UV-C與檸檬酸處理對采后香蕉貯藏品質的影響

易茜 吳寧 李景原 王瀚博 張亮

摘??要：香蕉是富含營養物質且具有重要經濟價值的熱帶水果，也是中國南方四大水果之一。香蕉是一種典型的呼吸躍變型果實，采后乙烯的大量釋放使香蕉在貯藏過程中加快成熟和衰老，影響香蕉貯藏保鮮及經濟價值。因此有必要研究提高香蕉采后貯藏品質的技術方法，為實踐應用提供理論依據。本研究以采后香蕉為材料，分別通過UV-C輻照、檸檬酸浸泡以及二者的復合處理3種方法處理香蕉，在溫度為（20±2）℃、濕度為60%～70%的條件下黑暗貯藏12?d，分別于貯藏期的第1、6、9、12天對各組進行隨機取樣，通過測定硬度、失重率、可滴定酸含量、可溶性固形物含量等生理和品質指標，研究不同處理方法對采后香蕉貯藏品質的影響。結果表明：3.96×10–2?KJ/m2?UV-C輻照和復合處理（3.96×10–2?KJ/m2?UV-C輻照+2.0%檸檬酸）對香蕉的保鮮效果明顯優于檸檬酸處理，表現為顯著抑制果實硬度的下降，延緩失重率的增加，抑制可溶性固形物含量的增加和可滴定酸含量的下降，維持果實糖酸比。在貯藏結束時，與CK相比，UV-C輻照和復合處理的香蕉硬度分別增加9.09%和13.63%，失重率分別減少22.00%和11.43%，糖酸比分別減少40.00%和42.30%。此外，UV-C輻照和復合處理有效抑制了香蕉黃酮類物質、酚類物質和維生素C含量的下降，提高了果實DPPH自由基清除率和抗氧化能力。在貯藏結束時，與CK相比，UV-C輻照和復合處理的維生素C含量分別增加了0.82%和1.27%，總多酚含量分別增加了25.92%和41.65%，總黃酮含量均增加了約30.00%，DPPH自由基清除率分別增加了13.98%和36.59%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理均可提高采后香蕉貯藏品質，延長其貨架期。因此，可以選用該方法作為綠色、安全有效的香蕉采后保鮮技術。

關鍵詞：香蕉；UV-C；檸檬酸；貯藏品質中圖分類號：S668.1??????文獻標識碼：A

Effects?of?UV-C?and?Citric?Acid?Treatment?on?Storage?Quality?of?Postharvest?Banana

YI?Qian，?WU?Ning，?LI?Jingyuan，?WANG?Hanbo，?ZHANG?Liang*

College?of?Life?Science，?Henan?Normal?University，?Xinxiang，?Henan?453007，?China

Abstract：?Banana?is?a?tropical?fruit?rich?in?nutrients?and?has?important?economic?value.?It?is?also?one?of?the?four?major?fruits?in?South?China.?Banana?is?a?typical?climacteric?fruit.?The?release?of?ethylene?in?banana?after?harvest?could?accelerate?the?ripening?and?senescence?of?banana?during?postharvest?storage，?which?would?affect?the?storage?freshness?and?economic?value?of?banana.?Therefore，?it?is?necessary?to?explore?the?technology?of?improving?banana?postharvest?storage?quality，?thus?providing?theoretical?basis?for?practical?application.?In?this?study，?postharvest?bananas?were?treated?by?UV-C?irradiation，?citric?acid?immersion?and?the?combination?treatment，?respectively.?The?bananas?were?stored?in?the?dark?for?12?days?at?a?temperature?of?（20±2）℃?and?a?humidity?of?60%-70%，?and?randomly?sampled?on?the?1st，?6th，?9th?and?12th?day?for?each?treatment?during?the?storage?period.?The?effects?of?the?three?methods?on?postharvest?banana?storage?quality?were?studied?by?measuring?physiological?and?quality?indexes，?such?as?hardness，?weight?loss?rate，?titratable?acid?content，?and?soluble?solid?content.?The?results?indicated?that?the?treatment?with?UV-C?irradiation?at?the?dose?of?3.96×10–2?KJ/m2?and?combined?treatment?（3.96×10–2?KJ/m2?UV-C?irradiation?together?with?2.0%?citric?acid?soak）?resulted?in?better?freshness?effects?than?that?of?citric?acid?treatment，?showing?that?the?decrease?of?fruit?hardness?was?significantly?inhibited，?the?increase?of?weight?loss?rate?was?delayed，?the?increase?of?soluble?solid?content?and?the?decrease?of?titratable?acidity?content?were?inhibited，?and?the?sugar-acid?ratio?were?maintained.?At?the?end?of?storage，?UV-C?irradiation?and?combined?treatment?increased?the?hardness?of?bananas?by?9.09%?and?13.63%，?reduced?weight?loss?by?22.00%?and?11.43%，?and?decreased?sugar-acid?ratio?by?40.00%?and?42.30%，?respectively，?compared?with?the?control?group.?In?addition，?UV-C?irradiation?and?combined?treatment?effectively?inhibited?the?decrease?of?flavonoids，?phenols?and?vitamin?C?contents，?and?improved?the?DPPH?free?radical?scavenging?rate?and?antioxidant?capacity.?At?the?end?of?storage，?UV-C?irradiation?and?combined?treatment?increased?the?vitamin?C?contents?of?bananas?by?0.82%?and?1.27%，?the?total?polyphenol?contents?by?25.92%?and?41.65%，?the?total?flavonoids?contents?by?about?30.00%，?and?DPPH?radical?scavenging?rate?by?13.98%?and?36.59%，?respectively，?compared?with?the?control?group.?In?conclusion，?both?UV-C?irradiation?and?combined?treatment?can?improve?storage?quality?and?prolong?shelf?life?of?postharvest?bananas.?Therefore，?these?two?methods?can?be?used?as?green，?safe?and?effective?post-harvest?preservation?technologies?for?bananas.

Keywords：?banana;?UV-C;?citric?acid;?storage?quality

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.021

香蕉（Musa?nana?Lour.）是芭蕉科芭蕉屬植物[1]，為多年生單子葉草本植物，是熱帶、亞熱帶名果之一。香蕉果肉細膩可口，營養價值極高，還具有抗潰瘍、降血糖、抗腫瘤、延緩衰老等功能，深受人們的喜愛[1]。香蕉是一種非常典型的呼吸躍變型果實，采后乙烯的大量釋放使香蕉在貯藏過程中加快成熟和衰老，縮短了香蕉的貯藏時間，影響其經濟效益[2-3]。有研究顯示香蕉采后損失率將近50%，遠高于我國果蔬采后平均損耗率25%[4]。因此有必要探究提高香蕉采后貯藏品質的新技術。

研究表明，UV-C輻照是一種環保、安全的消殺技術，并應用于果蔬貨架保鮮的研究中。DING等[5]研究發現UV-C輻射劑量低至0.01?KJ/m2時能夠減少香蕉水分的散失，減緩果實的軟化，提高總酚含量。此外，植物中存在一種物質——檸檬酸，也應用于果蔬保鮮研究中。研究發現采后荔枝用檸檬酸浸泡處理后能提高果實保鮮效果，其原因是檸檬酸抑制了多酚氧化酶（PPO）的活性，進而降低褐變的發生[6]。然而有關UV-C輻照和檸檬酸在香蕉保鮮中的研究報道有限。本研究采用不同劑量UV-C輻照、不同濃度檸檬酸浸泡以及二者復合處理香蕉進行不同時間的貯藏，旨在比較3種處理方法對采后貯藏香蕉外觀和果實生理指標的影響，為貨架期香蕉保鮮提供安全、簡便且環保的技術方法，從而延長香蕉果實品質，降低經濟損失。

1??材料與方法

1.1??材料

供試香蕉購自河南省新鄉市永輝超市，選擇六成熟香蕉，于20?℃?2?h內運至實驗室。挑選大小勻稱，無外觀損傷的果實，稍微清理后置于聚乙烯盒（21?cm×15?cm×10?cm），備用。

1.2??方法

1.2.1??UV-C和檸檬酸處理的最佳劑量篩選??選取240個香蕉果實，隨機分為兩部分，其中每部分再隨機分為6組，分別進行UV-C和檸檬酸單處理。綜合香蕉的外觀、失重率及硬度進行比較分析，確定UV-C和檸檬酸處理的最佳劑量。

UV-C處理：以UV-C燈管（120?mm?36?W，飛利浦）作為UV-C輻照光源，將UV-C燈管置于香蕉果實上方50?cm處的實驗架子上，以6個不同時間/劑量的UV-C輻照對每面香蕉果實進行處理，各處理為0?s?0?KJ/m2（CK）、30?s?1.98×10–2?KJ/m2、60?s?3.96×10–2?KJ/m2、90?s?5.94×10–2?KJ/m2、120?s?7.92×10–2?KJ/m2、180?s?11.88×10–2?KJ/m2。

檸檬酸處理：設置6個檸檬酸濃度分別為0、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%。各濃度浸泡處理香蕉3?min后將香蕉取出，待香蕉表面水分晾干后，置于聚乙烯保鮮盒中。

UV-C和檸檬酸分別單處理后，將各處理的香蕉置于聚乙烯保鮮盒中黑暗貯藏12?d，貯藏條件：溫度為（20±2）℃，濕度為60%～70%。在香蕉貯藏后第1、6、9、12天對不同處理隨機取樣，進行硬度和失重率等生理指標的測定，并每天固定時間、固定位置拍照。各項指標測定重復4次。

1.2.2??UV-C與檸檬酸處理對采后香蕉品質的影響??選取80個香蕉，隨機分為4組，按照1.2.1確定的UV-C輻照時間/劑量和檸檬酸濃度分別進行以下處理：（1）對照（CK）：蒸餾水浸泡3?min；（2）UV-C處理（UV-C）：UV-C依次輻照香蕉兩側（果實與燈管的距離同1.2.1），然后用蒸餾水浸泡3?min；（3）檸檬酸處理（CA）：檸檬酸浸泡3?min；（4）UV-C和檸檬酸復合處理（UV+CA）：先進行UV-C輻照香蕉兩側（果實與燈管的距離同1.2.1），接著用檸檬酸浸泡處理3?min。各處理完成后，待香蕉表面水分晾干后放入聚乙烯保鮮盒中黑暗貯藏12?d（貯藏條件同1.2.1）。在香蕉貯藏后第1、6、9、12天對不同處理隨機取樣，進行相關生理和品質指標的測定，各項指標測定重復4次。以上試驗重復4次。

1.2.3??生理和品質指標測定??（1）硬度。采用GY-2型果實硬度計測定香蕉果肉的硬度[7]。

（2）失重率。根據公式計算失重率[7]，失重率=（mc–mt）/mc×100%，mc表示香蕉貯藏起始重量值，mt表示香蕉貯藏不同時間后的重量值。

（3）可溶性固形物含量。采用阿貝折光儀測定香蕉果肉的可溶性固形物含量[8-9]。

（4）維生素C含量。采用鉬藍比色法[10]測定香蕉果肉的維生素C（Vc）含量。

（5）總黃酮含量。參考王影等[11]的方法測定香蕉果肉的總黃酮含量。

（6）總酚含量。參考曹建康等[12]的方法測定香蕉果肉的總酚含量。

（7）可滴定酸含量。采用酸堿滴定法[13]測定香蕉果肉的可滴定酸含量。

（8）DPPH自由基清除率。參考李瓊[14]的方法測定香蕉果肉的DPPH自由基清除率。

（9）糖酸比。糖酸比是可溶性固形物與可滴定酸的比值[15]。

1.3??數據處理

試驗遵循完全隨機設計的原則。數據采用SPSS軟件進行單因素方差分析（ANOVA），采用LSD多重比較法進行差異顯著性分析（P<0.05），采用Excel軟件繪圖。結果以平均值±標準差表示。

2??結果與分析

2.1??篩選UV-C和檸檬酸處理的最佳劑量

香蕉果實經不同劑量UV-C輻照處理后貯藏第9天的外觀如圖1A所示，與CK相比，UV-C輻照處理的香蕉果皮黑斑較少，且UV-C輻照處理60?s輻照劑量為3.96×10–2?KJ/m2的效果最佳。由圖1B和圖1C可知，與CK相比，UV-C輻照可抑制香蕉重量減少而保持果實硬度，其中輻照時間為60?s輻照劑量為3.96×10–2?KJ/m2的處理效果最佳。綜上，UV-C輻照60?s輻照劑量為3.96×10–2?KJ/m2的外觀保鮮效果最好，以此劑量進行后續香蕉保鮮作用研究。

不同濃度檸檬酸處理香蕉后貯藏第9天的果實外觀如圖2A所示，與CK相比，檸檬酸處理后香蕉果皮黑斑相對較少，且2.5%檸檬酸處理的效果最佳。由圖2B和圖2C可知，與CK相比，檸檬酸處理可抑制香蕉重量減少而保持果實硬度，其中濃度為2.0%檸檬酸浸泡處理效果最佳。因此，采用2.0%檸檬酸處理進行后續香蕉保鮮作用研究。

綜合不同處理后香蕉的外觀、失重率及硬度的比較，采用UV-C輻照60?s輻照劑量為3.96×?10–2?KJ/m2、2.0%檸檬酸浸泡處理3?min以及它們的復合處理3種保鮮方法進行后續研究。

2.2???UV-C與檸檬酸處理對采后香蕉理化品質的影響

2.2.1??硬度??由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理的香蕉硬度均呈逐漸下降的趨勢。與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理的香蕉硬度的下降趨勢較緩慢。在香蕉貯藏結束時，與CK相比，UV-C處理和檸檬酸處理的硬度分別增加了9.09%和4.54%，而復合處理的效果更好，比CK增加了13.63%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理均有利于保持香蕉硬度。

2.2.2??失重率??由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理的香蕉失重率均逐漸增加。在整個貯藏過程中，檸檬酸處理組與CK差異不顯著，而UV-C處理和復合處理均顯著抑制香蕉失重率的增加，其中UV-C處理的效果更為顯著。在香蕉貯藏結束時，與CK相比，UV-C處理的失重率降低了22.00%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理均能有效延緩香蕉貯藏過程中失重率的增加。

2.2.3??可溶性固形物含量??由圖5可知，香蕉中的可溶性固形物含量隨著貯藏時間的延長而增加。與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理均顯著抑制香蕉可溶性固形物含量的增加。在貯藏第6天，與CK相比，UV-C處理和檸檬酸處理的可溶性固形物含量分別減少了17.48%和15.04%，而復合處理的效果更好，與CK相比可溶性固形物含量減少了20.73%。

2.2.4??可滴定酸含量??由圖6可知，在整個貯藏過程中，香蕉可滴定酸含量隨貯藏時間的延長而逐漸下降。與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理均減緩了香蕉可滴定酸含量的下降趨勢。在貯藏結束時，與CK相比，檸檬酸處理和復合處理的可滴定酸含量分別增加了53.81%和49.24%，而UV-C處理的效果更顯著，與CK相比可滴定酸含量增加了55.16%。

2.2.5??糖酸比??由圖7可知，香蕉的糖酸比隨貯藏時間的延長而增加。與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理均顯著抑制了香蕉糖酸比的增加。在貯藏結束時，與CK相比，檸檬酸處理和復合處理的糖酸比分別減少了40.60%和40.00%，而UV-C處理的效果更顯著，與CK相比糖酸比減少了42.30%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理均有效抑制了香蕉貯藏過程中可滴定酸含量的下降和可溶性固形物含量的增加，并維持了香蕉的糖酸比。

2.3??UV-C與檸檬酸處理對采后香蕉營養品質的影響

2.3.1??Vc含量??由圖8可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理組的香蕉Vc含量均呈現下降趨勢。

與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理的香蕉Vc含量的下降趨勢更為緩慢。在香蕉貯藏結束時，UV-C處理和復合處理的Vc含量與CK相比，分別增加了1.27%和0.82%，而檸檬酸處理的效果稍好，與CK相比Vc含量增加了1.72%。綜上所述，檸檬酸處理能有效抑制香蕉貯藏過程中Vc含量的下降。

2.3.2??總酚含量??由圖9可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理的香蕉總酚含量均逐漸下降。與CK相比，所有處理均能延緩香蕉總多酚含量的下降。在香蕉貯藏結束時，復合處理和檸檬酸處理的總多酚含量與CK相比，分別增加了25.92%和23.50%，而UV-C處理的效果更好，與CK相比總多酚含量增加了41.65%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理能有效抑制香蕉貯藏過程中總多酚含量的下降。

2.3.3??總黃酮含量??由圖10可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理的香蕉總黃酮含量均呈逐漸下降的趨勢。與CK相比，所有處理均能明顯抑制

總黃酮含量的下降。在貯藏第6天，UV-C處理和檸檬酸處理的總黃酮含量與CK相比，分別增加了35.38%和29.64%，而復合處理的效果更為顯著，與CK相比總黃酮含量增加了41.07%。在貯藏結束時，與CK相比，所有處理組的總黃酮含量均增加了約30.00%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理能有效抑制香蕉貯藏過程中總黃酮含量的下降。

2.3.4??DPPH自由基清除率??由圖11可知，在整個貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長香蕉的DPPH自由基清除率呈先上升后下降的趨勢。在貯藏第6天，與CK相比，UV-C處理、檸檬酸處理和復合處理的香蕉DPPH自由基清除率均有顯著提高。在貯藏第9天，UV-C處理和檸檬酸處理的DPPH自由基清除率與CK相比，分別提高了12.80%和69.59%，而復合處理的效果更好，與CK相比DPPH自由基清除率提高了75.10%。綜上所述，UV-C輻照和復合處理均能有效維持香蕉的DPPH自由基清除率。

3??討論

采后香蕉釋放大量乙烯，使香蕉果實發生一系列與成熟、衰老有關的生理轉變，具體表現為香蕉果肉變甜變軟，果實衰老迅速，貯藏壽命縮短，影響采后香蕉的貯運保鮮及貨架期。本研究探究了UV-C輻照、檸檬酸處理及其復合處理對采后香蕉貯藏品質的影響，結果表明：3.96×10–2?KJ/m2?UV-C輻照和復合處理（3.96×10–2?KJ/m2?UV-C輻照+2.0%檸檬酸）處理對香蕉的保鮮效果明顯優于CK和檸檬酸處理，更有利于提高香蕉果實理化品質，維持香蕉的抗氧化能力，延緩香蕉的成熟和衰老。這與焦中高等[16]研究發現UV-C輻照可提高軟棗獼猴桃貯藏品質的結論相似。

香蕉的硬度是評定果實貯藏品質的一個重要指標。在貯藏過程中，香蕉果實從內開始軟化，呈放射狀逐漸向外延伸[17]。研究發現，在香蕉果實的成熟過程中，果膠酶發揮作用降解果膠物質從而導致細胞壁中膠層降解，細胞壁結構破壞，最終果實軟化[18]。黃玲等[19]研究發現UV-C輻照可以延緩庫爾勒香梨硬度的下降。也有研究發現，檸檬酸處理可以抑制鴨梨硬度的下降[19-20]。劉容等[21]發現UV-C輻照處理淮山抑制了果膠酶的活性，從而保持淮山的硬度，延緩了軟化。所以，推測UV-C輻照可通過抑制果膠酶活性從而延緩香蕉硬度的下降。

失重率是關系到果蔬品質和可售性的一個重要指標。香蕉在貯藏過程中由于呼吸和蒸騰作用致使營養物質的損耗和水分的減少，其中水分減少是采后香蕉失重的主要原因[22]。有研究表明UV-C輻照處理可抑制鮮切蘋果失重率的增加[22]。史振霞[20]在4?℃下對鴨梨進行不同濃度的檸檬酸浸泡處理，發現檸檬酸處理可降低果實失重率，且2%檸檬酸浸泡處理效果最好。本研究結果表明UV-C輻照處理和復合處理能延緩香蕉失重率的增加，與前人研究結果類似。劉容等[21]研究認為UV-C輻照能降低鮮切淮山的呼吸作用和細胞的代謝速率，從而減少水分流失和營養物質的消耗。因此，推測UV-C輻照通過降低香蕉的呼吸作用和細胞代謝速率從而抑制香蕉失重率的增加。

香蕉中的可溶性固形物、可滴定酸和糖酸比是評定果實營養品質的重要指標[23]。香蕉可溶性固形物含量和糖酸比隨果實成熟度升高而增加，可滴定酸含量隨果實成熟度升高而下降[24-25]。有研究表明，2.0%檸檬酸處理可以延緩鴨梨可溶性固形物含量的增加，抑制可滴定酸含量的下降[12，?20]。DE?OLIVEIRA等[26]研究發現UV-C輻照可以抑制草莓可溶性固形物含量的增加。DING等[5]研究發現UV-C輻照處理芭蕉可以減少其可滴定酸含量的下降。本研究表明，UV-C輻照處理和復合處理均可有效抑制香蕉可滴定酸含量的下降和可溶性固形物含量的增加，并維持了香蕉的糖酸比。

Vc、多酚類物質和黃酮類物質不僅對人體有益，而且是香蕉果實中重要的抗氧化物質[27-28]。此外，DPPH自由基清除率也反映了果實整體的抗氧化能力[29]。有研究發現果蔬抗氧化能力越強，衰老越緩慢。香蕉在貯藏過程中細胞逐漸衰老，新陳代謝下降，黃酮類物質、酚類物質和Vc含量逐漸下降[30]。陳晨[31]研究發現UV-C輻照處理能抑制鮮切胡蘿卜總酚含量和Vc含量的下降，提高DPPH自由基清除率。2.0%檸檬酸處理同樣可以抑制鴨梨Vc含量的下降[12]。王秋成等[32]發現檸檬酸處理可以維持鮮切蓮藕的總酚含量。本研究表明UV-C輻照和復合處理能有效抑制香蕉果實黃酮類物質、酚類物質和Vc含量的下降，提高DPPH自由基清除率，維持果實的抗氧化能力，延緩果實的衰老，從而保持果實的硬度，延緩果實失重率和可溶性固形物含量的增加，抑制果實可滴定酸含量的下降，維持果實的糖酸比。

本研究探究了UV-C輻照、檸檬酸浸泡及復合處理對采后香蕉貯藏品質的影響，結果表明UV-C輻照以及復合處理通過提高DPPH自由基清除率，抑制香蕉多酚和Vc含量的下降，維持了果實的抗氧化能力，從而延緩果實的衰老，保持果實的硬度，延緩果實失重率的增加，維持果實糖酸比，并延長其貨架期。因此，UV-C輻照或復合處理可作為綠色、簡便、安全的香蕉采后保鮮方法。

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