贮藏前果实损伤加速苹果冷藏及货架期劣变:分选的重要性与可持续采后处理的缓解作用

《Agriculture》:Pre-Storage Fruit Injury Accelerates Apple Deterioration During Cold Storage and Shelf Life: Importance of Sorting and Mitigation by Sustainable Postharvest Treatments

【字体: 时间:2026年07月19日 来源:Agriculture 4.5

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  贮藏前果实损伤是苹果采后损失的一个主要但常被低估的原因,尤其在长期冷藏期间。本研究评估了轻微贮藏前损伤对果实劣变的影响,并评估了碳酸氢铵(2%)和丁香芽精油(0.2%)作为环保采后处理剂相较于杀菌剂咯菌腈(fludioxonil,商品名Scholar)的有效性

  
贮藏前果实损伤是苹果采后损失的一个主要但常被低估的原因,尤其在长期冷藏期间。本研究评估了轻微贮藏前损伤对果实劣变的影响,并评估了碳酸氢铵(2%)和丁香芽精油(0.2%)作为环保采后处理剂相较于杀菌剂咯菌腈(fludioxonil,商品名Scholar)的有效性。将新鲜红苹果和黄苹果分为完整果实与表面损伤小于2%(约2 mm病斑)的果实两类。在5 °C下贮藏六个月前通过喷雾施加处理,随后在20 °C下进行10天货架期模拟。轻微损伤显著增加了两个品种的采后腐烂率、失重及品质劣变。受伤黄苹果的腐烂发生率(decay incidence)为17–24%,病情严重度(disease severity)为10.5–17.8%,而更易感的红苹果腐烂发生率为44.6–60%,病情严重度高达50%。相比之下,非受伤果实保持了更好的理化品质,且腐烂发生率通常低于5%。品种间对贮藏和处理的响应存在差异。碳酸氢铵(ammonium bicarbonate)有效降低了黄苹果的腐烂并有助于维持硬度,其保护效果可与咯菌腈相媲美,而Scholar是降低红苹果腐烂最有效的处理。丁香精油(clove essential oil)减少了非受伤果实的病害发展,但在硬度保持方面效果有限。接种试验表明,咯菌腈的残留活性在长期贮藏后仍可检测到。结果表明,采收时的果实完整性是成功长期贮藏的关键决定因素,且当果实受到机械损伤时,采后处理的效益会大幅降低。对非受伤果实预防性施用碳酸氢铵或Scholar可显著减少采后损失,而仔细操作和分选以消除受伤果实仍是可持续苹果贮藏管理的重要组成部分。
研究背景方面,苹果是全球广泛消费的水果之一,尽管其能耐受数月的低温冷藏,但在整个供应链中仍面临显著的品质劣变与损失挑战。现有商业条件下,采后损失主要来自腐烂,占总损失的60–80%,且在货架期损失进一步加剧。采收、搬运、运输及贮藏过程中的机械损伤(mechanical injuries),尤其是碰伤(bruising),会破坏细胞壁与角质层,增加水分流失并促进病原菌入侵,估计造成供应链中10–25%的损失。即使微小损伤也会加速果实软化与衰败。传统采后病害控制依赖合成杀菌剂,但因病原菌抗性上升及环境与安全顾虑,开发可持续替代品(如GRAS化合物、天然产物)成为迫切需求。目前关于轻微贮藏前损伤在长期冷藏及货架期中的具体影响,以及环保处理剂对受伤与完整果实差异化效用的系统研究尚不充分,因此研究人员开展此项研究以明确损伤与处理的交互作用及品种差异。
关键技术方法包括:研究人员于2024年突尼斯苹果产季从比卡萨批发市场获取成熟红苹果(Richared品种)与黄苹果(Golden品种),采收至购入间隔不超过两天;依据可见损伤将果实分为完整无伤与表面轻微伤(≤2%表面积,约2 mm直径)两类;处理组包括蒸馏水对照、2%碳酸氢铵、0.2%丁香芽精油及咯菌腈(Scholar);采用喷雾法施药后风干,于5±1 °C、90–95%相对湿度下贮藏六个月,随后20±2 °C下10天模拟货架期;长期贮藏后选取完整无损果实进行表面消毒与非消毒处理,人工创伤接种指状青霉(Penicillium digitatum)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)和链格孢(Alternaria alternata)以评估咯菌腈残留活性;品质指标测定包括果实硬度(使用3 mm直径探头以牛顿N表示)、总可溶性固形物(total soluble solids, TSSs,以°Brix表示)、果汁pH;病理指标包括腐烂发生率(decay incidence, DI)、基于McKinney 0–5级的病情严重度(disease severity, DS)及计算McKinney病害指数(McKinney’s disease index, MI)、失重率(weight loss, WL);综合损失指数(composite loss index, CLI)按权重WL×0.4 + DI×0.2 + MI×0.4计算;数据统计采用多因素方差分析(ANOVA)及Tukey检验(p ≤ 0.05)。
研究结果部分保留小标题并说明如下:
3.1. 冷藏及货架期后的苹果理化属性(Physicochemical Attributes of Apples After Cold Storage and Shelf Life)
研究人员通过对非受伤样品评估发现,红苹果硬度从采收16.3 N降至冷藏后14.2 N及货架期末13.6 N;处理果冷藏期硬度15.5–16.5 N接近新鲜状态,但货架期末下降明显。碳酸氢铵与对照的硬度损失较小(2.5–2.7 N),Scholar与丁香精油损失较大(3.5–3.6 N)。黄苹果采收硬度12.6 N,冷藏期多数处理硬度增加0.8–1.7 N至14.3 N,货架期碳酸氢铵与丁香精油维持增益;整体黄苹果除对照软化1.3 N外均表现硬度增益(0.3–2.8 N)。红苹果TSSs采收14.2 °Brix,冷藏降0.5–1.8 °Brix(Scholar微增0.3),货架期增0-0.9;黄苹果TSSs采收14.4 °Brix,冷藏降2.6–3.4 °Brix更显著,货架期除碳酸氢铵外增0.2–1.2。果汁pH两品种采收分别为4.0与3.9,贮藏及货架期增至4.3–4.6与4.1–4.2,处理间无显著差异。
3.2. 冷藏及货架期后的腐烂发生率与McKinney病害指数(Decay Incidence and McKinney Disease Index After Cold Storage and Shelf Life)
方差分析显示品种与损伤状态对腐烂发生率及MI影响极显著,损伤状态F值最高(DI 42.84,MI 30.96),品种亦显著(DI 23.54,MI 24.12),且品种×损伤交互显著。非受伤黄苹果DI 2.3–6.06%,MI 1.1–3.9%;受伤黄苹果DI 17–23.9%,MI 11.45–17.88%。非受伤红苹果DI 3.8–19.08%,MI 2.91–13.2%;受伤红苹果DI达44.6–60%,MI高达37.9–50.2%。同损伤状态下处理间无显著差异。货架期仅评估非受伤果:黄苹果Scholar与碳酸氢铵 DI 2.8–3.7%,对照与丁香精油增至21%;红苹果Scholar DI 6.6%,丁香精油与碳酸氢铵19.5%。Scholar在各处理中货架期防效最稳,碳酸氢铵仅黄苹果有效。
3.3. 冷藏或货架期后的失重(Weight Loss After Cold Storage or Shelf Life)
黄苹果失重:非受伤10.7%,受伤15.7%,货架期14.4%;红苹果非受伤20.7%,受伤54.0%,货架期15.8%。损伤导致黄苹果额外约5%失重,红苹果额外约33.3%。非受伤红苹果失重与黄苹果相当。处理间变异小。
3.4. 冷藏及货架期后的综合损失指数(Composite Loss Index After Cold Storage and Shelf Life)
非受伤果CLI低:黄苹果对照7.2%,处理相近;红苹果对照5%,处理反升至10.1–22.3%。受伤黄苹果CLI控制17.0–37.3%(碳酸氢铵29.0%,丁香精油37.3%);受伤红苹果CLI均高43.1–54.4%。货架期非受伤果CLI 2.5–14.6%:黄苹果Scholar与碳酸氢铵降至2.9–3.1%(对照14.6%);红苹果Scholar 2.5%(对照11%),碳酸氢铵无效13.6%。
3.5. Scholar的残留效应(Residual Effect of Scholar)
长期贮藏后接种显示指状青霉最具侵袭性(未处理52.8–56.9 mm),Scholar处理显著抑制至14.5–32.9 mm,对灰葡萄孢与链格孢抑制尤强。红苹果创伤后对指状青霉更感病。氯消毒(次氯酸钠)单独降低未处理果腐烂直径14.4 mm(36.4%),但与Scholar联用仅额外降3.6%。Scholar平均减腐直径31.9–33.3 mm(减幅80.5–84.1%)。两品种差异微小,黄苹果略优。
讨论部分总结:研究人员指出红苹果硬度总体下降,碳酸氢铵限制软化效果较好,Scholar与丁香精油在红苹果硬度保持上较差;黄苹果多数处理硬度反增,碳酸氢铵与丁香精油促进硬度保持。品种间细胞壁组分与果胶代谢差异致纹理演变不同。TSSs变化受呼吸消耗与淀粉降解平衡影响,红苹果较高TSSs可能助长病原菌定殖但并非直接因果。pH微升源于苹果酸等有机酸消耗,红苹果更明显,货架期稳定,处理不影响酸代谢。轻微损伤破坏表皮屏障显著加剧腐烂与失重,红苹果更敏感;实务上预防机械伤比施药更重要,伤果处理收益大减。货架期无伤果施药效益显现:黄苹果碳酸氢铵防效媲美Scholar,红苹果Scholar最可靠。接种试验证实咯菌腈长期残效在低温后升温条件仍抑病,低温期(5 °C)病原受抑掩盖处理差异。氯消毒非系统性与非持久,联用Scholar增益有限。综上管理需依品种与场景:长期贮存储优先保完整;贮后销售无伤果预施Scholar或碳酸氢铵(黄苹果)或Scholar(红苹果)减损。
结论部分翻译:本研究表明品种特性、采收时果实完整性及采后处理均在长期冷藏期间苹果品质与腐烂的决定中起重要作用。两品种对贮藏与处理响应显著不同。Scholar与丁香精油在红苹果硬度保持上效果较差,而碳酸氢铵有助于黄苹果组织硬度维持。总可溶性固形物与pH演变的差异进一步凸显可能影响品质、贮藏行为及真菌感病性的品种特异性生理响应。即便轻微机械损伤也显著增加了贮藏期间真菌腐烂与失重,尤其红苹果,证实果实完整性是成功长期贮藏的关键因素。因此,减少机械损伤的细致采收与操作应视为减少采后损失的首要策略。果实已受伤时采后处理效益明显降低。评估的处理中,碳酸氢铵在黄苹果中提供与商业杀菌剂相当的保护,而Scholar对更易感红苹果是最有效处理。这些处理在冷藏后货架期尤为有益,此时病害发展更显著。研究还证实了咯菌腈的长期残留活性,其在长期贮藏后暴露于利于病原发展条件时保护效应仍明显。相反,氯消毒与Scholar联用对病害控制贡献甚微。总体而言,采后管理策略应适应品种感病性与预期贮藏场景。对于长期冷藏,保持果实完整性仍是首要优先级。当果实拟于贮藏后销售时,对非受伤果实预防性施用Scholar或碳酸氢铵可显著减少采后损失,尤其在黄苹果;而Scholar仍是红苹果维持品质与限制腐烂最可靠的选择。尽管天然处理环境安全,但其效力持久性可能不及常规杀菌剂,这引发了对残留持久性与病原菌抗性的关注。
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