不同貯藏溫度對采后番荔枝品質(zhì)的影響

程志華,龔 霄,劉洋洋,趙鈺瑩,周 偉,彭 政

(1.華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院,湖北武漢 430070; 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,農(nóng)業(yè)部熱帶作物產(chǎn)品加工重點實驗室,廣東湛江 524001; 3.海南省果蔬貯藏與加工重點實驗室,廣東湛江 524001; 4.廣東海洋大學食品科技學院,廣東湛江 524088)

番荔枝(AnnonasquamosaL.),又稱釋迦、洋波羅、佛頭果,是“世界五大熱帶名果”之一,廣泛種植于熱帶亞熱帶地區(qū),現(xiàn)我國海南、廣東、廣西、福建等熱區(qū)廣泛種植[1-2],主要栽培品種有圓滑番荔枝、刺果番荔枝、阿蒂莫耶番荔枝等,其中,以廣東的“林檎”最負盛名[3-4]。番荔枝果實果肉鮮嫩、營養(yǎng)豐富,含有豐富的糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等,且果實中萜類、番荔枝內(nèi)酯、生物堿等生物活性物質(zhì),具有很好的抗氧化和抗腫瘤活性[5]。

番荔枝是典型的呼吸躍變型果實,在后熟過程中有明顯的呼吸高峰,后熟期極短,采后易受機械損傷和病毒侵害,極易腐爛變質(zhì),影響著番荔枝的食品品質(zhì)和商品價值[6]。陳蔚輝等[7]研究發(fā)現(xiàn)番荔枝果實采后在自然室溫(26～33 ℃)條件下貯藏壽命僅為3 d。溫度是熱帶亞熱帶園藝產(chǎn)品貯藏保鮮決定性的影響因素之一,與化學(SO2)或生物保鮮劑、氣調(diào)保鮮相比,低溫貯藏是維持采后果實品質(zhì)最安全、最有效的方法之一,在一定時間內(nèi)可以有效地抑制采后果實的呼吸代謝,顯著減少營養(yǎng)成分的流失[8-9]。楊敏等[10]研究不同貯藏溫度(30、4 ℃)對山竹果皮木質(zhì)化效應,低溫處理顯著抑制木質(zhì)素含量的增加,保持較低的呼吸強度,延緩了木質(zhì)化現(xiàn)象和果肉腐爛。劉娟等[11]研究發(fā)現(xiàn)4 ℃貯藏能延緩鮮切火龍果營養(yǎng)成分的下降,保持較好的感官品質(zhì),延長貯藏期。Maldonado[12]等研究發(fā)現(xiàn)番荔枝果實采后易出現(xiàn)組織木質(zhì)化,木質(zhì)素積累,伴隨質(zhì)地糙硬少汁、內(nèi)部組織褐變等一系列劣變現(xiàn)象的發(fā)生。目前,國內(nèi)外對不同貯藏溫度下番荔枝采后的生理、貯藏品質(zhì)的研究很少,相關的生物學機制和調(diào)控途徑仍沒有闡明,限制了番荔枝果實的市場拓展。本實驗以番荔枝為原材料,主要探討常溫(25 ℃)和低溫(4 ℃)處理對采后番荔枝呼吸速率、營養(yǎng)品質(zhì)、木質(zhì)素和總酚含量的影響,采用掃描電鏡和透射電鏡對貯藏前后番荔枝的微觀結構和超微結構進行觀察解析,為采后番荔枝貯藏保鮮提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

番荔枝 品種‘非洲驕傲’,采摘于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所果園,用泡沫網(wǎng)罩單獨包裝,整齊排列,于保溫箱內(nèi)低溫保存,1 h內(nèi)運回實驗室;無水乙醇、牛血清蛋白、正己烷、冰醋酸、羥胺鹽酸、氫氧化鈉、考馬斯亮藍 均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

SY-1022果蔬呼吸測定儀 遼寧賽亞斯科技有限公司;UV-1780型紫外可見分光光度計 日本Shimadzu公司;3-30K型低溫高速離心機 德國Sigma公司;GY-4果實硬度計 智取精密儀器有限公司;TP-214電子天平 北京賽多利斯系統(tǒng)有限公司;電熱恒溫水浴鍋 上海森信實驗儀器有限公司;保鮮盒 上海樂扣樂扣貿(mào)易有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 選擇大小一致,成熟度一致,無病蟲害,無機械損傷的番荔枝果實,其果皮呈黃綠色,外觀為白粉。將果實隨機分成2組,每組3個平行,每個平行30個果實,放入保鮮盒(26 cm×18 cm×13.5 cm)中,分別置于溫度4、25 ℃,濕度80%下貯藏,每天從各處理平行3個組中隨機取出3個果實,去皮取樣,并用液氮速凍,于-80 ℃保存?zhèn)溆谩Ｈ硬课粸榭拷げ糠值墓狻?/p>

式中:W1-貯藏前重量,W2-貯藏后重量。

1.2.3 硬度的測定 采用GY-4型果實硬度計測定。隨機選取3個果實,去皮,于果實最大橫徑處,將探針垂直指向平面,均勻施加壓力至刻度線,讀取數(shù)值,單果重復10次。結果以N表示。

1.2.4 掃描電鏡和透射電鏡觀察 掃描電鏡(SEM):參考Fundo等[13]的方法,取1 mm3的果肉,真空冷凍干燥24 h后,固定于觀察臺,然后采用離子濺射鍍金,再置于掃描電子顯微鏡下觀察并分析。

透射電鏡(TEM):參考Deng[14]等的方法,并稍加修改。取1 mm3的果肉,固定于2.5%戊二醛溶液,用磷酸鹽緩沖液洗滌,再用OsO4固定后進行觀察。

1.2.5 可溶性固形物含量的測定 可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量采用手持折光儀測定。取1～2滴蒸餾水,滴于糖度計樣品臺,調(diào)零。取適量果肉,用紗布包裹,擠壓1～2滴果汁于樣品臺進行測定。

1.2.6 可溶性蛋白含量的測定 參考曹建康[15]方法,并稍加修改。標準曲線的制作:取6支具塞試管,編號,分別加入100 μL/mg標準蛋白質(zhì)溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,再對應加入蒸餾水1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0 mL,混勻后向各試管中加入5.0 mL考馬斯亮藍G-250溶液,充分混合,靜置2 min后,以0號試管為空白對照,在595 nm處比色測定吸光值。以蛋白質(zhì)質(zhì)量為橫坐標,吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線,標準曲線線性方程:y=0.007x+0.0903,R2=0.999。

樣品的測定:采用考馬斯亮藍染色法進行測定,稱取1.0 g果蔬樣品,加入5 mL蒸餾水研磨成勻漿后,然后10000 r·min-1,離心20 min,取上清液為可溶性蛋白質(zhì)提取液。吸取400 μL上清液,加入5.0 mL考馬斯亮藍G-250溶液,充分混合,放置2 min后于波長595 nm處比色測定吸光值,結果以每克鮮重所含可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量表示,計算公式為:

（2）推廣應用PPP模式，積極促進小微企業(yè)申報PPP項目，實行“隨報隨收、隨收隨審”的原則，使河南省自貿(mào)區(qū)發(fā)展實現(xiàn)市場化融資。

式中:m′-標曲中查得的蛋白質(zhì)質(zhì)量,μg;V-樣品提取液體積,mL;Vs-測定所取樣品提取液體積,mL;m-樣品質(zhì)量,g。

1.2.7 木質(zhì)素含量測定 參考陳發(fā)河[16]的方法,取1 g樣品,加5 mL 95%乙醇研磨,于3000×g離心7 min,沉淀物以95%乙醇沖洗3次,再用乙醇∶正己烷(1∶2,V∶V)沖洗3次,收集沉淀物使其干燥,干燥物溶于25%溴乙酰冰醋酸溶液中,70 ℃恒溫水浴中加塞保溫30 min,然后加入0.9 mL 2 mol·L-1氫氧化鈉溶液終止反應,再加5 mL冰醋酸和0.1 mL 7.5 mol·L-1羥胺鹽酸,并以冰醋酸定容至10 mL,,再用冰醋酸稀釋125倍得到樣品提取液,取上清液在280 nm處測定吸光度值,以OD280nm·g-1FW表示木質(zhì)素的含量。

1.2.8 總酚含量的測定 參考曹建康[15]方法并稍加修改。取2.0 g果肉組織,加少許預冷的1% HCl-甲醇,冰浴研磨至勻漿,轉(zhuǎn)入20 mL刻度試管中,用1% HCl-甲醇溶液定容至刻度,混勻后避光提取20 min,每隔5 min搖動一次,然后5000×g,離心15 min,取樣品提取液,低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

以1% HCl-甲醇溶液作空白,上清液用1% HCl-甲醇溶液稀釋10倍后,在280 nm處測定吸光值,結果以OD280nm·g-1表示總酚相對含量。

1.2.9 呼吸速率 采用果蔬呼吸測定儀測定。隨機選取3個果實,每天同一時間置于容積為2 L的呼吸室中,進行測定,結果以mg/kg·h表示。

1.3 統(tǒng)計分析

4、25 ℃處理平行3個組中隨機取3組樣品,并且每項指標重復3次測定,實驗結果以平均值±標準差表示,采用Origin 8軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理和繪圖。利用SPSS 20.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析,采用Duncan法檢驗差異顯著性(p<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏溫度下番荔枝失重率和硬度變化

采后果蔬的呼吸作用會直接導致其重量的損失,并且還會進一步影響其生理代謝和營養(yǎng)品質(zhì)。失重率和硬度的變化直接反映采后番荔枝品質(zhì)的變化,失重率越高表明果蔬品質(zhì)下降越嚴重[17]。如圖1a所示,隨著貯藏時間的增加,不同貯藏溫度的番荔枝果實失重率均呈增加趨勢,這可能是由于番荔枝表面受到輕微的機械損傷,導致水分流失,并且伴隨著果實變軟和果皮變黑等癥狀。貯藏第5 d,25 ℃貯藏的番荔枝果實失重率達6.63%,而4 ℃貯藏的番荔枝果實到貯藏第14 d,失重率僅為5.21%。在整個貯藏期間,25 ℃貯藏番荔枝果實失重率顯著高于4 ℃貯藏組(p<0.05)。由此可見,低溫貯藏對于延緩番荔枝果實的失重率效果明顯。

如圖1b所示,不同貯藏溫度的番荔枝果實硬度在整個貯藏過程中均呈下降趨勢,25 ℃貯藏的果實硬度在第2 d急劇下降,而4 ℃貯藏的果實硬度降低較緩慢。在整個貯藏期間,4 ℃貯藏的果實硬度始終顯著高于25 ℃的果實硬度(p<0.05)。25 ℃貯藏的果實硬度從貯藏第0 d的8.79 N下降至貯藏第15 d的2.05 N,而4 ℃貯藏0～14 d時果實硬度從9.18 N下降至2.78 N,這表明,低溫能較好的維持采后番荔枝果實的硬度,從而保持果實品質(zhì)。

圖1 不同貯藏溫度番荔枝失重率和硬度的變化Fig.1 Changes of weight loss rate and firmness during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

2.2 采后番荔枝果實細胞結構觀察

經(jīng)掃描電鏡觀察,新鮮的番荔枝果實具有規(guī)則的表面,結構更完整,更致密(圖2a)。經(jīng)過貯藏后的番荔枝果實變得松散多孔,表面出現(xiàn)了很多孔隙(圖2b、c)。經(jīng)透射電鏡觀察,新鮮的番荔枝細胞壁很薄,并且顏色很淺(圖2d)。細胞壁顯示不均勻增厚,呈現(xiàn)顆粒層,凹坑在細胞壁內(nèi)側(cè)沉積,木質(zhì)素顆粒沿細胞壁內(nèi)部沉積,形成完全木質(zhì)化的細胞(圖2e、f),這與Suo等[18]對獼猴桃的觀察結果一致。

圖2 不同溫度貯藏下番荔枝果實細胞結構Fig.2 Cell structure of during storage of Annona squamosa L.at different temperatures注:a、b、c:TEM;d、e、f:SEM;a、d:新鮮果實;b、e:4 ℃貯藏果實;c、f:25 ℃貯藏果實;CW:細胞壁;LG:木質(zhì)化細胞群。

2.3 不同貯藏溫度下番荔枝可溶性固形物含量變化

TSS是包含可溶性糖、酸、纖維素、礦物質(zhì)等成分的綜合型指標,能直接反映果實品質(zhì)及后熟衰老的情況[19]。由圖3可知,不同貯藏溫度果實的TSS含量在貯藏期間均呈先上升后下降的趨勢。25 ℃貯藏的番荔枝果實中的TSS含量在貯藏前3 d迅速上升,到第3 d達到峰值,為21.3%,隨后又急劇下降;而4 ℃貯藏的番荔枝果實的TSS含量在貯藏前期平緩上升,到第8 d達到峰值,為21.6%,隨后緩慢下降。貯藏后期,TSS含量下降可能是由于沉淀出部分可溶性膠體或發(fā)生其他化學反應,消耗了體內(nèi)的糖分。在貯藏2～4 d,4 ℃貯藏組與25 ℃貯藏組呈現(xiàn)出顯著性差異(p<0.05)。

圖3 不同貯藏溫度番荔枝可溶性固形物的變化Fig.3 Changes of TSS content during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

2.4 不同貯藏溫度下番荔枝可溶性蛋白含量變化

可溶性蛋白質(zhì)是果蔬代謝的主要調(diào)控和促進物質(zhì),與采后果蔬的生長發(fā)育、成熟衰老等密切相關[20]。如圖4所示,采后番荔枝在25 ℃條件下可溶性蛋白質(zhì)含量在貯藏期間急劇下降,由第0 d的3.35 mg/g不斷降低至第5 d的1.17 mg/g;4 ℃條件下的番荔枝可溶性蛋白質(zhì)含量先緩慢上升,由第0 d的2.23 mg/g到第4 d的3.23 mg/g,達到最大值,隨后不斷下降;在貯藏第2～5 d,4 ℃貯藏的番荔枝可溶性蛋白質(zhì)含量都顯著高于25 ℃貯藏的番荔枝(p<0.05)。因此,低溫顯著抑制了可溶性蛋白質(zhì)含量的下降,有利于番荔枝保持其營養(yǎng)品質(zhì)。

圖4 不同貯藏溫度番荔枝可溶性蛋白的變化Fig.4 Changes of soluble protein content during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

2.5 不同貯藏溫度下番荔枝木質(zhì)素含量變化

木質(zhì)素作為次生代謝產(chǎn)物,是構成細胞壁的主要成分[21],木質(zhì)素的形成和積累是導致采后番荔枝果實品質(zhì)劣變的主要原因之一。如圖5所示,采后番荔枝木質(zhì)素含量在不同貯藏溫度期間均呈增加趨勢,4 ℃處理果實的木質(zhì)素含量增加緩慢,在貯藏第5 d,25 ℃貯藏的番荔枝木質(zhì)素含量比第0 d增加了44.47%,而4 ℃貯藏的番荔枝木質(zhì)素含量到第5 d僅增加了30.48%。同時,整個貯藏期間,4 ℃貯藏的木質(zhì)素含量始終顯著低于在25 ℃貯藏的番荔枝(p<0.05),這與楊敏等[10]對山竹的研究結果一致。結果表明,低溫貯藏能顯著抑制番荔枝木質(zhì)素的形成,延緩果實的木質(zhì)化。

圖5 不同貯藏溫度番荔枝木質(zhì)素的變化Fig.5 Lignin changes of during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

2.6 不同貯藏溫度下番荔枝總酚含量變化

總酚是果蔬組織產(chǎn)生的主要次生代謝產(chǎn)物,與果蔬的風味品質(zhì)、成熟衰老有著密切的關系[22]。如圖6所示,25 ℃貯藏條件下,總酚含量在前2 d不斷上升,達到最大值,然后迅速下降。酚類物質(zhì)作為合成木質(zhì)素的前體物質(zhì),隨著木質(zhì)素的不斷合成,導致總酚含量在貯藏后期不斷下降。而4 ℃貯藏條件下,番荔枝的總酚含量呈現(xiàn)先上升后下降最后上升的趨勢,貯藏初期總酚含量上升可能是番荔枝果實表面受到輕微的機械損傷;貯藏中期總酚含量下降,可能是由于酚類物質(zhì)參與木質(zhì)素合成和酶促褐變所消耗的量大于生成量;而貯藏后期總酚含量上升可能是由于低溫貯藏使果實組織內(nèi)酶活性提高,導致酚類物質(zhì)合成加快。番荔枝總酚的含量與木質(zhì)素的合成有著密切的關系[23]。在整個貯藏期間,25 ℃貯藏番荔枝果實總酚含量顯著高于4 ℃貯藏組(p<0.05)由圖6可知,低溫處理能夠在一定程度上抑制番荔枝的總酚水平。

圖6 不同貯藏溫度番荔枝總酚含量的變化Fig.6 Changes of total phenols content during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

2.7 不同貯藏溫度采后番荔枝呼吸速率的變化

呼吸作用是衡量采后果蔬新陳代謝強弱的重要指標[24]。番荔枝是典型的呼吸躍變型果實,如圖7所示,在25 ℃貯藏期間,番荔枝果實在第2 d出現(xiàn)躍變高峰,呼吸速率達到600.23 mg/kg·h,而在貯藏后期,隨著番荔枝的衰老,呈迅速下降的趨勢,第5 d時迅速降至307.85 mg/kg·h。與25 ℃相比,4 ℃貯藏的番荔枝呼吸速率在整個貯藏期間都維持在較低的水平,差異顯著(p<0.05)。結果表明,低溫貯藏在很大程度上可以有效抑制番荔枝果實的呼吸強度,從而延緩番荔枝果實的后熟衰老。

圖7 不同貯藏溫度番荔枝呼吸速率的變化Fig.7 Changes of respiratory rate during storage of Annona squamosa L.at different temperatures

3 結論

番荔枝是呼吸躍變型果實,25 ℃貯藏條件下,番荔枝果實在第2 d出現(xiàn)躍變高峰,隨后迅速下降,4 ℃貯藏的番荔枝呼吸速率在整個貯藏期間都維持在較低的水平。同時,4 ℃貯藏能有效地維持采后番荔枝果實的硬度,減少重量的損失,延緩貯藏前期TSS含量的上升以及可溶性蛋白含量的下降,并且能夠明顯地抑制番荔枝的總酚含量以及木質(zhì)素含量,減少了番荔枝果實木質(zhì)素的積累,延緩果實的成熟衰老,進而延長貯藏期。

低溫貯藏可以有效抑制番荔枝的呼吸強度和木質(zhì)素的合成,較好地保持番荔枝的貯藏品質(zhì),延緩果實木質(zhì)化現(xiàn)象和后熟進程。但從基因表達、代謝組學等角度對番荔枝果實木質(zhì)化現(xiàn)象發(fā)生的機理和品質(zhì)調(diào)控系統(tǒng)研究還有待深入,這也是今后番荔枝采后冷鏈集散和流通中亟待解決的關鍵問題之一。