李玉,郭元照,杜小琴,李杰,秦文

(四川农业大学 食品学院，四川 雅安，625014)



水杨酸对佛手瓜果实低温贮藏期间品质影响的多变量分析

李玉,郭元照,杜小琴,李杰,秦文*

(四川农业大学 食品学院，四川 雅安，625014)

摘要利用多变量分析方法探讨了不同浓度水杨酸处理对佛手瓜果实在低温贮藏期间品质变化的影响。单因素方差分析的结果表明，水杨酸可显著抑制果实硬度、失重率和纤维素含量的增加，有效保持了果实氨基酸、Vc、叶绿素、总酚等物质的含量。主成分分析及其综合评价模型表明，在贮藏的前60 d水杨酸可有效延缓果实品质的下降，但贮藏后期保持效果不佳。相关性分析结果表明，果实氨基酸、Vc和叶绿素含量除与类黄酮和总酚不存在显著相关性外，与其他指标间均呈极显著相关关系。通径分析表明，硬度与Vc对果实氨基酸含量产生较大的直接效应，其他指标均主要通过二者产生较强的间接作用。

关键词佛手瓜果实；水杨酸；品质；多变量分析

佛手瓜(SechiumeduleSw)，为葫芦科佛手瓜属植物，来源于中美洲，果实为梨形，含有丰富的氨基酸和多种矿物质元素[1]。但果实皮薄易破、易发芽，不耐长期贮藏，且贮藏期间果实品质劣变严重。水杨酸(salicylic acid, SA)是植物体内普遍存在的一种小分子酚类物质，化学名称为邻羟基苯甲酸，参与并影响植物多种代谢过程[2]。研究表明外源水杨酸具有提高机体对病原微生物的抵抗能力，抑制乙烯的产生，延缓果实的成熟与衰老，提高果实品质等作用[3]。因此，近年来水杨酸作为保鲜剂被广泛应用在樱桃[4]、桃[5]、杏[3]、辣椒[6]等果蔬上，但将其应用在佛手瓜贮藏保鲜方面的研究还未见相关报道。

目前，研究果蔬品质变化的物质基础是果实采后生物学领域的研究热点。本研究中影响佛手瓜果实品质的因素主要包括硬度、可溶性固形物(TSS)、氨基酸含量、Vc含量等，这些影响因子之间的综合效应反映了果实的品质特性。主成分分析、相关性分析、通径分析等多元统计分析方法可分别用于区分主效因子，确定参数间相关性，辨别直接效应与间接效应，然而单一的分析方法往往不能满足整体评价及作用机理研究的需要[7]。何欣萌等[8]利用多变量分析方法探讨了4种减压条件对蓝莓果实品质的影响，结果表明，减压贮藏的蓝莓果实的硬度、总酸、品质、色泽、香气和风味降低，固酸比略有升高。王友升等[9]运用单因素分析、相关性分析等多变量分析方法揭示了4种采后熏蒸处理对‘安哥诺’李果实贮藏效果的影响。然而，目前未见多变量分析在佛手瓜果实采后低温贮藏期间品质变化研究中的应用。

因此，鉴于单一分析方法对果蔬各品质指标的内部关系及整体评价存在局限性，本试验综合运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、通径分析4 种分析方法，探讨了3种不同浓度水杨酸处理对佛手瓜果实品质变化的影响。

1材料与方法

1.1材料与处理

供试材料为花后10 d的绿皮无刺佛手瓜果实，于2014年10月12日10:00～12:00采摘于四川省荥经县港森有机蔬菜种植基地。选择个体大小均一、无病虫害和机械伤的果实当天运至四川农业大学果蔬采后生理研究室，于(9±1)℃、湿度为(90±5)%条件下预冷24 h。

将预冷的佛手瓜分别进行以下处理：A组，1 mmol/L SA处理；B组，5 mmol/L SA处理；C组，10 mmol/L SA处理；CK组(对照组)，以蒸馏水为空白处理。以上各组果实均浸泡20 min，自然风干后分别装入20 L的贮藏箱中。每箱40个果实，每组设置3个平行处理，于9 ℃，(90±5)%条件下贮藏，每隔15 d 随机取3个果实测定1次相关指标。

1.2试剂与仪器

NaOH、BaCl2、乙醇、2,6-二氯酚靛酚、浓H2SO4、甲醇、抗坏血酸等均为分析纯，成都市科龙化工试剂厂；HCl、丙酮，分析纯，四川西陇化工股份有限公司；乙酸、NaCl、柠檬酸等氨基酸测定用药品均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司；三氯乙酸,分析纯，广东光华科技股份有限公司；蒽酮，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

L-8900型 氨基酸自动分析仪，日本日立公司；BS210S型 电子天平(0.000 1)，塞多利斯北京天平有限公司；TA.XT Plus型质构仪，英国SMS公司；Multifuge X3R型高速冷冻离心机，美国Thermo公司；UV-3000型扫描型紫外/可见分光光度计，上海美谱达有限公司；MTN-2800D型 氮吹仪，北京华瑞博远科技发展有限公司；HWS24型电热恒温水浴锅，上海一恒科技有限公司等；DHG-9245A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司。

1.3测定指标与方法

果实硬度：采用质构仪测定，分别取果实的头部、赤道部位和尾部，选用P/5探头(直径5 mm)，设置测前、测中、测后上行速度均为3 mm/s，深度10 mm；果实失重率：采用称重法；氨基酸含量的测定参照邹元锋等[10]方法；TSS的测定：采用手持折光仪测定；纤维素的测定：参照王晶英等方[11]；Vc、叶绿素、类黄酮、总酚等含量的测定：参照曹建康等[12]方法。

1.4数据统计与分析

试验数据使用SPSS 17.0进行邓肯氏单因素方差分析(P<0.05)、相关性分析、主成分分析和通径分析，数据分析前均先做标准化处理。

2结果与讨论

2.1单因素方差分析

如表1 所示，供试佛手瓜的硬度初始值为12.20 kg/cm2, 在贮藏过程中各组果实硬度均呈上升趋势，至贮藏末期的硬度大小顺序为B

佛手瓜果实含有丰富的氨基酸，经测定，其初始含量为569.34 mg/100 g。随贮藏时间的延长，其含量水平呈逐渐下降趋势。在贮藏90 d后，B处理组果实氨基酸含量水平最高，为361.28 mg/100 g，是对照组的1.19倍。同时，作为评价果实品质重要指标的Vc和叶绿素含量也均呈下降趋势。贮藏结束时，对照组Vc含量为4.32 mg/100 g，与初始值相比下降了65.13%，分别是处理组果实的1.02、0.84和0.87倍；叶绿素含量下降了87.84%，分别是处理组的85.71%、54.55%、69.23%，说明SA处理可不同程度保持果实的叶绿素含量。对照组果实TSS在贮藏第45天即达到最大值6.12%，而经SA处理过后的果实均至少推迟了15 d达到峰值，表明外源SA可推迟果实的成熟衰老进程，延长其贮藏期。李丽萍等[13]用0.1 g/LSA处理采后大久保桃，结果表明，在室温贮藏期间果实的乙烯释放高峰推迟2 d，果实衰老得到延缓。

作为植物最丰富的次生代谢产物的类黄酮与总酚物质，其含量的多少与果蔬的色泽发育、品质和风味的形成、成熟衰老过程等作用密切相关[12]。由表1可知，随贮藏时间的延长，类黄酮与总酚含量整体呈先上升后下降的趋势。贮藏过程中二者含量的上升与外界逆境胁迫有关，当果实遭受生物与非生物胁迫时，二者均会被诱导产生来提高机体的抗氧化能力[14]。在贮藏至第60天时，C组果实的类黄酮与总酚含量最高，分别为0.51 OD325/g和0.59 OD280/μg，与同期其他各组相比差异显著(P<0.05)。说明此时期的C组果实抗氧化活性最高，品质较好。

2.2主成分分析及综合评价模型的建立

将表1各组数据进行主成分分析，分析结果如表2所示。由表2可知，在所有主成分构成中，信息主要集中在前两个主成分，各组前两个主成分的累积贡献率均超过85%，把佛手瓜在低温贮藏过程中品质变化高于85%的信息反映出来，其中C处理组的累积贡献率高达92.52%，可见第一和第二主成分足以说明果实在低温贮藏过程中的品质变化趋势，完全符合主成分分析的要求，因此可选取第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)作为佛手瓜果实各项指标评价的综合指标。

表1　贮藏期佛手瓜果实各指标的测定结果

表2　主成分的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率

由于各组提取的PC1和PC2已经基本保留了所有指标的原有信息，累积贡献率均已超过85%且特征值均大于1，因此可以用2个变量Y1和Y2代替原来的9个指标(其中X1至X9均为标准化后的变量)，则得到表3的线性组合。

表3　各组果实品质的综合特征向量

以各组PC1和PC2对应的特征值占所提取的2个主成分总的特征值之和的比例(α1和α2)作为权重，以Y1和Y2作为特征向量因子，构建综合评价模型：

F=α1Y1+α2Y2

(1)

式(1)中F为综合评价指标，F值越大，说明佛手瓜果实的综合品质越好。各组果实贮藏品质综合评价得分计算结果见图1。如图1 所示，各组果实品质的综合评价得分F值均随贮藏时间的延长而整体呈下降趋势。在贮藏前30 d，各组果实品质综合得分均为正值，说明此时期的果实品质较好，其中A组果实的F值最高，说明1 mmol/L 的SA处理对佛手瓜果实贮藏前期品质的保持效果较好；在贮藏中期(30～60 d)，A组果实的F值开始快速下降，在第45天时已低于对照组且为负值，而此时期C组果实的F值为最高且为正值，随贮藏时间的延长其变化趋势平稳；在贮藏末期(60～90 d)，各处理组果实F值均开始急剧下降，至第90天时，已明显低于对照组(-2.18)，且各组果实的F值均为负值，其中C 处理组的F值最低为-3.15，说明该组此时期的果实品质已严重下降，不适于再延长贮藏期。

图1　佛手瓜果实贮藏品质综合评价Fig. 1　Comprehensive evaluation of chayote’s storage quality

2.3相关性分析

对佛手瓜果实9个品质指标做相关性分析，结果如表4所示。果实硬度与失重率和纤维素含量相互呈极显著的正相关关系(r=0.932,r=0.855)，与氨基酸含量、Vc和叶绿素含量呈极显著的负相关关系(P<0.01)，与TSS呈显著正相关(r=0.437)。说明果实失重率和纤维素含量的增加可导致果实硬度上升，反之伴随着硬度的上升，果实氨基酸、Vc和叶绿素含量呈下降趋势。同时，果实的失重率与氨基酸、Vc、叶绿素和总酚含量呈极显著的负相关关系(P<0.01)，与纤维素极显著正相关，相关系数为0.863。氨基酸含量除与硬度和失重率存在极显著负相关关系外，还与TSS和纤维素含量呈极显著负相关(r=-0.521,r=-0.840)，而与Vc和叶绿素含量呈极显著正相关(P<0.01)。对于TSS，不仅与氨基酸含量极显著负相关(r=-0.898)，与Vc和叶绿素含量的相关性也达到极显著水平。Vc和叶绿素含量除与类黄酮和总酚不存在相关性外，与其他各项指标均存在极显著的相关性，二者之间的相关系数为0.872，达到极显著水平(P<0.01)。此外，果实中的类黄酮含量与其他指标间的相关关系不显著(P>0.05)，而总酚含量也仅与失重率和纤维素含量存在极显著的负相关关(r=-0.529,r=-0.551)。

2.4通径分析

将佛手瓜果实的各项品质指标对氨基酸含量做线性回归分析，得到线性回归方程Y=1 269.560-62.419X1-1.689X2-10.839X4+7.707X5-7.948X6+12.221X7+14.810X8。式中：X1、X2、X4、X5、X6、X7、X8分别代表硬度、失重率、TSS、Vc含量、纤维素含量、叶绿素含量、类黄酮含量。调整决定系数R2=0.989，并进行显著性检验，F=340.795，P=0.000，说明该方程有极显著意义，进一步做通径分析。

表4　品质指标间相关性分析表

注：*， 差异显著(P<0.05)，**，差异极显著(P<0.01)。

表5　以氨基酸含量为因变量的通径分析

由表5可知，各指标对氨基酸含量的直接通径系数由大到小依次为硬度、Vc含量、TSS、叶绿素含量、纤维素含量、失重率、类黄酮含量。具体来看，硬度对果实氨基酸含量的直接通径系数高达-0.585，表明硬度对果实氨基酸有较大的负直接作用，同时硬度主要通过Vc含量产生较大的负间接作用。果实Vc与氨基酸含量有较高的直接正相关性且主要通过硬度、叶绿素含量和TSS起间接作用。TSS、纤维素与叶绿素含量的直接通径系数较小，但均主要通过硬度和Vc含量对果实氨基酸含量产生较高间接作用。另外，失重率对果实氨基酸含量起一定的负直接作用，也主要通过硬度和Vc含量产生较大的负间接效应。而类黄酮与氨基酸含量的直接通径系数仅为0.014，且对氨基酸含量的影响主要是通过硬度的间接效应达到。

3讨论

本研究使用主成分分析法对各品质指标进行了降维处理，以累计贡献率超过85%为判断标准，得到2个具有代表性的主成分，并以各自对应的特征值的比例为权重建立果实品质综合评价模型。结果表明，经SA处理后的果实F值在贮藏前60 d明显高于对照组，但贮藏后期F值急剧下降，果实品质劣变严重，说明适宜浓度的SA对佛手瓜果实前期和中期的品质保持效果显著，但不利于果实的长期贮藏。

通径分析是简单相关分析的继续，在多元回归的基础上将相关系数加以分解，通过直接通径、间接通径及总通径系数分别表示某一变量对因变量的直接作用效果[16]。由于氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其含量的高低是评价果实品质的最为重要的指标，故本研究以氨基酸含量为因变量进行通径分析。结果表明，佛手瓜果实硬度和Vc含量对氨基酸含量的直接通径系数最大，而各因子也主要是通过二者对因变量产生间接效应。同时，硬度、失重率、TSS和纤维素含量均对因变量产生负直接作用，且相关性分析表明四者之间存在显著或极显著的相关性。Vc、叶绿素和类黄酮含量对氨基酸含量有正直接作用，说明三者含量的高低对因变量具有同步的影响作用。综上所述，水杨酸主要通过抑制佛手瓜果实贮藏期间硬度的上升和Vc含量的下降来保持果实氨基酸含量，延缓果实品质劣变。

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Multivariate analysis of salicylic acid treatment on the quality of chayote fruit during cold storage

LI Yu, GUO Yuan-zhao, DU Xiao-qin, LI Jie ,QIN Wen*

(College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

ABSTRACTThe influence of three concentrations of salicylic acid treatments on the quality of chayote fruit stored at 9 ℃ and (90±5)% relative humidity was analyzed using multivariate analysis. The results of one-way analysis of variance showed that salicylic acid treatment significantly reduced fruit firmness, weight loss and cellulose content and maintained a high level in amino acids, vitamin C, chlorophyll and total phenols. Principal component analysis and comprehensive evaluation model indicated that salicylic acid improved storage quality of chayote fruit at the first 60 days of storage but not for any longer. The correlation analysis indicated that amino acids, vitamin C and chlorophyll content were highly correlated (P<0.01) with the other quality parameters except for flavonoid and total phenols. The results of path coefficient analysis showed that firmness and vitamin C content had great influence on amino acids content, and the other quality parameters all worked with each other through firmness and vitamin C.

Key wordschayote fruit; salicylic acid; fruit quality; multivariate analysis

收稿日期：2015-08-01，改回日期：2015-08-25

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201602037

第一作者：硕士研究生(秦文教授为通讯作者)。