| 主题 | 低温对‘翠香’猕猴桃采后成熟及淀粉含量的影响 | ||
| 题目 | Effects of low temperature on postharvestripening and starchinessin ‘Cuixiang’ kiwifruit | ||
| 期刊 | LWT | ||
中科院 分区 | 1区 | 影响因子 | 6.0 |
| 第一作者 | Jiaxin Chai | 通讯作者 | Zhande Liu |
| 单位 | College of Horticulture, Northwest A＆F University, Yangling, Shaanxi, China | ||
| 原文链接 | https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116795 | ||
消费者更喜欢质地柔软、味道宜人、香气诱人的即食猕猴桃。然而，作为呼吸跃变型水果，猕猴桃需要大约1–4周的采后成熟期才可食用。然而，我国尚未开发出可靠的技术来稳定生产高质量的即食猕猴桃。尽管我国的猕猴桃种植面积和产量均位居世界第一，但对进口即食猕猴桃的需求仍然很高。缺乏精准的催熟技术是制约我国猕猴桃产业经济增长的主要瓶颈之一。目前，使用植物激素乙烯或低温处理是加速猕猴桃成熟的常用手段。乙烯处理可有效地软化猕猴桃，然而却容易导致猕猴桃过熟。另外，每个品种分所需的乙烯浓度、处理时间与温度都不尽相同；乙烯处理在实践中需要专门的成熟室，这些原因均导致了乙烯催熟技术难以大规模推广应用。而低温处理只需确定最佳温度，操作起来更加简便，也可节省成本。因此，越来越多的猕猴桃生产商正在采用低温处理来加速猕猴桃的成熟。然而，旨在优化我国猕猴桃品种低温成熟的研究却很少。因此，迫切需要分析低温对中国猕猴桃品种采后成熟特性的影响，以帮助国内生产高质量的即食猕猴桃。‘翠香’（Actinidia chinensis var. deliciosa）是陕西省生产的主要猕猴桃品种之一，该省的生产商主要使用低温处理（10±0.5℃）来生产即食猕猴桃。然而，生产商观察到，低温处理的‘翠香’猕猴桃会产生淀粉味。一般来说，猕猴桃在采后成熟过程中，淀粉会逐渐降解为可溶性糖，使糖含量升高，味道更甜。淀粉的降解对优质即食猕猴桃的开发至关重要，但低温处理的‘翠香’猕猴桃会产生淀粉味的机制尚不清晰。因此，为了优化‘翠香’猕猴桃的采后处理，有必要确定该品种低温诱导产生淀粉味的原因。
本研究旨在研究‘翠香’猕猴桃中低温诱导的淀粉降解，以确定生产优质即食‘翠香’猕猴桃的最适宜低度处理方案。首先，研究了低温诱导的‘翠香’猕猴桃硬度、淀粉含量和可溶性固形物含量（Soluble solid content，SSC）的变化。接下来，研究了室温或低温贮藏的同硬度阶段‘翠香’猕猴桃淀粉含量和SSC的差异。根据初步研究中获得的数据，作者将低温处理的猕猴桃在四个硬度阶段（∼110 N、∼60 N、∼50 N和∼30 N）转移到室温下，以确定完成淀粉到可溶性固形物的完全转化和以及避免产生淀粉味的最佳阶段,试验程序如下图所示。本研究旨在阐明低温催熟、软化和淀粉降解之间的关系，以期为生产高品质、即食的‘翠香’猕猴桃提供理论依据。
试验所用的猕猴桃在花后（Days after full bloom，DAFB）120、125、130、140、150和155天采收。在每个收获日期评估干物质、硬度、淀粉含量和SSC（图1）。
图1 6个时间段收获的‘翠香’猕猴桃果实的品质参数。（A）干物质，（B）硬度，（C）淀粉含量，（D）可溶性固形物含量（SSC）。
3.1 低温对‘翠香’猕猴桃采后成熟硬度、淀粉含量和SSC的影响
猕猴桃在120、125和130 DAFB时收获，随后在10±0.5℃或20±0.5℃温度下贮藏。结果表明，低温贮藏加速了这三个日期收获果实的硬度及淀粉含量的下降，以及SSC的增加（图2）。在相同的硬度水平下（如图2A、B、C中的箭头所示），低温处理的猕猴桃比室温处理含有更高的淀粉含量和更低的SSC（图2D-I）。这些结果表明，低温会加速‘翠香’猕猴桃的采后成熟进程。
图2 ‘翠香’猕猴桃采后成熟过程中的果实品质参数。（A、B、C）硬度，（D、E、F）淀粉含量，以及（G、H、I）可溶性固形物含量（SSC）的‘翠香’猕猴桃在花后120天（A、D、G、J）、125天（B、E、H、K）和130天（C、F、I、L）期间收获。用箭头标记的样本（A、B 和 C）用于评估在相似硬度阶段（J、K 和 L）的淀粉含量和SSC。“RT”表示在室温下储存的猕猴桃。“LT”表示在低温下储存的猕猴桃。所示数据为均值±标准差（n=3）。星号（*）表示在p<0.05时具有统计学显著差异性。
3.2 低温和室温贮藏‘翠香’猕猴桃同硬度阶段时淀粉含量和SSC的差异
图3. 不同硬度阶段的‘翠香’猕猴桃的淀粉含量、SCC和感官分析。(A)分别在室温下和低温下储存的‘翠香’猕猴桃的淀粉含量和SSC。蓝色星号（*）表示在相同硬度阶段，低温储存的猕猴桃与室温储存的猕猴桃之间的SSC存在统计学显著差异（p<0.05）。粉色星号（*）表示在相同硬度阶段，低温储存的猕猴桃与室温储存的猕猴桃之间的淀粉含量存在统计学显著差异（p<0.05）。(B)低温下不同硬度阶段的‘翠香’猕猴桃的淀粉含量感官分析。(C)室温下不同硬度阶段的‘翠香’猕猴桃的淀粉含量感官分析。九名经过培训的评审员评估了低温储存和室温储存的猕猴桃的淀粉含量与硬度之间的关系。水果切片后，并在四个硬度阶段（0.01-40.00 N）进行测试。淀粉含量被评为1（可接受）或2（不可接受）。（D）不同SSC阶段常温下‘翠香’猕猴桃淀粉含量的感官分析。九名经过培训的小组成员评估了常温下猕猴桃淀粉含量与SSC间的关系。每个果实切成两半。一半用于测量七个阶段（13.01-20.00%）的SSC，另一半用于评估淀粉含量，其评分为1（合格）或2（不合格）。
为了探索淀粉度和硬度之间的关系，对低温或室温储存的猕猴桃进行了四个硬度阶段的感官评价（图3B和C）。对于低温储存的猕猴桃，小组成员判断猕猴桃在硬度在0.01–10.00 N之间的淀粉含量是可以接受的，而猕猴桃在其他硬度阶段的淀粉含量被判断为不可接受（图3B）。在室温下储存的猕猴桃中，小组成员判断猕猴桃在硬度在0.01–20.00 N之间的淀粉含量是可接受的，而猕猴桃在硬度在30.01–40.00 N的淀粉含量被判断为不可接受。值得注意的是，一些小组成员认为，室温处理的猕猴桃硬度在20.01–30.00 N之间，被判断为可接受或不可接受（图3C）。淀粉含量的精确测量需要专门的仪器，这在实践中很不方便。因此，作者进一步探讨了SSC与淀粉含量（图3D）之间的关系。根据感官分析，SSC含量低于17.00%的猕猴桃被认为是不可接受的淀粉（图3D）。总体而言，结果表明，在相同的硬度阶段，低温处理的猕猴桃比室温处理的猕猴桃具有更高的淀粉含量和更低的SSC。此外，SSC至少为17%的‘翠香’猕猴桃其淀粉味似乎消失了。
3.3 在不同硬度阶段，‘翠香’猕猴桃从低温移动到室温导致的硬度和SSC变化
如图2、3所示，低温贮藏导致果实迅速软化，导致软果淀粉向可溶性固形物的转化不完全。这可能就是低温处理的‘翠香’猕猴桃有淀粉味的原因。因此，作者想知道是否有可能先使用低温加速猕猴桃的成熟，然后在特定的硬度阶段将果实转移到室温下，以减缓硬度的下降并加速SSC的增加（图4）。作者观察到‘翠香’猕猴桃的硬度在大约110 N时开始迅速下降（图2C）。鉴于此，作者将硬度≤110 N的低温处理猕猴桃转移到室温下，以观察硬度和SSC的变化（图4A）。
图4 温度变化对不同硬度阶段的‘翠香’猕猴桃硬度和SSC的影响。（A）不同硬度阶段的低温处理猕猴桃（约110 N、60 N、50 N和30 N）被转移到室温，如箭头所示。猕猴桃在低温下储存（A、B），并在大约110 N（C、D）、60 N（E、F）、50 N（G、H）和30 N（I、J）时转移到室温。A、C、E、G、I为硬度随时间的变化。B、D、F、H、J为SSC随时间的变化。“RT”表示在室温下储存的猕猴桃。“LT”表示在低温下储存的猕猴桃。星号（*）表示在p<0.05下具有统计学显著差异。阴影区域表示与可接受口感相关的硬度水平（15-25 N）。黑色虚线表示SSC的限值（17%），低于该限值则口感被认为不可接受的淀粉味。
低温加速了‘翠香’猕猴桃在6天处理期间硬度的下降。低温处理的猕猴桃在第二天硬度大约为110 N，第三天硬度大约为60 N，第四天大约为50 N，第五天30 N（图4A）。因此，低温处理的猕猴桃在第2天、第3天、第4天和第5天转移到室温下。由图C–J可知，转移到室温时猕猴桃的硬度越高，即食猕猴桃的SSC就越高，平均硬度约为20 N。研究结果表明，将低温处理的猕猴桃以大约110 N的硬度转移到室温下可以增加猕猴桃食用阶段的SSC。
3.4 低温处理的猕猴桃硬度约110 N时移至室温后硬度和SSC的变化
如图4所示，转移到室温的低温处理猕猴桃在3天内表现出SSC增加。因此，作者推测，硬度约为110 N的低温处理猕猴桃可能会生产出无淀粉味的即食猕猴桃。为了验证这一假设，作者重复了实验以评估实验结果的可行性和准确性（图5）。总体而言，在5天的处理期间，低温储存加速了硬度的下降。低温处理的猕猴桃在第二天表现出大约110 N的硬度（图5A）。因此，在第2天将低温处理的猕猴桃转移到室温下。三天后，转移到室温下的猕猴桃硬度为20.04±1.21 N，SSC约为17.40±0.31%（图5）。结果表明，适当的温度管理能够稳定生产出无淀粉味的即食‘翠香’猕猴桃。
图5 温度变化对‘翠香’猕猴桃硬度和SSC的影响，硬度约为110 N。“RT”表示在室温下储存的猕猴桃。（A）硬度，（B）SSC。如（A）箭头所示，将硬度约为110 N的低温处理的猕猴桃转移到室温下。“LT”表示在低温下储存的猕猴桃。星号（*）表示在p<0.05下具有统计学显著差异。阴影区域表示与可接受口感相关的硬度水平（15-25 N）。黑色虚线表示SSC的限值（17%），低于该限值则口感被认为不可接受的淀粉味。
温度管理已被广泛用于加速成熟、延长储存和猕猴桃的脱绿中。大量研究表明，与室温（20-22℃）相比，低温（5-15℃）会加速猕猴桃硬度和淀粉含量的下降，以及SSC的增加，从而加速成熟。作者在研究中观察到了相同的结论（图2、4、5）。此外，在许多猕猴桃品种中观察到了低温诱导的软化，包括‘海沃德’, ‘赞岐金奇异果’等，以及现在的‘翠香’。另外，不同猕猴桃品种加速软化的最佳温度不同。在本研究中，作者观察到5–15℃的温度可以加速‘翠香’猕猴桃采后成熟（图1S）。而贮藏在10℃时，‘翠香’猕猴桃软化速度最快，这表明10℃是加速‘翠香’猕猴桃成熟的最佳温度。此外，作者还观察到‘翠香’猕猴桃的低温诱导成熟受其采收时间的影响（图2、4、5）。猕猴桃采收时间越晚，低温处理下的果实品质变化越快，这表明有必要确定人工催熟猕猴桃的最佳采摘时间。然而，早采猕猴桃需要较长时间的低温诱导催熟，当零售市场需要即食猕猴桃时，这是次优的。因此，作者建议乙烯和低温联合处理可能更适合加速早采猕猴桃的成熟。
尽管作者发现低温处理能够有效地加速猕猴桃的成熟，但暴露在低温下会对水果品质产生负面影响。例如，生产商观察到低温催熟的‘翠香’猕猴桃有淀粉味。作者观察到低温加速了‘翠香’猕猴桃淀粉的降解、硬度的降低和SSC的增加。然而，在相同硬度阶段时，低温下储存的猕猴桃比在室温下具有更高的淀粉含量（图2和图3A）。因此，作者推测低温处理加速了猕猴桃的软化，而没有让淀粉完全转化为糖分，从而产生了淀粉味道浓郁的即食猕猴桃‘翠香’猕猴桃。鉴于这些结果，作者建议‘翠香’猕猴桃的人工催熟不应进行太快，以确保淀粉可完全转化为糖分。
先前的报道表明，通过调整处理温度可以延长猕猴桃的软化时间。为了验证这一假设，作者在第一阶段将低温处理的猕猴桃转移到室温下，以观察硬度或SSC的变化（图4和图5）。与连续低温储存的猕猴桃相比，观察到从低温转移到室温的猕猴桃中SSC迅速增加。作者的研究结果表明，将低温处理的‘翠香’猕猴桃以大约110 N的硬度（第一阶段结束）转移到室温下，可以稳定地生产出高质量的即食‘翠香’猕猴桃。
本研究发现，低温贮藏加速了‘翠香’猕猴桃的成熟，导致猕猴桃硬度和淀粉含量降低，SSC增加。然而，作者观察到，低温加速了‘翠香’猕猴桃的快速软化，而没有让淀粉完全转化为糖，从而产生了淀粉味浓郁的‘翠香’猕猴桃。将低温处理的猕猴桃以大约110 N 的硬度转移到室温下，可得到无淀粉味的即食‘翠香’猕猴桃。这些结果有助于提高我们对猕猴桃采后淀粉降解的理解，并且证明了适当的温度管理可稳定地生产出即食的‘翠香’猕猴桃。为了进一步拓展这些发现的应用范围和价值，针对猕猴桃属中不同品种的猕猴桃开展类似的研究将会是非常有益的举措。未来的研究应致力于阐明该猕猴桃品种低温诱导淀粉降解的精确分子机制。
本文图表均来自本文献
文献解读：佘珍云
编辑：佘珍云
校稿：赵沁雨
审核：马婷婷
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