低溫對貴州山地紅玉芒采后貯藏品質(zhì)及生理生化的影響

何鳳平， 康專苗， 龔德勇*， 劉清國， 劉 榮， 林 敏， 黃建峰， 黨志國

(1.貴州省亞熱帶作物研究所， 貴州 興義 562400； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所， 海南 儋州 571737)

芒果(MangiferaindicaL.)是漆樹科芒果屬核果類植物，皮色和肉色鮮艷美觀，果肉嫩滑細(xì)膩，酸甜適度，清香可口，風(fēng)味別致，營養(yǎng)豐富，含可溶性固形物14%～25%，含糖11%～19%，鮮果含維生素C 12.3～56 mg/100g，還含有豐富的維生素A、B1、B2和礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、葉酸等，具有益胃、解渴、利尿、止暈等功效，享有“熱帶果王”之美譽(yù)，備受國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛[1-2]。貴州省作為國內(nèi)九大熱區(qū)之一，近年來在“兩江一河”低海拔干熱河谷地區(qū)的興義市、望謨縣、貞豐縣等縣市，芒果示范推廣面積逐步增加，主推品種有紅玉、金煌、臺農(nóng)、桂熱10號、桂熱82號等[3]。目前，貴州省內(nèi)芒果種植面積在6 667 hm2以上，產(chǎn)量1 000 kg/667m2左右，豐產(chǎn)期總產(chǎn)量達(dá)6.0萬t[4]。

紅玉芒屬于優(yōu)質(zhì)中晚熟芒果，具有果型美觀、肉質(zhì)細(xì)膩、纖維少、酸甜適口，品質(zhì)優(yōu)、綜合性狀佳等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者青睞[5]。但是，因?yàn)樘厥獾牡乩憝h(huán)境條件制約，紅玉芒的貯藏保鮮及銷售存在很大問題，當(dāng)下的銷售渠道主要為時令銷售，而且銷售過程中極易腐爛，損失相當(dāng)嚴(yán)重。由于紅玉芒果屬于典型的熱帶水果，成熟時正值高溫季節(jié)，采后生理代謝旺盛，在室溫(30℃左右)下貯藏6 d左右就會完熟而變軟、變黃，而且貯運(yùn)過程中還極易受到病原物侵染，在第9天開始腐爛，使得長途運(yùn)輸及貯藏受到限制，因而造成流通過程中損耗巨大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值急劇降低，嚴(yán)重制約芒果產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[6]。炭疽病是當(dāng)下紅玉芒等芒果采后的主要病害，一般在采前于田間潛伏侵染，采后果實(shí)成熟時爆發(fā)，致使貯藏運(yùn)輸過程中損失嚴(yán)重[7]。

近年來，芒果的防腐保鮮技術(shù)主要有物理方法(如冷藏、氣調(diào)、輻照、熱處理、超聲波和臭氧處理等)、化學(xué)方法(如化學(xué)殺菌劑、植物調(diào)節(jié)劑等)和生物方法(如天然提取物、拮抗菌等)，目前貯藏保鮮最可行且應(yīng)用最廣泛的方法仍然為物理方法中的低溫貯藏，不僅能夠顯著降低果實(shí)采后的呼吸作用和乙烯的產(chǎn)生，延遲組織衰老，而且還能夠抑制病原微生物的生長[6]。本研究以貴州山地紅玉芒為試驗(yàn)材料，采用低溫貯藏，探索低溫貯藏條件下其品質(zhì)及生理生化指標(biāo)變化，旨在為紅玉芒等貴州山地芒果的采后貯藏保鮮提供方法及理論支撐，延長果實(shí)的采后壽命，控制果實(shí)的采后病害，減少采后損失，增加經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

1.1.1 供試芒果 品種為貴州山地紅玉芒，采于貴州省興義市南盤江鎮(zhèn)達(dá)居芒果示范園，成熟度為七八成熟，采后當(dāng)天立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選質(zhì)量、大小、顏色均一，無殘次、病蟲害、機(jī)械損傷，并剪留0.5 cm果柄的果實(shí)作為試驗(yàn)果。

1.1.2 試劑 次氯酸鈉(分析純)，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；2, 6-二氯靛酚(高純，97%)、碳酸氫鈉(分析純，99.8%)、氯化鋇(分析純，99.5%)、草酸(98%)，上海源葉生物科技有限公司；愈創(chuàng)木酚(化學(xué)純)、考馬斯亮藍(lán)G-250(超純)、牛血清蛋白、VC(食品級)，北京Solarbio公司；丙二醛(MDA)測試盒、SOD試劑盒、CAT可見光試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.1.3 儀器設(shè)備 DK-98-IIA恒溫電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；MASTER-53T型手持折光儀，日本愛拓公司；1510型全波長酶標(biāo)儀、1179型超低溫冰箱，美國賽默飛世爾科技公司；Allegra X-30R型離心機(jī)，美國貝克曼庫爾特有限公司；FM100型雪花制冰機(jī)，北京長流科學(xué)儀器公司；BSA224S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)果用0.1%次氯酸鈉溶液浸泡清洗后，取出于室溫(18～25℃)條件下自然晾干，然后經(jīng)50℃熱水恒溫浸泡5 min，再于室溫(18～25℃)條件下自然晾干，隨機(jī)分成2組，CK組：不作任何處理，裝入保鮮袋中，封口，直接貯藏于室溫(18～25℃)條件下；低溫組：放入保鮮袋，封口，置于冷庫(15±1)℃。CK組和低溫組各留20個進(jìn)行外觀拍照及失重率、轉(zhuǎn)黃指數(shù)、病情指數(shù)的統(tǒng)計(jì)。每3 d定期觀察取樣測定相關(guān)指標(biāo)，各指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 失重率 采用直接稱重法測定。

失重率=[(貯藏前果實(shí)質(zhì)量-貯藏后果實(shí)質(zhì)量)/貯藏前果實(shí)質(zhì)量]×100%

1.3.2 轉(zhuǎn)黃指數(shù) 采用JIANG等[8]的方法進(jìn)行評價(jià)。轉(zhuǎn)黃分級：0級，全綠；1級，果蒂轉(zhuǎn)黃；2級，果蒂及果皮轉(zhuǎn)黃面積小于1/4；3級，果蒂及果皮轉(zhuǎn)黃面積1/4～1/2；4級，果蒂及果皮轉(zhuǎn)黃面積1/2～3/4；5級，果皮全部轉(zhuǎn)黃。

轉(zhuǎn)黃指數(shù)=∑(轉(zhuǎn)黃級別×該級別果數(shù))/(最高轉(zhuǎn)黃級別×調(diào)查總果數(shù))×100%

1.3.3 病情指數(shù) 采用高豪杰等[7]的方法進(jìn)行評價(jià)。果實(shí)病情按果實(shí)表面的病斑大小分級，其中，0級：表面無病斑；1級：表面可見針頭大小的病斑；2級：病斑面積不超過表面積的1/5；3級：病斑面積占表面積的1/5～1/2；4級：病斑面積超過表面積的1/2。病情指數(shù)=∑(病情級別×該級別果數(shù))/(最高病情級別×調(diào)查總果數(shù))×100%

1.3.4 呼吸強(qiáng)度 采用堿吸收法[9]測定。

1.3.5 可溶性固形物(TSS)含量 使用手持折光儀進(jìn)行測定。

1.3.6 可滴定酸(TA)含量 采用酸堿滴定法[10]測定。

1.3.7 VC含量 采用2，6-二氯靛酚滴定法[1]測定。

1.3.8 丙二醛(MDA)含量 按照MDA試劑盒規(guī)定的方法測定。

1.3.9 酶(SOD)活性 超氧化物歧化酶(SOD)活性按照SOD試劑盒規(guī)定的方法測定。過氧化物酶(POD)活性參照曹建康等[11]的方法測定。過氧化氫酶(CAT)活性按照CAT試劑盒中的方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2007計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)。運(yùn)用SPSS 17.0軟件采用單因素方差分析(One-way ANOVA)方法進(jìn)行差異顯著性分析，P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著)。用Sigma Plot 12.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)外觀

從圖1所示，貯藏至15 d時低溫處理組紅玉芒果實(shí)仍一直保持較高的商品品質(zhì)，消費(fèi)者接受程度較高，而CK組貯藏到9 d時發(fā)現(xiàn)有黑斑，果皮開始轉(zhuǎn)黃，貯藏至15d時果實(shí)嚴(yán)重衰老，全部腐爛，失去商品價(jià)值。整體看，低溫處理可以抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)表面黑斑的產(chǎn)生和品質(zhì)劣變，保持新鮮的商品特性，從而延長貨架期。

圖1 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)外觀

2.2 室溫和低溫貯藏紅玉芒果實(shí)的失重率

自然水分的散失是質(zhì)量損失和表皮變皺的主要原因[9]。芒果采后貯藏期間會因?yàn)闄C(jī)體代謝消耗，重量不斷減少[12]。從圖2可知，在整個貯藏期間紅玉芒果實(shí)的失重率呈逐漸上升趨勢，其中CK組果實(shí)的失重率上升較快，貯藏15 d時達(dá)1.60%；低溫貯藏至15 d僅0.96%。表明，低溫處理可以抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)水分的喪失，從而延長貯藏期。

圖2 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的失重率

2.3 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果皮轉(zhuǎn)黃指數(shù)

芒果外觀色澤是評價(jià)果實(shí)成熟重要且直接的指標(biāo)[13]，轉(zhuǎn)黃指數(shù)可以反映果實(shí)貯藏期間果皮顏色轉(zhuǎn)變的程度。貯藏期間貴州山地紅玉芒果皮顏色由綠色逐漸轉(zhuǎn)為黃色。從圖3看出，低溫貯藏紅玉芒的轉(zhuǎn)黃指數(shù)顯著低于室溫貯藏(P<0.05)，說明低溫貯藏貴州山地紅玉芒果實(shí)轉(zhuǎn)黃進(jìn)程較對照緩慢，低溫貯藏可較好地抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)的轉(zhuǎn)黃進(jìn)程。

圖3 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果皮轉(zhuǎn)黃指數(shù)

2.4 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)病情指數(shù)

炭疽病和蒂腐病是芒果果實(shí)采后貯藏過程中的主要病害，病情指數(shù)可作為反映芒果果實(shí)貯藏期間病害發(fā)生程度的主要指標(biāo)[7]。從圖4看出，低溫貯藏紅玉芒果實(shí)直至貯藏結(jié)束，未出現(xiàn)病斑；室溫貯藏6 d后病情指數(shù)開始急劇上升，貯藏18 d時全部發(fā)病，病情指數(shù)達(dá)100%。

圖4 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)病情指數(shù)

2.5 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)呼吸強(qiáng)度

呼吸強(qiáng)度是研究農(nóng)產(chǎn)品收獲后生理變化和貯運(yùn)保鮮的重要指標(biāo)，芒果屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，采后貯藏過程中會出現(xiàn)明顯的呼吸高峰[9,14]。從圖5看出，室溫貯藏紅玉芒果實(shí)6 d后出現(xiàn)呼吸高峰，而低溫貯藏的在整個貯藏期呼吸速率增長緩慢，未出現(xiàn)呼吸高峰，且果實(shí)呼吸強(qiáng)度一直極顯著低于室溫貯藏(P<0.01)。表明，貴州山地紅玉芒采后低溫貯藏，能延緩果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)，降低呼吸強(qiáng)度，延長貨架期。

圖5 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)呼吸強(qiáng)度

2.6 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)TSS含量

芒果果實(shí)中可溶性固形物(TSS)含量能直接反應(yīng)果實(shí)的成熟程度和品質(zhì)狀況，同時也是反映果實(shí)是否耐貯藏的一個重要指標(biāo)[15]。從圖6看出，紅玉芒果實(shí)TSS含量隨貯藏時間延長呈上升趨勢，而低溫貯藏的增長極其緩慢，且極顯著低于室溫貯藏(P<0.01)。表明，低溫貯藏可以抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)TSS含量的上升，有利于維持果實(shí)營養(yǎng)成分，明顯提高其耐貯藏性。

圖6 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)TSS含量

2.7 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)TA含量

可滴定酸(TA)是芒果果實(shí)重要的風(fēng)味指標(biāo)之一，也可反映芒果果實(shí)的耐貯藏性[19]。從圖7可知，紅玉芒果實(shí)在整個貯藏時間內(nèi)TA含量呈下降趨勢。貯藏3 d以內(nèi)，低溫貯藏果實(shí)與室溫貯藏的TA含量相同；3 d以后，低溫貯藏的TA含量下降緩慢，且含量極顯著高于室溫貯藏(P<0.01)。表明，低溫貯藏可以抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)TA含量的下降，提高其耐貯性，從而延長其貯藏期。

圖7 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)TA含量

2.8 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)VC含量

VC是人體中不可或缺的主要營養(yǎng)物質(zhì)，也是芒果果實(shí)的重要營養(yǎng)物質(zhì)之一，因此芒果果實(shí)中VC含量高低對其營養(yǎng)品質(zhì)影響很大[16]。此外，VC還是衡量芒果果實(shí)抗氧化衰老能力的主要因素之一。從圖8看出，紅玉芒貯藏于室溫和低溫條件下VC含量均呈下降趨勢，但是低溫貯藏的VC含量高于室溫貯藏；貯藏15 d時低溫貯藏的VC含量仍然高于室溫貯藏25%。表明，低溫處理可延緩貴州山地紅玉芒果實(shí)VC含量的下降，能夠較好防止其營養(yǎng)成分的損失，同時可以增強(qiáng)其抗氧化衰老能力，從而增強(qiáng)其耐貯藏能力。

圖8 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)VC含量

2.9 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)MDA含量

丙二醛(MDA)是植物組織器官衰老組織或器官膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化的產(chǎn)物，其含量與植物組織衰老有密切關(guān)系，可作為芒果果實(shí)衰老指標(biāo)之一[14, 17]。由圖9可知，整個貯藏期間，低溫貯藏的紅玉芒果實(shí)MDA含量變化跟室溫貯藏相似，隨著貯藏時間延長均呈急劇上升然后緩慢下降趨勢，但含量仍然顯著低于室溫貯藏(P<0.05)。表明，低溫貯藏可以抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)膜脂過氧化，延緩衰老，延長貨架期。

圖9 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)MDA含量

2.10 室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)酶活性

從圖10可看出室溫和低溫貯藏紅玉芒的果實(shí)超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)的變化情況。

圖10 室溫(CK)和低溫貯藏貴州山地紅玉芒的果實(shí)SOD、CAT和POD活性

2.10.1 SOD SOD是果實(shí)中一種重要的保護(hù)酶[14]。由圖10看出，整個貯藏期間，低溫貯藏紅玉芒果實(shí)的SOD活性始終維持在最高水平，一直極顯著高于室溫貯藏(P<0.01)。說明，低溫貯藏可以保護(hù)貴州山地紅玉芒果實(shí)SOD活性，延緩果實(shí)衰老，延長貯藏時間。

2.10.2 POD POD作為一種重要的氧化還原酶類，與果蔬的一些生理生化代謝反應(yīng)過程密切相關(guān)[18]。一般認(rèn)為，POD參與衰老有關(guān)的氧化反應(yīng)，果實(shí)衰老時POD活性上升，抑制該酶的活性可抑制果實(shí)的衰老過程[19-20]。從圖10看出，紅玉芒果實(shí)整個貯藏期內(nèi)POD活性變化呈上升再下降趨勢，室溫貯藏的POD活性12 d達(dá)到高峰，而低溫組POD活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CK組，一直維持在最低水平，兩個處理組間差異極顯著(P<0.01)。說明低溫貯藏可以很好地抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)POD 的活性，延緩果實(shí)的衰老速度，延長其貯藏時間。

2.10.3 CAT CAT是一種普遍存在于幾乎所有生命體內(nèi)的抗氧化酶，主要作用是清除體內(nèi)的H2O2，從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害[21]。從圖10看出，低溫貯藏紅玉芒果實(shí)CAT活性一直處于較高水平，且極顯著高于室溫貯藏(P<0.01)。說明，低溫貯藏可以保護(hù)貴州山地紅玉芒果實(shí)的組織和細(xì)胞免受氧化損傷，從而延長貯藏期。

3 結(jié)論與討論

芒果屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，在貯藏過程中，通常會隨著果實(shí)成熟呈現(xiàn)出果肉變軟、果皮變黃、TSS增加、TA降低等特征。芒果果實(shí)的轉(zhuǎn)黃指數(shù)、TSS和TA含量是衡量果實(shí)成熟的重要標(biāo)志[6]。研究結(jié)果表明，低溫貯藏能明顯推遲紅玉芒果皮的色澤轉(zhuǎn)變，顯著延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，較好地維持TSS、TA、VC和失重率水平，說明低溫貯藏能有效地保持紅玉芒果實(shí)的營養(yǎng)及風(fēng)味品質(zhì)和商品價(jià)值，延緩果實(shí)采后的成熟進(jìn)程，延長果實(shí)的保存時間。

芒果在采后會隨著果實(shí)后熟，組織抗病性會降低，病原菌活性增強(qiáng)，特別是潛伏性病害如炭疽病等發(fā)生會相當(dāng)嚴(yán)重。研究結(jié)果表明，低溫貯藏紅玉芒果實(shí)整個貯藏期間病情指數(shù)都顯著低于室溫貯藏，且一直維持在0，說明低溫貯藏能有效抑制紅玉芒采后病情及腐爛的發(fā)生，延緩果實(shí)的成熟進(jìn)程，但具體抗病機(jī)理還需待進(jìn)一步研究。

在植物組織衰老生理方面，眾多研究表明，MDA的主要傷害是導(dǎo)致膜脂過氧化，損傷細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，使得細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能受損，改變膜的通透性，從而影響一系列生理生化反應(yīng)的正常進(jìn)行[22]。研究結(jié)果表明，低溫貯藏能有效抑制貴州山地紅玉芒果實(shí)MDA含量的累積，可以維持質(zhì)膜的完整性，降低細(xì)胞受自由基攻擊的程度，與在柚[23]、黃桃[24]、草莓[25]等研究中的結(jié)果一致。

果肉組織的酶活性可以間接反映果實(shí)成熟衰老的程度。POD一般在老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較低，其活性高低在一定程度上反映了果實(shí)衰老的程度[26]。SOD能清除生物體內(nèi)新陳代謝過程中所產(chǎn)生的超氧陰離子自由基，并減少和阻止脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)，因此，可作為反映機(jī)體抗氧化能力和清除自由基能力的重要指標(biāo)[27-28]。CAT可以清除體內(nèi)的H2O2，還能夠氧化甲醛、苯酚等毒性物質(zhì)來保護(hù)組織和細(xì)胞免受氧化損傷，是機(jī)體氧化防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一[21]。研究結(jié)果表明，低溫貯藏能有效維持貴州山地紅玉芒果實(shí)中較低的POD活性及較高的SOD和CAT活性。

低溫貯藏能夠較好地維持紅玉芒果實(shí)的外觀品質(zhì)，有效降低果實(shí)的后熟程度，推遲果實(shí)的軟化衰老，維持果實(shí)各項(xiàng)營養(yǎng)指標(biāo)水平，抑制果實(shí)的生理生化反應(yīng)。目前，在很多發(fā)展中國家，芒果采后貯藏保鮮普遍采用殺菌劑處理，但殺菌劑處理往往伴隨危害健康、污染環(huán)境和使病原菌產(chǎn)生耐藥性等問題[6,29]。低溫貯藏屬于一種物理保存方法，可作為貴州山地紅玉芒采后貯藏保鮮一種安全可靠的方法。