西红柿采后热处理与冷害及着色程度

西红柿采后热处理与冷害及着色程度C.Henriquez,R.GonzalezandC.Krarup2DepartamentodeCienciasVegetales

FacultaddeAgronomiaeIngenieriaForestal

PontificiaUniversidadCatolicadeChileCasilla306-22,Santiago,Chile摘要：C.Henrlquez,R.Gonzdlez和C.Krarup.西红柿采后热处理与冷害及着色程度。番茄的两个水果季节期间，多米尼克(r593)，在初秋的成熟阶段采收，在2。。储存之前进行不同的热处理，并评估冷害和着色的进程。第一季度的热处理用空气(24小时在38°C,6小时42°C)或水(2分钟48°C,2分钟50°。和15分钟40°C),在贮存前与保持在20C的对照进行比较。2C14天之后又20C3天，结果显示水果的蚀损差异明显，但总体上来说，最好的处理为(6小时42C)只造成轻微的冷害影响。在第二个季度，热处理用空气(6、12、24、48或96小时42C)与保持在20°。不同时期2C的对照对比。热处理期间或之后叶绿素的降解没有受到影响，所有的例子与对照相比番茄红素的合成受到抑制。再次，热处理对冷害程度的整体影响在2C是轻微的。关键词：叶绿素、番茄红素、蚀损斑、质量、症状介绍番茄果实储藏温度低于10-C时将造成冷害(CI)(LurieandKlein,1991)。使用温度接近0。。时不仅可以延长水果储藏的期，而且还导致了水果物理处理技术代替化学杀虫剂的发展(McDonaldetal.,1998)。近年来多项研究报告说明，多种产品在低温储藏前使用热处理能降低果实的腐烂，包括西红柿，苹果，梨，黄瓜等等(Lurie,1998)。这可能是因为快速感应及表达基因表编码热休克蛋白(HSPs)，在热应激情况下起到了保护它们组织的作用(Lurieetal.,1996;Sabehatetal.,1996)。对番茄的首次研究表明，在2C储藏的前三天使用空气36,38或40C处理，结果阻止了绿色水果的成熟，与非处理水果相比造成了茄红素含量的增大，浓度叶绿素降低(LurieandKlein,1991)。后来的研究已经表明了在低温储藏之前对温度的不同组合，逗留时间和应用方式(水或空气)(LurieandKlein,1991,Whitaker,1994,LurieandSabehat,1997,McDonaldetal,1998and1999,Falliketal,2002)。这些变化造成了更大的影响，抑制成熟，控制疾病或增强抵抗病能力。因此，目前热处理被推广于商业应用(Fallik,2004)。然而，有些研究显示热处理不能保护某些品种(Lurie,1997,Lucangelietal.,2000)，这些影响比那些稍微成熟的水果较轻微(Whitaker,1994)，或者说效果非常不明显(McCollumandMcDonald,1993)。此外，热处理对某些生理反应(即果实着色变化)存在矛盾。处理的比未处理的水果的叶绿素少，而番茄红素含量较多(LurieandKlein,1991)，或者没有被影响(McDonaldetal.,1996andMcDonaldetal.,1998)。智利的研究表明品种(FA1028,R593)有可变的灵敏度，在预成熟阶段，不同作物和水果表现为不同的反应，在受到多种热处理时减少量不清楚(KrarupandVasquez,2000)。这些初步研究的结果与以往的研究相矛盾。也许这可能是因为该品种有内在反应变量；此外，还可能是受到成熟度，季节，地点，生产工序影响的原因(Whitaker,1994,Lurie,1997andFallik,2004)。一些文献的结果和我们先前的研究工作报道了热处理的许多好处(调节成熟、疾病控制、符合检疫规定的潜在用途)，使得现在的工作具有了下列目标：在成熟采收期间评估空气或热水处理的效果，并确定影响茄红素的合成的可能，或叶绿素的降解。材料和方法使用的果实来自于quillota的商业作物种植温室(2003和2003年秋开始)。品种为多米尼克或Hazera种子(ANASAC)的R593，分为中级或中度敏感(Zamora,2000)。根据该品种的特点(形状、重量、质量)水果采收期选定在上述的时期，作为均匀的实验材料。在实验室里，用次氯酸钠水溶液(150mg.L-1)清洗这些洗水果，于室温下干燥并随机分配给不同的处理。在第一季度期间，研究热效应减轻冷害症状使用以下处理：1.空气24h，38°C(LurieandSabehat,1997);2.空气6h，42C(LurieandSabehat,1997),3.浸泡在水中2分钟，48C(Lurieetal.,1997);4.浸泡在水中15分钟，40C(Nageteyetal.,1999);浸泡在水中2分钟，50C(Lurieetal,1997;Lurieetal.,1998)；6.对照(浸泡在水中2min、15C)。在第二个季度期间，进行热处理对叶绿素降解，番茄红素合成，及与冷害的关系的可能性评价。此外，在贮存的关键时期为了研究每个特定温度的着色演变，具体进行以下处理：1.空气6h、42C(审议了年度最佳热处理2002)；2.12h、42C;3.空气24h、42C;4.空气48h、42C;5.空气96h、42C；6.对照(直接储存于2C)。热处理后，水果均储存在温度2C±2C和相对湿度75±5%的庭院中14天(第一季度)；6、 12、18、24天(第二季度)。使成熟进程和冷害形成，然后又转移到温度20C±1C和相对湿度50±5%的庭院中3-6天。根据以下参数进行评估：鲜果失重率(FWL)，测定初级鲜果损失的重量所占的百分比。成熟度，使用了农业部一个改良的色彩图表测定，参照以下值：1.未成熟绿色；2.成熟的绿色；3.褐色；4.黄褐色；5.粉红；6.浅红；7.红色。冷害的表面，出现的症状如蚀损坑，皱纹，黑点，以及果实表面各种病害症状的比例。硬度，依照Kader(1973)等人使用的以下刻度：5.非常硬；4.硬；3.中度坚硬；2.稍微坚硬；1.软。质量，依照Kader(1973)等人使用的以下刻度：9.优良(无缺陷)；7.好(小毛病,不反感)；5.一般(轻度至中度缺陷，限售)；3.差(严重缺陷，限制使用)；1.很差(过分缺陷，没用)。绿叶素含量，分别从中间部分的每一个水果取两个直径为1cm的样品，重量为1.00±0.01g,分别保持在-24C16h，解冻后采用Porra等人(1989)建立的叶绿素提取方法。用10ml80%(V/V)丙酮萃取叶绿素，离心取上清液、用Shimadzu型可见光分光光度计(UV-240)在波长为646.6，663.6和750nm处测吸光值。读出646.6和663.6nm处的吸光值减去750nm的以纠正。叶绿素A和B浓度的计算方程如下：叶绿素a(g-ml-1)=12.25A663.6-2.55A646.6叶绿素b(g-ml-1)=20.31A646.6-4.91A663.6叶绿素总量(g・ml-1)=17.76A646.6+7.34A663.6番茄红素含量，果实先是在-16°C贮存24h再用42°C的炉子解冻，采用Fish等人(2002)建立的茄红素提取方法。用5ml丙酮从0.5土0.01g果实样本中提取番茄红素，再用0.05%的氢甲苯脂化。用Shimadzu型可见光分光光度计(UV-240)在波长为503nm处测上清液的吸光值。番茄红素浓度的测定公式如下：番茄红素(pg・g-l・组织-i)=A50331.2・g•组织-1。色度测量，在储藏的后期使用MinoltaCR-300比色计测定，给出L*,a*和b*组分。实验设计为完全随机实验，每一个处理对应6组复制对象(第一季度)和4组复制对象(第二季度)。所有情况下的实验对象均为果实。数据的方差分析采用SAS(NC,USA)的统计方法。用Tukey-Kramer(2002)或Student-Neuman-Keuls(SNK,2003)做多重，测试p=0.05。结果与讨论第一季度，表1列出了进行不同处理后保持在2C14天后的结果。在这个期间均无皱纹、黑点或病害。果实外观和硬度没有受到影响，但各处理间的失重率和蚀损斑有很大异常。失重率较多的是在空气38C24小时的处理。这可能由于果实长时间逗留在高蒸气压降的条件下。这个发现类似于储存温度为2C的报道(LurieandSabehat,1997)o蚀损斑是冷害番茄果实的一种常见症状，表现为浅凹或不规则深斑。在经过2C14天以后蚀损斑主要集中在中上部的较小区域，尽管是初期，这是对照和热处理之间产生重大分歧的唯一变化(表1)。如同Lurie(1997)综述的其他处理一样，2C储藏前使用相似的热处理，蚀损斑减少。然而，蚀损斑仅仅是冷害的一个症状，虽然果实的品质降低，但这不是各个处理之间统计的差异。Table1.Effectsofpre-storageheatti'eatmentsouparametersassociatedtochillinginjuryoftomatofiiiits.after14daysstorageatZ‘匚, HearTreatmenrsFWL：(%)Pitting(%)Firnmess2(scale)Quality^(scale)Air24hat38CC3.8a44.7b44.7a46.7a4Water15minat40°C2.7b6.3b5,0a7.0aAir6hat42°C2.6b0.0b5,0a7.0aWater2minat482.3b4.7b5.0a7.0aWater2minat502.3b3.3b5,0a7.0aControl2.3b14.2a4.7a6.5aiFXVL=Freshweightloss.2Fimw.ess=5extrahardto1soft.'QuaLity=9excellent(fi'eefromdefects)to1extremelypoorfnotusable)'MeanseparationincohuimsbyTukey(p<0.05).表2显示，在20C6天后不同处理之间出现的重大差异仅是蚀损斑而没有失重，皱纹、硬度和质量。同样，在2C14天后,即没有发现色斑也没有明显的病害(数据没有显示)。后者是不常见的，因为先前的大多数研究表明增加了腐烂或冷害的相关症状I(McCollumand一McDonald,1993,LurieandSabehat,1997)o这可能是由于在采收前使用了杀菌剂，同时在采后又进行了清洗消毒工作，这在以前的研究是没有的(LurieandSabehat,1997)。表2，蚀损值说明在20C储藏期后所有处理的冷害典型症状有所增加。空气6h、42C和浸水2分钟、50C这两个处理显示，被蚀损斑影响的表面区域的百分比大大低于对照。类似于Lurie等(1997)和Lurie与Sabehat(1997)观察的结果，他们说明了这些处理控制了冷害的发展。然而，出现了常见的冷害症状、包括影响蕃茄整体颜色的一般性状的所有值，各处理之间无显著差异。Table2.Effectsofpre-storageheattieatmentsonparametersassociatedtochillinginjuryoftomatofhiits.after14daysstorageat2°Cplus6additionaldaysat20°C.HeatTreatmentsFWL1(%)PittingWrinkles(%)Fimmess2(scale)Qiiality'(scale)Air24hat38°C6.2a429.2ab42.5a43.3a43.7a4Water15minat40°C5.9a22.2ab1.7a4.3a4.2aAir6hat42°C5.1a15,3b0.0a4.7a4.2aWater2minat48°C4.9a17.2ab1.7a4.2a5.0aWater2minat50°C5.0a133b0.0a4.2a3.3aControl5.1a35.0a0.0a3.8a4.2a】FWL=FreshweightLoss.2Fimmess=5extrahardto1soft.'Quality=9excellent(freefromdefects)to1extremelypoor(norusable)'MeanseparationincoliuiuisbyTukey(p<0.05).分析所有的参数，在可能使用的适当热处理中并没有确定的益处或重大的差异。与过去的研究结果相反(LurieandKlein,1991,Lurieetal.,1993,LurieandSabehat,1997,McDonaldetal,1998)导致了热处理被推广进入商业中(Fallik,2004)，出现的结果更符合于Whitaker(1994)、Lucangeli等(2000)和Lurie(1997)的观测，他们没有发现更多有益的方面。可能是由于品种差异，成熟度或其他因素而使热处理在降低冷害方面更加有效。就质量方面而言，这项研究发现了其他有益的东西，热处理降低冷害的操作简单虽然费用较高。最终的应用与其它潜在的好的方面应该用于控制成熟、疾病或瘟疫。第二季度，番茄果实的颜色反了映成熟的变化，随着时间的发展叶绿素含量减少而番茄红素的含量增加(GriersonandKader,1986)。分析着色的变化是测定冷热处理效果的客观方法。在果实的采收初期，最初的叶绿素含量为4.94pg.g-1。储藏(2°C6天又20°C6天)初期的12天参考值大幅度的下降，对照处理在0.5pg・g-1左右稳定，如表3显示，其他的处理在1-2pg・g-1之间，他们之间差异特别大，因为通常观察到的最低值在番茄中早已形成(KaderandGrierson,1986；Lurie和Klein1992)。类似于McDonald等(1998和1999)观察的结果，未能发现热处理对果实(Sunbeam)的叶绿素浓度的影响。Table3.Chlorophyllcontentoftomatofruitssubjectedtoheattreatmentsbeforestoragefordifferentperiodsat2°Cplus6additionaldaysat20°C.TotalChlorophyllContent(pgg1)HeatTreatmentshat42°C6daysat2°C+6daysat201°C12daysat2°C+6daysat20°C18daysat2°C+6daysat20°C24daysat2°C+6daysat20°CContiol0.56ab10.30a10.51a10.66a160.59ab0.56ab0.95a0.69a120.50a0.76ab0.55a0.61a240.38a1.19b1.08a0.69a481.58b0.95ab0.91a1.86a961.27b0.89ab0.93a1.04aLMeanseparationincolumnsbyStudent-Neunian-Keuls(SNK)(p<0.0'5).MeanseparationincolumnsbySiudent-NeumanKeuls(p<0.05).Lurie和Klein(1992)得到类似的数据，但在热处理和对照Rehobot121成熟绿果之间存在较大的分歧；这可以用于解释不同的成熟阶段，成熟绿果的叶绿素含量为30pg・g-1而处理的为5pg・g-1。所以，暴露于高温是不合适的。因此，番茄红素是在成熟期间明确和有效增加

的色素，并认为是比测量番茄热处理对叶绿素的影响更好的指标。当使用对照作对比时一些热处理的茄红素含量不增加。在42r的储藏中番茄红素含量没有增加是因为高温抑制了合成(GriersonandKader,1986)。在2°C6天又20°C6天后对照产生的色素最高含量为16,5pg・g-1,当储藏前进行热处理或置于2C后又有降低(表4)。这有一个相逆向的关系：当贮存温度增加2C,热处理抑制茄红素合成的时间将减少。Table4.Lycopenecontentoftomatofhiitssubjectedtodifferentheartreatmentsbeforestoragefordifferentperiodsat2°Cplus6additionaldaysat20°C.LycopeneContent(iiig-g'1}HeatTreatmentshat42°C6daysat2°C+6daysat20°C12daysat2°C-6daysat20CC18daysat2°C-6daysat20°C24daysat2°C+6daysat20°CControl16.49d115,60c19.75c17.24c1610.67be12.36be7.07c4.98b1212.99cd9.00b5.41b5.23b2412.99cd5.27a5.24b4.54b487.64b4.60a5.09b3.51a964.49a5.60a3.93a5.04blMeanseparationincolumnsbySt;iden.t-Nevmian-Kevils(SNK)(p<0.05)测试结果显示，超过24小时42C的热处理与贮存在2C12天以上会造成番茄红素合成机理的永久性丢失。这与McDonald等(1996,1998)进行空气(2天38C)和浸水(60分钟39,42和45C)热处理品种为'Agriset、和'Sunbeam、成熟绿果的研究结果一致。然而，这与Lurie和Klein(1991,1992)的相反，在储存于2C3周前进行38C3天又20C5天的处理后检测出大量的番茄红素而较少的叶绿素含量。结果证明温度压使红素合成和叶绿素降解，因为叶绿素在热处理和2C储存期间不断减少。与Lurie和Klein(1999)的报道巧合，说明了较大的热量使叶绿素退化。果实着色的变化，测定为a*(绿色，红色缺乏蓝色或黄色)说明了着色和成熟在2C停滞。果实置于20。C以后a*由于番茄红素的合成而增加(表5)，但参照和被以往研究认为是最佳的热处理(6h42C)没有明显差异。Lurie等(1996)发现成熟的Daniella绿果在成熟期间a*为正值。尽管如此，这些水果在2C储存前遭受38C3天的处理a*明显增大。Lurie和Sabehat(1997)认识到2天38C和6h42C处理对于空白表皮颜色有不同的影响。Daniella番茄储藏在2C3周又20C10天，没有发现这两种处理与参照之间的不同。培育品种与成熟度，可能引起果实的不同反应。Table5.Valuesofcolorcharacter口*oftomatofruitssubjectedtodifferentheattreatmentsbeforestoragefordifferentperiodsat2°Cplus6additionaldaysat20°C.Charactera：uHearTreatmenrshat42°C6daysat2CC+6daysat20°C12daysat2°C+6daysat20°C18daysat2°C+6daysar20°C24daysat2°C+6daysat20°CControl11.26b29.50c~6.23c26.29c26S.27b4.22be1.40b2.98be128.65b4.16be3.49be1.84b247.95b-0.53ab0.13ab2.06b481.13a-1.09a0.36ab-1.28a96-2.19a0.76ab-0.62a-1.72a=green-redcharactermabsenceofblueoryellow.'MeaLiseparationmcohmrnsbyShiclent-Neimian-Keuls(5NK)(p<0.05)在进入2二储藏的初期出现冷害症状，蚀损斑的表面区域的百分比减少。虽然如此，这些客观症状在20°C3天后变得明显。表6显示，42°C96h处理的损伤是相当明显的，而且还随着低温储藏期的延长而增加。2C6天又20C6天后果实相当于受到了42C24h以上的处理，与参照相比出现了相当明显的蚀损斑。这些伤害是由于高温引起的且症状与冷害相似(LurieandSabehat,1997；Lurie,1998)。在2C24天和20C6天后，参照和处理过的果实在蚀损斑、表面皱纹、色斑或腐烂的百分比上没有出现不同。分析各个时期，受到42C48h和96h处理的果实在质量等级上比其他的处理低(数据无显示)。Table6.Surfaceareaaffectedbypittingintomatofinitssubjectedtodifferentheattreatmentsbeforestoragefordifferentperiodsat2°Cphis6additionaldaysat20°C.Pitting(%)HeatTreatmentshat42°C6daysat2°C+6daysat20°C12daysat2°C+6daysat20°C18daysat2°C+6daysat20°C24daysat2°C+6daysat20°CC'onti'ol1.25a13.13a17.50a111.25ab]62.50ab5.00ab2.50a5.63a122.50ab6.25ab4.38a6.25a246.25b11.25c7.50a6.25a4816.25c13.75c7.50a15.00b9610.00c10.00be15.00b11.25b'MeansepararionincolutniisbySmdent-Neuman-Kenis(SNK)(p<0.05)自Lurie和Klein(1991,1992)的，储藏前对番茄果实进行热处理能减少腐烂和冷害症状的报道后，其他的研究也证实了热处理的这些好处(LurieandSabehat,1997,McDonaldetal.,1998and1999)。这些观点促进了热处理的流行和推广(Fallik,2004)，尽管还有一些研究不能提供有意义的证明(Whitaker,1994,Lurie,1997,KrarupandVazquez,2000,Lucangelietal.,2000)。这里报告的研究成果，再一次警告了在某些条件下热处理并不能有效减轻番茄的冷害。这些差异在其他的物种也有发现，如生姜、芒果和橘子，产生这些的原因可能是生产季节差异、产地、天气、土壤、种植管理、成熟程度和其他因素(Fallik,2004)。结论在过去的十年中，许多研究显示了用产生冷害的温度在番茄储藏前进行热处理取得的积极成果，在一些国家已推广成为商业实践。然而，这些结果以及以往的一些研究表明，在0C左右时热处理并不是总能有效的减少冷害或在腐烂，以及在果实着色方面取得好的效果。结果的差异是明显的，能够识别产品的特征(品种、成熟度或其他)，生产环境(温度、辐射或其他)，或他们自己的热处理(温度，持续时间或其他)将产生的不同的效果，充分利用这些好处以证明他们的商业应用是正确的。感谢作者非常感谢得到了FONDECYT研究项目的资助，项目号1020882。参考文献Fallik,E.2004.Prestoragehotwatertreatments(immersion,rinsingandbrushing).PostharvestBiol.Technol.32:125-134.Fallik,E.,Z.Ilic,S.Tuvia-Alkalai,A.Copel,andY.Polevaya.2002.AshorthotwaterrinsingandbrushingreduceschillinginjuryandenhanceresistanceagainstBotrytiscinereainfreshharvestedtomato.Adv.Hortic.Sci.16:3-6.Fish,W.W.,P.Perkins-VeazieandJ.K.Collins.2002.Aquantitativeassayforlycopenethatutilizesreducedvolumesoforganicsolvents.!.FoodCompos.Anal.15:309-317.Grierson,D.andA.Kader.1986.Fruitripeningandquality.p.241-280.In:J.AthertonyJ.Rudich(eds)TheTomatoCrop.AScientificBasisforImprovement.ChapmanandHall,London,U.K.Kader,A.A.,W.J.LiptonandL.L.Morris.1973.Systemsforscoringqualityofharvestedlettuce.HortScience8:408-409.Krarup,C.yD.Vasquez.2000.Tratamientostermicos,prealmacenamientoydanoporenfriamientoenpostcosechadetomate(LycopersiconesculentumMill.).51erCongresoAgronomicodeChile,Talca,Chile.LibrodeResumenes,p.123.Lucangeli,C.,G.Polenta,R.MurrayyC.Budde.2000.Danoporfrioentomatescherryalmacenadosa14°Cy2°Cdespuesderecibirpretratamientosdeestrestermico..ar/sanpedro/09_biblioteca_virtualZxxiii_congreso_asahoZ09xxiii_asaho.lucangeli1.htm.Consultadoel15deNoviembrede2004.Lurie,S.1997.Postharvestheattreatmentsofhorticulturalcrops.HorticulturalReviews22:91-121.Lurie,S.1998.Review:Postharvestheattreatments.PostharvestBiol.Technol14:257-269.Lurie,S.,A.Handros,E.Fallik,andR.Shapira.1996.Reversibleinhibitionoftomatofruitgeneexpressionathighttemperature.PlantPhysiol.110:1207-1214.Lurie,S.,andJ.D.Klein.1991.Acquisitionoflow-temperaturetoleranceintomatoesbyexposuretohigh-temperaturestress.J.Amer.Soc.Hort.Sci.116:1007-1012.Lurie,S.,andJ.D.Klein.1992.Ripeningcharacteristicsoftomatoesstoredat12°Cand2°Cfollowingaprestorageheattreatment.Sci.Hortic.51:55-64.Lurie,S.,J.D.Klein,E.Fallik,andL.Vargas.1998.Heattreatmentto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