不同品种猕猴桃贮藏特性的研究
2022-06-06罗赛男李绍华李德金
张 群,舒 楠,罗赛男,李绍华,李德金
(1. 湖南省农业科学院,湖南省农产品加工研究所,湖南 长沙 410125;2. 湖南大学研究生院隆平分院,湖南 长沙 410125;3. 湖南省园艺研究所,湖南 长沙 410125;4. 岳阳峰岭菁华农业股份有限公司,湖南 岳阳 414100;5. 湖南泸溪农业农村局,湖南 泸溪 416100)
湖南省是我国野生猕猴桃的主要分布中心及原产地之一,也是野生资源的研究利用及猕猴桃人工栽培起步最早的省份之一。据相关统计,湖南省有猕猴桃属植物30 种以上,占全国总数的34.70%。猕猴桃果实中富含大量的蛋白质、糖、氨基酸等有机物以及人体所必需的多种维生素及矿物质,尤其以维生素C(VC)的含量最高,远高于梨、苹果等,有水果之王的美称[1],还具有缓解肠道、通便、消炎等医疗功效,颇受消费者和生产者的青睐[2]。
猕猴桃果实属于呼吸跃变型,有明显的生理后熟过程,采后易软化腐烂不耐贮藏[3-5]。王仁才等[6]研究表明,果实VC 含量、硬度变化和酸含量变化是反映猕猴桃果实耐贮性的主要指标。有研究报道,栽培种植过程中采取系列方法可增强耐贮性。例如:种植过程中施用钙制剂可增加金实1 号猕猴桃果实的贮藏性[7];膨大剂处理后对翠香猕猴桃贮藏性的影响大于徐香和秦美[8];采用氮肥+磷肥+农家肥相结合的施肥方式可显著延长秦美猕猴桃果实贮藏期[9];采用外黄内黑和棕黄色颜色套袋可延长贵长猕猴桃的品质及贮藏性[10];适度挂树预贮可提供徐香猕猴桃的耐贮性和抗冷害能力[11]。采后采用哌珀霉素+1-MCP 复合药剂处理可保持海沃德猕猴桃的硬度[1];采用人工合成的细胞分裂素(6-节氨基腺瞟吟,6-BA)处理可保持华美2 号猕猴桃在贮藏保鲜期内的硬度,保证果实品质[12];采用茉莉酸甲酯处理可提高贵长猕猴桃的贮藏性能[13];褪黑素处理可延缓华特猕猴桃的衰老[14];采用CO2高渗袋(high carbon dioxide permeability film bag,GS)+乙烯去除剂(ethylene absorbent,E)+1-MCP 对金桃猕猴桃贮藏保鲜效果较好[15]。对于同一品种,不同产地的贮藏性能也有差异,武汉产金圆果实的贮藏性优于六盘水产的[16]。采果方法也影响贮藏性,红阳猕猴桃留果柄比去果柄拥有更佳的贮藏性能[17]。不同品种和不同采收期的果实贮藏性能也有较大差异。海沃德猕猴桃耐贮性优于皖翠,81-5 猕猴桃不适宜长期贮藏[18],金艳猕猴桃以采收期Ⅱ和Ⅲ为适宜采收期[19-20],翠玉以经室温预冷处理、米良 1 号以间歇预冷处理后贮藏效果好[21]。
目前,对猕猴桃的贮藏研究主要集中于种植和保鲜剂处理对果实贮藏品质的影响等方面,对不同品种猕猴桃的贮藏性和食用品质的比较少见报道。研究以湖南省主栽的红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳5个猕猴桃品种为材料,比较贮藏不同时间后果实感官、品质和衰老的变化情况,探讨不同猕猴桃品种的贮藏性能,以期为湖南猕猴桃品种的合理布局提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试猕猴桃果实红阳、东红、金艳采摘于湖南岳阳临湘猕猴桃基地,米良1 号和翠玉采摘于湖南省园艺研究所猕猴桃基地,各品种分别于生理成熟期采摘,当天采摘当天运至湖南省农业科学院农产品加工研究所实验室。
1.2 试验方法
挑选大小均匀、无病虫害和机械损伤的果实,用0.025 mm 厚的聚乙烯塑料袋包装,每袋50 个果实置于同一实验室进行常温贮藏试验(利用空调稳定温度)。剩余果实放置在常温下观察其贮藏性,每3 d统计一次果实的软化率和腐烂率,对不同贮藏时间果实的内在品质进行测定。
1.2.1 软化率与腐烂率统计 (1)软化率:猕猴桃有手感,硬度在7~8 kg/cm2以下,可食用的计为软化果,每隔 3 d 统计软化猕猴桃的数量,重复3 次,软化率以3 d 内软化的猕猴桃数量占贮藏果实的百分比计,且把每样每次的软化果按次序排好,以便后期观察腐烂果。(2)腐烂率:从软化果中每3 d 检查统计一次,每隔3 d 统计腐烂果数,以出现肉眼可见的菌斑,果实出现肿胀、果皮颜色变黑或不同于本色的为腐烂果实,计算腐烂果占贮藏果实中的百分比。腐烂率(%)=腐烂果个数×100/贮藏果实的总个数。
1.2.2 硬度测定 硬度采用TPA(CT3 Brookfield,美国)质构仪测定,使用P/2 探头(直径为2 mm)测量果实赤道部位,测前、测中速度均为1 mm/s,测后速度为10 mm/s,测试深度为10 mm,单位为kg/cm2。
1.2.3 果实内容物含量的测定 可溶性固形物(soluble solids content,SSC)含量用手持测糖仪测定;可滴定酸(titratable acid,TA)含量采用酸碱滴定法测定;VC 含量用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定。
1.2.4 细胞膜渗透率的测定 用电导仪测定猕猴桃果肉圆片浸提液的电导值,煮沸后再测定浸提液的电导值,以前后2 次电导值之比所得的相对电导率(%)变化表示细胞膜透性的大小。
1.2.5 丙二醛的测定 参照张群等[22]的方法(稍有修改)测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量。5 g 猕猴桃果肉组织中加入25 mL 10%的三氯乙酸(TCA),冰浴研磨,15 000 r/min 冷冻(4℃)离心10 min,上清液用10%的TCA 定容到10 mL。取1 mL上清液加2 mL 0.6%硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA),TBA 配制时用10%的三氯乙酸定容,混合,沸水浴中煮沸20 min,冷却至室温后再次离心,分别测定上清液在450、532、600 nm 波长处的吸光度。MDA 浓度(nmoL/g 鲜重)=[6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450]×V/(Vs×m×1 000)
式中,V表示提取液的总体积,Vs表示测定所用的提取液体积(mL),m表示样品质量(g),OD值分别表示不同波长下的吸光度。
1.2.6 过氧化物酶活性的测定 参照张群等[22]的方法(稍有修改)测定过氧化物酶(peroxidase,POD)活性。称取2 g 猕猴桃果肉组织,加入10 mL 50 mmol/L pH 值5.5 的磷酸钠缓冲液中,冰浴研磨,15 000 r/min冷冻(4℃)离心20 min,取上清液用于POD 活性测定。采用愈创木酚法,取1 支试管,加入3.0 mL 25 mmol/L的愈创木酚溶液和0.5 mL 酶提取液,再加入0.5 mL质量分数1%的H2O2溶液,迅速混合启动反应,同时开始计时。将反应混合液倒入比色杯中,以蒸馏水为参比,在反应30 s 时测其在波长460 nm 处的吸光值,每间隔1 min 记录一次,连续测定,至少获得6 个点的数据,重复3 次。酶活性以U/mg 表示,其中以每毫克蛋白质在460 nm 下每分钟吸光度增加0.01 为一个单位。
1.2.7 多酚氧化酶活性的测定 参照张群等[22]的方法(稍有修改)测定多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性。取1 支试管,加入1.5 mL 50 mmol/L、pH 值5.5 的乙酸-乙酸钠缓冲液和1.0 mL 50 mmol/L邻苯二酚溶液,最后加入1 mL 酶提取液,以缓冲液为参比,同时开始计时。在反应30 s 时测其在波长398 nm 处的吸光值,并每间隔30 s 记录一次,连续测定,至少获得5 个点的数据,重复3 次,酶活性以U/mg 表示,其中以每分钟每毫克蛋白质在398 nm 下吸光度增加0.001 为一个单位。
1.3 数据处理
采用 SPSS 统计软件进行数据统计分析,结果以平均值±标准误(SE)表示,采用Duncan 法检验差异显著性,用Excel 软件绘图。
2 结果与分析
2.1 不同品种猕猴桃果实常温贮藏其软化和腐烂率的变化
随着贮藏时间的延长,果实的软化呈上升趋势,不同品种的猕猴桃果实开始软化和软化完毕的时间差异较大。由图1A 可知,红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳5 个猕猴桃品种果实开始软化的时间分别为贮藏第3、6、6、9、9天,软果率分别为21.00%、11.00%、5.00%、15.00%、5.67%,软化完毕时间分别为贮藏第12、18、18、21、21 天。从软化速率看,红阳软化速率最快,东红、金艳软化速率较慢。不同品种的软化速率由高到低的次序依次为红阳>米良1 号>翠玉>东红>金艳,其软化时间段分别为贮藏3~12、6~18、6~18、9~21、9~21 d,红阳和金艳出现软化高峰的差异最大,金艳较红阳的软化高峰要晚9 d。
腐烂率是衡量果实耐贮性和综合实力的重要指标之一。随着贮藏期的延长,猕猴桃的腐烂率呈显著上升趋势,与东红常温贮藏[4],贵长猕猴桃适宜后熟后冷藏[3]的研究结果一致。但不同品种的猕猴桃果实在贮藏过程中开始腐烂的时间和腐烂完毕的时间差异较大。由图1B 可知,红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳5 个猕猴桃品种开始腐烂的时间分别为贮藏至第9、12、15、18、18 天。从腐烂速率来看,红阳贮藏18 d 时腐烂率达80%,贮藏21 d 时腐烂率达100%,已无商品价值。米良1 号在常温贮藏12 d 时出现5%的腐烂率,后期快速上升;贮藏21 d 时,腐烂率达80%,贮藏24 d 时腐烂率达100%。翠玉在贮藏15 d时出现5%的腐烂率,贮藏24 d 时腐烂率达50%,贮藏27 d 时腐烂率达75%。东红贮藏18 d 时出现5%的腐烂率,贮藏27 d 时腐烂率达70%。金艳贮藏18 d时仅2%的果实腐烂,贮藏24 d 时腐烂率为25%,贮藏27 d 时腐烂率为55%。这说明不同品种猕猴桃果实在常温下贮藏时间差异较大,红阳常温贮藏最早软化和腐烂,东红和金艳出现软化和腐烂的时间较晚,比较耐贮藏,米良1 号和翠玉居中。
图1 不同品种猕猴桃常温贮藏下果实软化率(A)和腐烂率(B)的变化
2.2 不同品种猕猴桃果实贮藏期间果实硬度的变化
猕猴桃果实硬度是反映果实耐贮性、衡量果实品质、评价其贮藏性能最直观的指标。随着贮藏时间的延长,不同品种果肉硬度均呈下降趋势(图2),硬度曲线明显可分为2 个阶段,快速下降阶段和缓慢下降阶段,与金艳[23]、东红[4]、海沃德[1]、翠玉和米良1 号[21]等的贮藏研究结果一致。猕猴桃采后由于淀粉等物质降解,引起果实软化,硬度降低。在常温下贮藏12 d,红阳的软化率已达100%,米良1 号和翠玉的软化率达45%~50%,东红的软化率为40%,金艳的仅有20%。贮藏到27 d 时,红阳和米良1 号已全部腐烂,硬度仅0.1 和0.2 kg/cm2;金艳的腐烂率仅48.33%,硬度最大,为3.19 kg/cm2;东红的腐烂率为63.33%,硬度为2.5 kg/cm2。相比较而言,金艳和东红在贮藏27 d 时还保持较高的硬度,属比较耐贮藏的品种。
图2 不同品种猕猴桃常温贮藏下果实硬度的变化
2.3 常温贮藏期间果实主要内容物含量变化
SSC 和TA 是决定果实口感的重要指标。SSC 是植物细胞重要的渗透调节物质,能够增加胞内溶质浓度。如图3A 所示,在整个贮藏过程中,不同品种果实在贮藏过程中可溶性固形物含量随着果肉硬度的下降而增加,当达到一定峰值后趋于平缓,然后维持在相对稳定阶段,后期转入缓慢下降阶段,与金艳[19]和东红[4]、翠玉和米良1 号不同预冷处理后[21]的贮藏研究结果一致。不同品种猕猴桃果实的可溶性固形物含量达到峰值的时间不尽相同,变化的时间拐点不同。红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳的可溶性固形物含量分别在贮藏6、9 、12 、15 、15 d 时达到峰值。金艳的可溶性固形物含量峰值较红阳延后约9 d,峰值含量高于红阳。
不同品种的猕猴桃果实在常温贮藏下,可滴定酸含量缓慢下降,维持在较低水平(图3B),与东红[4]、金艳[19]、海沃德猕猴桃[1]的贮藏结果一致。相对可溶性固形物的剧烈变化而言,各品种可滴定酸的变化较为平缓,红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳的可滴定酸变化范围分别为0.90~1.01、1.01~1.47、0.94~1.39、0.93~1.20、0.76~1.31。
VC 是猕猴桃果实营养品质的重要指标之一。采收后,VC 含量随贮藏时间的延长先增加后逐渐降低。采收到软熟,猕猴桃的VC 含量呈上升趋势;软熟后,随贮藏时间的延长,VC 含量呈直线下降趋势(图3C),与金艳[19]、东红[4]贮藏的结果一致。不同品种的猕猴桃后熟过程中VC含量不同,金艳VC含量最高,其余品种按高低排序依次为翠玉>东红>米良1 号>红阳。对于果实耐贮性而言,东红比红阳耐贮藏,与东红常温贮藏[4]的研究结果一致。
图3 不同品种猕猴桃常温贮藏下果实主要内容物含量的变化
2.4 常温贮藏期间果实组织的相对电导率和MDA 的变化
果实采后衰老劣变与膜透性和MDA 的积累密切相关。在整个常温贮藏过程中,不同品种的猕猴桃果实细胞膜透性随着贮藏时间的延长,总体呈逐渐上升的趋势,在软化可食用前相对电导率处于缓慢升高并维持相对稳定的状态,后期急剧上升(图4);与海沃德猕猴桃[1]的贮藏结果一致。不同品种间差异显著,金艳的相对电导率升高拐点要显著缓于红阳,表明金艳果实组织细胞的衰老劣变要缓于红阳;随后依次为东红、翠玉、米良1 号。红阳猕猴桃的相对电导率一直处于高水平,且上升幅度最大,表明组织破坏程度呈线性加剧模式,最不耐贮藏。金艳猕猴桃的快速升高拐点最晚,表明该品种具有较强的延缓细胞膜相对电导率增加和细胞衰老的能力,在贮藏过程中能较好地维持细胞膜的完整性,延长贮藏期。
图4 不同品种猕猴桃常温贮藏下相对电导率的变化
MDA 常用来表示果实衰老过程中细胞膜脂过氧化程度。MDA 是膜脂过氧化作用的产物,MDA 积累过多会破坏细胞膜结构的完整性,导致细胞衰老。MDA 含量的变化与细胞膜相对电导率类似。由图5可知,随着贮藏期的延长,猕猴桃果实组织过氧化物MDA 含量逐渐增加,在贮藏初期变化幅度较小,这与张四普等[15]用CO2高渗袋(high carbon dioxide permeability film bag,GS)+ 乙 烯 去 除 剂(ethylene absorbent,E)+1-MCP 处理金桃猕猴桃后的贮藏结果一致。猕猴桃果实采后衰老过程中,组织细胞内发生复杂的生理生化变化,MDA 含量升高,细胞膜稳定性降低,细胞膜完整性破坏,膜透性增加,膜内容物外渗,果实腐烂。在整个贮藏期间,5 个猕猴桃品种果肉组织中MDA 含量均增加,细胞膜脂过氧化程度增大,线粒体膜完整性受损,果肉组织衰老劣变。在软化可食用前呈缓慢增加,后期快速增加,但不同品种其增加的幅度不同(图5)。各品种MDA 含量变化出现拐点的时间有所差异,按先后顺后依次为红阳、米良1 号、翠玉、东红、金艳。其中,金艳、东红2个品种果实的MDA 含量一直处于较低水平,较低水平的MDA 含量积累,可延缓SSC 含量的上升,保护细胞膜免受损伤、维持细胞膜的完整性,保障猕猴桃果实品质,提高其耐贮藏性。
图5 不同品种猕猴桃常温贮藏下MDA 含量的变化
2.5 常温贮藏期间果实组织的POD 和PPO酶活的变化
在整个常温贮藏过程中,不同品种猕猴桃果实的POD 活性随着贮藏时间的延长而持续上升(图6A)。随贮藏时间的延长,品种间POD 活性差异显著,增加幅度不同。贮藏初期,各品种POD 活性相对平稳,后期出现拐点,呈加速上升趋势,其中红阳猕猴桃的上升趋势最明显,随后依次为米良1 号、翠玉、东红、金艳。与红阳相比,东红、金艳的POD 活性一直处于较低水平,维持组织细胞的稳定性。贮藏末期,各品种POD 酶活性表现为红阳>米良1 号>翠玉>东红>金艳;其中,金艳和东红的差异不显著,但二者显著低于红阳,进一步表明东红和金艳的耐贮性较高。
PPO 是细胞内活性氧的保护酶之一,可清除猕猴桃体内活性氧,抑制活性氧在植物体内的积累,提高果实耐贮性。由图6B 可知,PPO 酶活性在贮藏过程中先升高,到峰值,然后缓慢下降。不同品种的PPO酶活性到达峰值的时间不同,红阳猕猴桃贮藏9 d 左右出现PPO 酶活性峰值,金艳猕猴桃贮藏18 d 左右出现峰值。红阳的PPO 酶活性最高,一直处于高水平;金艳的PPO 酶活性最低,一直处于最低水平,有助延长其贮藏性。
图6 不同品种猕猴桃常温贮藏下过氧化物酶(A)和多酚氧化酶(B)酶活的变化
2.6 不同品种猕猴桃常温贮藏其品质指标间相关性分析
不同品种猕猴桃常温贮藏期间果实的感官品质、营养品质与衰老品质之间关系密切。由表1 可知,猕猴桃果实的腐烂率与相对电导率、MDA 含量、POD酶活性和软化率呈极显著正相关(R=0.639 ~ 0.919,P≤0.01)。随贮藏时间的延长,果实组织衰老劣变,细胞膜渗透性加剧,相对电导率加速升高,果肉组织稀化渗水,腐烂率升高。猕猴桃果实的腐烂率与VC 含量和硬度呈极显著负相关(R=-0.653 ~ -0.417,P≤0.01),表明内源性抗氧化物质VC 含量下降,导致清除果实体内自由基的能力降低,其抗氧化能力变弱,细胞内的氧化还原平衡向一侧倾斜,使细胞出现衰老劣变,果实加速软化,并开始腐烂。试验发现,较耐贮藏的东红和金艳品种,其果实的VC 含量下降缓慢,MDA 含量增加延迟,这些都可以减少自由基的累积,保持细胞膜的相对稳定性,延缓衰老和腐烂。这与张群等[22]研究葡萄贮藏过程时获得的结果一致。而像红阳一样的不耐贮藏品种,贮藏过程中VC 含量快速下降,组织抗氧化能力随之降低,积累活性氧,导致细胞膜系统膜脂过氧化作用加强,从而破坏细胞膜结构的完整性,膜透性增加,果实迅速软化,并开始腐烂。果实硬度与相对电导率、MDA 含量、POD酶活、可溶性固形物含量呈极显著负相关(R=-0.784 ~-0.698,P≤0.01)。硬度反映组织间的质地,硬度大,细胞组织结合紧密。随贮藏时间的延长,组织衰老劣变,硬度下降,组织软化,膜透性增加,电导率和MDA 含量升高,淀粉转化,可溶性固形物增加。5 个品种中,金艳和东红能较长时间保持相对较高的硬度,从而延缓软化和衰老,耐贮藏性高。
表1 不同猕猴桃贮藏品质与衰老指标的皮尔逊相关性分析(n=10)
3 结论与讨论
试验对湖南主栽的5 个猕猴桃品种进行耐贮性比较分析,不同品种猕猴桃的耐贮性不同。猕猴桃的贮藏效果主要受温度、乙烯浓度、相对湿度和病害等因素的影响[6],但品种间的耐贮性差异也是影响贮藏效果的主要因素。在常温贮藏下,猕猴桃果实硬度均表现为贮藏初期软化较快和贮藏后期缓慢软化2个阶段,5 个猕猴桃品种的硬度保持能力依次为金艳>东红>翠玉>米良1 号>红阳。红阳常温贮藏3 d 开始软化,12 d 软化达100%,腐烂达20%;东红常温贮藏9 d 开始软化,贮藏18 d 后软化达100%,腐烂仅5%;金艳贮藏9 d 开始软化,贮藏18 d 后软化达100%,腐烂仅2%。这可能与东红和金艳属晚熟品种,而红阳属早熟品种有关。红阳于8 月中下旬采摘,东红和金艳则于10 月中下旬采摘,晚熟品种果实的酶和激素等物质得到充分合成,使猕猴桃果实的生长周期延长,提高了贮藏性能[9]。另外,与气候因素也有较大关系。
不同品种猕猴桃在常温贮藏下,其品质变化的幅度差异较大,可溶性固形物含量先升高,维持较平稳水平,后缓慢下降。东红和金艳2 个品种果实的可溶性固形物含量上升缓慢,可滴定酸和VC 含量维持在较稳定水平,果实硬度大,POD 酶和PPO 酶活性上升也缓慢,有效地阻止了膜脂过氧化,较好地维持了果实品质。而红阳的可溶性固形物含量上升幅度最大,软化最快,贮藏性能相对较差。这可能与生产周期长、生长中酶和生长素等物质充分均衡合成,营养物质(可溶性固形物、可滴定酸、VC)得到均衡积累[9],提高了果实的应激能力有关。
综上所述,晚熟的金艳、东红2 个猕猴桃品种的耐贮性佳,早熟的红阳品种耐贮性差。在进行品种种植区域布局时,需要合理安排,相对增加耐贮藏品种的种植面积。