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桃果实采后易变质,为解决此问题,研究人员开展气调贮藏(CA)对桃果实保鲜效果的研究。结果表明 CA 能抑制果实变色、保持硬度、减少乙烯生成。这为减少采后损失、提升园艺经济效益提供科学策略。
在水果的世界里,桃子凭借着甜美的口感和丰富的营养价值深受人们喜爱。然而,桃子就像个娇弱的 “小公主”,采后极容易快速变质。在一般的储存条件下,桃子不仅会迅速变软、腐烂,而且还特别容易受到低温的影响,出现内部褐变、果肉发绵、多汁性丧失等冷害症状。这些问题不仅让消费者望而却步,也给果农和水果产业带来了巨大的经济损失。为了延长桃子的保鲜期,减少这些损失,来自韩国农村振兴厅国立园艺与草药科学研究所采后研究部等机构的研究人员,展开了一项关于气调贮藏(Controlled Atmosphere,CA)对桃子保鲜效果的研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是果实储存实验,将桃子分别置于 CA 和普通冷藏(reefer)条件下储存,并设置不同温度;其次是各项指标测定,如利用专业仪器测定果实质量损失率、硬度、颜色变化、呼吸速率和乙烯生成量等;然后是转录组分析,通过提取桃子 RNA,构建文库测序,进行基因表达定量和功能注释,筛选差异表达基因(DEGs);最后进行抗氧化酶活性测定,采用标准分光光度法检测超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性。
研究结果
- CA 和温度对桃果实内部色泽的影响:在储存期间,CA 贮藏显著抑制了桃子的内部变色。从视觉外观和内部 CIE a? 值来看,10℃下 CA 贮藏的桃子内部 a? 值增长比冷藏慢。到第 7 天,10℃冷藏的桃子内部 a? 值增加约 70%,而相同温度下 CA 贮藏的仅增加 30%。同时,10℃贮藏比 20℃更能有效抑制内部变色12。
- 果实的生理特性
- 失重率:所有条件下桃子失重率均随储存时间增加,但 20℃冷藏条件下失重率最高,到第 7 天约为 7%;10℃ CA 贮藏条件下失重率最低,整个储存期都低于 2%34。
- 果实硬度:所有条件下桃子硬度均显著下降,温度越高下降越明显。20℃冷藏的桃子硬度下降最快,到第 7 天约为 5N;10℃ CA 贮藏的桃子在第 5 天前硬度显著高于其他处理,超过 10N56。
- 呼吸速率:呼吸速率在采后先下降后上升,20℃冷藏的桃子呼吸速率最高,第 7 天达到约 45mg kg?1 h?1 ;10℃ CA 贮藏的桃子呼吸速率始终较低,低于 30mg kg?1 h?1 78。
- 乙烯生成量:不同储存条件下乙烯生成量差异显著,20℃冷藏的桃子乙烯生成量最高,第 3 天显著增加,达到 4μg kg?1 h?1 ;10℃ CA 贮藏的桃子乙烯生成量最低,始终低于 2μg kg?1 h?1 910。
- 储存条件对桃果皮颜色参数的影响
- CIE L * 值:代表亮度,所有条件下均有波动。20℃冷藏的桃子早期亮度下降明显,第 7 天部分恢复;10℃ CA 贮藏的桃子 L * 值更稳定11。
- CIE a?值:代表红色度,虽各处理组间无显著差异,但 CA 处理组在储存 5 天后 a? 值有降低趋势12。
- CIE b?值:代表黄色度,不同储存条件下变化不同,第 7 天 20℃贮藏的桃子 b? 值显著高于其他组13。
- 色度值:所有条件下均增加,20℃冷藏的桃子色度值最高,10℃ CA 贮藏的桃子最低14。
- 桃子冷藏与气调贮藏的差异基因表达:转录组分析显示,冷藏和气调贮藏在乙烯生物合成、信号传导以及乙烯响应因子(ERF)家族基因表达上存在差异。冷藏时,约 65% 乙烯生物合成相关基因表达增加;气调贮藏时,约 70% 此类基因表达下降。同时,冷藏时约 60% 的 ERF 基因表达增加,气调贮藏时约 55% 的 ERF 基因上调151617。
- 桃子储存过程中特定细胞壁相关基因的热图分析:气调贮藏下调了与细胞壁修饰相关基因的表达,如多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶裂解酶(PL)、扩张蛋白(EXP)、β - 半乳糖苷酶(BGAL)、果胶甲酯酶抑制剂(PMEi)、岩藻糖基转移酶(FUT)和纤维素酶(CEL),有助于保持果实硬度1819。
- 桃子储存过程中活性氧相关酶活性分析:气调贮藏和冷藏条件下,CAT、SOD 和 POD 活性变化不同。气调贮藏可能抑制氧化应激反应,稳定 SOD 活性,并使 POD 活性在储存后期略高于冷藏202122。
研究结论与讨论
该研究表明,CA 贮藏,尤其是在低温下,能有效保持桃子的采后品质,通过抑制变色、保持硬度、减少乙烯生成来延长桃子的货架期。分子分析显示,CA 贮藏下调了乙烯相关和细胞壁降解基因,同时上调了 ERF 基因,这表明桃子的抗逆性增强。不过,还需要对不同品种的桃子在更长储存时间内进行研究,并且评估 CA 贮藏对桃子风味和营养品质的影响。CA 贮藏为园艺产业带来了显著的实际效益,它能延缓果实成熟、减少损耗,提高经济效益和果实品质。将 CA 贮藏与新兴技术相结合,有望进一步优化采后处理实践。这项研究为桃子保鲜提供了重要的理论依据和实践指导,对整个园艺产业的可持续发展具有重要意义。