張 微,趙迎麗,楊志國,王 亮
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院)農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所,山西太原 030031)
玉露香梨是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所育成的耐貯藏、優(yōu)質(zhì)新品種,其母本是庫爾勒香梨,父本為雪花梨[1-2]。其果皮綠色,外披紅色條紋,果肉汁多且細(xì)嫩,果核較小,可食率達(dá)到了90%以上,近年來因其優(yōu)質(zhì)的果實品質(zhì)受到了國內(nèi)外的認(rèn)可,已經(jīng)出口到了美國等國家,成為國際市場的新寵[3-5]。目前,玉露香梨在我國北京、山西、新疆、河北等地大面積種植,且年產(chǎn)量逐漸加大[6-8]。但玉露香梨在長期貯藏過程中容易發(fā)生果皮轉(zhuǎn)黃油膩化、果心褐變和失水嚴(yán)重等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了果實品質(zhì)。低溫貯藏會延長果實的壽命,較好地維持果實的品質(zhì)[9-12]。0 ℃和冰溫貯藏可以有效保持果實的色澤和風(fēng)味,目前在蘋果[13]、梨[14]、桃[15]等上已報道。賈曉輝等[16]研究了不同溫度下貨架期玉露香梨相關(guān)生理指標(biāo)的變化;呂英忠等[17]也在不同溫度下測定了玉露香梨的生理指標(biāo)和相關(guān)酶活性。在整個貯藏期研究不同溫度對玉露香梨果實品質(zhì)及其葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響還鮮有報道。
本研究以隰縣玉露香梨為試材,探討了0 ℃和-1 ℃處理對整個貯藏期玉露香梨果實品質(zhì)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響,旨在為玉露香梨低溫貯藏提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支撐。
供試玉露香梨選用了山西省隰縣寨子鄉(xiāng)有代表性樹體10 株,果實采收當(dāng)天運回山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮研究所。
本試驗于2019 年10 月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所進(jìn)行。選取不同產(chǎn)地果形端正、淺綠色、紅暈達(dá)果面的10%以上、無碰壓傷、無病蟲害、果柄完整的果實各300 個,用0.02 mm 的PE 保鮮袋封口包裝。將果實置于-1 ℃的冷庫中,庫溫波動控制在0.5 ℃以內(nèi)。每60 d 取樣進(jìn)行指標(biāo)的測定,3 次重復(fù),每次用果20 個。
1.3.1 失質(zhì)量率 選取隰縣玉露香梨固定的20 個果進(jìn)行測定,利用電子秤采用稱重法測其失質(zhì)量率。
式中,P0表示失質(zhì)量率(%);W1為貯藏前果實的質(zhì)量(g);W2為貯藏一段時間后果實的質(zhì)量(g)。
1.3.2 果皮的色澤 果皮的色澤利用CR-400 型色差儀進(jìn)行測定。先用標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行校正,不同處理取固定的20 個果,分別在果實中部四面對稱的部位進(jìn)行標(biāo)記,每次在果面上固定的部位進(jìn)行L*、a*、b*值的測定,測量的光斑直徑為1 cm。其中,L*值表示玉露香梨果皮的亮度,和果皮亮度呈正相關(guān),L*值越大,果皮表面越亮;a*值和b*值反映了果面的顏色變化,a*值的正值表示紅色程度,負(fù)值表示綠色程度,其絕對值越大則果皮的綠色越深;b*值的正值反映了果皮的黃色程度,b*值越大,果皮的顏色越黃。
1.3.3 葉綠素?zé)晒?利用PAM-2500 調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x進(jìn)行測定。在梨的赤道部位用削皮刀取下果皮,用剪刀剪成直徑為1.5 cm 的圓片,用暗適應(yīng)葉片夾DLC-8 夾在圓片上,30 min 后進(jìn)行測定。
1.3.4 乙烯釋放速率 采用島津GC-14C 型氣相色譜儀測定乙烯釋放量。測定條件為:氫火焰離子化檢測器,進(jìn)樣口溫度100 ℃,分流進(jìn)樣量1 mL,柱溫70 ℃,檢測器溫度200 ℃。氫氣、氮氣和空氣的流速均為50 mL/min,采用乙烯外標(biāo)法定量。
1.3.5 呼吸強(qiáng)度 參照曹建康等[18]的方法測定,單位為mg/(kg·h)。
1.3.6 果肉的硬度 利用FT327 型果實硬度計進(jìn)行果肉硬度的測定。在果肉中部四面對稱的部位去掉直徑為2 cm 的果皮,用直徑1 cm 圓形探頭進(jìn)行打孔測定。
1.3.7 果肉可溶性固形物含量的測定 每個果選取四面的果肉,使用PAL-BX/ACIDF5 型糖酸一體機(jī)進(jìn)行測定。
1.3.8 可滴定酸含量的測定 每個果選取四面的果肉,使用PAL-BX/ACIDF5 型糖酸一體機(jī)進(jìn)行測定。
1.3.9 果皮葉綠素含量的測定 用直徑為1 cm 的打孔器在果皮上打出圓片,20 個圓片為一個重復(fù),3 次重復(fù)。將圓片置于50 mL 無水乙醇中,4 ℃冰箱遮光浸提24 h,期間手動搖晃3~5 次。利用紫外分光光度計分別在440、645、663 nm 波長下測定吸光度值,再根據(jù)公式計算出葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b 含量。
1.3.10 腐爛率和果心褐變指數(shù) 在貯藏期120、240 d 測定了不同產(chǎn)地玉露香梨在貯藏中、后期果心褐變指數(shù)及果肉腐爛率。果心褐變指數(shù)分為6 個等級,無褐變現(xiàn)象為0 級;褐變面積小于1/3 為Ⅰ級;褐變面積在1/3~1/2 為Ⅱ級;褐變面積在1/2~1/3 為Ⅲ級;褐變面積大于2/3 為Ⅳ級;果心全部褐變?yōu)棰跫墶?/p>
采用SPSS 13.0 軟件進(jìn)行顯著性分析,并使用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與作圖。
果肉的硬度是反映果實品質(zhì)的一個重要因素。隨著果實的后熟衰老,果皮表面逐漸由硬變軟。由圖1 可知,不同溫度處理下的玉露香梨果肉硬度在貯藏初期直到后期都呈現(xiàn)下降趨勢,-1 ℃下玉露香梨果肉硬度顯著高于0 ℃(P<0.05)。在貯藏至60 d 時,0 ℃下的果肉硬度下降較快,由3.92 kg/cm2降為3.21 kg/cm2,-1 ℃下果肉硬度表現(xiàn)為平穩(wěn)的下降趨勢。在貯藏至180 d 時,0 ℃下的果肉硬度變化不大,-1 ℃下玉露香梨果肉硬度呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。在貯藏至240 d 時,0 ℃下的果肉硬度下降迅速,降為2.68 kg/cm2,極顯著低于-1 ℃下的果肉硬度(P<0.01)。
失質(zhì)量是由于在貯藏過程中果實器官的蒸騰失水和干物質(zhì)的消耗導(dǎo)致果實質(zhì)量減小,失水是果實失質(zhì)量的重要原因。從圖2 可以看出,不同溫度處理下的玉露香梨在整個貯藏期間果實的失質(zhì)量率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢,且0 ℃處理下果實失質(zhì)量率顯著高于-1 ℃處理(P<0.05)。在貯藏初期60 d時,0 ℃處理下果實失質(zhì)量率增大較快,-1 ℃下顯著抑制了失質(zhì)量率的上升,失質(zhì)量率分別為1.62%和0.33%。貯藏至中后期,不同溫度處理下果實的失質(zhì)量率呈現(xiàn)平穩(wěn)的上升趨勢,0 ℃處理下果實失質(zhì)量率始終高于-1 ℃。
L*值的大小反映果皮的亮度大小,L*值越大,果面越亮,反之則越小。試驗中發(fā)現(xiàn),果實貯藏初期,果面光滑、果皮深綠,隨著貯藏期的延長,果實逐漸成熟衰老,果皮由綠轉(zhuǎn)黃,果面發(fā)亮,并伴隨著油膩化的現(xiàn)象。從圖3 可以看出,0 ℃處理下果皮的L*值在整個貯藏期間呈現(xiàn)先上升后緩慢下降的趨勢;-1 ℃下果皮的L*值在貯藏初期至180 d 時變化不大,呈現(xiàn)出平穩(wěn)的直線,到貯藏后期,L*值逐漸下降。0 ℃處理下果皮的L*值在整個貯藏期顯著高于-1 ℃(P<0.05)。
a*值的絕對值越大,則表示玉露香梨的果皮顏色越綠。由圖3 可知,在整個貯藏期間,a*值都為負(fù)值,且不同溫度處理下的玉露香梨的a*值都呈現(xiàn)上升趨勢,-1 ℃下果皮的a*值絕對值顯著高于0 ℃處理(P<0.05)。隨著貯藏期的延長,0 ℃處理a*值的斜率顯著大于-1 ℃處理,-1 ℃處理顯著抑制了玉露香梨果皮的轉(zhuǎn)黃程度。
b*值的正值表示玉露香梨果皮的黃色程度。在果實貯藏至中后期,果皮顏色逐漸由綠轉(zhuǎn)黃,果皮內(nèi)的葉綠素含量會逐漸降解,類胡蘿卜素的含量漸漸增加,b*值較好地反映了整個貯藏期間果皮顏色的變化。由圖3 可知,-1 ℃處理下的果皮b*值在整個貯藏期間顯著低于0 ℃處理(P<0.05)。在貯藏至60 d 時,不同處理下的果皮b*值都逐漸降低;隨著貯藏期的延長,0 ℃處理下果皮b*值逐漸升高,-1 ℃處理下的果皮的b*值呈現(xiàn)降低趨勢,在貯藏至180 d 后又逐漸升高。
初始熒光F0是指光系統(tǒng)在反應(yīng)中心處于完全開放時所產(chǎn)生的熒光,主要與葉綠素的濃度密切相關(guān)[19-20]。從圖4 可以看出,隨著貯藏期的延長,不同溫度處理下的F0值都逐漸減小,-1 ℃處理顯著抑制了F0值的降低。在貯藏至中期120 d 時,0 ℃處理和-1 ℃處理的F0值差異不顯著。在貯藏至后期,0 ℃處理的F0值下降較快,由初始0.16 降為0.076。-1 ℃處理的F0值下降緩慢,由初始的0.16降為0.124。
最大熒光Fm表示光系統(tǒng)在反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時所產(chǎn)生的熒光。由圖4 可知,最大熒光Fm與固定熒光F0變化規(guī)律一致,不同溫度處理下的Fm值在整個貯藏期都逐漸減小,-1 ℃處理顯著抑制了Fm值的降低。0 ℃處理的Fm值顯著低于-1 ℃處理(P<0.05)。
Fv/Fm是光系統(tǒng)中最大光化學(xué)產(chǎn)量,它反映了果皮光反應(yīng)中心的原初光能轉(zhuǎn)換效率[21-22]。由圖4 可知,在整個貯藏期間,不同溫度處理下的Fv/Fm值呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢,-1 ℃處理的果皮Fv/Fm值降低速率極顯著低于0 ℃處理(P<0.01)。在貯藏初期60 d 內(nèi),不同處理的果皮Fv/Fm值差異不顯著。在貯藏至中后期120 d 以后,0 ℃處理的果皮Fv/Fm值下降迅速,-1 ℃處理下顯著抑制了果皮Fv/Fm值的下降速率。
可變熒光Fv是電子受體QA 最大還原情況。-1 ℃處理下果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv值降低速率極顯著低于0 ℃處理(P<0.01)。與0 ℃處理相比,-1 ℃處理顯著抑制了果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv值的減?。▓D4)。
從圖5 可以看出,不同溫度處理下玉露香梨的果皮葉綠素(葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b)含量均呈下降趨勢,且0 ℃處理下玉露香梨的果皮葉綠素顯著低于-1 ℃處理(P<0.05)。在貯藏初期,不同處理下玉露香梨的果皮葉綠素含量最高,這時的果皮顏色為暗綠色、沒有光澤;隨著貯藏期的延長,果實逐漸成熟衰老,果皮顏色由綠轉(zhuǎn)黃,并伴隨著油膩化現(xiàn)象,這個時期果皮的葉綠素含量逐漸分解,類胡蘿卜素含量漸漸增加。由圖5 可知,-1 ℃處理明顯抑制了玉露香梨果皮葉綠素含量的降解,較好地維持了果皮的綠色,保綠效果較好。
從圖6 可以看出,不同溫度處理下玉露香梨果實可溶性固形物在整個貯藏期間呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。在貯藏初期,2 個處理下的果實可溶性固形物含量差異不顯著。在貯藏至60 d 以后,-1 ℃處理的果實可溶性固形物含量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。在貯藏120~180 d 時,0 ℃處理下果實可溶性固形物含量下降較為迅速,且顯著低于-1 ℃處理(P<0.05)。在貯藏后期240 d 時,-1 ℃處理和0 ℃處理的果實可溶性固形物含量差異不顯著,分別為10.8%和10.7%。
從圖7 可以看出,不同溫度處理下玉露香梨果實可滴定酸含量在整個貯藏期間呈現(xiàn)逐漸下降趨勢,-1 ℃處理和0 ℃處理的果實可滴定酸含量差異不顯著。在貯藏至60、180 d 時,0 ℃處理的果實可滴定酸含量略微低于-1 ℃處理,在貯藏初期和后期不同溫度處理的果實可滴定酸含量差異不大。結(jié)果表明,隨著貯藏期的延長,果實的可滴定酸含量逐漸減小。-1 ℃處理和0 ℃處理對果實可滴定酸含量的影響不大。
梨屬于呼吸躍變型品種,在采后常溫下會很快出現(xiàn)呼吸高峰。低溫貯藏會有效延緩果實呼吸高峰的出現(xiàn),維持果實的品質(zhì)[23]。從圖8 可以看出,不同溫度處理下玉露香梨的呼吸強(qiáng)度呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢,-1 ℃處理下抑制了果實的呼吸強(qiáng)度,且顯著低于0 ℃處理。在整個貯藏期間,0 ℃處理的果實呼吸強(qiáng)度在180 d 后迅速上升,-1 ℃處理的果實呼吸強(qiáng)度值上升緩慢,未出現(xiàn)呼吸高峰,說明低溫有效延緩了果實呼吸高峰的到來,降低了酶的活性,有效延長了果實的貯藏期限。
由圖9 可知,不同溫度處理下玉露香梨的乙烯釋放速率在整個貯藏期都呈現(xiàn)逐漸上升趨勢,且-1 ℃處理下的果實乙烯釋放速率顯著低于0 ℃處理(P<0.05)。0 ℃處理下在貯藏120 d 后果實的乙烯釋放速率顯著增加,在貯藏至180 d 時達(dá)到峰值,隨后乙烯釋放速率逐漸下降。-1 ℃處理下果實的乙烯釋放速率始終緩慢上升,顯著抑制了乙烯釋放高峰的到來。
果心褐變指數(shù)是衡量果實品質(zhì)的一個重要因素。由表1 可知,在貯藏至120 d 時,不同溫度處理下果肉腐爛率和果心褐變指數(shù)都為0,果實外觀相似,看不出差別。在貯藏至后期240 d 時,-1 ℃處理下無腐爛果,果心褐變指數(shù)也顯著低于0 ℃處理。0 ℃處理下,果皮由鮮綠色變成黃綠色,果柄有2/3干枯,而-1 ℃處理下較好地保持了果實的色澤。
表1 不同處理下玉露香梨果肉腐爛率、果心褐變指數(shù)和外觀變化
在貯藏過程中,溫度是維持果蔬品質(zhì)的一個關(guān)鍵因素。低溫可以有效防止果蔬腐爛變質(zhì),延長果蔬的貯藏期限。隨著溫度的降低,梨果實的呼吸強(qiáng)度會減弱,貯藏溫度降低后會明顯抑制果實的呼吸強(qiáng)度,減少果實體內(nèi)的呼吸消耗和一系列生理生化的變化,從而延長貯藏期[23-25]。相對于0 ℃貯藏,-1 ℃貯藏大大降低了果實的呼吸消耗、腐爛率以及果心褐變指數(shù),保持了果實的品質(zhì),延緩了衰老,提高了貯藏期[16]。乙烯是果實后熟衰老過程中最重要的影響因素,它促進(jìn)了非躍變果實的呼吸、衰老和軟化[26]。本研究表明,-1 ℃處理下很大程度降低了果實的乙烯釋放率和呼吸強(qiáng)度,抑制了果實硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量的減小,這和呂英忠等[23]、賈曉輝等[16]的研究結(jié)果一致。
果皮色澤是評價果實外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,其中,果皮由綠轉(zhuǎn)黃是果實成熟衰老的一個重要標(biāo)志,在此過程中伴隨著葉綠素的降解和果皮油膩化現(xiàn)象,葉綠素?zé)晒饪梢苑从吵龉?nèi)部的變化特點[27-28]。本研究發(fā)現(xiàn),-1 ℃處理顯著抑制了果皮葉綠素含量的降解和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的降低,與0 ℃處理相比,-1 ℃處理抑制了果皮色差L*值、b*值的增大和a*值的減小。果皮色差與葉綠素含量以及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化趨勢一致。說明低溫可以有效抑制光化學(xué)的活性,延長果實品質(zhì),具有較好的保綠效果。賈曉輝等[16]研究表明,低溫會延緩果實的轉(zhuǎn)黃進(jìn)程,降低葉綠素酶的分解,此結(jié)果與本研究一致。低溫對玉露香梨葉綠素代謝相關(guān)酶的調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
果心褐變是影響果實品質(zhì)的又一個重要因素。貯藏時間和貯藏溫度是影響果心褐變程度的關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明,-1 ℃處理有效延緩了果心褐變情況,在貯藏后期果心褐變指數(shù)由0 ℃處理下的21.58%降為11.32%。呂英忠等[23]研究表明,在不發(fā)生冷害情況下,低溫可有效防止果心褐變,這與本研究結(jié)果一致。
葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定可以快速檢測到植物體內(nèi)生理狀況。葉綠素?zé)晒庵饕芍参锏腜SⅡ發(fā)出的,植物本身在成熟衰老過程中,會引起體內(nèi)生理的改變,進(jìn)一步影響PSⅡ的功能[29]。因此,植物體的葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以間接反映體內(nèi)的生理變化狀況。賈曉輝等[16]研究表明,貯藏210 d+貨架7 d后,-1 ℃處理下葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv、Fv/Fm值都高于0、2 ℃處理。MIR 等[30]研究發(fā)現(xiàn),植物在成熟衰老過程中,植物體內(nèi)的葉綠體結(jié)構(gòu)會逐漸解體,從而導(dǎo)致葉綠素?zé)晒鈪?shù)降低。夏軍等[31]研究發(fā)現(xiàn),低溫下棉花幼苗葉片的Fv/Fm值高于對照處理。本研究表明,0 ℃處理下果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)F0、Fm、Fv和Fv/Fm在120 d 后迅速減小,說明此時果實逐漸成熟衰老,葉綠素逐漸降解,導(dǎo)致葉綠素?zé)晒鈪?shù)迅速減小,冰溫貯藏(-1 ℃)下顯著抑制了果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)F0、Fm、Fv和Fv/Fm的減小。在貯藏120 d后,伴隨著葉綠素?zé)晒鈪?shù)F0、Fm、Fv和Fv/Fm迅速減小,果心也出現(xiàn)褐變現(xiàn)象。說明葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化可以直接反映出果實的內(nèi)部生理變化。
本研究結(jié)果表明,-1 ℃貯藏下可有效抑制玉露香梨的呼吸消耗,維持果實的品質(zhì),保綠效果較好。0 ℃處理下果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)F0、Fm、Fv和Fv/Fm值在120 d 后迅速減小,說明此時果實逐漸成熟衰老,葉綠素逐漸降解,導(dǎo)致葉綠素?zé)晒鈪?shù)迅速減小,而冰溫貯藏(-1 ℃)下顯著抑制了果皮葉綠素?zé)晒鈪?shù)F0、Fm、Fv和Fv/Fm值的減小。表明水溫貯藏玉露香梨的效果較好。