何炬才,康仕成,張冬敏,張朝坤,李 輝,洪森輝,余惠文,田奇琳,*
(1.閩南師范大學 閩臺特色園林植物福建省高校重點實驗室,福建 漳州 363000;2.漳州市農(nóng)業(yè)科學研究所,福建 漳州 363005)
黃晶果(Pouteria caimitoRadlk.)屬山欖科(Sapotaceae)多年生喬本常綠果樹,原產(chǎn)于亞馬遜河和南美洲地區(qū),近年來由中國臺灣從新加坡、菲律賓和夏威夷等地引進并選育而成的新興水果品種,目前在我國主要分布于臺灣、海南和福建等地[1-5]。成熟的黃晶果果皮金黃、風味香甜獨特、果肉柔軟多汁、營養(yǎng)價值豐富,富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、纖維素、維生素及礦質(zhì)元素[6-7]。同時,黃晶果還具有藥用價值,果實和樹皮中富含三萜類化合物,這類化合物普遍具有抗腫瘤的生物活性;果皮提取物具有止瀉和抗菌功效,在巴西等地被廣泛用于治療呼吸道疾病和腹瀉等;黃晶果葉提取物具有α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性及抗氧化活性,對防治糖尿病等疾病具有重要意義[8-10]。此外,黃晶果樹木材是高品質(zhì)用材,在巴西等南美國家常被用于制作樂器和家具等[11]。自2001年開始,歐世坤等[11]先后從巴西、澳洲等地引進多批優(yōu)良蛋黃桃欖果的種子和接穗,并在粵西等地區(qū)進行育苗、嫁接栽培種植。任惠等[12]通過引種試種篩選出適宜在廣西南寧地區(qū)栽植的黃晶果優(yōu)良單株‘臺引T3號’。周文靜等[13]對11 份黃晶果種質(zhì)資源進行植物學性狀和果實品質(zhì)綜合評價,篩選出2 份優(yōu)異的種質(zhì)資源,為黃晶果的優(yōu)良品種培育及創(chuàng)新利用奠定基礎(chǔ)。黃晶果果樹外形美觀、病蟲害少,且成熟期約在每年的10月至次年3月,填補了市場上水果成熟淡季的空缺,具有廣闊的市場前景[11,14]。然而,黃晶果在常溫下不耐貯藏,易感染病原菌,從而引發(fā)果皮變褐、果肉變軟腐爛,極大地制約了黃晶果采后的長期貯藏和遠距離運輸[15]。Sanches等[16]以3 種不同成熟度黃晶果果實為材料——成熟度1(綠色)、成熟度2(50%綠色和50%黃色)和成熟度3(黃色),將果實于10 ℃冷藏12 d,每3 d進行理化品質(zhì)和感官分析,經(jīng)綜合評價之后認為成熟度1和成熟度2是黃晶果生產(chǎn)上適宜的采收成熟度。然而,黃晶果作為新興引進種植的熱帶果樹,國內(nèi)目前研究報道較少,且鮮有涉及其貯藏保鮮技術(shù)的研究。低溫貯藏保鮮技術(shù)是目前國內(nèi)外常用的保鮮技術(shù),其特點是可以顯著減少營養(yǎng)成分流失,如保持果蔬較高的粗多糖、可溶性總糖、低聚糖、粗蛋白和VC含量等[17]。研究發(fā)現(xiàn),香蕉[18]、菠蘿蜜[19]和番石榴[20]等熱帶水果的品質(zhì)在低溫貯藏下都能得到很好的保持。本研究從探討黃晶果的最適貯藏溫度入手,以5、10、15 ℃和20 ℃為貯藏條件,對黃晶果主要食用品質(zhì)及采后生理指標的變化情況進行檢測,旨在找到黃晶果的最適宜貯藏溫度,為黃晶果的采后貯藏提供理論依據(jù)。
黃晶果由福建省漳州市農(nóng)業(yè)科學研究所提供。從中精選出八成熟、無機械損傷、無病害、大小均一的黃晶果進行實驗。
愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚、3,5-二硝基水楊酸 美國Sigma公司;磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀三水合物、過氧化氫、聚乙烯吡咯烷酮、氫氧化鈉 生工生物工程(上海)股份有限公司;草酸、抗壞血酸、2,6-二氯酚靛鈉鹽、碳酸氫鈉、苯酚、亞硫酸氫鈉、酒石酸鉀鈉、鹽酸西隴化工股份有限公司。
GXH-3051紅外線CO2分析器 北京普盛陽科貿(mào)有限公司;雷磁DDS-307A型電導儀 上海儀電科學儀器股份有限公司;PAL-BXACID F5糖度酸度計 日本ATAGO公司;GY-3邵氏硬度計、HH-2數(shù)顯熱恒溫水浴鍋 金壇市科析儀器有限公司;Multiskan GO全波長酶標儀美國Thermo公司;3K15高速冷凍離心機 德國SIGMA公司。
1.3.1 黃晶果處理
將挑選好的黃晶果隨機分成4 組,分別放置于5、10、15 ℃和20 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中進行貯藏實驗,貯藏環(huán)境相對濕度保持在80%~90%。以上每一處理40 個果實左右,重復3 次,每3 d取樣測定各項生理指標。
1.3.2 果實質(zhì)量損失率和硬度的測定
質(zhì)量損失率按照公式(1)計算。
果實硬度采用GY-3邵氏硬度計測定,探頭10 mm[21]。
1.3.3 細胞膜透性的測定
參照曹建康等[21]的方法測定相對電導率。以相對電導率表征細胞膜透性。
1.3.4 呼吸強度的測定
呼吸強度的測定參考趙敏霞等[22]的方法。GXH-3051紅外線CO2分析器呼吸室大小為10 cm×15 cm。檢查氣密性,調(diào)零后測定空瓶本底(空瓶CO2濃度)。然后將被測水果放入呼吸室,調(diào)節(jié)流速為0.4 L/min,密閉達到平衡后記錄CO2濃度,減去本底數(shù)據(jù)得到CO2濃度,按公式(2)計算呼吸強度。
式中:F表示氣體流速(0.4 mL/min);c表示CO2濃度/(μL/L);m表示被測果實質(zhì)量/kg;T表示測定時的環(huán)境溫度/℃。
1.3.5 理化指標的測定
總可溶性固形物(total soluble solid,TSS)和可滴定酸(titratable acidity,TA)質(zhì)量分數(shù)均采用糖度酸度計測定。取果肉中心部分果汁1 mL,先用移液槍吸少量果汁放入儀器檢測面板中,直接讀數(shù)得到TSS質(zhì)量分數(shù);取0.25 mL果汁放入專用100 mL小燒杯中,用蒸餾水定容到25 mL,取少量稀釋的果汁,放入檢測面板,直接讀數(shù)得到TA質(zhì)量分數(shù)。
VC含量參考GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[23]中的2,6-二氯靛酚滴定法測定。
總糖含量參考于魯浩[24]的DNS法測定。
1.3.6 丙二醛含量和多酚氧化酶、過氧化物酶活力的測定
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量參考Castrejón等[25]的方法測定;過氧化物酶(peroxidase,POD)活力參考Wang Li等[26]的方法測定;多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力參考Tang Wei等[27]的方法測定。
采用Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進行整理,利用Origin 2018軟件作圖。
質(zhì)量損失率可以反映果實在貯藏過程中水分的流失情況,質(zhì)量損失率高,果實彈性低、口感差,影響果實商品價值[28]。如圖1所示,隨著貯藏時間的延長,各溫度下貯藏的黃晶果質(zhì)量損失率均呈現(xiàn)上升趨勢,且貯藏溫度越高,質(zhì)量損失率越高。貯藏9 d時,20 ℃貯藏組果實質(zhì)量損失率顯著上升到9.60%,并且其果肉軟爛、果皮褐化嚴重,已失去商品價值;而10 ℃貯藏組果實質(zhì)量損失率保持在3.77%,低于15、20 ℃貯藏組。12 d時,15、20 ℃貯藏組果實質(zhì)量損失率分別為8.14%和13.43%,5 ℃貯藏組果實質(zhì)量損失率保持在2.41%。表明低溫貯藏可以有效地抑制黃晶果的失水,延長黃晶果的貨架期。
圖1 不同貯藏溫度對黃晶果質(zhì)量損失率的影響Fig. 1 Effects of different storage temperatures on the mass loss percentage of P. caimito
硬度是果實最主要的品質(zhì)指標之一,它影響著果實的風味、口感等[29]。如圖2所示,隨著貯藏時間的延長,不同貯藏溫度組的黃晶果硬度均呈持續(xù)下降趨勢。貯藏過程中,20 ℃貯藏組果實的硬度迅速下降,且在貯藏9 d后,果肉內(nèi)部軟爛,硬度持續(xù)迅速下降,低于其他所有貯藏組。在整個貯藏過程中,相比15、20 ℃貯藏組,5、10 ℃貯藏組果實硬度保持較好。在貯藏前3 d,5 ℃貯藏組與10 ℃貯藏組均維持較高的硬度,然而5 ℃貯藏組果實由于受到冷害導致果肉組織變軟,在貯藏后期硬度下降速率快于10 ℃貯藏組。由此可知,10 ℃低溫貯藏相對其他溫度可以有效延緩黃晶果硬度的下降。
圖2 不同貯藏溫度對黃晶果硬度的影響Fig. 2 Effects of different storage temperatures on the hardness of P. caimito
當植物受到逆境影響時,細胞膜的透性會增加,導致細胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲,從而導致組織浸泡液的電導率發(fā)生變化,因此,植物組織相對電導率可作為研究植物抗逆性的生理指標[30]。由圖3可知,貯藏的前6 d,不同貯藏組的果皮相對電導率均逐漸增加。5 ℃貯藏組的相對電導率在第6天達到最大值,且在整個貯藏期間其電導率均高于其他貯藏組,這是因為5 ℃貯藏組果實受到冷害的影響,細胞膜透性急劇增大,從而導致電解質(zhì)外滲。貯藏6 d時,15 ℃和20 ℃貯藏組相對電導率接近,10 ℃貯藏組相對電導率則變化不大,說明這一時期10 ℃低溫尚未對果皮細胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的破壞作用。貯藏至9 d時,20 ℃貯藏組相對電導率達到最大值,10 ℃貯藏組的相對電導率增加速度變快,與15 ℃貯藏組接近。9~12 d,10 ℃和15 ℃貯藏組相對電導率逐漸增加,10 ℃貯藏組略低于15 ℃貯藏組。在整個貯藏期間,10 ℃和15 ℃貯藏組的黃晶果果皮相對電導率增加幅度相近,而在前6 d,10 ℃貯藏組的相對電導率處于較低水平,說明貯藏溫度為10 ℃時有利于延緩果實細胞膜透性的增加,保持細胞膜的完整性。
圖3 不同貯藏溫度對黃晶果果皮相對電導率的影響Fig. 3 Effects of different storage temperatures on the relative conductivity of the skin of P. caimito
貯藏過程中果實營養(yǎng)物質(zhì)被呼吸代謝消耗后,會導致產(chǎn)品質(zhì)量下降,耐貯性和可食用性大大降低[31]。從圖4可以看出,各組黃晶果經(jīng)貯藏3 d后呼吸強度均有不同程度的下降。在6 d時,15 ℃貯藏組黃晶果出現(xiàn)了呼吸高峰;貯藏9 d時,10、20 ℃貯藏組均出現(xiàn)了呼吸高峰,但20 ℃貯藏組的果實出現(xiàn)大面積褐化、果肉軟爛現(xiàn)象,失去商品價值;5 ℃貯藏組果實在12 d時也未出現(xiàn)明顯的呼吸高峰。在整個貯藏期間,15 ℃和20 ℃貯藏組的果實呼吸強度一直維持在較高水平,而10 ℃和5 ℃貯藏組的呼吸強度在前6 d均逐漸降低,說明低溫能有效抑制果實的呼吸作用。
圖4 不同貯藏溫度對黃晶果呼吸強度的影響Fig. 4 Effects of different storage temperatures on the respiration intensity of P. caimito
如圖5A所示,隨著貯藏時間的延長,黃晶果TSS質(zhì)量分數(shù)在不同貯藏溫度條件下整體上均呈不同程度的下降趨勢。在整個貯藏期間,20 ℃貯藏組的TSS質(zhì)量分數(shù)下降最快,15 ℃貯藏組次之,而10 ℃貯藏組下降最慢。如圖5B所示,貯藏的前6 d,各溫度貯藏組黃晶果果實的TA質(zhì)量分數(shù)均呈下降趨勢;其中15 ℃和20 ℃貯藏組的TA質(zhì)量分數(shù)下降較快,5 ℃和10 ℃貯藏組的TA質(zhì)量分數(shù)下降較慢。由圖5C可知,在整個貯藏過程中,各溫度貯藏組的黃晶果果實VC含量均呈現(xiàn)下降趨勢,其中10 ℃貯藏組的VC含量降幅最小,而20 ℃貯藏組下降幅度最大。由圖5D可知,5 ℃和20 ℃貯藏組的總糖含量總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,波動范圍較大,10 ℃和15 ℃貯藏組則整體上呈下降趨勢,且變化較為平緩。在整個貯藏期間,20 ℃貯藏組的總糖含量在3~6 d呈急劇下降趨勢,可能與該溫度貯藏期間果實呼吸強度較大、營養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗有關(guān),而在6~9 d呈大幅上升現(xiàn)象可能與果實大量失水有關(guān)。通過以上結(jié)果可知,10 ℃低溫貯藏相較于其他溫度貯藏可更有效地延緩黃晶果TSS和TA質(zhì)量分數(shù)的降低,較好地保持VC含量,降低總糖含量的變化幅度,是最有利于保持黃晶果風味品質(zhì)的貯藏溫度,而20 ℃是最不利于黃晶果品質(zhì)保持的貯藏溫度,因此接下來比較這兩個溫度下黃金果的抗氧化相關(guān)指標。
圖5 不同貯藏溫度對黃晶果TSS(A)、TA(B)、VC(C)、總糖(D)水平的影響Fig. 5 Effects of different storage temperatures on the contents of total soluble solids (A), titratable acid (B), VC (C) and total sugar (D) in P. caimito
在貯藏過程中,脂類的不飽和脂肪酸在活性氧(reactive oxygen species,ROS)的作用下生成脂質(zhì)過氧化物,脂過氧化物逐漸分解為一系列復雜的化合物,MDA是其中的產(chǎn)物之一,而MDA可以增加細胞膜的通透性,破壞細胞結(jié)構(gòu)的完整性[32-33]。水果和蔬菜在采后代謝過程中會產(chǎn)生ROS,ROS的過多積累會破壞植物體內(nèi)生物膜脂成分和蛋白質(zhì)成分[34-35]。因此,在果實采后貯藏過程中,氧化酶活力也會發(fā)生變化,POD是一種過氧化物酶,其作用是清除ROS[36]。PPO是一種含銅的氧化酶,它將一元酚和二元酚氧化成醌,從而導致果實褐變[37]。因此以10 ℃貯藏為實驗組,20 ℃貯藏為對照組,分析在10 ℃低溫貯藏過程中,黃晶果果實MDA等代謝產(chǎn)物積累及POD和PPO活力的變化。
由圖6A可知,10 ℃貯藏組的MDA含量在貯藏3 d開始緩慢上升,但上升的幅度較小。而20 ℃貯藏組的MDA含量在前6 d雖持續(xù)下降,但含量仍高于10 ℃貯藏組,且6 d后其含量急劇上升。說明10 ℃低溫貯藏可降低MDA含量上升幅度,從而降低細胞膜透性的變化幅度,降低細胞膜的破壞程度。由圖6B可知,在整個貯藏期間,兩個貯藏組POD活力逐漸增加,且10 ℃貯藏組的POD活力增加速度明顯低于20 ℃貯藏組。貯藏前期(3 d),兩個貯藏組的POD活力均較低,而此時兩個貯藏組MDA含量較低,說明ROS水平也較低。貯藏6 d之后,20 ℃貯藏組的POD活力大幅上升,結(jié)合MDA水平急劇升高的現(xiàn)象,可知在該貯藏條件下細胞ROS水平較高,膜脂過氧化程度提高。10 ℃貯藏組貯藏后期果實的POD活力也呈上升趨勢,但幅度較小,說明10 ℃低溫貯藏可減緩POD活力上升速度,結(jié)合MDA水平上升速度較低的現(xiàn)象,說明果實的脅迫程度較低。從圖5C中可以看出,黃晶果果實的PPO活力在從室溫下轉(zhuǎn)入兩個不同溫度下貯藏之后先急劇下降然后迅速增加,可能與貯藏前期低溫處理可以有效抑制黃晶果PPO的活力有關(guān)。10 ℃貯藏組的PPO活力在整個貯藏過程中均低于20 ℃貯藏組,說明10 ℃低溫貯藏可降低PPO活力,有利于延緩果實褐變進程。綜上,與20 ℃貯藏相比,10 ℃低溫貯藏可以延緩細胞膜的脂質(zhì)氧化,有利于保持細胞膜的完整性,降低POD和PPO的活力,延緩采后黃晶果果實的衰老和褐變進程。
圖6 不同貯藏溫度對黃晶果MDA含量(A)、POD活力(B)和PPO活力(C)的影響Fig. 6 Effects of different storage temperatures on MDA content (A),and POD (B) and PPO (C) activity in P. caimito
在常溫條件下,果實極不耐貯,貯藏數(shù)天外觀便會變?yōu)楹稚?,果肉軟爛,失去商業(yè)價值。因此,要想獲得較好的經(jīng)濟效益,就必須采用適宜的方法延緩其衰老過程,使之達到貯運保鮮和加工利用的目的。果實呼吸作用會促進果實內(nèi)有機物質(zhì)的分解,因此在果實貯藏過程中,果實品質(zhì)指標如淀粉、糖、酸和維生素等有機物質(zhì)含量在不斷地變化。本研究發(fā)現(xiàn)5 ℃和10 ℃低溫貯藏對黃晶果果實呼吸強度的抑制效果要優(yōu)于15 ℃和20 ℃貯藏,因此能更有效延緩黃晶果果實可溶性固形物等含量的下降。低溫貯藏可有效延長果實的貯藏時間,對保持果實商品性狀有明顯效果,然而冷敏性果蔬若在不適宜低溫下貯藏則易發(fā)生冷害等生理性病害[38-39]。本研究中,從保持黃晶果商品性狀來看,5 ℃貯藏雖能抑制質(zhì)量損失率的降低,抑制呼吸作用,在保持TSS和TA方面也有較良好的表現(xiàn),但貯藏3 d開始果實便出現(xiàn)果皮斑點和褐化現(xiàn)象,而且相對電導率很高,這可能是由于在5 ℃下黃晶果發(fā)生冷害。植物細胞膜受到冷害后,會造成膜脂相變,使細胞膜透性增加[40]。在5 ℃貯藏過程中,第3天黃晶果便開始出現(xiàn)冷害癥狀,整體表現(xiàn)為果面內(nèi)凹、果皮褐變化程度持續(xù)加劇、果面附著水漬等,均不利于果實商品價值的保持;因此,5 ℃不適宜作為黃晶果長期貯藏的溫度。
15 ℃下貯藏9 d時,果皮褐變程度低于20 ℃貯藏組,但在保持黃晶果的風味和品質(zhì),如保持硬度,減緩水分、TSS、VC和總糖含量等降低方面不如10 ℃下貯藏,且10 ℃貯藏能延緩果實呼吸強度和細胞膜透性的增加。本研究還發(fā)現(xiàn),在貯藏的前6 d,10 ℃低溫貯藏組果實的細胞膜透性、MDA含量、POD活力均低于20 ℃貯藏組,因此,黃晶果在10 ℃貯藏下相對其他溫度可以較好地延緩ROS的積累,延緩果實衰老。10 ℃貯藏組PPO活力在整個貯藏過程中低于20 ℃貯藏組,且在前6 d保持在較低水平,第9天之后才開始快速上升,結(jié)合果實外觀變化可知,貯藏第9天時,10 ℃貯藏組的大多數(shù)果實仍然完好未褐化;而在貯藏第9天時,20 ℃貯藏組果實的MDA含量急劇上升,相對電導率達到最大值,PPO活力也較高,與出現(xiàn)果皮大面積褐變和果肉變軟腐爛現(xiàn)象一致。因此,黃晶果在10 ℃貯藏下相對其他溫度可以較好地延緩果實褐化進程。綜上可知,10 ℃是黃晶果的最適貯藏溫度,且保質(zhì)期比15 ℃貯藏組至少延長3 d,比20 ℃貯藏組至少延長6 d。
綜上,采后10 ℃低溫貯藏有利于減少黃晶果果實質(zhì)量損失、降低果實呼吸強度、抑制果皮細胞膜透性增加、延緩果皮褐變;且10 ℃貯藏下,黃晶果品質(zhì)相關(guān)指標變化相對較平穩(wěn),如硬度、TSS質(zhì)量分數(shù)、總糖含量和VC含量等;此外,與20 ℃貯藏組相比,10 ℃貯藏組的MDA含量、PPO和POD活力更低。因此認為10 ℃是黃晶果較為適宜的貯藏溫度,本研究可為今后黃晶果采后保鮮方法的建立提供一定的理論依據(jù)。另外,為了延緩黃晶果果實的后熟、延長貨架期、減少病原菌引起的果實腐爛等問題,需要進一步結(jié)合包裝材料和保鮮劑等因素或保鮮劑結(jié)合低溫等復合處理對黃晶果采后品質(zhì)的影響進行研究。