赤霉素處理對(duì)南果梨貯藏品質(zhì)的影響

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(渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013)

南果梨屬秋子梨系統(tǒng)(PyrusussuriensisMaxim.)中極優(yōu)良品種,是遼寧特色水果。南果梨果實(shí)采收時(shí)色綠、肉脆質(zhì)硬、汁少味甜、無(wú)香氣[1];采收后在自然條件下經(jīng)適當(dāng)后熟以后,果色轉(zhuǎn)黃、香氣逐漸濃郁、果肉變得味美多汁,品質(zhì)極佳,但不耐貯藏。

赤霉素(GA3)是植物五大內(nèi)源激素之一,可調(diào)節(jié)和控制植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段[2]。在蘋(píng)果[3]、柿子[4]、香蕉[5]、葡萄[6]、芒果[7]等果實(shí)上的研究表明,GA3能夠延緩果實(shí)成熟,有良好的保鮮效果。近年來(lái),在梨果實(shí)上的研究多集中于采前噴施GA3對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)形成的影響上[8-11],而關(guān)于GA3的采后保鮮效果研究較少。在黃花梨[12]和鴨梨[13]上的研究表明,采后GA3處理能延緩果實(shí)成熟,提高果實(shí)貯藏品質(zhì)。據(jù)報(bào)道,GA3的處理效果因所用濃度、果實(shí)種類(lèi)及品種而異[14-16]。目前,在南果梨上還未見(jiàn)相關(guān)研究。因此,本實(shí)驗(yàn)以采后南果梨為材料,研究不同濃度GA3對(duì)其常溫貯藏品質(zhì)及相關(guān)生理變化的影響,為找到新的保鮮方法提供參考,也為進(jìn)一步研究GA3對(duì)南果梨果實(shí)成熟衰老的調(diào)控機(jī)理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南果梨 于商業(yè)采收期(2016年9月4日)采自遼寧省錦州市廉政文化景區(qū)一商業(yè)果園,隨機(jī)從樹(shù)上選取位置、大小、成熟度一致,無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的果實(shí),用瓦楞紙板箱包裝后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理;GA3原藥 購(gòu)自河南森永化工產(chǎn)品有限公司,純度為90%;其他試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

BCD-102D型冰箱 廣州萬(wàn)寶集團(tuán)冰箱有限公司;ZBS-20商用制冰機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng);GY-3指針式水果硬度計(jì) 浙江托普儀器有限公司;JA5003電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;HH-4A單列單控四孔水浴鍋 常州國(guó)宇儀器制造有限公司;722N可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;UV-2550紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司;Legend Micro21R冷凍離心機(jī) 美國(guó)Thermo公司;GXH-3051H型果蔬呼吸測(cè)定儀 上海精密儀器儀表有限公司;WYT-32型阿貝折光儀 廈門(mén)中村光學(xué)儀器廠(chǎng)。

1.2 處理方法

將南果梨果實(shí)分為三組,進(jìn)行如下處理:第一組用10 mg/L的GA3浸果15 min;第二組用50 mg/L的GA3浸果15 min;第三組作為對(duì)照,用清水浸果15 min。每個(gè)處理均重復(fù)三次,每次重復(fù)60個(gè)果實(shí)。處理后將果實(shí)取出晾干,放進(jìn)瓦楞紙板箱常溫(23±2) ℃貯藏。每4 d從每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取5個(gè)果實(shí),進(jìn)行果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)、果梗保鮮指數(shù)、呼吸強(qiáng)度和果實(shí)硬度的測(cè)定,之后另從每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取2個(gè)果實(shí),將果肉切成約0.2 cm3的小塊并用液氮速凍混勻,貯存于-80 ℃用于其他生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1 感官指標(biāo)的測(cè)定 果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)和果梗保鮮指數(shù)參照紀(jì)淑娟等[17]的方法進(jìn)行測(cè)定。果皮轉(zhuǎn)色指數(shù):0級(jí),果皮全綠;1級(jí),果皮綠微黃;2級(jí),果皮淺黃;3級(jí),果皮全黃。果梗保鮮指數(shù):0級(jí),果梗全干;1級(jí),果梗干枯長(zhǎng)度>2/3;2級(jí),果梗干枯長(zhǎng)度為1/3～2/3;3級(jí),果梗干枯長(zhǎng)度<1/3。

計(jì)算公式如下:

1.3.2 硬度測(cè)定 采用水果硬度計(jì)測(cè)定,測(cè)頭直徑為8 mm。在每個(gè)南果梨果實(shí)的赤道部位呈120°角取3個(gè)點(diǎn)去皮后,將硬度計(jì)測(cè)頭垂直于果面進(jìn)行測(cè)定,取平均值,單位kg/cm2。

1.3.3 呼吸強(qiáng)度測(cè)定 參照葛永紅等[18]的方法,用果蔬呼吸測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定,以mL CO2/(kg·h)表示。

1.3.4 可溶性固形物(TSS)及可滴定酸(TA)含量的測(cè)定 TSS含量采用阿貝折光儀測(cè)定。TA含量采用氫氧化鈉溶液滴定法[19]測(cè)定,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示,折算系數(shù)以蘋(píng)果酸計(jì)。

1.3.5 VC含量的測(cè)定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定[19],以mg/100 g表示。

1.3.6 丙二醛(MDA)含量的測(cè)定 采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[19],以nmol/g表示。

1.3.7 總酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性的測(cè)定 參照曹建康等[19]方法進(jìn)行測(cè)定,以每克果肉鮮重在280 nm處吸光值表示總酚含量,即OD280/g。PPO活性以每克果肉鮮重每分鐘吸光度變化值增加1為1個(gè)活性單位,以U/g表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)所有指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定三次。采用 Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與作圖,并用SAS V8.0進(jìn)行差異顯著性分析。p<0.05表示差異顯著,p<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)感官指標(biāo)的影響

南果梨果實(shí)常溫貯藏期間葉綠素不斷降解,果皮逐漸轉(zhuǎn)黃,果梗也發(fā)生干枯褐變。由圖1可見(jiàn),各處理果實(shí)的果皮在20 d后已基本轉(zhuǎn)黃,但經(jīng)GA3處理的果實(shí)果皮轉(zhuǎn)黃速度總體上明顯低于對(duì)照(圖1A)。在第16 d,對(duì)照果實(shí)的轉(zhuǎn)色指數(shù)已達(dá)90.6,而10 mg/L和50 mg/L GA3處理的果實(shí)果皮轉(zhuǎn)色指數(shù)分別比對(duì)照低22.3%(p<0.01)和31.5%(p<0.01)。在第24 d,對(duì)照果實(shí)的果梗已完全干枯褐變,指數(shù)為0,而10 mg/L和50 mg/L GA3處理的果實(shí)果梗保鮮指數(shù)分別為8.3和24.6,明顯高于對(duì)照(圖1B)?？梢?jiàn),不同濃度的GA3處理均能降低南果梨果皮轉(zhuǎn)黃速度,提高果梗保鮮指數(shù),其中以50 mg/L的GA3處理效果最好。GA3作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,具有很強(qiáng)的生物活性,在抑制果蔬色澤改變上尤為顯著。在香蕉[5]、柑橘[20-21]、青花菜[22]及辣椒[23]上的研究發(fā)現(xiàn),GA3能夠延緩葉綠素降解,有效延緩果蔬褪綠,與本研究結(jié)果一致。然而,曾鳳等[7]在芒果上的研究表明,低濃度的GA3能夠延緩葉綠素降解,高濃度的GA3則在一定程度上促進(jìn)葉綠素降解?？梢?jiàn),GA3能否延緩果蔬褪綠與其處理濃度有關(guān)。

圖1 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)感官指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of GA3 treatment on the sensory indices of Nanguo pear fruit

2.2 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)硬度的影響

硬度是衡量果實(shí)耐貯性的重要指標(biāo)[24]。由圖2可知,各處理果實(shí)的硬度均隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而下降?？傮w來(lái)看,10 mg/L GA3處理的果實(shí)硬度稍高于對(duì)照,而50 mg/L GA3處理的果實(shí)硬度明顯高于對(duì)照。在第16 d,對(duì)照果實(shí)的硬度為3.36 kg/cm2,與采樣當(dāng)天相比下降了82.9%,此時(shí)果實(shí)很軟,商品價(jià)值低[17];而50 mg/L GA3處理的果實(shí)硬度為8.03 kg/cm2,與采樣當(dāng)天相比僅下降了59.1%,果實(shí)較軟，正適合食用。在第24 d,對(duì)照和10 mg/L GA3處理的果實(shí)變得極軟,硬度很小已基本檢測(cè)不到,而50 mg/L GA3處理的果實(shí)硬度為2.98 kg/cm2,可見(jiàn)50 mg/L GA3處理明顯減緩了果實(shí)的軟化速度,并且可推遲硬度下降4 d左右。在柿[4]和油桃[25]果實(shí)上的研究發(fā)現(xiàn),GA3處理能夠抑制與軟化密切相關(guān)的酶活性,延緩原果膠的降解以及水溶性果膠含量的增加,從而延緩果實(shí)的軟化進(jìn)程。目前,GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)后熟軟化的具體調(diào)控機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。

圖2 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)硬度的影響Fig.2 Effects of GA3 treatment on firmness of Nanguo pear fruit

2.3 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

南果梨是呼吸躍變型果實(shí)[26]。由圖3可知,對(duì)照果實(shí)在貯藏期間出現(xiàn)2次呼吸高峰,分別在第4 d和第16 d,這與紀(jì)淑娟等[17]研究結(jié)果一致。不同濃度GA3處理的果實(shí)在貯藏第4 d呼吸強(qiáng)度明顯低于對(duì)照,僅在第16 d出現(xiàn)一次呼吸高峰,且峰值與對(duì)照差異并不明顯,可見(jiàn)GA3處理能在貯藏前期抑制南果梨果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和第一次呼吸高峰的出現(xiàn)。在番茄[27]及桃果實(shí)[28]上的研究發(fā)現(xiàn),GA3處理能夠抑制采后果實(shí)貯藏期間的呼吸強(qiáng)度,與本研究結(jié)果一致。呼吸是采后果實(shí)具有生理活動(dòng)的重要標(biāo)志,影響采后其他生理生化過(guò)程,而呼吸躍變是躍變型果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育結(jié)束和啟動(dòng)衰老的重要標(biāo)志[29],因此推測(cè)GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)的保鮮效果與其能夠抑制果實(shí)的第一次呼吸高峰出現(xiàn)密切相關(guān)。

圖3 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of GA3 treatment on respiration rate of Nanguo pear fruit

2.4 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)TSS含量及TA含量的影響

TSS是判斷果實(shí)成熟的重要指標(biāo),直接影響其貨架品質(zhì)[30]。由圖4A可見(jiàn),各處理的南果梨果實(shí)TSS含量逐漸升高,其中GA3處理的果實(shí)TSS含量明顯低于對(duì)照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實(shí)TSS含量分別比對(duì)照低5.0%(p<0.05)和6.4%(p<0.05)?？梢?jiàn),GA3處理能夠減緩南果梨果實(shí)TSS含量的上升,使果實(shí)維持較低的TSS含量。整體來(lái)看,50 mg/L GA3處理的果實(shí)TSS含量在貯藏期間雖稍低于10 mg/L GA3處理的果實(shí),但兩者之間差異并不明顯。王大平等[12]認(rèn)為GA3結(jié)合CaCl2處理能在黃花梨果實(shí)貯藏前期抑制TSS含量的上升,在貯藏后期延緩其含量下降。曹建康等[13]報(bào)道GA3處理能減緩鴨梨果實(shí)貯藏期間TSS含量的下降,使其維持較高的TSS含量。以上研究結(jié)果表明,GA3處理對(duì)采后梨果實(shí)貯藏過(guò)程中TSS含量的影響因品種及處理方式而異。

圖4 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)TSS含量和TA含量的影響Fig.4 Effects of GA3 treatment on TSS content and TA content of Nanguo pear fruit

TA含量直接影響果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。各處理的南果梨果實(shí)TA含量在貯藏期間均呈下降趨勢(shì)(圖4B)?？傮w來(lái)看,不同濃度GA3處理的果實(shí)TA含量在貯藏期間均高于對(duì)照,其中50 mg/L GA3處理效果更明顯,其在第24 d的TA含量分別是對(duì)照和10 mg/L GA3處理果實(shí)的1.5倍(p<0.01)和1.1倍(p<0.01)。由此可見(jiàn),GA3處理能延緩采后南果梨果實(shí)TA含量的下降。

2.5 不同濃度GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)VC含量的影響

VC是人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)中最重要的維生素之一。由圖5可見(jiàn),各處理果實(shí)的VC含量在貯藏期間均呈下降趨勢(shì),其中50 mg/L GA3處理的果實(shí)含量最高,其次是10 mg/L GA3處理,對(duì)照果實(shí)含量最低。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實(shí)VC含量分別是對(duì)照的1.5倍(p<0.01)和1.8倍(p<0.01),可見(jiàn)GA3處理的果實(shí)能較好的保持果實(shí)中的VC含量,以50 mg/L的GA3處理效果最好。在香蕉[5]、芒果[7]及甜櫻桃[31]上的研究也得到了一致結(jié)果,表明GA3處理能在一定程度上保持采后果實(shí)貯藏過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

圖5 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)VC含量的影響Fig.5 Effects of GA3 treatment on VC content of Nanguo pear fruit

2.6 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)MDA含量的影響

MDA是膜脂過(guò)氧化反應(yīng)的產(chǎn)物,是反映細(xì)胞膜破壞程度及果實(shí)衰老狀態(tài)的指標(biāo)[19]。由圖6可見(jiàn),各處理果實(shí)的MDA含量在貯藏前期緩慢升高而后快速上升。整體來(lái)看,GA3處理的果實(shí)MDA含量在貯藏期間低于對(duì)照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3處理的果實(shí)MDA含量分別比對(duì)照低21.0%(p<0.01)和37.3%(p<0.01),可見(jiàn)GA3處理能有效抑制采后南果梨果實(shí)MDA含量增加,其中以50 mg/L GA3處理效果最好。周會(huì)玲[27]等分別用40 mg/kg和20 mg/kg GA3處理采后番茄果實(shí),發(fā)現(xiàn)不同濃度GA3處理均可有效抑制膜透性增加,降低MDA含量,且高濃度的處理效果較好,與本研究結(jié)果一致。膜脂過(guò)氧化是引起果實(shí)后熟衰老的重要原因,本研究結(jié)果表明GA3處理能抑制采后南果梨果實(shí)的膜質(zhì)過(guò)氧化作用,延緩其成熟衰老。

圖6 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)MDA含量的影響Fig.6 Effects of GA3 treatment on MDA content of Nanguo pear fruit

2.7 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)總酚含量和PPO活性的影響

采收后的南果梨果實(shí)常溫后熟衰老過(guò)程中,酚類(lèi)物質(zhì)會(huì)在PPO的作用下形成褐色物質(zhì),使其發(fā)生酶促褐變[32-33]。由圖7A可知,各組果實(shí)的總酚含量在貯藏前期稍有上升而后快速下降,其中對(duì)照和10 mg/L GA3處理的果實(shí)總酚含量從12 d后快速下降,而50 mg/L GA3處理則推遲了4 d,即在第16 d后才開(kāi)始下降。在整個(gè)貯藏期間,50 mg/L GA3處理的果實(shí)總酚含量最高,其次是10 mg/L GA3處理,對(duì)照最低。

與總酚含量變化趨勢(shì)相似,各處理果實(shí)的PPO活性也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),GA3處理的果實(shí)PPO活性明顯比對(duì)照低(圖7B)。對(duì)照和10 mg/L GA3處理的果實(shí)PPO活性都在貯藏8 d后快速上升,在第16 d達(dá)到高峰后迅速下降,其中10 mg/L GA3處理的PPO活性峰值比對(duì)照低10.9%(p<0.05)。50 mg/L GA3處理則在貯藏12 d后快速上升,在第20 d達(dá)到高峰,時(shí)間上比其他兩處理推遲了4 d,且峰值僅為對(duì)照峰值的49.0%(p<0.01)。由此可見(jiàn),GA3處理能夠抑制采后南果梨果實(shí)貯藏期間酚類(lèi)物質(zhì)含量的降低和PPO活性的升高。在甜櫻桃[31]、脆棗[34]、枇杷[35]、李[36]及桃[37]等果實(shí)上的研究也得到了一致結(jié)果,表明GA3處理延緩果實(shí)成熟衰老與其能夠抑制酶促褐變密切相關(guān)。

圖7 GA3處理對(duì)南果梨果實(shí)總酚含量和PPO活性的影響Fig.7 Effects of GA3 treatment on total phenols content and PPO activity of Nanguo pear fruit

3 結(jié)論

GA3處理能夠降低采后南果梨常溫貯藏期間果皮的轉(zhuǎn)黃速度,保持果梗保鮮指數(shù),減緩果實(shí)的軟化速度,抑制第一次呼吸高峰的出現(xiàn),延緩TSS和MDA含量的升高,同時(shí)抑制PPO活性,使果實(shí)保持較高的VC含量和總酚含量,延緩了果實(shí)的成熟進(jìn)程,同時(shí)保持了其貯藏品質(zhì)。兩處理濃度相比,以50 mg/L的GA3處理保鮮效果最好。

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