高濕度貯藏環(huán)境保持香梨表皮蠟質(zhì)延緩衰老進(jìn)程

江 英，王 月，毛惠娟，呂云皓，陳國剛

高濕度貯藏環(huán)境保持香梨表皮蠟質(zhì)延緩衰老進(jìn)程

江 英，王 月，毛惠娟，呂云皓，陳國剛

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，石河子 832000）

為了探討相對濕度對庫爾勒香梨表皮蠟質(zhì)的影響及與耐貯性的關(guān)系，該文設(shè)置3個(gè)不同相對濕度（25 ℃，40%～45%、60%～65%和80%～85%），研究不同濕度貯藏下香梨表皮蠟質(zhì)含量和化學(xué)組分的變化及與貯藏品質(zhì)的相關(guān)性。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS）對不同濕度貯藏香梨表皮蠟質(zhì)的化學(xué)組分進(jìn)行比較分析，同時(shí)測定好果率、失重率、表觀色澤、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度等貯藏品質(zhì)參數(shù)，最后對蠟質(zhì)含量、化學(xué)組分及貯藏參數(shù)做相關(guān)性分析。結(jié)果表明：對照組（相對濕度40%～45%）和處理組的蠟質(zhì)均由烷烴、烯烴、脂肪酸、醇類、醛類、酯類和萜類組成，但所含具體物質(zhì)種類和含量略有差異。不同濕度貯藏條件對蠟質(zhì)含量和各化學(xué)組分均有影響，與對照組相比，相對濕度80%～85%貯藏可顯著保持蠟質(zhì)含量、烷烴和醛類物質(zhì)，延緩脂肪酸和醇類物質(zhì)增加（<0.05）。蠟質(zhì)化學(xué)組分及采后衰老之間存在密切相關(guān)性，各蠟質(zhì)組分中，酯類和萜類物質(zhì)對貯藏品質(zhì)影響最大，其次是烷烴和醇類物質(zhì)，其中：酯類物質(zhì)與失重率、硬度和好果率極顯著相關(guān)（<0.01）；萜類物質(zhì)與失重率和好果率極顯著相關(guān)（<0.01）；烷烴物質(zhì)與失重率極顯著相關(guān)（<0.01）。總體來看，在貯藏過程中，高濕度貯藏環(huán)境通過保持表皮蠟質(zhì)含量和化學(xué)組分延緩香梨衰老進(jìn)程，維持穩(wěn)定的蠟質(zhì)化學(xué)組成對采后香梨貯藏品質(zhì)的保持具有正向作用。

貯藏；品質(zhì)控制；庫爾勒香梨；相對濕度；蠟質(zhì)組分；相關(guān)性分析

0 引 言

庫爾勒香梨（Red）是新疆的特色果品，因其優(yōu)良的營養(yǎng)品質(zhì)和卓越的貯藏性能，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。目前香梨貯藏保鮮技術(shù)成熟，但耐貯性本質(zhì)尚未得到深入的研究，相關(guān)學(xué)者推測其可能與香梨表皮蠟質(zhì)的存在有關(guān)[1-3]。

植物表皮蠟質(zhì)是一層覆蓋于植物花、莖、葉以及果實(shí)最外層的疏水性脂質(zhì)混合物[4]，通常由超長鏈（very-long-chain, VLC）脂肪族化合物（如脂肪酸、烷烴、烯烴、醇、醛和酯）、環(huán)狀化合物（如三萜類化合物）和其他微量次生代謝物（如類黃酮）等組成[5]。植物蠟質(zhì)從結(jié)構(gòu)上可分為兩層，內(nèi)蠟鑲嵌于角質(zhì)膜層內(nèi)部，外蠟附著于角質(zhì)膜層表面[6]，特殊的生理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成賦予其不同的功能，可為植物抵御生物或非生物脅迫[7]、降低紫外線輻射和機(jī)械損傷、維持植物表面清潔[8]、避免植物被病菌侵害[9]以及防止器官融合，尤其可減少植物組織內(nèi)水分非氣孔性散失[10]。Fernández等[11]對“Calrico”桃的研究發(fā)現(xiàn)，去除表皮蠟質(zhì)的桃較未除蠟的桃失水率更高，貯藏效果更差；Nadakuduti等[12]研究發(fā)現(xiàn)，由于表皮蠟質(zhì)生物合成的減少和較低比例的長鏈烷烴，突變體的番茄較野生型番茄果皮更具彈性且有光澤；Curry[13]對蘋果的研究發(fā)現(xiàn)，采后蘋果在冷藏期間出現(xiàn)表皮油膩化現(xiàn)象可能與表皮蠟質(zhì)的化學(xué)組分有關(guān)，尤其是醇類物質(zhì)。由此可知，植物表皮蠟質(zhì)會(huì)隨不同的貯藏條件（如溫度）、發(fā)育階段及品種存在差異，從而對果實(shí)采后貯藏品質(zhì)起到調(diào)控作用。

相對濕度是影響采后果蔬品質(zhì)的重要貯藏環(huán)境因素。相關(guān)學(xué)者對植物蠟質(zhì)的研究表明，相對濕度可能會(huì)影響植物表皮蠟質(zhì)含量、化學(xué)組成以及結(jié)構(gòu)的變化，從而影響植物的品質(zhì)。例如Baker[14]對布魯塞爾芽菜（）研究發(fā)現(xiàn)，相對濕度的降低會(huì)導(dǎo)致豆芽表皮蠟質(zhì)的大量沉積，改變蠟質(zhì)的結(jié)構(gòu)。然而，目前鮮有對香梨貯藏濕度、表皮蠟質(zhì)及果實(shí)貯藏品質(zhì)相關(guān)性的研究。因此，本研究以庫爾勒香梨為研究對象，測定其在相對濕度40%～45%、60%～65%和80%～85%貯藏條件下蠟質(zhì)含量和化學(xué)組成的變化，結(jié)合貯藏品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，探討不同濕度條件下香梨表皮蠟質(zhì)與貯藏品質(zhì)的關(guān)系，揭示蠟質(zhì)對果實(shí)貯藏保鮮的作用，為植物蠟質(zhì)對果蔬貯藏保鮮作用原理補(bǔ)充新內(nèi)容，也可為進(jìn)一步利用蠟質(zhì)和其特性開發(fā)高效果蔬涂膜保鮮劑提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

試驗(yàn)用庫爾勒香梨于2018年9月采摘于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師28團(tuán)（41°45′N，86°8′E），采后選擇果形整齊、成熟度相對一致、無機(jī)械損傷的商業(yè)成熟果實(shí)，經(jīng)烤白紙包果、外套網(wǎng)袋、裝箱后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。將庫爾勒香梨果實(shí)隨機(jī)分為3組，分別貯藏于常溫不同相對濕度環(huán)境中，無其他預(yù)處理，每個(gè)處理試驗(yàn)量約90 kg。相對濕度設(shè)置參照庫爾勒香梨貯藏最適濕度[15-16]并據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，以貯藏環(huán)境自然濕度（25 ℃，相對濕度40%～45%）為對照（CK），設(shè)置2個(gè)不同梯度的濕度環(huán)境（25 ℃，相對濕度60%～65%和80%～85%）對香梨進(jìn)行貯藏試驗(yàn)，濕度由加濕器加濕進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)期間由溫濕度記錄儀監(jiān)測濕度變化。以15 d為1個(gè)周期，定期測定3組香梨果實(shí)表皮蠟質(zhì)含量、化學(xué)組分變化及貯藏品質(zhì)參數(shù)（好果率、失重率、表觀色澤、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率）。

1.2 試劑與儀器

三氯甲烷、二氯甲烷、三氟化硼-甲醇溶液（體積分?jǐn)?shù)為14%）、正庚烷（均為色譜純），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；二十四烷標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純），上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

RE-3000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海科曉科學(xué)儀器有限公司；BZY-1精密電子天平，德國賽多利斯科技有限公司；WZS-1手持折光儀，上海儀田精密儀器有限公司；GX-4手持式硬度計(jì)，上海亞榮生化儀器廠；島津GC-16A氣相色譜儀，杭州格圖科技有限公司；Trace-DSQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；亞都SC-D052AE加濕器，北京亞都環(huán)?？萍加邢薰荆坏聢Dtesto 608H1數(shù)顯溫濕度記錄儀，鄭州良表儀器設(shè)備有限公司；美能達(dá)CM-700d色差儀，廣州卓諧儀器設(shè)備有限公司。

1.3 香梨表皮蠟質(zhì)測定

1.3.1 蠟質(zhì)提取及含量測定

蠟質(zhì)提取參考李珍慈等[17]的方法。庫爾勒香梨果實(shí)用蒸餾水洗凈，自然風(fēng)干。提取溶劑為三氯甲烷和二氯甲烷體積比為2:1（165+82.5 mL）的混合溶劑，提取時(shí)間為75 s，提取溫度為25 ℃，料液比為1:2.5 g/mL，在通風(fēng)櫥中浸泡香梨（=5）以提取蠟質(zhì)，在提取后的溶液中加入100L（1g/L）二十四烷作為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行定量分析，將含有內(nèi)標(biāo)物的溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后用氮?dú)饬鞲稍?，稱量并記錄，蠟質(zhì)提取進(jìn)行3次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)。蠟質(zhì)含量計(jì)算方法如式（1）所示：

式中0為空燒杯質(zhì)量，g；1為燒杯及提取蠟質(zhì)質(zhì)量，g；為香梨果實(shí)表面積，m2，表面積測定參考Clayton等[18]的方法。

1.3.2 蠟質(zhì)化學(xué)組分測定

在進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析之前，需將蠟質(zhì)樣品進(jìn)行甲酯化處理。準(zhǔn)確稱取50 mg蠟質(zhì)樣品和5 mL體積分?jǐn)?shù)為14%三氟化硼-甲醇溶液于50 mL磨口三角瓶中，連接冷凝回流裝置，70 ℃水浴回流5 min，使蠟質(zhì)樣品充分甲酯化，從冷凝器上端加入5 mL正庚烷繼續(xù)回流1 min，取出三角瓶，待溶液冷卻后，加入5 mL飽和氯化鈉溶液（超純水配制），靜置分層，取上清液于盛有0.4 g無水硫酸鈉（預(yù)先50 ℃烘干）的具塞比色管中，待用。

氣相色譜條件：HP-5石英毛細(xì)柱（30 m×0.25 mm，0.25m）；載氣（He）流速1.1 mL/min，線速度40 cm/s；進(jìn)樣量：1.0L，不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測室溫度：300 ℃；升溫程序：初始溫度80 ℃，以4 ℃/min升至290 ℃，恒溫30 min。質(zhì)譜條件：電離方式為電子電離（electronicionization，EI）源；電子能量70 eV；傳輸線溫度220 ℃；離子源溫度230 ℃；激活電壓1.5 V；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～600。表皮蠟質(zhì)中化學(xué)組分定性分析參考NIST 2013庫，以二十四烷烴為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行定量分析。

1.4 香梨采后貯藏品質(zhì)參數(shù)測定方法

1.4.1 好果率測定

貯藏前，3組各隨機(jī)選擇40個(gè)香梨用于測定好果率，清晰標(biāo)號，隨后每隔15 d對標(biāo)號香梨逐個(gè)檢查，操作過程中需動(dòng)作輕柔，避免造成機(jī)械損傷。以果實(shí)表面無腐爛、軟褐現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)記為好果，好果率以好果數(shù)占總果數(shù)的百分率表示，至好果率低于70%終止試驗(yàn)。

1.4.2 失重率測定

香梨失重率采用差重法測定。貯藏前，3組各隨機(jī)抽取30個(gè)香梨進(jìn)行稱量并清晰標(biāo)號，隨后每隔15 d進(jìn)行一次稱量。

1.4.3 色澤測定

貯藏前，3組各隨機(jī)選擇10個(gè)香梨用于測定色差，在香梨赤道部位等距3個(gè)位置進(jìn)行清晰標(biāo)記，用手持式色差儀（美能達(dá)CM-700d色差儀，廣州卓諧儀器設(shè)備有限公司）測定標(biāo)記部位果皮色差。

1.4.4 硬度測定

隨機(jī)抽取3個(gè)香梨，在香梨赤道部位等距3個(gè)位置去除果皮（約1 mm厚），用手持式硬度計(jì)（GX-4手持式硬度計(jì)，上海亞榮生化儀器廠）測定香梨果肉硬度。

1.4.5 可溶性固形物含量測定

隨機(jī)抽取3個(gè)香梨，在香梨赤道部位等距3個(gè)位置去除果皮，切下果肉，擠取果汁，用手持折光儀測定香梨可溶性固形物含量。

1.4.6 可滴定酸含量測定

香梨可滴定酸含量采用酸堿滴定法[19]測定。取果肉10.0 g，置于研缽中磨成勻漿，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶，定容后靜置30 min提取過濾。以酚酞為指示劑，用已標(biāo)定的氫氧化鈉溶液滴定至溶液初顯粉色并在30 s內(nèi)不退色時(shí)為終點(diǎn)，記錄氫氧化鈉滴定液的用量1。以蒸餾水代替濾液進(jìn)作空白滴定，記錄空白試驗(yàn)消耗體積0。

式中為提取液總體積，mL；s為滴定時(shí)所取濾液體積，mL；為氫氧化鈉溶液濃度，mol/L；為樣品質(zhì)量，g；0.067為折算系數(shù)，以蘋果酸計(jì)。

1.4.7 呼吸強(qiáng)度測定

香梨呼吸強(qiáng)度測定采用靜置法[20]。取1 kg香梨果實(shí)與20 mL 0.4 mol/L氫氧化鈉溶液置于密閉干燥器中1 h，后加入5.0 mL飽和BaCl2溶液和2滴酚酞指示劑，以0.1 mol/L的草酸溶液滴定氫氧化鈉溶液滴定至溶液變色，記錄消耗草酸體積2，以同樣方法作空白滴定，記錄空白試驗(yàn)消耗體積3。

式中為呼吸強(qiáng)度，mg/(kg·h)；1為草酸溶液濃度，mol/L；1為樣品質(zhì)量，kg；為靜置時(shí)間，h；22為測定中NaOH與CO2的質(zhì)量轉(zhuǎn)換數(shù)。

1.4.8 乙烯釋放速率測定

香梨乙烯釋放速率測定參照曹建康等[20]的方法，條件設(shè)置略作修改。取10個(gè)香梨果實(shí)置于已知固定體積的密封罐中，密閉1 h后，頂空抽取100L氣體，用氣相色譜法測定果實(shí)乙烯釋放量，以保留時(shí)間定性，以外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線峰面積定量。氣相色譜條件：氫火焰離子化檢測器（FID），GDX-502填充柱（2 mm×2 m），載氣（N2）流速為60 mL/min；燃?xì)猓℉2）流速為30 mL/min；空氣流速為400 mL/min，不分流進(jìn)樣。進(jìn)樣溫度120 ℃，柱溫100 ℃，檢測溫度150 ℃。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中指標(biāo)測定均進(jìn)行3次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。使用IBM SPSS Statistics 24.0進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan的多范圍檢驗(yàn)進(jìn)行均值的比較分析，<0.05表示差異顯著，<0.01表示差異極顯著，采用Origin 2018進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同相對濕度貯藏對香梨貯藏品質(zhì)的影響

2.1.1 好果率和失重率的變化

好果率是評估貯藏效果和商品價(jià)值的重要指標(biāo)，由于貯藏環(huán)境的差異，香梨在貯藏過程中發(fā)生不同程度的腐爛。貯藏至90 d時(shí)，對照組好果率為69.17%（圖1a），腐爛果實(shí)已超總果數(shù)的30%，不再進(jìn)行貯藏試驗(yàn)，相對濕度貯藏組好果率分別為75.83%（60%～65%）和80.83%（80%～85%），差異顯著（<0.05）。失重率是影響果實(shí)品質(zhì)狀況的重要因素，由圖1b可知，高濕度可有效延緩果實(shí)的質(zhì)量損失，貯藏結(jié)束時(shí)，對照組果實(shí)失重率分別是相對濕度60%～65%和80%～85%貯藏果實(shí)的1.21倍和2.19倍，低環(huán)境濕度造成果實(shí)水分快速散失和糖、有機(jī)酸和風(fēng)味物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消耗[21]，導(dǎo)致果實(shí)出現(xiàn)干耗現(xiàn)象。

注：圖中大寫字母表示同一貯藏時(shí)間不同處理間的差異性，小寫字母表示同一處理不同貯藏時(shí)間的差異性（P<0.05），下同。

2.1.2 色澤和硬度的變化

在CIE Lab表色系中，a值代表顏色紅綠，+a表示偏紅色，-a表示偏綠色。在貯藏過程中，香梨果實(shí)表皮顏色由鮮綠轉(zhuǎn)紅黃，a值逐漸增加。由圖2a可知，貯藏結(jié)束時(shí)，3組a值分別增加5.50（40%～45%）、3.96（60%～65%）和3.33（80%～85%）。與對照組相比，80%～85%高濕度環(huán)境貯藏可顯著延緩香梨果實(shí)a值的增加（<0.05），這是因?yàn)楦邼穸拳h(huán)境延緩香梨果實(shí)的后熟進(jìn)程[16]。硬度是直接影響水果口感與質(zhì)地的重要指標(biāo)。香梨果實(shí)貯藏前硬度為74.77 N/cm2，貯藏結(jié)束時(shí)，對照、相對濕度60%～65%和相對濕度80%～85% 3組硬度分別為48.31、48.20和55.17 N/cm2（圖2b），高濕度環(huán)境可減少細(xì)胞壁的呼吸速率和酶促降解速率[22]，從而減輕果實(shí)軟化程度，有效延緩果實(shí)硬度下降。

圖2 不同濕度貯藏對香梨a*值和硬度的影響

2.1.3 可溶性固形物含量和可滴定酸含量的變化

可溶性固形物含量和可滴定酸含量是評估果實(shí)感官性狀和營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。如圖3a所示，隨著貯藏時(shí)間延長，香梨可溶性固形物含量呈先增后減趨勢，貯藏結(jié)束時(shí)，80%～85%處理組香梨的可溶性固形物含量（10.99%）是對照組（10.10%）的1.10倍。貯藏前期，果實(shí)中大分子淀粉轉(zhuǎn)化為小分子糖導(dǎo)致可溶性固形物含量增加，貯藏后期可溶性固形物含量的減少可能與呼吸代謝有關(guān)[23]。有機(jī)酸可作為果實(shí)呼吸的基質(zhì)，為細(xì)胞的生化反應(yīng)提供中間代謝產(chǎn)物，同時(shí)影響果實(shí)的風(fēng)味與品質(zhì)。3組香梨的可滴定酸含量從初始時(shí)持續(xù)降低，至貯藏結(jié)束時(shí)，對照組可滴定酸含量（0.051 4%）與80%～85%組（0.088 8%）間差異顯著（<0.05）（圖3b）。高濕度環(huán)境可延緩可溶性固形物含量和可滴定酸含量降低。

圖3 不同濕度貯藏對香梨可溶性固形物含量和可滴定酸含量的影響

2.1.4 呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率的變化

香梨是典型的呼吸躍變型果實(shí)，在采收之后仍會(huì)進(jìn)行代謝作用，因此呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率是研究果蔬采后貯藏保鮮效果的重要指標(biāo)。由圖4可知，與對照組相比，高濕度貯藏可使香梨CO2和乙烯釋放量顯著（<0.05）降低，延緩呼吸高峰和乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，其中相對濕度80%～85%作用更突出。果蔬的呼吸代謝與多種有機(jī)大分子物質(zhì)的合成、分解代謝過程密切相關(guān)，為果蔬采后生命活動(dòng)提供能量和必要的中間物質(zhì)，同時(shí)呼吸作用會(huì)消耗果蔬體內(nèi)積累的有機(jī)養(yǎng)分，降低果蔬食用品質(zhì)和貯藏性。高濕度環(huán)境可有效降低果實(shí)呼吸速率，延緩果實(shí)衰老進(jìn)程并延長貯藏期。

2.2 不同相對濕度貯藏對總蠟質(zhì)含量和蠟質(zhì)組分的影響

2.2.1 總蠟質(zhì)含量的變化

香梨表皮蠟質(zhì)經(jīng)氯仿提取而得，蠟質(zhì)含量變化如圖5所示。研究結(jié)果表明，處理組和對照組香梨總蠟質(zhì)含量均呈先升后降的趨勢，這是由于香梨是典型的的呼吸躍變型果實(shí)，在采收之后仍會(huì)進(jìn)行自身代謝，不斷產(chǎn)生新的蠟質(zhì)；然而在貯藏后期，香梨表皮蠟質(zhì)逐步降解，出現(xiàn)油漬化現(xiàn)象，產(chǎn)生黏膩的觸感。貯藏環(huán)境的不同導(dǎo)致3組香梨蠟質(zhì)含量峰值到達(dá)的時(shí)間和含量均有差異，對照組香梨總蠟質(zhì)含量在30 d達(dá)到峰值（10.826 7 g/m2），相對濕度60%～65%（11.782 2 g/m2）和80%～85%（12.738 2 g/m2）貯藏的香梨總蠟質(zhì)含量在45 d達(dá)到峰值，這是由于40%～45%的低空氣濕度刺激香梨產(chǎn)生蠟質(zhì)來應(yīng)對環(huán)境脅迫，結(jié)果與Bondada等[24]對棉花葉片的研究一致，當(dāng)環(huán)境濕度降低或干旱脅迫時(shí)，棉花（）葉片上的表皮蠟質(zhì)會(huì)大量的積累。貯藏結(jié)束時(shí)，80%~85%高濕度處理香梨的總蠟質(zhì)含量（6.380 3 g/m2）是對照組含量（5.094 3 g/m2）的1.25倍，差異顯著（<0.05），表明不同濕度貯藏條件對總蠟質(zhì)含量確有影響，高濕度環(huán)境能更好保持蠟質(zhì)，對香梨貯藏起到有益作用。

圖4 不同濕度貯藏對香梨呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率的影響

圖5 不同濕度貯藏對香梨總蠟質(zhì)含量的影響

2.2.2 蠟質(zhì)組成及成分變化

蠟質(zhì)組分由GC-MS分析測定，香梨蠟質(zhì)組分含量變化如圖6所示。研究結(jié)果表明，對照組和處理組的蠟質(zhì)均由烷烴、烯烴、脂肪酸、醇類、醛類、酯類和萜類組成，但所含具體物質(zhì)種類和含量略有差異。貯藏結(jié)束時(shí)，對照組中脂肪酸（1.274 6 g/m2，25.02%）含量最高，其次是醇類（1.037 7 g/m2，20.37%），而相對濕度80%～85%貯藏香梨表皮蠟質(zhì)中烷烴（2.466 0 g/m2，38.65%）含量最高，其次是醛類物質(zhì)（1.039 4 g/m2，16.29%）。此外，隨著貯藏時(shí)間的延長，表皮蠟質(zhì)物質(zhì)種類大幅減少，對照組表皮蠟質(zhì)物質(zhì)種類由87種減少為52種（46種原物質(zhì)，6種新物質(zhì)），相對濕度60%～65%貯藏香梨表皮蠟質(zhì)物質(zhì)減少為59種（52種原物質(zhì)，7種新物質(zhì)），80%～85%貯藏香梨蠟質(zhì)物質(zhì)減少為63種（53種原物質(zhì)，10種新物質(zhì)）。由此可得，與對照組相比，濕度處理可更大程度保留蠟質(zhì)的種類，其中80%～85%的高濕度效果最好。

烷烴在植物水分保持方面發(fā)揮重要作用，庫爾勒香梨中主要是C14-C35的烷烴化合物（表1）。相比貯藏前，結(jié)束貯藏時(shí)3組烷烴相對含量均降低（圖6），其中對照組（0.930 2 g/m2）下降最明顯，僅為80%～85%貯藏條件（2.466 0 g/m2）的37.72%。二十九烷（C29）和三十一烷（C31）是其中最主要的烷烴，這與梨[25]、檸檬[26]、柑橘[27]、蘋果[28]和番茄[29-31]的研究結(jié)果相似。烷烴含量可影響植物表皮蠟質(zhì)滲透性及保水性，Nadakuduti等[12]研究番茄發(fā)現(xiàn)，與野生型番茄相比，突變體番茄由于長鏈烷烴含量較低，表皮滲透性更差；Rios等[32]研究發(fā)現(xiàn)C29正構(gòu)烷烴的含量可能與甜櫻桃的抗裂性有關(guān)。高濕度環(huán)境貯藏香梨果實(shí)失水率低可能是因?yàn)楦邼穸拳h(huán)境延緩?fù)闊N物質(zhì)的減少，減少水分的散失。蠟質(zhì)中烯烴物質(zhì)含量較低，與貯藏前相比，貯藏后香梨表皮蠟質(zhì)中烯烴物質(zhì)略有降低，分別由0.421 4 g/m2下降至0.255 7 g/m2（相對濕度40%～45%），0.113 6 g/m2（相對濕度60%～65%）和0.128 2 g/m2（相對濕度80%～85%），誘蟲烯和豆甾-3,5-二烯是香梨表皮蠟質(zhì)中較豐富的烯烴（表1）。

圖6 不同濕度貯藏對香梨蠟質(zhì)組分含量的影響

脂肪酸是表皮蠟質(zhì)中種類最豐富的一類物質(zhì)，也是對照組（1.2746 g/m2，25.02%）中占比最多的蠟質(zhì)組分。隨著貯藏時(shí)間的延長，脂肪酸含量逐漸增加，其中對照組脂肪酸含量最高，是60%～65%處理組（1.082 0 g/m2）和80%～85%處理組（0.994 7 g/m2）1.18和1.28倍，這是由于在貯藏過程中烷烴和酯類物質(zhì)逐步水解，使游離脂肪酸增加。值得注意的是，貯藏結(jié)束時(shí)80%～85%貯藏條件下香梨表皮蠟質(zhì)中9,12,15-十八碳三烯酸（亞麻酸）的含量為初始時(shí)的6倍，這與Isobel等[33]的研究結(jié)果一致。隨著貯藏時(shí)間延長，香梨表皮蠟質(zhì)中醛類物質(zhì)逐漸降低，這可能是由于醛類物質(zhì)被還原成伯醇[34]。較高的環(huán)境濕度可延緩醛類物質(zhì)的變化，對照組和相對濕度60%～65%處理組含量最高的醛類物質(zhì)是十二醛二甲縮醛，相對濕度80%～85%處理組含量最高的是十八醛。

醇類物質(zhì)的濃度的差異可使水果表面呈現(xiàn)不同的光澤度和油膩感[35-36]，產(chǎn)生不同的貯藏效果。貯藏結(jié)束后，對照組（1.037 7 g/m2）醇類物質(zhì)含量上升最明顯，同時(shí)表皮粘膩感最強(qiáng)，其次是相對濕度60%～65%（0.963 1 g/m2），最后是相對濕度80%～85%（0.955 1 g/m2），這表明濕度處理可在一定程度減緩香梨表皮的油膩化和衰老。鄰苯二甲酸二辛酯是對照組中含量最高的酯類物質(zhì)，處理組含量最高的酯類物質(zhì)是單反油酸甘油酯。

除脂肪族化合物外，從庫爾勒香梨中檢測出-生育酚、-生育酚、-生育酚、-香樹脂、羊毛甾醇、谷甾醇乙酸酯和羽扇豆醇乙酸酯等7種萜類化合物，-生育酚和羊毛甾醇是香梨表皮蠟質(zhì)中含量較高的萜類物質(zhì)。在貯藏過程中，萜類物質(zhì)濃度逐漸增加，相對濕度80%~85%處理組（0.498 9 g/m2）萜類物質(zhì)濃度較其他兩組略微增加，但3組間無明顯差異。

表1 不同濕度貯藏條件下香梨表皮蠟質(zhì)主要組成物質(zhì)含量

注：-表示未檢出。各物質(zhì)含量為占總蠟質(zhì)的百分?jǐn)?shù)。

Note: - indicates that it has not been detected. The content of each substance is the percentage of total wax.

2.3 相關(guān)性分析

對相對濕度40%～45%、60%～65%和80%～85%貯藏條件下香梨表皮蠟質(zhì)含量、化學(xué)組分以及相關(guān)貯藏參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析（表2）。經(jīng)對比分析發(fā)現(xiàn)，3組中烷烴物質(zhì)的含量均與失重率呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01），這與Bourdenx[37]對擬南芥表皮蠟質(zhì)中超長鏈烷烴的研究一致，烷烴與植物的失水率有密切關(guān)系。同樣在辣椒研究中也發(fā)現(xiàn)，失水率與烷烴含量之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這可能是因?yàn)楹唵蔚闹辨溨咀宄煞直葟?fù)雜的化合物更易形成不可滲透的蠟質(zhì)層屏障[38]。此外，3組中酯類物質(zhì)的含量均與失重率呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與硬度和好果率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（<0.01）；3組中萜類物質(zhì)含量與失重率呈正相關(guān)關(guān)系，與好果率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；烯烴類物質(zhì)和醛類物質(zhì)與各貯藏指標(biāo)均無顯著相關(guān)關(guān)系（>0.05）?？傮w來看，表皮蠟質(zhì)各化學(xué)組分中，酯類物質(zhì)和萜類物質(zhì)對香梨貯藏品質(zhì)影響最大，其次是烷烴物質(zhì)和醇類物質(zhì)。相關(guān)性分析表明在不同相對濕度貯藏條件中，除烯烴和醛類物質(zhì)，其余蠟質(zhì)化學(xué)組分的變化對香梨貯藏品質(zhì)均有影響，尤其對失重率、硬度和好果率的影響最為顯著。

研究發(fā)現(xiàn)不同濕度貯藏環(huán)境影響香梨表皮蠟質(zhì)代謝，這表明表皮蠟質(zhì)合成途徑受環(huán)境濕度調(diào)控影響。不同的是，對照組脂肪酸含量與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)（<0.01），相關(guān)系數(shù)為?0.976；可溶性固形物含量和硬度與烷烴和酯類呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與萜類物質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。對照組和相對濕度60%～65%貯藏香梨蠟質(zhì)中的醇類物質(zhì)均與失重率和a值呈正相關(guān)關(guān)系，與可滴定酸含量和好果率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01），酯類物質(zhì)與可溶性固形物含量呈正相關(guān)關(guān)系；蠟質(zhì)含量均與呼吸強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，推測不同相對濕度貯藏環(huán)境可能通過影響香梨的呼吸模式進(jìn)而對蠟質(zhì)含量的變化產(chǎn)生影響。在相對濕度80%～85%貯藏組中，可滴定酸含量與酯類含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與萜類物質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.909和?0.886。試驗(yàn)表明，不同梯度相對濕度貯藏環(huán)境使香梨表皮蠟質(zhì)組分種類和含量產(chǎn)生差異，并對貯藏品質(zhì)產(chǎn)生影響，其中高濕度貯藏環(huán)境中香梨蠟質(zhì)含量和組分變化相對緩慢，香梨果實(shí)表皮的疏水性保持良好，進(jìn)而影響各貯藏參數(shù)的變化，使香梨貯藏品質(zhì)保持較好。

表皮蠟質(zhì)是植物與外界接觸的第一道屏障，對采后果實(shí)貯藏起著重要作用。蠟質(zhì)的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，其成分和含量在果實(shí)貯藏過程中不斷發(fā)生變化，對果實(shí)貯藏品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濕度貯藏條件會(huì)造成蠟質(zhì)含量的變化，并可能通過生理代謝改變香梨表皮蠟質(zhì)的化學(xué)組分含量和種類，從而在一定程度上影響香梨果實(shí)的貯藏品質(zhì)。

表2 不同濕度貯藏條件下香梨表皮蠟質(zhì)與貯藏參數(shù)的相關(guān)性分析

注：* 在< 0.05，相關(guān)性顯著；** 在<0.01，相關(guān)性顯著。

Note: * Significant correlation at<0.05; ** Significant correlation at<0.01.

3 結(jié) 論

本試驗(yàn)研究了3個(gè)不同相對濕度（25 ℃，40%～45%、60%～65%和80%～85%）貯藏條件下庫爾勒香梨表皮蠟質(zhì)含量和化學(xué)組分的變化及與貯藏品質(zhì)的相關(guān)性，得出以下結(jié)論：

1）蠟質(zhì)中檢測出的主要化學(xué)組分包括烷烴、烯烴、脂肪酸、醇類、醛類、酯類和萜類。與對照組（相對濕度40%～45%）相比，相對濕度80%～85%的高濕度環(huán)境能顯著（<0.05）保持香梨表皮的蠟質(zhì)含量（6.380 3 g/m2）、烷烴（2.466 0 g/m2）和醛類物質(zhì)（1.039 4 g/m2），同時(shí)延緩脂肪酸（0.994 7 g/m2）和醇類物質(zhì)（0.955 1 g/m2）含量的上升。與對照組相比，相對濕度80%～85%的高濕度環(huán)境可有效抑制失重率和*值的增加，延緩硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和好果率的降低，推遲乙烯釋放高峰和呼吸躍變高峰出現(xiàn)。

2）香梨在不同濕度環(huán)境貯藏過程中伴隨著蠟質(zhì)含量和組分的變化，且蠟質(zhì)化學(xué)組分及采后貯藏衰老之間存在密切相關(guān)性。各組分中，酯類物質(zhì)和萜類物質(zhì)對香梨貯藏品質(zhì)影響最大，其次是烷烴物質(zhì)和醇類物質(zhì)。其中：酯類物質(zhì)與失重率、硬度和好果率極顯著相關(guān)（<0.01）；萜類物質(zhì)與失重率和好果率極顯著相關(guān)（<0.01）；烷烴物質(zhì)與失重率極顯著相關(guān)（<0.01）。

3）在貯藏過程中，高濕度貯藏環(huán)境通過更好保持蠟質(zhì)含量和化學(xué)組分來延緩香梨成熟衰老進(jìn)程，因此，維持穩(wěn)定的蠟質(zhì)化學(xué)組成對于采后香梨貯藏保鮮具有重要意義。

本研究僅考察不同相對濕度貯藏對室溫貯藏期庫爾勒香梨表皮蠟質(zhì)變化的影響，香梨果實(shí)出庫后貨架期階段蠟質(zhì)的變化規(guī)律以及調(diào)控蠟質(zhì)變化的措施還有待進(jìn)一步探索。此外，蠟質(zhì)含量與化學(xué)組成影響庫爾勒香梨貯藏品質(zhì)的分子機(jī)理尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

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Delaying the aging process of pears by maintaining cuticular waxes under high humidity storage conditions

Jiang Ying, Wang Yue, Mao Huijuan, Lü Yunhao, Chen Guogang

(832000)

Cuticular wax is an important factor that affects storage quality and commercial value of fruits and vegetables after postharvest. Previous studies have shown that cuticular wax of pears undergoes significant changes during storage. However, there are few studies on the effects of different humidity environments storage on the wax changes and the correlation with storage quality. In this paper, the total wax content, chemical composition and the relationship between the wax and storage quality of Korla pear stored at different relative humidity (40% - 45%, 60% - 65%, 80% - 85%) were determined. After extracting cuticular wax by chloroform extraction, chemical compositions were determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Eight quality parameters (e.g. qualified fruits percentage, weight loss, apparent colour, hardness, soluble solids content, titratable acidity content, ethylene evolution rate and respiratory intensity) were measured and correlation analysis were performed between total wax content, chemical compositions and storage parameters. The results showed that the compositions of fruit wax under different humidity environments were quite similar, mainly including alkanes, olefins, fatty acids, aldehydes, alcohols and esters. Nevertheless, the amount and type of each composition varied. The substances of the primary components with higher contents were nonacosane, hentriacontane, (9Z)-9-tricosene, palmitic acid, oleic acid, docosanol, 1,1-dimethoxydodecane and lanosterin. At the end of storage, the highest cuticular wax content was observed in 80%-85% relative humidity storage and the lowest in 40%-45% relative humidity storage. Compared with the control, high humidity environment delayed the aging process of pear, reduced the decrease of weight loss, hardness, soluble solids content, titratable acid content, and qualified fruits percentage, postponed the peak of respiratory and ethylene release, the 80%-85% treatment was remarkable. Different humidity environment had certain influence on wax content and chemical composition of postharvest pear. The relative humidity of 80%-85% could better maintain the total wax content, alkane and aldehydes, and delay the increase rate of fatty acids and alcohols. Among the components, esters and terpenoids have the greatest influence on storage parameters, followed by alkanes and alcohols. The results showed that the chemical composition of cuticular wax were changed under different humidity environments during storage, at the same time, there was significant correlation(<0.01) between total wax content, chemical composition and postharvest senescence. In summary, most of the aging process were delayed due to the total wax content and chemical composition were maintained in high humidity environment, manifesting that stable chemical composition of cuticular wax play an important role in keeping good quality of postharvest pear. Overall, to understand the changes of cuticular wax in different humidity environment could provide sufficient information for further study on the effect of cuticular wax on postharvest storage performance. In this paper, the effect of storage in different humidity on the cuticular wax of Korla pear was studied. The change of cuticular wax during shelf life period of pear fruits after storage and control measures to regulate cuticular wax compositions need to be further explored. In addition, the molecular mechanism between cuticular wax chemical compositions and storage quality of Korla pear is not clear, which needs further study.

storage; quality control; Korla pear; relative humidity; wax compositions; correlation analysis

江 英，王 月，毛惠娟，呂云皓，陳國剛. 高濕度貯藏環(huán)境保持香梨表皮蠟質(zhì)延緩衰老進(jìn)程[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(3)：287－295.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.03.035 http://www.tcsae.org

Jiang Ying, Wang Yue, Mao Huijuan, Lü Yunhao, Chen Guogang. Delaying the aging process of pears by maintaining cuticular waxes under high humidity storage conditions[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(3): 287－295. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.03.035 http://www.tcsae.org

2019-10-22

2020-01-30

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31560470）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31560468）

江 英，博士，教授，主要從事果蔬貯藏與加工研究。Email：715jy@sohu.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.03.035

TS255.3

A

1002-6819(2020)-03-0287-09