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鹰嘴蜜桃品质评价及其适收期研究

2018-09-20汤梅罗洁莹张浣悠陈紫筱高杨文柳建良王琴

食品研究与开发 2018年19期
关键词:采摘期蜜桃鹰嘴

汤梅,罗洁莹,张浣悠,陈紫筱,高杨文,柳建良,王琴,*

(1.苏州纽迈仪器分析股份有限公司,上海200000;2.仲恺农业工程学院,广东广州510000)

鹰嘴蜜桃属于水蜜桃类,因具备食用品质的集合优势,在鲜食桃中占有重要地位。目前,鹰嘴蜜桃是广东省桃类水果中最好的品种,果大形美,质脆味甜,汁多爽口,被称为“桃之极品”,是广东省消费者最喜爱的水果之一[1]。鹰嘴蜜桃在广东的河源连平、韶关翁源、从化、清远、梅州、云浮等地都有大面积种植,是广东省的特色水果,其中以连平的种植面积、产量最具规模,品质最佳。近几年无论是从产业规模、市场需求,还是产品价格和品牌认知度方面,鹰嘴蜜桃产业都呈现良好的发展趋势[2]。

目前鹰嘴蜜桃采摘期的判定,主要根据果农的经验,这种方法很难保证鹰嘴蜜桃品质稳定性。质量的参差不齐不仅会影响鹰嘴蜜桃的口感,也会使消费者对产品失去信任,不利于鹰嘴蜜桃产业的发展。本研究测量了不同时期采摘鹰嘴蜜桃果实与成熟度相关指标,并研究了不同成熟度果实在常温条件下的贮藏生理及品质相关变化,以期确定鹰嘴蜜桃最佳的采摘期,果实成熟度的判断标准,为鹰嘴蜜桃的生产提供理论支持和指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鹰嘴蜜桃:广东连平鹰嘴蜜桃基地。

咔唑(97%)、3,5二硝基水杨酸(98%)均为化学纯(CP):萨恩化学技术(上海)有限公司;半乳糖醛酸(97%)、无水亚硫酸钠(98%)均为化学纯(CP):上海麦克林生物化学有限公司;酒石酸钾钠(≥99.5%)、氯化钡(≥99.5%)均为分析纯(AR):天津百世化工有限公司;草酸(≥99.5%)分析纯(AR):天津市福晨化学试剂厂。

TGL16E冷冻离心机:广州芯康医疗科技有限公司;UV-1800PC紫外可见分光光度计:上海美谱达仪器有限公司;GY-4数显水果硬度计:浙江托普仪器有限公司;PHS-3C PH计:上海仪电科学仪器股份有限公司;MesoMR23-040H-1核磁共振成像分析仪:上海纽迈电子科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材料处理

分别采摘挂果时间为 60、65、70、75 d(分别代表A、B、C和D)鹰嘴蜜桃,用泡沫网袋包装好后立即运回已消毒的通风预贮藏室进行筛选,去除有机械损伤、病虫侵害、污染和腐烂的果实,将色泽、大小、成熟度均一的鹰嘴蜜桃挑选出来备用。所有指标重复3次测量,结果取平均值。

1.2.2 鹰嘴蜜桃理化指标测定方法

1.2.2.1 信号强度测定

利用多脉冲回波序列(carr-purcell-meiboom-gill,CPMG)测量样品的自旋—自旋弛豫时间(T2),将样品置于永久磁场射频线圈的中心,进行CPMG脉冲序列的扫描试验。参数设定:测量温度T=(32±0.01)℃,主频 SF1=21 MHz,偏移频率 O1=27 576.57 Hz,90°脉冲时间 P1=9 μs,180°脉冲时间 P2=19 μs,采样点数 TD=450 056,重复时间 TW=4 500 ms,累加次数 NS=2,回波时间TE=1.0 ms,回波个数NECH=4 500。

1.2.2.2 硬度测定

采用手持硬度计测定:果实去皮后取1 cm×1 cm×1 cm大小方块果肉,将硬度计探针刺入果肉0.5 cm,读取显示屏上最大硬度值,kg/cm2。

1.2.2.3 糖度测定

采用阿贝折射仪测定,取50 g切碎果肉放入组织捣碎机中捣碎,取泥浆于抽滤漏斗中抽滤得滤液备用。用蒸馏水校准折射仪至读数为零,用柔软的绒布擦净棱镜表面,滴2 d~3 d待测样液,使样品均匀分布于整个棱镜表面,对准光源,转动消色调节旋钮,使视野分成明暗的两部分,记录读数。

1.2.2.4 可滴定酸测定

参考Sandie等[3]的方法,称50 g切碎的果肉于组织捣碎机中,加50 mL去离子水搅拌2min,取泥浆于抽滤漏斗中,并加50 mL的蒸馏水清洗组织捣碎机2次,合并洗涤液于漏斗,搅拌均匀后抽滤。滤液用0.1 mol/L的NaOH滴定中和至PH8.1,记录NaOH用量。用PH计监测溶液PH值的变化,结果以苹果酸的含量来表示。

1.2.2.5 呼吸强度测定

采用静置法[4]。

1.2.2.6 蔗糖酶活力测定

参考封冰等[5]方法,取0.5 g样品、0.5 mL的冰水于预冷的研钵中迅速研磨,再加0.5 mL的冰水清洗研钵2次,合并洗涤液于2.0 mL的离心管进行冷冻离心,上清液即为组织液。取1.0 mL 1 mol/L蔗糖溶液,2.0 mL NaAc-HAc缓冲液(pH 5.2),6.5 mL蒸馏水,混匀后于30℃水浴中预热5 min,加均匀样品组织液0.5 mL,迅速混匀并计时5 min,迅速取1 mL反应液加入2 mL 3,5-二硝基水杨酸(3,5-Dinitrosalicylic acid,DNS)显色液中,终止酶反应,混匀后于沸水中加热5 min,冷却后加水定容至25 mL。取蔗糖溶液、NaAc-HAc缓冲液及蒸馏水同前,平衡预热5 min,取1 mL混合液加入2 mL DNS显色液中,再加0.5 mL均匀样品组织液,立即煮沸5 min作为空白为参比,测定反应液在540 nm波长处的吸光值,对照葡萄糖标准曲线计算葡萄糖生成量,并计算蔗糖酶活力值。葡萄糖标准曲线如图1。

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 The standard curve of glucose

1.2.2.7 果胶甲酯酶

参考Ariel等[6]的方法,并稍作修改。取0.5 g果肉于预冷的研钵中,再加0.5 mL1%NaCl充分研磨后,转移到离心管中,用0.5 mLNaCl润洗2次,合并清洗液于2 mL的离心管中,在4℃,10 000 r/min离心30 min,收集上清液,于4℃保存备用。在试管中依次加入3 mL 0.25%(g/mL)的果胶、1 mL 0.01%溴麝香酚兰指示剂(pH值为7.5),2.0 mL蒸馏水,1.0 mL酶液,立即将试管放入37℃的水浴锅中30 min,以蒸馏水为对照。取出试管后冷却,迅速测定其在620 nm波长1 min的变化。每分钟变化为一个活力单位U/(g·min)。

1.2.2.8 可溶性果胶

参考赵瑞平等[7]的方法,称取样品5 g,研磨呈匀浆,加入50 mL 95%的乙醇,在沸水浴上加热30 min,重复3次。过滤,滤渣放入三角瓶中,加40 mL水,在60℃水浴上加热30 min。过滤并洗涤滤纸和滤渣,滤液移入100 mL容量瓶并定容,此为可溶性果胶。吸取可溶性果胶1 mL,然后沿试管壁缓慢加入浓硫酸6 mL,混匀后沸水浴上加热20 min,冷却至室温,加入0.2 mL 0.15%咔唑溶液,摇匀后于暗处放置2 h,于530 nm波长处测定吸光度值,并根据标准曲线计算相应可溶性果胶含量,标准曲线如图2。

图2 半乳糖醛酸标准曲线Fig.2 The standard curve of galacturonic acid

1.3 数据分析方法

试验所有数据均采用EXCEL以及SPSS V13.0版软件进行数据分析与处理,同时ANOVA进行邓肯氏多重差异性分析,显著(p<0.05),极显著(p<0.01)。

2 结果与分析

2.1 不同采摘期鹰嘴蜜桃品质评价

2.1.1 感官评价

不同采摘期的鹰嘴蜜桃感官评价如表1。

表1 不同采摘期鹰嘴蜜桃感官评价Table 1 The sensory evaluation of nectarine in different picking period

2.1.2 不同采摘期硬度

果实在成熟过程中,果肉中纤维素、半纤维素及果胶物质含量及结构都会相应的发生变化,其重要的表观现象就是硬度减小[8],不同采摘期果实硬度见图3。

从图3可知,随着果实成熟度的升高,样品的硬度逐渐降低,且当挂果时间超过65 d后,果实的硬度下降速度快速增加。挂果时间由60 d延长到75 d时,果实的硬度下降了24.57%,且挂果时间与硬度之间有较好的负线性相关性,拟合度R2=0.948 2。经方差分析不同挂果时间之间的果实硬度差异极显著(p<0.01)。由此推断,硬度可作为判断果实成熟度的重要标志之一。

图3 不同采摘期果实硬度Fig.3 The fruit hardness of nectarine in different picking period

2.1.3 不同采摘期水分变化

通过低场核磁共振技术测得的样品水分分布状态见图4。

图4 不同采摘期鹰嘴蜜桃水分状态分布Fig.4 The distribution of water state of nectarine in different picking period

由图4可知,不同成熟度的鹰嘴蜜桃中的水分根据结合力程度的强弱(图中由弛豫时间反映),都可分为 3种状态,结合水(0 ms~25 ms),不易流动水(25 ms~200 ms),自由流动水(200 ms~3 000 ms)。随着成熟度的增加,结合水基本无变化,不易流动水的含量变化不明显但波峰稍微向右偏移,变化最为显著的是自由水,虽然在总量上变化不明显,但是自由水的结合程度明显降低,信号波峰向又迁移。

不同采摘期鹰嘴蜜桃信号强度变化见图5。

图5 不同采摘期鹰嘴蜜桃信号强度变化Fig.5 The change of signal intensity of nectarine in different picking period

汤梅等[9]研究发现,油桃片中不同状态的水分在干燥过程发生明显的迁移。样品信号强度如图5所示,新鲜的鹰嘴蜜桃随着挂果时间的延长,果实的信号强度呈现下降趋势,其可能原因是随着成熟度的增加,有机物含量增加,液泡水含量增加。

鹰嘴蜜桃硬度与信号强度的关系见图6。

图6反映,鹰嘴蜜桃信号强度与硬度之间有良好的线性关系,但由于数据量有限只能作为参考。

2.1.4 不同采摘期的糖酸比

果实在成熟过程中,由于酶促与非酶促作用,大分子逐渐降解成可溶性小分子,而释放出甜味、酸味和其它芳香味物质,而使水果呈现出不同的风味见图7。

图7 不同采摘期的糖酸比变化Fig.7 The changes of sugar-acid ratio in different picking periods

由图7可知,随挂果时间的增加,鹰嘴蜜桃中的糖酸比也逐渐升高,二者具有较好的相关性。淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等不可溶性多糖物质随着果实的成熟不断被降解为葡萄糖、果糖等小分子糖类,可溶性糖含量增加,待果实完全成熟,为维持机体正常代谢,可溶糖等可溶性小分子不断被分解。有机酸主要贮存在液泡中,果实成熟时液泡膜发生渗漏,有机酸外流至细胞质中被降解,含量下降[10]。糖酸比的增加速率在经过剧烈的上升后有所下降。试验结果说明,随着鹰嘴蜜桃成熟度的增加,果实的糖酸比会随之增加,因此最佳的采摘期在挂果后65 d~70 d,此时果实口感最佳。由此说明,可根据糖酸比来判断果实最佳采摘期,其中糖酸比在40~70时,质量最佳。

2.2 不同采摘期鹰嘴蜜桃生理变化

2.2.1 呼吸速率的变化

不同采摘期鹰嘴蜜桃呼吸强度的变化见图8。

图8 不同采摘期鹰嘴蜜桃呼吸速率的变化Fig.8 The changes of respiration rate of nectarine peach at different picking stages

由图8可知,采摘期越早,采后果实的呼吸强度越低。贮藏时间为11 d时,A和B于贮藏的第9天出现1次呼吸高峰,峰值分别为0.078、0.091 mg/(kg·h);C和D则出现2次呼吸高峰,第3天的呼吸峰值分别为0.054 mg/(kg·h)和0.095 mg/(kg·h),第7天呼吸峰值分别为0.095 mg/(kg·h)和0.089 mg/(kg·h)。由此可见,成熟度低(挂果时间小于65 d)的鹰嘴蜜桃果实,采摘后呼吸强度呼吸小,呼吸高峰出现的时间晚,可能只出现1次呼吸高峰;而成熟度高(挂果时间大于65 d)的,呼吸强度大,呼吸高峰出现的时间晚,且有2次高峰,果实衰老得快,货架期更短。

2.2.2 蔗糖酶活力变化

蔗糖酶可将水果中蔗糖水解为葡萄糖和果糖,从而对丰富鹰嘴蜜桃的果实风味起到重要的作用,不同采摘期鹰嘴蜜桃蔗糖酶活力的变化见图9。

图9 不同采摘期鹰嘴蜜桃蔗糖酶活力的变化Fig.9 The changes of sucrase activity of nectarine peach at different picking stages

由图9可知,鲜采摘的鹰嘴蜜桃蔗糖酶活性不同,其中A和B差异不明显,而A、C和D之间的差异极显著(p<0.01)。在整个贮藏过程中,C、D随贮藏时间的延长,蔗糖酶活性逐渐降低,而A和B在开始贮藏时,果肉中的蔗糖酶活性经过剧烈增加后,B缓慢的下降,A则是继续缓慢上升再下降。鹰嘴蜜桃在成熟的过程中,蔗糖酶活性不断的增加,将果肉中的蔗糖降解为果糖,随着果实成熟度的增加,酶活性逐渐降低。综上所述,当蔗糖酶的活性开始下降时,就可以说明果实已经成熟,蔗糖酶活性由增加到下降的转折点就是鹰嘴蜜桃最佳的采摘期。

2.2.3 果胶甲酯酶活力变化

不同采摘期鹰嘴蜜桃果胶甲酯酶活力的变化见图10。

果实中的果胶物质从原果胶最终降解成为半乳糖醛酸需要多种酶的参与。果胶甲酯酶(pectinesterase,PE)能够裂解细胞壁成分中的多聚半乳糖醛酸长链上的甲基酯,降低果胶的酯化度,从而提高多聚半乳糖醛酸酶对果胶物质的亲和力,以降解多聚半乳糖醛酸[11]。由图10可知,鲜采摘的鹰嘴蜜桃的成熟度越高PE活性也越高,其中A、B、C和D的PE活性分别为2.26、2.72、3.15 U/(g·min)和5.93 U/(g·min),差异极显著(p<0.01)。采摘后果实随贮藏时间的增加,果肉中PE活性也随之增加,贮藏11天后,A、B、C和D的PE活性分别为贮藏开始时的2.35、2.01、2.41和1.52倍。

图10 不同采摘期鹰嘴蜜桃果胶甲酯酶活力的变化Fig.10 The changes of PE activity of nectarine peach at different picking stages

2.3 不同采摘期鹰嘴蜜桃贮藏品质的变化

2.3.1 硬度变化

成熟的果蔬组织中,细胞间结合力减弱,不足以维持细胞膨压,细胞壁破裂同时细胞膜结构破坏,内溶物渗出[12],组织宏观表现为软化多汁。图11反映了不同采摘期鹰嘴蜜桃在贮藏过程硬度。

图11 不同采摘期鹰嘴蜜桃硬度的变化Fig.11 The changes of hardness of nectarine peach at different picking stages

由图11可知,不同采摘期鹰嘴蜜桃在贮藏过程硬度总体呈现下降的趋势,且贮藏开始硬度下降速度较,随后缓慢,其可能原因是果实从树上采摘后,由于缺少水分的供给,协同30℃以上高温等环境的胁迫作用,果实的硬度下降速率较快,通过机体对环境胁迫作用的不断调节,或表层弱结合力的自由水前期已经大量散失,留下的自由水结合程度较强,失水速度变慢,硬度下降也较缓慢。

2.3.2 可滴定酸含量变化

不同采摘期鹰嘴蜜桃可滴定酸含量的变化见图12。

图12 不同采摘期鹰嘴蜜桃可滴定酸含量的变化Fig.12 The changes in titratable acid content of nectarine peaches at different picking periods

由图12可知,挂果时间越长,果肉中可滴定酸含量就越低,其主要原因在于随着果实的成熟,果实个体变大,水分输入的增加会导致有机酸被稀释,加之系统中酶活性的变化,有机酸的分解代谢增加合成减少,从而使有机酸含量的下降[13]。挂果时间为60 d和65 d的新鲜鹰嘴蜜桃的酸度高达0.4%(以苹果酸),随着贮藏时间的延长,果实逐渐后熟,酸度有所下降,但同挂果时间为65 d和70 d的相比,可滴定酸含量仍偏高,且差异极显著(p<0.01)。该试验结果表明,过早采摘的鹰嘴蜜桃,靠后熟阶段而达到成熟的果实,其品质同自然成熟的果实的品质相比,品质较差。

2.3.3 可溶性果胶含量变化

不同采摘期鹰嘴蜜桃可溶性果胶含量的变化见图13。

图13 不同采摘期鹰嘴蜜桃可溶性果胶含量的变化Fig.13 The changes of soluble pectin content of nectarine peach at different picking stages

果实在成熟和衰老过程中,果胶物质从原果胶向可溶性果胶的转变,是果实软化的重要原因。不同成熟度鹰嘴蜜桃可溶性果胶含量的变化如图13所示,成熟度越高,果肉中的果胶含量也越高,且差异显著(p<0.05)。不同成熟度的果实在果胶甲酯酶的作用下,随着贮藏时间的延长可溶性果胶含量增加,A和B在贮藏前期变化较慢,贮藏后期变化加快,而C和D恰恰相反。贮藏结束时,A、B、C和D的果胶含量同贮藏开始相比分别上升了33.25%、32.12%、29.57%和27.12%。由此可见,亦可以根据可溶性果胶含量增加的速度来判断果实的成熟度。

3 结论与讨论

3.1 结论

文章以鹰嘴蜜桃为研究对象,采用低场核磁共振等仪器测量的方法,研究不同采摘期鹰嘴蜜桃果实品质及贮藏品质的变化,得出以下结论:

1)挂果时间为65 d~70 d鹰嘴蜜桃果实大小适中,颜色青绿,口感清脆爽口,果肉甜度适中,果香味浓郁,为最佳采摘期。此时果实的相关理化指标为:硬度在4.8 kg/cm2~5.8 kg/cm2之间;糖酸比为 40~73;自由水的弛豫时间 100 ms~1 200 ms,信号强度峰值 20~28。

2)不同采摘期鹰嘴蜜桃采后贮藏过程中的生理变化基本相似,但也存在一些差异。其中挂果时间小于65 d的,贮藏期间(11 d)出现仅1次呼吸高峰,挂果时间大于70 d的,出现2次呼吸高峰;挂果时间小于65 d的鹰嘴蜜桃的蔗糖酶活力呈现先增加后减小趋势,而挂果时间大于70 d的,呈减小趋势。

3)不同采摘期鹰嘴蜜桃采后贮藏品质发生显著变化,可溶性果胶含量的增加导致硬度逐渐的下降,酸度降低,总体上果实的品质在不断的降低。

3.2 讨论

果实的成熟是一个高度协调的遗传控制和生化变化的过程,是由多基因调控的复杂过程,乙烯广泛的作用于植物的各个生理过程。其中番茄果实中多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因的转录和翻译都受乙烯的调控[14]而PG是影响果实成熟软化进程的重要因子。PG酶的作用依赖于PE,即PG酶作用的底物—多聚半乳糖醛酸,必须经PE酶的作用使多聚半乳糖醛酸酯水解去甲酯后,方能被PG利用[15]。Castillejo等[16]从草莓果实中分离到4个PE cDNA序列,它们在各种器官和成熟期草莓中特异性表达,其中FaPE1成熟过程表达量增加,到转色期达到最大值,但是PE基因对后熟期果实软化的作用很小。而随着果实的成熟,基因逐渐表达和积累,果胶酸裂合酶活性逐渐增加,果胶溶解性增加,果实软化[17-18]。除了果胶分解酶,细胞壁中的糖键分解酶和蛋白也对果实的软化起着重要的作用。因此在鹰嘴蜜桃果实软化机理研究方面,还有很多工作要做。

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