苯乳酸處理對香蕉果實后熟品質的影響

高羽莎，李奕星，李芬芳，袁德保，陳 嬌,*

（1.海南大學食品科學與工程學院，海南 ?？?570228；2.中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所，海南 ?？?571101）

香蕉（Musa acuminate）是熱帶和亞熱帶地區重要的經濟作物和糧食作物[1]。我國是香蕉的主產大國之一，年產量超1 000 萬t，在海南、福建、廣東、云南、廣西及臺灣等地大面積種植[2-3]。香蕉的氣味芳香、肉質甜糯、營養價值高，深受廣大消費者的喜愛。作為一種典型的呼吸躍變型果實，香蕉在成熟過程中呼吸強度急速升高，達到高峰后迅速下降，直至衰老。據統計，香蕉果實采后運銷過程中因腐爛而造成的損失達20%以上，這其中最主要的原因是香蕉在采后貯藏過程中易發生軟化，果實軟化后又非常容易受到有害病原菌的侵染，進一步加速了果實的軟化及腐爛[4]。因此，開發安全、高效的保鮮技術來延緩香蕉成熟衰老，減少采后損失并延長貨架期具有重要意義。

近年來，物理保鮮技術、化學保鮮技術、生物保鮮技術也在不斷完善與發展中。熱處理是一種常見的物理保鮮技術，可以延長果實的貨架期，保持果實的品質[4-5]。冷激處理可以延緩果實的軟化，延長其貨架期[6]。輻照處理具有良好的殺菌特性[7]。但大多數的物理保鮮技術成本較高，技術參數不好控制且需要消耗更多的能源?；瘜W保鮮技術中常采用1-甲基環丙烯（1-MCP）來延長果實的貨架期[8-9]，但是1-MCP在實際應用中會出現果皮轉色不均勻等問題[10]。另外，研究發現，水楊酸、苯并噻二唑等化學試劑可降低香蕉采后病害的發生，增強與防御相關的酶活力，從而延緩香蕉果實的成熟與軟化，保持良好的果實品質[11-12]。生物保鮮技術是通過利用微生物菌體及其代謝產物、天然提取物和分子生物學技術達到保鮮目的，因其安全、高效、天然等特性，在果蔬保鮮領域備受關注[13-14]。研究發現，殼聚糖處理可有效抑制果實的軟化和可溶性固形物的形成，降低果實的呼吸速率，并延緩果實腐爛的發生，從而達到保鮮的目的[15-16]。Soradech等[17]利用蟲膠和明膠復合涂膜處理香蕉，可抑制果實失重率的上升和果實軟化，顯著延長了香蕉的貨架期。Chen 等[18]研究發現，外源原花青素處理延緩了香蕉果實的后熟衰老進程，并較好地保持了果品品質。

苯乳酸（Phenyllactic acid）又稱作2-羥基-3-苯基丙酸，分子式為C9H10O3，是一種具有廣譜抑菌作用的新型天然生物防腐劑[19-20]。苯乳酸具有安全無毒、穩定性好、適用性廣等優點，能抑制食源性致病菌、腐敗菌，特別是能夠抑制真菌的污染，從而延長食品的貨架期，被廣泛應用于食品保鮮[21]。研究表明，苯乳酸可以防止小麥面粉、面包等焙烤制品、谷物中霉菌及肉制品中致病菌的污染，從而延長食品的儲藏期[22]。但是，目前苯乳酸應用于果蔬保鮮的研究較少。部分研究表明，苯乳酸可用于草莓或甜櫻桃的保鮮[23-25]。

本試驗通過研究苯乳酸處理對香蕉果實采后貯藏過程中品質相關指標的影響，從而對延長香蕉果實貨架期和提高果實品質進行有效調控，以期為苯乳酸在香蕉果實采后保鮮中的應用提供一定的理論和數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

香蕉：品種為‘南天黃’，購于中國熱帶農業科學院澄邁實驗基地，選取果形端正、大小均勻、無病蟲害及機械傷，成熟飽滿度為7～8 成的香蕉果實，在果園落梳后立即運回實驗室。

乙烯利，上海華誼集團華原化工有限公司；苯乳酸，上海麥克林生化科技股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備

Minolta CR-400全自動測色色差計，柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；TA.XT.PLUS 質構儀，英國SMS 公司；PAL-BX/ACID6 糖酸檢測儀，日本愛拓公司；Felix F-900 三氣分析儀，上海澤泉科技股份有限公司；LRH-250-SE 恒溫恒濕培養箱，廣東泰宏君科學儀器股份有限公司；ME203/02電子分析天平，梅特勒托利多科技（中國）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將每梳香蕉分成單個蕉指后，晾干脫膠約2 h以從切割部分排出膠液，然后使用1 g/L 乙烯利水溶液浸泡1 min，晾干6 h。首先，進行預試驗，采用不同質量濃度（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/100 mL）的苯乳酸溶液浸泡香蕉3 min。結果表明，質量濃度為0.6 g/100 mL的苯乳酸能較大程度地減輕果實腐爛，而較低濃度的苯乳酸抑制效果較差，但更大濃度的苯乳酸會在一定程度上影響果實后熟軟化且增加成本。因此，后續試驗采用質量濃度為0.6 g/100 mL的苯乳酸進行處理。將果實隨機等量分成對照組和處理組。對照組用清水浸泡3 min，晾干后轉入23 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕培養箱中貯藏；處理組于0.6 g/100 mL苯乳酸溶液中浸泡3 min，晾干，隨后轉入23 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕培養箱中貯藏。

每2 d觀察各處理果實的外觀變化，同時拍照記錄，根據公式計算其腐爛率及病情指數，并測定果實硬度、果皮色度、可溶性固形物含量、乙烯釋放速率等指標。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 腐爛率及病情指數

隨機選取40根香蕉果實為一個處理，每2 d統計對照組和處理組的腐爛果實數量，觀察發病情況并進行分級。

香蕉果實腐爛率：香蕉病斑直徑2 mm 以上認定為腐爛，按公式（1）計算腐爛率。

按照病斑面積進行分級。0 級：無病害；1 級：病斑面積＜果實面積的25%；2級：果實面積的25%≤病斑面積＜果實面積的50%；3級：果實面積的50%≤病斑面積＜果實面積的75%；4級：病斑面積≥果實面積的75%。按公式（2）計算病情指數。

1.2.2.2 果皮色度

使用全自動測色色差計測定果皮的色度，每次隨機在果皮中部區域的3個位置進行測定，每個樣品進行3次重復，并記錄色調角（h）。

1.2.2.3 果實硬度

使用質構儀測定果實硬度。每次隨機在果實赤道處取3 個位置進行測定，用直徑為2 mm 的平板探頭，位移參數為10 mm，穿透速度為1 mm/s，每個樣品進行3次重復，果實硬度單位為N。

1.2.2.4 可溶性固形物含量

使用糖酸檢測儀測定。每根香蕉取果指中段果肉放入研缽中研碎，取少量濾液均勻滴加到糖酸檢測儀上，記錄讀數，每個樣品進行3次重復，可溶性固形物含量單位為%。

1.2.2.5 乙烯釋放量

從各處理組中選取6個香蕉樣品分別放入5 L的密封玻璃罐中，在25 ℃下靜置1 h以檢測果實乙烯釋放量，用Felix F-900 三氣分析儀對從罐子中取出的10 mL 頂空氣進行采樣和分析，每個處理進行3 次重復，乙烯釋放量單位為μL/（kg·h）。

1.2.3 數據處理

所有試驗取3 次重復測定結果的平均值。采用Excel 2010軟件統計數據；采用SPSS軟件進行差異顯著性分析，并使用Origin 2023軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 苯乳酸處理對香蕉果實腐爛率及病情指數的影響

腐爛率是判斷果實貯藏品質的主要表觀指標之一。如圖1所示，兩組香蕉的腐爛率隨著貯藏時間的延長而逐漸上升。在貯藏過程中，苯乳酸處理的香蕉腐爛率明顯低于對照組。對照組在貯藏4 d 后腐爛率開始急速上升，而苯乳酸處理組在貯藏第6天才開始出現腐爛，此時對照組腐爛率是苯乳酸處理組的2.71 倍。貯藏8 d 時，對照組的果實腐爛率高達97.5%，而苯乳酸處理組的果實腐爛率為72.5%?？梢姳饺樗崽幚砟軌蛴行б种葡憬豆麑嵏癄€，延長果實的貨架期。這可能與苯乳酸抑制果實腐爛致病菌的作用有關，也與苯乳酸處理附著于香蕉表面對病菌的阻隔作用有關[24]。

圖1 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實腐爛率的影響Fig.1 Effect of phenyllactic acid treatment on rotting rates of banana fruits during storage

如圖2 所示，兩組香蕉在貯藏0～4 d 的病情指數無明顯變化，對照組果實在貯藏4 d后急劇上升。貯藏第6 天時，對照組的病情指數是苯乳酸處理組的7倍（P＜0.05）。貯藏第8 天時，對照組果實的病情指數為62.5，苯乳酸處理組的病情指數僅為35.6，顯著低于對照組（P＜0.05）。

圖2 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實病情指數的影響Fig.2 Effect of phenyllactic acid treatment on disease indices of banana fruits during storage

2.2 苯乳酸處理對香蕉果實顏色變化的影響

香蕉果皮顏色直接影響到香蕉的外觀品質和商品價值。由圖3 可以看出：貯藏期間，苯乳酸處理延緩了香蕉果實顏色轉黃，對照組果實顏色從貯藏4 d開始變黃，而處理組從6 d才開始轉黃。另外，h值是反映果皮顏色的重要指標之一。由圖4可以看出：香蕉果皮的h值隨著貯藏時間的延長而下降，貯藏8 d時，對照組的果皮h值由初值（112.92）急劇下降到78.57，而經苯乳酸處理的香蕉果實從初值（112.92）下降到85.05，并且對照組的果皮h值在貯藏期間均低于苯乳酸處理組的果實。

圖3 香蕉果實貯藏期間外觀變化Fig.3 Appearance changes of banana fruits during storage

圖4 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果皮h值的影響Fig.4 Effect of phenyllactic acid treatment on h values of banana peel during storage

2.3 苯乳酸處理對香蕉果實硬度的影響

硬度能夠直觀反映出果實的軟化程度。由圖5可知，在整個貯藏期間，香蕉果實的硬度不斷降低，兩組的硬度變化趨勢基本一致。對照組的硬度在0～2 d急劇下降，之后逐漸趨于平緩，苯乳酸處理組的果實硬度于2～4 d急劇下降后逐漸趨向平穩，且貯藏期間對照組果實的硬度均低于苯乳酸處理組，2～4 d 苯乳酸處理組果實硬度顯著高于對照組（P＜0.05）?？梢?，苯乳酸處理可有效延緩香蕉果實的軟化，保持果實的硬度。

圖5 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實硬度的影響Fig.5 Effect of phenyllactic acid treatment on the hardness of banana fruits during storage

2.4 苯乳酸處理對香蕉果實可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量是決定香蕉成熟口感的重要指標。在香蕉成熟期間，可溶性固形物含量升高，使果肉變得香甜。如圖6 所示：在貯藏初期，香蕉果實的可溶性固形物含量為1.66%，隨著貯藏時間的延長，可溶性固形物含量升高，苯乳酸處理組的可溶性固形物含量上升速率相對較緩。貯藏8 d時，對照組的可溶性固形物含量為14.1%，而苯乳酸處理組為12.2%，二者間差異達顯著水平（P＜0.05）。由此可見，苯乳酸處理可以延緩香蕉果實可溶性固形物含量的升高，抑制香蕉果實的糖代謝。

圖6 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實可溶性固形物含量的影響Fig.6 Effect of phenyllactic acid treatment on soluble solid contents of banana fruits during storage

2.5 苯乳酸處理對香蕉果實乙烯釋放量的影響

香蕉屬于呼吸躍變型果實，在采后貯藏過程中出現的明顯的乙烯釋放高峰是果實成熟和衰老的重要標志。由圖7可知：苯乳酸處理對香蕉果實的乙烯釋放具有明顯的抑制作用。貯藏期間，對照組和苯乳酸處理組的乙烯釋放量均呈先上升后下降的趨勢，并均在貯藏6 d 時達到乙烯釋放高峰，其中對照組的乙烯釋放量為29.45 μL/（kg·h），苯乳酸處理組的乙烯釋放量為14.90 μL/（kg·h），二者間呈顯著性差異（P＜0.05），之后兩組果實的乙烯釋放量均迅速下降，且對照組的乙烯釋放量在整個貯藏期間均顯著高于苯乳酸處理組（P＜0.05）。

圖7 苯乳酸處理對貯藏期間香蕉果實乙烯釋放量的影響Fig.7 Effect of phenyllactic acid treatment on ethylene release rates of banana fruits during storage

3 討論與結論

香蕉是一種呼吸躍變型果實，采后成熟過程會發生一系列復雜的生理變化，如果皮褪綠轉黃、果肉硬度下降、可溶性固形物含量升高等[18]。目前，已有許多關于采后處理延緩香蕉果實衰老并保持果品質量的研究。例如，抗壞血酸[26]、殼聚糖[27]、1-MCP和乙烯結合[28]、單加氧酶結合海藻酸鈉[29]、L-半胱氨酸鹽酸鹽[30]、外源原花青素[18]等處理均可以在一定程度上延緩香蕉果實后熟衰老并減緩果實品質劣變。但由于各處理方式的自身優勢及人們對高品質果實的追求，開發更多高效、綠色、環保的保鮮技術將成為果實采后研究的發展趨勢。

乙烯在調控呼吸躍變型果蔬的成熟過程中發揮著至關重要的作用。乙烯含量的增加會導致果實快速老化和品質下降[31]。本試驗發現，苯乳酸處理顯著降低了香蕉果實中的乙烯釋放量，這可能導致其他與果實成熟相關的生理指標發生變化。果實顏色、硬度及可溶性固形物含量是果實成熟的重要指標[31]。本試驗結果表明：苯乳酸處理可延遲香蕉果實轉黃，顯著減緩果實的軟化過程，并推遲香蕉果實中可溶性固形物含量的積累。另外，腐爛率和病情指數也是衡量果實外觀品質的重要指標之一，果實腐爛率及病情指數越高，表明腐爛程度越高[32]。本試驗中，0.6%苯乳酸處理能有效降低香蕉果實的腐爛率及病情指數，表明苯乳酸處理能有效延緩香蕉果實的腐爛進程。作為一種新的抗菌劑，苯乳酸引起了相當大的關注并得到了廣泛研究[33]。研究表明，苯乳酸對于李斯特菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等病原菌表現出廣譜抗菌活性[34]。在與乳酸鏈球菌結合使用時，相對較低濃度的苯乳酸（0.1%）顯示出對肉類和牛奶樣品中的金黃色葡萄球菌具有顯著的抑制效果[35]。本試驗初步證明了苯乳酸在控制香蕉果實采后病害病情發展方面的潛力。然而，還需進一步研究其抗菌功效的機制。

香蕉果實的成熟過程與病害的發生具有協同關系。一方面，果實成熟會降低對病菌的抵抗力。另一方面，果實感染病害后新陳代謝會加速以抵抗病原體，這也加速了其對營養物質的消耗，進而加速衰老過程。

本研究結果表明，苯乳酸處理有效降低了香蕉果實的腐爛率及病情指數。因此，苯乳酸可能通過抑制病菌的生長，從而減輕香蕉果實腐爛，并進一步延緩果實的成熟，影響成熟相關的生理指標的變化，包括：抑制果實軟化和果皮顏色轉黃，減緩可溶性固形物在果肉中的積累，保持香蕉貯藏期間的品質，延長果實的貯藏時間。本研究將為苯乳酸的有效利用及香蕉采后保鮮技術的開發提供理論依據。