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不同溫度下1-MCP與水楊酸處理對“安哥諾”李果實品質影響的主成分分析

2010-03-23 08:43:46郭曉敏王友升李麗萍王貴禧陳小燕
食品科學 2010年18期

郭曉敏,安 琳,王友升,*,李麗萍,王貴禧,陳小燕

(1.北京工商大學 植物資源研究開發北京市重點實驗室,北京 100048;2.北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048;3.中國林業科學研究院林業研究所,國家林業局林木培育實驗室,北京 100091)

不同溫度下1-MCP與水楊酸處理對“安哥諾”李果實品質影響的主成分分析

郭曉敏1,2,安 琳1,2,王友升1,2,*,李麗萍1,2,王貴禧3,陳小燕1,2

(1.北京工商大學 植物資源研究開發北京市重點實驗室,北京 100048;2.北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048;3.中國林業科學研究院林業研究所,國家林業局林木培育實驗室,北京 100091)

探討不同溫度下采后1-甲基環丙烯(1-MCP)、水楊酸(SA)及二者復合處理對“安哥諾”李果實品質的影響。結果表明:1-MCP及其與SA的復合均可延緩李果實20℃與0℃貯藏及貨架時期的硬度下降;而不同處理對李果實色度、可溶性固形物(SSC)、pH值及蛋白質含量的作用效果受貯藏溫度及貯藏時間影響比較顯著。主成分分析結果顯示,硬度及色澤可顯著區分李果實0、20℃貯藏以及貨架期的品質;20℃貯藏時,1-MCP、SA與1-MCP+SA處理對李果實的影響主要表現在提高SSC,對李果實色澤比的影響在貯藏18d后也較為顯著;0℃貯藏104d時,各處理對李果實SSC的影響最為顯著。通過主成分分析構建的綜合評價模型可知,1-MCP提高0℃貯藏及貨架期期間李果實的綜合品質,1-MCP+SA則顯著延緩了20℃貯藏及貨架期期間李果實品質劣變。

“安哥諾”李果實;1-MCP;水楊酸;品質;主成分分析

“安哥諾”李(Angeleno)為紫李品種,味道鮮美、營養豐富,市場價值較高。但“安哥諾”李不耐貯藏,采后易發生品質劣變。1-甲基環丙烯(1-MCP)可與乙烯競爭性結合植物體內的乙烯受體,能顯著延長蘋

果、梨、菠蘿、幾維果、香蕉等[1-5]果實的貯藏期限;水楊酸(SA)是一種新的植物內源激素,對抑制乙烯合成具有重要的作用,研究表明施用SA可提高多種果品[6-8]的保鮮效果。而1-MCP及SA的作用效果因貯藏環境內溫度、氣體成分、包裝材料等因素[9-10]不同而存在差異。雖然Valero[12]和孟坤等[12]發現1-MCP處理可延緩李果實的后熟衰老,但不同溫度如何影響SA及其與1-MCP復合對李果實的作用效果未見相關報道。同時,對于如何系統分析李果實在不同貯藏條件下的品質變化規律,也未見相關報道。因此,本研究旨在探討不同溫度下采后1-MCP、SA及二者復合處理對李果實品質的影響,同時利用主成分分析探討李果實品質變化規律,以期為李果實的貯運保鮮提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

本研究所用“安哥諾”李采自北京順義區果園,選擇果實大小、成熟度一致,無病蟲害與機械傷的樣品進行實驗。本實驗設計4個處理:對照組,即用去離子水浸泡5min;1-MCP處理組:用去離子水浸泡5min后,晾干將果實裝入塑料箱內,用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h;SA處理組:用濃度為1mmol/L SA浸泡5min;1-MCP+SA處理組:用濃度為1mmol/L的SA浸泡5min,再用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h。本研究選擇1-MCP與SA濃度均基于前期預備實驗的結果。所有處理完畢后,轉入20℃或0℃進行貯藏,貯藏環境的相對濕度在95%左右。其中0℃貯藏的果實定期取樣后再轉入20℃貯藏5d以考察貨架期的變化。每個處理120個果實,定期進行品質指標的測定。

1.2 試劑

水楊酸、Na2HPO4、NaH2PO4、考馬斯亮藍、磷酸、乙醇等(均為分析純) 北京北化精細化學品有限責任公司。

1.3 儀器與設備

F-80C型制冰機、Eppendorf 5810R型離心機、TB-214型分析天平、UV-2450型分光光度計、DHG 9145A型電熱鼓風干燥箱、THZ-C-1型全溫空氣浴搖床、FT327型硬度計、CL200+酸度計、PR-201手持糖度計。

1.4 指標測定

1.4.1 硬度

采用FT327型手持式硬度計(探頭直徑1.1cm)進行硬度的測定,每次取樣10個果實。

1.4.2 色度

采用PCQC色彩品質控制儀,進行果皮色度L*、a*、b*值的測量,每個處理10個果實。在此基礎上根據文獻[13]分別計算色度角、飽和度及色澤比等綜合色度指標,公式分別為:色度角(H)=arctan(b*/a*);飽和度= [(a*)2+(b*)2]1/2;色澤比(h)=a*/b*。

1.4.3 可溶性固形物含量(SSC)及pH值

將果肉擠壓榨汁,14000r/min離心10min后取上清測定SSC及pH值。SSC采用PR-201手持糖度計,pH值采用CL200+酸度計進行測定。每次取樣10個果實。

1.4.4 可溶性蛋白質含量

從10個果實中取10g果肉,加入磷酸緩沖溶液,冰浴下均質,在14000r/min,4℃離心1h后取上清液。參照Bradford[14]的方法進行可溶性蛋白質含量的測定,略有修改。以每克鮮樣品中含有的蛋白質來表示蛋白質含量(mg/g mf)。

1.5 數據統計與分析

數據采用SPSS軟件進行主成分分析(PCA),并在主成分分析獲得的4個主成分基礎上建立綜合評價模型,評判李果實的綜合得分。

2 結果與分析

2.1 果皮色度

表1顯示了不同處理對李果實果皮色度的影響。結果表明,20℃貯藏時,對照李果實a*、b*值均持續下降,1-MCP減小了貯藏前期李果實果皮a*、b*值的降幅,但促進了貯藏后期果皮向藍色轉變;SA促進了整個貯藏期內紅色飽和度的下降;1-MCP+SA顯著提高了貯藏0~10d內L*、a*、b*值,且對b*值的影響延續至貯藏后期。在0℃貯藏時,對照李果實果皮L*、a*、b*值均呈下降趨勢,3個處理組均延緩了李果實L*值下降,提高果皮a*、b*值,其中1-MCP+SA的作用效果最為顯著。李果實果皮L*、a*、b*值在貨架期總體上呈下降趨勢且低于剛出庫狀態,1-MCP處理延緩了貨架期李果實果皮a*、b*值的下降,而SA促進了果皮紅色及黃色飽和度下降,1-MCP+SA則提高了初始的a*、b*值。

在20℃貯藏期間,對照李果實果皮色度角及色澤比基本保持穩定,而飽和度逐漸下降,1-MCP延緩了貯藏10d后果皮飽和度的降低,SA處理卻促進飽和度降低,1-MCP+SA顯著降低了貯藏0~10d內果皮色度角,同時提高了果皮飽和度值。0℃貯藏時,對照李果實果皮色度角先下降上升,飽和度變化則為先升后降,而色澤比在貯藏70d內保持穩定;1-MCP延緩了貯藏70~104d期間果皮飽和度及色澤比下降,SA與1-MCP+SA均降低了貯藏70~104d期間果皮色度角,但同時提高果皮飽和度及色澤比。李果實貨架期期間果皮色度角高于剛出庫狀態,飽和度低于剛出庫時,且二者隨時間延

長均下降,而色澤比在各個貨架期基本不變;1-MCP處理降低了貨架期期間李果實色度角,提高了果皮飽和度;SA處理顯著提高了李果實色度角卻促進了飽和度下降;相比而言,1-MCP+SA降低了初始貨架期李果實色度角,同時提高了果皮飽和度。

2.2 果實硬度、SSC、pH值及蛋白質含量

表1 不同處理對“安哥諾”李果實果皮色度的影響Table 1 Effect of different treatments on skin colour of , ,Angeleno , , plum fruit

表2顯示了不同處理對李果實硬度、pH值、SSC及蛋白質含量的影響。在20℃貯藏時,對照李果實硬度下降明顯,而1-MCP、1-MCP+SA復合處理均可減緩李果實的軟化。類似地,在0℃貯藏過程中,1-MCP、SA及1-MCP+SA 3種處理后均可延緩硬度的下降。貨架期期間,對照李果實硬度低于剛出庫狀態,

1-MCP及1-MCP+ SA對果實軟化的抑制作用在貨架時期也很明顯。

表2 不同處理對“安哥諾”李果實硬度、SSC、pH值及蛋白質含量的影響Table 2 Effect of different treatments on the firmness, soluble solid content, pH value and protein content of, , Angeleno, ,plum fruit

在20℃貯藏時,對照李果實SSC呈先下降后上升的變化規律,1-MCP、SA及1-MCP+SA處理均可延緩貯藏初期李果實SSC的下降,其中SA處理的作用效果最好。0℃貯藏時,3種處理均促進了李果實SSC的降低。李果實SSC后熟5d后與剛出庫時差異不大,雖然1-MCP與SA處理均降低了初始貨架期李果的SSC,二者的復合使用卻在此階段表現出顯著提高SSC的作用。

對照李果實pH值在20℃貯藏10d后達到低谷,而后有所回升,1-MCP與1-MCP+SA均可顯著降低李果實pH值。0℃貯藏期間3種處理均降低了0℃貯藏35d內李果實pH值。貨架期期間對照李果實pH值隨貯藏期延長逐漸上升,僅1-MCP+SA復合處理對貨架期pH值升高具有抑制作用。

20℃貯藏時,對照李果實蛋白質含量持續上升,1-MCP延緩了李果實蛋白質含量的升高,而1-MCP+SA對李果實蛋白質含量的抑制作用直至貯藏后期才顯現。相反,0℃貯藏時,對照李果實蛋白質含量逐漸下降,1-MCP+SA處理顯著提高了貯藏35d后李果實蛋白質含量。對照李果實蛋白質含量貨架期期間也隨貯藏時間延長呈下降趨勢,但各處理對貨架期期間李果蛋白質含量影響并不顯著。

2.3 李果實品質主成分分析及綜合評價

2.3.1 李果實品質變化的主成分分析

對兩種貯藏溫度下李果實品質變化進行主成分方差貢獻率分析,得到前4個主成分的累計貢獻率為89.285%,因此設定4個主成分即能夠代表整體數據的信息特征。

圖1 主成分1和2的得分圖(A)與因子載荷圖(B)Fig.1 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC2

圖1 為前兩個主成分的得分圖(A)與因子載荷圖(B),前兩個主成分的累積貢獻率為70.6%。圖1A中,PC1解釋了不同處理李果實品質變化總方差的48.3%,能較

好地區分20℃與0℃貯藏過程中李果實品質變化的差異,且貨架期期間李果實品質與剛出庫狀態的差異在主成分1上也較為明顯。結合圖1B可推測,在0℃與20℃貯藏時,李果實品質變化的差異主要體現在硬度與果皮色澤變化上;貨架期期間,李果實硬度、果皮L*值、a*值、b*值與飽和度顯著低于持續低溫貯藏而果皮色度角高于剛出庫狀態,這些差異是貨架期與低溫貯藏期間李果實品質變化的主要不同之處。然而,相同貯藏溫度條件下各處理的樣品在散點圖中位置較集中,表明在主成分1與主成分2上不同外源處理與對照的差異并不顯著。

圖2 主成分1和3的得分圖(A)與因子載荷圖(B)Fig.2 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC3

圖3 主成分1和4的得分圖(A)與因子載荷圖(B)Fig.3 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC4

圖2 為PC1與PC3的得分圖(A)和因子載荷圖(B),從圖2A可知,PC3解釋了李果實品質變化總方差的10.1%,且在20℃貯藏過程中對照李果實與各處理組在PC3上有所區分。結合因子載荷圖(圖2B)可知,20℃貯藏時,1-MCP、SA與1-MCP+SA處理對李果實SSC的影響最為顯著。比較而言,貯藏10d后SA處理的李果實偏離對照最遠,但貯藏18d后1-MCP處理的李果實與對照距離最大,表明SA處理可顯著提高20℃貯藏10d內李果實SSC,但這種影響在貯藏后期并不顯著;相反的是,1-MCP促進李果實SSC升高的作用在貯藏10~18d才發揮出來。持續低溫貯藏與貨架時期各處理的李果實與對照位置偏離不大,僅有0℃貯藏104d時各處理的樣本與對照在PC3上有所區分,尤其SA處理的李果實顯著遠離對照樣品,說明貯藏104d時各處理對李果實品質的影響主要體現在降低SSC上。

圖3的結果表明,PC3解釋了李果實品質變化總方差的8.6%,相同貯藏溫度下各處理樣本的位置在主成分4上也較為集中,但在20℃貯藏18d后各處理樣本與對照差異較為明顯。結合圖3B可知,在貯藏20℃18d后1-MCP、SA與1-MCP+SA對李果實色澤比的影響也較為顯著,比較而言SA處理降低李果實色澤比的幅度最大。

2.3.2 李果實品質的綜合評價

分別對不同貯藏溫度、貯藏時間及不同處理中李果實品質進行綜合評分,其結果如圖4、5所示。20℃貯藏時,對照李果實綜合品質隨貯藏時間延長呈下降趨勢,這與表2中硬度的變化趨勢一致。比較而言,SA處理的李果實綜合得分在整個貯藏期間低于對照,1-MCP處理中李果實也只在貯藏10d時綜合得分高于對照,但1-MCP+SA復合處理的李果實綜合得分在整個貯藏期間高于對照。

圖4 不同貯藏溫度對“安哥諾”李果實綜合品質的影響Fig.4 Effect of differe,n ,t treatments on comprehensive quality of Angeleno, , plum fruit

0℃貯藏時,對照李果實綜合品質在貯存35d時出現峰值而后急劇下降,SA處理的李果實綜合品質只在貯藏末期高于對照,1-MCP+SA復合處理的李果實綜合

得分在貯藏70~104d期間高于對照,但1-MCP處理的李果實綜合得分在整個貯藏期間持續高于對照。對照李果實綜合得分在貨架期期間隨貯藏時間延長逐漸下降,1-MCP單獨以及與SA復合處理均可提高貨架期期間李果實的綜合品質,而SA顯著加劇了貨架期期間李果實的品質劣變。

圖5 貯藏時間對“安哥諾”李果實綜合品質的影響Fig.5 Effect of different treatments on comprehensive quality of ,,Angeleno, ,plum fruit

3 討 論

本研究結果表明,“安哥諾”李果實在20℃貯藏時隨時間延長會發生品質劣變,表現為果實硬度、SSC、pH值大幅度下降,果皮轉色(由紅褐色轉向紫黑色)以及蛋白質含量升高;0℃貯藏期間李果實的硬度、果皮亮度、色澤比、SSC及蛋白質含量逐漸下降,暗示貯藏溫度對采后李果實品質的變化規律具有顯著性影響。在20℃與0℃貯藏及貨架期期間,1-MCP均可延緩李果實硬度的下降,這與Menniti等[15]、Khan等[16]和Skog等[17]的報道相一致。同時本實驗發現,雖然1-MCP與SA的復合處理也可抑制李果實軟化,但作用效果并未顯著優于1-MCP處理。

相比而言,1-MCP處理對李果實色度、SSC、pH值等品質參數的作用效果受貯藏溫度與貯藏時間影響。1-MCP處理延緩了貨架期a*、b*值的下降,提高了果皮飽和度,還降低了初始貨架期及35d+5d后熟時期李果的SSC,對貨架期pH值升高具有抑制作用,以上結論與Valero等[18]的報道一致。類似地,SA及1-MCP+SA處理對李果實色度等品質指標的影響也因貯藏溫度及時間不同而有所差異。這可能是由于果實的生理代謝在不同貯藏溫度、不同后熟階段具有一定的特異性,而1-MCP等外源處理對果實發揮作用效果的途徑受果實自身影響。因此,如何綜合而全面地評判不同外源處理對果實品質的作用效果,成為果蔬保鮮領域亟待解決的難題之一。

主成分分析法是利用幾個較少的綜合指標反映原來指標的一種統計方法,已廣泛應用在環境、化學、醫藥等[19-21]許多領域。本研究通過主成分分析構建的綜合評價模型發現,1-MCP處理提高了0℃貯存期間及貨架時期李果實綜合品質,1-MCP+SA則顯著延緩了20℃貯藏條件下及后熟期間李果實品質劣變,這與該兩種處理對硬度的影響基本吻合。然而,本實驗所建立的李果實品質評價模型與感官評價法等其他品質評價體系是否具有很好的一致性,尚需要進一步研究。

4 結 論

4.11 -MCP與1-MCP+SA均可延緩20℃與0℃貯藏過程中及貨架期期間李果實硬度下降。而不同處理對李果實色度、SSC、pH值及蛋白質含量的作用效果受貯藏溫度及貯藏時間影響比較顯著。

4.2 主成分分析的結果顯示,0℃貯藏時,李果實硬度及色澤變化與20℃條件下相比最為顯著,而貨架期期間李果實品質與剛出庫狀態的差異也主要體現在硬度及色澤變化;20℃貯藏條件下1-MCP、SA與1-MCP+SA處理對李果實品質的影響主要表現在果實SSC上,對色澤比的影響在貯藏18d后也較為顯著;0℃貯藏104d時,各處理對李果實SSC的影響最為顯著。

4.3 通過主成分分析構建的綜合評價模型可知,1-MCP提高了0℃貯藏及貨架期期間李果實的綜合品質,1-MCP+SA顯著延緩了20℃貯藏及貨架期期間李果實品質劣變。

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Principal Components Analysis of the Influence of 1-MC,P and Salicylic Acid Treatment on Fruit Quality of ,Angeleno Plum

GUO Xiao-min1,2,AN Lin1,2,WANG You-sheng1,2,*,LI Li-ping1,2,WANG Gui-xi3,CHEN Xiao-yan1,2
(1. Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;3. State Forestry Administration Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

The potential of post-harvest treatment of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and salicylic acid (SA) on fruit quality of plum at 0 ℃ or 20 ℃ was investigated. The results indicated that both 1-MCP and 1-MCP+SA treatments delayed the softening of plum fruits stored at 20 ℃ and 0 ℃, as well as during shelf life. Meanwhile, the effects of 1-MCP and/or SA treatments on skin colour, SSC, pH value as well as protein content of plum was significantly affected by temperature and storage time. Principal components analysis (PCA) indicated that the changes of firmness and colour could be adopted to distinguish plum quality at different storage temperatures and subsequent shelf life. 1-MCP and/or SA treatments mainly increased SSC of plum at 20 ℃,which was also significant after 104 d at 0 ℃. Furthermore, significant difference was also observed in terms of color ratio (h) between treatments and control plum after 18 d at 20 ℃. Comprehensive model based on PCA showed that 1-MCP application could improve comprehensive quality of plum during storage at 0 ℃ and subsequent shelf life, whereas the treatment of 1-MCP+SA delay the quality deterioration of plum when stored at 20 ℃ as well as post-storage shelf-life.

, ,Angeleno, , plum fruit;1-MCP;salicylic acid;quality;principal components analysis

TS255.3;S662.3

A

1002-6630(2010)18-0416-07

2010-05-03

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2006BAD22B01);北京市科技新星計劃項目(2007B011)

郭曉敏(1984—),女,碩士研究生,研究方向為食品生物技術。E-mail:guoxiaomin8449@126.com

*通信作者:王友升(1976—),男,副教授,博士,研究方向為食品生物技術。E-mail:wangys@th.btbu.edu.cn

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