褪黑素處理對百香果采后貯藏品質的影響

李 涵，楊雪蓮，賈凱杰，張小雪，李斌奇，何銀鶯，張麗娟，陳發興,2,

（1.福建農林大學園藝學院，福建福州 350002；2.福建農林大學，亞熱帶果樹研究所，福建福州 350002）

百香果（Passiflora edulisSims），學名西番蓮，是西番蓮科西番蓮屬的一種攀援藤本植物，其果實形狀多為類圓形，其果肉多偏酸甜口感，通常也被稱為雞蛋果、熱情果或者激情果，是一種常見的熱帶水果[1]。目前市場上的百香果除了鮮食外，還被制作成果汁、果醬、果脯等零食銷售。此外，百香果的營養價值和藥用價值也很高，具備人體所必需的的一些氨基酸、維生素和微量元素，在抗炎、抗成癮、降低血糖和血脂等方面也具有一定的生理療效[2?4]。百香果種植地區氣候較為溫暖濕潤，成熟季節溫度較高，且屬于典型的呼吸躍變型水果，果實呼吸作用強，水分損失嚴重，是水果中乙烯釋放量最高的水果之一，其采后的生理品質下降迅速，特別容易皺縮、腐爛以及產生發酵異味[5]，極大地影響了其外觀性狀，果實品質和口感風味，嚴重阻礙了百香果經濟產業的升值空間。貨架期短，不耐儲放，果實容易變質腐爛，已經成為了其發展為“全民百香果”的一大阻力。研究其采后貯藏保鮮技術，對今后百香果產業發展有著重要的現實意義。

褪黑素（melatonin，MT），首次發現是在牛的松果體中，所以又被成為“松果素”[6]，后1995年在植物中被發現[7]，是一類在動植物體內廣泛存在的吲哚類化合物[8]。現如今，褪黑素的研究領域涉及多個方面，一些實驗表明褪黑素作為一種新興藥物可以起到調控人體神經系統和身體發育的作用[9]。隨著臨床實驗的研究日益深入，褪黑素使用安全性問題受到了人們的重視，在歐美等一些國家，褪黑素作為處方藥在一定劑量下是安全的[10]。因此，在園藝產品中使用限定濃度的褪黑素作為保鮮劑是相對安全的。近年來，有關研究表明褪黑素不僅能夠調控植物的生長和發育過程[11?12]，還能有效地清除植物體內的自由基，增強植物對脅迫的耐受性，使得植物表現出較強的抗氧化性[13]。前人研究發現，經100 μmol/L外源褪黑素處理過的黃瓜葉綠素下降速度減緩，乙烯釋放速率被抑制，延緩了其衰老進程[14]；100 μmol/L褪黑素處理獼猴桃果實能在低溫貯藏條件下保持較高的硬度，降低呼吸速率，減緩了品質下降速度[15]。此外，經過褪黑素處理的蘋果[16]、梨[17]、桃[18]、菜心[19]等產品也都表現出了較好的貯藏特性，保證了其貯藏質量。目前，褪黑素處理對百香果采后貯藏品質的影響還未見報道。

本研究以‘福建百香果3號’為試材，研究不同濃度的褪黑素處理對采后百香果果實生理和品質變化的影響，通過測定色差、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖等一系列指標，篩選出適宜的褪黑素濃度，為百香果的貯藏保鮮提供一定的參考依據。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

百香果 品種‘福建百香果3號’，采摘自福建龍巖大池鎮百香果示范園區，挑選大小一致、果形端正、無蟲害、無機械損傷的優質商品級成熟果實，平均單果重88.43 g，果實縱徑6.33~7.52 cm，果實橫徑6.04~7.00 cm，用塑料泡沫包裹以保證運輸過程中果實外表皮完好，置于采樣箱中當天運往實驗室；褪黑素（有效物質含量98%，MT） 上海麥克林生化科技有限公司。

TA.XT Plus質構儀 英國Stable Micro System公司；NH300高品質便攜式電腦色差儀 深圳三恩時科技有限公司；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；DKB-501S電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司；UV-5100B紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；食品級pp保鮮盒（長×寬×高=32.3 cm×22.1 cm×10.9 cm） 中國艾吉格有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 材料處理 將從園區采摘來的百香果用純凈水洗凈，修整枝柄，放置于工作臺上自然晾干。設定預實驗外源褪黑素濃度為：0（CK）、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mmol/L，將果實均分，每份90個果且分別在褪黑素溶液中浸泡1 h，以蒸餾水浸泡處理作為對照，處理結束后自然晾干，分別裝入保鮮盒中，置于恒溫箱（25±1 ℃）中貯藏。通過觀察不同濃度褪黑素處理過后的百香果貯藏特征及表觀品質變化發現0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素濃度處理過的百香果相較于0.15、0.25 mmol/L褪黑素處理組對百香果的貯藏保鮮效果更佳，最終選定0（CK）、0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素濃度處理的百香果果實進一步測定相關指標。

樣品處理當天以CK組的各項測定指標作為初始值，后每4 d從各組中隨機抽取15個果實進行指標測定。貯藏過程共計16 d，CK組在貯藏第12 d時果實超過半數都已腐爛，貯藏第16 d時果實全數腐爛，故而在指標測定時CK組只取樣到12 d。取樣時將百香果果肉和果皮分開處理后立即放入液氮中，置于?80 ℃超低溫冰箱中保存，取果皮測定果皮含水量，研磨去籽后的果粉測定可滴定酸含量和可溶性糖含量，測定指標重復三次，取平均值。

1.2.2 測定指標和方法

1.2.2.1 硬度 采用質構儀進行果實硬度的測定。參照文獻[20?21]的測定方法，并作出相應的改進，儀器探頭選用P75型，參數設置為：測進速度1 mm·s?1；測中速度2 mm·s?1；測后速度2 mm·s?1。兩次壓縮時間間隔2 s，試樣受壓變形25%，觸發力5 g。

1.2.2.2 質量損失率 參照帥良等[1]方法，分別測定每組百香果貯藏前初始質量（M1）和貯藏一段時間后的質量（M2），取3個重復的平均值作為質量損失率的結果。

1.2.2.3 腐爛率 當百香果的腐爛和病斑面積超過表面積的50%時，即為腐爛果。

1.2.2.4 皺縮指數 每次測定時觀察6個百香果的皺縮度（0：無皺縮；1：0~25%皺縮；2：25%~50%皺縮；3：50%~75%皺縮；4：75%~100%皺縮）。

1.2.2.5 果皮含水量 常規烘干法測定，分別測定果皮的鮮重和烘干后的干重。

1.2.2.6 果皮色度 用色差儀測定果實表面色度值，每個果實測三個位于赤道周圍的點，讀取色差儀上的L*、a*和b*值。L*值表示果實的明亮度，值的大小表示果實的亮度的高低；a*值表示果實的紅綠程度，當a*值為正且值越大表示果實越偏向于紅色，當a*值為負且值越小越偏向于綠色；b*值表示果實的黃藍程度，當b*值為正且值越大表示果實越偏向于黃色，當b*值為負且值越小越偏向于藍色[22?24]。

1.2.2.7 可溶性固形物含量 使用糖度計測定，用滴管吸取果汁滴在糖度計的檢測鏡上，直接測定可溶性固形物含量，單位以%表示。

1.2.2.8 可滴定酸含量 采用酸堿滴定法測定[25]。

1.2.2.9 可溶性糖含量 采用蒽酮比色法進行測定[26]。

1.3 數據處理

使用Excel2010進行數據錄入和整理，使用SPSS16.0進行顯著性和相關性分析，使用GraphPad Prism 8.0進行圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 褪黑素處理對百香果硬度、質量損失率、腐爛率和皺縮指數的影響

百香果在采后果實因自身代謝的消耗會使得其質量下降，隨著貨架期時間的延長，果實會表現出縮水皺縮、軟塌、腐爛的現象，果實的硬度、質量損失率、腐爛率以及皺縮指數作為直觀指標，對評價百香果貯藏期間品質變化有著重要作用。如表1所示，貯藏12 d時，CK組的硬度為4.22 kg/cm2，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的硬度則分別為11.53、11.41、16.33 kg/cm2，與CK組存在顯著差異（P<0.05）；貯藏16 d時，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的百香果硬度分別為5.53、6.50、9.95 kg/cm2，與另外兩個褪黑素處理濃度相比，在貯藏末期時，0.20 mmol/L褪黑素處理的百香果硬度最高且存在顯著差異。

百香果在貯藏第12 d時，CK組的質量損失率達到了40.15%，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的質量損失率則為12.81%、12.01%、8.22%，與CK組差異顯著（P<0.05）；在貯藏16 d時，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的質量損失率為25.59%、21.33%、15.52%，0.20 mmol/L褪黑素處理的百香果質量損失率最低且與另外兩組處理組存在顯著差異。

貯藏第12 d時，CK組已經有77.78%的果實腐爛面積超過總面積的一半，有的果實已完全腐爛，而0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的果實腐爛率分別為38.89%、27.78%、22.22%，都與CK組存在顯著差異（P<0.05）；貯藏第16 d時，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理組的腐爛率分別為66.67%、55.56%、50.00%，相較于CK組，處理組在一定程度上延緩了其腐爛速度，延長了貯藏時間，在三個濃度的褪黑素處理組中0.20 mmol/L褪黑素處理過的果實較其他兩組的腐爛率更低。

百香果果實皺縮程度極大地影響著其商業銷售度，是評價耐貯性品質的重要指標，果實的皺縮多由果實失水或表面的病斑、爛斑的凹陷造成，在表1中，貯藏第12 d時，CK組的皺縮指數達到了3.83，大部分果實的表面皺縮面積已經超過總表面積的75%，而褪黑素處理組的果實皺縮指數顯著低于CK組（P<0.05）；貯藏16 d時，褪黑素處理組的果實表皮大面積皺縮，果實表皮的爛斑凹陷增多，0.05、0.10、0.20 mmol/L褪黑素處理的果實皺縮指數為3.56、3.39、3.17，此時商品的商業價值和經濟價值已經完全喪失。

表1 褪黑素處理對采后百香果硬度、質量損失率、腐爛率和皺縮指數的影響Table 1 Effects of melatonin treatment on firmness, weight loss rate, decay rate and shrinkage index of postharvest passion fruits

果貯藏過程中往往因病菌的侵染造成果實產生病斑，爛果的現象，殷麗華[27]、曹晶晶等[28]研究發現褪黑素處理的蘋果能夠緩解葉綠素熒光的降低，保持細胞內過氧化氫的穩定，以及提高SOD、POD、PAL等酶活性，來抑制褐斑病的擴展。Zhao等[29]發現褪黑素能夠使細胞壁的相關基因上調，保護細胞功能的完整性。本研究中，褪黑素處理組能夠延緩百香果的腐爛，保持較好的硬度，可能與其能夠清除植物體內的氧自由基，提高抗氧化酶活性有一定的關系，還需進一步的研究。

2.2 褪黑素處理對百香果果皮含水量和色澤的影響

果皮含水量和色度值是評價果實采后品質的重要指標。由圖1A可知，百香果采后貯藏當天的果皮含水量為85.59%，隨著貯藏時間的延長，各組百香果的果皮含水量總體都呈下降的趨勢，貯藏第8 d后，CK組的果皮含水量急劇下降到62.83%，和處理組都存在著顯著差異（P<0.05），貯藏第8、12、16 d時，0.20 mmol/L褪黑素處理組的果皮含水量分別為84.56%、80.38%、72.85%，比其他兩組處理組保持了更高的果皮含水量。

如圖1B所示，4組百香果果實的L*值總體呈下降的趨勢，采收貯藏當天的百香果果實L*值為79.39，貯藏第4 d后褪黑素處理的百香果果實L*值均顯著高于CK組（P<0.05），其中以0.20 mmol/L褪黑素處理的百香果果實L*值最高；由圖1C所示，百香果采后貯藏當天的果實a*值為5.14，隨著貯藏時間的延長，a*值總體呈上升的趨勢，從貯藏的第4 d開始，CK組的a*值上升速率明顯高于處理組，第12 d時，CK組的a*值達到最高值17.70，褪黑素處理組都有較低的a*值，其中0.20 mmol/L褪黑素處理組相較于其他兩個處理組a*值最低；由圖1D所示，百香果采收貯藏當天的b*值為47.80，隨著貯藏時間的延長，b*值呈現先上升后下降的趨勢，CK組在第8 d時b*值急劇下降至43.52，而處理組均在第8 d后才呈現下降的趨勢，三組處理組都使得百香果果實維持較高的b*值。與CK組相比，褪黑素處理組都顯著減緩了百香果在貯藏后期L*、a*、b*的變化速度，保證了果實的顏色明亮度，但褪黑素處理組之間的差異不顯著，0.20 mmol/L褪黑素處理組在貯藏后期相對另外兩組處理組表現出更好的果皮含水量和果實色度水平。

圖1 褪黑素處理對采后百香果果皮含水量和顏色的影響Fig.1 Effects of melatonin treatment on moisture content and color

貯藏期間，百香果果實的色度值變化與陳美花等[22]、劉帥民等[30]的研究類似，果實的明亮度逐漸降低，果實的顏色從淺黃色轉變為淺棕色，a*值的上升速率被抑制，表明褪黑素對葉綠素的降解起到了緩沖作用，b*值的下降減緩，‘福建百香果3號’的顏色呈黃色，褪黑素的處理使得其類胡蘿卜素保持在較高水平。褪黑素影響了果實色素的代謝過程，延緩了果實因衰老而造成的顏色變化，使得果實顏色的鮮艷度得以維持在較好水平。

2.3 褪黑素處理對百香果可溶性固形物和可滴定酸含量的影響

可溶性固形物包括了糖、酸、維生素等多種成分，是組成果實風味的重要因素[31]。由圖2A可知，采后貯藏當天的可溶性固形物含量為17.00%，隨著貯藏時間延長呈下降的趨勢，貯藏的前4 d，各組之間的可溶性含量差異不大，第4 d后，CK組的可溶性固形物含量急劇下降，和褪黑素處理組之間均存在顯著差異（P<0.05），0.05和0.10 mmol/L褪黑素處理組之間差異不顯著（P<0.05），貯藏第16 d時，0.20 mmol/L褪黑素處理組較其他兩組處理組有著更高的可溶性固形物含量；可滴定酸是保證果實品質的重要性狀之一，在很大程度上也影響著果實的風味口感，由圖2B可知，貯藏當天的可滴定酸含量為3.86%，隨著貯藏時間的延長，百香果果實的可滴定酸含量呈下降的趨勢，CK組的可滴定酸含量在貯藏期間均顯著低于褪黑素處理組（P<0.05），在第12 d時CK組可滴定酸含量降到了2.21%。在貯藏期間，褪黑素處理組之間的可滴定酸含量差異不顯著，但都高于CK組。

圖2 褪黑素處理對百香果可溶性固形物（A）和可滴定酸含量（B）的影響Fig.2 Effects of melatonin treatment on soluble solids (A) and titratable acid content (B) of postharvest passion fruits

上述結果與帥良等[32]相類似，在貯藏期間，可溶性固形物和可滴定酸作為呼吸底物能夠提供給果實自身代謝所需的能量，可溶性固形物會被分解為簡單的糖類物質進行代謝作用，可滴定酸中包含了多種有機酸成分，百香果以檸檬酸為主，在代謝過程中被大量消耗。在本研究中，可溶性固形物和可滴定酸都呈現急速下降趨勢，而褪黑素處理過的果實兩者含量下降速度都得到了減緩，表明在一定程度上，褪黑素能夠延緩果實自身代謝作用。

2.4 褪黑素處理對百香果可溶性糖含量的影響

糖分是果實內含物的重要組份，是果實體內能量儲存和轉運的介質，果實中糖含量的高低直接決定了果實的甜度、營養價值及風味品質，在一定程度上來說，糖含量的多少決定了果實品質的高低[33]，由圖3可知，百香果采后貯藏當天的可溶性糖含量為16.91%，各組百香果可溶性糖含量總體呈先上升后下降的趨勢，貯藏第4 d時，CK組和0.10 mmol/L褪黑素處理組的可溶性糖含量達到最高值分別為21.65%和20.63%，貯藏第12 d時，0.05、0.20 mmol/L褪黑素處理組的可溶性糖含量達到最高值分別為23.44%、23.37%，貯藏第8 d后，CK組的可溶性糖含量均顯著低于處理組（P<0.05），其中0.20 mmol/L褪黑素處理組在第16 d時較其他處理組的可溶性糖含量更高，貯藏末期的效果最好。

圖3 褪黑素處理對采后百香果可溶性糖含量的影響Fig.3 Effects of melatonin treatment on soluble sugar content of postharvest passion fruits

貯藏期間，果實通過消耗自身的碳水化合物來維持其自身代謝，淀粉、蔗糖等多糖類物質可以轉化為葡萄糖、果糖等單糖類物質，供物質直接消耗。貯藏前期時，可溶性糖含量上升，這可能與自身代謝加快大量的多糖類物質被轉化有關，而在貯藏后期，可溶糖含量急劇降低，可能與果實已經近于腐爛果，自身轉化機制被破壞，貯藏的碳水化合物轉化速率大幅度降低，可溶性糖作為呼吸底物被大量消耗。褪黑素處理可延緩果實的腐爛，使其在末期自身碳水代謝仍繼續進行。

2.5 各指標間的相關性分析

如表2所示，硬度和皺縮指數呈顯著負相關，相關系數達到了0.999，與果皮含水量、b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈顯著正相關（P<0.05），相關系數都達到了0.95以上；質量損失率和果皮含水量、可溶性固形物呈極顯著負相關（P<0.01），相關系數為0.995、0.993，與L*值和可滴定酸呈顯著負相關，相關系數分別為0.985、0.975，與a*值呈顯著正相關（P<0.05），相關系數達到了0.980；腐爛率和皺縮指數、a*值呈顯著正相關（P<0.05），相關系數為0.989、0.982，與果皮含水量、L*值、b*值、可溶性固形物呈顯著負相關（P<0.05），相關系數都達到了0.96以上；皺縮指數和a*值呈顯著正相關，與b*值呈顯著負相關；果皮含水量與a*值呈極顯著負相關（P<0.05），相關系數達到了0.974，與L*值、b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈極顯著正相關，相關系數都達到了0.76以上；L*值和a*值呈極顯著負相關（P<0.05），相關系數高達0.966，和b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈極顯著正相關（P<0.01），相關系數都在0.78以上；a*值和b*值、可溶性固形物、可滴定酸呈極顯著負相關（P<0.01），相關系數都達到了0.75以上；b*值和可溶性固形物呈極顯著正相關（P<0.01），相關系數為0.818，和可滴定酸、可溶性糖呈顯著正相關（P<0.05），相關系數分別為0.471、0.460；可溶性固形物含量和可滴定酸呈極顯著正相關（P<0.01），相關系數為0.852。在貯藏過程中，硬度、質量損失率、腐爛率、皺縮指數作為評價百香果品質的直接指標，貯藏前期當硬度高時，百香果的質量損失率、腐爛率和皺縮指數都較低；而貯藏后期，隨著硬度的下降，這三者都在上升，呈現一種負相關的關系。可溶性固形物和可滴定酸作為評價百香果品質的重要內在指標，這兩者之間呈正相關關系，當兩者的含量都較高時表明果實品質較好，果實新鮮度較高。

表2 百香果果實各指標間的相關分析Table 2 Correlation analysis of various indexes of passion fruits

3 結論

百香果作為一年多季果，在生產和銷售上有著極大的優勢，但卻不耐貯藏，使得其商品貨架期大大縮短，在生產過程中，采摘下來的百香果往往被隨意的堆放，若對其采后進行合適的保護處理則有助于延長保鮮期，使得果實品質保持在較高水平，保證其商品價值。褪黑素作為一種新型的園藝產品保鮮劑正在被人們所了解，在本研究中，主要分析了不同濃度褪黑素處理對百香果貯藏品質的變化影響，與CK組相比，褪黑素處理組延長了百香果的貯藏時間，減緩了其腐爛速率，在相同貯藏階段內保持了較好的果實品質。相較于0.05、0.10 mmol/L褪黑素處理組，0.20 mmol/L褪黑素處理的百香果在果實的硬度、質量損失率、腐爛率等品質指標上都有更好的貯藏效果，為百香果今后的采后保鮮處理提供了一種選擇。此外，本研究中褪黑素處理對百香果內在品質變化的影響機制還有待進一步的研究和探索。