熱水處理對新余蜜橘采后貯藏品質的影響

陳楚英，付永琦，萬春鵬，劉善軍，陳金印,2*

1(江西農業大學，江西省果蔬保鮮與無損檢測重點實驗室，江西 南昌，330045) 2(萍鄉學院，江西 萍鄉,337055)

新余蜜橘是“本地早”經新余市科技工作者40多年的篩選、種試和高接遺傳穩定性觀察，選育出的具有優良形狀的特色地方寬皮柑橘品種。近年來，隨著人們對新余蜜橘的深入認識，其市場份額大幅提高。然而與大多數其他柑橘品種相比，新余蜜橘采收時間為10月中下旬，正值江西高溫季節，果實采后呼吸旺盛，常溫貯藏1個月左右，果皮失水萎蔫，光澤度下降，同時由于果皮薄、松脆，易造成爛果現象，嚴重影響果實的外觀品質和商品價值。因此，新余蜜橘的采后保鮮問題成為亟待解決的難題之一。目前，采后低溫冷藏是調控新余蜜橘采后生理代謝變化的最為有效措施之一，在低溫冷藏環境下果實呼吸作用及營養品質的降解明顯受到抑制，達到防止果實過早衰老的目的[1-2]。另外，適當的熱水處理可以保鮮柑橘果實。結果表明，熱處理降低果實對低溫的敏感性，提高抗病能力以及貯藏效果[3-5]。然而，目前針對新余蜜桔適時貯藏的研究較少，熱水處理對新余蜜桔采后衰老及品質劣變的影響也尚不明確。

主成分分析法(principal component analysis，PCA)是把多個變量通過降維處理整合成少數幾個較少的綜合變量且盡可能多地反映原有變量信息的統計分析方法。該方法化繁為簡，避免主觀隨意性，近年來在分析生物性狀和果蔬品質中已得到廣泛應用[6-8]。邵明燦等[9]利用PCA系統評價一氧化氮(nitric oxide, NO)處理對綠蘆筍貯藏品質的影響，得出了NO處理可顯著減緩綠蘆筍采后品質的劣變，使貯藏期限延長4 d左右。李玉等[10]通過PCA發現不同濃度1-甲基環丙烯(1methyl-cyclopropene, 1-MCP)處理對綠皮無刺佛手瓜果實的低溫貯藏品質均有不同程度的保持作用，900 nL/L的1-MCP處理較對照組可使果實品質下降的開始時間推遲15 d。本研究以新余蜜橘為實驗材料，基于PCA探討熱水處理對新余蜜桔采后品質的相關調控規律，為新余蜜橘采后貯藏保鮮提供科學評價方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試新余蜜橘(彭家39號)果實,采自于江西省新余市珊娜果品示范園，放置于江西農業大學果蔬保鮮與無損檢測重點實驗室預貯2天后，選取色澤均勻、大小一致、無機械損傷和病蟲害的健康果實作為試驗用果，參照陳楚英等[11]的方法將新余蜜橘果實隨機分成兩組，一組為對照組(CK),清水洗凈后，室溫通風晾干；另一組為熱水處理組(HWD),熱水處理53 ℃、3 min，通風降溫后，室溫晾干。熱水處理及對照組各300個果實均用聚乙烯(polyethylene, PE)薄膜PE保鮮袋(d=0.03 mm)包裝，置于(5±0.5) ℃(80%～95% RH)條件下貯藏120 d，每組3次生物學重復。

NaOH、乙醇、草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗壞血酸、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、聚乙烯吡咯烷酮、L-蛋氨酸、氮藍四唑、EDTA-Na2、冰乙酸、醋酸鈉、愈創木酚、三氯乙酸等均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；核黃素為色譜純，膠狀幾丁質、昆布多糖為分析純，美國Sigma Aldrich公司；過氧化氫酶(CAT)試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

UV-2600型紫外可見分光光度計，日本島津；Avanti JXN-26智能型高速冷凍離心機，美國貝克曼庫爾特公司；Forma-86C ULT Freezer型超低溫冰箱，美國Thermo Fisher Scientific公司；HH-6型數顯恒溫循環水浴鍋，江蘇常州國華電器有限公司；Elix 5型超純水制備系統，美國Millipore公司；DS-1型高速組織搗碎機，上海比朗儀器有限公司；RA-250WE型手持數字糖度計，日本Kyoto Electronics公司；3051H型果蔬呼吸測定儀，均方理化科技研究所；MIR-254恒溫光照培養箱，日本三洋；DDS-307型電導率儀，上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3 測定項目

1.3.1 腐爛率統計

腐爛率統計計算公式見式(1)：

(1)

1.3.2 果實品質分析

從每個處理組中隨機抽取15個果實，經搗碎機破碎離心后，取上清液進行果實品質分析。果實TSS含量用數字折射糖度計測定；TA含量采用酸堿中滴定法測定，結果以檸檬酸的量換算；Vc含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測定。

1.3.3 生理指標測定

采用果蔬呼吸測定儀檢測果實呼吸強度；丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定[12]；細胞膜透性測定，參照CHEN等[13]的方法，結果以相對電導率表示；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和過氧化物酶(peroxidase, POD)活性分別采用氮藍四唑(nitroblue tetrazolium, NBT)還原法和愈創木酚法測定[14]；過氧化氫酶(catalase, CAT)活性采用CAT試劑盒測定。

1.4 數據分析

采用SPSS 17.0軟件進行T檢驗及PCA。

2 結果與分析

2.1 熱水處理對新余蜜橘采后生理生化指標的影響

表1顯示了熱水處理對新余蜜橘采后生理生化指標的影響。結果表明，在冷藏條件下，隨著貯藏時間的延長，果實腐爛率、MDA含量、相對電導率呈現逐漸上升趨勢，且在貯藏后期(≥60 d)，以上3個指標的升幅增大。熱水處理能有效抑制新余蜜桔腐爛的發生，MDA的積累以及相對電導率的快速增加。林麗萍等[15]研究表明，熱水(hot water dipping, HWD)處理能顯著降低贛南臍橙果實青、綠霉病的發病率，在本研究中，經HWD處理的新余蜜橘的采后腐爛率低于對照組。TSS含量、Vc含量、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性隨著冷藏時間的延長呈現先上升后下降的變化趨勢，在冷藏后期(≥60 d)，低溫有效延緩果實中營養物質的流失，同時保持較高的抗氧化酶活性，延緩了新余蜜桔冷藏過程中的品質劣變及衰老進程，較好地保持較高的商業品質。BASSAL和EL-HAMAHMY研究表明熱水處理可提高‘Navel’和‘Valencia’臍橙的TSS含量和抗氧化酶活性，與本研究結果相同[16]。

表1 熱水處理對新余蜜橘主要品質和生理指標的影響Table 1 Effect of HWD treatment on major storage quality and physiological indices of Xinyu tangerines

續表1

處理腐爛率/%TSS/%TA/%VC/[mg·(100·g)-1]呼吸強度/[mg·(kg·h)-1]相對電導率/%MDA/(mmol·g-1)SOD/(U·g-1·min-1)CAT/(U·g-1·min-1)POD/(U·g-1·min-1)CK-100 d12.60±1.44a10.43±0.12b0.30±0.00b19.98±0.47b22.25±1.0362.01±2.03a2.58±0.11a8.43±1.62b63.47±2.44b36.82±2.86bHW-120 d17.80±1.24b10.37±0.060.30±0.00a20.70±0.24a23.39±1.93b55.23±1.99b2.42±0.09b8.04±1.6288.93±5.62a36.69±1.99aCK-120 d21.50±0.72a10.20±0.060.24±0.00b17.98±0.63b29.25±0.89a74.26±1.89a2.93±0.13a9.40±0.9057.07±3.61b28.15±1.36b

注：試驗所得數據均為3次的平均值，小寫字母a,b表示相同貯藏時間里熱水處理與對照組之間的差異顯著性(P<0.05)。

2.2 PCA

本試驗以熱水處理和對照組新余蜜桔的腐爛率(X1)、TSS含量(X2)、TA含量(X3)、Vc含量(X4)、呼吸強度(X5)、相對電導率(X6)、MDA含量(X7)、SOD活性(X8)、CAT活性(X9)、POD活性(X10)為分析數據源，對表1數據作標準化處理和PCA，結果如表2所示。

表2 熱水處理對新余蜜桔貯藏品質影響的特征值和方差貢獻率Table 2 Eigenvalue and variance contribution rate ofHWD treatment on storage quality of Xinyu tangerines

主成分個數的選擇標準是以能夠反映原有變量的85%以上信息量為依據，即當累積方差貢獻率大于85%時可確定主成分的個數[17]。以熱水處理及對照組的新余蜜桔的生理生化指標為分析數據源進行PCA,得到新余蜜橘10個主成分的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率，結果見表2。據此可知，第1成分的貢獻率為54.801%，第2成分的貢獻率為25.795%，第3成分的貢獻率為11.103%，前3個成分的累計方差貢獻率已經達到91.698%>85%，因此選取前3個主成分作為新余蜜橘果實10個生理指標數據分析的有效成分。

2.3 新余蜜桔貯藏品質的綜合評價

由表3可知，可以用3個變量F1，F2和F3代替原來的10個生理指標對不同處理、不同貯藏時間的新余蜜桔貯藏品質進行綜合評價，得出線性組合(其中X1～X10均為標準化變量)分別為：

F1=-0.174X1+0.153X2+0.166X3+0.160X4+0.050X5-0.176X6-0.175X7+0.077X8-0.076X9+0.001X10

(2)

F2=-0.042X1+0.143X2-0.131X3+0.141X4-0.353X5+0.012X6+0.059X7+0.263X8+0.272X9+0.239X10

(3)

F3=0.073X1+0.344X2-0.160X3+0.036X4-0.103X5+0.206X6+0.207X7+0.427X8-0.347X9-0.592X10

(4)

表3 主成分的載荷系數和特征向量Table 3 Loading coefficients and eigenvectors of eachprincipal component

選取的第1、第2主成分的方差貢獻率α1(54.801%)、α2(25.795%)、α3(11.103%)作為權數，構建綜合評價模型：

F=α1F1+α2F2+α3F3，即F=0.548 01F1+0.257 95F2+0.111 03F3

(5)

F值為綜合評價指標，應用該模型結合表1標準化后的數據，計算出熱水處理和對照組果實冷藏120 d的綜合得分(圖1)，綜合得分(F值)數值越高，即表明品質越好。在冷藏條件下，隨著貯藏時間的延長，熱水處理和對照組果實冷藏40 d，F值快速上升，說明處于商業成熟期的果實由于后熟作用，貯藏40 d，果實進入完熟期，F值達到最大值。此后F值開始下降，說明果實開始進入衰老期，果實品質逐漸劣變，熱水處理可顯著減緩新余蜜橘果實品質的劣變速率。在冷藏60 d內，對照組果實的綜合得分仍為正值(0.03)，至80 d時，其綜合得分已降為-0.35，而此時熱水處理果實的綜合得分仍為正值(0.01)。貯藏至120 d時，熱水處理和對照組果實的綜合得分分別降為-0.74和-1.08，說明此時新余蜜橘的果實品質已嚴重劣變，完全失去商品價值。

圖1 熱水處理對新余蜜橘綜合評分的影響Fig.1 Effect of HWD treatment on comprehensive score of Xinyu tangerines

3 結論與討論

本研究通過測定經HWD處理的新余蜜桔果實的腐爛率、TSS含量、TA含量、Vc含量、呼吸強度、相對電導率、MDA含量、SOD活性、CAT活性、POD活性等10個生理指標，采用主成分分析法，建立綜合評價模型，得到熱水處理和對照組果實在各貯藏時段的綜合得分，客觀反映果實綜合品質的優劣程度。結果表明，通過PCA有效地選取前3個主成分，累積方差貢獻率達到91.698%，綜合得分顯示對照組新余蜜橘在冷藏(5±0.5) ℃條件下的最大貯藏時限不宜超過60 d，在貯藏中后期，熱水處理可顯著減緩采后果實品質的劣變速度，并可使新余蜜橘的貯藏壽命延長20 d左右，為熱水處理新余蜜橘采后貯藏保鮮中的應用提供理論依據。