，提高貯藏品質。