木奶果(Baccaurea ramiflora Lour.)又名三丫果、木赖果等,大戟科木奶果属多年生常绿乔木,泰国、马来西亚、印度及我国广西、云南、海南等均有分布[1]。木奶果果实色泽丰富,富含营养物质[2-3],果肉、果皮、根提取物具有抗氧化[4]、抗炎[5]、抗肿瘤活性[6],可应用于食品、医药及化妆品等领域,是集食用水果、药用及园林观赏为一体的原生态优稀热带果树,具有广阔的开发前景。
采收成熟度是影响果实品质和耐贮性的重要因素[7-8]。研究表明,采收成熟度低,果实外观色泽欠佳,营养成分和香气积累不足[9],未能体现应有的风味[10];采收成熟度高,易发生褐变、腐烂等品质劣变现象[11],果实耐贮性差,导致货架期缩短[12]。木奶果以鲜食为主,广西地区的果实成熟期为七月上旬至八月上旬,果期较短。目前关于木奶果研究主要有栽培管理[13]、保鲜[14]和加工[15]等分析,尚未见系统判断其果实成熟度的标准。采收成熟度盲目性和不规范性,难以保证木奶果果实品质稳定性,不利于贮运和销售。本文以木奶果果实为试验材料,通过对比不同成熟度果实品质和耐贮性差异,旨在为木奶果果实规范化采收和提高采后贮藏品质提供可靠的参考依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
木奶果果实采自优稀野生果树种质资源圃。根据果实发育天数和果皮颜色分别于2022年7月7日(成熟度I,花后84 d)、7月14日(成熟度II,花后91 d)和7月21日(成熟度III,花后98 d)进行采摘,3个成熟度果皮颜色分别为浅红色、粉色、黄粉色。采样后当日运回实验室进行测定及贮藏,贮藏温度为8～16 ℃、相对湿度50%～60%。不同成熟度木奶果果实贮藏变化见图1。
图1 不同成熟度木奶果果实贮藏变化
Fig.1 Storage changes of B.ramiflora fruits with different maturity
芦丁标准品,国药集团化学试剂有限公司(中国上海);2,6-二氯靛酚、NaHCO3、草酸、NaOH、没食子酸、福林酚、乙醇、NaNO2、Al(NO3)3等为分析级试剂,天津市大茂化学试剂厂。
1.2 仪器与设备
Ci62色差仪,美国爱色丽X-rite;手持式折光仪,艾普计量仪器有限公司;GY-4数显果实硬度计,乐清市艾德堡仪器有限公司;数显恒温水浴锅,常州朗越仪器制造有限公司;TGL16M高速离心机,湖南凯达科学仪器有限公司;Blue Ttar B紫外可见分光光度计,北京莱伯泰科仪器股份有限公司;YLCB-950F2HA冷藏柜,深圳市欧雪制冷设备有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 外观指标测定
1)色泽指数。使用色差仪沿果皮赤道位置测量色度值,分别为L*(色泽亮度)、a*(红绿色度)和b*(黄蓝色度),参考叶令帅等[16]的方法计算色泽指数,按公式(1)计算。
色泽指数=1 000×a*/(L*×b*)
(1)
2)纵径、横径及果形指数。采用游标卡尺测量果实的纵径(mm)和横径(mm),以果实纵径与果实横径比值表示果形指数。
3)单果质量。使用电子天平称量10个果实质量,计算平均单果质量,单位为g。
4)果实硬度。随机选取果实,使用果实硬度计沿果实赤道位置测量3个数值,探头直径3.53 mm,测定深度4.00 mm,单位为kg/cm2。
1.3.2 可食率、失重率和果皮相对电导率测定
1)可食率。采用称重法测定果实可食率,单位为%,按公式(2)计算。
可食率
(2)
2)失重率。采用称重法测定果实失重率,单位为%,按公式(3)计算。
失重率
(3)
3)果皮相对电导率。相对电导率以浸出液电导度与全渗电导度比值表示,单位为%。
1.3.3 品质指标测定
1)可溶性固形物含量。使用手持式折光仪测定可溶性固形物含量,单位为%。
2)可滴定酸含量和维生素C含量。参考高俊凤[17]的方法测定可滴定酸含量(单位为%)和维生素C含量(单位为mg/100 g)。
3)固酸比。固酸比以可溶性固形物含量与可滴定酸含量比值表示。
4)总酚含量和总黄酮含量。取0.50 g木奶果果肉,体积分数为70%乙醇作为提取剂进行提取,提取液用于总酚含量和总黄酮含量测定。以没食子酸为标准品,采用福林-酚法[18]测定总酚含量,单位为mg/g;以芦丁为标准品,采用Al(NO3)3比色法[19]测定总黄酮含量,单位为mg/g。
1.3.4 果实品质指数
通过计算果实品质指数[20-21],综合评价木奶果果实的贮藏品质。将可溶性固形物含量、维生素C含量、可滴定酸含量、固酸比、总酚含量和总黄酮含量设置为“有益”指标,使用公式X=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)进行计算;果皮相对电导率和果实失重率设置为“有害”指标,使用公式X=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)进行计算。无纲量处理后的各品质指标进行累加计算果实品质指数值,果实品质指数均值越大则表明贮藏品质越好。
1.4 数据分析
结果以平均值±标准误差表示,运用Microsoft Excel 2010进行数据整理及绘图,采用SPSS 20.0进行单因素ANOVA分析(邓肯检验)和主成分分析。
2 结果与分析
2.1 木奶果果实品质评价及主成分分析
2.1.1 不同成熟度木奶果果实品质评价
由表1可知,随着成熟度的增加,木奶果果实色泽指数表现为下降的趋势,不同成熟度的色泽指数差异显著(P<0.05)。色泽指数正值由大到小表示红色到黄色[16],这与木奶果果实成熟过程中果皮颜色由浅红色-粉色-黄粉色变化趋势一致。
表1 不同成熟度木奶果果实品质指标
Table 1 Fruit quality indexes of different maturity of B.ramiflora fruits
指标成熟度IIIIII色泽指数 25.33±2.58a13.65±2.62b5.87±1.47c纵径/mm29.03±0.91c29.93±0.37b31.45±0.75a横径/mm29.38±1.08b30.89±0.89a31.54±1.10a果形指数0.99±0.04ab0.97±0.02b1.00±0.03a单果质量/g12.56±1.31b14.72±0.96a15.71±1.16a硬度/(kg/cm2)3.564±0.213a3.442±0.269b3.353±0.303b可食率/%58.08±2.29b61.06±2.81a63.19±3.06a果皮相对电导率/%29.44±0.75a29.02±0.40a29.02±0.62a可溶性固形物含量/%12.47±0.48c13.67±0.72b14.37±0.69a可滴定酸含量/%1.29±0.02b1.39±0.03a1.25±0.03b固酸比9.70±0.16b9.86±0.20b11.51±0.30a维生素C含量/(mg/100 g)3.74±0.43b3.93±0.03a3.65±0.10b总酚含量/(mg/g)320.85±30.80a300.70±7.39ab260.00±23.41b总黄酮含量/(mg/g)2.62±0.13b3.48±0.25a3.11±0.23a
注:同行不同小写字母代表差异显著(P<0.05)。
随着成熟度的增加,纵径、横径、单果质量及可食率均表现为上升的趋势,硬度表现为逐渐下降的趋势。成熟度III的果实纵径最大(31.45 mm),与成熟度I、II的果实纵径差异显著(P<0.05);成熟度I的果实横径最小(29.38 mm),与成熟度II、III的果实纵径差异显著(P<0.05);果形指数维持在0.99左右,表明果形较为稳定,接近圆形或呈圆形。成熟度III的单果质量最大(15.71 g)、可食率最高(63.19%),成熟度II、III的单果质量和可食率均显著大于成熟度I(P<0.05),成熟度II、III的单果质量和可食率均无显著差异(P>0.05)。成熟度I的硬度显著大于成熟度II、III(P<0.05),成熟度II、III无显著差异(P>0.05)。果皮相对电导率为29.02%～29.44%,不同成熟度间无显著差异(P>0.05)。
可溶性固形物含量和固酸比是果实品质特征相关的重要参数[22]。随着成熟度的增加,可溶性固形物含量和固酸比均表现为上升的趋势,不同成熟度的可溶性固形物含量差异显著(P<0.05),且成熟度III的固酸比显著高于成熟度I、II(P<0.05)。成熟度II的可滴定酸含量和维生素C含量处于最高点,均显著高于成熟度I、III(P<0.05)。可能是成熟度III的木奶果果实已经接近完熟,采后迅速进入呼吸高峰,有机酸、维生素C被大量消耗,同时果实中积累的糖类、果胶等营养物质发生降解,提高果实的可溶性固形物含量。
总酚属于多酚类物质,是涩味的主要来源,影响风味口感[23]。随着成熟度的增加,总酚含量表现为下降的趋势,成熟度III的总酚含量是最低点,显著低于成熟度I(P<0.05),成熟度I、II的总酚含量无显著差异(P>0.05)。总黄酮对细胞内产生的自由基有清除效果,成熟度II、III的总黄酮含量维持较高水平,与成熟度I差异显著(P<0.05)。果实成熟度越高,总酚含量越低,总黄酮含量维持高水平,伴随可溶性固形物含量和固酸比越高,表明成熟度III的木奶果果实鲜食品质较好。
2.1.2 木奶果果实品质指标主成分分析
以供试的3种成熟度木奶果果实作为样本单元,将表1中的14个指标作变量,使用SPSS软件将数据标准化后进行主成分分析和综合评价。由表2可知,主成分特征值>1有2个,累计贡献率达到100.000%,基本解释14个变量中的大部分信息。因此本研究选择前2个为主成分。
表2 主成分的方差解释
Table 2 Variance interpretation of principal components
主成分特征值贡献率/% 累计贡献率/% 19.94971.06471.06424.05128.936100.000
第一主成分对应较大的特征向量有色泽指数、硬度、可食率、可溶性固形物,因色泽指数和可食率的载荷值最大,故为第一主成分因子;第二主成分对应较大的特征向量有果形指数、可滴定酸含量、维生素C含量,因可滴定酸含量的载荷值最大,故为第二主成分因子。综上可知,色泽指数、可食率和可滴定酸含量具有较强的代表性,可以作为综合评价木奶果果实品质的重要指标。
由14个因子的荷载系数及特征值计算得到14个因子的特征向量(表3),以特征向量为系数构建2个主成分的线性方程,如下所示:
F1=-0.316x1+0.311x2+0.321x3+0.089x4+0.313x5-0.314x6+0.316x7-0.282x8+0.315x9-0.073x10+0.279x11-0.085x12-0.308x13+0.193x14;
F2=-0.033x1-0.097x2+0.087x3-0.447x4+0.080x5-0.070x6+0.032x7-0.227x8+0.050x9+0.483x10-0.235x11+0.479x12+0.119x13+0.394x14
表3 主成分的荷载矩阵和特征向量
Table 3 Principal loading matrix and component eigenvectors
指标名称主成分1主成分2载荷系数特征向量载荷系数特征向量色泽指数-0.998 -0.316 -0.066 -0.033 纵径0.981 0.311 -0.195 -0.097 横径0.984 0.312 0.176 0.087 果形指数0.280 0.089 -0.960 -0.477 单果质量0.987 0.313 0.161 0.080 硬度-0.990 -0.314 -0.140 -0.070 可食率0.998 0.316 0.065 0.032 相对电导率-0.890 -0.282 -0.457 -0.227 可溶性固形物含量0.995 0.315 0.101 0.050 可滴定酸含量-0.230 -0.073 0.973 0.483 固酸比0.881 0.279 -0.473 -0.235 维生素C含量-0.268 -0.085 0.964 0.479 总酚含量-0.971 -0.308 0.240 0.119 总黄酮含量0.608 0.193 0.794 0.394
以2个主成分和其对应的特征值占总特征值的比值为权重,得到主成分综合模型:F综合=(F1×9.949+F2×4.051)/100,计算出不同成熟度木奶果果实品质综合得分和排名。由表4可知,木奶果果实综合得分随着成熟度增加呈先上升趋势,其中成熟度I的综合得分为负值,成熟度II、III为正值,表明从成熟度II开始果实品质逐渐变优,成熟度III的综合得分最高,果实鲜食品质最好。
表4 不同成熟度木奶果果实品质综合得分
Table 4 The comprehensive quality score of B.ramiflora fruits with different maturity
成熟度F1F2综合得分排名I-3.240 -1.060 -0.365 3II0.179 2.320 0.112 2III3.060 -1.260 0.253 1
2.2 木奶果果实贮藏品质综合评价
2.2.1 不同成熟度木奶果果实贮藏过程中品质的变化
从图2-a可以看出,不同成熟度木奶果果实硬度均呈下降趋势,贮藏10～20 d,不同成熟度的硬度无显著差异(P>0.05);贮藏期结束时,不同成熟度的硬度差异显著(P<0.05),表现为成熟度III>成熟度II>成熟度I,成熟度I的硬度较采收时降幅高达32.27%,成熟度越高,其硬度下降较小。可能是由于成熟度I时果实未达到生理成熟,果实结构支撑物质以非水溶性的原果胶为主,在贮藏期间更易受呼吸代谢和乙烯的催化作用影响,多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶含量的升高加快果实组织结构衰老,促使果实质地软化、硬度降低更为明显,这与王志华等[24]的研究结果一致。
a-硬度;b-失重率;c-相对电导率;d-可溶性固形物含量;e-可滴定酸含量;f-固酸比;g-维生素C含量;h-总酚含量;i-总黄酮含量
图2 不同成熟度木奶果果实贮藏过程中品质的变化
Fig.2 Quality changes of B.ramiflora fruits during storage with different maturity
注:不同小写字母代表不同成熟度间差异显著(P<0.05)。
从图2-b可以看出,不同成熟度的果实失重率均呈上升趋势。贮藏10 d时,不同成熟度的失重率无显著差异(P>0.05);贮藏20～30 d期间,成熟度III的失重率显著低于成熟度I、II(P<0.05),成熟度I、II的失重率无显著差异(P>0.05);贮藏期结束时,表现为成熟度II>成熟度I>成熟度III,其中成熟度II的果实失重率达8.59%。
相对电导率是反映细胞膜结构完整的重要指标。从图2-c可以看出,不同成熟度的果皮相对电导率维持在29.02%～32.11%,不同成熟度间无显著差异(P>0.05)。贮藏结束,不同成熟度的果皮相对电导率分别上升了8.32%、7.05%和8.04%,表明果皮细胞结构均遭受破坏。
从图2-d可以看出,贮藏10～30 d期间,成熟度II、III的可溶性固形物含量均显著大于成熟度I(P<0.05),成熟度II、III的可溶性固形物含量无显著差异(P>0.05);贮藏期结束时,成熟度I～III的可溶性固形物含量较采收当天分别增加了8.78%、8.68%、11.13%,成熟度II、III的果实可溶性固形物含量处于较高水平。不同成熟度的可溶性固形物含量在贮藏期间均呈上升趋势,可能是木奶果果实存在后熟生理所致。
从图2-e可以看出,贮藏10～20 d期间,成熟度I、II的可滴定酸含量维持较高水平,均显著高于成熟度III(P<0.05);贮藏期结束时,成熟度I～III的可滴定酸含量较采收当天分别降低了3.34%、16.67%、4.15%,成熟度I的可滴定酸含量处于较高水平,显著高于成熟度II(P<0.05)。刘洪冲等[7]研究表明,低成熟度果实在贮藏期间仍具有合成各物质的潜力,延缓可滴定酸含量下降的能力优于高成熟度果实,而不同成熟度木奶果果实贮藏表现与之相似。由此推测,成熟度II是木奶果果实生理成熟的重要时期。不同成熟度的可滴定酸含量在贮藏期间均呈下降趋势,可能是参与呼吸作用消耗有机酸造成。
从图2-f可以看出,不同成熟度的固酸比均呈上升趋势。贮藏10～20 d期间,不同成熟度的固酸比差异显著(P<0.05);贮藏期结束时,成熟度I～III的固酸比较采收当天分别升高了11.83%、29.42%、14.79%,成熟度II、III的固酸比均显著大于成熟度I(P<0.05),成熟度II、III的固酸比无显著差异(P>0.05)。贮藏期间木奶果果实成熟度越高,固酸比越高,风味和口感越好,这与王明召等[25]对猕猴桃贮藏研究结果相似。
维生素C含量是果实维持新鲜度的重要指标。从图2-g可以看出,不同成熟度的维生素C含量均呈下降趋势。贮藏10 d时,成熟度II、III的维生素C含量维持较高水平,均显著高于成熟度I(P<0.05);贮藏20～30 d期间,成熟度III的维生素C含量均显著高于成熟度I、II(P<0.05);贮藏期结束时,表现为成熟度III>成熟度II>成熟度I,分别较采收当天下降了29.23%、30.57%和18.86%,成熟度III的果实维持较高的新鲜度,利于货架期保持较高的商品价值。
总酚对风味口感有重要影响,也是植物中重要的抗氧化物质。从图2-h可以看出,成熟度I的总酚含量高于成熟度II、III,这个规律维持至贮藏结束;贮藏20 d时,成熟度I的总酚含量显著高于成熟度II(P<0.05);其余贮藏期内不同成熟度的总酚含量无显著差异(P>0.05);贮藏期结束时,成熟度I～III的总酚含量较采收当天分别下降了26.87%、31.57%和9.88%。低成熟度木奶果果实在采后贮藏中可维持较高的酚类物质,李宏祥等[26]在金沙柚的贮藏研究中也曾发现此类现象。以上表明,贮藏期间木奶果果实在成熟度II～III时口感较好,且具有较稳定的抗氧化能力。
从图2-i可以看出,成熟度I的总黄酮含量呈先上升后下降趋势,成熟度II、III的总黄酮含量均呈下降趋势。贮藏20 d时,成熟度I的总黄酮含量达到峰值3.64 mg/g,显著高于成熟度II、III(P<0.05);贮藏期结束时,不同成熟度的总黄酮含量差异显著(P<0.05),成熟度I的总黄酮含量维持较高水平。
2.2.2 木奶果果实品质指数分析
由表5可知,随着贮藏时间延长,不同成熟度木奶果果实品质指数均呈现逐渐下降的趋势。贮藏期间,成熟度I的果实品质指数一直低于成熟度II、III,成熟度III的果实品质指数保持较高水平;果实品质指数平均值从高到低依次为成熟度III>成熟度II>成熟度I。综上可知,成熟度III的果实在贮藏过程中综合品质佳,耐贮性较高。
表5 木奶果果实品质指数
Table 5 Fruit quality index of B.ramiflora
处理果实品质指数值0 d10 d20 d30 d平均值排序I5.754.413.642.494.073II6.985.253.863.034.782III6.145.494.613.544.951
3 结论
综上所述,以果实发育天数和果皮颜色作为采收标准,选择色泽指数、可食率和可滴定酸含量作为综合评价木奶果果实品质的代表性指标,可判断不同成熟度木奶果果实的品质差异。成熟度II～III(花后91～98 d)时果皮呈粉色、黄粉色,单果质量14.72～15.71 g、硬度3.442～3.353 kg/cm2、可溶性固形物含量13.67%～14.37%、可滴定酸含量1.25%～1.39%、维生素C含量3.65～3.93 mg/100 g,果实鲜食品质及风味佳,建议进行采收。木奶果果实贮藏期较短,成熟度III(花后98 d)果实品质佳和耐贮性高,更能满足采收后的木奶果果实的鲜销和贮藏。本研究仅针对3个采收成熟度木奶果果实的品质指标及鲜贮效果进行了生理方面分析,果实贮藏过程中软化机理还有待于进一步研究。
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