陳楚英，付永琦，萬(wàn)春鵬，劉善軍，陳金印,2*

1(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西省果蔬保鮮與無(wú)損檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌，330045) 2(萍鄉(xiāng)學(xué)院，江西 萍鄉(xiāng),337055)

新余蜜橘是“本地早”經(jīng)新余市科技工作者40多年的篩選、種試和高接遺傳穩(wěn)定性觀察，選育出的具有優(yōu)良形狀的特色地方寬皮柑橘品種。近年來(lái)，隨著人們對(duì)新余蜜橘的深入認(rèn)識(shí)，其市場(chǎng)份額大幅提高。然而與大多數(shù)其他柑橘品種相比，新余蜜橘采收時(shí)間為10月中下旬，正值江西高溫季節(jié)，果實(shí)采后呼吸旺盛，常溫貯藏1個(gè)月左右，果皮失水萎蔫，光澤度下降，同時(shí)由于果皮薄、松脆，易造成爛果現(xiàn)象，嚴(yán)重影響果實(shí)的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值。因此，新余蜜橘的采后保鮮問(wèn)題成為亟待解決的難題之一。目前，采后低溫冷藏是調(diào)控新余蜜橘采后生理代謝變化的最為有效措施之一，在低溫冷藏環(huán)境下果實(shí)呼吸作用及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的降解明顯受到抑制，達(dá)到防止果實(shí)過(guò)早衰老的目的[1-2]。另外，適當(dāng)?shù)臒崴幚砜梢员ｕr柑橘果實(shí)。結(jié)果表明，熱處理降低果實(shí)對(duì)低溫的敏感性，提高抗病能力以及貯藏效果[3-5]。然而，目前針對(duì)新余蜜桔適時(shí)貯藏的研究較少，熱水處理對(duì)新余蜜桔采后衰老及品質(zhì)劣變的影響也尚不明確。

主成分分析法(principal component analysis，PCA)是把多個(gè)變量通過(guò)降維處理整合成少數(shù)幾個(gè)較少的綜合變量且盡可能多地反映原有變量信息的統(tǒng)計(jì)分析方法。該方法化繁為簡(jiǎn)，避免主觀隨意性，近年來(lái)在分析生物性狀和果蔬品質(zhì)中已得到廣泛應(yīng)用[6-8]。邵明燦等[9]利用PCA系統(tǒng)評(píng)價(jià)一氧化氮(nitric oxide, NO)處理對(duì)綠蘆筍貯藏品質(zhì)的影響，得出了NO處理可顯著減緩綠蘆筍采后品質(zhì)的劣變，使貯藏期限延長(zhǎng)4 d左右。李玉等[10]通過(guò)PCA發(fā)現(xiàn)不同濃度1-甲基環(huán)丙烯(1methyl-cyclopropene, 1-MCP)處理對(duì)綠皮無(wú)刺佛手瓜果實(shí)的低溫貯藏品質(zhì)均有不同程度的保持作用，900 nL/L的1-MCP處理較對(duì)照組可使果實(shí)品質(zhì)下降的開(kāi)始時(shí)間推遲15 d。本研究以新余蜜橘為實(shí)驗(yàn)材料，基于PCA探討熱水處理對(duì)新余蜜桔采后品質(zhì)的相關(guān)調(diào)控規(guī)律，為新余蜜橘采后貯藏保鮮提供科學(xué)評(píng)價(jià)方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試新余蜜橘(彭家39號(hào))果實(shí),采自于江西省新余市珊娜果品示范園，放置于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬保鮮與無(wú)損檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室預(yù)貯2天后，選取色澤均勻、大小一致、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的健康果實(shí)作為試驗(yàn)用果，參照陳楚英等[11]的方法將新余蜜橘果實(shí)隨機(jī)分成兩組，一組為對(duì)照組(CK),清水洗凈后，室溫通風(fēng)晾干；另一組為熱水處理組(HWD),熱水處理53 ℃、3 min，通風(fēng)降溫后，室溫晾干。熱水處理及對(duì)照組各300個(gè)果實(shí)均用聚乙烯(polyethylene, PE)薄膜PE保鮮袋(d=0.03 mm)包裝，置于(5±0.5) ℃(80%～95% RH)條件下貯藏120 d，每組3次生物學(xué)重復(fù)。

NaOH、乙醇、草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗壞血酸、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、聚乙烯吡咯烷酮、L-蛋氨酸、氮藍(lán)四唑、EDTA-Na2、冰乙酸、醋酸鈉、愈創(chuàng)木酚、三氯乙酸等均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；核黃素為色譜純，膠狀幾丁質(zhì)、昆布多糖為分析純，美國(guó)Sigma Aldrich公司；過(guò)氧化氫酶(CAT)試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，日本島津；Avanti JXN-26智能型高速冷凍離心機(jī)，美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；Forma-86C ULT Freezer型超低溫冰箱，美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；HH-6型數(shù)顯恒溫循環(huán)水浴鍋，江蘇常州國(guó)華電器有限公司；Elix 5型超純水制備系統(tǒng)，美國(guó)Millipore公司；DS-1型高速組織搗碎機(jī)，上海比朗儀器有限公司；RA-250WE型手持?jǐn)?shù)字糖度計(jì)，日本Kyoto Electronics公司；3051H型果蔬呼吸測(cè)定儀，均方理化科技研究所；MIR-254恒溫光照培養(yǎng)箱，日本三洋；DDS-307型電導(dǎo)率儀，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 腐爛率統(tǒng)計(jì)

腐爛率統(tǒng)計(jì)計(jì)算公式見(jiàn)式(1)：

(1)

1.3.2 果實(shí)品質(zhì)分析

從每個(gè)處理組中隨機(jī)抽取15個(gè)果實(shí)，經(jīng)搗碎機(jī)破碎離心后，取上清液進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)分析。果實(shí)TSS含量用數(shù)字折射糖度計(jì)測(cè)定；TA含量采用酸堿中滴定法測(cè)定，結(jié)果以檸檬酸的量換算；Vc含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

1.3.3 生理指標(biāo)測(cè)定

采用果蔬呼吸測(cè)定儀檢測(cè)果實(shí)呼吸強(qiáng)度；丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[12]；細(xì)胞膜透性測(cè)定，參照CHEN等[13]的方法，結(jié)果以相對(duì)電導(dǎo)率表示；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和過(guò)氧化物酶(peroxidase, POD)活性分別采用氮藍(lán)四唑(nitroblue tetrazolium, NBT)還原法和愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[14]；過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)活性采用CAT試劑盒測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行T檢驗(yàn)及PCA。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱水處理對(duì)新余蜜橘采后生理生化指標(biāo)的影響

表1顯示了熱水處理對(duì)新余蜜橘采后生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，在冷藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)腐爛率、MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)，且在貯藏后期(≥60 d)，以上3個(gè)指標(biāo)的升幅增大。熱水處理能有效抑制新余蜜桔腐爛的發(fā)生，MDA的積累以及相對(duì)電導(dǎo)率的快速增加。林麗萍等[15]研究表明，熱水(hot water dipping, HWD)處理能顯著降低贛南臍橙果實(shí)青、綠霉病的發(fā)病率，在本研究中，經(jīng)HWD處理的新余蜜橘的采后腐爛率低于對(duì)照組。TSS含量、Vc含量、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，在冷藏后期(≥60 d)，低溫有效延緩果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，同時(shí)保持較高的抗氧化酶活性，延緩了新余蜜桔冷藏過(guò)程中的品質(zhì)劣變及衰老進(jìn)程，較好地保持較高的商業(yè)品質(zhì)。BASSAL和EL-HAMAHMY研究表明熱水處理可提高‘Navel’和‘Valencia’臍橙的TSS含量和抗氧化酶活性，與本研究結(jié)果相同[16]。

表1 熱水處理對(duì)新余蜜橘主要品質(zhì)和生理指標(biāo)的影響Table 1 Effect of HWD treatment on major storage quality and physiological indices of Xinyu tangerines

續(xù)表1

處理腐爛率/%TSS/%TA/%VC/[mg·(100·g)-1]呼吸強(qiáng)度/[mg·(kg·h)-1]相對(duì)電導(dǎo)率/%MDA/(mmol·g-1)SOD/(U·g-1·min-1)CAT/(U·g-1·min-1)POD/(U·g-1·min-1)CK-100 d12.60±1.44a10.43±0.12b0.30±0.00b19.98±0.47b22.25±1.0362.01±2.03a2.58±0.11a8.43±1.62b63.47±2.44b36.82±2.86bHW-120 d17.80±1.24b10.37±0.060.30±0.00a20.70±0.24a23.39±1.93b55.23±1.99b2.42±0.09b8.04±1.6288.93±5.62a36.69±1.99aCK-120 d21.50±0.72a10.20±0.060.24±0.00b17.98±0.63b29.25±0.89a74.26±1.89a2.93±0.13a9.40±0.9057.07±3.61b28.15±1.36b

注：試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均為3次的平均值，小寫(xiě)字母a,b表示相同貯藏時(shí)間里熱水處理與對(duì)照組之間的差異顯著性(P<0.05)。

2.2 PCA

本試驗(yàn)以熱水處理和對(duì)照組新余蜜桔的腐爛率(X1)、TSS含量(X2)、TA含量(X3)、Vc含量(X4)、呼吸強(qiáng)度(X5)、相對(duì)電導(dǎo)率(X6)、MDA含量(X7)、SOD活性(X8)、CAT活性(X9)、POD活性(X10)為分析數(shù)據(jù)源，對(duì)表1數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理和PCA，結(jié)果如表2所示。

表2 熱水處理對(duì)新余蜜桔貯藏品質(zhì)影響的特征值和方差貢獻(xiàn)率Table 2 Eigenvalue and variance contribution rate ofHWD treatment on storage quality of Xinyu tangerines

主成分個(gè)數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是以能夠反映原有變量的85%以上信息量為依據(jù)，即當(dāng)累積方差貢獻(xiàn)率大于85%時(shí)可確定主成分的個(gè)數(shù)[17]。以熱水處理及對(duì)照組的新余蜜桔的生理生化指標(biāo)為分析數(shù)據(jù)源進(jìn)行PCA,得到新余蜜橘10個(gè)主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，結(jié)果見(jiàn)表2。據(jù)此可知，第1成分的貢獻(xiàn)率為54.801%，第2成分的貢獻(xiàn)率為25.795%，第3成分的貢獻(xiàn)率為11.103%，前3個(gè)成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到91.698%>85%，因此選取前3個(gè)主成分作為新余蜜橘果實(shí)10個(gè)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)分析的有效成分。

2.3 新余蜜桔貯藏品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

由表3可知，可以用3個(gè)變量F1，F(xiàn)2和F3代替原來(lái)的10個(gè)生理指標(biāo)對(duì)不同處理、不同貯藏時(shí)間的新余蜜桔貯藏品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出線性組合(其中X1～X10均為標(biāo)準(zhǔn)化變量)分別為：

F1=-0.174X1+0.153X2+0.166X3+0.160X4+0.050X5-0.176X6-0.175X7+0.077X8-0.076X9+0.001X10

(2)

F2=-0.042X1+0.143X2-0.131X3+0.141X4-0.353X5+0.012X6+0.059X7+0.263X8+0.272X9+0.239X10

(3)

F3=0.073X1+0.344X2-0.160X3+0.036X4-0.103X5+0.206X6+0.207X7+0.427X8-0.347X9-0.592X10

(4)

表3 主成分的載荷系數(shù)和特征向量Table 3 Loading coefficients and eigenvectors of eachprincipal component

選取的第1、第2主成分的方差貢獻(xiàn)率α1(54.801%)、α2(25.795%)、α3(11.103%)作為權(quán)數(shù)，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型：

F=α1F1+α2F2+α3F3，即F=0.548 01F1+0.257 95F2+0.111 03F3

(5)

F值為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)用該模型結(jié)合表1標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，計(jì)算出熱水處理和對(duì)照組果實(shí)冷藏120 d的綜合得分(圖1)，綜合得分(F值)數(shù)值越高，即表明品質(zhì)越好。在冷藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，熱水處理和對(duì)照組果實(shí)冷藏40 d，F(xiàn)值快速上升，說(shuō)明處于商業(yè)成熟期的果實(shí)由于后熟作用，貯藏40 d，果實(shí)進(jìn)入完熟期，F(xiàn)值達(dá)到最大值。此后F值開(kāi)始下降，說(shuō)明果實(shí)開(kāi)始進(jìn)入衰老期，果實(shí)品質(zhì)逐漸劣變，熱水處理可顯著減緩新余蜜橘果實(shí)品質(zhì)的劣變速率。在冷藏60 d內(nèi)，對(duì)照組果實(shí)的綜合得分仍為正值(0.03)，至80 d時(shí)，其綜合得分已降為-0.35，而此時(shí)熱水處理果實(shí)的綜合得分仍為正值(0.01)。貯藏至120 d時(shí)，熱水處理和對(duì)照組果實(shí)的綜合得分分別降為-0.74和-1.08，說(shuō)明此時(shí)新余蜜橘的果實(shí)品質(zhì)已嚴(yán)重劣變，完全失去商品價(jià)值。

圖1 熱水處理對(duì)新余蜜橘綜合評(píng)分的影響Fig.1 Effect of HWD treatment on comprehensive score of Xinyu tangerines

3 結(jié)論與討論

本研究通過(guò)測(cè)定經(jīng)HWD處理的新余蜜桔果實(shí)的腐爛率、TSS含量、TA含量、Vc含量、呼吸強(qiáng)度、相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量、SOD活性、CAT活性、POD活性等10個(gè)生理指標(biāo)，采用主成分分析法，建立綜合評(píng)價(jià)模型，得到熱水處理和對(duì)照組果實(shí)在各貯藏時(shí)段的綜合得分，客觀反映果實(shí)綜合品質(zhì)的優(yōu)劣程度。結(jié)果表明，通過(guò)PCA有效地選取前3個(gè)主成分，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到91.698%，綜合得分顯示對(duì)照組新余蜜橘在冷藏(5±0.5) ℃條件下的最大貯藏時(shí)限不宜超過(guò)60 d，在貯藏中后期，熱水處理可顯著減緩采后果實(shí)品質(zhì)的劣變速度，并可使新余蜜橘的貯藏壽命延長(zhǎng)20 d左右，為熱水處理新余蜜橘采后貯藏保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。