红地球葡萄采后生理

1、红地球葡萄采后生理上海农科院孔秋莲红地球葡萄又叫美国红提，是我国在1986年从美国加州引进的葡萄新品种，它穗形美观，粒大色绝，果肉硬脆，是美国、智利、澳大利亚、南非等新型葡萄出口国最主要的出口品种之一，目前已成为我国葡萄栽培业中取代巨峰的主要品种。在鲜食葡萄行业中，红地球被认为是耐贮运的品种，但随着栽培面积迅速扩大和贮藏量逐年增加，漂白、腐烂、干梗、腐烂等问题时有发生，造成很大的经济损失。如何采取有效措施减少红地球葡萄贮藏中干梗、漂白、腐烂等问题，对目前红地球葡萄的栽培业和贮藏业有着重要意义。红地球葡萄自美国加州大学欧姆（）教授于1980年发表公布至今已有22年历史，其间国内外研究学者和生产技

2、术人员在栽培技术、采后生理、保鲜技术等方面进行了大量研究。现在，我就自己掌握的文献资料和从事红地球葡萄贮藏保鲜研究所得到的研究结果，对目前国内外红地球葡萄采后生理方面的研究进展综述如下。一、红地球葡萄耐贮性的植物学特征1、果皮较厚，果肉脆硬，果粉不易脱落，贮运中不易出现裂果和较重的挤压伤。2、果梗粗壮，果刷粗而长、果刷维管束与果肉中周缘维管束连成一体，并埋藏于果肉中，果实耐拉力（果粒从果柄上脱开的拉力）强，不易落粒。3、葡萄浆果由外壁密披蜡质表皮、亚表皮及大型薄壁果肉细胞组成，在果肉组织中有束状排列的维管束。果实解剖和显微观察表明，与巨峰相比，红地球的角质层和表皮厚度大，亚表皮细胞和果肉细胞平

3、均直径大，维管束数量多。二、红地球葡萄采收后的呼吸特性呼吸消耗是葡萄采后新陈代谢、衰老溃败的根源，表现为颗粒变软、酸度降低、落粒、果梗褐变、失水干缩等现象。要保证良好的贮藏效果，必须严格控制呼吸强度稳定在较低水平。研究表明，红地球为非呼吸跃变型，其呼吸强度远低于巨峰，石志平等报道，采收后20下测定，巨峰的呼吸强度为16.38mgCO2·Kg-1·h-1，红地球只有2.40mgCO2·Kg-1·h-1。三、红地球葡萄采收时主要品质和生理指标采收时的品质是影响葡萄贮藏质量的关键指标之一，一般来讲，采收时可溶性固形物含量、糖含量越高，葡萄的耐贮性能越好。研究表

4、明，成熟采收的红地球在还原糖、粗纤维、总果胶等方面的含量显著均高于巨峰。葡萄采收后是个活的有机体，如采收前一样进行着呼吸代谢和水分交换，其一系列代谢活动都有相应的酶和活性物质参与，并在其中起着关键的作用。研究表明，与采后贮藏保鲜关系密切的主要是超氧物岐化酶、过氧化氢酶、果胶酶、抗坏血酸过氧化物酶、还原型谷胱甘肽、脂氧合酶等与呼吸、衰老有关的酶及活性物质，这些酶及活性物质可通过调节呼吸等代谢活动，影响体内超氧物自由基、过氧化氢、丙二醛等物质的含量和组织电导率大小。研究表明，与巨峰相比，成熟采收的红地球葡萄超氧物岐化酶、脂氧合酶、果胶酶活性和还原型谷胱甘肽、超氧物自由基、过氧化氢含量、组织电导率低

5、，过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性高。四、红地球葡萄贮藏保鲜中致腐微生物及有关防腐保鲜剂的研究红地球极易在田间感染灰霉病菌，灰霉病菌不仅是田间病害又是葡萄贮藏中最具毀灭性的贮藏病害，是红地球贮藏保鲜中防腐的关键。除灰霉病菌外，Morgan等人于2004年报道了引起加州红地球腐烂的微生物还有酵母和细菌，其中Bacillus subtilis、Cryptococcus laurentii作为葡萄病原的报道在美国和世界范围内均为第一次，Aureobasidium pullulans虽在葡萄酿造中有报道，但在红地球致腐微生物研究方面的报道还为首次。腐烂、干梗、脱粒是当前葡萄贮藏中的三大障碍，其中以灰

6、霉引起的腐烂造成损失最为严重，为保证良好贮藏效果，首先要控制葡萄贮运中的腐烂损失。如今世界各国葡萄生产者普遍使用SO2熏蒸达到防腐保鲜目的。SO2类防腐保鲜剂在葡萄上的应用历史已有七十多年，它不但可以有效地控制采后贮藏中灰霉蔓延，而且能抑制葡萄的生理衰老。但在SO2使用过程中，一直伴随着以下问题：过量SO2对果实的漂白伤害；SO2过量处理引进的葡萄果实口感变劣；SO2酸性气体对库房内金属设施的腐蚀和对环境的污染。近年来，SO2对人体的危害也日益受到重视。1986年，美国FDA重新修改了SO2类添加剂使用标准，撤消原来的“一般认为安全级（GRAS），并规定葡萄采后处理中SO2最高残留限量为10p

7、pm。”为避免使用SO2的危害，许多研究者在SO2替代物方面进行探索研究，目前报道的有过氧化氢、乙醇、仲丁胺、二氧化氯等化学物质处理方法和高二氧化碳处理、臭氧处理等物理方法，但迄今尚未找出理想的有效物质和方法。就目前使用的杀菌保鲜剂效果看，SO2仍是葡萄贮藏中最有效的防腐保鲜剂，改善SO2应用方法可以有效地减少葡萄贮藏中SO2伤害的发生，并降低葡萄体内SO2残留。采前喷布内杀菌剂的壳多糖、植酸等成膜剂，可以减少葡萄吸入SO2的数量，从而减轻SO2伤害，降低SO2残留；采后在SO2双重释放的基础上辅以其它杀菌剂（CT-1、H2O2）或臭氧处理也能减轻SO2伤害，降低SO2残留。本人通过两年的系统

8、研究，认为红地球葡萄应着重于采后调控，以在SO2双重释放的基础上辅以仲丁胺处理最为经济有效。五、红地球葡萄对葡萄保鲜剂（SO2类）的抗性及SO2伤害机理的研究1、红地球葡萄对葡萄保鲜剂（SO2类）的抗性红地球抗SO2能力较弱，易在果皮表面出现表面漂白伤害。高海燕等对红地球、巨峰葡萄在常温下（2025）的SO2急性伤害阈值（CT值）的测定分别是500L，L-1.h-1、5000LL-1.h-1，由此可见，红地球对SO2的忍耐力显著低于巨峰。本人对葡萄采后贮藏中SO2伤害机理及调控措施进行了较详细研究，通过常温贮藏，低温贮藏及常温离体培养试验，研究了葡萄耐SO2机制。结果表明，与耐SO2品种巨峰相

9、比，红地球具有较低的pH值和较小的缓冲容量，较低的超氧物岐化酶和苯丙氨酸解氨酶活性、还原型合胱甘肽水平。受SO2刺激后，红地球的抗血酸过氧化物酶活性、苯丙氨酸解氨酶及酚类物质含量的上升幅度小于巨峰，而脂氧合酶活性和超氧物自由基水平的上升幅度却高于巨峰；长期处于SO2伤害环境时，红地球的超氧物岐化酶活性和过氧化氢酶活性的下降幅度高于耐SO2品种巨峰。缓冲系统是葡萄抵御外界酸性物质侵害的第一道防线，抗氧化酶系统和膜脂系统则构成第二、三道防线，而红地球在缓冲系统、抗氧化酶系统和膜脂系统等方面都表现出较弱的抗性，在外界SO2类酸性物质侵入时就更易受到伤害。红地球较弱的抗SO2能力还可从组织结构方面解释

10、。果皮是外部气体进入葡萄果肉的主要屏障，张华云等利用扫描电镜观察了红地球果实的表皮，发现其表皮蜡质层结构疏松，以不规则片状结构存在，片与片之间有较大的空隙。为蜂窝状孔洞，这为SO2气体从果皮表面进入果实提供了通道，使外界气体较易进入果肉，可能是红地球易受亚硫酸盐类保鲜剂伤害的重要原因之一。2、红地球葡萄SO2伤害机理的研究2.1 SO2在葡萄体内的代谢葡萄果梗和穗轴表面分布有大量的皮孔和气孔。许多研究表明，果梗和穗轴对逆境较为敏感，是葡萄采后贮运保鲜的关键。SO2伤害研究同样表明，SO2易进入果梗和穗轴，SO2漂白伤害首先发生在果梗及果梗产生离层的区域。和其它植物一样，SO2进入葡萄组织后发生

11、以下系列反应： PK=1.76 PK=7.20研究表明，葡萄果肉中90%以上的亚硫酸盐被氧化成硫酸盐，其氧化速率半衰期表现为4小时和20小时，由此推测葡萄果肉中亚硫酸盐存在游离态和结合态两种形式。果皮中则以SO2为主要存在形式，其含量占整个果实标记硫化物的大部分。2.2 葡萄SO2伤害机理组织结构方面。SO2剂量过高时，葡萄发生漂白损伤。损伤首先发生在果梗、浆果与果梗连接处及浆果机械伤口和自然微裂口处。症状表现为果梗失水萎蔫，果实形成下陷漂白斑点，进而果肉和果皮组织结构受损，果粒出现刺鼻的不愉快气味，损伤处凹陷变褐。研究发现，SO2对葡萄组织结构的伤害是渐进性的，SO2对果梗、穗轴及果实各部分

12、的伤害起始于细胞膜系统，伤害历程首先是细胞壁变性，形成颗粒状絮状物质，从而发生质壁分离现象，进而细胞壁成波齿状，细胞内含物外渗，细胞变形破碎，崩溃死亡。生理生化代谢方面。郭哲发现受伤害的葡萄组织汁液pH值下降，质膜的选择透性增加，电导率上升，认为电导率变化可作为果实细胞功能损伤的参考指标。努尔尼莎和葛毅强进一步提出膜脂过氧化是葡萄SO2伤害的焦点，建议以电导率和丙二醛作为评价SO2伤害的生理指标。本人研究发现，SO2伤害使红地球葡萄含水量降低，叶绿素和花青素含量下降，叶绿素a、b比例失调；果肉汁液酸化，pH值降低，缓冲容量下降；SO2伤害不仅增加葡萄体内活性氧水平，而且降低活性氧清除体系中超氧

13、物岐化酶和过氧化氢酶活性，并使脂氧合酶活性升高，从而加剧膜脂过氧化进程，致使丙二醛含量及组织相对电导率增加；SO2伤害还刺激呼吸，减弱葡萄自身防御系统中多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性。另外，葡萄各部位SO2残留水平存在较大差异，以果梗最高，穗轴次之，果皮、果刷较低，果肉最低；贮藏过程中，葡萄食用部位（果肉）残留量呈一直上升趋势，SO2超量处理则增加果肉SO2残留水平，但在伤害不严重的果实（果刷处表现点状漂白）中，果肉SO2残留水平低于FDA标准（10ppm）；由于果梗和果刷之间存在SO2浓度差异，可能存在SO2由果梗向果刷的运输；未受害或伤害程度相似的果实中，红地球的果肉、果肉输导组织及果实

14、筛管中的SO2浓度低于耐SO2品种巨峰，说明葡萄耐SO2机制与吸入的SO2绝对数量关系不大。2.3 国外葡萄SO2伤害的研究情况SO2气体熏蒸用于葡萄商品化贮藏时，常规方法是入贮后立即用5000ppmSO2气体熏蒸2030分钟，以后每710天用2500ppmSO2气体熏蒸3040分钟，每次熏蒸后通风10分钟以除去空气中的SO2。但这种方法易使葡萄果实中SO2残留超过FDA标准（10ppm）。国外对SO2伤害的研究多集中于SO2杀菌浓度，最佳保鲜浓度，致害浓度及SO2在调节气体包装（MAP）中释放动态等方面。SO2有效杀菌浓度因真菌种类和贮藏条件而异。0.075%SO2气体是镰刀霉、黑斑霉和核盘霉的致死浓度；0.014%SO2水溶液对黑曲霉有害；0.050.1%SO2水溶液可抑制灰霉绿霉青霉生长；交链孢霉较耐SO2，0.04%SO2气体只能使其生长受抑50%，当SO2气体浓度低0.02%时，其生长反而被促进。研究表明，贮藏温度越低，所需SO2剂量越大。在相同剂量下，低浓度长时间处理的后期抑菌效果优于高浓度短时间处理。为尽量减少SO2对葡萄的漂白伤害，降低其在果实内残留量，许多研究者通