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(渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧省食品安全重點實驗室, 生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013)

南果梨屬秋子梨系統(tǒng)(PyrusussuriensisMaxim.)中極優(yōu)良品種,是遼寧特色水果。南果梨果實采收時色綠、肉脆質(zhì)硬、汁少味甜、無香氣[1];采收后在自然條件下經(jīng)適當(dāng)后熟以后,果色轉(zhuǎn)黃、香氣逐漸濃郁、果肉變得味美多汁,品質(zhì)極佳,但不耐貯藏。

赤霉素(GA3)是植物五大內(nèi)源激素之一,可調(diào)節(jié)和控制植物生長發(fā)育的各個階段[2]。在蘋果[3]、柿子[4]、香蕉[5]、葡萄[6]、芒果[7]等果實上的研究表明,GA3能夠延緩果實成熟,有良好的保鮮效果。近年來,在梨果實上的研究多集中于采前噴施GA3對其生長發(fā)育及品質(zhì)形成的影響上[8-11],而關(guān)于GA3的采后保鮮效果研究較少。在黃花梨[12]和鴨梨[13]上的研究表明,采后GA3處理能延緩果實成熟,提高果實貯藏品質(zhì)。據(jù)報道,GA3的處理效果因所用濃度、果實種類及品種而異[14-16]。目前,在南果梨上還未見相關(guān)研究。因此,本實驗以采后南果梨為材料,研究不同濃度GA3對其常溫貯藏品質(zhì)及相關(guān)生理變化的影響,為找到新的保鮮方法提供參考,也為進(jìn)一步研究GA3對南果梨果實成熟衰老的調(diào)控機(jī)理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南果梨 于商業(yè)采收期(2016年9月4日)采自遼寧省錦州市廉政文化景區(qū)一商業(yè)果園,隨機(jī)從樹上選取位置、大小、成熟度一致,無病蟲害和機(jī)械損傷的果實,用瓦楞紙板箱包裝后當(dāng)天運(yùn)回實驗室進(jìn)行處理;GA3原藥 購自河南森永化工產(chǎn)品有限公司,純度為90%;其他試劑 均為國產(chǎn)分析純。

BCD-102D型冰箱 廣州萬寶集團(tuán)冰箱有限公司;ZBS-20商用制冰機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;GY-3指針式水果硬度計 浙江托普儀器有限公司;JA5003電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;HH-4A單列單控四孔水浴鍋 常州國宇儀器制造有限公司;722N可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司;UV-2550紫外可見分光光度計 日本島津公司;Legend Micro21R冷凍離心機(jī) 美國Thermo公司;GXH-3051H型果蔬呼吸測定儀 上海精密儀器儀表有限公司;WYT-32型阿貝折光儀 廈門中村光學(xué)儀器廠。

1.2 處理方法

將南果梨果實分為三組,進(jìn)行如下處理:第一組用10 mg/L的GA3浸果15 min;第二組用50 mg/L的GA3浸果15 min;第三組作為對照,用清水浸果15 min。每個處理均重復(fù)三次,每次重復(fù)60個果實。處理后將果實取出晾干,放進(jìn)瓦楞紙板箱常溫(23±2) ℃貯藏。每4 d從每個處理的每個重復(fù)隨機(jī)取5個果實,進(jìn)行果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)、果梗保鮮指數(shù)、呼吸強(qiáng)度和果實硬度的測定,之后另從每個處理的每個重復(fù)隨機(jī)取2個果實,將果肉切成約0.2 cm3的小塊并用液氮速凍混勻,貯存于-80 ℃用于其他生理指標(biāo)的測定。

1.3 生理指標(biāo)測定方法

1.3.1 感官指標(biāo)的測定 果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)和果梗保鮮指數(shù)參照紀(jì)淑娟等[17]的方法進(jìn)行測定。果皮轉(zhuǎn)色指數(shù):0級,果皮全綠;1級,果皮綠微黃;2級,果皮淺黃;3級,果皮全黃。果梗保鮮指數(shù):0級,果梗全干;1級,果梗干枯長度>2/3;2級,果梗干枯長度為1/3～2/3;3級,果梗干枯長度<1/3。

計算公式如下:

1.3.2 硬度測定 采用水果硬度計測定,測頭直徑為8 mm。在每個南果梨果實的赤道部位呈120°角取3個點去皮后,將硬度計測頭垂直于果面進(jìn)行測定,取平均值,單位kg/cm2。

1.3.3 呼吸強(qiáng)度測定 參照葛永紅等[18]的方法,用果蔬呼吸測定儀進(jìn)行測定,以mL CO2/(kg·h)表示。

1.3.4 可溶性固形物(TSS)及可滴定酸(TA)含量的測定 TSS含量采用阿貝折光儀測定。TA含量采用氫氧化鈉溶液滴定法[19]測定,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示,折算系數(shù)以蘋果酸計。

1.3.5 VC含量的測定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定[19],以mg/100 g表示。

1.3.6 丙二醛(MDA)含量的測定 采用硫代巴比妥酸法測定[19],以nmol/g表示。

1.3.7 總酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性的測定 參照曹建康等[19]方法進(jìn)行測定,以每克果肉鮮重在280 nm處吸光值表示總酚含量,即OD280/g。PPO活性以每克果肉鮮重每分鐘吸光度變化值增加1為1個活性單位,以U/g表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本實驗所有指標(biāo)均重復(fù)測定三次。采用 Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與作圖,并用SAS V8.0進(jìn)行差異顯著性分析。p<0.05表示差異顯著,p<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 GA3處理對南果梨果實感官指標(biāo)的影響

南果梨果實常溫貯藏期間葉綠素不斷降解,果皮逐漸轉(zhuǎn)黃,果梗也發(fā)生干枯褐變。由圖1可見,各處理果實的果皮在20 d后已基本轉(zhuǎn)黃,但經(jīng)GA3處理的果實果皮轉(zhuǎn)黃速度總體上明顯低于對照(圖1A)。在第16 d,對照果實的轉(zhuǎn)色指數(shù)已達(dá)90.6,而10 mg/L和50 mg/L GA3處理的果實果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)分別比對照低22.3%(p<0.01)和31.5%(p<0.01)。在第24 d,對照果實的果梗已完全干枯褐變,指數(shù)為0,而10 mg/L和50 mg/L GA3處理的果實果梗保鮮指數(shù)分別為8.3和24.6,明顯高于對照(圖1B)?？梢?不同濃度的GA3處理均能降低南果梨果皮轉(zhuǎn)黃速度,提高果梗保鮮指數(shù),其中以50 mg/L的GA3處理效果最好。GA3作為一種植物生長調(diào)節(jié)劑,具有很強(qiáng)的生物活性,在抑制果蔬色澤改變上尤為顯著。在香蕉[5]、柑橘[20-21]、青花菜[22]及辣椒[23]上的研究發(fā)現(xiàn),GA3能夠延緩葉綠素降解,有效延緩果蔬褪綠,與本研究結(jié)果一致。然而,曾鳳等[7]在芒果上的研究表明,低濃度的GA3能夠延緩葉綠素降解,高濃度的GA3則在一定程度上促進(jìn)葉綠素降解?？梢?GA3能否延緩果蔬褪綠與其處理濃度有關(guān)。

圖1 GA3處理對南果梨果實感官指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of GA3 treatment on the sensory indices of Nanguo pear fruit

2.2 GA3處理對南果梨果實硬度的影響

硬度是衡量果實耐貯性的重要指標(biāo)[24]。由圖2可知,各處理果實的硬度均隨貯藏時間延長而下降?？傮w來看,10 mg/L GA3處理的果實硬度稍高于對照,而50 mg/L GA3處理的果實硬度明顯高于對照。在第16 d,對照果實的硬度為3.36 kg/cm2,與采樣當(dāng)天相比下降了82.9%,此時果實很軟,商品價值低[17];而50 mg/L GA3處理的果實硬度為8.03 kg/cm2,與采樣當(dāng)天相比僅下降了59.1%,果實較軟，正適合食用。在第24 d,對照和10 mg/L GA3處理的果實變得極軟,硬度很小已基本檢測不到,而50 mg/L GA3處理的果實硬度為2.98 kg/cm2,可見50 mg/L GA3處理明顯減緩了果實的軟化速度,并且可推遲硬度下降4 d左右。在柿[4]和油桃[25]果實上的研究發(fā)現(xiàn),GA3處理能夠抑制與軟化密切相關(guān)的酶活性,延緩原果膠的降解以及水溶性果膠含量的增加,從而延緩果實的軟化進(jìn)程。目前,GA3處理對南果梨果實后熟軟化的具體調(diào)控機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。

圖2 GA3處理對南果梨果實硬度的影響Fig.2 Effects of GA3 treatment on firmness of Nanguo pear fruit

2.3 GA3處理對南果梨果實呼吸強(qiáng)度的影響

南果梨是呼吸躍變型果實[26]。由圖3可知,對照果實在貯藏期間出現(xiàn)2次呼吸高峰,分別在第4 d和第16 d,這與紀(jì)淑娟等[17]研究結(jié)果一致。不同濃度GA3處理的果實在貯藏第4 d呼吸強(qiáng)度明顯低于對照,僅在第16 d出現(xiàn)一次呼吸高峰,且峰值與對照差異并不明顯,可見GA3處理能在貯藏前期抑制南果梨果實的呼吸強(qiáng)度和第一次呼吸高峰的出現(xiàn)。在番茄[27]及桃果實[28]上的研究發(fā)現(xiàn),GA3處理能夠抑制采后果實貯藏期間的呼吸強(qiáng)度,與本研究結(jié)果一致。呼吸是采后果實具有生理活動的重要標(biāo)志,影響采后其他生理生化過程,而呼吸躍變是躍變型果實生長發(fā)育結(jié)束和啟動衰老的重要標(biāo)志[29],因此推測GA3處理對南果梨果實的保鮮效果與其能夠抑制果實的第一次呼吸高峰出現(xiàn)密切相關(guān)。

圖3 GA3處理對南果梨果實呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of GA3 treatment on respiration rate of Nanguo pear fruit

2.4 GA3處理對南果梨果實TSS含量及TA含量的影響

TSS是判斷果實成熟的重要指標(biāo),直接影響其貨架品質(zhì)[30]。由圖4A可見,各處理的南果梨果實TSS含量逐漸升高,其中GA3處理的果實TSS含量明顯低于對照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實TSS含量分別比對照低5.0%(p<0.05)和6.4%(p<0.05)?？梢?GA3處理能夠減緩南果梨果實TSS含量的上升,使果實維持較低的TSS含量。整體來看,50 mg/L GA3處理的果實TSS含量在貯藏期間雖稍低于10 mg/L GA3處理的果實,但兩者之間差異并不明顯。王大平等[12]認(rèn)為GA3結(jié)合CaCl2處理能在黃花梨果實貯藏前期抑制TSS含量的上升,在貯藏后期延緩其含量下降。曹建康等[13]報道GA3處理能減緩鴨梨果實貯藏期間TSS含量的下降,使其維持較高的TSS含量。以上研究結(jié)果表明,GA3處理對采后梨果實貯藏過程中TSS含量的影響因品種及處理方式而異。

圖4 GA3處理對南果梨果實TSS含量和TA含量的影響Fig.4 Effects of GA3 treatment on TSS content and TA content of Nanguo pear fruit

TA含量直接影響果實的風(fēng)味品質(zhì)。各處理的南果梨果實TA含量在貯藏期間均呈下降趨勢(圖4B)?？傮w來看,不同濃度GA3處理的果實TA含量在貯藏期間均高于對照,其中50 mg/L GA3處理效果更明顯,其在第24 d的TA含量分別是對照和10 mg/L GA3處理果實的1.5倍(p<0.01)和1.1倍(p<0.01)。由此可見,GA3處理能延緩采后南果梨果實TA含量的下降。

2.5 不同濃度GA3處理對南果梨果實VC含量的影響

VC是人類營養(yǎng)中最重要的維生素之一。由圖5可見,各處理果實的VC含量在貯藏期間均呈下降趨勢,其中50 mg/L GA3處理的果實含量最高,其次是10 mg/L GA3處理,對照果實含量最低。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實VC含量分別是對照的1.5倍(p<0.01)和1.8倍(p<0.01),可見GA3處理的果實能較好的保持果實中的VC含量,以50 mg/L的GA3處理效果最好。在香蕉[5]、芒果[7]及甜櫻桃[31]上的研究也得到了一致結(jié)果,表明GA3處理能在一定程度上保持采后果實貯藏過程中的營養(yǎng)品質(zhì)。

圖5 GA3處理對南果梨果實VC含量的影響Fig.5 Effects of GA3 treatment on VC content of Nanguo pear fruit

2.6 GA3處理對南果梨果實MDA含量的影響

MDA是膜脂過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物,是反映細(xì)胞膜破壞程度及果實衰老狀態(tài)的指標(biāo)[19]。由圖6可見,各處理果實的MDA含量在貯藏前期緩慢升高而后快速上升。整體來看,GA3處理的果實MDA含量在貯藏期間低于對照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實MDA含量分別比對照低21.0%(p<0.01)和37.3%(p<0.01),可見GA3處理能有效抑制采后南果梨果實MDA含量增加,其中以50 mg/L GA3處理效果最好。周會玲[27]等分別用40 mg/kg和20 mg/kg GA3處理采后番茄果實,發(fā)現(xiàn)不同濃度GA3處理均可有效抑制膜透性增加,降低MDA含量,且高濃度的處理效果較好,與本研究結(jié)果一致。膜脂過氧化是引起果實后熟衰老的重要原因,本研究結(jié)果表明GA3處理能抑制采后南果梨果實的膜質(zhì)過氧化作用,延緩其成熟衰老。

圖6 GA3處理對南果梨果實MDA含量的影響Fig.6 Effects of GA3 treatment on MDA content of Nanguo pear fruit

2.7 GA3處理對南果梨果實總酚含量和PPO活性的影響

采收后的南果梨果實常溫后熟衰老過程中,酚類物質(zhì)會在PPO的作用下形成褐色物質(zhì),使其發(fā)生酶促褐變[32-33]。由圖7A可知,各組果實的總酚含量在貯藏前期稍有上升而后快速下降,其中對照和10 mg/L GA3處理的果實總酚含量從12 d后快速下降,而50 mg/L GA3處理則推遲了4 d,即在第16 d后才開始下降。在整個貯藏期間,50 mg/L GA3處理的果實總酚含量最高,其次是10 mg/L GA3處理,對照最低。

與總酚含量變化趨勢相似,各處理果實的PPO活性也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,GA3處理的果實PPO活性明顯比對照低(圖7B)。對照和10 mg/L GA3處理的果實PPO活性都在貯藏8 d后快速上升,在第16 d達(dá)到高峰后迅速下降,其中10 mg/L GA3處理的PPO活性峰值比對照低10.9%(p<0.05)。50 mg/L GA3處理則在貯藏12 d后快速上升,在第20 d達(dá)到高峰,時間上比其他兩處理推遲了4 d,且峰值僅為對照峰值的49.0%(p<0.01)。由此可見,GA3處理能夠抑制采后南果梨果實貯藏期間酚類物質(zhì)含量的降低和PPO活性的升高。在甜櫻桃[31]、脆棗[34]、枇杷[35]、李[36]及桃[37]等果實上的研究也得到了一致結(jié)果,表明GA3處理延緩果實成熟衰老與其能夠抑制酶促褐變密切相關(guān)。

圖7 GA3處理對南果梨果實總酚含量和PPO活性的影響Fig.7 Effects of GA3 treatment on total phenols content and PPO activity of Nanguo pear fruit

3 結(jié)論

GA3處理能夠降低采后南果梨常溫貯藏期間果皮的轉(zhuǎn)黃速度,保持果梗保鮮指數(shù),減緩果實的軟化速度,抑制第一次呼吸高峰的出現(xiàn),延緩TSS和MDA含量的升高,同時抑制PPO活性,使果實保持較高的VC含量和總酚含量,延緩了果實的成熟進(jìn)程,同時保持了其貯藏品質(zhì)。兩處理濃度相比,以50 mg/L的GA3處理保鮮效果最好。

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