我国的杏资源丰富，种植历史悠久，品种多样。新疆是我国杏种植面积最大的地区之一，2021 年全疆种植面积达到2×105 hm2，年产量超过1.5×106 t，位居全国第一[1]。杏果实属于呼吸跃变型果实，采收期多集中在夏季，采收后易受机械损伤引起病原菌的侵染，短时间内出现后熟软化腐烂等现象[2]。新疆鲜杏在采摘期因预处理措施、保鲜设施、冷链物流等技术的不成熟，导致果品集中上市、低价竞争。同时，为了减少杏采后损失，水果商多采用“宁青不黄”的原则，采收多以6～7 成熟度为主，致使内地消费都无法品尝到新疆优质的鲜杏果实，严重制约了新疆杏产业的高质量发展[3]。如何提高鲜杏采后保鲜是当前亟需解决的问题。
雾化熏蒸技术相较于传统的保鲜技术，优势显著，是一种新型、低能耗、安全实用的水果保鲜技术。雾化熏蒸可有效改善果实采后品质，其主要表现在延缓衰老、抑制褐变、防治病害和减轻冷害，激活防御系统，提高果实抗逆性[4]。目前，雾化装置的主要雾化方式有加热雾化[5]、压缩雾化[6]和超声波雾化等。课题组前期在气体和雾化熏蒸技术在新疆特色果品葡萄[7]、冬枣[8]和西梅[9]采后保鲜方面开展了大量的应用研究。魏征等[10]通过采用雾化熏蒸能延缓冬枣果实的转红进程、TSS 含量及TA 含量的降低，保持较高的硬度，有效抑制冬枣果实贮藏期间的呼吸强度和乙烯释放量，雾化熏蒸技术可以显著保持果实品质和延长货架销售期。与浸泡或喷洒为主的传统保鲜方式相比，雾化熏蒸技术具有操作便捷、处理量大和熏蒸剂处理均匀等优势[11]，在果蔬贮藏保鲜方面有着广阔的应用前景。
水杨酸（Salicylate,SA）是一种重要的信号分子，在长期贮藏和运输过程中提高了园艺产品对衰老和病原体入侵的抵抗力[12]。近年来SA 的应用已被证明可以通过降低乙烯生产和呼吸速率，抑制果实软化和转色，保持可溶性固形物、有机酸和香气物质含量[13]。SA 也可保护植物免受低温，盐和水分胁迫等逆境胁迫，并且参与从种子发芽到开花和果实成熟的许多生理过程[14]。‘金沙优’柚在采后贮藏中，采用0.3% SA 处理能显著降低果实腐烂率、延迟果皮转色，抑制可溶性固形物（TSS）以及可滴定酸（TA）含量的下降。SA 及其衍生物在调节植物的生理生化反应方面起着至关重要的作用，这对于减少园艺作物采后损失具有巨大潜力[15]。目前，SA在果蔬保鲜中的应用主要采用浸泡、喷洒的方式，具有工作量大、不易控制、药物残留、保鲜成本高及资源浪费等缺点。如何提高SA 在果蔬保鲜中的效率、雾化装置及熏蒸工艺技术是重要的关键因素。因此，本研究通过对雾化熏蒸设备进行改进，将水杨酸与雾化熏蒸技术相结合，可使熏蒸剂均匀地扩散到鲜果表面，提高了雾化熏蒸效率，延长果蔬的贮藏品质，为果实采后贮藏保鲜提供了理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 雾化装置的组成及改进
本试验选用高压雾化的方式来实现对保鲜剂的雾化目的。雾化装置的主要部件包括控制系统、高压雾化主机、高压管道和雾化喷头等。具体工作原理是保鲜剂在高压雾化主机的作用下加压到一定压力（6.5 MPa），高压管道上等距（1 m）安装12 个雾化喷头，加压后的保鲜剂经高压管道输送到雾化喷头，再以0.10～15.0 μm 的超微雾粒子高速旋转喷射到整个空间，超微雾粒子迅速在空气中吸收热量并扩散，从而达到雾化的目的[16]。雾化装置的工作原理如图1 所示：
图1 雾化装置工作原理示意图
Fig.1 Working principal diagram of atomizing fumigation device
图2a 中的熏蒸箱是由箱体、上下前门、控制面板、内三角锁及箱体上盖组成。如图2b 在现有装置的基础上通过增设3 组药箱和混合箱来满足多样化的雾化选择需求。装置硬件方面，增加供雾化所需的药箱和混合箱。通过增加药箱和混合箱的数量提高雾化装置的雾化种类，雾化工作完成后，在不需要清空现有药箱或者混合箱的前提下，可以继续下一阶段的雾化工作，既满足了对特定保鲜剂的雾化需求，同时也提高了雾化效率。雾化装置改进前后的对比如表1 所示。
表1 雾化选择对比
Table 1 Comparison of atomization selection
图2 （a）可移动式雾化熏蒸装置示意图及（b）雾化装置的改进示意图
Fig.2 (a) Schematic diagram of movable atomization fumigation device and (b) schematic diagram of improvement of atomization device
注：1、箱体；2、上前门；3、摇把锁；4、控制面板；5、下前门；6、内三角锁；7、箱体上盖；8、混合箱；9、药泵；10、药箱盖；11、药箱；12、防松垫圈；13、把手。
1.2 雾化喷头的安装距离对保鲜库雾化熏蒸效果的影响
影响雾化喷头雾化效果的因素众多。其中，雾化喷头的安装距离直接影响雾化熏蒸效果。研究发现，雾化喷头安装间距较近，两喷头之间会发生干扰。喷头安装间距的增大会使得干涉区域面积减小，雾化液滴发生碰撞概率减小，碰撞聚合的液滴数量减少，液滴直径分布趋于集中[17]。如图3a，相邻喷头的安装距离为d1 时，两喷头的雾化液滴距离会在d2 范围内有所交叉，交叉的雾化液滴在空气中碰撞后会增大雾化粒径，影响雾化熏蒸的效果。如图3b 进一步研究发现，高压雾化主机的压力一定时，雾化喷头的雾滴喷射距离在d4 附近。相较于d1，相邻两喷头以d3 距离安装时，两喷头的雾化液滴距离不存在交叉，保证了雾化熏蒸工作的有效进行。在后续的实验中，雾化喷头的安装方式采用“1.0米一间隔”，即高压管道每隔1.0 m 安装一个雾化喷头。该安装方式一方面避免管道过长导致雾化高压在管路中的损耗，另一方面保证了相邻雾化喷头之间的雾化液滴不会交叉，提高了雾化熏蒸效果。
图3 雾化喷头安装示意图
Fig.3 Installation of the atomizingnozzle
注：d1：相邻喷头的安装距离为30 cm；d2：相邻喷头的雾化液滴距离会在20 cm 范围内有所交叉；d3：相邻两喷头以60 cm 距离安装时，两喷头的雾化液滴距离不存在交叉，d4：高压雾化主机的压力一定时，雾化喷头的雾滴喷射距离在70 cm。
1.3 保鲜库及亚克力熏蒸条件的筛选
图4 是保鲜库雾化熏蒸及亚克力雾化熏蒸的模式图，通过对亚克力熏蒸箱的压力（4.0～7.0 MPa）、熏蒸方式（连续雾化熏蒸45 s、75 s；间歇性熏蒸75 s）等条件的筛选，研究结果表明，雾化装置的工作压力设置在5.0 MPa，装置最佳工作方式为间歇雾化75 s，该条件下雾化液滴喷射距离适中，雾化熏蒸效果较好。通过对熏蒸库的雾化熏蒸时间（3、4、5、6、7～8 min）的测定结果表明，随着时间的不断增加雾化熏蒸浓度变化（80%、85%、91%、95%、100%）也不断提高。以55 m³温控保鲜库为雾化熏蒸实验场所，通过对熏蒸库压力（6.0～7.0 MPa）、熏蒸时间（7+3；7+4；8+3；8+4 min 注：连续雾化+熏蒸剂自然沉降）、喷头安装方式（两喷头之间距离为30、60、70、100 cm）、试材摆放位置（墙壁四周50 cm、库中间位置）的测定发现55 m³温控保鲜库最佳雾化熏蒸工艺是：高压雾化主机的最佳设定压力是6.5 MPa，装置最佳工作方式为连续雾化7 min 再经熏蒸剂自然沉降3 min，雾化喷头安装方式为“1 米一间隔”，雾化熏蒸试材摆放区域距离保鲜库四周墙壁50 cm，摆放高度距离雾化喷头安装位置垂直向下0.5～1.0 m。
图4 保鲜库雾化熏蒸及亚克力雾化熏蒸
Fig.4 Atomizing fumigation in fresh storage and acrylic atomizing fumigation box
1.4 雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏品质的影响
1.4.1 试验材料
新疆小白杏（TSS≥13.68%）：采自新疆轮台县，于2022 年6 月采摘后立即运回新疆农业科学院冷库于5 ℃预冷24 h。新疆赛买提杏（TSS≥10.28%）：采自新疆库车县，于2022 年7月采摘后立即运回新疆农业科学院冷库于5 ℃预冷24 h。挑选大小均一，无病虫害、无机械伤的果实进行不同处理。
1.4.2 试验仪器
雾化熏蒸保鲜装置CR1515-3YX，青岛昌润空气净化设备有限公司；硬度计GY-4，艾德堡仪器有限公司；手持数显糖度计PAL-1，日本爱拓公司；恒温恒湿箱SPX-100B-Z，上海博讯实业有限公司；电子天平AL204-IC，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。
1.5 试验方法
本实验利用雾化装置对不同浓度的SA 溶液进行雾化，以亚克力熏蒸箱（50 cm×50 cm×50 cm）为雾化熏蒸场所，对小白杏和赛买提进行SA 雾化熏蒸处理。将小白杏和赛买提杏进行以下5 个处理：①对照组（CK）：不作任何处理。②乙醇水溶液间歇雾化熏蒸60 s。③30 mmol/L 的SA 间歇雾化熏蒸60 s。④40 mmol/L 的SA 间歇雾化熏蒸60 s。⑤50 mmol/L 的SA 间歇雾化熏蒸60 s。每个处理重复3 次。处理后的杏果实于常温下自然晾干后，称重450 g 左右放置在内衬吸水纸的聚乙烯保鲜盒（20 cm×10 cm×5 cm）。小白杏和赛买提各需67.5 kg，共计135 kg，贮藏于培养箱中[（25±1）℃，RH 53%～58%]。
1.6 指标测定方法
1.6.1 色差的测定
采用CR-100 手持色差仪测定，每次选择5 个果实，取3 个点测定，记录其L*、a*、b*值。
1.6.2 硬度的测定
硬度测定采用王霞伟等[3]的方法每盒随机选择15 个杏果，围绕果实的赤道部位，间隔等距离的三个位置，各削去果皮（厚约1 mmol/L），用GY-4 型果实硬度计（直径为2.5 mm）测定各个位置果肉的硬度，重复3 次。最终结果以平均值计，单位为N。
1.6.3 TSS、TA含量的测定
将十个杏果实在研钵中磨成果浆，过滤后取滤液，使用PAL-1 型糖度仪测定SSC 含量，结果以百分数（%）（V/V）表示[18]。用同样的滤液用pH 计测定TA，用0.1 mol/L NaOH 滴定得到pH 值为8.2，结果用百分数表示（%）（V/V）。
1.6.4 呼吸强度的测定
采用Check Point 3 便携式顶空分析仪测定。
1.7 数据分析
使用GraphPad Prism 8.0 软件作图，SPSS 20.0进行数据分析以及利用Duncan 法来比较均值。P≤0.05 表示差异显著，P≤0.01 表示差异极显著。
2 结果与分析
2.1 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏外观品质及发病率的影响
由图5、6 可知，对照组杏果实在第4 天出现腐败的现象，而30、50 mmol/L SA 处理的杏果实发生腐败的时间在第6 天，与对照组相比，SA 处理能延缓杏果实的腐烂。如图7 所示，随着杏果实的贮藏，果实的发病率不断升高。贮藏末期小白杏和赛买提杏的发病率达到40%和36%，而40 mmol/L SA 处理后未出现发病率，这说明40 mmol/L SA 处理能有效的提高杏果实的抗病，延缓杏果实的腐烂，提高了杏果实的食用价值和商品价值。
图5 雾化熏蒸对新疆小白杏采后外观的影响
Fig.5 Effect of SA atomizing fumigation treatment on postharvest appearance of ‘Xiaobai’ apricot
图6 雾化熏蒸对新疆赛买提杏采后外观的影响
Fig.6 Effect of SA atomizing fumigation treatmen on postharvest appearance of ‘Saibati’ apricots
图7 SA 雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏发病率的影响
Fig.7 Effect of SA atomizing fumigation treatment on the decay rate of ‘Xiaobai’ and ‘Saimaiti’ apricots
注：相同指标在同一天的不同处理，小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下图同。
2.2 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏果实采后色差的影响
色泽是果实的重要品质指标之一，不仅影响消费者的感官判断，还直接反映了果实的成熟度、新鲜度和内部品质的变化。由表2 可知，在贮藏期间，不同浓度SA 处理组中的L*值均显著高于对照组（P＜0.05）。小白杏第7 天时，30、40、50 mmol/L SA 处理组中的L*值分别是对照组1.11 倍、1.14 倍和1.10 倍。贮藏结束时，30、40、50 mmol/L SA 处理组中a*与对照相比分别降低了60.52%、93.85%、56.15%。果实中b*值的变化趋势则与a*值相似，呈上升趋势。不同浓度SA 处理显著高于对照和乙醇水溶液处理组（P＜0.05）。贮藏至第7 天时，30、40 和50 mmol/L SA 处理均抑制了小白杏果实b*值的上升，与对照组相比不同浓度SA 处理分别降低了6.26%、10.31%和5.11%。
表2 SA处理对新疆小白杏采后L＊、a＊、b＊值的影响
Table 2 Effects of SA atomizing fumigation treatment on L＊,a＊ and b＊ values of postharvest ‘Xiaobai’ apricot
注：不同小写字母表示同一贮藏时间两组间差异显著P＜0.05。下表同。
由表3 可知，赛买提杏各处理组L*值随着贮藏时间变化整体呈上升趋势。贮藏结束时30、40、50 mmol/L SA 处理组与对照和乙醇水溶液存在差异性（P＜0.05），说明SA 有助于杏果实贮藏期间保持果实的亮度。与对照相比，贮藏结束时30、40、50 mmol/L SA 处理组分别降低了21.76%、36.55%、20.73%。贮藏第2 天时，各处理组杏果实b*值开始急剧上升，不同浓度SA 处理显著低于对照和乙醇水溶液处理组（P＜0.05）。此时，30、40、50 mmol/L SA处理组分别比对照组降低了2.74%、5.90%和1.97%。结果表明，40 mmol/L SA 处理能够延缓杏果实转色，较好的保持杏果实的品质。本实验中，随着果实成熟，杏果实果皮褪绿转黄，L*值逐渐降低、a*和b*值逐渐增加，这与杏果实成熟过程中亮度降低、红色加深，随后转黄的趋势保持一致。不同浓度SA 处理能够有效地延缓杏果实的转色进程，延长了果实的贮藏时间，这在百香果中也得到了相似的结果[19]。
表3 SA处理对赛买提杏采后L＊、a＊、b＊值的影响
Table 3 Effects of SA atomizing fumigation treatment on L＊,a＊ and b＊ values of postharvest ‘Saimaiti’ apricot
2.3 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏硬度的影响
硬度是影响果实贮藏品质的最直接因素，与果实采后货架期的关系十分密切[20]。由图8 可知，在贮藏过程中，果实硬度随着贮藏期延长呈现出不断下降的趋势，但采用SA 雾化熏蒸能较好的保持杏果实硬度。在小白杏贮藏末期，与对照组相比40 mmol/L SA 雾化熏蒸处理后硬度分别提高了39.24%、55.62%和29.71%，差异性显著（P＜0.05）。在赛买提杏贮藏末期，与对照组相比，40 mmol/L SA 雾化熏蒸处理杏果实硬度分别提高了21.04%、56.70%和32.35%，差异性显著（P＜0.05）。结果表明：40 mmol/L SA 处理对延缓小白杏和赛买提杏果实的衰老，抑制杏果实软化，较好的保持了杏果实的品质。果实成熟过程中的软化与果胶成分、半纤维素和纤维素等细胞壁成分的降解密切相关[21]。细胞壁降解速率主要是由软化相关细胞壁降解酶（如：聚半乳糖醛羧酶、果胶甲基酯酶和纤维素酶等）的活性高低所决定。随着贮藏时间的延长，相关酶之间的协同作用破坏了细胞壁的结构，加速了细胞壁多糖的降解，导致中间片层结构发生变化和细胞韧性的丧失，从而果实采后易发生软化现象[22]。有研究表明，SA 处理保持了杏果实的硬度，有效地延缓了硬度的下降[23]。
图8 SA 雾化熏蒸对小白杏（a）和赛买提杏（b）硬度的影响
Fig.8 SA atomizing fumigation treatment on the firmness of‘Xiaobai’ and ‘Saimati’ apricots
2.4 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏TA含量的影响
可滴定酸是果实品质的重要构成之一，是影响果实风味品质的重要因素[24]。如图9 所示，在整个贮藏期间，经SA 雾化熏蒸处理的小白杏果实TA含量整体呈下降趋势，赛买提杏果实TA 含量在贮藏第3 天时TA 含量达到一个峰值后继续呈下降趋势。40 mmol/L SA 雾化熏蒸处理后小白杏的可滴定酸含量在第3 天时达到最大，赛买提杏贮藏末期，30 mmol/L SA、40 mmol/L SA 和50 mmol/L SA 雾化熏蒸处理与乙醇水溶液处理相比分别提高了27.21%、47.06%和13.24%，与CK 相比分别提高了34.11%、55.04% 和19.38%，差异性显著（P＜0.05）。结果表明，40 mmol/L SA 雾化熏蒸处理较好地维持了小白杏和赛买提杏采后TA 含量。在本研究中，随着小白杏的成熟，TA 含量与其它果实一样，通常伴随着有机酸的降解[25]。赛买提杏的变化趋势则与小白杏不同。贮藏前期TA 的积累，这可能与呼吸速率和乙烯的生产有关，从而促进了果实的成熟。SA 处理有效抑制了TA 的分解[26]，前期研究结果表明，SA 处理可以有效维持冬枣采后TSS和TA 含量，更大程度地维持果实中的营养物质[27]。
图9 SA 雾化熏蒸对小白杏（a）和赛买提杏（b）可滴定酸含量的影响
Fig.9 Effect of SA atomizing fumigation treatment on the TA of ‘Xiaobai’ and ‘Saimati’ apricots
2.5 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏TSS含量的影响
TSS 是衡量果实品质的一个重要指标，可以判断果实的采收期[28]。如图10 所示，在整个贮藏过程中，不同处理杏果实的TSS 总体呈现先升高后下降的趋势。小白杏贮藏第3 天出现高峰，CK 和乙醇水溶液处理组分别为17.70%和18.10%，30、40和50 mmol/L SA 雾化熏蒸处理组TSS 在贮藏第4天达到高峰，分别为17.80%、18.70%和17.10%。在贮藏第4 天后，乙醇水溶液处理鲜杏的TSS 急剧下降。贮藏末期，30、40 和50 mmol/L SA 处理鲜杏的TSS 含量分别是15.10%、16.00%和15.30%，CK 组和乙醇水溶液处理组分别为14.50% 和14.70%。赛买提杏的贮藏过程中，不同处理的TSS含量总体上呈现同小白杏TSS 的相同变化趋势。这可能是由于在贮藏前期小白杏中的大分子碳水化合物可降解为可溶性的糖类导致其TSS 含量增加；在贮藏后期呼吸作用开始以小分子糖类作为代谢底物使其TSS 含量呈下降趋势，其中，SA 处理的鲜杏TSS 在第4 天达到高峰，之后逐渐下降。贮藏末期，不同SA 处理杏果实的TSS 分别是11.82%、13.51%和10.93%，对照组和乙醇水溶液处理组分别是8.02%和8.94%。结果表明，30、40 和50 mmol/L SA 处理效果优于对照组和乙醇水溶液处理组。杏果实在不断成熟过程中，大分子碳水化合物在相关酶的作用下逐步降解为可溶性糖类，导致贮藏前期果实中TSS 含量逐渐上升[29]。贮藏后期TSS 含量下降的原因可能是果实进入后熟阶段，呼吸速率加快，开始以小分子糖类等营养物质作为代谢底物，使其TSS含量呈下降趋势[30]。
图10 SA 雾化熏蒸对小白杏（a）和赛买提杏（b）可溶性固形物含量的影响
Fig.10 Effect of SA atomizing fumigation treatment on TSS of of ‘Xiaobai’ and ‘Saimati’ apricots
2.6 SA雾化熏蒸对小白杏和赛买提杏呼吸强度的影响
杏果实属于典型的呼吸跃变型果实，采收期短，且果实采后会在短期内迅速出现后熟现象，严重影响杏果实的食用价值和贮藏品质[31]。在果实采后贮藏过程中，呼吸作用通过影响能量代谢和氧化还原反应来促进果实的衰老[32]。水杨酸处理能较好的保持果实细胞膜结构的完整性，抑制呼吸速率，推迟呼吸高峰出现的时间，降低线粒体活力，从而提高果实的贮藏品质[33,34]。如图11 所示，对照组和SA处理组鲜杏果实在贮藏期间的呼吸强度呈先上升后下降的变化趋势。小白杏贮藏过程中，对照组和乙醇水溶液处理组在第3 天出现呼吸高峰，达到了66.28 mg/kg·h 和58.83 mg/kg·h。同时，SA 处理杏果实的呼吸强度显著低于乙醇水溶液处理组（P＜0.05）。不同SA 处理组的呼吸高峰在第4 天出现，其中30 mmol/L 处理组的杏果实呼吸强度达到了58.41 mg/kg·h，分别比40、50 mmol/L SA 处理组杏果实呼吸强度升高了9.88%和5.32%。赛买提杏果实贮藏过程中，对照组和乙醇水溶液处理组在第3 天杏果实出现呼吸高峰，分别为57.51 mg/kg·h和52.12 mg/kg·h，显著高于同一时期SA 处理杏果实的呼吸强度（P＜0.05）。30、40 和50 mmol/L SA处理杏果实的呼吸强度在第5 天出现，其中30 mmol/L SA 处理杏果实呼吸强度是53.60 mg/kg·h，分别比40、50 mmol/L SA 处理杏果实的呼吸强度显著升高了10.17%和5.79%。结果表明，40 mmol/L SA 处理有效延缓了杏果实呼吸高峰的到来。
图11 不同熏蒸处理对新疆小白杏（a）和赛买提杏（b）采后呼吸强度的影响
Fig.11 Effect of SA atomizing fumigation treatment on the postharvest respiratory intensity of of ‘Xiaobai’ and ‘Saimati’apricots
3 结论
通过对装置的调试和测量发现，雾化喷头完成对熏蒸剂的雾化过程需要的最低压力为4.0 MPa，单个雾化喷头的有效覆盖面积是1.57 m2，雾化喷头对熏蒸剂的平均消耗量在20～25 mL/min，高压雾化主机可提供的压力范围在4.0～7.0 MPa。
对于亚克力熏蒸箱，高压雾化主机的最佳压力是5.0 MPa，装置最佳工作方式为间歇雾化75 s。对于550 m³保鲜库，高压雾化主机的最佳设定压力是6.5 MPa，装置最佳工作方式为连续雾化7 min 再经熏蒸剂自然沉降3 min，雾化喷头安装方式为“1米一间隔”，雾化熏蒸试材摆放区域距离保鲜库四周墙壁50 cm，摆放高度距离雾化喷头安装位置垂直向下0.5～1.0 m。
以SA 为熏蒸剂，利用已确定的雾化熏蒸工艺条件，40 mmol/L SA 雾化熏蒸处理效果最显著，较好地维持了新疆鲜杏的采后贮藏品质。
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