水楊酸處理對采后百香果品質的影響

楊雪蓮,李涵,李斌奇,何銀鶯,時夢,李建昆,韋曉霞,陳發興,3*

1(福建農林大學 園藝學院,福建 福州,350002) 2(福建省農業科學院 果樹研究所,福建 福州,350013) 3(福建農林大學 亞熱帶果樹研究所,福建 福州,350002)

百香果(PassifloraedulisSims)又稱西番蓮、雞蛋果,原產于巴西,是熱帶、亞熱帶地區的特色水果之一。百香果果實芳香馥郁,果汁可散發數種水果的香味,口感酸甜且富含維生素、氨基酸、微量元素、多糖、酚類、醇類等多種營養成分,同時還具有較高的藥用價值[1-4]。但作為典型的呼吸躍變型水果,百香果在采后貯藏過程中生理代謝旺盛,呼吸作用強,極易出現皺縮失水、病菌侵染而腐爛、果肉液化有異味等現象,造成嚴重的經濟損失[5-8]。因此,研究采后百香果保鮮技術,保持百香果采后貯藏品質,延長其貨架期顯得尤為重要。

水楊酸(salicylic acid,SA)是植物體內的一種簡單酚類物質,參與影響植物的多種代謝過程[9]。研究表明外源SA能誘導提高果實對病原菌的抵抗力,對果實的成熟、衰老起著有效的延緩作用,保持或提高果實采后品質[10-12]。此外,SA作為天然的保鮮劑,具有無毒、高效、成本低、使用方便等多種優點[13]。因此,近年來SA在甜瓜[14]、香蕉[15]、芒果[16]、蘋果[17]、杏[10]等果實上被廣泛應用,但應用于百香果貯藏保鮮的研究尚未見報道。本研究以百香果為試驗材料,研究采后不同濃度SA處理對常溫貯藏下百香果品質及生理的影響,以期為采后百香果保鮮提供一定的理論參考依據和生產實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫果百香果品種為“福建1號”,采自于福建省龍巖市新羅區大池鎮福建百香果產業示范園,采后當日運回實驗室。挑選大小一致、著色均勻、無機械傷、無病蟲害的優質九成熟果實。

試驗所需藥品、試劑均為分析純。水楊酸(SA)、NaClO、吐溫20、NaOH、蒽酮、濃硫酸,國藥集團化學試劑有限公司；抗壞血酸,北京索萊寶科技有限公司。

1.2 主要儀器與設備

理化分析型超純水機,四川沃特爾水處理設備有限公司；TA.XT Plus質構儀,英國Stable Micro System公司；ADCI 系列全自動測色色差計,北京辰泰克儀器技術有限公司；JA2003電子天平,上海精密儀器儀表有限公司；PAL-1糖度計,日本ATAGO公司；5804R高速冷凍離心機,德國Eppendorf公司；UV-5100B紫外可見分光光度計,上海元析儀器有限公司；DKB-501S電熱恒溫水浴鍋,上海精宏實驗設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前期處理

將果實于體積分數0.2%的NaClO溶液中浸泡2 min,用水沖洗后待其自然風干,再分別浸泡在濃度為0.2、1、2和5 mmol/L的SA溶液(含0.05%吐溫20)中10 min,以無菌蒸餾水處理作為對照(CK),取出后晾干于室溫下貯藏。每隔6 d測定1次相關的生理指標,所有試驗均重復3次。

1.3.2 百香果外觀品質指標測定

果實硬度的測定參照吳萌萌等[18]的方法,并適當修改。選用P75型探頭,測前、測中以及測后速度分別設為1、2和2 mm/s,2次壓縮時間間隔設為2 s,試樣受壓變形為25%,觸發力為5 g；果實色澤按PONGENER等[8]的方法測定；果實皺縮指數的測定參照帥良等[7]的方法；采用弓德強等[19]的方法測定果實商品率；果實失重率參照姚軍等[20]的方法測定。

1.3.3 百香果內在品質指標測定

可溶性固形物(total soluble solids,TSS)的含量使用糖度計測定；可滴定酸(titratable acid,TA)含量的測定參照曹建康等[21]的方法；固酸比以可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示；參照王學奎等[22]的方法,采用比色法測定抗壞血酸的含量,運用蒽酮比色法測定可溶性糖含量。

1.4 數據統計分析

使用Excel 2016軟件進行數據處理,GraphPad 8軟件進行繪圖,SPSS 22.0軟件進行顯著性分析及相關性分析。

2 結果與分析

2.1 水楊酸處理對百香果果實外觀品質的影響

2.1.1 水楊酸對百香果硬度的影響

SA對百香果硬度有較大的影響。果實硬度常常伴隨果實的后熟衰老而下降[23],百香果采后果實初始硬度21.529 kg/cm2,貯藏18 d后時硬度為6.452 kg/cm2,呈極顯著下降(P<0.01)。不同濃度SA處理18 d后果實硬度差異明顯(圖1),其中1 mmol/L SA處理的果實硬度維持最高水平(8.959 kg/cm2),其次是0.2與2 mmol/L濃度處理,其果實硬度分別為8.003和7.844 kg/cm2。

圖1 水楊酸對百香果硬度的影響Fig.1 Effect of salicylic acid on the firmness of passion fruit

2.1.2 水楊酸對百香果色澤的影響

色差值是評價果實外觀品質的重要指標之一,反映出了果皮顏色的空間坐標位置。L*值表示果皮明亮程度,L*值越大,明度越高；a*值表示果皮紅綠程度,正值絕對值越大越偏紅,反之偏綠；b*值表示果皮黃藍程度,負值絕對值越大越偏藍,反之偏黃[24]。由圖2-a可知,果皮L*值在貯藏過程中,總體呈不斷下降趨勢,但各處理組一直高于對照組。進一步比較發現,至貯藏第18 天時,對照組和處理組之間差異達極顯著水平(P<0.01),5 mmol/L濃度組具有最高的L*值,其次是2、1和0.2 mmol/L濃度組但3者間差異不顯著(P>0.05)。由圖2-b可知,貯藏期間果皮a*值均呈遞增趨勢,而各組增加情況有所差異,其中對照組上升幅度最小,貯藏第18天時1 mmol/L濃度處理組a*值極顯著高于對照組(P<0.01)。這與郭欣等[25]的研究結果相似,西番蓮在貯藏期間a*值逐漸上升,魔芋葡甘聚糖涂膜組西番蓮a*值始終高于對照且在貯藏后期保持了較高的L*值。

a-L*值;b-a*值;c-b*值圖2 水楊酸對百香果色澤的影響Fig.2 Effect of salicylic acid on color of passion fruit

由圖2-c可知,隨著貯藏時間的增加,果皮b*值均不同程度地減少,各處理組下降的更多,較對照組具有更小的b*值,在貯藏第12和18天時差異極顯著(P<0.01),而1 mmol/L濃度處理組b*值最小,在第18天時僅為同期對照組的40%左右。說明SA處理的百香果具有較高的明亮度,同時與呈現腐爛黃色的對照果實相比能有效保持果實的紫紅色,其中1 mmol/L濃度綜合效果更佳。

2.1.3 水楊酸對百香果皺縮指數的影響

皺縮指數在評價百香果貯藏品質中必不可少,百香果在采后貯藏中容易因蒸騰、呼吸作用而失水皺縮,這一現象的產生會使其外觀品質和內在品質受到嚴重影響[25]。從圖3可見,隨著百香果貯藏時間的延長,各處理組與對照組的皺縮指數均不斷上升,貯藏至第6天時,各組之間差異不顯著(P>0.05),隨后對照組皺縮指數快速增長,而各處理組皺縮指數極顯著低于對照組(P<0.01)。由此可見,通過SA浸泡處理的百香果能有效維持果實形態,保持其良好的外觀品質,其中1 mmol/L濃度具有更好的保鮮效果。

圖3 水楊酸對百香果皺縮指數的影響Fig.3 Effect of salicylic acid on shrinkage index of passion fruit

2.1.4 水楊酸對百香果商品率的影響

SA處理能使百香果果實具有更好的商品價值。果實商品率可直觀地體現出果實貯藏效果的好壞,由圖4可見,百香果果實商品率在整個貯藏階段不斷下降,雖差異不顯著(P>0.05),但所有處理組均明顯高于對照組。

圖4 水楊酸對百香果商品率的影響Fig.4 Effects of salicylic acid on commodity rate of passion fruit

貯藏期間對照組商品率急速下降,而其他處理組先平穩變化,再緩慢下降,貯藏至第18天時,對照組較最初下降到了26.67%,而1 mmol/L濃度處理組果實商品率高達62.22%。

2.1.5 水楊酸對百香果失重率的影響

如圖5所示,百香果在貯藏期間累積質量損失率均呈上升趨勢,其中對照組失重率增幅最大,統計分析發現在貯藏期間SA處理組極顯著低于對照組(P<0.01),1 mmol/L濃度組失重率處于最低水平。結果表明,SA能有效地抑制百香果在貯藏過程中失重率的增加,且1 mmol/L優于其他的處理組。

圖5 水楊酸對百香果失重率的影響Fig.5 Effects of salicylic acid on the weight loss rate of passion fruit

2.2 水楊酸處理對百香果果實內在品質的影響

2.2.1 水楊酸對百香果TSS含量的影響

TSS是糖、酸、維生素以及礦物質等多種營養物質綜合體現的品質指標,與果實后熟和呼吸作用有著密切的關系[26]。從圖6可知,百香果TSS含量的變化在貯藏期間趨勢相同,均呈下降趨勢,這可能與果實內在營養成分轉化的量不及呼吸消耗的量有關。貯藏至第18天時,對照組TSS含量明顯低于SA處理的果實,且與之差異極顯著(P<0.01)。

圖6 水楊酸對百香果可溶性固形物含量的影響Fig.6 Effects of salicylic acid on soluble solid content of passion fruit

由此說明,SA浸泡處理能有效控制百香果在貯藏期間TSS含量的下降,尤以1 mmol/L濃度處理的效果最為突出。

2.2.2 水楊酸對百香果TA含量的影響

SA處理能有效地減輕百香果采后TA含量的下降,起到良好的保鮮作用。果實中的有機酸是維持其新陳代謝重要的呼吸底物,TA含量的變化可直觀反映果實營養物質消耗的快慢[27]。由圖7可知,在貯藏過程中,所有百香果TA含量都有不同程度的減少,貯藏第18天時,對照組減少幅度最大,而SA處理組均能顯著將TA含量維持在較高水平(P<0.05),這一現象可能與SA減緩了有機酸被作為呼吸底物的消耗速度有關,其中0.2 mmol/L處理效果最好,其次是1 mmol/L處理組。

圖7 水楊酸對百香果可滴定酸含量的影響Fig.7 Effects of salicylic acid on titratable acid content of passion fruit

2.2.3 水楊酸對百香果固酸比值的影響

固酸比值(可溶性固形物含量/可滴定酸含量)在評價果實風味品質中有著重要的意義。從圖8可見,隨著貯藏時間的延長,百香果的固酸比值總體呈上升趨勢,貯藏12 d后,對照組快速增加,其他處理組則上升較緩慢,貯藏第18天時,對照組與處理組之間差異達極顯著水平(P<0.01)。

圖8 水楊酸對百香果固酸比值的影響Fig.8 Effects of salicylic acid on the soluble solids to acidity ratio of passion fruit

由此說明SA處理能顯著延緩果實采后衰老的進程,保持較低的固酸比值,其中0.2 mmol/L濃度效果較好,1 mmol/L濃度處理組次之。

2.2.4 水楊酸對百香果抗壞血酸含量的影響

由圖9可知,百香果抗壞血酸的含量在整個貯藏階段均呈現逐步遞減的趨勢,但所有SA處理組的含量始終高于對照,這與何俊瑜等[23]時芒果的研究結果一致。抗壞血酸是衡量果實品質的關鍵指標之一,在果實采后衰老過程中,因其具有抗氧化的能力,可以清除積累的自由基,從而延緩果實衰老的進程[28]。SA處理的果實與對照組在貯藏第18天時差異達極顯著水平(P<0.01),由此表明SA能較好地緩解百香果衰老的速度,抑制其抗壞血酸含量的下降,其中1 mmol/L處理組擁有最高含量的抗壞血酸。

圖9 水楊酸對百香果抗壞血酸含量的影響Fig.9 Effects of salicylic acid on ascorbic acid content of passion fruit

2.2.5 水楊酸對百香果可溶性糖含量的影響

可溶性糖主要為葡萄糖與果糖,其作為重要的儲能物質,在果實采后生理生化代謝活動中起著非常關鍵的作用[27]。如圖10所示,百香果可溶性糖含量的變化趨勢基本一致,先上升后下降再上升,在整個貯藏過程中,對照組可溶性糖含量顯著低于其他組別(P<0.05)。在貯藏第6天時,與對照相比,SA處理組的含糖量均快速增加,說明SA處理在采后有助于百香果可溶性糖的積累。

圖10 水楊酸對百香果可溶性糖含量的影響Fig.10 Effects of salicylic acid on the soluble sugar content of passion fruit

貯藏至第12天時,各組可溶性糖均不同程度的降低,這可能是由于糖分合成的速度小于因呼吸作用而被消耗的速度,其中對照組下降最為明顯,消耗的呼吸底物最多。貯藏至第18天時,SA處理組可溶性糖含量仍處于較高水平,處理組與對照組間差異達極顯著水平(P<0.01),5 mmol/L處理的果實含糖量最高,其次為1 mmol/L處理組。由此可見,SA處理能一定程度促進百香果可溶性糖的累積并能在貯藏末期將糖含量維持在較高水平。

2.3 貯藏期間百香果果實各生理指標的相關性分析

百香果果實在采后貯藏過程中各生理指標的變化具有一定的相關性(表1)。果實硬度、L*值、b*值、商品率、可溶性固形物、可滴定酸,抗壞血酸含量兩兩之間均呈極顯著的正相關關系(P<0.01),果實硬度、L*值、b*值、商品率、可溶性固形物、可滴定酸,抗壞血酸含量與a*值、皺縮指數、失重率、固酸比值呈極顯著負相關關系(P<0.01)。可溶性糖與硬度、L*值、a*值、b*值極顯著相關性(P<0.01),與皺縮指數、失重率、可滴定酸,固酸比、抗壞血酸含量顯著相關性(P<0.05)。

表1 百香果果實生理指標的相關性分析Table 1 Correlation analysis of physiological indices of passion fruit

3 結論與討論

SA處理對百香果采后品質和生理影響較大,能使其保持良好的外觀、內在品質。在貯藏18 d內SA處理顯著延緩了百香果硬度、皺縮程度和失重率的下降,維持了較好的果實色澤和較高的果實商品率,使得外觀品質的下降得到了明顯的改善。同時有效抑制了可溶性固形物、可滴定酸、抗壞血酸,可溶性糖含量的減少,保持了較低的固酸比,延長了貨架保鮮期,使得內在品質維持在較高水平。綜合各項指標,1 mmol/L濃度處理組保鮮效果最優,更適合百香果采后的常溫貯藏。

SA處理既可改善果實的外觀品質,又可促進果實花色苷等物質的積累。枸杞果實硬度在SA處理下明顯提高[29],不同濃度SA對哈密瓜果肉硬度的下降具有減緩作用[20]。SA降低細胞壁降解酶的活性,抑制果實細胞壁物質含量的減少與延緩果實硬度下降密切相關[30-31]。百香果在成熟過程中果實紫紅色逐漸加深,隨后伴著果實的衰老,鮮亮的紫紅色變淡并向灰黃色轉變。SA處理較好維持了百香果果實色澤,保持了較高L*值、a*值和較低的b*值,這與李文學[32]對櫻桃番茄的研究類似。SA處理的百香果能保持較好的紫紅色,可能與SA延緩百香果的衰老有關。黃曉杰等[33]發現在藍莓果實貯藏末期SA處理可誘導花色苷合成;CHEN等[34]研究也顯示SA可以誘導葡萄果實花色苷和酚類物質的合成,與研究結果類似,適宜濃度的SA可能會促進百香果果皮中花色苷等物質的合成與積累。此外本研究還發現SA處理的百香果與對照相比具有更低的皺縮程度、失重率以及更高的商品率,能保持其良好的商業價值,與前人[17,20,35-36]的研究結果相似。SA通過抑制乙烯的合成,降低因蒸騰作用等導致的水分散失,延緩衰老的進程,保持堅挺飽滿的果形,通過提高果實的抗氧化能力以及誘導體內抗病基因的表達來減少因受病原菌侵染而導致的腐爛[11]。

SA處理還能減少百香果營養成分的損失,保持較高的內在品質。SA處理能有效減緩在貯藏期間百香果可溶性固形物、可滴定酸含量的降低,保持較低的固酸比,以及將抗壞血酸、可溶性糖含量維持在較高水平,該研究結果與前人的研究結果一致。

SA處理在百香果貯藏保鮮中達到了良好的效果,這有助于百香果貯藏保鮮技術的進一步研究。在此基礎上結合其他保鮮手段,將對百香果采后保鮮的商品化需求,大眾綠色環保的消費需求,以及百香果產業的可持續發展有著積極的推動作用。