褪黑素处理对百香果采后贮藏品质的影响

李 涵，杨雪莲，贾凯杰，张小雪，李斌奇，何银莺，张丽娟，陈发兴,2,

（1.福建农林大学园艺学院，福建福州 350002；2.福建农林大学，亚热带果树研究所，福建福州 350002）

百香果（Passiflora edulisSims），学名西番莲，是西番莲科西番莲属的一种攀援藤本植物，其果实形状多为类圆形，其果肉多偏酸甜口感，通常也被称为鸡蛋果、热情果或者激情果，是一种常见的热带水果[1]。目前市场上的百香果除了鲜食外，还被制作成果汁、果酱、果脯等零食销售。此外，百香果的营养价值和药用价值也很高，具备人体所必需的的一些氨基酸、维生素和微量元素，在抗炎、抗成瘾、降低血糖和血脂等方面也具有一定的生理疗效[2−4]。百香果种植地区气候较为温暖湿润，成熟季节温度较高，且属于典型的呼吸跃变型水果，果实呼吸作用强，水分损失严重，是水果中乙烯释放量最高的水果之一，其采后的生理品质下降迅速，特别容易皱缩、腐烂以及产生发酵异味[5]，极大地影响了其外观性状，果实品质和口感风味，严重阻碍了百香果经济产业的升值空间。货架期短，不耐储放，果实容易变质腐烂，已经成为了其发展为“全民百香果”的一大阻力。研究其采后贮藏保鲜技术，对今后百香果产业发展有着重要的现实意义。

褪黑素（melatonin，MT），首次发现是在牛的松果体中，所以又被成为“松果素”[6]，后1995年在植物中被发现[7]，是一类在动植物体内广泛存在的吲哚类化合物[8]。现如今，褪黑素的研究领域涉及多个方面，一些实验表明褪黑素作为一种新兴药物可以起到调控人体神经系统和身体发育的作用[9]。随着临床实验的研究日益深入，褪黑素使用安全性问题受到了人们的重视，在欧美等一些国家，褪黑素作为处方药在一定剂量下是安全的[10]。因此，在园艺产品中使用限定浓度的褪黑素作为保鲜剂是相对安全的。近年来，有关研究表明褪黑素不仅能够调控植物的生长和发育过程[11−12]，还能有效地清除植物体内的自由基，增强植物对胁迫的耐受性，使得植物表现出较强的抗氧化性[13]。前人研究发现，经100 μmol/L外源褪黑素处理过的黄瓜叶绿素下降速度减缓，乙烯释放速率被抑制，延缓了其衰老进程[14]；100 μmol/L褪黑素处理猕猴桃果实能在低温贮藏条件下保持较高的硬度，降低呼吸速率，减缓了品质下降速度[15]。此外，经过褪黑素处理的苹果[16]、梨[17]、桃[18]、菜心[19]等产品也都表现出了较好的贮藏特性，保证了其贮藏质量。目前，褪黑素处理对百香果采后贮藏品质的影响还未见报道。

本研究以‘福建百香果3号’为试材，研究不同浓度的褪黑素处理对采后百香果果实生理和品质变化的影响，通过测定色差、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖等一系列指标，筛选出适宜的褪黑素浓度，为百香果的贮藏保鲜提供一定的参考依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

百香果 品种‘福建百香果3号’，采摘自福建龙岩大池镇百香果示范园区，挑选大小一致、果形端正、无虫害、无机械损伤的优质商品级成熟果实，平均单果重88.43 g，果实纵径6.33~7.52 cm，果实横径6.04~7.00 cm，用塑料泡沫包裹以保证运输过程中果实外表皮完好，置于采样箱中当天运往实验室；褪黑素（有效物质含量98%，MT） 上海麦克林生化科技有限公司。

TA.XT Plus质构仪 英国Stable Micro System公司；NH300高品质便携式电脑色差仪 深圳三恩时科技有限公司；JA2003电子天平 上海精密仪器仪表有限公司；PAL-1糖度计 日本ATAGO公司；5804R高速冷冻离心机 德国Eppendorf公司；DKB-501S电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司；UV-5100B紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；食品级pp保鲜盒（长×宽×高=32.3 cm×22.1 cm×10.9 cm） 中国艾吉格有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 材料处理 将从园区采摘来的百香果用纯净水洗净，修整枝柄，放置于工作台上自然晾干。设定预实验外源褪黑素浓度为：0（CK）、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mmol/L，将果实均分，每份90个果且分别在褪黑素溶液中浸泡1 h，以蒸馏水浸泡处理作为对照，处理结束后自然晾干，分别装入保鲜盒中，置于恒温箱（25±1 ℃）中贮藏。通过观察不同浓度褪黑素处理过后的百香果贮藏特征及表观品质变化发现0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素浓度处理过的百香果相较于0.15、0.25 mmol/L褪黑素处理组对百香果的贮藏保鲜效果更佳，最终选定0（CK）、0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素浓度处理的百香果果实进一步测定相关指标。

样品处理当天以CK组的各项测定指标作为初始值，后每4 d从各组中随机抽取15个果实进行指标测定。贮藏过程共计16 d，CK组在贮藏第12 d时果实超过半数都已腐烂，贮藏第16 d时果实全数腐烂，故而在指标测定时CK组只取样到12 d。取样时将百香果果肉和果皮分开处理后立即放入液氮中，置于−80 ℃超低温冰箱中保存，取果皮测定果皮含水量，研磨去籽后的果粉测定可滴定酸含量和可溶性糖含量，测定指标重复三次，取平均值。

1.2.2 测定指标和方法

1.2.2.1 硬度 采用质构仪进行果实硬度的测定。参照文献[20−21]的测定方法，并作出相应的改进，仪器探头选用P75型，参数设置为：测进速度1 mm·s−1；测中速度2 mm·s−1；测后速度2 mm·s−1。两次压缩时间间隔2 s，试样受压变形25%，触发力5 g。

1.2.2.2 质量损失率 参照帅良等[1]方法，分别测定每组百香果贮藏前初始质量（M1）和贮藏一段时间后的质量（M2），取3个重复的平均值作为质量损失率的结果。

1.2.2.3 腐烂率 当百香果的腐烂和病斑面积超过表面积的50%时，即为腐烂果。

1.2.2.4 皱缩指数 每次测定时观察6个百香果的皱缩度（0：无皱缩；1：0~25%皱缩；2：25%~50%皱缩；3：50%~75%皱缩；4：75%~100%皱缩）。

1.2.2.5 果皮含水量 常规烘干法测定，分别测定果皮的鲜重和烘干后的干重。

1.2.2.6 果皮色度 用色差仪测定果实表面色度值，每个果实测三个位于赤道周围的点，读取色差仪上的L*、a*和b*值。L*值表示果实的明亮度，值的大小表示果实的亮度的高低；a*值表示果实的红绿程度，当a*值为正且值越大表示果实越偏向于红色，当a*值为负且值越小越偏向于绿色；b*值表示果实的黄蓝程度，当b*值为正且值越大表示果实越偏向于黄色，当b*值为负且值越小越偏向于蓝色[22−24]。

1.2.2.7 可溶性固形物含量 使用糖度计测定，用滴管吸取果汁滴在糖度计的检测镜上，直接测定可溶性固形物含量，单位以%表示。

1.2.2.8 可滴定酸含量 采用酸碱滴定法测定[25]。

1.2.2.9 可溶性糖含量 采用蒽酮比色法进行测定[26]。

1.3 数据处理

使用Excel2010进行数据录入和整理，使用SPSS16.0进行显著性和相关性分析，使用GraphPad Prism 8.0进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 褪黑素处理对百香果硬度、质量损失率、腐烂率和皱缩指数的影响

百香果在采后果实因自身代谢的消耗会使得其质量下降，随着货架期时间的延长，果实会表现出缩水皱缩、软塌、腐烂的现象，果实的硬度、质量损失率、腐烂率以及皱缩指数作为直观指标，对评价百香果贮藏期间品质变化有着重要作用。如表1所示，贮藏12 d时，CK组的硬度为4.22 kg/cm2，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的硬度则分别为11.53、11.41、16.33 kg/cm2，与CK组存在显著差异（P<0.05）；贮藏16 d时，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的百香果硬度分别为5.53、6.50、9.95 kg/cm2，与另外两个褪黑素处理浓度相比，在贮藏末期时，0.20 mmol/L褪黑素处理的百香果硬度最高且存在显著差异。

百香果在贮藏第12 d时，CK组的质量损失率达到了40.15%，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的质量损失率则为12.81%、12.01%、8.22%，与CK组差异显著（P<0.05）；在贮藏16 d时，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的质量损失率为25.59%、21.33%、15.52%，0.20 mmol/L褪黑素处理的百香果质量损失率最低且与另外两组处理组存在显著差异。

贮藏第12 d时，CK组已经有77.78%的果实腐烂面积超过总面积的一半，有的果实已完全腐烂，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的果实腐烂率分别为38.89%、27.78%、22.22%，都与CK组存在显著差异（P<0.05）；贮藏第16 d时，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理组的腐烂率分别为66.67%、55.56%、50.00%，相较于CK组，处理组在一定程度上延缓了其腐烂速度，延长了贮藏时间，在三个浓度的褪黑素处理组中0.20 mmol/L褪黑素处理过的果实较其他两组的腐烂率更低。

百香果果实皱缩程度极大地影响着其商业销售度，是评价耐贮性品质的重要指标，果实的皱缩多由果实失水或表面的病斑、烂斑的凹陷造成，在表1中，贮藏第12 d时，CK组的皱缩指数达到了3.83，大部分果实的表面皱缩面积已经超过总表面积的75%，而褪黑素处理组的果实皱缩指数显著低于CK组（P<0.05）；贮藏16 d时，褪黑素处理组的果实表皮大面积皱缩，果实表皮的烂斑凹陷增多，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素处理的果实皱缩指数为3.56、3.39、3.17，此时商品的商业价值和经济价值已经完全丧失。

表1 褪黑素处理对采后百香果硬度、质量损失率、腐烂率和皱缩指数的影响Table 1 Effects of melatonin treatment on firmness, weight loss rate, decay rate and shrinkage index of postharvest passion fruits

果贮藏过程中往往因病菌的侵染造成果实产生病斑，烂果的现象，殷丽华[27]、曹晶晶等[28]研究发现褪黑素处理的苹果能够缓解叶绿素荧光的降低，保持细胞内过氧化氢的稳定，以及提高SOD、POD、PAL等酶活性，来抑制褐斑病的扩展。Zhao等[29]发现褪黑素能够使细胞壁的相关基因上调，保护细胞功能的完整性。本研究中，褪黑素处理组能够延缓百香果的腐烂，保持较好的硬度，可能与其能够清除植物体内的氧自由基，提高抗氧化酶活性有一定的关系，还需进一步的研究。

2.2 褪黑素处理对百香果果皮含水量和色泽的影响

果皮含水量和色度值是评价果实采后品质的重要指标。由图1A可知，百香果采后贮藏当天的果皮含水量为85.59%，随着贮藏时间的延长，各组百香果的果皮含水量总体都呈下降的趋势，贮藏第8 d后，CK组的果皮含水量急剧下降到62.83%，和处理组都存在着显著差异（P<0.05），贮藏第8、12、16 d时，0.20 mmol/L褪黑素处理组的果皮含水量分别为84.56%、80.38%、72.85%，比其他两组处理组保持了更高的果皮含水量。

如图1B所示，4组百香果果实的L*值总体呈下降的趋势，采收贮藏当天的百香果果实L*值为79.39，贮藏第4 d后褪黑素处理的百香果果实L*值均显著高于CK组（P<0.05），其中以0.20 mmol/L褪黑素处理的百香果果实L*值最高；由图1C所示，百香果采后贮藏当天的果实a*值为5.14，随着贮藏时间的延长，a*值总体呈上升的趋势，从贮藏的第4 d开始，CK组的a*值上升速率明显高于处理组，第12 d时，CK组的a*值达到最高值17.70，褪黑素处理组都有较低的a*值，其中0.20 mmol/L褪黑素处理组相较于其他两个处理组a*值最低；由图1D所示，百香果采收贮藏当天的b*值为47.80，随着贮藏时间的延长，b*值呈现先上升后下降的趋势，CK组在第8 d时b*值急剧下降至43.52，而处理组均在第8 d后才呈现下降的趋势，三组处理组都使得百香果果实维持较高的b*值。与CK组相比，褪黑素处理组都显著减缓了百香果在贮藏后期L*、a*、b*的变化速度，保证了果实的颜色明亮度，但褪黑素处理组之间的差异不显著，0.20 mmol/L褪黑素处理组在贮藏后期相对另外两组处理组表现出更好的果皮含水量和果实色度水平。

图1 褪黑素处理对采后百香果果皮含水量和颜色的影响Fig.1 Effects of melatonin treatment on moisture content and color

贮藏期间，百香果果实的色度值变化与陈美花等[22]、刘帅民等[30]的研究类似，果实的明亮度逐渐降低，果实的颜色从浅黄色转变为浅棕色，a*值的上升速率被抑制，表明褪黑素对叶绿素的降解起到了缓冲作用，b*值的下降减缓，‘福建百香果3号’的颜色呈黄色，褪黑素的处理使得其类胡萝卜素保持在较高水平。褪黑素影响了果实色素的代谢过程，延缓了果实因衰老而造成的颜色变化，使得果实颜色的鲜艳度得以维持在较好水平。

2.3 褪黑素处理对百香果可溶性固形物和可滴定酸含量的影响

可溶性固形物包括了糖、酸、维生素等多种成分，是组成果实风味的重要因素[31]。由图2A可知，采后贮藏当天的可溶性固形物含量为17.00%，随着贮藏时间延长呈下降的趋势，贮藏的前4 d，各组之间的可溶性含量差异不大，第4 d后，CK组的可溶性固形物含量急剧下降，和褪黑素处理组之间均存在显著差异（P<0.05），0.05和0.10 mmol/L褪黑素处理组之间差异不显著（P<0.05），贮藏第16 d时，0.20 mmol/L褪黑素处理组较其他两组处理组有着更高的可溶性固形物含量；可滴定酸是保证果实品质的重要性状之一，在很大程度上也影响着果实的风味口感，由图2B可知，贮藏当天的可滴定酸含量为3.86%，随着贮藏时间的延长，百香果果实的可滴定酸含量呈下降的趋势，CK组的可滴定酸含量在贮藏期间均显著低于褪黑素处理组（P<0.05），在第12 d时CK组可滴定酸含量降到了2.21%。在贮藏期间，褪黑素处理组之间的可滴定酸含量差异不显著，但都高于CK组。

图2 褪黑素处理对百香果可溶性固形物（A）和可滴定酸含量（B）的影响Fig.2 Effects of melatonin treatment on soluble solids (A) and titratable acid content (B) of postharvest passion fruits

上述结果与帅良等[32]相类似，在贮藏期间，可溶性固形物和可滴定酸作为呼吸底物能够提供给果实自身代谢所需的能量，可溶性固形物会被分解为简单的糖类物质进行代谢作用，可滴定酸中包含了多种有机酸成分，百香果以柠檬酸为主，在代谢过程中被大量消耗。在本研究中，可溶性固形物和可滴定酸都呈现急速下降趋势，而褪黑素处理过的果实两者含量下降速度都得到了减缓，表明在一定程度上，褪黑素能够延缓果实自身代谢作用。

2.4 褪黑素处理对百香果可溶性糖含量的影响

糖分是果实内含物的重要组份，是果实体内能量储存和转运的介质，果实中糖含量的高低直接决定了果实的甜度、营养价值及风味品质，在一定程度上来说，糖含量的多少决定了果实品质的高低[33]，由图3可知，百香果采后贮藏当天的可溶性糖含量为16.91%，各组百香果可溶性糖含量总体呈先上升后下降的趋势，贮藏第4 d时，CK组和0.10 mmol/L褪黑素处理组的可溶性糖含量达到最高值分别为21.65%和20.63%，贮藏第12 d时，0.05、0.20 mmol/L褪黑素处理组的可溶性糖含量达到最高值分别为23.44%、23.37%，贮藏第8 d后，CK组的可溶性糖含量均显著低于处理组（P<0.05），其中0.20 mmol/L褪黑素处理组在第16 d时较其他处理组的可溶性糖含量更高，贮藏末期的效果最好。

图3 褪黑素处理对采后百香果可溶性糖含量的影响Fig.3 Effects of melatonin treatment on soluble sugar content of postharvest passion fruits

贮藏期间，果实通过消耗自身的碳水化合物来维持其自身代谢，淀粉、蔗糖等多糖类物质可以转化为葡萄糖、果糖等单糖类物质，供物质直接消耗。贮藏前期时，可溶性糖含量上升，这可能与自身代谢加快大量的多糖类物质被转化有关，而在贮藏后期，可溶糖含量急剧降低，可能与果实已经近于腐烂果，自身转化机制被破坏，贮藏的碳水化合物转化速率大幅度降低，可溶性糖作为呼吸底物被大量消耗。褪黑素处理可延缓果实的腐烂，使其在末期自身碳水代谢仍继续进行。

2.5 各指标间的相关性分析

如表2所示，硬度和皱缩指数呈显著负相关，相关系数达到了0.999，与果皮含水量、b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈显著正相关（P<0.05），相关系数都达到了0.95以上；质量损失率和果皮含水量、可溶性固形物呈极显著负相关（P<0.01），相关系数为0.995、0.993，与L*值和可滴定酸呈显著负相关，相关系数分别为0.985、0.975，与a*值呈显著正相关（P<0.05），相关系数达到了0.980；腐烂率和皱缩指数、a*值呈显著正相关（P<0.05），相关系数为0.989、0.982，与果皮含水量、L*值、b*值、可溶性固形物呈显著负相关（P<0.05），相关系数都达到了0.96以上；皱缩指数和a*值呈显著正相关，与b*值呈显著负相关；果皮含水量与a*值呈极显著负相关（P<0.05），相关系数达到了0.974，与L*值、b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈极显著正相关，相关系数都达到了0.76以上；L*值和a*值呈极显著负相关（P<0.05），相关系数高达0.966，和b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈极显著正相关（P<0.01），相关系数都在0.78以上；a*值和b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈极显著负相关（P<0.01），相关系数都达到了0.75以上；b*值和可溶性固形物呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.818，和可滴定酸、可溶性糖呈显著正相关（P<0.05），相关系数分别为0.471、0.460；可溶性固形物含量和可滴定酸呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.852。在贮藏过程中，硬度、质量损失率、腐烂率、皱缩指数作为评价百香果品质的直接指标，贮藏前期当硬度高时，百香果的质量损失率、腐烂率和皱缩指数都较低；而贮藏后期，随着硬度的下降，这三者都在上升，呈现一种负相关的关系。可溶性固形物和可滴定酸作为评价百香果品质的重要内在指标，这两者之间呈正相关关系，当两者的含量都较高时表明果实品质较好，果实新鲜度较高。

表2 百香果果实各指标间的相关分析Table 2 Correlation analysis of various indexes of passion fruits

3 结论

百香果作为一年多季果，在生产和销售上有着极大的优势，但却不耐贮藏，使得其商品货架期大大缩短，在生产过程中，采摘下来的百香果往往被随意的堆放，若对其采后进行合适的保护处理则有助于延长保鲜期，使得果实品质保持在较高水平，保证其商品价值。褪黑素作为一种新型的园艺产品保鲜剂正在被人们所了解，在本研究中，主要分析了不同浓度褪黑素处理对百香果贮藏品质的变化影响，与CK组相比，褪黑素处理组延长了百香果的贮藏时间，减缓了其腐烂速率，在相同贮藏阶段内保持了较好的果实品质。相较于0.05、0.10 mmol/L褪黑素处理组，0.20 mmol/L褪黑素处理的百香果在果实的硬度、质量损失率、腐烂率等品质指标上都有更好的贮藏效果，为百香果今后的采后保鲜处理提供了一种选择。此外，本研究中褪黑素处理对百香果内在品质变化的影响机制还有待进一步的研究和探索。