低溫貯藏對(duì)藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)與主要成分的影響

魏鑫 郭丹 王宏光 劉成

摘要：以“北陸”藍(lán)莓為試驗(yàn)材料，分析低溫貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)和主要成分的變化規(guī)律，并探討電子鼻應(yīng)用于檢測(cè)藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的可行性。結(jié)果表明：貯藏期間，藍(lán)莓果實(shí)的失重率和腐爛率不斷升高，硬度不斷降低;可溶性固形物（TSS）含量呈升高—降低—升高的變化趨勢(shì)，可滴定酸（TA）、維生素C含量不斷降低;總酚、類黃酮、花青素相對(duì)含量先升高后降低;過(guò)氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量先升高后降低。主成分分析（PCA）和線性判別分析（LDA）方法相結(jié)合，可以區(qū)分貯藏期間藍(lán)莓揮發(fā)物質(zhì)變化。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓;低溫貯藏;品質(zhì);成分;電子鼻

中圖分類號(hào)：S668.9? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2021）05-0029-05

藍(lán)莓果肉細(xì)膩，酸甜適度，營(yíng)養(yǎng)成分與活性物質(zhì)豐富，具有多種保健功能，被譽(yù)為“漿果之王”。露地藍(lán)莓成熟季節(jié)多在6—8月，果實(shí)采后貯藏難的問(wèn)題嚴(yán)重影響藍(lán)莓的商品性，限制了藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。低溫貯藏是藍(lán)莓鮮果生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的貯藏方法。藍(lán)莓果實(shí)的氣味與其成熟度、貯藏時(shí)間及腐敗程度有著密切關(guān)聯(lián)，因此，氣味可以作為判別果實(shí)生理狀態(tài)的因子。“電子鼻”是一種分析、識(shí)別、檢測(cè)復(fù)雜嗅味和揮發(fā)性成分的人工嗅覺(jué)系統(tǒng)，具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)。本課題以半高叢藍(lán)莓品種“北陸”為試材，分析低溫貯藏過(guò)程中藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)和主要成分的變化規(guī)律，以期為藍(lán)莓的貯藏保鮮及深加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藍(lán)莓品種為“北陸”，采自遼寧省果樹(shù)科學(xué)研究所藍(lán)莓試驗(yàn)園。

1.2 儀器與設(shè)備

53205型數(shù)顯果實(shí)硬度計(jì)（探頭直徑2 mm）：北京陽(yáng)光億事達(dá)科技有限公司;PAL-BX/ACID5型糖酸度計(jì)：日本ATAGO（愛(ài)拓）公司;PEN3型電子鼻：德國(guó)AIRSENSE公司;UV-2550型紫色分分光度儀：島津國(guó)際貿(mào)易上海有限公司;GL-16G-Ⅱ型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠;ME204E型分析天平：瑞士梅特勒—托利多儀器公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2017年6月29日選取“北陸”藍(lán)莓充分成熟果實(shí)5 kg，裝入塑料盒（125±5 g/盒）中，在4 ℃下貯藏。貯藏期間，每7 d測(cè)定果實(shí)的品質(zhì)和生理指標(biāo)。第0，6，12，18，24，28，30，32，36，39，41，46 d利用電子鼻測(cè)定果實(shí)中芳香成分，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果取平均值。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 外觀品質(zhì)測(cè)定 1） 失重率。按照公式計(jì)算。失重率=（貯藏前果實(shí)質(zhì)量-測(cè)定時(shí)果實(shí)質(zhì)量）/貯藏前果實(shí)質(zhì)量×100%。2） 腐爛率。將有長(zhǎng)霉、流水、凹陷、破裂等腐爛現(xiàn)象的果實(shí)記為腐爛果，按照公式計(jì)算。腐爛率=壞果數(shù)/總果數(shù)×100%。3） 硬度。使用硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度。

1.4.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 1） 可溶性固形物（Total Soluble Solid，TSS）和可滴定酸（Titritable acidity，TA）含量采用糖酸度計(jì)法測(cè)定;維生素C含量采用2，6-二氯靛酚法測(cè)定。

1.4.3 功能成分測(cè)定 總酚物質(zhì)、類黃酮、花青素相對(duì)含量采用1%鹽酸—甲醇比色法測(cè)定。以每克果蔬組織在波長(zhǎng)280 nm處吸光度值表示總酚相對(duì)含量，即OD280/g;在波長(zhǎng)325 nm處吸光度值表示類黃酮相對(duì)含量，即OD325/g;在波長(zhǎng)530 nm和600 nm處吸光值之差表示花青苷相對(duì)含量（U），即U=（OD530-OD600）/g。

1.4.4 過(guò)氧化物酶、丙二醛測(cè)定 1） 過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）活性。稱取果肉5.0 g，以pH值5.5的0.1 mol/L乙酸—乙酸鈉提取緩沖液研磨，采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定，以每分鐘反應(yīng)體系在470 nm處吸光度值增加0.01時(shí)所需的酶量為1個(gè)活性單位。2） 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量。稱取果肉2.0 g，以100 g/L三氯乙酸溶液研磨，采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定，以nmol/g FW表示。

1.4.5 電子鼻檢測(cè) 將3份125±5 g藍(lán)莓果實(shí)置于250 mL的燒杯中，用保鮮膜封口，設(shè)3個(gè)平行，在25 ℃下放置10 min，使用電子鼻獲取果實(shí)揮發(fā)性氣體響應(yīng)值，檢測(cè)后進(jìn)行清零和標(biāo)準(zhǔn)化。

電子鼻測(cè)定參數(shù)為：樣品測(cè)定間隔時(shí)間1 s;樣品準(zhǔn)備時(shí)間3 s;樣品測(cè)試時(shí)間20 s;測(cè)量計(jì)數(shù)1 s;清洗時(shí)間60 s;自動(dòng)調(diào)零時(shí)間10 s;自動(dòng)稀釋0;內(nèi)部流量400 mL/min;進(jìn)樣流量400 mL/min。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理;利用Winmuster軟件對(duì)電子鼻采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用主成分分析（principal component analysis，PCA）、線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）和負(fù)荷加載分析（loadings，LA）方法對(duì)響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行分析;利用SPSS 20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)外觀品質(zhì)的變化

貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)失重率（A）、腐爛率（B）及硬度（C）的變化規(guī)律如圖1所示。小寫字母表示差異顯著（P<0.05），下同。

由圖1可以看出：1） 藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間果實(shí)失水萎蔫，失重率顯著升高，至貯藏結(jié)束（56 d）時(shí)達(dá)21.96%。2） 貯藏14 d開(kāi)始出現(xiàn)腐爛果，隨貯藏時(shí)期的延長(zhǎng)腐爛率顯著升高，貯藏0～35 d時(shí)升高相對(duì)緩慢，35 d時(shí)為2.51%，隨后升高速率加快，至貯藏結(jié)束（56 d）時(shí)達(dá)11.02%。3） 貯藏期間果實(shí)硬度不斷降低，貯藏0～21 d硬度由2.90 kg/cm2降低至2.28 kg/cm2、降低了21.38%，貯藏21～42 d硬度由2.28 kg/cm2降低至2.15 kg/cm2、降低了5.70%，貯藏42～56 d硬度由2.15 kg/cm2降低至1.80 kg/cm2、降低了16.28%，貯藏結(jié)束時(shí)（56 d）果實(shí)硬度顯著低于采收時(shí)（0 d）。

2.2 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的變化

貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)TSS（A）、TA（B）及VC（C）含量的變化規(guī)律如圖2所示。

由圖2可以看出：1） 采收后果實(shí)TSS含量不斷升高，貯藏21 d后開(kāi)始降低，35 d后再次升高，貯藏結(jié)束時(shí)果實(shí)TSS含量顯著高于采收時(shí)、升幅為16.02%。2） 采收后果實(shí)TA含量顯著降低，至貯藏期56 d時(shí)TA含量由1.45%降低至0.65%、降幅達(dá)55.17%。3） 采收后果實(shí)VC含量顯著降低，至貯藏期56 d時(shí)VC含量由7.37 mg/100 g降低至2.26 mg/100 g、降幅達(dá)69.34%。

2.3 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)總酚、類黃酮、花青素相對(duì)含量的變化

貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)總酚（A）、類黃酮（B）及花青素（C）相對(duì)含量的變化規(guī)律如圖3所示。

由圖3可以看出：貯藏期間果實(shí)總酚、類黃酮、花青素相對(duì)含量均成單峰變化趨勢(shì)。采收時(shí)總酚相對(duì)含量為1.30 U/g，貯藏42 d時(shí)升至最高、為1.73 U/g，貯藏結(jié)束時(shí)為1.64 U/g;采收時(shí)黃酮相對(duì)含量為1.81

U/g，28 d時(shí)升至最高，貯藏結(jié)束時(shí)為1.73 U/g;采收時(shí)花青素相對(duì)含量為3.41 U/g，貯藏28 d時(shí)升至最高，隨后開(kāi)始下降，貯藏結(jié)束時(shí)為3.48 U/g。

2.4 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)過(guò)氧化物酶活性與丙二醛含量的變化

貯藏期間藍(lán)莓POD活性（A）、MDA含量（B）的變化規(guī)律如圖4所示。

由圖4可以看出：1） 貯藏期間果實(shí)POD在35 d時(shí)出現(xiàn)活性高峰。采收時(shí)POD活性為8.33 △OD470/min·g，貯藏35 d時(shí)升至最高、為12.53 △OD470/min·g、增幅達(dá)50.42%，貯藏結(jié)束時(shí)為9.47 △OD470/min·g。2） 貯藏期間果實(shí)MDA含量在21 d時(shí)出現(xiàn)高峰。采收時(shí)MDA含量為4.97 nmol/g FW，貯藏21 d時(shí)升至最高、為31.18 nmol/g FW、增幅達(dá)527.36%，貯藏結(jié)束時(shí)為2.58 nmol/g FW。

2.5 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)電子鼻無(wú)損傷分析

2.5.1 樣品在趨于平衡時(shí)刻的特征雷達(dá)圖 利用電子鼻檢測(cè)“北陸”藍(lán)莓果實(shí)低溫貯藏期間揮發(fā)性物質(zhì)變化情況，10個(gè)傳感器均有響應(yīng)，檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。

由圖5可以看出：隨著貯藏期的延長(zhǎng)，雷達(dá)圖的外形和面積也逐漸發(fā)生變化，表明“北陸”藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的構(gòu)成發(fā)生變化。貯藏0～24 d時(shí)，圖形較為相似，變化不明顯;貯藏28～36 d時(shí)，芳香苯類、氨類、氫氣、烷烴、乙醇、有機(jī)硫化物及芳香烷烴類物質(zhì)含量降低，甲烷含量有所提高;貯藏39～46 d時(shí)，與貯期28～36 d時(shí)相比，氨類、氫氣、烷烴、有機(jī)硫化物及芳香烷烴類物質(zhì)含量降低，氮氧化合物含量有所提高。整個(gè)貯藏期間硫化氫含量變化不明顯。

2.5.2貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)的PCA分析 低溫貯藏期間“北陸”藍(lán)莓的PCA分析結(jié)果如圖6所示。

圖6中每個(gè)圓形區(qū)域代表同一貯藏時(shí)期“北陸”藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。PC1和PC2包含在PCA轉(zhuǎn)換中得到的第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為94.93%和3.01%，總貢獻(xiàn)率為97.94%，表明這兩個(gè)主成分基本代表樣品的主要信息特征。除39 d和46 d區(qū)域間有部分重疊外，其余貯藏期區(qū)域間無(wú)重疊，可以相互區(qū)分。雖然不能完全區(qū)分開(kāi)，但是能夠反映不同貯藏期揮發(fā)性物質(zhì)含量及組成間存在差異，間接反映“北陸”藍(lán)莓果實(shí)的成熟情況。

2.5.3 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)的LDA分析 貯藏期間“北陸”藍(lán)莓的LDA分析結(jié)果如圖7所示。

由圖7可以看出：線性判別式LD1和LD2的貢獻(xiàn)率分別為51.90%和21.32%，總貢獻(xiàn)率為73.22%。除低溫貯藏0，28，30，46 d揮發(fā)性物質(zhì)成分區(qū)域未發(fā)生重疊外，其他貯藏時(shí)期均有不同程度重疊。揮發(fā)性物質(zhì)變化規(guī)律較為復(fù)雜，尤其在貯藏6 d和24 d，12 d和18 d，32 d和36 d，39 d和41 d的LD1軸和LD2軸數(shù)值變化相對(duì)較小，說(shuō)明揮發(fā)性物質(zhì)變化較小。

2.5.4 貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)的Loadings分析 Loadings分析是對(duì)傳感器貢獻(xiàn)率進(jìn)行分析，距離原點(diǎn)（0，0）越遠(yuǎn)，傳感器負(fù)載參數(shù)越大，則該傳感器在模式識(shí)別中發(fā)揮的作用越大。若傳感器負(fù)載參數(shù)值接近零，則可以忽略不計(jì)。貯藏期間“北陸”藍(lán)莓的Loadings分析結(jié)果如圖8所示。

由圖8可以看出：傳感器W1S（甲烷）和W5S（烷烴）在當(dāng)前條件下起的作用最大，對(duì)區(qū)分低溫貯藏期間的“北陸”藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的貢獻(xiàn)率最大。W1W（硫化氫）、W2W（有機(jī)硫化物）、W2S（乙醇）、W1C（芳香苯類）和W3S（芳香烷烴）的作用次之，而傳感器W3C（氨類）、W5C（氮氧化合物）和W6S（氫氣）響應(yīng)值在坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0）附近，其貢獻(xiàn)率最小，作用也最小。

3 結(jié)論與討論

藍(lán)莓貯藏后商品性的喪失主要表現(xiàn)為果實(shí)腐爛、皺縮、失水萎蔫。以果實(shí)失重率、腐爛率、硬度、TSS含量、TA含量及VC含量作為藍(lán)莓貯藏性評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在貯藏期間藍(lán)莓果實(shí)的失重率和腐爛率不斷升高，而果實(shí)硬度不斷降低，TA及VC不斷分解消耗，TSS含量呈現(xiàn)升高、降低再升高的趨勢(shì)。究其原因，可能是果實(shí)內(nèi)的淀粉轉(zhuǎn)化為糖而導(dǎo)致貯藏前期TSS含量升高，之后呼吸消耗使TSS含量降低，后期果實(shí)失水嚴(yán)重導(dǎo)致TSS含量再度升高。這與陳杭君等對(duì)“燦爛”藍(lán)莓品質(zhì)衡量的結(jié)果相似。

采后藍(lán)莓果實(shí)總酚、類黃酮、花青素相對(duì)含量先升高后降低，這與曹森等人的研究結(jié)果一致。隨著果實(shí)成熟衰老，MDA含量升高使POD出現(xiàn)活性高峰后，MDA的大量積累反過(guò)來(lái)抑制POD活性，削弱果實(shí)抗氧化能力，使細(xì)胞膜受損加重。

揮發(fā)性物質(zhì)是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，其揮發(fā)特性的改變可以很好地反映果實(shí)的內(nèi)部品質(zhì)變化。利用電子鼻技術(shù)分析低溫貯藏期間“北陸”藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的變化，通過(guò)雷達(dá)圖發(fā)現(xiàn)貯藏28 d和39 d時(shí)的雷達(dá)圖變化最大，這也是果實(shí)TSS、總酚、類黃酮、花青素含量和POD活性發(fā)生明顯變化的時(shí)期。主成分分析和線性判別分析結(jié)果可以互相補(bǔ)充，區(qū)分不同貯藏時(shí)期“北陸”藍(lán)莓果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)，區(qū)分效果較好。通過(guò)負(fù)荷加載分析發(fā)現(xiàn)W1S（甲烷）、W5S（烷烴）、W1W（硫化氫）、W2W（有機(jī)硫化物）、W2S（乙醇）、W1C（芳香苯類）和W3S（芳香烷烴）7個(gè)傳感器的貢獻(xiàn)率較大，對(duì)低溫貯藏期間“北陸”藍(lán)莓揮發(fā)性物質(zhì)的區(qū)分效果較好，這與鄭秀艷等人的研究結(jié)果一致。因此，可將電子鼻作為檢測(cè)和評(píng)價(jià)藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間風(fēng)味品質(zhì)的方法，同時(shí)結(jié)合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及外觀品質(zhì)測(cè)定對(duì)藍(lán)莓貯期品質(zhì)變化進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)與分析。

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Effects of Low Temperature Storage on Quality and

Pricipal Component of Blueberry

WEI Xin， GUO Dan， WANG Hongguang， LIU Cheng*

（Liaoning Institute of Pomology， Yingkou Liaoning 115009， China）

Abstract： Taking BeiLu blueberry as the test material， this paper analyzes the fruit quality and principal component of blueberry during low-temperature storage period， and explore the feasibility of electronic nose application to detect volatile material in blueberry. The results showed that： During storage， the weight loss rate and decay rate of blueberry fruit increased continuously， and the hardness decreased continuously; The content of soluble solid （TSS） increased， decreased and increased， while the content of titratable acid （TA） and vitamin C decreased continuously; The relative contents of total phenols， and anthocyanins increased first and then decreased; Peroxidase （POD） activity and malondialdehyde （MDA） content increased first and then decreased. The combination of principal component analysis （PCA） and linear discriminant analysis （LDA） could distinguish the changes of volatile material in blueberries during storage.

Key words： blueberry; low temperatures storage; quality; component; electronic nose