羅振宇,陳曉婷,李雨函,汪 瑩,蘇金強(qiáng),楊 靜,蘭嘉瀅,倪 輝,4,張 珅, ,林河通
(1.集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021;2.福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361000;3.福建省熱帶作物科學(xué)研究所,福建漳州 363001;4.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021;5.亞熱帶特色農(nóng)產(chǎn)品采后生物學(xué)(福建農(nóng)林大學(xué))福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州 350002)
百香果(Passiflora eduliaSims)又稱“西番蓮”、“雞蛋果”、“熱情果”,百香果成熟和采收于溫?zé)峒竟?jié),屬于典型的呼吸躍變型果實(shí),采后乙烯釋放和呼吸作用極為旺盛,并且極易失水[1-2]。常溫條件下,百香果在后熟完成時(shí)就會(huì)出現(xiàn)果皮皺縮、褐變等品質(zhì)劣變現(xiàn)象[3],而黃果尤甚,導(dǎo)致其不耐貯運(yùn),貨架期極短,制約了百香果的流通和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。雖然百香果完熟后口感最佳,但果皮通常已嚴(yán)重皺縮甚至潰爛,這種外觀品質(zhì)與內(nèi)在食用品質(zhì)形成的極不同步問題,給消費(fèi)者造成了“百香果越皺縮越香甜”的印象,大大降低了百香果的商品價(jià)值[5]。因此,研究百香果采后失水規(guī)律,解析其與果實(shí)品質(zhì)劣變的關(guān)系是十分必要的,可為百香果采后減損提供參考依據(jù)。
低場核磁共振技術(shù)(Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)是一種利用氫質(zhì)子弛豫時(shí)間分析水分狀態(tài)和分布的檢測方法[6],因其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)快速獲取,并從分子層面監(jiān)測食品中水分分布情況及遷移過程,近年來已被應(yīng)用于食品貯藏和加工過程中組分和結(jié)構(gòu)變化研究[7]。Chen等[8]利用LF-NMR技術(shù)實(shí)現(xiàn)油炸淀粉體系中水和油含量的同時(shí)測定和建模。賈哲等[9]采用LF-NMR結(jié)合PCA分析,確定了雙斑東方鲀冷藏過程中水分分布與品質(zhì)之間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)隨著水分流失,雙斑東方鲀的持水能力、質(zhì)地和鮮度降低,品質(zhì)逐漸劣化。Yang等[10]利用LF-NMR成像技術(shù),對(duì)鮮切蘋果在4 ℃冷藏過程中的水分遷移進(jìn)行了監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時(shí)間的延長,蘋果細(xì)胞液泡中水的流動(dòng)性降低并向細(xì)胞質(zhì)遷移。羅潔瑩等[11]利用LF-NMR技術(shù)確立了鷹嘴蜜桃水分總信號(hào)幅度和含水率的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間推移,鷹嘴蜜桃的自由水、結(jié)合水和不易流動(dòng)水含量均減少,其中自由水的減少幅度最大,不易流動(dòng)水次之,結(jié)合水最小。綜上,LF-NMR作為新型無損檢測光譜技術(shù),在快速、直觀反映食品水分相關(guān)品質(zhì)方面具有巨大應(yīng)用潛力。但目前關(guān)于利用LF-NMR技術(shù)研究采后果實(shí)水分變化的報(bào)道還較少,也尚未有研究涉及采后百香果失水與品質(zhì)之間的關(guān)系。
本研究利用LF-NMR技術(shù)對(duì)采后黃金百香果果實(shí)在貯藏過程中的水分狀態(tài)和分布進(jìn)行觀測,評(píng)價(jià)果實(shí)主要品質(zhì)變化情況,探討果實(shí)失水和品質(zhì)劣變之間的關(guān)系,旨在揭示百香果果實(shí)在貯藏過程中的失水規(guī)律以及與失水相關(guān)的品質(zhì)變化,為百香果果實(shí)商品化處理和貯藏保鮮技術(shù)的研究和應(yīng)用提供科學(xué)參考。
黃金百香果果實(shí) 采收于福建省熱帶作物科學(xué)研究所(漳州);丙酮、NaOH、CaCO3AR級(jí),國藥集團(tuán);所有試劑均為國產(chǎn)分析純。
NMI20-060HH核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;TA.touch觸屏式質(zhì)構(gòu)儀上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司;LE204E電子天平梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;T6新世紀(jì)-紫外可見光分光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;PSX-330H恒溫恒濕箱 寧波萊??萍加邢薰?;ZWY-240恒溫培養(yǎng)振蕩器 上海智城分析儀器制造有限公司;DZF-6050真空干燥箱 上海精宏儀器設(shè)備有限公司;3051H果蔬呼吸測定儀 上海精密儀表有限公司;TS7700分光測色儀 深圳市三恩時(shí)科技有限公司;RX-5000αATAGO全自動(dòng)臺(tái)式折光儀 日本ATAGO(愛拓)中國分公司。
1.2.1 原料處理與貯藏條件 黃金百香果果實(shí)于八至九成熟時(shí)采收,采收后立即運(yùn)至集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室,選擇果形端正、大小一致,色澤均勻、無病蟲害和機(jī)械損傷的果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。果實(shí)經(jīng)清洗后晾干,打孔包裝,于25 ℃,相對(duì)濕度90%環(huán)境下貯藏,貯藏期內(nèi)每隔2 d取樣,進(jìn)行拍照觀察和相關(guān)指標(biāo)測定。
1.2.2 測定指標(biāo)及方法
1.2.2.1 呼吸強(qiáng)度 參照Chen等[12]的方法,采用果蔬呼吸測定儀測定,將黃金百香果果實(shí)放入呼吸室中,計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)CO2濃度的變化,分別在采后12、18、24、48 h測定CO2濃度,并于貯藏3 d后每隔2 d測定一次,結(jié)果以mg CO2/kg·h表示。
1.2.2.2 核 磁 共 振(Magnetic Imaging Resonance,MIR)T1加權(quán)成像 參照吳靖娜等[13]的方法,將不同貯藏時(shí)間的果實(shí)樣品置于磁場中心進(jìn)行檢測,線圈直徑:60 mm;觀測范圍(FOV):100 mm×100 mm;掃描次數(shù)(Average):8;重復(fù)時(shí)間(TR):2000 ms;回波時(shí)間(TE):18.125 ms。圖片經(jīng)MIR圖像處理軟件進(jìn)行映射、降噪和偽彩處理。
1.2.2.3 橫向弛豫時(shí)間(T2)反演譜的采集 參照賈哲等[9]的方法,利用LF-NMR中的Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脈沖序列對(duì)樣品的橫向弛豫時(shí)間(T2)進(jìn)行檢測,偏移頻率(SW):200 kHz;重復(fù)時(shí)間(TW):5000 ms;累加次數(shù)(NS):8;回波數(shù)(NECH):320。隨后,利用NMRT2反演軟件獲得T2反演譜,以圖譜中峰面積的積分計(jì)算結(jié)果表示不同水分狀態(tài)的含量。
1.2.2.4 果實(shí)失重率 參照帥良等[14]的方法進(jìn)行測定,取10個(gè)果實(shí),采用稱重法,以0 d果實(shí)質(zhì)量與每測定點(diǎn)果實(shí)質(zhì)量差值占初始質(zhì)量的百分比計(jì)算,結(jié)果以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示。
1.2.2.5 果皮含水量 采用直接干燥法測定,去除果皮內(nèi)部白色海綿層,沿赤道面取樣2~3 g,于真空干燥箱內(nèi)烘至恒重。結(jié)果以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示[15]。
1.2.2.6 果皮色澤 參照郭靖等[16]的方法,使用分光測色儀沿果實(shí)赤道面隨機(jī)、均勻取3點(diǎn)測定亮度值(L*)、紅綠值(a*)和黃藍(lán)值(b*),計(jì)算色調(diào)角h°。
1.2.2.7 葉綠素和類胡蘿卜素含量 參照呂靜祎等[17]的方法稍加修改,稱取1.0 g百香果果皮于80%丙酮溶液中研磨,分別測定提取液在波長663 nm和645 nm處的吸光值,計(jì)算葉綠素含量,并于波長440 nm處測定類胡蘿卜素含量,結(jié)果均以mg/g表示。
1.2.2.8 可溶性固形物含量 參照Le等[18]的方法,取濾布擠壓出的百香果果汁2滴于折光儀上,讀取數(shù)據(jù)并記錄,重復(fù)10次,結(jié)果以%表示。
1.2.2.9 可滴定酸含量 參照Chen等[19]的方法,用直接滴定法進(jìn)行測定,取10個(gè)百香果果漿,三層紗布過濾,定容到50 mL容量瓶中,靜置30 min,用標(biāo)定后的0.01 mol/L NaOH溶液進(jìn)行滴定,結(jié)果以%表示。
1.2.2.10 硬度 參照李涵等[20]的方法,取10個(gè)百香果果實(shí),于赤道面處采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)下壓測試,前速度3.0 mm/s,測試速度2.0 mm/s,測試后速度4.0 mm/s,間隔時(shí)間2.0 s,目標(biāo)模式形變量10%,接觸點(diǎn)壓力5 gf,結(jié)果以N表示。
1.2.2.11 果實(shí)腐爛率 參照Oliveira等[21]的方法,將表皮病變腐爛面積超過30%的果實(shí)定義為腐爛果,腐爛率以腐爛果數(shù)占總果實(shí)數(shù)的百分比表示。
以上指標(biāo)測定均重復(fù)3次,使用Microsoft Office Excel 2019和IBM SPSS Statistics 26對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并通過Origin 2021進(jìn)行相關(guān)性、主成分分析和圖像處理。
百香果作為呼吸躍變型果實(shí),與獼猴桃[22]、李子[23]、芒果[24]等果實(shí)相似,采收后存在明顯的后熟特征,此類果實(shí)采后外觀、質(zhì)地與風(fēng)味品質(zhì)轉(zhuǎn)變過程與呼吸強(qiáng)度密切相關(guān),因此呼吸速率是其后熟衰老進(jìn)程中品質(zhì)變化節(jié)點(diǎn)的重要標(biāo)志。如圖1所示,黃金百香果呼吸強(qiáng)度在采后1 d內(nèi)迅速升高,出現(xiàn)第一次呼吸高峰,1~2 d降低后再度上升,4 d時(shí)出現(xiàn)第二次呼吸高峰,峰值可達(dá)172.96 mg CO2/kg·h,高峰過后6~7 d緩慢下降,7~9 d較快降低,9~18 d變化不大,但仍保持在較高水平。這些結(jié)果表明黃金百香果在常溫貯藏期間代謝活動(dòng)極為旺盛,易導(dǎo)致品質(zhì)迅速變化,并且根據(jù)呼吸強(qiáng)度變化可將貯藏期間果實(shí)的生理狀態(tài)大致分為成熟期(0~6 d)、完熟期(6~12 d)和衰老期(12~18 d)。
圖 1 黃金百香果貯藏期間呼吸強(qiáng)度的變化Fig.1 Changes in respiratory intensity of harvested golden passion fruit during storage
2.2.1 黃金百香果貯藏期間外觀和內(nèi)部水分分布變化 新鮮果蔬含水量高,采后失去水分供給,由于蒸騰作用和生理代謝消耗不斷失水,使果實(shí)呈現(xiàn)表面光澤消失、形態(tài)萎蔫、表皮皺縮等失鮮狀態(tài)[25]。由圖2A可知,黃金百香果采收時(shí)表皮以青綠色為主,外觀飽滿有光澤。貯藏9 d時(shí)果實(shí)達(dá)到成熟狀態(tài),表皮轉(zhuǎn)至金黃色,果實(shí)外觀飽滿,但果蒂已出現(xiàn)萎蔫。貯藏18 d后,果實(shí)整體保持金黃色,但局部出現(xiàn)褐變,外觀呈明顯失水狀態(tài),果形不規(guī)則,果皮嚴(yán)重皺縮,果蒂干枯。上述果實(shí)外觀品質(zhì)變化與果實(shí)貯藏期內(nèi)呼吸強(qiáng)度變化(圖1)所揭示的生理周期相符。
圖 2 黃金百香果貯藏期間外觀和水分分布變化Fig.2 Changes in appearance and water distribution of harvested golden passion fruit
圖2B和2C顯示了MIR圖像中果實(shí)貯藏期間縱切面和橫切面的質(zhì)子密度變化,直觀反映了黃金百香果在貯藏過程中內(nèi)部水分分布,綠色明亮程度越高表示質(zhì)子密度越高,即該區(qū)域水分含量越高。由圖2B和2C可以看出,貯藏初期黃金百香果果漿部分呈鮮亮綠色,飽滿致密,果皮部分成像明顯,說明果實(shí)水分分布較為均勻。隨著貯藏時(shí)間的延長,綠色部分逐漸變暗淡,果實(shí)內(nèi)部空心部分面積逐漸擴(kuò)大,果皮成像衰減;貯藏末期,果漿成像面積縮小,果心部分出現(xiàn)明顯中空,果皮成像不連續(xù),表明黃金百香果果皮和內(nèi)部均出現(xiàn)嚴(yán)重失水,與果實(shí)外觀表現(xiàn)一致。
圖 3 黃金百香果果實(shí)采后水分狀態(tài)T2反演譜(A)、不同狀態(tài)水含量變化(B)和水分PCA分析圖(C)Fig.3 The inverse spectrum of water states (A) and their content changes (B) of harvested golden passion fruit with PCA analysis (C)
2.2.2 黃金百香果貯藏期間水分狀態(tài)及其含量變化
生鮮果蔬中的水分可根據(jù)流動(dòng)性以及與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的結(jié)合程度分為自由水、不易流動(dòng)水和結(jié)合水,且三者之間可以相互轉(zhuǎn)化。自由水在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)可以自由流動(dòng),既可參與生化反應(yīng),也可充當(dāng)介質(zhì),在果蔬水分中占比最大,通常是蒸騰失水的主要部分[26]。結(jié)合水在細(xì)胞內(nèi)與可溶性蛋白質(zhì)、糖、親水膠體等物質(zhì)以氫鍵等形式牢固結(jié)合,不流動(dòng)也不直接參與代謝活動(dòng),但有助于維持組織形狀、硬度和彈性。不易流動(dòng)水介于自由水和結(jié)合水之間,在果蔬組織水分中占比較小[27]。LF-NMR技術(shù)可分析被檢樣品中的氫質(zhì)子離子信號(hào),通過T2反演譜信號(hào)的幅值反映樣品中水分的信號(hào)強(qiáng)度,并以T2反演譜橫向弛豫時(shí)間長短變化區(qū)分樣品中的水分狀態(tài)。如圖3A所示,T2弛豫時(shí)間總體可以分為三段:T21(0.01~10.00 ms)、T22(10.00~100.00 ms)和T23(100.00~10000.00 ms),其各自弛豫時(shí)間長短表示不同狀態(tài)水分流動(dòng)性強(qiáng)弱,即T21、T22和T23分別代表樣品中的結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水。圖3B為結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水的含量,分別以A21、A22和A23表示,并以它們的加和A2T為總水分含量。由圖3B中可以看出,黃金百香果果實(shí)總水分含量在貯藏期間不斷顯著下降(P<0.05),其中自由水含量(A23)占比高于其它兩種狀態(tài)水分,并且在貯藏期間呈先緩慢下降隨后下降加快的趨勢,在三種水分中含量降幅最大。結(jié)合水(A21)是黃金百香果果實(shí)中含量第二高的水分,在貯藏期間呈逐漸減少的趨勢,且在貯藏后期減少較快;不易流動(dòng)水含量(A22)在果實(shí)貯藏0~12 d期間無明顯變化,隨后略有增加,在第15 d出現(xiàn)峰值。因此,可認(rèn)為自由水是黃金百香果失水的主要部分;結(jié)合水含量占比次之,在貯藏期內(nèi)也逐漸降低,說明果實(shí)已出現(xiàn)深度失水;不易流動(dòng)水含量在貯藏期間變化幅度不大,可能與果實(shí)深度失水導(dǎo)致結(jié)合水向不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)化有關(guān)。上述結(jié)果與在鮮棗[28]、李子[29],梨[30]等果實(shí)中檢出的水分組成及采后各狀態(tài)水分含量變化趨勢相似。
圖3C為根據(jù)采后黃金百香果不同貯藏時(shí)間的LF-NMR弛豫特性指標(biāo)降維后的PCA圖,其中PC1和PC2貢獻(xiàn)率為98.6%,表明降維后的數(shù)據(jù)能夠很好地表征原始數(shù)據(jù)。由圖中可以看出,黃金百香果采后不同貯藏時(shí)間下水分狀態(tài)的特征值相距較遠(yuǎn),表明隨著貯藏時(shí)間變化,果實(shí)水分狀態(tài)差異明顯;隨著貯藏時(shí)間延長,水分特征得分值在PC1方向逐漸遠(yuǎn)離貯藏初始(0 d)分值,在貯藏前9 d,得分分布在PC1正半軸,隨著貯藏延長至9 d以后,分值移向PC1負(fù)半軸,說明此時(shí)果實(shí)水分狀態(tài)已出現(xiàn)較大變化;貯藏末期(15~18 d),主成分得分處于PC1負(fù)半軸,說明此時(shí)黃金百香果水分狀態(tài)同貯藏初期相比已經(jīng)產(chǎn)生顯著變化。
2.2.3 黃金百香果貯藏期間失重率和果皮水分含量變化 如圖4所示,黃金百香果失重率在貯藏前12 d逐漸升高,隨后快速上升,貯藏18 d時(shí)達(dá)到17.94±0.98%。黃金百香果果皮含水量在貯藏前9 d緩慢下降,9~18 d下降較快,整個(gè)貯藏期間降幅達(dá)5.51%。由此可知,黃金百香果在貯藏期間失水情況與T2反演譜結(jié)果一致,其采后失水在果實(shí)衰老階段加快,并且果皮失水明顯,是整果失水的重要階段。結(jié)合黃金百香果采后不同貯藏期的生理狀態(tài)以及自由水和結(jié)合水含量變化情況,可認(rèn)為其采后失水與成熟衰老進(jìn)程密切相關(guān),不僅可引起果實(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外觀和質(zhì)量的顯著變化,還可造成生理代謝活動(dòng)變化,影響果實(shí)各方面品質(zhì)。
圖 4 黃金百香果果實(shí)在貯藏期間失重率和果皮水分含量的變化Fig.4 Changes of weight loss rate and peel moisture content in golden passion fruit during storage
2.3.1 黃金百香果貯藏期間果皮色差和色素含量變化 果實(shí)表皮色澤是衡量果實(shí)商品品質(zhì)及消費(fèi)者接受程度的直接依據(jù),也是果實(shí)采后成熟過程的顯著標(biāo)志,通常與果實(shí)表皮中葉綠素降解,花青素、類胡蘿卜素等色素物質(zhì)積累有關(guān)[31],并且后熟過程中代謝水平旺盛時(shí),顏色轉(zhuǎn)變也較快。而細(xì)胞深度失水時(shí),細(xì)胞結(jié)構(gòu)難以維持,導(dǎo)致正常的代謝作用受破壞,物質(zhì)轉(zhuǎn)化的分解方向作用加強(qiáng)[32]。
由圖5A可以看出,采后黃金百香果L*值在貯藏前3 d迅速升高,3~15 d未出現(xiàn)較大變化,15~18 d略微下降,說明果實(shí)表面亮度在貯藏初期迅速升高,隨后較為穩(wěn)定,在貯藏末期有所降低;圖5B和圖5C表明,果實(shí)表面a*和b*值在貯藏0~3 d期間迅速升高,此時(shí)a*值為負(fù),說明在0~3 d果實(shí)表皮以綠色為主,同時(shí)迅速由綠轉(zhuǎn)黃;a*和b*值在6~18 d上升趨勢較緩,表明在貯藏中后期果皮黃色逐漸加深。由圖5D可以看出,黃金百香果表皮h°值在貯藏0~9 d快速升高,隨后無明顯變化,表明在貯藏前期果實(shí)表皮色調(diào)發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變,果實(shí)完熟轉(zhuǎn)色后,表皮色調(diào)較為穩(wěn)定。由圖5E可知,采后黃金百香果在貯藏過程中果皮葉綠素含量不斷下降,在18 d時(shí)僅有0.0142 mg/g;而果皮類胡蘿卜素含量在0~6 d迅速升高,6~12 d迅速降低,隨后緩慢下降。上述結(jié)果表明,黃金百香果在采后成熟過程中(0~6 d),果皮葉綠素和類胡蘿卜素含量的明顯變化使表皮顏色由青綠色轉(zhuǎn)向金黃色,同時(shí)亮度和色調(diào)均快速上升;在貯藏后期(9~18 d),類胡蘿卜素含量迅速降低,百香果果皮保持金黃色,果皮亮度和色調(diào)變化較小。此外,結(jié)合黃金百香果后熟期間果實(shí)自由水和果皮水分含量降低較慢,而貯藏后期二者均快速降低的趨勢(圖3B和圖4),可推斷貯藏前期較少的果實(shí)失水維持了果皮色素合成與降解,保持了果實(shí)鮮亮的外觀色澤;而在貯藏后期,隨著果實(shí)衰老和嚴(yán)重失水,果皮葉綠素繼續(xù)降解,類胡蘿卜素分解方向增強(qiáng),果皮亮度和色調(diào)有所降低。
2.3.2 黃金百香果貯藏期間TSS和TA含量的變化采后果實(shí)滋味變化與呼吸作用和蒸騰失水密切相關(guān)[33]。隨著呼吸躍變型果實(shí)后熟的進(jìn)行,淀粉等大分子碳水化合物水解,水溶性糖含量增加,果實(shí)達(dá)到最佳食用品質(zhì)[34]。同時(shí),糖和有機(jī)酸作為呼吸代謝的主要基質(zhì),隨果實(shí)貯藏期延長逐漸消耗,也可影響呈味[35]。此外,細(xì)胞失水導(dǎo)致的水解酶活性升高也會(huì)增加糖等呼吸基質(zhì)濃度,促進(jìn)呼吸作用,加速物質(zhì)消耗;另一方面,原生質(zhì)中可溶性物質(zhì)含量較高時(shí),細(xì)胞持水力較強(qiáng),不易失水,質(zhì)子密度也較高[36]。如圖6所示,黃金百香果果漿的TSS含量在貯藏0~3 d略有升高,3~6 d快速下降,隨后緩慢降低;而果漿TA含量在貯藏0~3 d下降較快,3~6 d略有升高,隨后波動(dòng)下降,整體變化幅度不大。因此,采后黃金百香果果漿呈味物質(zhì)含量變化主要出現(xiàn)在貯藏前期(0~6 d),在此期間果實(shí)出現(xiàn)呼吸高峰(圖1),進(jìn)入成熟階段,TSS含量增加,TA含量快速降低,逐漸達(dá)到最佳食用風(fēng)味,而MIR成像中質(zhì)子密度較高(圖2),失水較慢(圖3)。據(jù)此認(rèn)為,果實(shí)在成熟階段保有較為充足的水分狀態(tài),對(duì)果實(shí)滋味形成無明顯影響。在貯藏中后期,果實(shí)TSS和TA含量緩慢下降,滋味變化不明顯。這可能是由于隨著果實(shí)完熟和衰老,呼吸強(qiáng)度保持在較高水平,失水加快,促進(jìn)了物質(zhì)消耗,從而使TSS和TA含量下降,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞持水力降低,而較快的失水則一定程度上維持了可溶性糖和酸的水平。
圖 5 黃金百香果果實(shí)貯藏期間果皮色差和色素含量變化Fig.5 Changes of chromatic aberration and pigment content of pericarp in golden passion fruit during storage
圖 6 黃金百香果果實(shí)貯藏期間TSS和TA含量的變化Fig.6 Changes of TSS and TA contents in golden passion fruit during storage
2.3.3 黃金百香果貯藏期間硬度和腐爛率變化 失水可造成植物體水分脅迫,產(chǎn)生大量活性氧,攻擊細(xì)胞膜系統(tǒng)、細(xì)胞器及蛋白質(zhì)等生物大分子,引發(fā)代謝失調(diào),加快品質(zhì)劣變[37]。從細(xì)胞形態(tài)上來說,水分散失可導(dǎo)致細(xì)胞膨壓下降,引起細(xì)胞變形、質(zhì)壁分離,進(jìn)而導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)地特性改變,發(fā)生形變、皺縮[30]。此外,結(jié)合水雖較難流動(dòng),但可在果實(shí)表皮組織中大量存在,賦予組織一定的形狀、硬度和彈性,因此當(dāng)果實(shí)深度失水時(shí),結(jié)合水含量的降低也會(huì)促進(jìn)質(zhì)地的下降[38]。上述失水導(dǎo)致的生理和代謝變化均可促進(jìn)果實(shí)耐貯性和抗病性下降,加速果實(shí)衰老和腐爛。通常,組織脫水萎蔫程度越大,腐爛率就越高[39]。由圖7A可知,黃金百香果硬度在貯藏0~15 d迅速下降,15~18 d略有降低。結(jié)合果實(shí)失水情況分析,可認(rèn)為果實(shí)采后成熟衰老階段,硬度隨著自由水、結(jié)合水以及果皮含水量降低而快速下降,在貯藏末期(15~18 d)可能由于嚴(yán)重失水干縮從而降幅較小。如圖7B所示,黃金百香果采后前3 d果實(shí)未出現(xiàn)腐爛,6 d起隨著果實(shí)進(jìn)入完熟而出現(xiàn)腐爛,貯藏后期(9~18 d)腐爛率顯著升高(P<0.05),18 d時(shí)達(dá)到33%。由此推測,黃金百香果貯藏后期自由水和結(jié)合水快速喪失,引發(fā)的深度失水加速了代謝失調(diào)和結(jié)構(gòu)特性改變,從而加劇果實(shí)衰老以及耐貯性和抗病性下降,導(dǎo)致果實(shí)迅速腐爛。
圖 7 黃金百香果果實(shí)采后貯藏期間硬度和腐爛率的變化Fig.7 Changes of firmness and rotting rate of golden passion fruit during storage
圖 8 黃金百香果采后不同狀態(tài)水與采后品質(zhì)相關(guān)性分析Fig.8 Correlation analysis of different water states and fruit quality factors of harvested golden passion fruit
對(duì)貯藏期內(nèi)不同狀態(tài)水與采后黃金百香果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果如圖8所示,所有指標(biāo)按相關(guān)性高低排列,其中顏色越深代表相關(guān)性越高。由圖8可以看出,在貯藏期內(nèi),黃金百香果果實(shí)的結(jié)合水(A21)、自由水(A23)與總水分(A2T)含量之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05),并均與果實(shí)失重率顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),進(jìn)一步驗(yàn)證了黃金百香果采后失水、失重與自由水和結(jié)合水的關(guān)系。在果實(shí)外觀色澤方面,果皮葉綠素含量在貯藏期內(nèi)分別與果皮a*值、b*值呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與果實(shí)自由水含量和果皮水分含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05);而針對(duì)不同貯藏時(shí)期色素與色差值變化的相關(guān)性分析表明,果皮類胡蘿卜素含量在前6 d與果皮a*值和b*值呈正相關(guān),同時(shí)在6~18 d與果實(shí)自由水含量和果皮水分含量呈正相關(guān),由此可知引起果皮色澤改變的葉綠素和類胡蘿卜素含量變化與不同貯藏時(shí)期的水分含量有關(guān)。滋味方面,果實(shí)自由水和結(jié)合水含量在貯藏期內(nèi)與TSS含量變化呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與TA含量變化呈正相關(guān);此外,由圖1和圖6可知,呼吸強(qiáng)度與TSS和TA含量在完熟期和衰老期(貯藏6~18 d)分別呈正相關(guān),表明呼吸作用和水分含量變化可能同為滋味變化的主要因素。在果實(shí)質(zhì)地與總體品質(zhì)方面,貯藏過程中果實(shí)硬度變化與結(jié)合水、自由水與總水分含量之間均呈顯著正相關(guān)(P<0.05);而果實(shí)腐爛率不僅與果皮含水量和硬度變化呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),還與果實(shí)失重率呈顯著正相關(guān)(P<0.05),從數(shù)理統(tǒng)計(jì)上驗(yàn)證了黃金百香果失水對(duì)果實(shí)質(zhì)地和總體品質(zhì)劣變的促進(jìn)作用。
本研究利用LF-NMR在黃金百香果果實(shí)中鑒別出結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水三種水分狀態(tài),并觀察其采后水分分布變化,發(fā)現(xiàn)果實(shí)在常溫貯藏過程中的嚴(yán)重失水以自由水散失為主,其含量減少了14.98%,貯藏后期結(jié)合水流失加快,與貯藏初期相比減少了3.66%,并且失水程度與果實(shí)采后成熟、衰老進(jìn)程相關(guān)。在貯藏前期,果實(shí)失水較少,果實(shí)硬度降低,果實(shí)完成后熟,達(dá)到最佳品質(zhì)狀態(tài),極少出現(xiàn)腐爛;而在貯藏后期,果實(shí)深度失水,引起代謝失調(diào),影響果實(shí)外觀色澤、細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)特性,最終導(dǎo)致果實(shí)耐貯性和抗病性下降,加速品質(zhì)劣變。因此,控制采后失水是百香果在商品化處理和貯運(yùn)流通環(huán)節(jié)保鮮的關(guān)鍵核心問題之一,其深層次失水機(jī)制、調(diào)控機(jī)理以及控制措施值得深入研究。LF-NMR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)果實(shí)采后失水及水分狀態(tài)的快速、無損檢測,在采后果蔬品質(zhì)研究與保鮮技術(shù)評(píng)價(jià)方面具有很好的應(yīng)用前景。