荔枝果实贮藏性能理化指标评估体系的构建

韩冬梅, 于卫东, 吴振先,4

(1.广东省农业科学院果树研究所;2.农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室，广东广州 510640；3.华南农业大学园艺学院;4.广东省果蔬保鲜重点实验室,广东 广州 510642)



荔枝果实贮藏性能理化指标评估体系的构建

韩冬梅1,2, 于卫东3, 吴振先3,4

(1.广东省农业科学院果树研究所;2.农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室，广东广州 510640；3.华南农业大学园艺学院;4.广东省果蔬保鲜重点实验室,广东 广州 510642)

以17个荔枝品种果实为试材，测定了低温和常温贮藏期间理化指标15个，衍生指标6个，运用多元统计方法，综合评估果实的贮藏性能，并建立贮藏效果评价模型.研究表明，各品种果实不同贮藏时期褐变指数与腐烂率的综合因子得分和理论值，与其实际值均极显著相关，具有较高的一致性.质量损失率是评估荔枝果实贮藏期间果皮褐变与果实腐烂的共同重要指标；在低温条件下，与其关联的主要因子是呼吸强度，常温下则是果皮含水量.在17个品种中，妃子笑最耐贮藏，其次是黑叶、淮枝、井冈红糯、桂味等，一般的主要有双肩玉荷包、庙种荔、糯米糍等，较弱的是白糖罂、大丁香和紫娘喜.

荔枝果实; 贮藏性能; 理化指标; 评估体系; 统计分析

荔枝(LitchichinenesisSonn.)是我国南方佳果，色美味佳，独具魅力.但是，荔枝果实很不耐贮藏，影响荔枝贮藏性能的因素存在于选育种、栽培管理、病虫防治、采收方式等各个环节，最终形成果实采收时具备的贮藏品质，在贮藏过程中各衰老指标的变化则体现了果实的贮藏效果和衰老状态.目前，对荔枝贮藏期间的衰老指标，研究较多的是内外品质、营养物质、呼吸作用、果皮褐变机理、自由基衰老理论、细胞结构理论等[1-4]，这些因素共同影响着果实的最终贮藏效果.如何从中筛选出最具影响力的因素和关键因子，并对其作用方式和影响给出评估，一直是未解决的问题.有报道利用主成分分析法研究各生理生化指标对芒果贮藏效果的贡献[5]，但在荔枝采后研究中尚未见相关报道.

本试验以来自5个省区的17个荔枝主栽品种的果实为试材，进行低温和常温贮藏，测定了与荔枝贮藏能力有关的内外品质和常规理化指标，并运用多元统计方法，分析各影响因素的作用，探讨其相互之间的关系，从而揭示影响荔枝果实贮藏效果的主要衰老因素，并对现有荔枝主要栽培品种的贮藏性能进行分类，服务于生产和研究，满足人们对荔枝果实贮藏性能进行直观、简便和准确评估的需求，有助于为耐贮藏荔枝品种选育、不同来源果实贮藏性能评价以及保鲜新技术研究提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试荔枝品种共17个：妃子笑、白蜡、白糖罂、无核荔、大丁香、紫娘喜、黑叶、桂味、糯米糍、庙种荔、双肩玉荷包、淮枝、井冈红糯、兰竹、陈紫、大红袍、元红荔，于2009年5-7月分别采自海南、广东、福建、广西和四川省，成熟度85%-95%.采收当天经过适当低温保温处理，汽车托运或空运回广州，均在到达实验室当天入库贮藏.选择成熟度均匀一致，无病、虫、伤、褐的果实，用500 mg·L-1的施保克浸泡1 min，晾干包装.常温贮藏果(25 ℃)采用塑料小托盘加0.01 mm聚乙烯薄膜包装，低温贮藏果(5 ℃)采用0.03 mm聚乙烯袋密闭包装.

1.2 试验方法

常温贮藏的果实每隔1 d、低温果实每隔7 d随机取样1次，冻样以液氮处理，于-80℃超低温冰箱保存.以下各项指标的测定，均设3次样品重复.

褐变指数：参照Wu et al[6]的方法，取20个荔枝果实，以外果皮褐变程度分为6个等级，褐变指数=Σ(褐变级数×该级果数)/总果数.

色度：挑选无斑点、颜色均匀的果实30个，采用Minolta CR-300全自动色差计测定果皮颜色，获取L*值、a*值和h°值，每个果测定3个点.腐烂率：选取20个果，固定观察，以长霉、果皮腐烂、果肉流汁的果数占调查总果数的百分率为腐烂率.质量损失率：果实包装后，常温下贮藏，隔天称重1次，质量损失率(%)=(贮前重量-贮后重量)/贮前重量×100%.果皮含水量：随机抽取5个果实，各取一部分果皮，迅速擦干内果皮表面的汁液，用水分测定仪MA150测定果皮含水量.呼吸强度：参照季作梁等[7]的方法，略作修改，称取20个果实放入密封罐中，于贮藏温度下密闭3 h后取气1 mL，用岛津GC-17A型气相色谱仪测定.

营养成分：随机取果20个，果肉榨汁，过滤，测定可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、维生素c(Vc)含量.TSS用ATAGO PR-32α数显折光仪(日产)直接测定；TA参照宁正祥的方法[8]，略作修改；Vc参照韩雅珊[9]的方法，略作修改；固酸比=TSS/TA.

总糖和还原糖含量：参照赵亚华等[10]的方法，略有改动.称取0.5 g果肉冻粉用于还原糖和总糖的提取，用3，5-二硝基水杨酸(DNS)测定总糖和还原糖的含量，单位以百分率表示.果糖、蔗糖和葡萄糖含量：参照胡志群等[11]的方法，使用仪器为美国Agilent 1100 LC高效液相色谱仪，所用标样均为分析纯果糖、蔗糖和葡萄糖，糖组分含量单位mg·g-1.以此衍生出以下6个指标：果糖与葡萄糖的比值(果比葡)、果糖与葡萄糖之和与蔗糖的比值(果葡比蔗糖)、还原糖与总糖的比值(还糖比总糖)、蔗糖与总糖的比值(蔗糖比总糖)、果糖与葡萄糖之和(果葡之和)、果糖、葡萄糖和蔗糖之和(果葡蔗之和).

1.3 数据处理

运用SPSS 19.0对所有测定指标进行相关的统计分析[12].以17个品种的果实在常温和低温下的不同贮藏天数为样本，低温95个，常温61个；以贮藏期间相随变动的21个指标为变量，采用双变量相关分析、因子分析、多元线性逐步回归分析、系统聚类等方法进行统计分析，因子分析采用具有Kaise标准化的正交旋转法，依据旋转成分矩阵中的变量载荷值来选择公因子中的解释变量.

2 结果与分析

2.1 低温贮藏果实

2.1.1 低温贮藏期间各指标与褐变指数和腐烂率的相关性分析 对21个变量指标进行相关性分析，结果表明，与褐变指数显著相关的指标(相关系数r)有：质量损失率(0.762**)、TSS(-0.356**)、TA(-0.439**)、Vc(-0.379**)、L*值(-0.677**)、h°值(-0.242*)、呼吸强度(-0.695**)、果糖(-0.222**)、葡萄糖(-0.223*)、总糖(-0.352**)、果葡之和(-0.226*)、果葡蔗之和(-0.389**),与腐烂率显著相关的指标有：质量损失率(0.528**)、TA(-0.247*)、Vc(-0.281**)、L*值(-0.451**)、呼吸强度(-0.236*)、蔗糖(-0.254*)、总糖(-0.288**)、还糖比总糖(0.209*)、果葡蔗之和(-0.217*)(*0.05水平显著，**0.01水平显著).由于TA与色度指标L*值和h°值极显著正相关(0.494**、0.299**)，但内在联系不确定，干扰后续分析，故不用.

2.1.2 低温褐变指数相关指标的分析 (1)因子分析:由于Vc、总糖和TSS方差值低于0.6，故弃用；依据公因子特征值>1.0，提取到3个公因子成分F1-F3，及其旋转后的方差贡献率和累积贡献率(表1).

表1 与低温贮藏褐变相关指标因子分析载荷矩阵1)

1)F1-F3分别表示因子1、因子2、因子3.

3个公因子的累积方差贡献率为84.883%，选取因子载荷值绝对值>0.650的变量作为公因子的解释变量.F1(方差贡献率44.014%，下文同)：解释变量包括果葡之和、葡萄糖、果糖、果葡蔗之和，定义为单糖因子；F2(22.777%)：质量损失率、呼吸强度，定义为质量损失因子；F3(18.092%)：h°值、L*值，定义为色度因子.

根据软件给出的各品种各贮藏时期(样本)的公因子得分值F1-F3和回归模型LF褐变(综合因子得分，下文同)=0.44014F1+0.22777F2+0.18092F3，计算得到LF褐变值，其值越高，说明抗褐变能力越强.各样本LF褐变与实际褐变指数极显著负相关(r=-0.618**)，说明LF褐变与实际褐变指数一致性较高.为方便品种比较，统一以贮藏0、7、14、21、28 d的LF褐变之和作为每个品种的低温褐变总评分，评分值越高，抗褐变能力越强(表2).据此把17个品种聚成4类：1类最强(妃子笑、黑叶、淮枝)；2类较强(桂味、白蜡、井冈红糯)；3类一般(庙种荔、兰竹、元红荔、糯米糍、大红袍、双肩玉荷包)；4类较弱(陈紫、白糖罂、紫娘喜、无核荔、大丁香).葡萄糖和果糖含量、呼吸强度、L*值和h°值较高，质量损失率较低，有利于提高果实的抗褐变能力.

表2 17个品种的果实低温贮藏褐变与腐烂总评分和贮藏能力聚类结果

(2)低温褐变指数评价模型的建立:以各样本的褐变指数为因变量，以因子分析得到的解释变量为自变量，建立褐变指数预测模型：Y低温褐变指数=6.703+0.851X1-0.023X2-0.128X3-0.019X4+0.014X5,R2值0.810，P值0，有效指标X1-X5分别为：质量损失率、呼吸强度、L*值、葡萄糖、h°值，其与褐变指数的偏相关系数分别为0.527、-0.584、-0.603、-0.344、0.308，按绝对值大小对其作用大小排序：L值>呼吸强度>质量损失率>葡萄糖>h值，较低的质量损失率与h°值，较高的呼吸强度、L*值和葡萄糖含量，利于降低褐变指数.依据模型计算出的理论褐变指数为-1.06-4.81，其与实测值极显著正相关(r=0.906**)，说明理论值与实测值具有很高的一致性.

2.1.3 低温腐烂率相关指标的分析 (1)因子分析:得到4个公因子(表3)，累积方差贡献率为82.711%.F1(24.823%)：质量损失率、L*值、呼吸强度，定义为质量损失因子；F2(23.588%)：还糖比总糖、蔗糖，定义为糖组分因子；F3(18.617%)：总糖、果葡蔗之和，定义为总糖因子；F4(15.6833%)：Vc.依据回归模型LF腐烂=0.24823F1+0.23588F2+0.18617F3+0.15683F4，得到的LF腐烂值实际腐烂率的极显著负相关(r=-0.300**).依褐变总评分法计算出17个品种的低温腐烂总评分，并将抗腐烂能力聚成4类(表2)：1类最强(妃子笑)，2类较强(淮枝、黑叶、井冈红糯、桂味)，3类一般(陈紫、元红荔、白蜡、大红袍、双肩玉荷包、庙种荔、糯米糍、紫娘喜)，4类差(兰竹、白糖罂、无核荔、大丁香).质量损失率和蔗糖含量较低，L*值、呼吸强度、总糖和Vc含量较高，有利于提高果实的抗腐烂能力.

表3 与低温贮藏腐烂相关指标因子分析载荷矩阵1)

1)F1-F4分别表示因子1、因子2、因子3和因子4.

(2)低温腐烂率评价模型的建立:得到腐烂率预测模型：Y低温腐烂率=25.034+9.303X1-0.272X2+0.147X3-0.678X4，R2值0.392，P值0，X1-X4分别为：质量损失率、Vc、还糖比总糖、L值，其与腐烂率的偏相关系数分别为0.342、-0.244、0.235、-0.221.较低的质量损失率、还糖比总糖，较高的Vc含量和L*值，有助于降低果实的腐烂率.依据模型得到的理论腐烂率在-8.63%-26.85%之间，与实测值极显著正相关(r=0.619**).

2.2 常温贮藏果实

2.2.1 常温贮藏期间各指标与褐变指数和腐烂率的相关性分析 与褐变指数显著相关的指标(r值)有：质量损失率(0.889**)、TSS(-0.324*)、TA(-0.331*)、Vc(-0.291*)、L*值(-0.420**)、果皮含水量(-0.543**)、总糖(-0.442*)、果葡蔗之和(-0.367**).与腐烂率显著相关的指标有：质量损失率(0.562**)、TSS(-0.344**)、TA(-0.445**)、Vc(-0.463**)、果皮含水量(-0.317*).

2.2.2 常温褐变指数相关指标的分析 (1)因子分析:得到3个公因子，累计方差贡献率70.16%(表4).F1(25.699%)—质量损失率、L值、果皮含水量，定义为质量损失因子；F2(23.205%)—TSS、TA、Vc，定义为营养因子；F3(21.256%)—总糖、果葡糖之和，定义为糖因子.

表4 与常温贮藏褐变相关指标因子分析载荷矩阵1)

1)F1-F3分别表示因子1、因子2、因子3.

依据回归模型NF褐变=0.25699F1+0.23205F2+0.21256F3，得到各样本的NF褐变，与实际褐变指数极显著负相关(r=-0.822**).用各品种常温贮藏第0、2、4天的NF褐变之和表示其常温褐变总评分，把17个品种的抗褐变能力聚成4类(表5)：1类最强(妃子笑)，2类较强(元红荔、淮枝、井冈红糯、兰竹、白蜡、黑叶、桂味、无核荔、糯米糍、陈紫、大红袍)，3类一般(庙种荔、双肩玉荷包、白糖罂、紫娘喜)，4类差(大丁香).质量损失率低，L*值、果皮含水量、营养物质含量和总糖含量较高，有利于提高果实的常温抗褐变能力.

表5 17个品种的果实常温贮藏褐变与腐烂总评分和贮藏能力聚类结果

(2)常温褐变指数评价模型的建立:得到褐变指数预测模型：Y常温褐变指数=1.293+0.470X1-4.529X2，R2值0.817，P值0，X1和X2分别为质量损失率和TA，其与褐变指数的偏相关系数分别为0.891、-0.355，质量损失率作用远大于TA.据此得到理论褐变指数为-0.34-5.83，与实测值极显著正相关(r=0.904**).

2.2.3 常温腐烂率相关指标的分析 (1)因子分析:得到2个公因子，累计方差贡献率72.113%.F1(36.681%)—Vc、TA、TSS，定义为营养因子；F2(35.432%)—果皮含水量、质量损失率，定义为水分因子.依据回归模型NF腐烂= 0.36681F1+0.35432F2得到NF腐烂，其与实际腐烂率极显著负相关(r=-0.693**).依据常温褐变总评分计算方法得到常温腐烂总评分，把17个品种的抗腐烂能力聚成4类(表6)：1类最强(妃子笑)，2类较强(元红荔、陈紫、井冈红糯、无核荔、糯米糍、淮枝、黑叶、大红袍、大丁香、紫娘喜、白蜡、兰竹)，3类一般(桂味、白糖罂、双肩玉荷包)，4类差(庙种荔).果皮含水量和果肉营养含量较高，质量损失率低，有利于提高果实的抗腐烂能力.

表6 与常温贮藏褐变相关指标因子分析载荷矩阵1)

1)F1-F2分别表示因子1和因子2.

(2)腐烂率评价模型的建立:得到腐烂率预测模型：Y常温腐烂率=41.824+4.091X1-0.574X2-108.292X3，R2值0.495，P值0，X1-X3分别为：质量损失率、Vc、TA，其与腐烂率的偏相关系数分别为0.534、-0.329、-0.298，作用从大到小.质量损失率高，TA和Vc含量低，腐烂率较高.据此得到的理论腐烂率在-27.14%-68.17之间，与实测值极显著正相关(r=0.703**).

2.3 贮藏能力

依据果实在低温下的褐变和腐烂总评分结果，把17个品种的贮藏能力分为4类(表2)， 1类最强：妃子笑、黑叶、淮枝；2类较强：白蜡、桂味、井冈红糯；3类一般：糯米糍、庙种荔、双肩玉荷包等；4类差：白糖罂、无核荔、大丁香、紫娘喜.

依据常温下的褐变和腐烂总评分结果，对17个品种进行分类(表5)，1类最强：妃子笑；2类较强：白蜡、黑叶、桂味、淮枝、井冈红糯等；3类一般：白糖罂、大丁香、紫娘喜、双肩玉荷包；4类差：庙种荔.

最后，依据常温和低温下的褐变与腐烂总评分，将17品种的综合贮藏能力分为4类(表5)，1类最强：妃子笑；2类较强：黑叶、淮枝、桂味、井冈红糯、白蜡；3类一般：糯米糍、庙种荔、双肩玉荷包等；4类最弱：白糖罂、无核荔、大丁香、紫娘喜.

3 讨论

3.1 不同贮藏温度下荔枝果皮的褐变影响因子构成及其评价模型的构建

因子分析的一个重要目的在于对原始变量进行综合评价，把多个变量综合为少数几个公因子，并再现原始变量与因子之间的相互关系[13]，该方法在多种植物资源分类与评价中得到广泛应用[14-16].本研究中，低温下影响褐变的因子包括单糖因子、质量损失因子和色度因子，常温下包括质量损失因子、营养因子和总糖因子，它们对果实贮藏能力的解释能力比较高，尤其常温下的解释性更好.低温下单糖因子和质量损失率影响较大，常温下质量损失因子和营养因子影响较大，可见，在不同贮藏温度下，褐变影响因素不同.一般认为，常温下荔枝果皮迅速褐变与其严重失水导致的质量损失有关[17,18]，但低温下褐变与单糖变化的关系，则未见有相关报道，有待进一步研究验证.

运用逐步回归的方法构建的褐变指数评价模型，各预测指标分别来自不同的公因子，具有较好的代表性，而且由模型计算出的理论值与实测值具有很好的一致性，可信度比较高.低温下用来评价的有效指标有5个，常温下2个，可见在低温下影响褐变的因素比常温下的更加多元化.两种温度下评价模型的决定系数(R2值)分别为0.810和0.817,说明筛选出的有效指标对褐变能力的解释水平分别达到了81.0%和81.7%，接近85%，具有较高的可信度.

3.2 不同贮藏温度下荔枝果实腐烂率影响因子构成及其评价模型的构建

低温下腐烂率影响因子包括质量损失因子、还原糖因子、总糖因子和Vc，常温下包括营养因子和水分因子.可见，在不同贮藏温度下，腐烂影响因子也不同.低温下，质量损失率与呼吸强度密切相关，而适当高水平的呼吸作用与ATP、ADP能量值有利于降低荔枝果皮褐变程度，延缓衰老[19,20]；常温下，则与果皮含水量密切相关.因为贮藏环境和包装方式的差异，导致了质量损失的途径也存在差异，而与质量损失有关的采后生理活动都是值得研究的问题.另外，虽然荔枝果实在低温和常温贮藏过程中的腐烂率预测模型的决定系数都较低，但经过验证，由此得到的理论腐烂率与实测值均极显著正相关，说明在理化指标的层次，基本上满足评价需求，依然具有较好的参考价值.

3.3 不同品种荔枝果实贮藏能力差异及其原因

17个荔枝品种的果实在褐变与腐烂特性上表现出很大的差异，其中妃子笑在常温和低温下的抗褐变和抗腐烂能力都是最强的，堪称耐贮性最强的品种，其优势在于低温贮藏期间，果实保持了较高水平的还原糖、葡萄糖、果糖、Vc、总糖、L值和h值，以及较低的质量损失率和蔗糖水平，常温下则保持了较高的营养物质含量、果皮含水量、总糖和L值，以及较低的质量损失率.最弱的是大丁香和紫娘喜，其营养物质含量、还原糖、果糖、葡萄糖、L值、h值等指标都处于较低水平，而蔗糖含量较高；另外，常温下的质量损失率较高，而总糖含量又较低.在生产中公认品质优良的糯米糍，贮藏能力则一般，与之贮藏过程中还原糖、果糖和葡萄糖水平较低，而蔗糖水平较高有关.另外，本研究中得到的品种贮藏能力分类结果，基本上符合人们对不同品种荔枝果实耐贮性差异的认识，个别品种可能会因年份、地域差异而有所不同，但也是由此带来的果实贮藏品质差异所致.

3.4 评价体系的应用建议

本研究涉及的都是荔枝贮藏过程中的常规理化指标，具备简便、易取的特性，而有效特征指标的提取有助于简化指标的种类.对于不同品种或来源的果实，只需要测定贮藏期间相关的特征指标，运用预测模型计算其褐变指数和腐烂率，从而较为准确地评估果实的贮藏能力，并能部分消除主观评价带来的误差.该方法的指标测定简便，评估效果较好，易于应用，对于荔枝果实贮藏能力的评价与比较研究具有科学的参考意义；同时，还可以根据荔枝果实在不同贮温下的衰老特性，针对不同品种特点，明确衰老调控目标，设计个性化的保鲜技术和贮藏管理方式，尽可能延长果实的采后寿命.

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(责任编辑:吴显达)

Evaluation system established for litchi fruit storability based on physicochemical indices

HAN Dong-mei1,2, YU Wei-dong3, WU Zhen-xian3,4

(1.Institute of Fruit Tree Research, Guangdong Academy of Agricultural Sciences; 2.Key Laboratory of South Subtropical Fruit Biology and Genetic Resource Utilization, Ministry of Agriculture, Guangzhou, Guangdong 510640, China;3.College of Horticulture, South China Agricultural University; 4.Guangdong Key Lab for Postharvest Science of Fruit and Vegetable, Guangzhou, Guangdong 510642, China)

17 litchi cultivars were used to develop an evaluation system for fruit storability with 15 physicochemical indices and 6 derivative indices. By multivariate statistical analysis, the fruit storability was evaluated and the mathematical models for skin browning and fruit decaying was established. The results showed that, at different stages of storage, comprehensive factor scores and theoretical values of browning and decaying from 17 litchi cultivars were correlated to their actual values significantly. For the browning and decay of litchi fruit, the rate of mass loss was an important common influence factor, which was related to the respiratory intensity under low temperature storage but related to the rate of skin moisture under normal temperature. Among 17 litchi cultivars, Feizixiao had the best storability, followed by Heiye, Huaizhi, Jingang Hongnuo and Guiwei, and then Shuangjian Yuhebao, Miaozhongli and Nuomici, and the unstorable cultivars were Baitangying, Dadingxiang and Ziniangxi.

litchi fruit; storability; physicochemical indices; evaluation system; statistical analysis

2014-09-23

2015-01-21

国家荔枝龙眼产业技术体系(CARS-33-14)资助项目.

韩冬梅(1972-)，女，研究员.研究方向：南方水果栽培与采后研究.Email:handm2009@qq.com.通讯作者吴振先(1971-)，男，教授.研究方向：热带亚热带园艺产品采后研究.Email:Litchi2008@126.com.

S667.1

A

1671-5470(2015)04-0360-07

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2015.04.005