我国是一个重要的果品生产大国,无论是种植面积还是总产量均位居世界前列。由于受果实采后特有的生理特性限制,每年我国的水果损失达总产量的25% ~30%,造成巨大的经济损失、资源浪费和环境污染。广大科研工作者对此高度关注,并开展了大量研究。果实采后仍然是一个有生命的有机体,通过呼吸作用改变内部物质,要经历成熟、衰老、死亡等一系列生理变化。明确果实采后成熟衰老的变化规律,对于延缓果实采后衰老进程、提高贮藏保鲜技术水平具有非常重要的意义。
1.果实采后主要品质成分的变化
果实品质的好坏直接影响水果的市场竞争力。这些品质成分主要包括:色素物质、香气物质、硬度、糖、酸、可溶性固形物、维生素C和水分等。色素物质一般包括叶绿素、类胡萝卜素、花青素和黄酮类色素。果实在成熟过程中叶绿素逐渐消失,类胡萝卜素逐渐积累和显现。果实成熟时类胡萝卜素的出现有2种情况:苹果、梨、香蕉等果实随着叶绿素降解,原有的类胡萝卜素不断显现出来;而番茄、柑桔等果实在成熟后期均有新合成的类胡萝卜素秋果。果实在生长期间一般没有香气,其香气物质多在果实成熟时合成,进入完熟阶段则大量形成,风味也达到了最佳状态。猕猴桃果实在食用期至完熟期间,香气物质如高级饱和脂肪酸已降解为其他物质,重要的特征香气成分法呢醇、香草醛等消失,而醇类等化合物则明显增加。
果实的硬度、糖、可溶性固形物含量,会直接影响到果实的风味、口感和
营养价值。硬度是指果肉抗论文发表压力的强弱,是衡量果实品质的一个重要指标。果实采后硬度的下降,主要是由于细胞壁酶的作用引起中胶层果胶和细胞壁物质的水解所致。糖及其衍生物糖醇类物质是构成果实甜味的主要物质,蔗糖、果糖和葡萄糖是果实中主要的糖类物质。猕猴桃和李等果实采后可溶性糖含量呈先升后降趋势。作为呼吸基质的一部分,可溶性固形物含量在果实采后逐渐下降。果实中的有机酸主要包括柠檬酸、苹果酸和酒石酸。大多数果实的有机酸含量在果实采后成熟衰老期间呈下降趋势,这主要与其作为呼吸基质而被消耗有关。但有些果实如香蕉和菠萝则与上述情况正好相反,采后可滴定酸含量在贮藏前期呈上升趋势。维生素C是果实最主要的营养物质,人体所必需的维生素C有90%来自水果和蔬菜。果实采后贮藏过程中维生素C含量随着贮藏期的延长而不断下降,主要是因为维生素C在中性和碱性条件下很容易被氧化。研究发现果实维生素C含量与果实的鲜脆状态相关,枣果在贮藏期间只要保持鲜脆状态, 维生素C含量就保持较高的水平,一旦褐变软化, 维生素C含量急剧下降。
水分是影响果实新鲜度、脆度和口感的重要成分,与果实的风味品质密切相关。但果实采后水分容易蒸散,果实大量失水,降低了果实的品质。因此为了保持采后果实的品质,应尽可能减少水分蒸发,例如使用塑料薄膜包装,可以降低果实采后水分的损失。
2.果实采后生理生化变化
2.1呼吸生理 呼吸作用是基本的生命活动,也是植物具有生命活动的重要标志。果实采后同化作用基本停止,呼吸作用成为新陈代谢的主导,它影响和制约着果实的贮藏寿命、品质变化和抗病能力。果实采后消耗碳水化合物,产生大量的中间产物,为其他合成过程提供原材料。果实采后一般有2种不同的呼吸方式:有氧呼吸和无氧呼吸,二者都是采后果实内在的生理机能。正常情况下,有氧呼吸正常进行,但如果其他原因引起无氧呼吸的加强,则会干扰和破坏果实正常的生理活动。因此,果实采后贮藏的关键之一就是尽可能降低果实的呼吸强度,但又不能引起无氧呼吸的发生。根据果实采后呼吸变化规律的不同,可将果实分为2种类型:呼吸跃变型和非呼吸跃变型。许多研究表明,苹果、桃、李、杏等果实采后均出现较为明显的呼吸跃变,称为跃变型果实;而葡萄、柠檬、菠萝、柑桔等果实采后没有明显的呼吸跃变,则称之为非跃变型果实。影响果实采后呼吸的因素有很多,如果实的种类、品种、成熟度、温度、湿度、气体成分、机械伤害、病虫害和植物生长调节剂等,都会影响到果实采后的呼吸生理变化。
2.2乙烯生理 长期以来,乙烯是人们所公认的果实成熟衰老激素,虽然体内生成量非常微小,但在植物生长发育等各个方面都起着重要的调节作用,能够诱导与植物组织衰老和果实后熟相关的一系列不可逆的生理生化进程。乙烯对跃变型果实和非跃变型果实的有关成熟代谢活动的影响基本一致,如促进呼吸,促进叶绿素、淀粉等物质的水解,促进胡萝卜素和花青素的合成等。跃变型与非跃变型果实的重要区别在于其乙烯生成的特性和其对乙烯的反应。跃变型果实后熟过程中一个明显的特征就是乙烯的大量生成,并伴随着呼吸高峰的出现,细胞膜透性的增加及与果实后熟相关酶活性的不断增强,代谢物质转化急剧,果实日趋后熟和衰老;而非跃变型果实在后熟中却没有呼吸高峰的出现。根据果实对乙烯处理的反应,提出跃变型果实中乙烯生成有2个调节系统:系统Ⅰ负责跃变前果实中低速率乙烯的生成;系统Ⅱ负责调节伴随成熟过程乙烯自我催化大量生成。非跃变型果实只有系统Ⅰ,没有系统Ⅱ。对于跃变型果实,外源乙烯能启动系统Ⅱ,形成乙烯的自我催化,并且与所用的乙烯浓度关系不大,是不可逆反应;非跃变型果实则相反,外源乙烯在整个后熟期间都起作用,促进呼吸增加,其反应大小与所用的乙烯浓度相关,是可逆的,当外源乙烯去除后,呼吸即恢复到原有水平,同时不会促进乙烯增加。可见,人为地促进或抑制采后果实的内源乙烯生成,可加速或延缓果实的后熟软化进程。但也有研究认为,在有些果实的后熟软化过程中,乙烯只是1个决定果实后熟软化速度的因子,而非软化启动因子,这在桃和猕猴桃等水果上均有报道。