纳他霉素处理对电商物流过程中葡萄品质的影响

吴 剑，王剑功，褚伟雄

(嘉兴市农业科学研究院，浙江 嘉兴314016)

葡萄(VitisviniferaL.)因其美味可口、营养价值丰富，同时具有一定药用价值，深受人民的喜爱[1]。近年来，随着人们生活水平的提高，市场对葡萄的需求量也不断增加，截至2018年，我国葡萄栽培面积为83万hm2，仅次于西班牙；年产量为1 366.7万t，居世界第一[2]。目前，国内市场以鲜食葡萄为主，栽培葡萄的80%用于鲜食[3]，但葡萄采收多在6—9月，高温多雨天气造成葡萄采后衰老进程加快，易引发果粒脱落、病菌侵染而腐烂，在较短时间内(一般为2～3 d)失去食用价值和商品价值，每年因此带来的损失高达20%左右[4]。现阶段葡萄的销售以市场批发为主，销售方式比较单一，在采收旺季，易发生因销售不畅，造成葡萄价格低、效益低的状况，严重打击种植户的积极性。以“互联网+”为特征的现代农业的快速发展，不仅拓展了电子商务的经营范围，而且改变了农业生产、经营模式，为培育和发展电商农业，推进智慧农业发展提供了新的机遇。互联网强大的传播能力及商品销售能力，在一定程度上可解决部分葡萄生产经营主体阶段性供过于求、经济效益下降等突出性问题，同时可缓解种植户销售葡萄难度大、葡萄损耗大的现状，对促进农业增效、农民增收有着积极地现实意义。

纳他霉素作为我国目前仅有的3种生物防腐剂之一，具有天然、安全、健康的优点，可有效抑制酵母、霉菌以及真菌的生长繁殖[5]。目前已应用于柑橘、蓝莓、核桃、甜樱桃、苹果等果蔬的保鲜中，并取得良好效果[6-10]。在电商新销售模式下，葡萄在密闭、高温、颠簸振荡等电商运输环节中，易出现生理品质劣变，如质地软化、霉变腐烂等问题，本实验通过研究纳他霉素处理后的葡萄各项生理生化指标的变化，探讨将纳他霉素应用于电商葡萄物流过程保鲜的条件及参数，为电商葡萄物流过程保鲜提供技术方法和工艺参数。

1 材料与方法

1.1 试验材料

阳光玫瑰葡萄于2019年8月12日从嘉兴市绿江葡萄专业合作社采购，选择8-9成熟的葡萄运回实验室进行相关处理，选择无腐烂、无落粒和无机械伤的果穗作为试验材料，备用。

1.2 主要试剂与仪器

纳他霉素乳糖制剂，有效成分50%，浙江新银象生物工程有限公司；食品温度计Testo105，德图仪器有限公司；色差仪CR-400，柯尼卡美能达公司；电子天平FA2004N，广州沪瑞明仪器有限公司；电子秤JSC-AHW-30，台衡精密测控(昆山)有限公司；硬度计GY-4，浙江托普仪器有限公司；美谱达紫外可见分光光度计UV-1600，上海美谱达仪器有限公司；3-18k冷冻离心机，Sigma公司；HH8数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；ABY-1002-U纯水机，艾科浦公司；HZQ-C气浴恒温振荡器，常州迅生仪器有限公司；数显折光仪，南京晓晓仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 实验设计

纳他霉素处理：随机均分成5组，使用蒸馏水配制0.5、1.0 g·L-1两组不同浓度的纳他霉素悬浮溶液，进行如下处理：

①浸泡处理：选取两组葡萄，分别在0.5、1.0 g·L-1两组不同纳他霉素浓度悬浮溶液中浸3 min，取出晾干，分别标记为T1、T2。

②喷雾处理：选取两组葡萄，分别使用0.5、1.0 g·L-1两组不同纳他霉素浓度在葡萄表面进行喷雾处理，以葡萄表面均着药液、开始滴液即可，晾干，分别标记为T3、T4。

③对照组处理：选取一组葡萄，使用蒸馏水进行浸泡处理3 min，取出晾干，记为CK。

果实晾干后放置于(4±1)℃冷库中预冷24 h，将处理好的葡萄放入缓冲双层充气袋(厚0.03 mm)中，再放置邮政四号泡沫箱内，加入提前冻制的蓄冷冰袋3包(750 g)，密封后振荡(4 Hz、40 min)处理模拟快递运输过程，结束后放入室温库中，每2 d观察测定1次，每次随机取样2.5 kg测定相关指标，每个处理重复3次。

1.3.2 检测指标与方法

采用水果硬度计GY-4测定硬度值，用剪刀将葡萄顶部果实剪下，放置于测试平板上，测定部位是葡萄果实中部对称2点的部位。采用差重法计算果实落粒率、腐烂率、失重率。果实总糖含量参照GB/T 15038—2006食品安全国家标准食品中总糖的测定[11]进行。采用数显折光仪测定[12]可溶性固形物含量。葡萄果皮色泽采用色彩色差仪测定。得到L*值、a*值、b*值。参照Holcroft 等[13]的方法进行亮度、色度、颜色饱和度的比较分析。其中亮度为L*值的平均；颜色饱和度Chroma=(a*2+b*2)1/2，表示颜色的强度。总酸含量参考GB/T 12456—2008 食品中总酸的测定[14]进行。呼吸强度参考张桂[15]的静置法进行测定。

鲜食品质根据品评组人员的口感打分，分为五个等级。5分：风味浓，比采收时的口感好；4分：风味正常，接近或等于采收时的口感；3分：风味较正常，采收时的口感稍差；2分：风味淡，与采收时口感差异较大；1分：风味很淡或有异味。

1.4 统计方法

数据用SPSS17.0软件进行统计分析，采用新复极差法进行方差分析，检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对葡萄果实颜色的影响

由图1-A可知，各组葡萄果皮明亮度(L*值)在物流运输期间呈下降趋势。对照组果实的明亮度(L*值)在物流运输期间始终高于其余处理组，说明纳他霉素溶液处理(浸泡、喷雾)均会对葡萄果皮明亮度产生一定程度的负面影响，原因可能是纳他霉素附着在果皮表面，造成葡萄明亮度(L*值)下降。对照组和纳他霉素低浓度处理(0.5 g·L-1，包括喷雾处理和浸泡处理)果实颜色饱和度呈现先增加后逐渐下降的趋势(图1-B)，而纳他霉素高浓度处理(1.0 g·L-1，包括喷雾处理和浸泡处理)果实颜色饱和度在模拟运输期间呈现总体平稳下降的趋势，说明纳他霉素低浓度(0.5 g·L-1)处理有利于提高葡萄果实饱和度，高浓度(1.0 g·L-1)则有利于保持葡萄果实颜色饱和度的相对稳定，原因可能是纳他霉素处理有利于延缓葡萄成熟衰老进程，且效果与浓度正相关。物流运输结束时，处理组葡萄果实饱和度比对照高30%～60%，差异显著(P<0.05)。贮运结束时，0.5 g·L-1处理葡萄果实颜色饱和度最高。

CK，对照；T1，0.5 g·L-1浸泡处理；T2，1.0 g·L-1浸泡处理；T3，0.5 g·L-1喷雾处理；T4，1.0 g·L-1喷雾处理。下同。CK，Control; T1，0.5 g·L-1 soaking treatment; T2，1.0 g·L-1 soaking treatment; T3，0.5 g·L-1 spraying treatment; T4，1.0 g·L-1 spraying treatment. The same as below.图1 不同处理对葡萄果实颜色的影响Fig.1 Effect of different treatments on grape fruit color

2.2 不同处理对葡萄失重率的影响

葡萄含水量高，在电商运输过程极易失水，水分的散失和运输期间的生理活动引发的营养物质消耗是造成葡萄失重率的主要因素。由图2可知，所有葡萄果实失重率在物流运输过程中均呈现上升趋势，对照组果实失重率在物流运输期间始终高于处理组，说明纳他霉素处理有利于抑制葡萄失重率的增加。第6天时，对照组葡萄果实失重率为1.56%，为处理组的1.9～2.2倍，差异显著(P<0.05)，但各处理组之间无显著差异(P>0.05)。

图2 不同处理对葡萄果实失重率的影响Fig.2 Effect of different treatments on weight loss rate of grape fruit

2.3 不同处理对葡萄脱粒率和腐烂率的影响

脱粒率是评价电商葡萄商品价值的重要指标。由图3-A可知，随着时间的增加，所有葡萄果实的脱粒率呈现逐渐上升趋势，对照组葡萄脱粒率在物流运输期间始终高于其余处理组，说明纳他霉素处理有利于抑制葡萄脱粒。第6天时，对照组脱粒率为11.95%，与各处理组差异显著(P<0.05)；与对照相比，各处理组的脱粒率增加相对缓慢，其中1.0 g·L-1喷雾处理组葡萄脱粒在模拟运输期间始终处于最低水平，第6天时脱粒率为4.69%。腐烂率也是评价葡萄商品价值的重要指标。由图3-B可知，各处理组葡萄均从第4天开始出现腐烂果，第6天时，对照组腐烂率分别为4.81%，与其余处理组差异显著(P<0.05)，说明各浓度纳他霉素处理有利于抑制葡萄果实腐烂率的上升。其中，0.5 g·L-1浸泡处理组与1.0 g·L-1(包括浸泡和喷雾处理)处理组果

图3 不同处理对葡萄脱粒率、腐烂率的影响Fig.3 Effects of different treatments on the threshing rate and rot rate of grape

实腐烂率不足2%，且两两之间无显著差异(P>0.05)。说明 0.5 g·L-1浸泡处理即可良好地抑制葡萄脱粒和腐烂，原因可能是表面抑制了微生物的生长繁殖[16]。

2.4 不同处理对葡萄果实营养物质的影响

由图4可知，各组葡萄果实营养物质(可溶性固形物、总糖、总酸)含量在物流运输过程中呈下降趋势，其中对照组下降最快，而各处理组葡萄营养物质含量下降相对缓慢，说明纳他霉素处理有利于抑制营养物质(可溶性固形物、总糖、总酸)含量的下降。物流运输结束时，对照组可溶性固形物含量为14.36%，与初值相比，下降1.51百分点；处理组可溶性固形物下降0.69～1.01百分点，两两之间无显著差异(P>0.05)，其中1.0 g·L-1处理组效果最好。处理组总糖含量为8.89%～9.07%，为对照组的 1.07～1.09倍，差异显著(P<0.05)，其中1.0 g·L-1喷雾处理组总糖含量高于其他处理。对照组葡萄总酸含量为0.34 g·kg-1，与初值相比，下降22.7%；处理组总酸含量为0.38～0.40 g·kg-1，下降9.09%～13.63%，与对照差异显著(P<0.05)，但各处理组之间无显著差异(P>0.05)，说明各浓度纳他霉素处理均能抑制葡萄营养物质含量下降的作用，可能是纳他霉素延缓了葡萄成熟衰老进程，生理代谢强度较弱，营养物质消耗量小。

图4 不同处理对葡萄果实营养物质含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on the nutrient content of grape fruit

2.5 不同处理对葡萄果实硬度的影响

果粒的硬度是影响贮藏过程中葡萄品质的一个重要因素，它决定了水果的耐贮特性[17]。由图5可知，所有葡萄硬度在该过程呈下降趋势，与对照相比，各处理组葡萄果粒硬度在运输期间均高于对照组，说明纳他霉素处理有利于维持葡萄果实的硬度。第2天开始，对照组葡萄硬度开始快速下降，第6天时为4.10 kg·cm-2，与初值相比，下降25.72%；物流运输结束时，各处理组葡萄果实硬度为4.88～5.04 kg·cm-2，与初值相比，下降8.70%～11.59%，显著高于对照组(P<0.05)，其中0.5 g·L-1浸泡处理有利于维持葡萄果实硬度。

图5 不同处理对葡萄果实硬度的影响Fig.5 Effect of different treatments on grape fruit firmness

2.6 不同处理对葡萄果实呼吸强度的影响

呼吸强度的大小与变化可以判断果蔬营养物质的消耗以及果蔬的衰老状况，通过抑制果蔬呼吸强度的升高，可以延缓果蔬的衰老，呼吸强度也是评价果蔬生命活动的关键指标之一。由图6可知，所有葡萄果实的呼吸强度在物流运输过程中呈现先下降后上升的趋势，原因是葡萄经过预冷处理和蓄冷冰袋控温，使葡萄生理代谢减弱，随着葡萄贮藏环境温度上升，葡萄生理代谢增强。从第2天开始，各组葡萄的呼吸强度开始增加；第6天结束时，对照组葡萄呼吸强度为57.00 mg CO2·kg-1·h-1，与对照组相比，处理组呼吸强度增加相对缓慢，呼吸强度为39.46～47.60 mg CO2·kg-1·h-1，说明纳他霉素处理有利于抑制葡萄果实的呼吸强度；其中1.0 g·L-1喷雾处理的葡萄果实呼吸强度为39.46 mgCO2·kg-1·h-1，低于其余处理组14.03%～17.10%，差异达显著水平(P<0.05)。

2.7 不同处理对葡萄果实鲜食品质的影响

鲜食品质是评价葡萄商品价值的重要指标之一。由表1可知，试验各浓度纳他霉素处理均不会对葡萄果实产生异味，但是在物流运输过程前期，纳他霉素处理使葡萄果实风味略微变淡，而且1.0 g·L-1浓度处理比0.5 g·L-1浓度处理变淡程度大；相同浓度下，浸泡处理要比喷雾处理变淡程度大。 第6天时，纳他霉素处理过的果实风味品质均高于同期的对照果实，其中1.0 g·L-1浓度喷雾处理效果更好。

表1 不同处理对葡萄果实在贮藏过程中的鲜食品质的影响

3 结论

实验结果表明，纳他霉素处理可有效地抑制葡萄果实的腐烂和脱粒，抑制呼吸强度的上升，使各营养物质(总酸、总糖、可溶性固形物、水分等)含量保持较高水平，从而保持葡萄果实的外观和风味品质，使葡萄果实经过物流运输后仍然保持较高的营养品质和商品价值，且不产生任何异味，保鲜效果较佳。因此，认为纳他霉素作为葡萄保鲜剂应用于电商物流具有前景。

0.5 g·L-1浸泡处理和1.0 g·L-1处理(包括喷雾和浸泡处理)均可在葡萄果实保鲜方面取得良好效果，但是长时间的浸泡处理可能造成一定的表皮细胞结构破坏和电解质外渗，尽管在贮藏初期浸泡时间与真菌数量间存在负相关性，但随着贮藏时间的延长，微生物生长的可能性就会增加[16]，建议使用高浓度(1.0 g·L-1)喷雾处理葡萄果实，不仅处理时间可以大幅缩减，还可为大规模集中采前处理提供可能。将纳他霉素应用于葡萄采后处理存在果实晾干的过程，比较费时，可以考虑在葡萄采摘前1 d采用喷雾使用，可以避免果实晾干的过程，同时减少人工。纳他霉素对葡萄果实保鲜效果，与采摘后处理相比，采摘前处理的效果如何需要进一步研究。

此外，本实验是对纳他霉素应用于电商葡萄物流运输过程的一次探索性研究，根据GB2760—2014[18]的相关规定，纳他霉素尚不能应用于新鲜果蔬保鲜，但是并不影响对其应用于新鲜果蔬保鲜效果进行探索性研究，且本实验使用浓度符合相关规定，另据王建国[19]研究显示，本次实验浓度(0.5、1.0 g·L-1)处理样品时，当天残留量仅为0.789和1.012 mg·kg-1，且纳他霉素会随着贮藏时间的延长而不断被降解，低于国标规定的10 mg·kg-1的标准，因此，产品的安全性可以得到保障。本实验结果可为以后纳他霉素被获准应用于果蔬保鲜提供数据参考。