采收成熟度對毛花獼猴桃華特果實采后品質(zhì)和貯藏性的影響

徐燕紅 宋倩倩 胡 斌 李生娥 鄭小林 姜天甲

(浙江工商大學食品與生物工程學院,浙江 杭州 310018)

果實在適宜成熟度時期采收是確保其品質(zhì)的重要因素之一。其一,采收成熟度與采后果實色澤、風味、營養(yǎng)品質(zhì)密切相關(guān)。如,海沃德獼猴桃晚采收果實抗壞血酸(ascorbic acid,ASA)含量顯著高于早采收果實[1];若椪柑短期貯藏,則晚采收有利于提高其品質(zhì),保持較好的口感[2];二級成熟度的賽買提杏含有較豐富的揮發(fā)性物質(zhì),能維持果實較好的品質(zhì)[3];余意等[4]研究發(fā)現(xiàn)過早采收的黃桃果實由于完熟期特征風味不佳導致果品商品價值降低;而較晚采收的果實完熟期才能呈現(xiàn)特征風味;但橄欖果采收期過熟,果肉糖含量下降,發(fā)生木質(zhì)纖維化,導致鮮果的口感和香氣下降,風味變淡,食用品質(zhì)降低[5]。其二,采收成熟度影響采后果實的呼吸代謝、乙烯代謝、細胞壁代謝等生理代謝。如,早采收的楊梅果實呼吸強度呈“Ⅴ”字型變化,而晚采收其呼吸強度相對趨于平穩(wěn)[6];早采收的甜櫻桃果實呼吸強度先升高后降低,晚采收果實的呼吸強度呈相反趨勢[7];完熟期的甜瓜受乙烯影響,其細胞壁水解酶活性上升更快,軟化速率顯著大于成熟期果實[8];低成熟度新疆早黃無花果實的呼吸強度低于高成熟度果實,并推遲了乙烯高峰的出現(xiàn),因而低成熟度有利于新疆早黃無花果的采后保鮮貯藏[9]。其三,采收成熟度影響采后果實的抗病性。如,較低成熟度油桃的抗病性較強,果實采后腐爛率較低[10];貯藏期間,采收六成熟紅貴妃、臺農(nóng)1號和金煌等芒果的病害發(fā)生程度均顯著低于采收八成熟果實[11];而較低成熟度獼猴桃Hort16A 采后果實的腐爛率相對較高[12]。

毛花獼猴桃華特(Actinidia erianthacv.White)是浙江省農(nóng)業(yè)科學院在泰順縣培育的新品種,于2008年獲得植物新品種權(quán),其果實大,果形整齊、豐產(chǎn)性好、抗病性強,尤其富含AsA(569～1 137 mg·100 g-1FW),其含量為美味獼猴桃、中華獼猴桃果實的4～8倍[13-14]。鄭小林課題組前期研究了毛花獼猴桃華特采后果實的品質(zhì)、呼吸代謝、糖代謝、抗壞血酸代謝特性,為有效調(diào)控采后獼猴桃果實品質(zhì)的劣變提供了理論基礎[15-16]。目前,毛花獼猴桃華特主產(chǎn)地果實采收期混亂,導致果實品質(zhì)參差不齊,商品價值低,對品牌影響力產(chǎn)生了巨大沖擊[17]。本研究通過比較不同采收成熟度毛花獼猴桃華特果實在常溫條件下的硬度、腐爛率、可溶性固形物(soluble solid,SS)含量、可滴定酸(titratable acid,TA)含量、AsA含量以及揮發(fā)性物質(zhì)變化,分析采收成熟度對果實采后風味、品質(zhì)及貯藏性的影響,旨在為確立果實適宜的采收成熟度、調(diào)控采后果實品質(zhì)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

毛花獼猴桃華特果實分別于盛花后155 d (成熟度Ⅰ)、165 d (成熟度Ⅱ)和175 d (成熟度Ⅲ)采收。果實均采自浙江省溫州市泰順縣尚進農(nóng)業(yè)合作社果園,挑選果型端正、大小均勻、無病蟲斑和機械損傷的果實,采收當天運回實驗室,按每筐20個隨機裝入已消毒的塑料筐中,用0.05 mm 厚的單層聚乙烯薄膜袋包裹塑料框,不扎口自然合攏,置于常溫(23±1℃),相對濕度85%～90%的恒溫恒濕箱中,間隔5 d 取樣一次,每種成熟度每次取30個,剝?nèi)ス?取果實赤道部位果肉,測定各項指標。

1.2 儀器與設備

UV-1800 紫外可見分光光度計,日本島津公司;3-30K 高速冷凍離心機,德國Sigma 公司;Millpore 1005 實驗室超純水系統(tǒng),德國默克集團;WYA-2S 阿貝折射儀,上海彼愛姆光學儀器有限公司;FHM-1 型硬度計,日本竹村7890A-5975C 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chormatography-mass spectrometer,GC-MS)、Agilent 1100高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)分析儀,美國安捷倫科技有限公司。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 硬度測定 每種成熟度取6個果,于赤道部位削皮約1 cm2,用硬度計測果實赤道部位硬度,每個果測4個點,取平均值。

1.3.2 腐爛率測定 選定各成熟度果實60個(以20個果/重復),觀測果實的腐爛狀況。腐爛率=腐爛果數(shù)/總果數(shù)×100%。

1.3.3 SS和TA含量測定 取10 g 果實赤道部位果肉,放入研缽中磨碎,雙層紗布過濾后,濾液4 000×g離心10 min。用阿貝折射儀測定上清液的SS含量;采用酸堿滴定法測定上清液TA含量[18]。

1.3.4 AsA含量測定 采用HPLC[19]。取2 g 果實赤道部位果肉置于研缽中,加入2 mL 0.2%偏磷酸溶液,在冰上研磨成勻漿,轉(zhuǎn)移至10 mL 離心管中,用0.2%偏磷酸溶液定容至5 mL,于4℃靜置1 h,之后4℃、12 000×g離心20 min,過0.42 μm 水膜,即為待測樣液。

HPLC 條件:色譜柱為Waters Atlantis T3(3 μm,3 mm × 150 mm),流動相為0.01 mol·L-1K2HPO3(用磷酸調(diào)pH值至2.00),進樣量2 μL,流速0.4 mL·min-1,柱溫30℃,檢測波長214 nm,運行時間15 min。

1.3.5 總抗氧化力測定 參照Alothman 等[20]的方法。稱取2.5 g 果肉于預冷的研缽中,加入預冷的40%乙醇溶液于冰上研磨至勻漿,并定容至25 mL,于4℃下避光提取20 min,4℃10 000×g離心15 min,上清液即為樣液。

吸取100 μL 上清液,加入3.6 mL 鐵離子還原能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)反應液,混勻后于37℃水浴30 min,測定反應體系在593 nm 波長處的吸光度值。根據(jù)標準標曲計算樣品的FRAP值,作為總抗氧化力。

1.3.6 揮發(fā)性成分測定 參考李盼盼等[21]的方法。取5 g 果肉,加入6 mL 飽和氯化鈉溶液,冰浴研磨勻漿轉(zhuǎn)入20 mL 頂空樣品瓶中,用帶有硅橡膠隔墊的瓶蓋密封,采用頂空固相微萃取法收集氣體成分。將頂空樣品瓶于50℃水浴平衡30 min,然后將萃取頭插入頂空瓶中距離液面1 cm 處,50℃吸附30 min,取出后插入氣相色譜進樣口,250℃下解析3 min,進行GC-MS分析。

色譜條件:色譜柱為VF-WAXms,30 m×0.25 mm×0.25 μm(柱長×內(nèi)徑×膜厚);進樣口溫度250℃,分流比1∶1,載氣為氦氣,恒流模式,柱流速1 mL·min-1;柱溫為35℃保持3 min,以2℃·min-1升至120℃,再以4℃·min-1升至180℃,最后以10℃·min-1升至240℃,保持5 min。

質(zhì)譜條件:離子源為EI,離子源溫度230℃,四級桿溫度150℃,質(zhì)量數(shù)掃描范圍33～400 amu。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Alpha soft vl 1.0軟件對揮發(fā)性物質(zhì)進行主成分分析(principal component analysis,PCA),用計算機檢索NIST/WILLEY 標準譜庫及文獻資料對揮發(fā)性物質(zhì)進行定性分析,用峰面積歸一法計算揮發(fā)性物質(zhì)的相對百分含量;采用SPSS statistics 18.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,顯著性水平設置為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同成熟度果實貯藏期間硬度和腐爛率的變化

由圖1-A可知,采收時成熟度Ⅰ和Ⅱ果實硬度無顯著差異,但均顯著大于成熟度Ⅲ果實的硬度(P＜0.05)。3種不同成熟度果實的硬度均隨著貯藏時間的延長不斷下降,成熟度Ⅰ和Ⅱ果實硬度在貯藏期間也無顯著差異,同樣均顯著高于成熟度Ⅲ果實硬度(P＜0.05)。表明成熟度Ⅰ和Ⅱ果實采后能保持較高的果實硬度,有利于貯藏。

由圖1-B可知,成熟度Ⅰ和Ⅱ果實腐爛率在貯藏前10 d 緩慢增加,之后急劇增加,而成熟度Ⅲ果實腐爛率在貯藏期間不斷增加。成熟度Ⅰ和Ⅱ果實腐爛率在貯藏期間均顯著低于成熟度Ⅲ果實(P＜0.05);而貯藏15 d后,成熟度Ⅱ果實腐爛率顯著低于成熟度Ⅲ果實(P＜0.05)。結(jié)果表明,成熟度Ⅱ果實采后腐爛率最低。

圖1 不同成熟度毛花獼猴桃果實貯藏期間硬度(A)和腐爛率(B)的變化Fig.1 Changes in firmness (A) and fruit decay rate (B) in kiwifruit with different maturity during storage

2.2 不同成熟度果實貯藏期間SS和TA含量的變化

由圖2-A可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果實采收時的SS含量分別是8.7%、9.5%和13.1%。貯藏期間,成熟度Ⅰ、Ⅱ果實的SS含量不斷上升,貯藏5 d后,成熟度Ⅰ果實的SS顯著高于成熟度Ⅱ果實;而成熟度Ⅲ果實的SS 貯藏前5 d 保持相對不變,隨著貯藏時間的延長其含量不斷降低,貯藏15 d后果實SS含量顯著低于成熟度Ⅰ和Ⅱ果實(P＜0.05)。這可能是由于成熟度Ⅰ和Ⅱ果實采收后進入后熟狀態(tài),而成熟度Ⅲ果實采收時已完成后熟。

由圖2-B可知,3種成熟度果實TA含量總體呈下降趨勢,其中成熟度Ⅰ、Ⅱ果實能維持較高的TA含量,且顯著高于成熟度Ⅲ果實(P＜0.05)。表明成熟度Ⅰ和Ⅱ果實采后能維持較高的酸度。

圖2 不同成熟度獼猴桃果實貯藏期間可溶性固形物(A)和可滴定酸(B)含量的變化Fig.2 Changes in SS (A) and TA (B) contents in kiwifruit with different maturity during storage

2.3 不同成熟度果實貯藏期間AsA含量和總抗氧化力的變化

由圖3-A可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果實采收時AsA含量分別是789.66、689.14和575.67 mg·100 g-1FW。貯藏期間,成熟度Ⅰ果實的AsA含量緩慢增加;成熟度Ⅱ果實的AsA含量保持相對穩(wěn)定;成熟Ⅲ果實的AsA含量在前5 d 略微增加,之后基本保持穩(wěn)定。成熟度Ⅰ果實AsA含量顯著高于成熟度Ⅱ和Ⅲ果實(P＜0.05),成熟度Ⅱ果實AsA含量顯著高于成熟度Ⅲ果實(P＜0.05)。表明采后果實AsA含量隨采收成熟度的增加而降低。

由圖3-B可知,3種成熟度果實貯藏期間總抗氧化力依次表現(xiàn)為Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ,且三者間差異顯著(P＜0.05)。成熟度Ⅰ果實總抗氧化力大體呈上升趨勢(10～15 d 略有下降);成熟度Ⅱ果實在貯藏前5 d 下降,而后相對穩(wěn)定;成熟度Ⅲ果實在貯藏前10 d 呈下降趨勢,而后呈上升趨勢。表明,果實采收成熟高顯著降低了采后果實的抗氧化活性物質(zhì)的含量,導致采后果實的總抗氧化力下降。

圖3 不同成熟度獼猴桃果實貯藏期間AsA含量和總抗氧化力的變化Fig.3 Changes in AsA contents and FRAP value in kiwifruit with different maturity during storage

2.4 不同成熟度果實貯藏期間主要揮發(fā)性成分種類變化

由表1可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ果實中分別共檢出41、33、36種揮發(fā)性成分,可分為酯類、醛酮類、醇類、烴類和醚類,其中果實的典型風味物質(zhì)為乙酸乙酯、己醛、2-己烯醛、3-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇。同時,3種成熟度果實在貯藏期間的揮發(fā)性成分始終以醛酮類為主,其中2-己烯醛相對含量在各采收期分別高達77.17%、79.20%和71.40%;隨著貯藏時間的延長其含量逐漸降低,貯藏20 d時,分別降至69.56%、68.15%和58.31%。貯藏0～10 d,3種成熟度果實的揮發(fā)性成分均以己醛、2-己烯醛、3-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇等的相對含量較高;貯藏20 d時,與成熟度Ⅰ和Ⅱ果實相比,成熟度Ⅲ果實中1-辛醇、二甲基硅烷二醇和1-壬醇等醇類的相對含量高。

表1 不同成熟度獼猴桃果實貯藏期間主要揮發(fā)性成分的變化Table1 Changes in volatile aroma components in kiwifruit of different maturity during storage

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表1(續(xù))

2.5 不同成熟度果實貯藏期間酯類、醛酮類、醇類、烴類和醚類物質(zhì)含量差異比較

由圖4-A可知,隨著貯藏時間延長,成熟度Ⅰ和Ⅱ果實酯類相對含量均不斷增加,但成熟度Ⅲ果實酯類相對含量呈先下降后上升的趨勢。采收時,成熟度Ⅲ果實的酯類相對含量顯著高于成熟度Ⅰ和Ⅱ果實(P＜0.05),但當果實完熟后(貯藏20 d),不同成熟度果實間無顯著差異(P＞0.05)。

由圖4-B可知,醛酮類是華特果實采后的主要揮發(fā)性成分。隨著貯藏時間延長,3種成熟度果實醛酮類相對含量均呈緩慢下降趨勢,其中,成熟度Ⅲ果實的醛酮類相對含量下降較快。3種成熟度果實醛酮類相對含量在采收時無顯著差異(P＞0.05),但貯藏20 d時,成熟度Ⅰ果實醛酮類相對含量顯著高于成熟度Ⅲ果實(P＜0.05)。

由圖4-C可知,隨著貯藏時間延長,成熟度Ⅰ和Ⅲ果實的醇類相對含量不斷降低,成熟度Ⅱ果實保持穩(wěn)定。采收時,成熟度Ⅰ和Ⅲ果實果實醇類含量顯著高于成熟度Ⅱ果實(P＜0.05);當果實完熟后,成熟度Ⅲ果實醇類含量顯著高于成熟度Ⅰ和Ⅱ果實(P＜0.05)。

由圖4-D可知,隨著貯藏時間延長,3種成熟度果實烴類相對含量均呈先下降后上升的趨勢。采收時,成熟度Ⅰ果實烴類相對含量與Ⅲ果實烴類相對含量間差異顯著,但果實完熟后,成熟度Ⅱ和Ⅲ果實烴類相對含量顯著高于成熟度Ⅰ果實(P＜0.05)。

正丁醚是華特果實中唯一檢出的醚類物質(zhì),其相對含量極低。由圖4-E可知,貯藏期間,成熟度Ⅱ果實醚類相對含量始終顯著高于成熟度Ⅰ和Ⅲ果實(P＜0.05)。

3 討論

獼猴桃屬于典型的呼吸躍變型果實,采收成熟期過早,糖、有機酸等營養(yǎng)素積累不足,導致果實完熟后風味和營養(yǎng)品質(zhì)差;采收成熟期過晚,果實硬度和質(zhì)地變軟,物流不便,貯藏期短。因此,適宜的采收成熟度是影響采后獼猴桃果實品質(zhì)和貯藏性的關(guān)鍵因素之一。SS和TA是評價果實成熟、口感及營養(yǎng)的常規(guī)指標。本研究中成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ毛花獼猴桃華特果實采收時的SS含量分別是8.7%、9.5%和13.1%,但成熟度Ⅰ和Ⅱ果實采收完熟后,其SS含量均顯著高于成熟度Ⅲ果實。同時,在貯藏期間,成熟度Ⅰ、Ⅱ果實的硬度和TA含量均顯著高于成熟度Ⅲ果實,且果實的腐爛率顯著低于成熟度Ⅲ果實。因此,成熟度Ⅰ和Ⅱ果實貯藏期間能保持較好的感官及營養(yǎng)品質(zhì)。AsA含量是評價獼猴桃果實品質(zhì)最重要的營養(yǎng)指標。美味獼猴桃和中華獼猴桃果實的AsA 在貯藏期間極易損失,導致果實品質(zhì)降低[22-23]。與美味獼猴桃和中華獼猴桃相比,毛花獼猴桃華特果實采后仍具有較高AsA 生物合成和AsA 再生成代謝活性,因而采后果實AsA 損失量少[24]。本研究結(jié)果表明,在貯藏期間,3種不同采收成熟度華特果實AsA 損失量少,但果實采收時的AsA含量隨采收成熟度增加顯著降低,進而降低了果實的營養(yǎng)價值。同時,果實采收成熟度高,貯藏期間果實的腐爛率也增加,說明毛花獼猴桃華特采收成熟度過高,不利于其采后保鮮貯藏。

果實采收成熟度影響采后果實香氣成分的含量。謝超等[25]發(fā)現(xiàn)3種成熟度櫻桃果實采后共檢出醛類、醇類、酯類、酸類和酮類等30種香氣成分,其中酸類和酮類的相對含量隨采收成熟度增加而上升,而烴類相對含量下降;同時乙醇和(Z)-2-己烯醇是主要的醇類成分,隨著采收成熟度增加,乙醇相對含量上升,而(Z)-2-己烯醇含量下降。獼猴桃果實揮發(fā)性成分的種類和含量具有品種差異,且在后熟過程中伴隨揮發(fā)性物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化而發(fā)生變化,導致果實風味變化[26-27]。如,中華獼猴桃6個品種中的揮發(fā)性成分92種[26]。美味獼猴桃Hayward和Hort16A 果實中的揮發(fā)性成分有80種[27]。美味獼猴桃布魯諾果實常溫貯藏下有79種揮發(fā)性物質(zhì)[21]。本研究中檢出成熟度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ毛花獼猴桃采后果實的揮發(fā)性風味物質(zhì)種類分別為41、33和36種,說明毛花獼猴桃果實的揮發(fā)性物質(zhì)種類數(shù)明顯少于中華獼猴桃和美味獼猴桃果實,且采收成熟度影響果實的揮發(fā)性物質(zhì)種類。果實揮發(fā)性物質(zhì)存在多種合成途徑,依前體物質(zhì)的不同,主要有脂肪酸途徑、氨基酸途徑、單糖途徑和萜類合成途徑等,其中脂肪酸代謝途徑分為脂氧合酶代謝途徑和β-氧化途徑[28]。鄭小林課題研究發(fā)現(xiàn)美味獼猴桃布魯諾采后果實通過脂肪酸代謝途徑合成主要揮發(fā)性物質(zhì),而低溫降低脂肪酸代謝途徑的相關(guān)酶活性及其基因表達量,進而控制酯類、醛酮類物質(zhì)的合成與分解,從而使果實在低溫貯藏下酯類等揮發(fā)性物質(zhì)較常溫減少20 多種[29]。有關(guān)毛花獼猴桃果實采后主要揮發(fā)性物質(zhì)的合成及轉(zhuǎn)化的代謝特性和調(diào)控還有待進一步研究。

酯類、醇類物質(zhì)具有特別的香味,對獼猴桃果實的香氣有較大的貢獻,但其含量過高會導致果實產(chǎn)生異味。如,常溫貯藏下,美味布魯諾獼猴桃果實后熟后乙醇、乙醛積累導致果實產(chǎn)生“酒精異味”而影響果實品質(zhì)[21]。毛花獼猴桃華特采后果實中醛酮類始終為主要的香氣成分,在貯藏期間其相對含量幾乎均高于80%,說明毛花獼猴桃華特果實在貯藏期間不易積累脂類、醇類而發(fā)生異味。貯藏期間,成熟度Ⅰ果實能維持較豐富的揮發(fā)性成分種類及較高的酯類和醛酮類相對含量,具有較好的風味品質(zhì);成熟度Ⅱ果實能維持較高的醛酮類、醚類、烴類相對含量,但酯類和醇類相對含量較低;成熟度Ⅲ果實能維持較豐富的醛酮類及較高的酯類、醇類相對含量,風味品質(zhì)較好,但貯藏性較差。

4 結(jié)論

綜上,采后貯藏期間成熟度Ⅰ和Ⅱ果實能保持較高的營養(yǎng)及風味品質(zhì),且果實的腐爛率低,因而具有較好的貯藏性;成熟度Ⅲ果實盡管風味較好,但在貯藏期間果實的硬度低、主要營養(yǎng)物質(zhì)含量(SS、TA和AsA)和抗氧化力低,腐爛率高,因而果實營養(yǎng)品質(zhì)和貯藏性較差。建議毛花獼猴桃華特果實盡量在盛花后165 d前采收。本研究為確立毛花獼猴桃華特果實的適宜采收成熟度提供了理論依據(jù)。