闫晓文,刘振威,孙 丽,李新峥
(河南科技学院园艺园林学院 河南 新乡 453003)
南瓜(Duch.)别名北瓜、倭瓜,是葫芦科南瓜属的一年生草本植物,起源于美洲。南瓜生长适应性强,易于管理且种植效益好,在我国得到了广泛的种植。目前,我国是世界上南瓜第二生产大国。据中国园艺学会南瓜研究分会2020 年统计,中国南瓜种植面积28.8 万hm,产量1126 万t。近年来,随着科学研究的深入,南瓜的食用和保健价值不断被人们认识,南瓜果实含有丰富的β-胡萝卜素、粗纤维和多种微量元素等成分,具有很高的食用价值;同时,南瓜具有降血糖、解毒和消除致癌物质等药用功效。
目前对南瓜的研究主要集中在新品种选育、栽培技术以及抗病性等方面,而对南瓜采后贮藏方面报道较少。南瓜采收期多集中在7-8 月份高温季节,低温贮藏有助于延缓南瓜果实品质的下降,延长果实的贮藏时间,从而延长果实食用期。近年来南瓜生产和开发有较快发展,加工企业需要延长南瓜贮藏期来调节生产和控制成本。目前关于南瓜果实品质在贮藏过程中的动态变化尚未见报道。笔者以百蜜3 号和百蜜5 号为试材,研究不同品种南瓜在相同贮藏时间内果实品质的变化及其关键时间节点,为南瓜果实适宜食用期的选择和原料加工利用提供理论依据,同时为耐贮型南瓜品种的选择提供理论依据。
供试材料为河南科技学院南瓜课题组选育的南瓜新品种百蜜3 号(简称为BM3)和百蜜5 号(简称为BM5),2021 年种植于河南科技学院南瓜基地,供试品种株行距1.0 m×3.0 m,南北行向,土、肥、水常规管理。在坐果后45 d 左右,果皮由绿色转变为橘黄色时采收,采收后挑选果形大小一致、无病虫害、无机械损伤且成熟度基本一致的果实作为试验材料。
挑选最具代表各品种的果实测定果实性状,果实横径、纵径及果心横径、纵径用卡尺测定,果肉厚度用游标卡尺测定,果实纵径和横径的比值为果形指数。百蜜3 号和百蜜5 号的外在品质特征如表1 所示。
表1 2 个南瓜品种果实外在品质特征
主要仪器有:手持糖量计、紫外可见分光光度计、数控超声波清洗器、干燥箱、粉碎机等。
2021 年8 月初将供试南瓜材料采收后置于15~17 ℃、湿度60%~80%的环境下贮藏。采收当天每个品种挑选10 个南瓜进行称质量并做标记贮藏,记录失重率。贮藏10、20、30、40、50、60 d 时分别对各品种取样进行相关指标测定和记录,取样时每个品种随机挑选6 个南瓜,洗净,取靠近果心部位,果实一部分切成小块用高速粉碎机打成均匀的果浆,磨后测定可溶性糖、淀粉、维生素C、丙二醛和β-胡萝卜素含量;一部分切成南瓜丝,在100 ℃的水中煮5 min,灭酶后于75 ℃的烘箱中烘干,用高速粉碎机粉碎成南瓜粉,过60 目筛,于-80 ℃的冰箱中保存,用于测定果胶含量。试验设置3 次重复。
1.3.1 果实生理指标测定 采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C 含量,采用酸水解法测定淀粉含量,采用比色法测定β-胡萝卜素含量,采用超声波辅助法提取果胶含量,采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量。
1.3.2 可溶性固形物含量测定 采用手持糖量计在果实切开处均匀取3 处靠近果腔处的果肉测定果实可溶性固形物含量。
1.3.3 失重率测定 以10 个果实为样品,在采收后测定原始单果质量,在不同贮藏时期分别测定果实质量,计算失重率。
失重率/%=(原始单果质量-贮藏后单果质量)/原始单果质量×100。
采用Excel 2010 和DPS 7.5 软件进行数据处理,采用Duncan 法进行差异显著性分析,采用SPSS 26.0 软件进行相关性分析。
由图1-A 可知,随着贮藏时间的延长,南瓜果实中的维生素C 含量明显减少。贮藏40 d 时,百蜜3 号和百蜜5 号品种的维生素C 含量(,后 均 同)分 别 由0.075 0、0.0540mg·100g下降至0.009 1、0.016 3 mg·100 g;贮藏60 d,百蜜3 号和百蜜5 号的维生素C 含量分别为0.009 5、0.009 3 mg·100 g,比贮藏10 d 分别减少了87.67%、82.78%。
由图1-B 可知,随着贮藏时间的延长,2 个品种的果胶含量呈下降趋势。贮藏10 d 时,百蜜3 号和百蜜5 号的果胶含量分别为33.57%、21.40%,贮藏60 d 时,百蜜3 号的果胶含量高于百蜜5 号,分别为14.87%、10.70%;比贮藏10 d 减少了55.70%、50.00%。
图1 贮藏期果实维生素C(A)和果胶(B)含量的变化
由图2-A 可看出,贮藏40 d,2 个品种的淀粉含量呈下降趋势,百蜜3 号和百蜜5 号品种的淀粉含量分别由2.063 3、2.232 0 mg·g下降至0.585 3、0.865 3 mg·g,百蜜3 号的淀粉含量在贮藏40 d 后开始上升,贮藏60 d 为1.326 3 mg·g;百蜜5 号在贮藏50 d 后淀粉含量略微上升,贮藏60 d 时淀粉含量为0.490 3 mg·g。在整个贮藏期,2 个品种的淀粉含量整体呈下降趋势,贮藏10 d 时南瓜果实中的淀粉含量最高,贮藏结束时,百蜜3 号的淀粉含量高于百蜜5 号。
图2 贮藏期果实淀粉(A)和可溶性固形物(B)含量的变化
由图2-B 可看出,2 个品种南瓜的可溶性固形物含量均呈先下降后上升再下降的趋势。整个贮藏期中,百蜜3 号的可溶性固形物含量高于百蜜5号。贮藏40 d,百蜜3 号和百蜜5 号可溶性固形物含量达到最大值,分别为14.30%、12.50%。贮藏60 d,2 个品种的可溶性固形物含量分别为12.37%、8.90%,比贮藏10 d 分别下降了7.20%、13.84%。表明在一定的贮藏期内,南瓜果实中的可溶性固形物含量会增加,超过一定的贮藏时间,可溶性固形物含量会减少。
由图3-A 可知,贮藏30 d,百蜜3 号和百蜜5号品种的β-胡萝卜素含量达到最高值,分别为35.476 4、32.093 8 μg·g;贮藏30 d 后,百蜜3 号的β-胡萝卜素含量呈先下降后上升再下降趋势,贮藏60 d 含量下降至24.847 1 μg·g;百蜜5 号品种呈明显下降趋势,贮藏60 d 下降至最低值10.941 3 μg·g。在整个贮藏期南瓜β-胡萝卜素含量整体呈先上升后下降的趋势。整个贮藏期百蜜3 号的β-胡萝卜素含量高于百蜜5 号。
图3 贮藏期果实β-胡萝卜素(A)和可溶性糖(B)含量的变化
由图3-B 可知,贮藏30 d,2 个品种的可溶性糖含量都有所下降,百蜜3 号和百蜜5 号品种分别由8.066 3%、6.054 5%下降至5.168 2%、4.450 6%。贮藏30 d 后,2 个品种的可溶性糖含量都有所上升,贮藏60 d 时,2 个品种的可溶性糖含量分别为7.556 4%、5.560 4%。贮藏结束时,百蜜3 号的可溶性糖含量相对较高。
由图4-A 可知,2 个品种随着贮藏时间的延长,果实的失重率均呈上升趋势。在贮藏期结束时,百蜜3 号的失重率高于百蜜5 号。贮藏10 d,百蜜3号和百蜜5 号的失重率分别是5.11%、3.30%;在贮藏60 d,百蜜3 号和百蜜5 号的失重率分别是16.54%、13.94%,比贮藏10 d 的失重率分别增加了223.68%、322.42%,表明贮藏期越长,南瓜失水越严重。
由图4-B 可知,随着贮藏时间的延长,百蜜3号和百蜜5 号品种的丙二醛含量呈明显上升趋势,在贮藏结束,百蜜5 号的丙二醛含量相对积累较少。贮藏10 d,百蜜3 号和百蜜5 号的丙二醛含量()分别为0.001 1、0.007 0 μmol·g;贮藏50 d,百蜜3 号和百蜜5 号的丙二醛含量急剧上升,分别为0.010 1、0.008 9 μmol·g,说明此时南瓜果实组织开始衰老,膜脂过氧化程度增强,细胞透性增大,使丙二醛含量迅速积累。
图4 贮藏期果实失重率(A)和丙二醛(B)含量的变化
由表2 和表3 可知,百蜜3 号和百蜜5 号的淀粉含量与维生素C 含量、可溶性糖含量、果胶含量呈一定的相关性,相关系数分别为0.684、0.623、0.626 和0.870、0.510、0.808。可溶性糖含量与果胶含量呈一定的相关关系,相关系数分别为0.332 和0.196。百蜜3 号和百蜜5 号的维生素C 含量与果胶含量均呈极显著正相关,失重率与丙二醛含量呈显著正相关,相关系数分别为0.940、0.981 和0.913、0.850。百蜜3 号和百蜜5 号的淀粉含量与β-胡萝卜素含量、失重率、丙二醛含量呈负相关;维生素C 含量与可溶性固形物含量、丙二醛含量呈负相关。百蜜3 号和百蜜5 号的维生素C 含量与失重率、失重率与果胶含量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.929、-0.929 和-0.994、-0.971。由此可知,南瓜果实各指标间有着不同程度的相关性,相互关联和相互制约,一些品质变化的同时会导致另一些品质发生改变。
表2 百蜜3 号贮藏期各品质指标及丙二醛含量间相关性分析
表3 百蜜5 号贮藏期各品质指标及丙二醛含量间相关性分析
南瓜属较耐贮藏的蔬菜,有研究表明南瓜适合长期贮藏以用于食用和加工。在南瓜采后贮藏过程中对果实中淀粉、维生素C、可溶性糖含量等生理指标动态变化规律进行探究,发现南瓜果实品质变化因其品种不同而表现出差异。从失重率可知,百蜜3 号的失重率高于百蜜5 号;从丙二醛含量可看出,随着贮藏时间的延长,百蜜5 号果实积累的丙二醛含量低于百蜜3 号。通过果实外部形态可以看出,在贮藏60 d 后,部分百蜜3 号南瓜外部果皮皱缩并变软,这与试验数据相吻合。试验中随着贮藏时间的延长,丙二醛含量呈上升趋势,这与张明的研究结果一致。从维生素C 含量来看,在贮藏10 d 时百蜜5 号高于百蜜3 号,而在贮藏60 d时2 个品种的维生素C 含量保持在同一水平;在贮藏40 d 时,百蜜5 号的下降趋势比百蜜3 号的下降趋势明显,说明百蜜5 号在贮藏中较易被氧化。贮藏期南瓜维生素C 含量呈明显的下降趋势,这与前人在南瓜、红香酥梨和甜樱桃等果实贮藏试验中得到的结果一致。从果实可溶性糖、可溶性固形物、果胶和β-胡萝卜素含量等品质指标可得出,随着贮藏时间的延长,百蜜3 号的品质指标优于百蜜5 号。
干物质包括果胶、淀粉、糖等物质,是决定果实品质的重要因素。有研究表明南瓜果实中的淀粉和可溶性固形物之间存在着相互转化的关系。贮藏前期由于南瓜果实中水分含量逐渐减少和部分淀粉在淀粉酶的作用下转化成可溶性糖,原果胶在果胶酶的作用下转化成可溶性果胶,增加了可溶性固形物含量;贮藏后期可溶性固形物含量下降是由于南瓜果实在贮藏过程中一些营养物质被当作呼吸底物消耗。王静等在南瓜贮藏中发现可溶性固形物含量在贮藏40 d 时达到最大值,与笔者的试验结果一致。淀粉是植物体内糖类物质的重要贮藏形式,也是果肉保持硬度的重要因素之一,其含量与口感、品质密切相关。柴吉钏等在对猕猴桃果实贮藏中发现淀粉含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势,也与笔者的试验结果一致。
在采后的贮藏期,南瓜果实不断地成熟、衰老,果肉发生软化,同时维生素C、淀粉、果胶等营养物质含量也发生显著的变化,且失重率增加。通过对不同南瓜品种果实的营养指标测定发现,贮藏0~60 d,2 个品种果实的失重率呈不断上升趋势,而采后40 d 内南瓜果实的可溶性固形物、淀粉和β-胡萝卜素含量相对较高,丙二醛含量积累较少,失水较少;贮藏40 d 后南瓜果实维生素C、可溶性固形物和果胶含量不断降低,失水较多,丙二醛含量积累达到最高值,品质下降明显。综合所有指标来看,在采后贮藏40 d 内,果实品质处于较好状态。因此,南瓜果实在采收后应及时食用和加工利用,且最好在采后贮藏的40 d 内。贮藏期间,南瓜果实品质发生较大的变化,其中变化较大的是维生素C、淀粉和果胶含量,可溶性糖、可溶性固形物含量变化较小。南瓜因品种不同而果实品质存在差异,本研究以百蜜系列南瓜品种为材料,在室内条件下进行贮藏,其他南瓜品种在贮藏期果实品质动态变化情况还有待进一步探究。