蓝莓果实营养丰富,风味独特,深受消费者喜爱[1],其所含花青素、鞣花酸、维生素C、绿原酸、黄酮醇等物质[2],具有抗氧化、降血脂、清除自由基、延缓衰老和缓解视疲劳等功能[3],被联合国粮食及农业组织列为五大健康水果之一[4]。然而,蓝莓采收后易出现腐烂、失水、果肉软化、果粉脱落和发霉变质等不良现象,严重影响其产业健康可持续发展[5]。

可食性涂膜具有天然、健康和可降解等优点,被广泛用于新鲜果蔬的保鲜,以减缓贮藏期间的质量损失,延长采后货架期,成为新鲜/鲜切果蔬潜在的保鲜策略[6]。魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan, KGM)是从魔芋块茎中提取的一种水溶性多糖,具有分子质量大、干燥易形成细小的网状结构,广泛应用于食品、医疗领域[7]。蓝莓[8]和猕猴桃[9]等经KGM涂膜,能有效降低贮藏期的生理代谢,保持较高营养价值。低酰基结冷胶(low-acyl gellan gum, LGG)是由微生物(Sphingomonas elodea、Pseudomonas eloei)发酵产生的阴离子多糖,具有安全性高、凝聚性好、乳化性强等优点[10]。采后蘑菇[11]和杏子[12]等涂膜LGG后,可有效减缓果实硬度的下降和品质的劣化。麝香草酚(2-异丙基-5-甲基苯酚,thymol)是从百里香、牛至、丁香罗勒中提取的一种精油,具有杀菌、抑菌和抗氧化特性。DING等[13]采用麝香草酚能有效控制蓝莓采后病害,延长蓝莓贮藏期。当麝香草酚为60 mg/L时,麝香草酚微胶囊/魔芋葡甘聚糖/低酰基结冷胶(thymol microcapsule/konjac glucomannan/low-acyl gellan gum, TKL,专利授权号:ZL202010919222.9)可食性复合涂膜对抑制兔眼蓝莓的采后病害和减缓果实的软化具有良好的效果[14-15],但综合评价TKL涂膜对蓝莓品质的影响尚未报道。由于果实评价指标多,每个指标代表的生物学含义及其变化规律纷繁芜杂,仅独立分析某一或某些相关指标往往缺乏系统性,难以全面直观地反映整体差异情况[16]。由此,采用数学方法建立评价模型,进行客观、准确、科学地分析评价保鲜技术对果实贮藏品质的影响,对其技术的推广和应用极为重要[17]。

主成分分析(principal component analysis, PCA)将多个指标转换为几个综合指标,以反映原始变量的信息,起到降维简化作用,是应用最广泛的综合评价方法之一[18]。当前,PCA在应用于开心果[19]、金兰柚[20]、柑橘[21]等果实品质评价方面取得了良好的成效,为保鲜技术的评价及筛选评价提供了新的方法和思路。由此,本论文以晚熟蓝莓巴尔德温为试材,从生理生化特征、外观品质、营养物质、抗氧化物质、色泽和质构等方面,通过PCA数理模型,结合聚类分析和相关性分析,综合评价TKL采前涂膜对蓝莓贮藏期间保鲜效果,旨在为TKL涂膜在果实采后低温保鲜中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

晚熟品种‘巴尔德温’蓝莓,2022年6月11日,采摘于四川蓝之恋农业科技有限公司基地(N 30.865°,E 104.314°);麝香草酚微胶囊,四川农业大学园艺采后生理学实验室;魔芋葡甘露聚糖、低酰基结冷胶和硬脂酸钙,陕西西安首禾生物技术有限公司;其他化学试剂为分析纯,中国阿拉丁公司。

1.2 仪器与设备

CNT 95数显糖度计测定,上海路恒信息科技有限公司;ZD-2自动电位滴定仪,上海仪电科学仪器股份有限公司;3nh NR10QC+色度计,广东三恩时智能科技有限公司;TA-XT plus物性分析仪,英国微讯超技仪器技术有限公司;Multiskan Spectrum全波长酶标仪、Fresco 21高速冷冻离心机,美国赛默飞公司;XPR 204万分之一电子天平,佛山梅特勒-托利多国际有限公司;HH-4电热恒温水浴锅,上海力辰科技有限公司;3WDB-20L 背负式锂电喷雾器,上海宪南实业有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 TKL涂膜液制备和应用

1.3.1.1 涂膜液制备

在1 L煮沸的超纯水中加入0.25 g KGM、0.5 g LGG和0.4 g硬脂酸钙,经1 200 r/min搅拌2 h获得膜基质溶液(KL涂膜液)。膜基中添加2.264 g麝香草酚微胶囊粉末(有效含量为26.1 mg/g),搅拌均匀,制备成麝香草酚质量浓度为60 mg/L的TKL涂膜液,冷却至室温,备用[15]。

1.3.1.2 采前涂膜

选择商业成熟度的蓝莓,使用电动喷雾器采前涂膜(喷施量:250 mL/100 g),直到果实表面完全湿润。待表面水分蒸发后,从果柄处剪断[22]。选择大小、形状、颜色和外观完整且无视觉缺陷的果实,分成125 g/盒,在10 ℃下预冷10 h,贮藏于(2±1) ℃,RH(90±5)%的冷库中,直到失去商品价值[23]。喷涂不含麝香草酚微胶囊的涂膜液为KL组(阳性对照);喷涂含麝香草酚微胶囊的涂膜液为TKL组;以蒸馏水代替涂膜液为CK组(空白对照)。在0、7、14、21、28、35、42、49、56、63 d进行取样测定以下指标。

1.3.2 感官分析

随机选择4盒蓝莓,由20名感官评价成员(专业均为食品科学,男性10人,女性10人),从风味、色泽、组织状态和口感等4个方面,按照感官评价标准表1进行评价[14]。

1.3.3 生理特征的测定

1.3.3.1 失重率和腐烂率测定

每7 d对选定的6盒蓝莓进行称重。失重率(weight loss ratio, WLR)采用公式(1)计算[8]:

(1)

式中:w0代表初始质量;wt代表当前质量。

统计贮藏期间发生质地变软、霉变和汁液外流的腐烂果实数占调查果实总数的百分比。腐烂率(decay rate, DR)按照公式(2)计算:

(2)

1.3.3.2 MDA和FSI测定

采用硫代巴比妥酸法检测丙二醛(malonaldehyde, MDA)[24]。MDA含量按公式(3)计算:

(3)

式中:Vt是测量的液体体积;Vs是样品总液体的体积;W是样品的质量。

果实形状指数(fruit shape index, FSI)参考DAVOODI等[25]的方法。用数字游标卡尺测定30个蓝莓的纵向与横向直径比值。

1.3.3.3 SSC和可滴定酸测定

SSC使用数字糖度计测定。

可滴定酸(titratable acid, TA)由自动滴定仪测量[26],按照公式(4)计算:

(4)

式中:样品消耗NaOH的体积为V1;用10 mL蒸馏水代替样品消耗NaOH的体积为V0;NaOH的浓度为c;样品汁液总体积为V;使用样品汁的滴定体积为Vs;含量以柠檬酸计,转换系数f为0.064。

1.3.4 糖和酚物质的测定

1.3.4.1 总糖和还原糖的测定

总糖和还原糖的测定采用3,5-二硝基水杨酸法[27]。

1.3.4.2 总酚总黄酮的测定

提取液的制备:将2 g蓝莓在液氮中研磨,加入预冷的70%甲醇(含1 g/L盐酸),在低温避光超声30 min,于8 000×g离心15 min,保留上清液。总酚和总黄酮的测定参考HUANG等[15]的方法。

1.3.4.3 花青素的测定

花青素的测定采用pH示差法[28]。分别取1.3.4.2节上清液1 mL,分别加入9 mL pH 1.0氯化钾缓冲液和pH 4.5氯化钾缓冲液缓冲溶液,摇匀后静置20 min,分别测量于520 nm和700 nm处的吸光值。花青素的计算如公式(5)所示:

花青素/(mg/g)=

(5)

式中:Mw为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分子质量,449.2;df为待测液稀释倍数;V为样液定容总体积,mL;ε为矢车菊素-3-O葡萄糖苷的消光系数,26 900;L为光程,1 cm;m为试样质量,g。

1.3.5 色泽分析

使用色度计对每个处理的15个水果表面赤道部位进行测定L*、a*和b*值。色度饱和值(C*)和色调角(H*)的计算分别如公式(6)和公式(7)所示[29]:

(6)

(7)

1.3.6 质构分析

采用质地剖面分析(texture profile analysis, TPA)模式,选p/36 R探头,在果实的赤道区进行测定。测前速度为2 mm/s,测试速度为1 mm/s,测后速度为2 mm/s,触发力为5 g,形变指数为60%,每个处理选用15个果实[30]。

1.4 数据处理

所用数据采用Excel 2019软件统计处理。PCA分析、拟合分析、相关性分析、聚类分析、方差分析等析采用SPSS 27.0软件,所有图像绘制采用Origin 23 Lab软件。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。未特殊说明,指标的平行测定都独立重复3次试验。

2 结果与分析

2.1 涂膜对蓝莓的感官质量的影响

蓝莓贮藏过程中果粉明显不断减少,果实表面出现蓝黑色,部分变红和有霉菌生长(图1-A)。贮藏42 d,CK组的蓝莓表面出现黄色菌丝,果实腐烂变质,已经开始失去商品和食用价值。涂膜处理后,减缓了蓝莓蜡质的脱落和抑制了蓝莓表面霉菌的生长。其中TKL涂膜处理,表面蜡质明显较多,色泽较明亮,具有较好的质地和外观;贮藏63 d,TKL处理组还具有较高的商品价值。

感官得分与贮藏时间呈极显著线性负相关(y=-0.076x+8.550 6, R2=0.878 9),KL和TKL涂膜处理贮藏末期感官得分分别比CK组高106.93%和158.47%。由此说明,涂膜能有效减缓蓝莓贮藏过程中感官值的下降,提高蓝莓贮藏过程中的食用品质,尤其是贮藏后期,效果比较显著(P<0.05),其中TKL涂膜处理减缓感官下降的效果较为明显。

2.2 涂膜处理对蓝莓贮藏过程中生理生化的影响

贮藏过程中,失重率、腐烂率、MDA不断增加。贮藏末期,KL和TKL 2个涂膜处理WLR分别比CK组低33.93%和50.29%(图2-A);21 d后,TKL涂膜组WLR与CK组差异显著(P<0.05),但KL与TKL的WLR在贮藏56 d前,差异不显著(P>0.05)。在贮藏0～14 d,未观测到腐烂果实;贮藏末期,2个涂膜处理DR分别降低到15.60%和26.33%,比CK组低40.75%和48.80%(图2-B)。贮藏42 d后,涂膜处理组与CK组DR差异显著(P<0.05)。MDA与贮藏时间呈显著线性正相关性(y=0.435 1x+14.323, R2=0.947 9),KL和TKL 2个涂膜处理的MDA含量分别增加到34.63 μmol/g和27.94 μmol/g,比CK组低15.10%和31.51%(图2-C)。涂膜处理7 d后,MDA含量与CK组处理差异显著(P<0.05);KL与TKL处理贮藏过程中MDA含量差异显著(P<0.05)。

FSI和TA随贮藏时间延长不断降低。整个贮藏过程中,FSI的变幅较小,3个处理的果形指数差异不显著(P>0.05)(图2-D)。CK组TA含量先减小后增加,KL和TKL涂膜延缓了TA含量的下降,分别在贮藏42 d比CK组高9.75%和13.94%(图2-E);贮藏21 d后,涂膜处理与CK组差异显著(P<0.05)。可溶性固形物含量从贮藏初期13.90增加到贮藏35 d为15.60,随后降低到13.30;涂膜处理增加了SSC含量,贮藏末期分别为15.05和14.45,比CK高2.85%和8.40%。TKL涂膜处理可溶性固形物含量与CK在贮藏35 d后差异显著(P<0.05),TKL与KL涂膜处理的可溶性固型物含量在42～56 d差异显著(P<0.05)。

2.3 涂膜处理对蓝莓贮藏过程中糖和酚的影响

在贮藏过程中,总糖从贮藏初期8.19 mg/g增加至贮藏14 d的8.69 mg/g,最后不断降低至贮藏63 d为6.77 mg/g。KL和TKL组处理延缓了总糖峰值出现时间和提高了峰值,比CK增加了1.52%和4.79%;贮藏末期总糖含量分别为6.92 mg/g和7.29 mg/g,比CK增加了2.22%和7.68%(图3-A)。还原糖从贮藏初期的7.68 mg/g增加到贮藏14 d的8.32 mg/g,随后下降至6.38 mg/g,涂膜处理推迟了还原糖的峰值时间,减缓了还原糖含量的下降,贮藏末期还原糖含量分别比CK组高4.55%和5.96%。总酚含量从贮藏初期2.84 mg/g先下降再上升,最后不断降低至贮藏63 d为2.17 mg/g,涂膜处理提高了峰值,延缓了总酚的下降。KL和TKL贮藏末期总酚含量分别为2.38 mg/g和2.62 mg/g,比CK增加了9.68%和20.73%。总黄酮从0 d 1.32 mg/g,贮藏过程中不断下降,贮藏末期为0.98 mg/g。涂膜处理推迟了总黄酮含量的下降,KL和TKL贮藏末期总黄酮含量分别为1.16 mg/g和1.25 mg/g。花青素随贮藏时间延长不断下降,贮藏末期,CK组为1.13 mg/g,涂膜处理减缓了花青素的下降,KL和TKL贮藏 42 d,分别比CK组高20.30%和42.09%。

经过涂膜处理,能有效延缓蓝莓贮藏过程中糖、酚等峰值时间,减缓其含量在贮藏过程中的降低,除部分时间点外,与CK组相比,KL处理的糖、酚物质大部分时间点差异不显著(P>0.05),但TKL处理的蓝莓,贮藏中后期,糖、酚类物质差异显著(P<0.05)。由此说明含有麝香草酚的多糖涂膜,对减缓糖和酚物质的下降,效果更好。

2.4 涂膜对蓝莓的色泽影响

蓝莓贮藏中L*在贮藏过程中不断降低,KL和TKL处理的L*在贮藏末期分别为12.58和13.62,比CK处理分别高36.00%和47.24%,减缓了果实亮度的下降(表2)。a*值从3.45增加至贮藏末期为15.42;KL和TKL涂膜处理延迟了a*的升高,分别在贮藏末期比CK低21.40%和23.99%。b*值随贮藏时间的延长不断下降,从贮藏初期的1.38快速降低到贮藏63 d为-2.42。涂膜处理减缓了b*值的下降趋势,其中KL在贮藏前28 d变化幅度较小,TKL在贮藏56 d前变化幅度较小。饱和度(C*)先从贮藏0 d时的3.72快速上升至贮藏21 d至13.75,随后缓慢上升至贮藏末期为15.86;涂膜处理延缓了C*值的快速增加。整个贮藏过程中涂膜处理显著减缓了L*、b*和H值的下降,推迟了a*和C*值的增加,尤其是TKL处理组效果更显著(P<0.05)。

2.5 涂膜对蓝莓质构的影响

TPA作为分析食品质地特性的有效手段,已得到广泛的认可与应用[3]。由图4可知,硬度从贮藏初期1 387.42 g降至到贮藏末期为837.28 g,涂膜处理减缓了果实硬度下降,KL和TKL贮藏末期比CK高11.66%和19.23%。黏附性从-4.03 g·s下降到贮藏28 d为-10.35 g·s,随后升高到贮藏63 d为-5.50 g·s,涂膜处理降低了果实黏附性,贮藏末期比CK分别低55.27%和9.27%。弹性从0.405降低到贮藏末期为0.324,KL和TKL涂膜处理减缓了果实弹性的下降,在贮藏末期比CK分别高5.36%和8.66%。凝聚性先从0.084 5快速增加到贮藏28 d为0.112 1,随后缓慢增加,到贮藏末期为0.117 8。KL和TKL处理减缓了凝聚性的增加,贮藏末期比CK分别低18.42%和18.17%。咀嚼性从32.99增加到贮藏21 d为41.74,随后不断下降至贮藏63 d为29.79。KL和TKL涂膜处理后,提高了果实的咀嚼性,贮藏末期分别为32.92和39.24,比CK分别高10.51%和31.69%。回复性从0.027 3增加到贮藏14 d为0.031 2,随后缓慢下降到贮藏末期为0.028 2。KL和TKL减缓了蓝莓的回复性下降,贮藏末期分别比CK高4.96%和14.54%。整个贮藏过程中,硬度、咀嚼性、弹性、凝聚性、黏合性和回复性等均发生不同程度的变化,而涂膜处理减缓了这些参数的变化,其中对硬度和咀嚼性的影响效果较为显著(P<0.05)。

2.6 PCA模型评价涂膜对蓝莓品质的影响

为克服主观赋权的随意性,避免单一指标判定的片面性,对蓝莓硬度、失重率、腐烂率、总糖、总酚等15个指标进行PCA分析。首先进行KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)和Bartlett′s球形检测,所得KMO=0.837>0.80,近似χ2为790.211,P≈0.000<0.005,说明筛选指标数据可进行PCA。选择特征值≥1的2个主成分,其方差累计贡献率达到86.904%,基本反映了所有变量的初始信息(图5-A)。PC1主要包含了总酸、花青素、失重率、腐烂率、果形指数、MDA、L*、a*、b*、硬度等指标,与果实的酸味、生理、外观品质、色泽和质地等信息有关;PC2主要包含了总酚、总黄酮、总糖、还原糖、咀嚼性等指标,与果实的甜味、抗氧化、口感等信息有关(图5-B)。以特征向量为系数构建前2个主成分的标准化变量线性方程(8)和(9),按照公式(10)计算PCA综合得分:

F1=-0.072X1-0.009X2+0.143X3+0.182 0X4-0.088X5-0.051X6-0.017X7-0.062X8+0.079X9-0.146X10+0.148X11-0.159X12+0.057X13+0.112X14-0.237X15

(8)

F2=0.249X1+0.157X2-0.083X3-0.158X4-0.017X5+0.230X6+0.178X7-0.053X8+0.026X9+0.081X10-0.092X11+0.111X12+0.066X13-0.022X14+0.466X15

(9)

(10)

随着贮藏时间的延长,果实的PCA综合品质得分不断下降,经涂膜处理减缓了蓝莓果实贮藏过程中品质得分的下降,尤其是TKL涂膜减缓蓝莓品种的品质得分下降效果较好(图5-C)。以PCA得分值为x轴,感官评价得分为y轴,得到线性拟合方程:y=6.800 3x+1.389 9 (R2=0.831 8,图5-D),PCA与感官拟合的线性方程都达极显著(P<0.01)。由此说明,PCA分析巴尔德温蓝莓的综合品质得分可代替所筛选的15个单一品质评价,涂膜处理可减缓蓝莓贮藏期间品质的下降,尤其是在贮藏中后期效果比较明显,其中,TKL处理效果优于KL涂膜处理。

2.7 聚类分析涂膜对蓝莓采后品质的影响

聚类分析是将样本划分为不同的类群进行相似性评价,不同类的样本间差异较大,可以综合、客观和科学地体现研究对象之间的关系[31]。根据系统聚类相似度为70%时,将蓝莓的品质评价指标分为三大类(图6-A),第一大类为总酚、总黄酮、总糖、还原糖和咀嚼性等指标,与果实的口感、营养、抗氧化等信息有关,其中最具有代表性的变量为还原糖;第二大类为TA、L*、a*、硬度、花青素和FSI,与果实的酸味、色泽、质地和外观等密切有关,其中最具有代表性的变量为硬度;第三大类为失重率、腐烂率、MDA等指标,与果实的生理代谢等有关,其中最具有代表性的变量为MDA。由此说明了选择的15个指标可以有效替代原有全部品质指标。

对不同处理贮藏时间的蓝莓聚类分析,可大致分为三大类(图6-B)。其中CK 0 d与TKL 0～14 d、KL 0～14 d聚为一类,CK 7～35 d与TKL 14～56 d、KL 14～49 d聚为一类;CK 42～63 d与TKL 63 d、KL56～63 d聚为另一类。这说明涂膜处理组减缓了蓝莓贮藏过程中的品质劣变,延长了采后贮藏期,提高了商品品质,尤其是含有麝香草酚的涂膜液,保鲜效果较好。

2.8 综合评价与各指标的相关性分析

对综合评价得分与指标间进行相关性分析,结果如图7所示,各指标间均存在一定的相关性。其中PCA与感官(R2=0.91)、FSI(R2=0.85)、TA(R2=0.77)、TP(R2=0.51)、TF(R2=0.54)、L*(R2=0.93)、b*(R2=0.85)、硬度(R2=0.94)呈极显著的正相关(P<0.01),与WLR(R2=0.91)、DR(R2=0.74)、MDA(R2=0.98)、a*(R2=0.85)呈极显著的负相关(P<0.01);与花青素(R2=0.40)呈显著的正相关(P<0.05)。

感官与FSI(R2=0.84)、TA(R2=0.57)、TP(R2=0.63)、TF(R2=0.63)、花青素(R2=0.48)、L*(R2=0.84)、b*(R2=0.87)、硬度(R2=0.92)呈极显著的正相关(P<0.01),与WLR(R2=0.81)、DR(R2=0.92)、MDA(R2=0.93)、a*(R2=0.85)呈极显著的负相关(P<0.01);与TS(R2=0.40)呈显著的正相关(P<0.05)。这些说明,L*、b*、硬度、FSI、TA、总酚、总黄酮、花青素等值越大,感官得分和PCA得分越高;失重率、腐烂率、MDA和a*等值越大,感官得分和综合得分就越低,综合得分受果实各品质指标的影响。

3 结论

TKL涂膜处理减缓了蓝莓贮藏过程中失重率、腐烂率、MDA等指标的增加;抑制了酚、糖物质,感官品质、色泽和质地等品质下降;减缓贮藏过程中果实品质表面的果粉掉落,抑制病原菌的生长繁殖。PCA评价与感官分析呈极显著的线性正相关(P<0.01),涂膜处理组的综合得分高于CK组,尤其是在贮藏中后期效果比较明显,这与感官评价的结果相一致。聚类分析TKL涂膜处理的品质明显优于其他2个组,其中TKL涂膜处理的蓝莓在贮藏56 d的品质与对照处理35 d的品质较为相似。相关性分析中,PCA主要与色泽、质构、生理指标等商品品质和食用品质密切相关。

综上所述,TKL可食性复合膜能够有效减缓蓝莓果实贮藏过程中的品质劣变,保持较高的商品率和感官品质,将贮藏期从42 d延长至63 d。TKL可食性涂膜一种应用潜力较大的保鲜方法,为今后的推广应用提供借鉴意义。

参考文献

[1] WU Y Q, YANG H, YANG H Y, et al.A physiological and metabolomic analysis reveals the effect of shading intensity on blueberry fruit quality[J].Food Chemistry:X, 2022,15:100367.

[2] ATES U, ISLAM A, OZTURK B, et al.Changes in quality traits and phytochemical components of blueberry (Vaccinium corymbosum cv.bluecrop) fruit in response to postharvest aloe vera treatment[J].International Journal of Fruit Science, 2022, 22(1):303-316.

[3] GIONGO L, AJELLI M, POTTORFF M, et al.Comparative multi-parameters approach to dissect texture subcomponents of highbush blueberry cultivars at harvest and postharvest[J].Postharvest Biology and Technology, 2022,183:111696.

[4] KADER F, ROVEL B, GIRARDIN M, et al.Fractionation and identification of the phenolic compounds of highbush blueberries (Vaccinium corymbosum, L.)[J].Food Chemistry, 1996, 55(1):35-40.

[5] MOGGIA C, LOBOS G A.Why measuring blueberry firmness at harvest is not enough to estimate postharvest softening after long term storage? A review[J].Postharvest Biology and Technology, 2023, 198:112230.

[6] AFONSO S, OLIVEIRA I, RIBEIRO C, et al.Innovative edible coatings for postharvest storage of sweet cherries[J].Scientia Horticulturae, 2023, 310:111738.

[7] WANG K, WU K, XIAO M, et al.Structural characterization and properties of konjac glucomannan and zein blend films[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 105:1096-1104.

[8] JIANG X Q, DING J, GUO L, et al.Effects of H.uvarum combined with KGM on postharvest diseases of blueberry[J].Food Bioscience, 2023, 53:102730.

[9] FAN N, WANG X, SUN J Y, et al.Effects of konjac glucomannan/pomegranate peel extract composite coating on the quality and nutritional properties of fresh-cut kiwifruit and green bell pepper[J].Journal of Food Science and Technology, 2022, 59(1):228-238.

[10] PAN D M, LI Y K, HU Y, et al.Effect of different concentrations of gellan gum with/without 0.50% basil essential oil on the physicochemical properties of gellan gum-rice bran oil coating emulsions and their application in egg preservation[J].Food Chemistry, 2023, 418:136030.

[11] CRIADO P, FRASCHINI C, SHANKAR S, et al.Influence of cellulose nanocrystals gellan gum-based coating on color and respiration rate of Agaricus bisporus mushrooms[J].Journal of Food Science, 2021, 86(2):420-425.

[12] MORSY N E, RAYAN A M.Effect of different edible coatings on biochemical quality and shelf life of apricots (Prunus armenica L. cv Canino)[J].Journal of Food Measurement &Characterization, 2019, 13(4):3173-3182.

[13] DING J, LIU C Y, HUANG P, et al.Effects of thymol concentration on postharvest diseases and quality of blueberry fruit[J].Food Chemistry, 2023, 402:134227.

[14] LIU C Y, DING J, HUANG P, et al.Use of heat-shock and edible coating to improve the postharvest preservation of blueberries[J].Foods, 2023, 12(4):789.

[15] HUANG P, DING J, LIU C Y, et al.Konjac glucomannan/low-acyl gellan gum edible coating containing thymol microcapsule regulates cell wall polysaccharides disassembly and delays postharvest softening of blueberries[J].Postharvest Biology and Technology, 2023, 204:112449.

[16] BAO S H, YIN D Z, ZHAO Q Y, et al.Comprehensive evaluation of the effect of five sterilization methods on the quality of black carrot juice based on PCA, TOPSIS and GRA models[J].Food Chemistry:X, 2023, 17:100604.

[17] 杨柳, 黎曼缇, 易自力, 等.21份金柑种质的果实品质分析与综合评价[J].中国果树, 2023(5):56-62;69.
YANG L, LI M T, YI Z L, et al.Analysis and comprehensive evaluation of fruit quality of 21 kumquat germplasms[J].China Fruits, 2023(5):56-62;69.

[18] XIE Y Y, CHEN Z H, HOU X L, et al.A new strategy based on PCA for inter-batches quality consistency evaluation[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2022, 217:114838.

[19] HABIBI NAJAFI M B, LEUFVEN A, EDALATIAN DOVOM M R, et al.Probing the interactions between hardness and sensory of pistachio nuts during storage using principal component analysis[J].Food Science &Nutrition, 2019, 7(8):2684-2691.

[20] 林雄, 李宏祥, 张亚男, 等.主成分分析法综合评价采收成熟度对金兰柚贮藏特性的影响[J].食品与发酵工业, 2020, 46(9):217-224.
LIN X, LI H X, ZHANG Y N, et al.Effects of harvest maturity on storage properties of Jinlan pomelo based on principal component analysis[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(9):217-224.

[21] 张伟清, 林媚, 王天玉, 等.基于PCA分析和聚类分析的柑橘果实品质综合评价[J].果树学报, 2023, 40(5):902-918.
ZHANG W Q, LIN M, WANG T Y, et al.Comprehensive evaluation of citrus fruit quality based on principal component and cluster analysis[J].Journal of Fruit Science, 2023, 40(5):902-918.

[22] MENG X H, LI B Q, LIU J, et al.Physiological responses and quality attributes of table grape fruit to chitosan preharvest spray and postharvest coating during storage[J].Food Chemistry, 2008, 106(2):501-508.

[23] JIANG B, LIU R L, FANG X J, et al.Effects of salicylic acid treatment on fruit quality and wax composition of blueberry (Vaccinium virgatum Ait)[J].Food Chemistry, 2022, 368:130757.

[24] DING J, LIU C Y, HUANG P, et al.Effects of konjac glucan-nan/low-acyl gellan edible coatings loaded thymol-β-cyclodextrin microcapsules on postharvest blueberry[J].Food Chemistry, 2024, 430:137080.

[25] DAVOODI S, OLFATI J, RABIEI B, et al.Investigation of gene effects on fruit shape index and seed size in generations resulting from the crossing of Zucchini and hull-less seed Pumpkin[J].Euphytica, 2021, 217(9):177.

[26] EMRAGI E, KALITA D, JAYANTY S S.Effect of edible coating on physical and chemical properties of potato tubers under different storage conditions[J].LWT-Food Science and Technology, 2022, 153:112580.

[27] KUMAR A, SAINI C S.Edible composite bi-layer coating based on whey protein isolate, xanthan gum and clove oil for prolonging shelf life of tomatoes[J].Measurement:Food, 2021, 2:100005.

[28] 熊颖, 禹霖, 柏文富, 等.不同品种蓝莓果实品质特征和抗氧化能力及多酚组成的比较[J].中南林业科技大学学报, 2022, 42(2):119-128.
XIONG Y, YU L, BAI W F, et al.Evaluation of quality characteristics, antioxidant ability and polyphenol composition of different blueberry cultivars[J].Journal of Central South University of Forestry &Technology, 2022, 42(2):119-128.

[29] ZHANG Y L, CUI Q L, WANG Y, et al.Effect of carboxymethyl chitosan-gelatin-based edible coatings on the quality and antioxidant properties of sweet cherry during postharvest storage[J].Coatings Scientia Horticulturae, 2021, 11(4):289:110462.

[30] WANG H B, CHENG X, WU C E, et al.Retardation of postharvest softening of blueberry fruit by methyl jasmonate is correlated with altered cell wall modification and energy metabolism[J].Scientia Horticulturae, 2021, 276:109752.

[31] KUANG L X, WANG Z Q, ZHANG J Y, et al.Factor analysis and cluster analysis of mineral elements contents in different blueberry cultivars[J].Journal of Food Composition and Analysis, 2022, 109:104507.

Comprehensive evaluation of edible composite coatings with thymol microcapsule/konjac glucomannan/low-acyl gellan gum on blueberry quality based on principal component analysis and cluster analysis

HUANG Peng1,2, DING Jie1,3, LI Xinyu1, ZHANG Lin1, QIN Wen1*

1(College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya′an 625014, China) 2(Department of Quality Management &Inspection, Yibin University, Yibin 644000, China) 3(College of Food Science and Technology, Sichuan Tourism University, Chengdu 610100, China)

ABSTRACT The study aimed to establish a comprehensive method to evaluate the effects of thymol microcapsules/konjac glucomannan/low acyl gellan gum (TKL) edible composite coating on postharvest quality of blueberry.The late-ripening variety Baldwin was used as the test material.Based on the sensory, physiological and biochemical, nutrient, color, and texture perspectives, representative indicators were selected to comprehensively evaluate the effect of TKL preharvest spraying on blueberry quality using principal component analysis (PCA), cluster analysis, and correlation analysis.Results showed that the TKL coating treatment slowed down the decrease in sensory, fruit shape index, titratable acid, hardness, L*, b*, H*, and springing during storage of blueberry, reduced the increases in weight loss ratio, decay rate, malondialdehyde, and C*, and increased the contents of soluble solid, chewiness, resilience, total phenols, total flavonoids, and anthocyanidin.The TKL coating effectively slowed down the deterioration of blueberry quality.PCA analysis obtained 2 principal components with a cumulative variance contribution of 86.90%.The fitting of PCA scores with sensory values was an extremely significant positive correlation (P<0.01).Cluster analysis indicated that the blueberry quality of TKL coating treatment at 21-56 days was in the same category as the control at 7-35 days.Correlation showed that PCA scores were extremely significant and positively correlated with sensory evaluation (P<0.01).Cluster analysis showed that the quality of blueberry by TKL coating at 21-56 days was the same as that of the CK group at 7-35 days.The TKL coating treatment extended the storage period of Baldwin blueberry from 42 days to 63 days.The combination of PCA and cluster analysis could more scientifically, systematically, and accurately evaluate the effect of TKL coating on the postharvest preservation of blueberries, providing a theoretical basis for the application of TKL coating on postharvest fruit preservation.

Key words edible coating; principal component analysis; cluster analysis; comprehensive evaluation; quality; blueberry

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036411

引用格式：黄彭,丁捷,李昕谕,等.基于主成分分析和聚类分析麝香草酚微胶囊/魔芋葡甘露聚糖/低酰基结冷胶可食性复合涂膜对蓝莓品质的综合评价[J].食品与发酵工业,2024,50(14):280-289.HUANG Peng,DING Jie,LI Xinyu, et al.Comprehensive evaluation of edible composite coatings with thymol microcapsule/konjac glucomannan/low-acyl gellan gum on blueberry quality based on principal component analysis and cluster analysis[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(14):280-289.

第一作者：博士研究生(秦文教授为通信作者,E-mail:qinwen@sicau.edu.cn)

基金项目：四川省科技计划项目(2021JDRC0030);四川省科技计划项目(2021YJ0262);宜宾学院高层次人才项目(2023QH09)

收稿日期：2023-06-07,改回日期:2023-09-06