百香果(Passiflora edulis Sims)又称西番莲、鸡蛋果,原产于巴西,是热带、亚热带地区的特色水果之一。百香果果实芳香馥郁,果汁可散发数种水果的香味,口感酸甜且富含维生素、氨基酸、微量元素、多糖、酚类、醇类等多种营养成分,同时还具有较高的药用价值[1-4]。但作为典型的呼吸跃变型水果,百香果在采后贮藏过程中生理代谢旺盛,呼吸作用强,极易出现皱缩失水、病菌侵染而腐烂、果肉液化有异味等现象,造成严重的经济损失[5-8]。因此,研究采后百香果保鲜技术,保持百香果采后贮藏品质,延长其货架期显得尤为重要。
水杨酸(salicylic acid,SA)是植物体内的一种简单酚类物质,参与影响植物的多种代谢过程[9]。研究表明外源SA能诱导提高果实对病原菌的抵抗力,对果实的成熟、衰老起着有效的延缓作用,保持或提高果实采后品质[10-12]。此外,SA作为天然的保鲜剂,具有无毒、高效、成本低、使用方便等多种优点[13]。因此,近年来SA在甜瓜[14]、香蕉[15]、芒果[16]、苹果[17]、杏[10]等果实上被广泛应用,但应用于百香果贮藏保鲜的研究尚未见报道。本研究以百香果为试验材料,研究采后不同浓度SA处理对常温贮藏下百香果品质及生理的影响,以期为采后百香果保鲜提供一定的理论参考依据和生产实践指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
紫果百香果品种为“福建1号”,采自于福建省龙岩市新罗区大池镇福建百香果产业示范园,采后当日运回实验室。挑选大小一致、着色均匀、无机械伤、无病虫害的优质九成熟果实。
试验所需药品、试剂均为分析纯。水杨酸(SA)、NaClO、吐温20、NaOH、蒽酮、浓硫酸,国药集团化学试剂有限公司；抗坏血酸,北京索莱宝科技有限公司。
1.2 主要仪器与设备
理化分析型超纯水机,四川沃特尔水处理设备有限公司；TA.XT Plus质构仪,英国Stable Micro System公司；ADCI 系列全自动测色色差计,北京辰泰克仪器技术有限公司；JA2003电子天平,上海精密仪器仪表有限公司；PAL-1糖度计,日本ATAGO公司；5804R高速冷冻离心机,德国Eppendorf公司；UV-5100B紫外可见分光光度计,上海元析仪器有限公司；DKB-501S电热恒温水浴锅,上海精宏实验设备有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品前期处理
将果实于体积分数0.2%的NaClO溶液中浸泡2 min,用水冲洗后待其自然风干,再分别浸泡在浓度为0.2、1、2和5 mmol/L的SA溶液(含0.05%吐温20)中10 min,以无菌蒸馏水处理作为对照(CK),取出后晾干于室温下贮藏。每隔6 d测定1次相关的生理指标,所有试验均重复3次。
1.3.2 百香果外观品质指标测定
果实硬度的测定参照吴萌萌等[18]的方法,并适当修改。选用P75型探头,测前、测中以及测后速度分别设为1、2和2 mm/s,2次压缩时间间隔设为2 s,试样受压变形为25%,触发力为5 g；果实色泽按PONGENER等[8]的方法测定；果实皱缩指数的测定参照帅良等[7]的方法；采用弓德强等[19]的方法测定果实商品率；果实失重率参照姚军等[20]的方法测定。
1.3.3 百香果内在品质指标测定
可溶性固形物(total soluble solids,TSS)的含量使用糖度计测定；可滴定酸(titratable acid,TA)含量的测定参照曹建康等[21]的方法；固酸比以可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值表示；参照王学奎等[22]的方法,采用比色法测定抗坏血酸的含量,运用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。
1.4 数据统计分析
使用Excel 2016软件进行数据处理,GraphPad 8软件进行绘图,SPSS 22.0软件进行显著性分析及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 水杨酸处理对百香果果实外观品质的影响
2.1.1 水杨酸对百香果硬度的影响
SA对百香果硬度有较大的影响。果实硬度常常伴随果实的后熟衰老而下降[23],百香果采后果实初始硬度21.529 kg/cm2,贮藏18 d后时硬度为6.452 kg/cm2,呈极显著下降(P<0.01)。不同浓度SA处理18 d后果实硬度差异明显(图1),其中1 mmol/L SA处理的果实硬度维持最高水平(8.959 kg/cm2),其次是0.2与2 mmol/L浓度处理,其果实硬度分别为8.003和7.844 kg/cm2。
图1 水杨酸对百香果硬度的影响
Fig.1 Effect of salicylic acid on the firmness of passion fruit
2.1.2 水杨酸对百香果色泽的影响
色差值是评价果实外观品质的重要指标之一,反映出了果皮颜色的空间坐标位置。L*值表示果皮明亮程度,L*值越大,明度越高；a*值表示果皮红绿程度,正值绝对值越大越偏红,反之偏绿；b*值表示果皮黄蓝程度,负值绝对值越大越偏蓝,反之偏黄[24]。由图2-a可知,果皮L*值在贮藏过程中,总体呈不断下降趋势,但各处理组一直高于对照组。进一步比较发现,至贮藏第18 天时,对照组和处理组之间差异达极显著水平(P<0.01),5 mmol/L浓度组具有最高的L*值,其次是2、1和0.2 mmol/L浓度组但3者间差异不显著(P>0.05)。由图2-b可知,贮藏期间果皮a*值均呈递增趋势,而各组增加情况有所差异,其中对照组上升幅度最小,贮藏第18天时1 mmol/L浓度处理组a*值极显著高于对照组(P<0.01)。这与郭欣等[25]的研究结果相似,西番莲在贮藏期间a*值逐渐上升,魔芋葡甘聚糖涂膜组西番莲a*值始终高于对照且在贮藏后期保持了较高的L*值。
a-L*值;b-a*值;c-b*值
图2 水杨酸对百香果色泽的影响
Fig.2 Effect of salicylic acid on color of passion fruit
由图2-c可知,随着贮藏时间的增加,果皮b*值均不同程度地减少,各处理组下降的更多,较对照组具有更小的b*值,在贮藏第12和18天时差异极显著(P<0.01),而1 mmol/L浓度处理组b*值最小,在第18天时仅为同期对照组的40%左右。说明SA处理的百香果具有较高的明亮度,同时与呈现腐烂黄色的对照果实相比能有效保持果实的紫红色,其中1 mmol/L浓度综合效果更佳。
2.1.3 水杨酸对百香果皱缩指数的影响
皱缩指数在评价百香果贮藏品质中必不可少,百香果在采后贮藏中容易因蒸腾、呼吸作用而失水皱缩,这一现象的产生会使其外观品质和内在品质受到严重影响[25]。从图3可见,随着百香果贮藏时间的延长,各处理组与对照组的皱缩指数均不断上升,贮藏至第6天时,各组之间差异不显著(P>0.05),随后对照组皱缩指数快速增长,而各处理组皱缩指数极显著低于对照组(P<0.01)。由此可见,通过SA浸泡处理的百香果能有效维持果实形态,保持其良好的外观品质,其中1 mmol/L浓度具有更好的保鲜效果。
图3 水杨酸对百香果皱缩指数的影响
Fig.3 Effect of salicylic acid on shrinkage index of passion fruit
2.1.4 水杨酸对百香果商品率的影响
SA处理能使百香果果实具有更好的商品价值。果实商品率可直观地体现出果实贮藏效果的好坏,由图4可见,百香果果实商品率在整个贮藏阶段不断下降,虽差异不显著(P>0.05),但所有处理组均明显高于对照组。
图4 水杨酸对百香果商品率的影响
Fig.4 Effects of salicylic acid on commodity rate of passion fruit
贮藏期间对照组商品率急速下降,而其他处理组先平稳变化,再缓慢下降,贮藏至第18天时,对照组较最初下降到了26.67%,而1 mmol/L浓度处理组果实商品率高达62.22%。
2.1.5 水杨酸对百香果失重率的影响
如图5所示,百香果在贮藏期间累积质量损失率均呈上升趋势,其中对照组失重率增幅最大,统计分析发现在贮藏期间SA处理组极显著低于对照组(P<0.01),1 mmol/L浓度组失重率处于最低水平。结果表明,SA能有效地抑制百香果在贮藏过程中失重率的增加,且1 mmol/L优于其他的处理组。
图5 水杨酸对百香果失重率的影响
Fig.5 Effects of salicylic acid on the weight loss rate of passion fruit
2.2 水杨酸处理对百香果果实内在品质的影响
2.2.1 水杨酸对百香果TSS含量的影响
TSS是糖、酸、维生素以及矿物质等多种营养物质综合体现的品质指标,与果实后熟和呼吸作用有着密切的关系[26]。从图6可知,百香果TSS含量的变化在贮藏期间趋势相同,均呈下降趋势,这可能与果实内在营养成分转化的量不及呼吸消耗的量有关。贮藏至第18天时,对照组TSS含量明显低于SA处理的果实,且与之差异极显著(P<0.01)。
图6 水杨酸对百香果可溶性固形物含量的影响
Fig.6 Effects of salicylic acid on soluble solid content of passion fruit
由此说明,SA浸泡处理能有效控制百香果在贮藏期间TSS含量的下降,尤以1 mmol/L浓度处理的效果最为突出。
2.2.2 水杨酸对百香果TA含量的影响
SA处理能有效地减轻百香果采后TA含量的下降,起到良好的保鲜作用。果实中的有机酸是维持其新陈代谢重要的呼吸底物,TA含量的变化可直观反映果实营养物质消耗的快慢[27]。由图7可知,在贮藏过程中,所有百香果TA含量都有不同程度的减少,贮藏第18天时,对照组减少幅度最大,而SA处理组均能显著将TA含量维持在较高水平(P<0.05),这一现象可能与SA减缓了有机酸被作为呼吸底物的消耗速度有关,其中0.2 mmol/L处理效果最好,其次是1 mmol/L处理组。
图7 水杨酸对百香果可滴定酸含量的影响
Fig.7 Effects of salicylic acid on titratable acid content of passion fruit
2.2.3 水杨酸对百香果固酸比值的影响
固酸比值(可溶性固形物含量/可滴定酸含量)在评价果实风味品质中有着重要的意义。从图8可见,随着贮藏时间的延长,百香果的固酸比值总体呈上升趋势,贮藏12 d后,对照组快速增加,其他处理组则上升较缓慢,贮藏第18天时,对照组与处理组之间差异达极显著水平(P<0.01)。
图8 水杨酸对百香果固酸比值的影响
Fig.8 Effects of salicylic acid on the soluble solids to acidity ratio of passion fruit
由此说明SA处理能显著延缓果实采后衰老的进程,保持较低的固酸比值,其中0.2 mmol/L浓度效果较好,1 mmol/L浓度处理组次之。
2.2.4 水杨酸对百香果抗坏血酸含量的影响
由图9可知,百香果抗坏血酸的含量在整个贮藏阶段均呈现逐步递减的趋势,但所有SA处理组的含量始终高于对照,这与何俊瑜等[23]时芒果的研究结果一致。抗坏血酸是衡量果实品质的关键指标之一,在果实采后衰老过程中,因其具有抗氧化的能力,可以清除积累的自由基,从而延缓果实衰老的进程[28]。SA处理的果实与对照组在贮藏第18天时差异达极显著水平(P<0.01),由此表明SA能较好地缓解百香果衰老的速度,抑制其抗坏血酸含量的下降,其中1 mmol/L处理组拥有最高含量的抗坏血酸。
图9 水杨酸对百香果抗坏血酸含量的影响
Fig.9 Effects of salicylic acid on ascorbic acid content of passion fruit
2.2.5 水杨酸对百香果可溶性糖含量的影响
可溶性糖主要为葡萄糖与果糖,其作为重要的储能物质,在果实采后生理生化代谢活动中起着非常关键的作用[27]。如图10所示,百香果可溶性糖含量的变化趋势基本一致,先上升后下降再上升,在整个贮藏过程中,对照组可溶性糖含量显著低于其他组别(P<0.05)。在贮藏第6天时,与对照相比,SA处理组的含糖量均快速增加,说明SA处理在采后有助于百香果可溶性糖的积累。
图10 水杨酸对百香果可溶性糖含量的影响
Fig.10 Effects of salicylic acid on the soluble sugar content of passion fruit
贮藏至第12天时,各组可溶性糖均不同程度的降低,这可能是由于糖分合成的速度小于因呼吸作用而被消耗的速度,其中对照组下降最为明显,消耗的呼吸底物最多。贮藏至第18天时,SA处理组可溶性糖含量仍处于较高水平,处理组与对照组间差异达极显著水平(P<0.01),5 mmol/L处理的果实含糖量最高,其次为1 mmol/L处理组。由此可见,SA处理能一定程度促进百香果可溶性糖的累积并能在贮藏末期将糖含量维持在较高水平。
2.3 贮藏期间百香果果实各生理指标的相关性分析
百香果果实在采后贮藏过程中各生理指标的变化具有一定的相关性(表1)。果实硬度、L*值、b*值、商品率、可溶性固形物、可滴定酸,抗坏血酸含量两两之间均呈极显著的正相关关系(P<0.01),果实硬度、L*值、b*值、商品率、可溶性固形物、可滴定酸,抗坏血酸含量与a*值、皱缩指数、失重率、固酸比值呈极显著负相关关系(P<0.01)。可溶性糖与硬度、L*值、a*值、b*值极显著相关性(P<0.01),与皱缩指数、失重率、可滴定酸,固酸比、抗坏血酸含量显著相关性(P<0.05)。
表1 百香果果实生理指标的相关性分析
Table 1 Correlation analysis of physiological indices of passion fruit
指标硬度L∗值a∗值b∗值皱缩指数商品率失重率可溶性固形物可滴定酸固酸比值抗坏血酸可溶性糖硬度 1L∗值 0.992∗∗ 1a∗值-0.940∗∗-0.867∗∗ 1b∗值 0.954∗∗ 0.902∗∗-0.952∗∗ 1皱缩指数-0.933∗∗-0.845∗∗ 0.663∗∗-0.676∗∗ 1商品率 0.974∗∗ 0.820∗∗-0.728∗∗ 0.649∗∗-0.872∗∗ 1失重率-0.992∗∗-0.968∗∗ 0.841∗∗-0.844∗∗ 0.935∗∗-0.909∗∗ 1可溶性固形物 0.957∗∗ 0.904∗∗-0.759∗∗ 0.767∗∗-0.942∗∗ 0.921∗∗-0.968∗∗ 1可滴定酸 0.972∗∗ 0.928∗∗-0.816∗∗ 0.830∗∗-0.915∗∗ 0.881∗∗-0.960∗∗ 0.939∗∗ 1固酸比-0.939∗∗-0.878∗∗ 0.764∗∗-0.764∗∗ 0.894∗∗-0.878∗∗ 0.921∗∗-0.909∗∗-0.989∗∗ 1抗坏血酸 0.993∗∗ 0.919∗∗-0.837∗∗ 0.808∗∗-0.922∗∗ 0.956∗∗-0.971∗∗ 0.964∗∗ 0.962∗∗-0.946∗∗ 1可溶性糖-0.899∗∗-0.549∗∗ 0.707∗∗-0.749∗∗0.443∗-0.275 0.505∗-0.395-0.507∗ 0.445∗-0.463∗1
3 结论与讨论
SA处理对百香果采后品质和生理影响较大,能使其保持良好的外观、内在品质。在贮藏18 d内SA处理显著延缓了百香果硬度、皱缩程度和失重率的下降,维持了较好的果实色泽和较高的果实商品率,使得外观品质的下降得到了明显的改善。同时有效抑制了可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸,可溶性糖含量的减少,保持了较低的固酸比,延长了货架保鲜期,使得内在品质维持在较高水平。综合各项指标,1 mmol/L浓度处理组保鲜效果最优,更适合百香果采后的常温贮藏。
SA处理既可改善果实的外观品质,又可促进果实花色苷等物质的积累。枸杞果实硬度在SA处理下明显提高[29],不同浓度SA对哈密瓜果肉硬度的下降具有减缓作用[20]。SA降低细胞壁降解酶的活性,抑制果实细胞壁物质含量的减少与延缓果实硬度下降密切相关[30-31]。百香果在成熟过程中果实紫红色逐渐加深,随后伴着果实的衰老,鲜亮的紫红色变淡并向灰黄色转变。SA处理较好维持了百香果果实色泽,保持了较高L*值、a*值和较低的b*值,这与李文学[32]对樱桃番茄的研究类似。SA处理的百香果能保持较好的紫红色,可能与SA延缓百香果的衰老有关。黄晓杰等[33]发现在蓝莓果实贮藏末期SA处理可诱导花色苷合成;CHEN等[34]研究也显示SA可以诱导葡萄果实花色苷和酚类物质的合成,与研究结果类似,适宜浓度的SA可能会促进百香果果皮中花色苷等物质的合成与积累。此外本研究还发现SA处理的百香果与对照相比具有更低的皱缩程度、失重率以及更高的商品率,能保持其良好的商业价值,与前人[17,20,35-36]的研究结果相似。SA通过抑制乙烯的合成,降低因蒸腾作用等导致的水分散失,延缓衰老的进程,保持坚挺饱满的果形,通过提高果实的抗氧化能力以及诱导体内抗病基因的表达来减少因受病原菌侵染而导致的腐烂[11]。
SA处理还能减少百香果营养成分的损失,保持较高的内在品质。SA处理能有效减缓在贮藏期间百香果可溶性固形物、可滴定酸含量的降低,保持较低的固酸比,以及将抗坏血酸、可溶性糖含量维持在较高水平,该研究结果与前人的研究结果一致。
SA处理在百香果贮藏保鲜中达到了良好的效果,这有助于百香果贮藏保鲜技术的进一步研究。在此基础上结合其他保鲜手段,将对百香果采后保鲜的商品化需求,大众绿色环保的消费需求,以及百香果产业的可持续发展有着积极的推动作用。
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