宋漢良,張善英,劉帥民,潘永貴

(海南大學食品科學與工程學院,海南海口 570228)

番木瓜(CaricapapayaL.)是一種具有豐富營養(yǎng)價值的水果。然而,因為番木瓜是呼吸躍變型果實,所以其在采后極易變黃、衰老腐爛[1-2],而低溫貯藏能夠保持果實采后品質,延長其貨架期。但是,番木瓜作為熱帶水果,不適宜的低溫容易誘導果實發(fā)生冷害,主要表現(xiàn)為表皮凹陷,果肉組織腐敗,水果風味喪失等,并且易發(fā)生病害[3]。因此,增加番木瓜果實抗冷性,是降低其低溫貯藏冷害關鍵。

L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)在植物中作為一種重要的氮素貯藏營養(yǎng)物外,還是多胺(PA)和一氧化氮(NO)等物質的前體物質。而PA和NO都是植物中重要的信使分子,參與包括生長發(fā)育、抗逆性等在內(nèi)的幾乎所有的植物生理生化過程[4]。已有研究結果發(fā)現(xiàn),NO處理能夠降低李子[5]、黃瓜[6]和哈密瓜[7]等果實冷害影響。同樣,PA的積累有利于減輕石榴[8]、桃[9]和芒果[10]等水果冷害癥狀。此外,Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn),L-Arg處理能增加番茄果實PA和NO的含量,降低其冷害影響,同時還維持其品質。

由此可見,L-Arg可以通過影響果蔬抗逆性和成熟衰老調(diào)控等方面[12],提高果蔬貯藏性,在果蔬保鮮方面具有潛在的應用前景。我國目前針對番木瓜果實低溫貯藏保鮮方面研究較少,而且外源L-Arg處理在番木瓜果實抗逆性和貯藏品質方面研究尚未見報道。為此,本研究中以海南本地品種“中白”番木瓜果實為試驗材料,研究不同濃度的外源L-Arg處理對采后番木瓜果實冷害和品質的影響,以期提出新的高效安全的番木瓜果實采后保鮮技術,為L-Arg處理在番木瓜果實貯藏保鮮中的應用提供一定的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

番木瓜 品種“中白”,采自海南省海口市瓊山區(qū)商業(yè)種植園,所有采收的番木瓜均為表皮亮綠色并帶有一道黃綠色的果實,于采收后立即運回實驗室,并置于15 ℃條件下預冷過夜,挑選出質量在700～800 g,留有(5±1) mm果蒂,無病蟲害,無機械傷的果實;L-精氨酸 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;磷酸、丙酮、石英砂 西隴化工股份有限公司;蒽酮、鄰菲啰啉、三氯乙酸、三氯化鐵、硫代巴比妥酸 國藥集團化學試劑有限公司;施保功 美國富美實公司。

MCI-250智能生化培養(yǎng)箱 浙江托普儀器有限公司;DOS-307雷磁電導率儀 上海精密科學儀器;CR-400色差儀 日本Konica Minolta公司;FT327果實硬度計 意大利Breuzzi;PAL-1數(shù)顯糖度計 日本Atago;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州奧華儀器有限公司;AR124CN電子天平、ST2100 pH計 奧豪斯儀器有限公司;TGL-16M高速冷凍離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司;T6紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原材料處理 將選好的番木瓜果實用濃度為1 g/L的施保功浸果泡2 min 進行殺菌后分成4 組,每組180個果實,然后分別用0、0.4、0.8、1.2 mmol/L的L-Arg溶液浸果10 min后自然晾干表面水分,將果實用0.01 mm聚乙烯保鮮袋(40 cm×30 cm)包裝,每袋5個果實,置于(6±1) ℃[13-14],濕度85%～90%條件下貯藏48 d。每組各選30個果實用于統(tǒng)計貯藏期間果實相關冷害指數(shù),每12 d取樣,每個處理組隨機取18個果實,然后測定相應指標。所有實驗平行3次。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 冷害指數(shù)測定 按照胡亮[15]方法進行評價,將番木瓜果實的冷害程度分為五級:0級-果面完好無冷害癥狀;1級-果皮出現(xiàn)凹陷,有輕微的冷害斑,占果面10%以下;2級-果皮凹陷,有冷害斑,占果面30%以下;3級-果蒂果皮潰爛,果皮出現(xiàn)大量冷害斑,占果面50%以下;4級-果蒂果皮嚴重潰爛,果皮冷害部分占果面50%以上。

冷害指數(shù)(%)=Σ(冷害級別×該級別個數(shù))/(最高級數(shù)×總果數(shù))×100

1.2.2.2 其他理化指標測定 色澤參數(shù)采用色差計測定,在每個木瓜果實的赤道區(qū)選三個不同位置測定;硬度采用硬度計,探頭直徑為6 mm[16],單位為kg/cm2;可溶性固形物含量采用手持數(shù)顯折光儀進行測定;可滴定酸含量采用氫氧化鈉中和滴定法[17],以蘋果酸計,折算系數(shù)為0.067;失重率采用稱重法[18];維生素C含量測定按照曹健康等[19]方法,以抗壞血酸為標準品來制作標準曲線。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均采用IBM SPSS Statistics 22軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析,利用Duncan式多重比較對差異顯著性進行分析(P≤0.05表示差異顯著;P≤0.01為差異極顯著),用Sigmaplot 14軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 外源L-Arg處理對番木瓜果實冷害影響

番木瓜果實冷害指數(shù)是反映其在貯藏過程中受到冷害程度的重要評價指標。由圖1可以看出,所有番木瓜果實在12 d均檢出冷害指數(shù),即果皮出現(xiàn)大小不一水漬斑的冷害癥狀,且冷害指數(shù)隨貯藏時間的增加而上升。在貯藏期24～48 d,對照組冷害指數(shù)均顯著高于各L-Arg處理組(P<0.05)。貯藏48 d時,對照組番木瓜果實冷害指數(shù)分別是0.4、0.8和1.2 mmol/L L-Arg處理組的1.54倍、1.65倍和1.34倍,說明適宜濃度(0.8 mmol/L L-Arg)的L-Arg處理在一定程度上能夠減輕采后番木瓜果實冷害癥狀。有研究表明,一定濃度的L-Arg能促進果實NO、PAs和脯氨酸合成,增強果實抗逆性[11],但當L-Arg濃度較高時,可能會導致NO合成過量,對果實造成生理傷害[20];也可能是Arg作為一種堿性氨基酸,過高的濃度可能會對番木瓜果實自身產(chǎn)生傷害。

圖1 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實冷害指數(shù)影響

2.2 外源L-Arg處理對番木瓜果實品質影響

2.2.1 對番木瓜果皮色澤影響 如表1所示,番木瓜果實在貯藏過程中,a*和b*值均呈上升趨勢,而L*值則出現(xiàn)下降,到了貯藏后期36 d之后,對照組和0.8 mmol/L L-Arg處理組色澤出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。在第48 d時,對照組果肉a*、b*值分別比0.8 mmol/L L-Arg處理組高出23%和4.73%。綜上所述,表明L-Arg處理在一定程度上能夠延緩采后番木瓜果實采后的色澤變化,且在較低濃度L-Arg處理效果更佳,但L-Arg處理濃度過高會加速果實轉色過程。

表1 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實色差指數(shù)的影響

2.2.2 對番木瓜果實硬度的影響 果實硬度是衡量果實貯藏品質的重要指標,如圖2所示,采后番木瓜果實硬度均隨貯藏時間延長而下降。對照組和L-Arg處理組番木瓜果實硬度在24 d之前無顯著差異,在貯藏24 d后開始迅速下降,且果實硬度隨著L-Arg處理濃度升高而下降幅度明顯。貯藏48 d時,對照組番木瓜果實硬度分別是0.4、0.8和1.2 mmol/L L-Arg處理組的1.15倍、1.44倍和1.99倍,對照組與各處理組之間差異顯著(P<0.05)。且對照組番木瓜果實硬度比0 d下降了22.54%。說明外源L-Arg處理可以一定程度上維持較好果實硬度,但L-Arg處理濃度過高,可能由于加快果實呼吸代謝,導致果實過早成熟軟化甚至腐爛。然而,對照組果實硬度下降緩慢可能是由于冷害脅迫而造成果實組織木質化現(xiàn)象[22]。

圖2 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實硬度的影響

2.2.3 對番木瓜果實失重率影響 采后番木瓜果實的失重率隨貯藏時間延長而逐漸升高。如圖3所示,貯藏期36 d之前,對照組番木瓜果實失重率均高于各L-Arg處理組;在第48 d時,1.2 mmol/L L-Arg處理組失重率是對照組、0.4 mmol/L L-Arg處理組和0.8 mmol/L L-Arg處理組的1.03倍、1.11倍和2.45倍。結果表明,適宜濃度L-Arg處理番木瓜能抑制果實失重率的增加,其原因可能是通過減少其內(nèi)部水分蒸騰、降低其干耗、延長其正常生理活動而阻止失重率的增加,但L-Arg處理濃度過高,則加快其果實質量損失,與L-Arg在蜜橘果實保鮮應用的研究結果一致[21]。

圖3 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實失重率的影響

2.2.4 對番木瓜果實可溶性固形物含量影響 可溶性固形物含量是衡量果實品質的重要指標,與成熟也密切相關。如圖4所示,隨著番木瓜果實貯藏時間的延長,各組番木瓜果實的可溶性固形物含量均呈先升高后下降的變化趨勢。在貯藏48 d時,0.8 mmol/L L-Arg處理組果實可溶性固形物分別比對照組、0.4和1.2 mmol/L L-Arg處理組高出3.63%、9.27%和26.24%,并存在顯著差異(P<0.05)。表明L-Arg處理可以維持番木瓜果實較高可溶性固形物含量,進而能夠維持果實細胞良好滲透壓,減少離子流失,有利于增強果實抗冷性。

圖4 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實可溶性固形物含量的影響

2.2.5 對番木瓜果實可滴定酸含量影響 可滴定酸含量影響水果的口感,其含量高低與水果的品質密切相關[23]。如圖5所示,番木瓜果實可滴定酸含量在貯藏過程中呈先上升后下降的趨勢,且整個貯藏過程,對照組可滴定酸含量均低于各處理組。貯藏24 d時,0.4、0.8和1.2 mmol/L L-Arg處理組果實可滴定酸含量分別是對照組的1.19倍、1.36倍和1.66倍,對照組與處理組之間存在顯著性差異(P<0.05)。上述結果表明,L-Arg處理能在一定程度上維持番木瓜果實較高可滴定酸含量,維持果實較好營養(yǎng)品質。

圖5 外源L-精氨酸處理對番木瓜果實可滴定酸含量的影響

2.2.5 對番木瓜果實抗壞血酸含量影響 由圖6可知,貯藏過程中,番木瓜果實抗壞血酸含量變化與可滴定酸含量變化趨勢一致。貯藏48 d時,0.8 mmol/L L-Arg處理組果實抗壞血酸含量分別是對照組、0.4和1.2 mmol/L L-Arg處理組的1.87倍、1.18倍和1.39倍,并各組之間存在顯著差異(P<0.05)。說明外源L-Arg處理可以延緩果實抗壞血酸的降解,其中0.8 mmol/L L-Arg處理組效果最佳。且有研究表明果蔬抗壞血酸含量與其抗冷性存在正相關性[24]。

圖6 外源L-Arg處理對番木瓜果實抗壞血酸含量的影響

3 結論

本研究表明,外源Arg處理同樣可以增強番木瓜果實抗冷性,其中0.8 mmol/L的Arg減輕番木瓜果實冷害效果最為明顯;在降低冷害處理中,外源Arg處理不僅維持了較好果實硬度,而且延緩了番木瓜果實色澤變化以及可溶性固形物、可滴定酸和抗壞血酸含量的下降,提高了番木瓜的耐貯藏性。然而,未來研究還需要進一步深入了解外源Arg處理對番木瓜果實內(nèi)源Arg分解代謝影響,及其在熱帶水果抗冷性的潛在作用,為未來允許其進入商業(yè)用途提供理論依據(jù)。