外源磷酸钠对三季梨果实储藏品质的影响

2022-06-14曲淋鸿李灿婴张希李雪葛永红

食品工业 2022年4期

曲淋鸿，李灿婴,2*，张希，李雪，葛永红,2

1. 渤海大学食品科学与工程学院（锦州 121013）；2. 辽宁省食品安全重点实验室，生鲜农产品储藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心（锦州 121013）

西洋梨（Pyrus communisL.）原产于英国，在欧洲、澳大利亚以及北美也都有种植，我国山东、辽宁、河南、河北、北京等地也均有栽培[1]，并且种植面积与品种不断扩大，包括巴梨、三季梨、茄梨、阿巴特、帕克汉姆、红巴梨、早红考密斯等[2]。三季梨，在8月中下旬成熟，常温需要10～15 d的后熟，口感才能达到最佳，后熟的果实味美香甜、果肉软腻、香气浓郁，而且还含有天然营养物质，如碳水化合物、苹果酸、钙、钾和维生素等[3]，但三季梨果实贮备性能差，采后衰老速度很快，易受到病原真菌侵染而腐烂，严重影响果实商品价值。因此，开发绿色、安全、高效、广谱的采后防腐保鲜技术是梨产业发展中的关键。

磷酸钠作为一种食品添加剂，常用于即食食品、奶制品、谷类食品、肉制品中，作为食品的缓冲剂可以有效调剂食品的pH、增加离子强度，达到杀菌、保持食物嫩度的效果[4]。据报道，磷酸钠可以控制食源性细菌沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌等的生长[5]。外源磷酸钠能够控制金冠苹果采后黑斑病的发生，并且研究发现经磷酸钠处理，可以提高果实体内苯丙烷代谢相关酶的活性，如过氧化氢酶、过氧化物酶等，还可以提高木质素、黄酮等相关的抗氧化物质含量[6]。研究还表明，磷酸钠可以抑制病原真菌的生长，降低马铃薯、洋葱、大枣和桃果实在储藏过程中的腐烂[7-8]。此外，外源磷酸钠还可以通过调节呼吸作用、糖代谢、细胞壁降解酶活性和线粒体能量代谢，抑制果肉硬度、抗坏血酸含量、可滴定酸和可溶性固形物含量的下降来维持苹果和大枣果实的品质[9-10]。已有研究证明，外源使用1-甲基环丙烯、硝普钠、苯并噻重氮、水杨酸、茶多酚、草酸等能够维持梨果实硬度，延缓软化进程[11-16]，但有关外源磷酸钠在三季梨储藏保鲜中的研究较少报道。

研究以三季梨果实为试验材料，采后经磷酸钠溶液浸泡处理，探讨在常温贮备期间三季梨果肉硬度、乙烯释放量、可溶性固形物含量等相关品质指标的变化，为磷酸钠在采后保鲜中的应用提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

磷酸钠（山东西亚化工有限公司）；氢氧化钠、无水乙醇（天津市致远化学试剂有限公司）；磷酸二氢钾、磷酸氢二钾（天津市福晨化学试剂厂）；浓盐酸、浓硫酸（锦州古城化学试剂厂）。

三季梨果实采自锦州市北镇市罗罗堡镇，在商业成熟度时采收，纸箱（40个/箱）包装后当天运抵渤海大学实验室进行处理。

1.2 仪器与设备

WYT-32阿贝折光仪（厦门中村光学仪器厂）；5424R小型冷冻离心机（德国Eppendorf公司）；UV-2550紫外-可见分光光度计[岛津仪器（苏州）有限公司]；GC7820液相色谱仪（山东滕州鲁南分析仪器有限公司）；GY-1型水果硬度计（杭州托普仪器有限公司）；AII basic研磨机（德国IKA集团）。

1.3 方法

1.3.1 果实处理

挑选大小一致、颜色均匀、无机械伤和病虫害的三季梨果实210个，分别置于预试验筛选的0.5 g/L的磷酸钠溶液和清水中浸泡10 min，取出待果实表面无水分后装入纸箱中，在相对湿度（RH）40%～50%，温度20～22 ℃条件下贮备待用。

1.3.2 取样

参考Ge等[17]方法。分别在储藏第0，第3，第6，第9，第12和第15天取经磷酸钠处理和对照果实各15个，去皮后取其果实中部皮下0.3～1.0 cm的果肉切碎，液氮速冻后装入小型自封袋中，置于-80 ℃冰箱中保存待用。

1.3.3 失重率测定

参照Ge等[17]方法。分别于储藏第0，第3，第6，第9，第12和第15天使用称量法测定果实质量，每次处理用果实30个。失重率用式（1）进行计算。

1.3.4 乙烯释放量测定

参照唐琦等[18]方法并修改。分别将储藏第0，第3，第6，第9，第12和第15天经磷酸钠处理和对照的果实，在规格5 L的干燥器中每次放入10个，1.5 h后从干燥器中抽取15 mL气体，排水法收集于玻璃瓶中，用封口膜封好后倒置待测。乙烯释放量用气相色谱法测定，进样量为1.0 mL，乙烯释放速率以mL/kg·h表示。

1.3.5 果肉硬度测定

参照魏美林[19]方法，在果实储藏15 d期间内，每间隔3天，使用GY-1型号果实硬度计测定经磷酸钠处理和对照的果实果肉硬度。每次取果实15个，削去阴阳两面果实中部1～2 mm厚果皮，再用硬度计直接测定硬度并记录，单位用N表示。

1.3.6 可溶性固形物含量（SSC）测定

参照魏美林[19]方法，在果实储藏15 d期间内，平均每3天用阿贝折光仪测定经磷酸钠处理和对照果实的可溶性固形物含量，表示为%。每次处理用15个果实。

1.3.7 可滴定酸（TA）测定

参照曹建康等[20]方法并修改。准确称取各5.0 g经磷酸钠处理和对照果肉组织，液氮研磨成粉末后加入适量蒸馏水继续研成匀浆，移入刻度50 mL离心管中，并加入蒸馏水至45 mL，于4 500 r/min离心15 min，收集上清液采用酸碱滴定法测定TA，表示为%。

1.3.8 水不溶性果胶和水溶性果胶含量测定

参考曹建康等[21]方法并修改，分别准确称取3.0 g的经磷酸钠处理和对照果肉组织，置于研钵中研磨成匀浆，将经离心、水浴得到的上清液移入100 mL容量瓶中并使用蒸馏水定容至刻度，分别得到水溶性果胶提取液与水不溶性果胶提取液。

反应体系为1.0 mL水不溶性果胶或水溶性果胶提取液，0.2 mL咔唑-乙醇溶液（1.5 mol/L），6.0 mL浓硫酸，振荡摇匀试管中的溶液，在黑暗处放置20 min，随后在水浴80 ℃中保温20 min，冷却至室温后用紫外分光光度计测定反应体系在530 nm处的吸光度。水不溶性果胶和水溶性果胶含量均以mg/g表示。

1.3.9 数据分析

全部指标进行3次生物学重复，数据使用Microsoft Excel 2007计算标准误差并作图。使用SPSS 16.0软件进行最小极差法分析处理和对照间的差异，p＜0.05为显著性差异。

2 结果与分析

2.1 三季梨果实乙烯释放量的变化

果实在常温储藏期间，由于呼吸消耗和水分蒸腾等因素会致使果实出现质量减轻的现象，果实发生萎蔫干瘪的主要原因则是果实体内水分的过多流失，进而影响果实外观品质。随着储藏时间的延长，由图1可知，对照果实乙烯释放量在储藏过程中呈先升后降的趋势，6～12 d期间增加速度最快，在12 d达到释放高峰，而经磷酸钠处理果实在15 d内呈上升趋势，未出现高峰。由此说明，外源磷酸钠处理延迟了果实乙烯高峰的出现，能够延缓果实衰老。

图1 外源磷酸钠处理对三季梨果实乙烯释放量的影响

2.2 三季梨果实可溶性固形物含量和果肉硬度的变化

可溶性固形物含量是衡量果实适时采收和耐贮存性的一个重要指标。在果实储藏初期，果实体内的有机物质逐渐转化为可溶性糖以及少部分的氨基酸和维生素，导致SSC增加。后期由于缺少持续供应的有机物质，SSC开始作为呼吸供能物质被逐渐消耗，导致SSC下降。由图2（A）可以看出，随着储藏时间的延长，SSC逐渐增加，直至积累到第9天达到峰值后开始下降。在整个15 d储藏过程中，经磷酸钠处理的果实SSC始终高于对照，并且在第3和第9天差异显著。硬度是判断果实软化变质的重要品质指标之一，果实硬度的下降主要由于水分流失、自身呼吸消耗、果胶物质降解等因素。由图2（B）可以看出，在整个15 d储藏期间，两组果实的果肉硬度随着时间的延长均逐渐下降，但经磷酸钠处理的果实的硬度始终大于对照果实，对照果实在3～9 d硬度下降速度最快，经磷酸钠处理的果实在6～9 d下降较快，但两组果实在12 d后硬度基本变化不大，在第6和第9天差异显著。由此可以看出外源磷酸钠在保持三季梨SSC和硬度方面具有显著效果。

图2 外源磷酸钠处理对三季梨果实可溶性固形物含量（A）和果肉硬度（B）的影响

2.3 三季梨果实TA的变化

由图3可知，随着储藏时间的延长，对照组和经磷酸钠处理果实中可滴定酸逐渐下降，但经磷酸钠处理果实可滴定酸始终高于对照组。在储藏第3，第6和第12天，经磷酸钠处理果实可滴定酸显著高于对照组，分别是对照组的1.2，1.25和1.22倍。

图3 外源磷酸钠处理对三季梨果实可滴定酸的影响

2.4 三季梨果实水不溶性果胶含量和水溶性果胶含量的变化

果实软化主要是由于果实细胞壁结构和成分发生改变，该过程在细胞壁降解酶的作用下将水不溶性果胶（原果胶）分解为水溶性果胶。由图4（A）可知，随着储藏时间的延长，经磷酸钠处理和对照果实水不溶性果胶含量均逐渐下降，两组都在0～3 d期间下降的速度最快，但经磷酸钠浸泡处理后的果实水不溶性果胶含量在15天储藏期内高于对照果实，并且由图可知，在储藏第3，第6和第9天具有显著差异，经磷酸钠处理果实水不溶性果胶含量分别是对照果实的1.78，1.70和1.66倍。此外，在储藏期间经磷酸钠处理和对照果实中水溶性果胶含量均逐渐上升，并且磷酸钠处理抑制了三季梨果实中水溶性果胶含量的升高，在储藏第3，第9和第12天具有显著性差异，对照果实水溶性果胶含量是经磷酸钠处理果实的1.38，1.19和1.37倍（图4B）。由此可以看出外源磷酸钠对于三季梨水不溶性果胶转变成水溶性果胶的转化进程具有抑制作用。

图4 外源磷酸钠处理对三季梨果实水不溶性果胶含量（A）和水溶性果胶含量（B）的影响

3 讨论

三季梨果实属于呼吸跃变型果实，采后有明显的乙烯释放高峰，常温条件下衰老速度很快，也极易被病原真菌侵染而腐烂[22]。研究发现，外源磷酸钠处理显著降低了三季梨果实的乙烯释放量，并且推迟乙烯释放高峰时间。在新高梨、黄金梨、早酥梨果实上的研究也证明，外源1-MCP、己醛熏蒸通过抑制乙烯释放速量和呼吸速率保持果实品质，从而延长储藏期和货架期[23-25]。由于采后呼吸作用的加强，三季梨果实消耗体内的有机物，淀粉逐渐分解为糖储藏在果实体内[26]。储藏过程中糖由于果实呼吸作用被消耗，导致储藏后期SSC下降。试验还发现，经磷酸钠处理的三季梨果实在整个储藏期间SSC均高于对照果实。由此说明，外源磷酸钠能够抑制果实的呼吸作用，维持三季梨果实中的糖含量。储藏过程中糖的降解消耗使果实中的有机酸逐渐游离出来，表现出一定的酸味，TA是评价果实酸度的重要指标。随着储藏期间的延长，三季梨果实中TA逐渐下降，但外源磷酸钠处理保持了果实较高的TA。已有研究证明，外源磷酸钠处理能够延缓苹果果实中TA的下降，同时调控能量代谢[17]。南果梨果实上的研究表明，外源苯并噻重氮处理延缓了果实TA的降低，保持了较高的储藏品质[27]。由此说明，外源激发处理能够抑制梨果实中有机酸的代谢，保持较高水平的TA。

硬度是衡量果实软化的重要指标，与果胶物质降解有关，水不溶性果胶可与纤维素结合成果胶纤维素，能够使果实保持坚硬。在后熟过程中，三季梨果实硬度逐渐下降，主要原因是水不溶性果胶（原果胶）被细胞壁降解酶分解为水溶性的果胶，细胞间的粘结作用消失，细胞组织松弛，细胞结构被破坏。在延边小香水梨中果胶的变化与三季梨果实类似[28]。该研究表明，经外源磷酸钠处理的三季梨果实水不溶性果胶含量始终高于对照组，水溶性果胶含量低于对照，果肉硬度下降速度显著被抑制，说明外源磷酸钠抑制了果胶物质的分解，延缓了软化。李汉良[29]研究发现，外源没食子酸丙酯处理可减缓新高梨水溶性果胶含量的上升，在储藏期间抑制了水不溶性果胶的的分解，进而延缓果实软化。Ge等[30]试验发现施用外源磷酸钠能抑制枣果中多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶等细胞壁降解酶的活性，并且保持了水不溶性果胶含量，延缓枣果实的软化。由此说明，外源磷酸钠处理能够保持果实硬度，抑制细胞壁降解酶活性。