赤霉素处理对南果梨贮藏品质的影响

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(渤海大学食品科学与工程学院,辽宁省食品安全重点实验室, 生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心,辽宁锦州 121013)

南果梨属秋子梨系统(PyrusussuriensisMaxim.)中极优良品种,是辽宁特色水果。南果梨果实采收时色绿、肉脆质硬、汁少味甜、无香气[1];采收后在自然条件下经适当后熟以后,果色转黄、香气逐渐浓郁、果肉变得味美多汁,品质极佳,但不耐贮藏。

赤霉素(GA3)是植物五大内源激素之一,可调节和控制植物生长发育的各个阶段[2]。在苹果[3]、柿子[4]、香蕉[5]、葡萄[6]、芒果[7]等果实上的研究表明,GA3能够延缓果实成熟,有良好的保鲜效果。近年来,在梨果实上的研究多集中于采前喷施GA3对其生长发育及品质形成的影响上[8-11],而关于GA3的采后保鲜效果研究较少。在黄花梨[12]和鸭梨[13]上的研究表明,采后GA3处理能延缓果实成熟,提高果实贮藏品质。据报道,GA3的处理效果因所用浓度、果实种类及品种而异[14-16]。目前,在南果梨上还未见相关研究。因此,本实验以采后南果梨为材料,研究不同浓度GA3对其常温贮藏品质及相关生理变化的影响,为找到新的保鲜方法提供参考,也为进一步研究GA3对南果梨果实成熟衰老的调控机理提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

南果梨 于商业采收期(2016年9月4日)采自辽宁省锦州市廉政文化景区一商业果园,随机从树上选取位置、大小、成熟度一致,无病虫害和机械损伤的果实,用瓦楞纸板箱包装后当天运回实验室进行处理;GA3原药 购自河南森永化工产品有限公司,纯度为90%;其他试剂 均为国产分析纯。

BCD-102D型冰箱 广州万宝集团冰箱有限公司;ZBS-20商用制冰机 上海安亭科学仪器厂;GY-3指针式水果硬度计 浙江托普仪器有限公司;JA5003电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;HH-4A单列单控四孔水浴锅 常州国宇仪器制造有限公司;722N可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;UV-2550紫外可见分光光度计 日本岛津公司;Legend Micro21R冷冻离心机 美国Thermo公司;GXH-3051H型果蔬呼吸测定仪 上海精密仪器仪表有限公司;WYT-32型阿贝折光仪 厦门中村光学仪器厂。

1.2 处理方法

将南果梨果实分为三组,进行如下处理:第一组用10 mg/L的GA3浸果15 min;第二组用50 mg/L的GA3浸果15 min;第三组作为对照,用清水浸果15 min。每个处理均重复三次,每次重复60个果实。处理后将果实取出晾干,放进瓦楞纸板箱常温(23±2) ℃贮藏。每4 d从每个处理的每个重复随机取5个果实,进行果皮转色指数、果梗保鲜指数、呼吸强度和果实硬度的测定,之后另从每个处理的每个重复随机取2个果实,将果肉切成约0.2 cm3的小块并用液氮速冻混匀,贮存于-80 ℃用于其他生理指标的测定。

1.3 生理指标测定方法

1.3.1 感官指标的测定 果皮转色指数和果梗保鲜指数参照纪淑娟等[17]的方法进行测定。果皮转色指数:0级,果皮全绿;1级,果皮绿微黄;2级,果皮浅黄;3级,果皮全黄。果梗保鲜指数:0级,果梗全干;1级,果梗干枯长度>2/3;2级,果梗干枯长度为1/3～2/3;3级,果梗干枯长度<1/3。

计算公式如下:

1.3.2 硬度测定 采用水果硬度计测定,测头直径为8 mm。在每个南果梨果实的赤道部位呈120°角取3个点去皮后,将硬度计测头垂直于果面进行测定,取平均值,单位kg/cm2。

1.3.3 呼吸强度测定 参照葛永红等[18]的方法,用果蔬呼吸测定仪进行测定,以mL CO2/(kg·h)表示。

1.3.4 可溶性固形物(TSS)及可滴定酸(TA)含量的测定 TSS含量采用阿贝折光仪测定。TA含量采用氢氧化钠溶液滴定法[19]测定,以质量分数(%)表示,折算系数以苹果酸计。

1.3.5 VC含量的测定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定[19],以mg/100 g表示。

1.3.6 丙二醛(MDA)含量的测定 采用硫代巴比妥酸法测定[19],以nmol/g表示。

1.3.7 总酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性的测定 参照曹建康等[19]方法进行测定,以每克果肉鲜重在280 nm处吸光值表示总酚含量,即OD280/g。PPO活性以每克果肉鲜重每分钟吸光度变化值增加1为1个活性单位,以U/g表示。

1.4 数据分析

本实验所有指标均重复测定三次。采用 Excel 2010对数据进行分析与作图,并用SAS V8.0进行差异显著性分析。p<0.05表示差异显著,p<0.01表示差异极显著。

2 结果与讨论

2.1 GA3处理对南果梨果实感官指标的影响

南果梨果实常温贮藏期间叶绿素不断降解,果皮逐渐转黄,果梗也发生干枯褐变。由图1可见,各处理果实的果皮在20 d后已基本转黄,但经GA3处理的果实果皮转黄速度总体上明显低于对照(图1A)。在第16 d,对照果实的转色指数已达90.6,而10 mg/L和50 mg/L GA3处理的果实果皮转色指数分别比对照低22.3%(p<0.01)和31.5%(p<0.01)。在第24 d,对照果实的果梗已完全干枯褐变,指数为0,而10 mg/L和50 mg/L GA3处理的果实果梗保鲜指数分别为8.3和24.6,明显高于对照(图1B)。可见,不同浓度的GA3处理均能降低南果梨果皮转黄速度,提高果梗保鲜指数,其中以50 mg/L的GA3处理效果最好。GA3作为一种植物生长调节剂,具有很强的生物活性,在抑制果蔬色泽改变上尤为显著。在香蕉[5]、柑橘[20-21]、青花菜[22]及辣椒[23]上的研究发现,GA3能够延缓叶绿素降解,有效延缓果蔬褪绿,与本研究结果一致。然而,曾凤等[7]在芒果上的研究表明,低浓度的GA3能够延缓叶绿素降解,高浓度的GA3则在一定程度上促进叶绿素降解。可见,GA3能否延缓果蔬褪绿与其处理浓度有关。

图1 GA3处理对南果梨果实感官指标的影响Fig.1 Effects of GA3 treatment on the sensory indices of Nanguo pear fruit

2.2 GA3处理对南果梨果实硬度的影响

硬度是衡量果实耐贮性的重要指标[24]。由图2可知,各处理果实的硬度均随贮藏时间延长而下降。总体来看,10 mg/L GA3处理的果实硬度稍高于对照,而50 mg/L GA3处理的果实硬度明显高于对照。在第16 d,对照果实的硬度为3.36 kg/cm2,与采样当天相比下降了82.9%,此时果实很软,商品价值低[17];而50 mg/L GA3处理的果实硬度为8.03 kg/cm2,与采样当天相比仅下降了59.1%,果实较软，正适合食用。在第24 d,对照和10 mg/L GA3处理的果实变得极软,硬度很小已基本检测不到,而50 mg/L GA3处理的果实硬度为2.98 kg/cm2,可见50 mg/L GA3处理明显减缓了果实的软化速度,并且可推迟硬度下降4 d左右。在柿[4]和油桃[25]果实上的研究发现,GA3处理能够抑制与软化密切相关的酶活性,延缓原果胶的降解以及水溶性果胶含量的增加,从而延缓果实的软化进程。目前,GA3处理对南果梨果实后熟软化的具体调控机制尚不清楚,有待进一步研究。

图2 GA3处理对南果梨果实硬度的影响Fig.2 Effects of GA3 treatment on firmness of Nanguo pear fruit

2.3 GA3处理对南果梨果实呼吸强度的影响

南果梨是呼吸跃变型果实[26]。由图3可知,对照果实在贮藏期间出现2次呼吸高峰,分别在第4 d和第16 d,这与纪淑娟等[17]研究结果一致。不同浓度GA3处理的果实在贮藏第4 d呼吸强度明显低于对照,仅在第16 d出现一次呼吸高峰,且峰值与对照差异并不明显,可见GA3处理能在贮藏前期抑制南果梨果实的呼吸强度和第一次呼吸高峰的出现。在番茄[27]及桃果实[28]上的研究发现,GA3处理能够抑制采后果实贮藏期间的呼吸强度,与本研究结果一致。呼吸是采后果实具有生理活动的重要标志,影响采后其他生理生化过程,而呼吸跃变是跃变型果实生长发育结束和启动衰老的重要标志[29],因此推测GA3处理对南果梨果实的保鲜效果与其能够抑制果实的第一次呼吸高峰出现密切相关。

图3 GA3处理对南果梨果实呼吸强度的影响Fig.3 Effects of GA3 treatment on respiration rate of Nanguo pear fruit

2.4 GA3处理对南果梨果实TSS含量及TA含量的影响

TSS是判断果实成熟的重要指标,直接影响其货架品质[30]。由图4A可见,各处理的南果梨果实TSS含量逐渐升高,其中GA3处理的果实TSS含量明显低于对照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3处理的果实TSS含量分别比对照低5.0%(p<0.05)和6.4%(p<0.05)。可见,GA3处理能够减缓南果梨果实TSS含量的上升,使果实维持较低的TSS含量。整体来看,50 mg/L GA3处理的果实TSS含量在贮藏期间虽稍低于10 mg/L GA3处理的果实,但两者之间差异并不明显。王大平等[12]认为GA3结合CaCl2处理能在黄花梨果实贮藏前期抑制TSS含量的上升,在贮藏后期延缓其含量下降。曹建康等[13]报道GA3处理能减缓鸭梨果实贮藏期间TSS含量的下降,使其维持较高的TSS含量。以上研究结果表明,GA3处理对采后梨果实贮藏过程中TSS含量的影响因品种及处理方式而异。

图4 GA3处理对南果梨果实TSS含量和TA含量的影响Fig.4 Effects of GA3 treatment on TSS content and TA content of Nanguo pear fruit

TA含量直接影响果实的风味品质。各处理的南果梨果实TA含量在贮藏期间均呈下降趋势(图4B)。总体来看,不同浓度GA3处理的果实TA含量在贮藏期间均高于对照,其中50 mg/L GA3处理效果更明显,其在第24 d的TA含量分别是对照和10 mg/L GA3处理果实的1.5倍(p<0.01)和1.1倍(p<0.01)。由此可见,GA3处理能延缓采后南果梨果实TA含量的下降。

2.5 不同浓度GA3处理对南果梨果实VC含量的影响

VC是人类营养中最重要的维生素之一。由图5可见,各处理果实的VC含量在贮藏期间均呈下降趋势,其中50 mg/L GA3处理的果实含量最高,其次是10 mg/L GA3处理,对照果实含量最低。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3处理的果实VC含量分别是对照的1.5倍(p<0.01)和1.8倍(p<0.01),可见GA3处理的果实能较好的保持果实中的VC含量,以50 mg/L的GA3处理效果最好。在香蕉[5]、芒果[7]及甜樱桃[31]上的研究也得到了一致结果,表明GA3处理能在一定程度上保持采后果实贮藏过程中的营养品质。

图5 GA3处理对南果梨果实VC含量的影响Fig.5 Effects of GA3 treatment on VC content of Nanguo pear fruit

2.6 GA3处理对南果梨果实MDA含量的影响

MDA是膜脂过氧化反应的产物,是反映细胞膜破坏程度及果实衰老状态的指标[19]。由图6可见,各处理果实的MDA含量在贮藏前期缓慢升高而后快速上升。整体来看,GA3处理的果实MDA含量在贮藏期间低于对照。在第24 d,10 mg/L GA3和50 mg/L GA3处理的果实MDA含量分别比对照低21.0%(p<0.01)和37.3%(p<0.01),可见GA3处理能有效抑制采后南果梨果实MDA含量增加,其中以50 mg/L GA3处理效果最好。周会玲[27]等分别用40 mg/kg和20 mg/kg GA3处理采后番茄果实,发现不同浓度GA3处理均可有效抑制膜透性增加,降低MDA含量,且高浓度的处理效果较好,与本研究结果一致。膜脂过氧化是引起果实后熟衰老的重要原因,本研究结果表明GA3处理能抑制采后南果梨果实的膜质过氧化作用,延缓其成熟衰老。

图6 GA3处理对南果梨果实MDA含量的影响Fig.6 Effects of GA3 treatment on MDA content of Nanguo pear fruit

2.7 GA3处理对南果梨果实总酚含量和PPO活性的影响

采收后的南果梨果实常温后熟衰老过程中,酚类物质会在PPO的作用下形成褐色物质,使其发生酶促褐变[32-33]。由图7A可知,各组果实的总酚含量在贮藏前期稍有上升而后快速下降,其中对照和10 mg/L GA3处理的果实总酚含量从12 d后快速下降,而50 mg/L GA3处理则推迟了4 d,即在第16 d后才开始下降。在整个贮藏期间,50 mg/L GA3处理的果实总酚含量最高,其次是10 mg/L GA3处理,对照最低。

与总酚含量变化趋势相似,各处理果实的PPO活性也呈现先上升后下降的趋势,GA3处理的果实PPO活性明显比对照低(图7B)。对照和10 mg/L GA3处理的果实PPO活性都在贮藏8 d后快速上升,在第16 d达到高峰后迅速下降,其中10 mg/L GA3处理的PPO活性峰值比对照低10.9%(p<0.05)。50 mg/L GA3处理则在贮藏12 d后快速上升,在第20 d达到高峰,时间上比其他两处理推迟了4 d,且峰值仅为对照峰值的49.0%(p<0.01)。由此可见,GA3处理能够抑制采后南果梨果实贮藏期间酚类物质含量的降低和PPO活性的升高。在甜樱桃[31]、脆枣[34]、枇杷[35]、李[36]及桃[37]等果实上的研究也得到了一致结果,表明GA3处理延缓果实成熟衰老与其能够抑制酶促褐变密切相关。

图7 GA3处理对南果梨果实总酚含量和PPO活性的影响Fig.7 Effects of GA3 treatment on total phenols content and PPO activity of Nanguo pear fruit

3 结论

GA3处理能够降低采后南果梨常温贮藏期间果皮的转黄速度,保持果梗保鲜指数,减缓果实的软化速度,抑制第一次呼吸高峰的出现,延缓TSS和MDA含量的升高,同时抑制PPO活性,使果实保持较高的VC含量和总酚含量,延缓了果实的成熟进程,同时保持了其贮藏品质。两处理浓度相比,以50 mg/L的GA3处理保鲜效果最好。

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