奉节脐橙果实留树和低温保鲜期间滋味品质变化分析及综合评价

刘珞忆，张沛宇，周志钦,2,3*

1(西南大学 园艺园林学院，重庆，400715) 2(南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆，400715)3(重庆西南果品营养研究院，重庆，401121)

柑橘(Citrus)是世界第一大果树作物，因其营养丰富，风味独特，备受消费者喜爱。脐橙是甜橙(CitrussinensisOsbeck)类中的主要品种，因其果顶附生发育不全的次生小果，果顶部开裂呈脐状，由此而得名。奉节是世界八大脐橙特产生态区之一[1]，奉节脐橙因果形圆润、色泽橙红、风味浓甜、入口化渣，是中国少数具有竞争优势的地方品种之一[2]，具有重要的经济价值。

目前国内的脐橙以鲜销为主，由于成熟期集中，导致市场供应过于集中，常常造成经济效益下降或滞销。而对于拉开成熟期、延长销售时期、推迟鲜果供应、实现周年供应等问题，常采用的办法就是采后贮藏和留树保鲜。目前，采后贮藏的方法有冷藏、气调、化学和涂膜等[3-4]，其中化学保鲜剂的使用较为广泛[5-6]，而天然、无毒的新型保鲜剂如壳聚糖等也已成为研究与开发的热点[7-8]。留树保鲜能够很好地维持脐橙、血橙和椪柑的果实品质[9]。化学保鲜剂百可得、咪鲜胺和2，4-滴钠盐混合使用可以在一定程度上维持夏橙在贮藏过程中的基本品质[6]。天然保鲜剂壳聚糖处理能降低纽荷尔脐橙果实失重率，延长果实贮藏寿命[10]。但是，对于同时比较化学保鲜剂、天然保鲜剂壳聚糖和留树保鲜3种不同方式对奉节脐橙贮藏过程中主要风味物质变化的影响仍未见报道。

风味是影响消费者选择的重要因素之一[11]，风味包含5种基本滋味，分别是酸味、甜味、苦味、咸味和鲜味[12]。对于不同品种和不同贮藏条件下柑橘果实内部品质的变化目前已有相关研究，但大多只对酸味和甜味进行了检测分析[13-15]，针对留树保鲜和低温贮藏等不同贮藏保鲜方式对脐橙果实主要滋味物质的影响仍不清楚。

为了探究奉节脐橙贮藏期间在不同保鲜方式下主要滋味物质的变化，本研究以重庆奉节的‘72-1’脐橙为材料，用百可得+咪鲜胺+2,4-滴钠盐做混合保鲜剂、2%的壳聚糖和留树保鲜的方式，通过检测酸味、甜味和苦味3种基本滋味的主要代表物质，系统地分析奉节脐橙果实贮藏期间在不同处理下主要滋味物质的变化，并利用因子分析建立的果实滋味品质综合评价模型比较不同处理方式对奉节脐橙的贮藏保鲜效果，以期为生产实践提供有用的信息。

1 材料与方法

1.1 材料和处理

1.1.1 植物材料

奉节‘72-1’脐橙(CitrussinensisOsbeck)，2017年12月29日采于重庆铭阳果业发展有限公司(重庆，奉节)，并于当天运回实验室。选取大小均匀，无机械损伤和病虫害的果实作为实验材料。低温贮藏设3个处理组，即：对照组，保鲜剂组和壳聚糖组；留树保鲜组，与室内低温贮藏平行进行。留树保鲜组按田间要求常规栽培管理，果实选择与低温贮藏组相同品种‘72-1’。低温贮藏和留树保鲜组选取相同经纬度的果树进行采果，均选择外围果。

1.1.2 处理方法

(1)低温保鲜组

对照组：用清水浸果60 s，取出后晾干。

保鲜剂组：5 g百可得+5 mL咪鲜胺+1 g 2,4-滴钠盐溶于20 L水。将脐橙浸泡在配好的保鲜剂溶液中60 s，取出后晾干。

壳聚糖组：按添加量20 g/L称取一定量的壳聚糖(脱乙酰度≥95%，MW～200 000)溶解在少量蒸馏水中，再加入1%(体积分数)的醋酸，边加边搅拌，最后用水定容，静止溶胀0.5 h。将脐橙浸泡在壳聚糖溶液中60 s后成膜，取出后晾干。

每种处理设置3次重复，每次重复60枚果实，并对其中的20枚果实进行编号，用于失重率的计算。每60枚果实装入一个塑料果筐中进行贮藏。随后将对照组、保鲜剂组和壳聚糖组置于人工气候培养箱(温度6～7 ℃，相对湿度80%～85%)中贮藏，储存期为3个月。在0、15、30、45、60、75、90 d分别对不同处理下的脐橙进行取样分析。

(2)留树保鲜组

留树组：自室内低温贮藏组0 d起，每隔15 d从供试树上取样，并于当天运回实验室。

1.2 方法

1.2.1 失重率

以称重法统计[16]，在固定取样时间分别测定每种处理3个重复下编号的20个脐橙果实的总重，并记录。根据式(1)计算失重率：

(1)

1.2.2 可溶性固形物(total soluble solid,TSS)

以6个果实果汁混合为1次重复，各处理重复3次，TSS的含量采用数显折射仪(PAL-BXIACID1)进行测定。

1.2.3 可滴定酸(titratable acid,TA)

采用酸碱滴定法[17]，用标定过的0.01 mol/L NaOH滴定，结果以柠檬酸的含量为系数进行换算，每种处理重复3次。

1.2.4 维生素C(vitamin C,Vc)

参考GB 5009.86—2016[18]，采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，各处理重复3次。

1.2.5 果实可溶性糖和有机酸的提取与检测

果实可溶性糖和有机酸的提取与检测参照ZHENG等[19]的方法。称取3 g脐橙果肉冻样，加液氮使用冷冻磨样机将样品研磨成均匀的粉末，加入5 mL 80%(体积分数)乙醇，涡旋混匀。置于35 ℃恒温振荡水浴提取20 min，4 ℃ 10 000 r/min离心15 min，吸取上清液，重复提取3次，合并上清液，用体积分数80%乙醇定容至25 mL。取4 mL提取液，在4 ℃下，10 000 r/min离心5 min，取3 mL上清液，并采用氮吹仪用氮气吹干，用1.5 mL双蒸水对壁上的果渣进行溶解，经过0.22 μm的水膜过滤纯化移入进样瓶，待高效液相色谱进行检测。每个样品进行3次重复。

可溶性糖的色谱条件：色谱柱为菲罗门氨基色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，以乙腈∶水=85∶15(V∶V)为流动相，流速为1.5 mL/min，等度洗脱，柱温为40 ℃，进样量10 μL，载气流速为40 P，漂移管温度为65 ℃。

有机酸测定的色谱条件：色谱柱为ODS的C18柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，以H3PO4为缓冲液，将40 mmol/L KH2PO4的pH调节至2.4后作为流动相，流速为0.6 mL/min，等度洗脱，柱温为25 ℃，进样量10 μL,检测波长210 nm。

1.2.6 柠檬苦素

柠檬苦素的提取参考李一兵等[20]的方法。将脐橙果肉置于40 ℃烘箱中干燥72 h，之后用小型粉碎机粉碎并过60目筛备用。称取每份样品2 g于50 mL锥形瓶中，加入25 mL二氯甲烷，锡箔纸封口，40 ℃超声提取30 min，抽滤，重复提取1次，合并有机相于蒸馏瓶中，40 ℃下减压旋转蒸发至近干，用1.5 mL乙腈溶解，转入2 mL离心管中。测定样品时，将提取液过0.22 μm亲水性PTFE膜到2 mL进样瓶中，待测。每个样品进行3次重复。

柠檬苦素的色谱条件：采用ACQUITY超高效液相色谱(UPLC)分析系统，美国Waters公司，色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)，以0.01%甲酸+H2O(A)和乙腈(B)为流动相，洗脱程序为0～4.0 min, 35%～55% B; 4.0～5.0 min, 55%～35% B，进样量1.0 μL，流速0.4 mL/min，柱温40 ℃，检测波长为210 nm。

1.3 数据分析

所得试验数据采用Microsoft Excel 2003软件统计处理，采用SPSS 19.0进行差异显著性分析，采用Graphpad Prism7绘图。采用Z-score标准化法[21]对原始数据进行无量纲化处理，应用SPSS 19.0对数据进行因子分析。利用因子分析所得主因子与层次分析的权重对脐橙果实滋味品质进行综合评价。采用汤姆逊回归法[21]计算因子得分，见公式(2)。

F=A′R-1X

(2)

式中：F，因子得分；X，标准化后的数据；A′，旋转后因子载荷矩阵；R，相关系数矩阵。以提取的前n个因子(累计方差贡献率超过85%)所对应的方差贡献率作为权重，将因子得分与对应的权重加权求和，即为各样本的综合得分，见公式(3)。

Q=V1F1+V2F2+V3F3,…,+VnFn

(3)

式中：Vn，第n个因子的方差贡献率；Fn，第n个因子得分。

2 结果与分析

2.1 不同处理对奉节脐橙果实基本生理指标的影响

失重是由于果实在贮藏过程中发生蒸腾作用造成的必然现象，与外界环境和果实内部环境等因素有关[23]。由图1-A可知，低温贮藏3个处理组的脐橙果实在贮藏期间的失重率均呈上升趋势。其中保鲜剂组和对照组的失重率在贮藏前75 d无显著差异(P>0.05)，均显著高于壳聚糖组(P<0.05)；贮藏90 d时，对照组的失重率达21.95%，显著高于保鲜剂组，保鲜剂组的失重率为18.40%，显著高于壳聚糖组的13.87%。壳聚糖组的失重率始终显著低于保鲜剂组和对照组。

Vc含量高低是反映果实品质的重要指标之一[24]。由图1-B可知，在贮藏保鲜过程中，各处理组脐橙果实Vc含量整体呈下降趋势，但留树组脐橙果实的Vc含量始终高于其余3组。贮藏75 d之后，各处理组脐橙果实Vc含量的顺序为留树组>壳聚糖组>保鲜剂组>对照组。

可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)是影响果实风味品质和衡量果实成熟度的重要指标[25]。由图1-C可知，对照组、保鲜剂组、壳聚糖组和留树组的脐橙果实TSS含量分别在贮藏保鲜的45、45、75和75 d达到峰值，分别为11.87%、11.63%、11.23%和13.27%。贮藏至90 d时，对照组脐橙果实TSS含量达到最低9.83%，显著低于其余3个处理组，而壳聚糖组与保鲜剂组脐橙果实TSS含量无显著差异且均显著低于留树组。如图1-D所示，在前60 d，脐橙果实TA含量为对照组<壳聚糖组<保鲜剂组，随后保鲜剂组脐橙果实TA含量迅速降低，直到90 d时达到最低0.47%。留树组脐橙果实TA含量波动明显，在30 d时达到最高值0.88%，90 d时为最低值0.50%。

A-失重率；B-维生素C; C-可溶性固形物；D-可滴定酸图1 不同处理方式贮藏期间对脐橙果实基本生理指标的影响Fig.1 Changes in basic physiological indexes of navel orange with different treatments during storage

2%壳聚糖和混合保鲜剂处理可显著减少脐橙果实的失重，可能是由于在一定范围内调节果实内部气体成分对果实起到延长保鲜期的作用[26]，这个结果和林上等[26]对伏令夏橙的壳聚糖处理研究一致。3种保鲜处理都有效减缓了贮藏保鲜过程中脐橙果实Vc的分解，且留树保鲜组的效果最佳，这与方贻文[27]研究纽荷尔脐橙留树保鲜期间Vc变化趋势一致。贮藏后期，对照组脐橙果实TSS含量显著低于其余3个处理组。综上所述，3种保鲜措施均可在一定程度上维持脐橙果实贮藏保鲜过程中的基本品质，其中留树保鲜的方式最优。

2.2 不同处理对奉节脐橙果实可溶性糖含量变化的影响

可溶性糖是最主要的甜味物质成分，是果实甜味的重要指标[28]。由图2可知，脐橙果实中糖组分含量最高的是蔗糖，蔗糖与果糖、葡萄糖的比例接近2∶1∶1。如图2-A所示，脐橙果实果糖含量在贮藏前期呈上升趋势，其中保鲜剂组和壳聚糖组在贮藏的15 d后转为下降趋势，而留树组和对照组直到贮藏的30 d后才出现下降。贮藏至45 d后，对照组脐橙果实的果糖含量始终低于其余3个处理组，对照组、保鲜剂组、壳聚糖组和留树组的脐橙果实果糖含量分别在贮藏保鲜的75、90、70和75 d达到最大值，分别为2 203.21、2 595.87、2 369.40和2 676.34 mg/100g。在贮藏保鲜的90 d时，4个处理组之间果糖含量差异显著，含量顺序为保鲜剂组>壳聚糖组>留树组>对照组。

如图2-B所示，脐橙果实葡萄糖含量总体变化趋势与果糖一致。贮藏15 d后，除第30天的保鲜剂组外，对照组脐橙果实的葡萄糖含量均为最低。在贮藏保鲜的0至75 d，留树组脐橙果实葡萄糖含量均为最高，且在第75天时达到峰值，为2 496.55 mg/100g。而对照组、保鲜剂组和壳聚糖组则分别在90、90和60 d达到峰值，分别为2 032.61、2 369.23和2 107.56 mg/100g。

由图2-C可知，对照组脐橙果实贮藏到90 d时蔗糖含量显著低于0 d。除0 d和45 d外，留树组脐橙果实蔗糖含量均为最高，且在15、30和90 d时高于4 000 mg/100g。在贮藏保鲜90 d时，4个处理组之间蔗糖含量差异显著，含量顺序为留树组>保鲜剂组>壳聚糖组>对照组。

A-果糖含量；葡萄糖含量；C-蔗糖含量图2 不同处理方式贮藏期间对脐橙果实可溶性糖含量的影响Fig.2 Changes in soluble sugar contents of navel orange with different treatments during storage

蔗糖含量始终极显著高于葡萄糖和果糖含量(P<0.01)，而葡萄糖和果糖含量变化的波动及趋势相似，这与唐鹏[29]的研究结果一致。在贮藏0～15 d时4个处理组3种可溶性糖含量均明显上升，贮藏75 d时出现明显变化拐点。总的来说，壳聚糖组、保鲜剂组和留树组均能显著抑制贮藏过程中3种可溶性糖的降低，推测可能是由于3种保鲜措施在一定程度上抑制了果实中的呼吸作用速率从而延缓了果实中可溶性糖的代谢速率，亦或是因为3种保鲜处理提高了果实中可溶性糖合成相关酶的活性[28]。

2.3 不同处理对奉节脐橙果实有机酸含量变化的影响

有机酸是最主要的酸味物质成分，柑橘果实中主要的有机酸是柠檬酸，草酸、酒石酸和苹果酸,均为微量酸[30]。由图3-A可知，在贮藏前15 d，4个处理组间草酸含量无显著差异，到贮藏后期，对照组和保鲜剂组的草酸含量显著高于壳聚糖组和留树组。如图3-B所示，酒石酸含量在整个贮藏期间呈现下降趋势，贮藏至90 d时，4个处理组的酒石酸含量几乎均为贮藏0 d的一半。除保鲜剂组在15～30 d呈上升趋势外，其余3个处理组脐橙果实酒石酸含量在贮藏前45 d都呈现明显下降趋势，随后4个处理组变化较为平缓。由图3-C可知，对照组贮藏90 d后，苹果酸含量显著高于0 d，壳聚糖组贮藏前后苹果酸含量无显著差异，而保鲜剂组和留树组贮藏90 d后苹果酸含量显著低于0 d。贮藏至90 d，保鲜剂组、壳聚糖组和留树组之间脐橙果实苹果酸含量差异不显著，均显著低于对照组脐橙果实苹果酸含量。

如图3-D所示，整个贮藏期间，4个处理组脐橙果实柠檬酸含量呈现明显下降趋势。在贮藏的0～15 d和15～30 d，对照组和保鲜剂组柠檬酸含量呈先上升后下降的趋势，而壳聚糖组和留树组刚好与之相反。随贮藏时间的增加，对照组、保鲜剂组、壳聚糖组和留树组分别在贮藏的45、90、60和90 d达到最低值，分别是383.84、354.64、337.04和347.39 mg/100g。贮藏至90 d，保鲜剂组、壳聚糖组以及留树组脐橙果实柠檬酸含量差异不显著，但均显著低于对照组脐橙果实柠檬酸含量。

A-草酸;B-酒石酸；C-苹果酸；D-柠檬酸图3 不同处理方式贮藏期间对脐橙果实有机酸含量的影响Fig.3 Changes in organic acid contents of navel orange with different treatments during storage

整体而言，贮藏期间脐橙果实有机酸含量呈下降趋势，这与孙晓华[31]研究HB柚和沙田柚中4种有机酸含量呈整体下降趋势的结果一致。对照组脐橙果实贮藏后期有机酸含量高于3个保鲜处理组，说明3种保鲜措施在一定程度上均可抑制贮藏过程中有机酸的上升。推测可能与贮藏过程中脐橙果实内源激素的调控有关[32]。

2.4 不同处理对奉节脐橙果实柠檬苦素含量变化的影响

柠檬苦素是甜橙果实中最主要的苦味物质[33]。如图4所示，对照组、保鲜剂组和壳聚糖组脐橙果实柠檬苦素含量变化趋势一致，在贮藏45 d后，这3个处理组柠檬苦素含量一直呈现上升趋势，但保鲜剂组和壳聚糖组脐橙果实柠檬苦素含量变化较对照组更为平缓。贮藏30 d后，对照组脐橙果实柠檬苦素含量始终显著高于3个处理组，壳聚糖组柠檬苦素含量一直高于保鲜剂组和留树组。除了75 d外，留树组脐橙果实在整个贮藏期间柠檬苦素含量波动不大，且柠檬苦素含量均低于2 000 μg/g。值得注意的是，贮藏至90 d，对照组脐橙果实柠檬苦素含量达到最大，为5 934.60 μg/g，而保鲜剂组、壳聚糖组和留树组在整个贮藏过程中柠檬苦素含量的最大值分别为3 391.73、3 708.87和2 740.40 μg/g。在贮藏90 d后，4个处理组之间脐橙果实柠檬苦素含量差异极显著，为对照组>壳聚糖组>保鲜剂组>留树组。

图4 不同处理方式贮藏期间对脐橙果实柠檬苦素含量的影响Fig.4 Changes in limonin contents of navel orange with different treatments during storage

3个低温处理组脐橙果实柠檬苦素含量变化趋势一致，呈现上升、下降再上升的过程，这与丁帆[34]等研究的国庆1号和国庆3号温州蜜柑在冷库贮藏条件下柠檬苦素含量变化的结果一致。整体而言，混合保鲜剂处理、2%壳聚糖处理以及留树保鲜的方式在贮藏后期可以显著抑制脐橙果实中柠檬苦素含量的上升，其中混合保鲜剂处理的效果略优于2%壳聚糖处理，但留树保鲜的方式最优。低温处理组柠檬苦素的上升推测可能是由于在贮藏期间类柠檬苦素的转化有关，亦或是低温条件下提升了柠檬苦素D环内酯水解酶的活性[34]。

2.5 脐橙果实滋味品质的因子分析及综合评价

2.5.1 KMO检验和Bartlett’s球形检验

因子分析前，将原始数据采用Z-Score标准化法进行预处理，KMO检验和Bartlett’s球形检验结果见表1。

表1 KMO和Bartlett’s适度性检验Table 1 Suitability tests of KMO and Bartlett’s

本试验KMO检验值为0.661，大于0.5，表明该数据适合用作因子分析。Bartlett’s检验统计值的概率为0.000，小于0.01，表明该数据具有相关性，可做因子分析。

2.5.2 不同处理脐橙果实滋味品质指标的因子分析

对11项脐橙果实滋味品质指标进行因子分析，采用主成分分析法提取因子，计算各因子所对应的特征值、旋转后的因子载荷矩阵、方差贡献率和累计贡献率(表2)。

表2 旋转后因子载荷矩阵、特征值及贡献率Table 2 Rotated factor loading, eigenvalues and variancecontribution rates of principal components

前5个因子的累积贡献率为85.56%，即前5个因子保留了原变量的大部分信息，因此提取前5个因子用于脐橙果实滋味品质评价。对前5个因子载荷采用方差极大法旋转，旋转后的因子载荷矩阵代表主要滋味品质指标对各因子的影响程度。由表2可知，因子1主要由葡萄糖、果糖以及蔗糖决定，主要反映果实的滋味品质；因子2主要由可溶性固形物和可滴定酸决定，反映了果实的基本品质；因子3、4、5的代表性指标则分别为柠檬苦素、柠檬酸和草酸。

2.5.3 不同处理脐橙果实滋味品质的综合评价

由公式(2)和(3)可计算出不同处理方式贮藏期间脐橙滋味品质综合得分并对其进行排序，结果见表3。

表3 因子和不同处理方式贮藏期间脐橙风味品质综合得分及排名Table 3 Component score,quality comprehensive score of of navel orange with different treatments duringstorage and ranking of flavor

续表3

不同处理方式及其贮藏时间/dF1排名F2排名F3排名F4排名F5排名综合得分排名壳聚糖组0-1.1825-1.2226-1.45270.7490.786-0.7426壳聚糖组150.17110.06130.3790.0616-0.14170.1212壳聚糖组30-0.10170.23121.1350.5510-0.82230.157壳聚糖组45-0.67200.6760.408-1.44250.589-0.1619壳聚糖组600.13120.0314-0.6820-1.45260.0414-0.1619壳聚糖组750.03130.41100.0914-1.78280.4910-0.0217壳聚糖组90-0.0215-1.10250.567-1.5127-0.6720-0.3123留树组0-1.7827-0.6021-0.77210.9940.3411-0.7727留树组150.887-0.1816-1.12260.4311-0.44190.157留树组301.6721.542-0.62192.1511.4631.121留树组45-0.0616-0.1715-0.8222-0.43180.738-0.1518留树组600.8780.905-1.7828-0.6320-1.30240.1013留树组751.1842.431-0.4517-0.74210.08130.772留树组900.0214-0.7923-0.5218-0.6019-1.3526-0.3624

从前2个主要因子得分可以看出，保鲜剂组90 d、留树组30 d以及对照组75 d的脐橙果实在F1的因子得分靠前，说明脐橙果实在这3个阶段的优势主要体现在果实葡萄糖、果糖和蔗糖上；而留树组75 d、留树组30 d以及保鲜剂组45 d脐橙果实则在F2的因子得分靠前，可以看出该阶段脐橙果实基本品质更优。由不同处理方式贮藏期间的综合得分可知，留树组30 d和留树组75 d脐橙果实综合得分最高，分别为1.12和0.77，显著高于其余处理组，说明脐橙果实在这2个阶段滋味品质最佳且留树保鲜的方式优于保鲜剂组和壳聚糖组。

3 结论

通过分析混合保鲜剂处理、2%壳聚糖处理以及留树保鲜3种保鲜处理方式对奉节脐橙主要滋味物质的影响及因子分析综合评价，发现3种保鲜处理方法均可在一定程度内维持贮藏期间脐橙果实的滋味品质。值得注意的是，留树保鲜对脐橙果实中柠檬苦素含量的上升具有显著的抑制效果。综合得分及排名表明，留树保鲜组在30d和75d时的滋味品质最佳。综上，采用留树保鲜对于脐橙果实的保鲜效果优于使用保鲜剂和壳聚糖的采后贮藏保鲜方式，且30 d和75 d为留树保鲜的最佳采收时期。