馬冀恒,李 雯,陳明敏,曾教科
(海南大學(xué)園藝學(xué)院,海南省熱帶園藝作物品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 ???570228)
芒果(Mangifera indica L.)是世界著名的熱帶水果之一,以果肉細(xì)膩、酸甜適度、風(fēng)味獨(dú)特等特點(diǎn)而享有“熱帶果王”的美譽(yù)[1],芒果果實(shí)含有各種糖、蛋白、纖維素,而且其胡蘿卜素含量很高,是其他水果中不常見(jiàn)的。其次,芒果中還含有大量的VC、礦物質(zhì)等,也是其主要營(yíng)養(yǎng)成分[2-3]。芒果是典型的呼吸躍變型果實(shí),從田間采摘后極易完熟、轉(zhuǎn)黃甚至衰老腐爛[4]。因其具有這些特點(diǎn),在流通過(guò)程中損耗很大,因此在很大程度上限制了芒果產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。全質(zhì)構(gòu)分析(TPA)是一種新型的測(cè)試果實(shí)質(zhì)構(gòu)的方法,其通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀探頭模擬人口腔的咀嚼行為,對(duì)果實(shí)進(jìn)行兩次壓縮,獲得相關(guān)的質(zhì)構(gòu)參數(shù),使果實(shí)質(zhì)地變化有了更加客觀的標(biāo)準(zhǔn)[6]。
乙烯作為一種植物激素,在果實(shí)成熟前大量合成,具有促進(jìn)果實(shí)成熟的作用,采后外源乙烯利處理能夠促進(jìn)果實(shí)的褪綠轉(zhuǎn)黃,改善果實(shí)色澤,并且能夠引起果實(shí)硬度的下降,促進(jìn)果實(shí)軟化。外源乙烯利處理后的果實(shí)在貯藏過(guò)程中風(fēng)味能夠提升、香氣得到改善、抗氧化能力也有所提高[7],因此芒果保鮮的關(guān)鍵之一是調(diào)控內(nèi)源乙烯的合成釋放。1-MCP 可與乙烯受體上的金屬離子結(jié)合,抑制乙烯及其受體復(fù)合物的形成,阻斷乙烯所誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo),是一種有效的乙烯受體抑制劑[8]。
赤霉素(GA3)是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的調(diào)節(jié)激素之一,有研究表明,適宜濃度的赤霉素可以有效地抑制芒果果實(shí)的成熟,改善果實(shí)表皮的色澤,具有一定的保鮮效果[9]。
本試驗(yàn)以“紅玉”芒果為試材,對(duì)其進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析,研究乙烯及其抑制劑處理對(duì)果實(shí)采后質(zhì)構(gòu)的影響,為進(jìn)一步研究乙烯調(diào)控采后芒果果實(shí)成熟衰老機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 材料與試劑
芒果(品種為“紅玉”)鮮果:海南省海口市昌江縣芒果種植園,約八成熟。
氯消凈:珠?;苊郎锟萍加邢薰?;施保功:蘇州富美實(shí)植物保護(hù)劑有限公司;乙烯利(ETH):上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司;1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP):山東營(yíng)養(yǎng)源食品科技有限公司;赤霉素:上海源葉生物科技有限公司。
1.1.2 儀器與設(shè)備
TA.TOUCH 質(zhì)構(gòu)儀,上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司;LRH-250-S 恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司。
1.2.1 采后處理
在芒果種植園采摘八成熟“紅玉”芒果后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷、成熟度相同、大小均一的果實(shí),修剪并保留約0.5 cm 果柄。果實(shí)先用0.05%氯消凈清洗,然后浸泡10 min。晾干后,再用0.5%施保功浸泡20 min。晾干后,將果實(shí)隨機(jī)分為5組,每組45 個(gè)果實(shí)。
1.2.2 處理方法
本試驗(yàn)共設(shè)置5 個(gè)處理組,分別為:對(duì)照組(CK);0.4 g/L 乙烯處理(0.4 g/L ETH);0.8 g/L 乙烯處理(0.8 g/L ETH);1 g/L GA3處理;1 μL/L 1-MCP 處理。處理后用0.02 mm 厚聚乙烯保鮮袋包裝后置于15 ℃,相對(duì)濕度85%的恒溫箱中。每4 d 取1 次芒果果實(shí)進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定,每個(gè)處理組設(shè)置3 個(gè)生物學(xué)重復(fù),每個(gè)重復(fù)取3 個(gè)果實(shí)。
乙烯組處理方法是將果實(shí)分別放入0.4 g/L 和0.8 g/L 乙烯利溶液中浸泡5 min,密閉置于黑暗處24 h。1-MCP 組處理方法是將果實(shí)置于45 L 密閉桶中,用1 μL/L 1-MCP 熏蒸20 h。GA3組處理方法是將果實(shí)放入1 g/L GA3溶液中浸泡20 min,晾干后,置于恒溫箱中。
1.2.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定
使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。選取芒果果實(shí)陰陽(yáng)面中部2個(gè)點(diǎn),使用醫(yī)用手術(shù)刀輕輕去除小塊果皮,使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定果實(shí)的硬度、脆度、黏性、咀嚼性、膠著性、彈性、黏聚型和回復(fù)性。相關(guān)儀器參數(shù)為:質(zhì)構(gòu)儀探頭直徑2 mm,測(cè)試前速度2.0 mm/s,測(cè)試速度6.0 mm/s,測(cè)定后速度3.0 mm/s,間隔時(shí)間2.0 s,測(cè)試方式為下壓,位移6 mm。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS Statistics 26.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,使用Excel 和Graph Pad Prism 7 軟件作圖。
果實(shí)硬度是判斷果實(shí)質(zhì)地,反映果實(shí)貯藏性和衡量貯藏效果的主要指標(biāo)[10]。如圖1 所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),芒果果實(shí)硬度總體呈下降的趨勢(shì),對(duì)照組在第12 天以后出現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì),1-MCP 處理和GA3處理一直保持較高的硬度水平,乙烯處理組在0~8 d 時(shí)出現(xiàn)較明顯的下降,第8 天以后保持較低的硬度水平。表明乙烯處理可以明顯降低貯藏期間芒果果實(shí)的硬度,并且低濃度乙烯(0.4 g/L)處理在第0~8 天的硬度比高濃度乙烯(0.8 g/L)處理的果實(shí)下降得快。1-MCP 和GA3處理可以使芒果保持較高的硬度。
圖1 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)硬度的影響Fig.1 Effects of different treatments on the hardness ofpostharvest mango fruits
由圖2 可知,脆度整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。乙烯處理組的果實(shí)脆度在0~4 d 迅速下降,隨后緩慢下降。貯藏第24 天時(shí),低濃度(0.4 g/L)乙烯處理組脆度下降至6.77 N,而高濃度(0.8 g/L)乙烯處理組則下降至1.76 N。從第4 天起,CK 與高濃度和低濃度乙烯處理之間存在顯著性差異(P<0.05)。1-MCP 處理和GA3處理均能使芒果果實(shí)保持較高的脆度。CK 在第16 天以后開(kāi)始出現(xiàn)明顯的下降,貯藏第24 天下降至13.52 N。以上結(jié)果表明,乙烯處理能使芒果的脆度迅速下降,且較高濃度的乙烯處理下降速度更快。1-MCP 和GA3處理能使芒果保持較高水平的脆度,且1-MCP 處理效果好于GA3。
圖2 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)脆度的影響Fig.2 Effects of different treatments on the fracturability of postharvest mango fruits
黏性在食品領(lǐng)域可以解釋為粘牙性口感。由圖3可知,芒果在貯藏期間的黏性不斷增加。乙烯處理組在0~4 d 迅速上升,第4 天以后緩慢增加,且低濃度乙烯(0.4 g/L)處理組的黏性在第8、12、16 天均高于高濃度乙烯(0.8 g/L)處理組,但是二者間差異不顯著。與對(duì)照組相比,1-MCP 和GA3處理的果實(shí)黏性維持在較低的水平,貯藏第8 天時(shí),CK、1-MCP 和GA3處理組的果實(shí)黏性分別為-163.757、-212.787和-215.073,GA3和1-MCP 處理均與CK 之間有顯著性差異(P<0.05);0.4 g/L 乙烯和0.8 g/L 乙烯處理組與CK 之間均有顯著性差異(P<0.05)。以上結(jié)果表明,在貯藏前期(第0~4 天),乙烯處理能大幅地提高芒果的黏性。1-MCP 和GA3處理能使芒果的黏性維持在較低水平。整體來(lái)看,1-MCP 處理抑制芒果黏性升高的效果優(yōu)于GA3。
圖3 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)黏性的影響Fig.3 Effects of different treatments on the adhesiveness of postharvest mango fruits
咀嚼性為咀嚼固體食物所需的能量。由圖4 可知,芒果在貯藏期間的咀嚼性不斷下降,乙烯處理組的芒果咀嚼性大幅下降,但低濃度(0.4 g/L)乙烯處理下降更加明顯,貯藏第24 天時(shí)僅有0.49 N。1-MCP、GA3和CK 在15 ℃貯藏期間均可保持較高的咀嚼性。且1-MCP 和GA3處理組與CK 組在整個(gè)貯藏期間無(wú)顯著性差異。貯藏第8 天,乙烯處理組與CK 均有顯著性差異(P<0.05)。貯藏第24 天,CK 組下降至5.22 N,GA3組下降至5.54 N,1-MCP 組下降至5.93 N。整體來(lái)看,乙烯處理能降低芒果果實(shí)的咀嚼性,而1-MCP和GA3對(duì)芒果果實(shí)的咀嚼性影響較小。
圖4 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)咀嚼性的影響Fig.4 Effect of different treatments on the chewiness of postharvest mango fruits
芒果果實(shí)具有低硬度,高凝聚力,因此膠著性可以用來(lái)描述芒果果實(shí)的口感。由圖5 可知,芒果果實(shí)的膠著性整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),高濃度(0.8 g/L)乙烯處理組的膠著性在貯藏0~16 d 期間快速下降,低濃度(0.4 g/L)乙烯處理組的膠著性在貯藏0~8 d 內(nèi)快速下降,并且低濃度乙烯處理組下降的幅度大于高濃度乙烯處理組。1-MCP 和GA3處理組能使芒果果實(shí)的膠著性維持在較高水平。貯藏第12 天,CK 組果實(shí)膠著性為7.79 N,GA3組膠著性為9.17 N,1-MCP 組膠著性為9.53 N,1-MCP 和GA3處理均顯著高于CK(P<0.05)。在整個(gè)貯藏期間,0.4 g/L 和0.8 g/L 乙烯處理組與CK 組之間均存在顯著性差異(P<0.05)。整體來(lái)看,乙烯處理能使芒果果實(shí)的膠著性降低,且低濃度處理對(duì)膠著性的降低效果更明顯。1-MCP 和GA3處理能延緩芒果果實(shí)膠著性的降低,并且以1-MCP的效果更明顯。
圖5 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)膠著性的影響Fig.5 Effects of different treatments on the gumminess of postharvest mango fruits
彈性是芒果在第一口咬完和第二口開(kāi)始之間能恢復(fù)的高度。如圖6 可知,芒果果實(shí)彈性總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。乙烯處理組在貯藏第4 天出現(xiàn)明顯的下降,高濃度乙烯處理組的芒果果實(shí)彈性為0.93,低濃度乙烯處理的芒果果實(shí)為0.96,乙烯處理組與CK 均有顯著性差異(P<0.05)。但從貯藏第12 天開(kāi)始,低濃度乙烯處理比高濃度乙烯處理下降更為迅速。1-MCP 處理和GA3處理的彈性始終維持較高水平。貯藏第16 天,1-MCP 處理組果實(shí)彈性為0.964 8,CK組為0.925 0,1-MCP 處理與CK 組之間無(wú)顯著性差異。貯藏第20 天時(shí),GA3處理組彈性為0.932 8,CK組為0.870 0,二者之間無(wú)顯著性差異。整體上看,乙烯處理能降低芒果果實(shí)的彈性,且在貯藏前期高濃度乙烯處理的效果更明顯,在貯藏后期低濃度乙烯處理的效果更明顯。GA3和1-MCP 處理能使芒果果實(shí)的彈性維在持較高水平,且GA3處理的效果優(yōu)于1-MCP。
圖6 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)彈性的影響Fig.6 Effects of different treatments on the springiness of postharvest mango fruits
黏聚性關(guān)乎芒果果實(shí)的口感和可塑性。由圖7 可知,芒果果實(shí)的黏聚性整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。乙烯處理使芒果果實(shí)的黏聚性快速下降,貯藏4~20 d 時(shí),乙烯處理組和CK 組之間存在顯著性差異(P<0.05),但高濃度乙烯與低濃度乙烯處理組之間無(wú)顯著性差異。1-MCP 處理和GA3處理能使芒果果實(shí)的黏聚性維持在較高水平,貯藏第16 天時(shí),1-MCP、GA3、CK處理組芒果果實(shí)的黏聚性分別為0.3567、0.3308 和0.262 7,1-MCP 和GA3處理組均顯著高于CK 組(P<0.05)。16 d以后,CK 組果實(shí)黏聚性快速下降,而1-MCP 處理和GA3處理仍保持較高水平,且1-MCP 處理的果實(shí)黏聚性高于GA3處理。整體來(lái)看,乙烯處理能降低芒果果實(shí)的黏聚性,但是高濃度與低濃度乙烯處理間無(wú)顯著差異。1-MCP 和GA3處理均能抑制芒果果實(shí)黏聚性的下降,且1-MCP 處理的效果優(yōu)于GA3處理。
圖7 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)黏聚性的影響Fig.7 Effects of different treatments on the cohesiveness of postharvest mango fruits
回復(fù)性反映了果實(shí)受壓后迅速恢復(fù)變形的能力,如果果實(shí)組織受到較大破壞,回復(fù)性趨向于零[11]。由圖8 可知,芒果果實(shí)的回復(fù)性整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。乙烯處理使芒果的回復(fù)性降低,貯藏第4 天時(shí),該處理芒果果實(shí)回復(fù)性迅速下降,之后緩慢下降,且在第4天時(shí)高濃度(0.8 g/L)乙烯處理組的果實(shí)回復(fù)性為0.050 0,低濃度(0.4 g/L)乙烯處理組的果實(shí)回復(fù)性為0.067 5,CK 組的果實(shí)回復(fù)性為0.133 4,乙烯處理與CK 之間存在顯著性差異(P<0.05)。1-MCP 處理能延緩芒果果實(shí)回復(fù)性的降低,GA3處理的果實(shí)回復(fù)性變化較小,貯藏前16 天芒果果實(shí)的回復(fù)性低于CK,16 d 后回復(fù)性高于CK。整體看來(lái),乙烯利處理使芒果果實(shí)的回復(fù)性快速降低,1-MCP 處理則能延緩果實(shí)回復(fù)性的下降,GA3處理在貯藏后期對(duì)芒果果實(shí)回復(fù)性的降低有一定作用。
圖8 不同處理對(duì)采后芒果果實(shí)回復(fù)性的影響Fig.8 Effects of different treatments on the resilience of postharvest mango fruits
對(duì)芒果果實(shí)的質(zhì)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)表1。硬度與脆度、咀嚼性、彈性、黏聚性、回復(fù)性之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),R 值分別為0.969、0.965、0.928、0.917、0.944。硬度與黏性呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),而與膠著性呈顯著正相關(guān)(P<0.05),R 值分別為-0.860、0.761。脆度與咀嚼性、回復(fù)性之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),R 值分別為0.912、0.882;與彈性、黏聚性之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05),R 值分別為0.826、0.843;與黏性之間呈顯著負(fù)相關(guān),R 值為-0.848;與膠著性之間無(wú)顯著相關(guān)性。黏性與咀嚼性和膠著性之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與彈性、黏聚性之間呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),R 值分別為-0.893、-0.944、-0.804、-0.873;與回復(fù)性無(wú)顯著相關(guān)性。膠著性與回復(fù)性無(wú)顯著相關(guān)性,但與彈性和黏聚性呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。彈性與黏聚性、回復(fù)性之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),R 值分別為0.978 和0.895。黏聚性與回復(fù)性呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。結(jié)果表明,芒果果實(shí)的硬度越高,其脆度、咀嚼性、膠著性、彈性、黏聚性和回復(fù)性也越高,而黏性越低。
表1 芒果果實(shí)貯藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)參數(shù)間的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of texture parameters of mango fruits during storage
乙烯利是采后保鮮技術(shù)中非常重要的催熟劑,已在多種水果中廣泛應(yīng)用,以提升果實(shí)風(fēng)味,改善香氣,同時(shí)提高抗氧化能力。本研究以“紅玉”芒果為試材,使用乙烯以及成熟抑制劑進(jìn)行采后處理,探討不同處理對(duì)“紅玉”芒果果實(shí)質(zhì)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示:乙烯處理可以降低芒果果實(shí)的脆度、咀嚼性、膠著性、彈性、黏聚性和回復(fù)性,增加芒果果實(shí)的黏性,并且高濃度(0.8 g/L)乙烯處理的芒果果實(shí)脆度比低濃度(0.4 g/L)乙烯處理下降得更快,而高濃度乙烯處理的芒果果實(shí)的咀嚼性和膠著性反而比低濃度乙烯處理下降得更慢,這可能因?yàn)槊⒐麑?shí)對(duì)乙烯處理具有一定的濃度效應(yīng),但外源乙烯濃度和芒果果實(shí)質(zhì)地變化、成熟軟化的內(nèi)在關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。1-MCP 和GA3處理能延緩芒果果實(shí)的脆度、咀嚼性、膠著性、彈性、黏聚性和回復(fù)性的降低,降低芒果果實(shí)的黏性,這與前人在葡萄[12]和獼猴桃[13]上的研究結(jié)果一致。
芒果果實(shí)的質(zhì)構(gòu)參數(shù)相關(guān)性分析結(jié)果顯示,脆度與咀嚼性、彈性、黏聚性之間呈顯著正相關(guān),這一結(jié)果與王斐等[14]在梨上的研究結(jié)果一致。脆度與黏性之間呈顯著負(fù)相關(guān),這一結(jié)果與趙亞等[15]在紅毛丹上的研究結(jié)果一致。黏性與回復(fù)性無(wú)顯著相關(guān)性,這一結(jié)果與蘭璞等[16]在金冠蘋(píng)果上的研究結(jié)果相同,但與張虎等[17]在葡萄上的研究結(jié)果不同,這可能與試驗(yàn)試材的不同有關(guān)。
評(píng)價(jià)芒果果實(shí)軟化最關(guān)鍵的指標(biāo)是果實(shí)硬度,它是反映果實(shí)軟化程度的基礎(chǔ)指標(biāo);其次是脆度,它在一定程度上反映果肉細(xì)胞的間隙大??;然后是彈性和膠著性,在一定程度上能反映果肉內(nèi)部細(xì)胞之間的結(jié)合力大小。咀嚼性、黏聚性、回復(fù)性及黏性與果實(shí)軟化也有一定相關(guān)性,更多是從口感方面體現(xiàn)。因此,采用TPA 法測(cè)定芒果果實(shí)的質(zhì)構(gòu)更能全面地反映其果肉在整個(gè)貯藏期間的變化,為進(jìn)一步研究芒果果實(shí)軟化及細(xì)胞壁代謝提供理論基礎(chǔ)。
采后外源乙烯處理能夠加速芒果果實(shí)質(zhì)構(gòu)的變化,而1 μL/L 1-MCP 和1 g/L GA3處理能減緩芒果果實(shí)采后質(zhì)構(gòu)的劣變。在采后保鮮貯藏中,可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的外源處理來(lái)改變或維持果實(shí)的質(zhì)構(gòu),以達(dá)到最佳品質(zhì)的目的。