采收成熟度对毛花猕猴桃华特果实采后品质和贮藏性的影响

徐燕红 宋倩倩 胡 斌 李生娥 郑小林 姜天甲

(浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江 杭州 310018)

果实在适宜成熟度时期采收是确保其品质的重要因素之一。其一,采收成熟度与采后果实色泽、风味、营养品质密切相关。如,海沃德猕猴桃晚采收果实抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)含量显著高于早采收果实[1];若椪柑短期贮藏,则晚采收有利于提高其品质,保持较好的口感[2];二级成熟度的赛买提杏含有较丰富的挥发性物质,能维持果实较好的品质[3];余意等[4]研究发现过早采收的黄桃果实由于完熟期特征风味不佳导致果品商品价值降低;而较晚采收的果实完熟期才能呈现特征风味;但橄榄果采收期过熟,果肉糖含量下降,发生木质纤维化,导致鲜果的口感和香气下降,风味变淡,食用品质降低[5]。其二,采收成熟度影响采后果实的呼吸代谢、乙烯代谢、细胞壁代谢等生理代谢。如,早采收的杨梅果实呼吸强度呈“Ⅴ”字型变化,而晚采收其呼吸强度相对趋于平稳[6];早采收的甜樱桃果实呼吸强度先升高后降低,晚采收果实的呼吸强度呈相反趋势[7];完熟期的甜瓜受乙烯影响,其细胞壁水解酶活性上升更快,软化速率显著大于成熟期果实[8];低成熟度新疆早黄无花果实的呼吸强度低于高成熟度果实,并推迟了乙烯高峰的出现,因而低成熟度有利于新疆早黄无花果的采后保鲜贮藏[9]。其三,采收成熟度影响采后果实的抗病性。如,较低成熟度油桃的抗病性较强,果实采后腐烂率较低[10];贮藏期间,采收六成熟红贵妃、台农1号和金煌等芒果的病害发生程度均显著低于采收八成熟果实[11];而较低成熟度猕猴桃Hort16A 采后果实的腐烂率相对较高[12]。

毛花猕猴桃华特(Actinidia erianthacv.White)是浙江省农业科学院在泰顺县培育的新品种,于2008年获得植物新品种权,其果实大,果形整齐、丰产性好、抗病性强,尤其富含AsA(569～1 137 mg·100 g-1FW),其含量为美味猕猴桃、中华猕猴桃果实的4～8倍[13-14]。郑小林课题组前期研究了毛花猕猴桃华特采后果实的品质、呼吸代谢、糖代谢、抗坏血酸代谢特性,为有效调控采后猕猴桃果实品质的劣变提供了理论基础[15-16]。目前,毛花猕猴桃华特主产地果实采收期混乱,导致果实品质参差不齐,商品价值低,对品牌影响力产生了巨大冲击[17]。本研究通过比较不同采收成熟度毛花猕猴桃华特果实在常温条件下的硬度、腐烂率、可溶性固形物(soluble solid,SS)含量、可滴定酸(titratable acid,TA)含量、AsA含量以及挥发性物质变化,分析采收成熟度对果实采后风味、品质及贮藏性的影响,旨在为确立果实适宜的采收成熟度、调控采后果实品质提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

毛花猕猴桃华特果实分别于盛花后155 d (成熟度Ⅰ)、165 d (成熟度Ⅱ)和175 d (成熟度Ⅲ)采收。果实均采自浙江省温州市泰顺县尚进农业合作社果园,挑选果型端正、大小均匀、无病虫斑和机械损伤的果实,采收当天运回实验室,按每筐20个随机装入已消毒的塑料筐中,用0.05 mm 厚的单层聚乙烯薄膜袋包裹塑料框,不扎口自然合拢,置于常温(23±1℃),相对湿度85%～90%的恒温恒湿箱中,间隔5 d 取样一次,每种成熟度每次取30个,剥去果皮,取果实赤道部位果肉,测定各项指标。

1.2 仪器与设备

UV-1800 紫外可见分光光度计,日本岛津公司;3-30K 高速冷冻离心机,德国Sigma 公司;Millpore 1005 实验室超纯水系统,德国默克集团;WYA-2S 阿贝折射仪,上海彼爱姆光学仪器有限公司;FHM-1 型硬度计,日本竹村7890A-5975C 气相色谱-质谱联用仪(gas chormatography-mass spectrometer,GC-MS)、Agilent 1100高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)分析仪,美国安捷伦科技有限公司。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 硬度测定 每种成熟度取6个果,于赤道部位削皮约1 cm2,用硬度计测果实赤道部位硬度,每个果测4个点,取平均值。

1.3.2 腐烂率测定 选定各成熟度果实60个(以20个果/重复),观测果实的腐烂状况。腐烂率=腐烂果数/总果数×100%。

1.3.3 SS和TA含量测定 取10 g 果实赤道部位果肉,放入研钵中磨碎,双层纱布过滤后,滤液4 000×g离心10 min。用阿贝折射仪测定上清液的SS含量;采用酸碱滴定法测定上清液TA含量[18]。

1.3.4 AsA含量测定 采用HPLC[19]。取2 g 果实赤道部位果肉置于研钵中,加入2 mL 0.2%偏磷酸溶液,在冰上研磨成匀浆,转移至10 mL 离心管中,用0.2%偏磷酸溶液定容至5 mL,于4℃静置1 h,之后4℃、12 000×g离心20 min,过0.42 μm 水膜,即为待测样液。

HPLC 条件:色谱柱为Waters Atlantis T3(3 μm,3 mm × 150 mm),流动相为0.01 mol·L-1K2HPO3(用磷酸调pH值至2.00),进样量2 μL,流速0.4 mL·min-1,柱温30℃,检测波长214 nm,运行时间15 min。

1.3.5 总抗氧化力测定 参照Alothman 等[20]的方法。称取2.5 g 果肉于预冷的研钵中,加入预冷的40%乙醇溶液于冰上研磨至匀浆,并定容至25 mL,于4℃下避光提取20 min,4℃10 000×g离心15 min,上清液即为样液。

吸取100 μL 上清液,加入3.6 mL 铁离子还原能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)反应液,混匀后于37℃水浴30 min,测定反应体系在593 nm 波长处的吸光度值。根据标准标曲计算样品的FRAP值,作为总抗氧化力。

1.3.6 挥发性成分测定 参考李盼盼等[21]的方法。取5 g 果肉,加入6 mL 饱和氯化钠溶液,冰浴研磨匀浆转入20 mL 顶空样品瓶中,用带有硅橡胶隔垫的瓶盖密封,采用顶空固相微萃取法收集气体成分。将顶空样品瓶于50℃水浴平衡30 min,然后将萃取头插入顶空瓶中距离液面1 cm 处,50℃吸附30 min,取出后插入气相色谱进样口,250℃下解析3 min,进行GC-MS分析。

色谱条件:色谱柱为VF-WAXms,30 m×0.25 mm×0.25 μm(柱长×内径×膜厚);进样口温度250℃,分流比1∶1,载气为氦气,恒流模式,柱流速1 mL·min-1;柱温为35℃保持3 min,以2℃·min-1升至120℃,再以4℃·min-1升至180℃,最后以10℃·min-1升至240℃,保持5 min。

质谱条件:离子源为EI,离子源温度230℃,四级杆温度150℃,质量数扫描范围33～400 amu。

1.4 数据处理

采用Alpha soft vl 1.0软件对挥发性物质进行主成分分析(principal component analysis,PCA),用计算机检索NIST/WILLEY 标准谱库及文献资料对挥发性物质进行定性分析,用峰面积归一法计算挥发性物质的相对百分含量;采用SPSS statistics 18.0软件进行数据统计分析,显著性水平设置为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度果实贮藏期间硬度和腐烂率的变化

由图1-A可知,采收时成熟度Ⅰ和Ⅱ果实硬度无显著差异,但均显著大于成熟度Ⅲ果实的硬度(P＜0.05)。3种不同成熟度果实的硬度均随着贮藏时间的延长不断下降,成熟度Ⅰ和Ⅱ果实硬度在贮藏期间也无显著差异,同样均显著高于成熟度Ⅲ果实硬度(P＜0.05)。表明成熟度Ⅰ和Ⅱ果实采后能保持较高的果实硬度,有利于贮藏。

由图1-B可知,成熟度Ⅰ和Ⅱ果实腐烂率在贮藏前10 d 缓慢增加,之后急剧增加,而成熟度Ⅲ果实腐烂率在贮藏期间不断增加。成熟度Ⅰ和Ⅱ果实腐烂率在贮藏期间均显著低于成熟度Ⅲ果实(P＜0.05);而贮藏15 d后,成熟度Ⅱ果实腐烂率显著低于成熟度Ⅲ果实(P＜0.05)。结果表明,成熟度Ⅱ果实采后腐烂率最低。

图1 不同成熟度毛花猕猴桃果实贮藏期间硬度(A)和腐烂率(B)的变化Fig.1 Changes in firmness (A) and fruit decay rate (B) in kiwifruit with different maturity during storage

2.2 不同成熟度果实贮藏期间SS和TA含量的变化

由图2-A可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果实采收时的SS含量分别是8.7%、9.5%和13.1%。贮藏期间,成熟度Ⅰ、Ⅱ果实的SS含量不断上升,贮藏5 d后,成熟度Ⅰ果实的SS显著高于成熟度Ⅱ果实;而成熟度Ⅲ果实的SS 贮藏前5 d 保持相对不变,随着贮藏时间的延长其含量不断降低,贮藏15 d后果实SS含量显著低于成熟度Ⅰ和Ⅱ果实(P＜0.05)。这可能是由于成熟度Ⅰ和Ⅱ果实采收后进入后熟状态,而成熟度Ⅲ果实采收时已完成后熟。

由图2-B可知,3种成熟度果实TA含量总体呈下降趋势,其中成熟度Ⅰ、Ⅱ果实能维持较高的TA含量,且显著高于成熟度Ⅲ果实(P＜0.05)。表明成熟度Ⅰ和Ⅱ果实采后能维持较高的酸度。

图2 不同成熟度猕猴桃果实贮藏期间可溶性固形物(A)和可滴定酸(B)含量的变化Fig.2 Changes in SS (A) and TA (B) contents in kiwifruit with different maturity during storage

2.3 不同成熟度果实贮藏期间AsA含量和总抗氧化力的变化

由图3-A可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果实采收时AsA含量分别是789.66、689.14和575.67 mg·100 g-1FW。贮藏期间,成熟度Ⅰ果实的AsA含量缓慢增加;成熟度Ⅱ果实的AsA含量保持相对稳定;成熟Ⅲ果实的AsA含量在前5 d 略微增加,之后基本保持稳定。成熟度Ⅰ果实AsA含量显著高于成熟度Ⅱ和Ⅲ果实(P＜0.05),成熟度Ⅱ果实AsA含量显著高于成熟度Ⅲ果实(P＜0.05)。表明采后果实AsA含量随采收成熟度的增加而降低。

由图3-B可知,3种成熟度果实贮藏期间总抗氧化力依次表现为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ,且三者间差异显著(P＜0.05)。成熟度Ⅰ果实总抗氧化力大体呈上升趋势(10～15 d 略有下降);成熟度Ⅱ果实在贮藏前5 d 下降,而后相对稳定;成熟度Ⅲ果实在贮藏前10 d 呈下降趋势,而后呈上升趋势。表明,果实采收成熟高显著降低了采后果实的抗氧化活性物质的含量,导致采后果实的总抗氧化力下降。

图3 不同成熟度猕猴桃果实贮藏期间AsA含量和总抗氧化力的变化Fig.3 Changes in AsA contents and FRAP value in kiwifruit with different maturity during storage

2.4 不同成熟度果实贮藏期间主要挥发性成分种类变化

由表1可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果实中分别共检出41、33、36种挥发性成分,可分为酯类、醛酮类、醇类、烃类和醚类,其中果实的典型风味物质为乙酸乙酯、己醛、2-己烯醛、3-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇。同时,3种成熟度果实在贮藏期间的挥发性成分始终以醛酮类为主,其中2-己烯醛相对含量在各采收期分别高达77.17%、79.20%和71.40%;随着贮藏时间的延长其含量逐渐降低,贮藏20 d时,分别降至69.56%、68.15%和58.31%。贮藏0～10 d,3种成熟度果实的挥发性成分均以己醛、2-己烯醛、3-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇等的相对含量较高;贮藏20 d时,与成熟度Ⅰ和Ⅱ果实相比,成熟度Ⅲ果实中1-辛醇、二甲基硅烷二醇和1-壬醇等醇类的相对含量高。

表1 不同成熟度猕猴桃果实贮藏期间主要挥发性成分的变化Table1 Changes in volatile aroma components in kiwifruit of different maturity during storage

表1(续)

表1(续)

表1(续)

2.5 不同成熟度果实贮藏期间酯类、醛酮类、醇类、烃类和醚类物质含量差异比较

由图4-A可知,随着贮藏时间延长,成熟度Ⅰ和Ⅱ果实酯类相对含量均不断增加,但成熟度Ⅲ果实酯类相对含量呈先下降后上升的趋势。采收时,成熟度Ⅲ果实的酯类相对含量显著高于成熟度Ⅰ和Ⅱ果实(P＜0.05),但当果实完熟后(贮藏20 d),不同成熟度果实间无显著差异(P＞0.05)。

由图4-B可知,醛酮类是华特果实采后的主要挥发性成分。随着贮藏时间延长,3种成熟度果实醛酮类相对含量均呈缓慢下降趋势,其中,成熟度Ⅲ果实的醛酮类相对含量下降较快。3种成熟度果实醛酮类相对含量在采收时无显著差异(P＞0.05),但贮藏20 d时,成熟度Ⅰ果实醛酮类相对含量显著高于成熟度Ⅲ果实(P＜0.05)。

由图4-C可知,随着贮藏时间延长,成熟度Ⅰ和Ⅲ果实的醇类相对含量不断降低,成熟度Ⅱ果实保持稳定。采收时,成熟度Ⅰ和Ⅲ果实果实醇类含量显著高于成熟度Ⅱ果实(P＜0.05);当果实完熟后,成熟度Ⅲ果实醇类含量显著高于成熟度Ⅰ和Ⅱ果实(P＜0.05)。

由图4-D可知,随着贮藏时间延长,3种成熟度果实烃类相对含量均呈先下降后上升的趋势。采收时,成熟度Ⅰ果实烃类相对含量与Ⅲ果实烃类相对含量间差异显著,但果实完熟后,成熟度Ⅱ和Ⅲ果实烃类相对含量显著高于成熟度Ⅰ果实(P＜0.05)。

正丁醚是华特果实中唯一检出的醚类物质,其相对含量极低。由图4-E可知,贮藏期间,成熟度Ⅱ果实醚类相对含量始终显著高于成熟度Ⅰ和Ⅲ果实(P＜0.05)。

3 讨论

猕猴桃属于典型的呼吸跃变型果实,采收成熟期过早,糖、有机酸等营养素积累不足,导致果实完熟后风味和营养品质差;采收成熟期过晚,果实硬度和质地变软,物流不便,贮藏期短。因此,适宜的采收成熟度是影响采后猕猴桃果实品质和贮藏性的关键因素之一。SS和TA是评价果实成熟、口感及营养的常规指标。本研究中成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ毛花猕猴桃华特果实采收时的SS含量分别是8.7%、9.5%和13.1%,但成熟度Ⅰ和Ⅱ果实采收完熟后,其SS含量均显著高于成熟度Ⅲ果实。同时,在贮藏期间,成熟度Ⅰ、Ⅱ果实的硬度和TA含量均显著高于成熟度Ⅲ果实,且果实的腐烂率显著低于成熟度Ⅲ果实。因此,成熟度Ⅰ和Ⅱ果实贮藏期间能保持较好的感官及营养品质。AsA含量是评价猕猴桃果实品质最重要的营养指标。美味猕猴桃和中华猕猴桃果实的AsA 在贮藏期间极易损失,导致果实品质降低[22-23]。与美味猕猴桃和中华猕猴桃相比,毛花猕猴桃华特果实采后仍具有较高AsA 生物合成和AsA 再生成代谢活性,因而采后果实AsA 损失量少[24]。本研究结果表明,在贮藏期间,3种不同采收成熟度华特果实AsA 损失量少,但果实采收时的AsA含量随采收成熟度增加显著降低,进而降低了果实的营养价值。同时,果实采收成熟度高,贮藏期间果实的腐烂率也增加,说明毛花猕猴桃华特采收成熟度过高,不利于其采后保鲜贮藏。

果实采收成熟度影响采后果实香气成分的含量。谢超等[25]发现3种成熟度樱桃果实采后共检出醛类、醇类、酯类、酸类和酮类等30种香气成分,其中酸类和酮类的相对含量随采收成熟度增加而上升,而烃类相对含量下降;同时乙醇和(Z)-2-己烯醇是主要的醇类成分,随着采收成熟度增加,乙醇相对含量上升,而(Z)-2-己烯醇含量下降。猕猴桃果实挥发性成分的种类和含量具有品种差异,且在后熟过程中伴随挥发性物质的合成和转化而发生变化,导致果实风味变化[26-27]。如,中华猕猴桃6个品种中的挥发性成分92种[26]。美味猕猴桃Hayward和Hort16A 果实中的挥发性成分有80种[27]。美味猕猴桃布鲁诺果实常温贮藏下有79种挥发性物质[21]。本研究中检出成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ毛花猕猴桃采后果实的挥发性风味物质种类分别为41、33和36种,说明毛花猕猴桃果实的挥发性物质种类数明显少于中华猕猴桃和美味猕猴桃果实,且采收成熟度影响果实的挥发性物质种类。果实挥发性物质存在多种合成途径,依前体物质的不同,主要有脂肪酸途径、氨基酸途径、单糖途径和萜类合成途径等,其中脂肪酸代谢途径分为脂氧合酶代谢途径和β-氧化途径[28]。郑小林课题研究发现美味猕猴桃布鲁诺采后果实通过脂肪酸代谢途径合成主要挥发性物质,而低温降低脂肪酸代谢途径的相关酶活性及其基因表达量,进而控制酯类、醛酮类物质的合成与分解,从而使果实在低温贮藏下酯类等挥发性物质较常温减少20 多种[29]。有关毛花猕猴桃果实采后主要挥发性物质的合成及转化的代谢特性和调控还有待进一步研究。

酯类、醇类物质具有特别的香味,对猕猴桃果实的香气有较大的贡献,但其含量过高会导致果实产生异味。如,常温贮藏下,美味布鲁诺猕猴桃果实后熟后乙醇、乙醛积累导致果实产生“酒精异味”而影响果实品质[21]。毛花猕猴桃华特采后果实中醛酮类始终为主要的香气成分,在贮藏期间其相对含量几乎均高于80%,说明毛花猕猴桃华特果实在贮藏期间不易积累脂类、醇类而发生异味。贮藏期间,成熟度Ⅰ果实能维持较丰富的挥发性成分种类及较高的酯类和醛酮类相对含量,具有较好的风味品质;成熟度Ⅱ果实能维持较高的醛酮类、醚类、烃类相对含量,但酯类和醇类相对含量较低;成熟度Ⅲ果实能维持较丰富的醛酮类及较高的酯类、醇类相对含量,风味品质较好,但贮藏性较差。

4 结论

综上,采后贮藏期间成熟度Ⅰ和Ⅱ果实能保持较高的营养及风味品质,且果实的腐烂率低,因而具有较好的贮藏性;成熟度Ⅲ果实尽管风味较好,但在贮藏期间果实的硬度低、主要营养物质含量(SS、TA和AsA)和抗氧化力低,腐烂率高,因而果实营养品质和贮藏性较差。建议毛花猕猴桃华特果实尽量在盛花后165 d前采收。本研究为确立毛花猕猴桃华特果实的适宜采收成熟度提供了理论依据。