番木瓜（Carica papaya L.）,又名万寿果、乳瓜、木瓜,是营养价值、药用价值和经济价值较高的热带亚热带水果,素有“岭南佳果”之称,被世界卫生组织列为最有营养价值的十大水果之首,现代医学认为番木瓜所含的木瓜碱对淋巴性白血病细胞有强烈抗性[1]。番木瓜果实质地是衡量其品质好坏的重要指标之一,在很大程度上决定了果实口感的好坏。果实质地不仅影响果实的鲜食品质,还决定了在贮运过程中的贮藏品质。果实成熟过程中色泽的转变是评价果实成熟度和外观品质最重要、最直接的指标,呼吸速率的变化则是果实采后最重要的生命活动。番木瓜是呼吸跃变型果实,在采后贮运过程中极易出现果实成熟软化、腐烂等问题,严重影响果实的食用价值。因此,研究番木瓜采后质地、呼吸速率和色泽的变化对其采后保鲜具有重要的意义。质构仪质地多面分析（texture profile analysis, TPA）法是一种新型的测试质构的仪器方法,模拟人体口腔的咀嚼运动,获得果实的相关质地参数,从而反映果实的物理性状[2]。
多胺作为一种抗衰老试剂,可降低呼吸速率,延缓乙烯释放和色泽转变,维持果实硬度,诱导机械压和减轻冷害症状[3]。亚精胺（spermidine）是植物体内主要的多胺（polyamine）类物质,是一种低分子量的脂肪族含氮碱,在生物体代谢过程中产生并具有较高的生物活性。研究表明,亚精胺可以调节植物的生长发育和成熟衰老,并参与了盐胁迫、干旱胁迫等多种植物逆境响应[4,5]。如外源亚精胺处理可增强杏[6,7]、枣[8]、猕猴桃[9,10]、桃[11]、梨[12]、葡萄[13]、芒果[14]、石榴[15]等果实贮藏寿命,维持采后贮藏品质。但亚精胺对番木瓜采后贮藏保鲜的研究鲜有报道,也未见亚精胺对番木瓜果实采后质地变化影响的研究。
本研究以‘日升’番木瓜果实为材料,采用质构仪质地多面分析法,探索不同浓度亚精胺处理对贮藏期间番木瓜果实质地变化的影响,以及对番木瓜果实呼吸速率和色泽的影响,并筛选出能够维持番木瓜果实采后质地的最佳亚精胺浓度。为进一步研究亚精胺调控番木瓜果实采后质地变化机理奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料与试剂 2~3线黄（约八成熟）的‘日升’番木瓜果实,于2019年采自海南省海口市云龙镇番木瓜果园。挑选大小均匀、成熟度一致、无机械损伤和病虫害的番木瓜果实,剪留0.5 cm的果柄,于采收当天运回实验室进行相关处理。
亚精胺（纯度>98%）,北京索莱宝科技有限公司。
1.1.2 仪器与设备 TA.TOUCH质构仪,上海保圣实业发展有限公司;LRH-250-S恒温培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;CM-700d分光测色计,柯尼卡美能达公司;CheckPoint3便携顶空分析仪残氧仪,丹麦丹圣PBI Dansensor公司。
1.2 方法
1.2.1 番木瓜果实处理 共分为4个处理组,将番木瓜果实分别放在蒸馏水（CK）和浓度为1、5、10 mmol/L的亚精胺溶液中浸泡15 min,取出室温下晾干2 h。将果实用0.02 mm厚的PE保鲜袋包装,放置于20 ℃、相对湿度85%~90%的恒温培养箱中贮藏12 d,每隔2 d取样测定1次,所有处理均设置3个生物学重复,每个重复3个果实。
1.2.2 指标测定方法 色泽变化采用分光测色计读取果实中部果皮色度,单果阴阳面各测量1次,记录SCE（不含镜面反射光）下L*、a*、b*值。色泽L*值表示果实明度的变化,a*值的变化表示果皮颜色由绿转红,b*值的变化表示果皮颜色由黄转蓝。番木瓜果实呼吸速率变化测定采用便携顶空分析仪残氧仪,各处理组分别取9个果实,在20 ℃条件下密封2 h后测试,其平均值作为1个重复,共3个生物学重复。番木瓜果肉质构测定采用质构仪,用P/2（直径2 mm）探头对果实进行全质构分析。测试参数如下：测前速度2 mm/s,测试速度4 mm/s,测后速度3 mm/s,间隔时间2 s,测定深度6 mm,接触点类型为压力,接触点数值5 gf。得到果实的质地参数：硬度、粘性、咀嚼性、胶着性、弹性、黏聚性、回复性。每个番木瓜果实赤道面间隔90°（去掉小块果皮）测试2次,其平均值作为1个重复,共3个生物学重复。
1.3 数据处理
数据采用Excel软件处理并作图。使用SPSS 20.0软件进行差异显著性分析,多重比较采用Duncan法分析。
2 结果与分析
2.1 亚精胺处理对采后番木瓜果实呼吸速率的影响
由图1可知,随着贮藏时间的延长,番木瓜果实的呼吸速率呈整体上升的趋势。贮藏2 d后不同处理之间呼吸速率变化出现差异,其中10 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实呼吸速率上升最快,且显著高于CK和其他处理组。在贮藏中期（第8天）,相较于CK,1 mmol/L亚精胺处理组呼吸速率下降幅度约为52%,5 mmol/L亚精胺处理组下降幅度约为69%,10 mmol/L亚精胺处理组上升幅度约为72%,处理间差异极显著（P<0.01）。以上结果说明,适宜浓度（1、5 mmol/L）的亚精胺处理可延缓番木瓜果实呼吸速率的上升,抑制果实的软化。而过高浓度（10 mmol/L）的亚精胺处理反而加速了果实呼吸速率的上升,促进果实的软化。
2.2 亚精胺处理对采后番木瓜果实色泽的影响
由图2可知,在整个贮藏过程中,CK和10 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实色泽的L*、a*、b*值整体呈现上升趋势。CK番木瓜果皮L*、a*、b*值在贮藏第6天后开始上升,而10 mmol/L亚精胺处理组番木瓜果皮L*、a*、b*值在贮藏第4天后开始上升,且上升幅度显著大于CK。在贮藏中期（第10天）,CK和1、5、10 mmol/L亚精胺处理组果实色泽的a*值分别为-3.7、-10.3、-10.4和0.6,处理间差异显著（P<0.05）。1和5 mmol/L亚精胺处理组番木瓜果皮的L*、a*、b*值在采后贮藏过程中变化不明显,且两者之间无显著性差异（P>0.05）。以上结果说明,1和5 mmol/L亚精胺可延缓番木瓜果实色泽变化。
2.3 亚精胺处理对采后番木瓜果实硬度的影响
由图3可知,随着贮藏时间的延长,番木瓜果实采后硬度呈下降趋势。贮藏2 d后不同处理之间的硬度出现差异,10 mmol/L亚精胺处理组番木瓜果实硬度下降最快,且极显著低于CK和其他处理组（P<0.01）。CK果实硬度在贮藏第6天后迅速下降,但显著高于10 mmol/L亚精胺处理组。1、5 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实硬度在整个贮藏期间下降幅度不明显。在贮藏末期（第12天）,10 mmol/L亚精胺处理组硬度比CK低559 gf,1 mmol/L亚精胺处理组比CK高1068 gf,5 mmol/L亚精胺处理组比CK高940 gf,处理组间差异极显著（P<0.01）。以上结果说明,1、5 mmol/L亚精胺处理能够延缓果实硬度的下降,抑制果实的软化,而过高浓度（10 mmol/L）的亚精胺处理反而加速了果实硬度下降的速度,促进果实的软化。
2.4 亚精胺处理对采后番木瓜果实粘性的影响
由图4可知,随着贮藏时间的延长,番木瓜果实的粘性呈整体上升的趋势。贮藏第4天后不同处理之间粘性变化出现差异,其中10 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实粘性上升最快,且显著高于CK和其他处理组。在贮藏6 d后,1、5 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实粘性上升缓慢,且显著低于CK（P<0.05）,极显著低于10 mmol/L亚精胺处理组（P<0.01）。以上结果说明,适宜浓度（1、5 mmol/L）的亚精胺处理可以延缓番木瓜果实粘性的上升。
2.5 亚精胺处理对采后番木瓜果实咀嚼性的影响
由图5可知,随着贮藏时间的延长,CK和10 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实咀嚼性呈整体下降的趋势,CK果实咀嚼性在贮藏第6天开始迅速下降,而10 mmol/L亚精胺处理组咀嚼性在贮藏第2天开始迅速下降。在贮藏中期（第8天）,相较于CK,1、5 mmol/L亚精胺处理组咀嚼性上升幅度分别为55%和66%,而10 mmol/L亚精胺处理组下降幅度约为60%,处理间差异极显著（P<0.01）。1、5 mmol/L亚精胺处理组果实的咀嚼性在采后贮藏过程中变化不明显,在贮藏6 d后5 mmol/L亚精胺组果实的咀嚼性略高于1 mmol/L亚精胺处理组。以上结果说明,1、5 mmol/L亚精胺可延缓果实咀嚼性的下降,维持果实的食用口感,其中5 mmol/L亚精胺处理的效果最佳。
2.6 亚精胺处理对采后番木瓜果实胶着性的影响
由图6可知,胶着性的变化趋势与咀嚼性变化类似。随着贮藏时间的延长,CK和10 mmol/L亚精胺处理的番木瓜果实胶着性呈整体下降的趋势,CK果实胶着性在贮藏第6天开始迅速下降,而10 mmol/L亚精胺处理组胶着性在贮藏第2天开始迅速下降。在贮藏中期（第8天）,相较于CK,1、5 mmol/L亚精胺处理组胶着性上升幅度分别为为56%和69%,而10 mmol/L亚精胺处理组下降幅度约为59%,处理间差异极显著（P< 0.01）。1、5 mmol/L亚精胺处理组果实的胶着性在采后贮藏过程中变化不明显,在贮藏6 d后,5 mmol/L亚精胺组果实的胶着性略高于1 mmol/L亚精胺处理组。以上结果说明,1和5 mmol/L亚精胺可延缓果实胶着性的下降,其中5 mmol/L亚精胺处理的效果最佳。
2.7 亚精胺处理对采后番木瓜果实弹性的影响
由图7可知,在贮藏前8 d,不同处理间番木瓜果实弹性整体变化不明显,无显著性差异。在贮藏8 d后,10 mmol/L亚精胺处理组果实的弹性迅速下降。5 mmol/L亚精胺处理组果实的弹性在贮藏10 d后开始下降,且下降幅度显著低于10 mmol/L亚精胺处理组。CK和1 mmol/L亚精胺处理组果实的弹性在采后贮藏过程中变化不明显,且两者之间无显著性差异。以上结果说明,1 mmol/L亚精胺处理可很好地维持番木瓜采后果肉弹性,而过高浓度（10 mmol/L亚精胺）加速果实弹性下降。
2.8 亚精胺处理对采后番木瓜果实黏聚性的影响
由图8可知,随着贮藏时间的延长,CK和10 mmol/L亚精胺组番木瓜果实黏聚性呈现整体下降趋势,贮藏第4天后出现显著性差异,且10 mmol/L亚精胺组下降最快。在贮藏中期（第8天）,相较于CK,1、5 mmol/L亚精胺处理组黏聚性上升幅度分别为32%和36%,10 mmol/L亚精胺处理组下降幅度约为15%,处理间差异极显著（P<0.01）。1、5 mmol/L亚精胺处理组果实在贮藏期间黏聚性整体变化不明显,在贮藏8 d后,5 mmol/L亚精胺组果实的黏聚性显著高于1 mmol/L亚精胺处理组。以上结果说明,在贮藏期间,1、5 mmol/L亚精胺可延缓果实黏聚性的下降,其中5 mmol/L亚精胺处理的效果最佳。
2.9 亚精胺处理对采后番木瓜果实回复性的影响
由图9可知,随着贮藏时间的延长,CK和10 mmol/L亚精胺组番木瓜果实回复性呈现整体下降趋势,贮藏第2天后,10 mmol/L亚精胺组果实回复性迅速下降,而CK果实回复性下降相对较缓慢。在贮藏中期（第8天）,相较于CK,1和5 mmol/L亚精胺处理组回复性上升幅度分别为71%和85%,10 mmol/L亚精胺处理组下降幅度约为68%,处理间差异极显著（P<0.01）。1和5 mmol/L亚精胺处理组果实在贮藏前10 d回复性整体变化不明显,在贮藏第12天,略有上升,且5 mmol/L亚精胺组果实的回复性显著高于1 mmol/L亚精胺处理组。以上结果说明,在贮藏期间,1、5 mmol/L亚精胺处理可维持番木瓜果实回复性在较高水平,其中5 mmol/L亚精胺处理的效果最佳。
2.10 番木瓜果实质构参数之间的相关性分析
番木瓜果实质构参数间的相关性分析结果如表1所示,在常温（20 ℃）贮藏过程中,不同质构参数间相关性不太一致。番木瓜果实硬度与咀嚼性、胶着性、黏聚性、回复性之间呈极显著的正相关性（P<0.01）,R值分别为0.986、0.974、0.933、0.974,硬度与粘性呈极显著负相关（P<0.01）,R值为-0.943。粘性与硬度、咀嚼性、胶着性、黏聚性、回复性之间呈极显著的负相关性（P<0.01）;而弹性与其他质构参数间无相关性。以上结果表明,番木瓜果肉越硬,果实的咀嚼性越高,粘性就越低。综上所述,除弹性外,番木瓜果实硬度、咀嚼性、胶着性、黏聚性、回复性均能很好反映果实的采后质地变化。
表1 番木瓜果实常温贮藏过程中质构参数间的相关性（R）Tab. 1 Correlation (R) among texture parameters of papaya fruit during room temperature storage |
| 质构参数 TPA parameters | 硬度 Firmness | 粘性 Adhesiveness | 咀嚼性 Chewiness | 胶着性 Gumminess | 弹性 Springiness | 黏聚性 Cohesiveness | 回复性 Resilience |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 硬度 | 1 | ||||||
| 粘性 | -0.943** | 1 | |||||
| 咀嚼性 | 0.986** | -0.959** | 1 | ||||
| 胶着性 | 0.974** | -0.977** | 0.987** | 1 | |||
| 弹性 | 0.468 | -0.346 | 0.518 | 0.519 | 1 | ||
| 黏聚性 | 0.933** | -0.903** | 0.962** | 0.962** | 0.684* | 1 | |
| 回复性 | 0.974** | -0.977** | 0.987** | 0.988** | 0.519 | 0.962** | 1 |
Note: * indicates significant difference at 0.05 level, ** indicates extremely significant difference at 0.01 level. | |
注: *表示在0.05水平差异显著,**表示在0.01水平差异极显著。 |
3 讨论
应用质地多面分析（TPA）法,对采后贮藏期间果实质地变化进行研究。结果表明,1和5 mmol/L亚精胺延缓了番木瓜果实硬度、咀嚼性、胶着性、黏聚性和回复性的下降,并保持较高水平,其中5 mmol/L的亚精胺处理后的效果最佳。其说明1、5 mmol/L的亚精胺均可抑制番木瓜果实的软化。这可能与多胺延缓果实软化主要是通过多胺对细胞壁物质果胶降解相关酶（polygalacturonase、pectinesterase和pectin methylesterase）活性的抑制效果有关[3],如0.5 mmol/L亚精胺处理可维持葡萄采后硬度,减少PME酶活性和采后腐烂发生率[13];1 mmol/L亚精胺处理可维持杏、石榴等果实采后硬度,提高耐冷性[7, 15];2 mmol/L亚精胺处理可抑制猕猴桃采后PG酶活性,延缓果实软化,延长货架期[10]。而10 mmol/L亚精胺处理后加速了番木瓜果实硬度、咀嚼性、胶着性、黏聚性、回复性的下降,相较于CK组的果实更早的黄化、变软,这可能是由于亚精胺浓度过高所导致的果实生理失调现象。
综合分析,根据研究结果,硬度、咀嚼性、胶着性、黏聚性和回复性是影响番木瓜贮藏期间质地评价的重要参数。质地多面分析（TPA）法能够很好地反映番木瓜果实采后贮藏期间质构变化的差异,适用于客观评价番木瓜果实采后质地。