不同貯藏期香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)的比較研究

張敏歡，王倩倩，吳杰，余麗娟

(1 石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子 832003;2 石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003)

庫(kù)爾勒香梨具有皮薄、肉嫩、味香、耐貯等特點(diǎn)，廣受消費(fèi)者歡迎，在市場(chǎng)中占有一席之地。但香梨貯運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的腐爛、變質(zhì)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響經(jīng)銷商及消費(fèi)者的直觀感受和客觀評(píng)價(jià)，甚至導(dǎo)致香梨口碑有所下降。另外，庫(kù)爾勒香梨成熟果實(shí)以綠色居多，向陽(yáng)面泛出紅暈，甘甜、可口；背陰面多為深綠色，松軟膩人。因此，人們多選擇以陽(yáng)面紅暈較多的香梨為食。大多數(shù)商家著眼于通過(guò)改善種植和管理以提升香梨的產(chǎn)量[1-2],但香梨的銷售量還受到品質(zhì)和貯運(yùn)2個(gè)因素的影響，貯藏時(shí)間是影響香梨采后口感和品質(zhì)的重要因素。

近年來(lái)，何天明等[3]對(duì)香梨早期的果肉、果皮、果點(diǎn)、石細(xì)胞的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。田路明等[4]對(duì)梨果實(shí)大小的發(fā)育動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究。李蘭婷[5]對(duì)新梨7號(hào)這一品種在不同貯藏條件下果實(shí)及果皮中葉綠素、硬度、可溶性固形物、可溶性糖以及有機(jī)酸等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，探討果實(shí)、果皮隨貯藏期延長(zhǎng)而產(chǎn)生的變化。張琦等[6]采用不同貯藏方式存放新梨7號(hào)和庫(kù)爾勒香梨，并研究貯藏方式對(duì)梨果皮組織結(jié)構(gòu)的影響。宿勝男[7]對(duì)不同貯藏條件下香梨的腐爛率、失重率、硬度以及各種生理生化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，探索貯藏條件對(duì)香梨蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分的影響。也有研究[8]對(duì)導(dǎo)致梨感染、腐爛、致病的真菌進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。但目前針對(duì)不同貯藏時(shí)間香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)變化情況的研究甚少。

為了更好地評(píng)價(jià)香梨在貯藏過(guò)程中的果肉解剖結(jié)構(gòu)變化情況，本文以常溫下不同貯藏時(shí)間(青熟、中熟、黃熟)的庫(kù)爾勒香梨為研究對(duì)象，采用石蠟切片法制作陰面與陽(yáng)面果肉解剖結(jié)構(gòu)切片，使用顯微鏡觀察果肉薄壁細(xì)胞和石細(xì)胞形態(tài)，測(cè)量和比較果肉石細(xì)胞團(tuán)、薄壁細(xì)胞長(zhǎng)度、面積、密度等數(shù)量指標(biāo)，為香梨最適貯運(yùn)時(shí)間選擇和品質(zhì)改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

香梨試樣于2018年8月采自新疆庫(kù)爾勒市沙依東香梨園(41.725°N、86.174°E)。采摘青熟期、無(wú)畸形、無(wú)病害、無(wú)損傷、形態(tài)較完整的新鮮成熟梨果。采后于溫度為0 °C、濕度為85%～95%的環(huán)境下冷藏，待測(cè)試樣分別在室溫下貯藏1 d(青熟)、21 d(中熟)、45 d(黃熟)后，取樣。

1.2 方法

1.2.1 石蠟切片法

選取3組不同貯藏期的香梨，標(biāo)記向陽(yáng)部位(紅暈處)和背陰部位。于果肉的陰面和陽(yáng)面各切取1個(gè)1 cm×1 cm×2 mm的組織塊。將組織塊投入FAA固定液，真空抽氣泵抽氣后，靜置24 h。取固定好的組織樣，加入酒精進(jìn)行脫水，酒精濃度由低到高，逐級(jí)增大，分別為：70%、85%、95%、100%；加入100%乙醇及二甲苯1∶1混合液；放入二甲苯中2次，直到獲得徹底透明的材料；二甲苯及熔融石蠟按照體積比1∶1低溫(40 ℃)滲蠟8 h后，調(diào)溫至60 ℃進(jìn)行高溫滲蠟，2 h后換純蠟，進(jìn)行3次；含材料的石蠟包埋后經(jīng)切片機(jī)切片，切片厚10 μm,番紅-固綠二重染色,加拿大樹(shù)脂膠封片，使用Olympus顯微鏡(BX51T-32FIBGU)觀察并照相[9-10]。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析方法

為了研究貯藏過(guò)程中果肉石細(xì)胞團(tuán)、薄壁細(xì)胞形態(tài)與大小的變化情況，對(duì)香梨果肉顯微結(jié)構(gòu)圖中果肉薄壁細(xì)胞和石細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行以下測(cè)量和分析：

(1)Digimizer軟件對(duì)香梨果肉顯微結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)所觀察視野中所有大、中、小3種不同大小的果肉薄壁細(xì)胞，石細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行測(cè)量。所測(cè)指標(biāo)包括石細(xì)胞的直徑、果肉薄壁細(xì)胞解離長(zhǎng)度、果肉薄壁細(xì)胞的直徑，計(jì)算果肉薄壁細(xì)胞密度(果肉薄壁細(xì)胞的數(shù)目/所占面積)。

(2)SPSS Statistics 25軟件進(jìn)數(shù)據(jù)方差分析，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤、顯著性水平等參數(shù)。

(3)Origin 7.5軟件繪制不同貯藏期果肉薄壁細(xì)胞密度、直徑、解離長(zhǎng)度變化柱狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)

香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)主要包含石細(xì)胞團(tuán)、團(tuán)圍薄壁細(xì)胞、團(tuán)間薄壁細(xì)胞。

石細(xì)胞是由薄壁細(xì)胞細(xì)胞壁加厚形成的，分布于香梨果肉薄壁細(xì)胞之間，含量較少，多聚集成團(tuán)。經(jīng)觀察，香梨石細(xì)胞團(tuán)近圓形，呈赤色，細(xì)胞壁木質(zhì)化程度高，質(zhì)地較硬(圖1D)。團(tuán)內(nèi)石細(xì)胞擺列緊蹙，間隙較小。各個(gè)石細(xì)胞團(tuán)之間間距較大，相隔較遠(yuǎn)。香梨各樣品中石細(xì)胞團(tuán)含量較少、分布較稀疏，存在單個(gè)或少量石細(xì)胞散布在果肉細(xì)胞中的現(xiàn)象。

香梨果肉中薄壁細(xì)胞多呈現(xiàn)圓形或卵圓形。團(tuán)圍薄壁細(xì)胞為長(zhǎng)卵形，呈輻射狀排布在石細(xì)胞團(tuán)周邊(圖1D)；團(tuán)間薄壁細(xì)胞呈近圓形或長(zhǎng)卵形，形態(tài)較大，排列緊密，細(xì)胞數(shù)量較多，細(xì)胞間隙不發(fā)達(dá)(圖1D)。

2.2 不同貯藏期以及受光面香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)的變化

陽(yáng)面樣品貯藏期為1 d時(shí)(圖1A)，果肉薄壁細(xì)胞形態(tài)完整，細(xì)胞壁平滑，排列緊密，多呈圓形或似圓形，形態(tài)有大有小。石細(xì)胞團(tuán)大小不一，鑲嵌在果肉薄壁細(xì)胞間，甚至存在單個(gè)石細(xì)胞散落在薄壁細(xì)胞間，但數(shù)量較少。貯藏期為21 d時(shí)(圖1B)，薄壁細(xì)胞體積變大，細(xì)胞邊緣不再圓潤(rùn)，細(xì)胞壁逐漸彎曲，出現(xiàn)少量褶皺，細(xì)胞形態(tài)較完好。解離的薄壁細(xì)胞數(shù)目增多且解離長(zhǎng)度增加，果肉薄壁細(xì)胞呈長(zhǎng)條狀。細(xì)胞間的間距越來(lái)越遠(yuǎn)，果肉薄壁細(xì)胞排列越來(lái)越疏松，解離程度也隨之增加。團(tuán)間薄壁細(xì)胞先解離，團(tuán)圍薄壁細(xì)胞后解離，團(tuán)間薄壁細(xì)胞細(xì)胞壁的解離部分明顯比團(tuán)圍薄壁細(xì)胞多且解離長(zhǎng)度較長(zhǎng)。貯藏期為45 d時(shí)(圖1C)，果肉薄壁細(xì)胞的解離程度越來(lái)越大，幾乎每個(gè)細(xì)胞都有破裂的地方，部分細(xì)胞存在多條裂縫，幾乎沒(méi)有完好無(wú)損的果肉薄壁細(xì)胞存在。

與陽(yáng)面相比，貯藏期為1 d時(shí)(圖1D)，陰面石細(xì)胞團(tuán)較小，石細(xì)胞數(shù)目較少且多數(shù)石細(xì)胞在果肉中散布。果肉薄壁細(xì)胞較豐滿，形態(tài)不規(guī)則，長(zhǎng)卵形占多數(shù)，擺列松散。貯藏期為21 d時(shí)(圖1E)，相較陽(yáng)面，陰面的皺縮現(xiàn)象較嚴(yán)重，果肉薄壁細(xì)胞存在多處褶皺，細(xì)胞壁彎曲折疊，呈波曲狀，甚至部分細(xì)胞出現(xiàn)皺縮成一團(tuán)，重疊在一起，形態(tài)模糊的現(xiàn)象。果肉薄壁細(xì)胞體積變大，解離的薄壁細(xì)胞逐漸增多。貯藏期為45 d時(shí)(圖1F)，陰面果肉薄壁細(xì)胞解離更加嚴(yán)重，細(xì)胞間的邊界愈來(lái)愈模糊。每個(gè)薄壁細(xì)胞均有多處解離，且較陽(yáng)面而言解離現(xiàn)象愈加明顯。

A—陽(yáng)面青熟期,×200；B—陽(yáng)面中熟期,×200；C—陽(yáng)面黃熟期,×200；D—陰面青熟期,×100；E—陰面中熟期,×200；F—陰面黃熟期,×200。圖1 不同貯藏期及受光面香梨果肉顯微結(jié)構(gòu)圖

2.3 不同貯藏期及受光面香梨果肉薄壁細(xì)胞大小、密度、解離程度的比較

經(jīng)Digimizer軟件測(cè)得，香梨果肉石細(xì)胞團(tuán)的大小約為(31 482.12±338.24) μm2,半徑為(177.43±18.38) μm即159.05～195.82 μm。石細(xì)胞的大小約為(3 272.25±478.39) μm2，半徑為(57.20±21.87) μm。石細(xì)胞團(tuán)的形態(tài)與大小在貯藏過(guò)程中變化不大。

由圖2～4，隨貯藏期的延長(zhǎng)，無(wú)論陽(yáng)面還是陰面，香梨果肉薄壁細(xì)胞密度下降，薄壁細(xì)胞直徑、解離長(zhǎng)度上升；從青熟期至黃熟期，陽(yáng)面香梨果肉薄壁細(xì)胞密度由(16.5±2.87) 個(gè)/mm2下降至(6.27±2.10) 個(gè)/mm2，直徑由(223.45±23.53) μm增加到(397.34±63.47) μm，果肉薄壁細(xì)胞解離長(zhǎng)度由(22.45±3.46) μm上升到(49.42±2.12) μm。陽(yáng)面的果肉薄壁細(xì)胞直徑比陰面小，密度比陰面大，解離程度比陰面小。即，陽(yáng)面果肉薄壁細(xì)胞小而密集，陰面則大而松散，陰面果肉薄壁細(xì)胞解離較嚴(yán)重。

由此可知，香梨果肉薄壁細(xì)胞密度與貯藏期呈負(fù)相關(guān)，薄壁細(xì)胞直徑、薄壁細(xì)胞解離長(zhǎng)度與貯藏期呈正相關(guān)。隨著貯藏期的延長(zhǎng)，果肉薄壁細(xì)胞由于細(xì)胞壁的軟化和細(xì)胞間的解離，面積越來(lái)越大，密度越來(lái)越小，解離程度越來(lái)越大。

相同字母表示不同貯藏期薄壁細(xì)胞密度差異不顯著， 不同字母表示差異顯著，P<0.05。圖2 不同貯藏期果肉薄壁細(xì)胞密度變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差)

相同字母表示不同貯藏期薄壁細(xì)胞直徑差異不顯著， 不同字母表示差異顯著，P<0.05。圖3 不同貯藏期果肉薄壁細(xì)胞直徑變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差)

相同字母表示不同貯藏期薄壁細(xì)胞解離長(zhǎng)度差異不顯著， 不同字母表示差異顯著，P<0.05。圖4 不同貯藏期薄壁細(xì)胞解離長(zhǎng)度變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差)

3 討論

3.1 庫(kù)爾勒香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)特征

香梨的果肉解剖結(jié)構(gòu)與其它品種的梨有所差異。蘋果梨石細(xì)胞團(tuán)的大小為(168.84±49.33) μm，大梨石細(xì)胞團(tuán)的大小為(190.20±42.97) μm[11]。而本文測(cè)得庫(kù)爾勒香梨石細(xì)胞團(tuán)的大小為(177.43±18.39) μm，介于蘋果梨和大梨二者之間。香梨果肉中石細(xì)胞團(tuán)較小，石細(xì)胞團(tuán)間間隔較遠(yuǎn)，每個(gè)切片僅能看見(jiàn)個(gè)別石細(xì)胞團(tuán)，石細(xì)胞團(tuán)數(shù)目極少。蘋果梨和大梨的口感均細(xì)，而香梨的口感極細(xì)。這可能與香梨果肉中石細(xì)胞團(tuán)的分布與數(shù)目有密切關(guān)系。貯藏初期的香梨果肉薄壁細(xì)胞面積約為(31 692.12±23 493.77) μm2。顧模[11]在梨果肉結(jié)構(gòu)的解剖研究中測(cè)得錦豐的果肉薄壁細(xì)胞的大小為(32 850.00±8 273.70) μm2，磨盤梨56～520的果肉薄壁細(xì)胞的面積為(31 324.21±10 748.91) μm2。庫(kù)爾勒香梨的果肉薄壁細(xì)胞大小介于錦豐與磨盤梨56～520之間。香梨果肉薄壁細(xì)胞大且多，且香梨果肉質(zhì)細(xì)水多，貯水量較大，口感較脆。綜上所述，與其它梨的品種相比，香梨果肉中石細(xì)胞團(tuán)含量少、分布稀疏，而果肉薄壁細(xì)胞大且多，貯存著大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水分及糖分。因此，香梨肉細(xì)汁多且質(zhì)嫩味甜。

3.2 不同貯藏期香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)的比較

香梨的果肉軟化可能與果肉中薄壁細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)容物的解離有關(guān)。宋林艷[12]認(rèn)為細(xì)胞壁多糖降解、果膠降解影響到梨果實(shí)軟化。趙云峰等[13]總結(jié)出果實(shí)軟化取決于細(xì)胞壁降解酶的作用以及細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組分的變化。羅自生等[14]研究得出NSCC涂膜處理能夠抑制纖維素酶活性，減緩果實(shí)硬度的下降，延緩果實(shí)軟化。Raquel P.F.Guiné[15]指出干燥對(duì)梨的織構(gòu)性能都有一定的影響，在干燥過(guò)程中硬度大大降低。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，香梨果肉中的薄壁細(xì)胞密度逐漸下降，細(xì)胞解離程度逐漸加強(qiáng)，薄壁細(xì)胞細(xì)胞壁逐漸解離，果肉硬度有所下降甚至出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。當(dāng)貯藏天數(shù)約為21 d時(shí)，薄壁細(xì)胞破損程度較輕，陽(yáng)面果肉薄壁細(xì)胞形態(tài)較完好，而陰面薄壁細(xì)胞細(xì)胞壁出現(xiàn)了部分皺縮甚至重疊，但果肉薄壁細(xì)胞裂解程度較低。當(dāng)貯藏期超過(guò)21 d時(shí)，薄壁細(xì)胞的細(xì)胞壁各個(gè)方向都開(kāi)始出現(xiàn)嚴(yán)重的破損。因此，在貯運(yùn)過(guò)程中，盡量控制貯藏時(shí)間在21 d以內(nèi)，防止貯藏時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)果肉結(jié)構(gòu)帶來(lái)?yè)p害。

隨著貯藏期的延長(zhǎng)，香梨果肉薄壁細(xì)胞間的間隙越來(lái)越大，細(xì)胞間結(jié)合越來(lái)越松散，可能是由于細(xì)胞間相互作用力加強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)的壓力高于外界壓力，胞內(nèi)膨壓導(dǎo)致果肉薄壁細(xì)胞出現(xiàn)解離并隨著貯藏期延長(zhǎng)而增加，細(xì)胞內(nèi)容物也逐漸解離。此外，在貯運(yùn)過(guò)程中，梨在超過(guò)規(guī)定應(yīng)力值后會(huì)發(fā)生相應(yīng)的損傷[16]。外界的機(jī)械強(qiáng)度對(duì)香梨果肉結(jié)構(gòu)有一定的影響,會(huì)對(duì)果實(shí)果肉中薄壁細(xì)胞形成一定的壓力，致使細(xì)胞皺縮甚至破損，影響香梨的品質(zhì)。而且，受傷的組織更容易腐爛或褐變[17-19]，這使得香梨在貯運(yùn)過(guò)程中面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，盡量縮短貯運(yùn)時(shí)間，改善貯運(yùn)條件，降低對(duì)香梨果肉組織的損傷程度，是保證香梨極佳品質(zhì)和口感的關(guān)鍵。

3.3 不同受光面香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)的比較

不同受光面香梨的果肉解剖結(jié)構(gòu)有所不同。陰面果肉薄壁細(xì)胞較大，排列較松散且細(xì)胞間隙較發(fā)達(dá)；陽(yáng)面反之。在貯藏過(guò)程中，陰面更容易出現(xiàn)皺縮，細(xì)胞壁波曲，果肉薄壁細(xì)胞更容易出現(xiàn)解離。李治梅[20]認(rèn)為，果實(shí)硬度主要由細(xì)胞間的結(jié)合力、細(xì)胞構(gòu)成物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度和細(xì)胞膨壓所決定。陰面果肉薄壁細(xì)胞更易解離可能是由于陰面果肉薄壁細(xì)胞膨壓的上升較快，細(xì)胞間結(jié)合較疏松。陽(yáng)面果肉薄壁細(xì)胞小而密，陰面果肉薄壁細(xì)胞大而疏。陰面果肉薄壁細(xì)胞較大，其膨壓較大，導(dǎo)致陰面果肉薄壁細(xì)胞細(xì)胞壁易受損，內(nèi)容物易解離，細(xì)胞更容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象。因此，在貯運(yùn)中需要特別留意果實(shí)陰面受損情況，盡量減少對(duì)陰面的機(jī)械壓力、改善貯運(yùn)環(huán)境以及增加對(duì)貯運(yùn)中的香梨的保護(hù)措施，如給香梨套袋時(shí)將香梨的陰面朝上放置，將有效的減少陰面損傷。

4 結(jié)論

(1)香梨果肉解剖結(jié)構(gòu)特征：相比其它梨品種，香梨石細(xì)胞團(tuán)較小、數(shù)目較少、分布松散；果肉薄壁細(xì)胞較大、數(shù)目較多、排列緊密。

(2)香梨果肉結(jié)構(gòu)隨貯藏期延長(zhǎng)，果肉薄壁細(xì)胞趨于疏松至解離；其貯藏時(shí)間應(yīng)控制在21 d(中熟期)內(nèi)，以維持果肉較好的狀態(tài)。

(3)相比陽(yáng)面，果實(shí)陰面果肉結(jié)構(gòu)更易解離和軟化，在儲(chǔ)運(yùn)中更容易受損，需要進(jìn)行有效的防護(hù)，避免陰面果肉結(jié)構(gòu)受損。