桃果实冷害NIR光谱快速检测及品质调控研究

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桃果实鲜嫩多汁、甜美可口且营养丰富,深受消费者喜爱。桃为典型的呼吸跃变型水果,在低温贮藏期间极易发生冷害,症状表现为果实絮败、木质化、果肉褐变和风味丧失。冷害症状出现于果实内部,肉眼不能识别。传统桃果实冷害褐变以及贮藏期间品质监控多为人工破坏性检测,检测效率差,影响后期销售,因此亟需建立快速、无损的方法对桃果实低温贮藏期间的冷害褐变以及品质监测。同时对桃果实低温贮藏期间的冷害进行预防与控制,实现控检相结合,以减少因冷害造成桃果实的经济损失。本文采用近红外(near infrared,NIRS)光谱技术建立了低温贮藏下的桃果实及冷害品质劣变与褐变指数的定量定性模型;比较了不同低温下桃果实冷害褐变营养品质与质构特性的NIRS定性和定量模型差异,确定了最佳的桃果实的冷害褐变指数定性模型方法;本文还研究了1甲基环丙烯(1-MCP)与乙烯吸附剂(ethylene absorber,EA)对桃果实冷害褐变以及品质的影响,分析不同处理组对冷害的抑制效果。主要研究结果如下:(1)采用偏最小二乘法(PLS)建立了桃果实贮藏期的可溶性固形物SSC(soluble solid content,SSC)含量、可滴定酸(titratable acid,TA)含量、糖酸比和硬度NIR光谱的定量模型,其校正集相关系数分别为0.93,0.69,0.74和0.97,验证集相关系数分别为0.79,0.69,0.68和0.95;采用偏最小二乘识别法(PLS-DA)建立了桃果实冷害褐变指数的NIR定性模型,两分类和多分类模型的总准确率为分别为0.93和0.71。结果表明,桃果实SSC和硬度模型预测效果较好,对TA和糖酸比的预测结果稍差。建立的两分类模型可较准确地对冷害褐变指数进行快速识别,多分类模型结果稍差,但仍可用于桃果实低温贮藏期间不同冷害阶段的初步筛查。(2)在0℃和4℃下,采用NIR光谱对桃果实冷害品质进行了监测,0℃可以延迟桃果实冷害褐变的出现,同时延缓内部品质劣变。基于NIR光谱对不同温度组合下的对桃果实多种品质的定量预测中预测集相关系数分别为0.87、0.69、0.55、0.78、0.77、0.70、0.73、0.77。不同温度混合的F得分综合预测模型验证集相关系数最高为0.77。二分类下0℃的SVM模型预测准确率最高,4℃与0℃和4℃组合的褐变分级模型PCA-DA模型分级效果最佳。四分类下均为PCA-DA建立的冷害褐变分级模型效果最佳,其验证集最高为0.81。桃果实的多种品质、F值和冷害褐变预测相关系数高,预测效果好,可对不同低温贮藏下的桃果实单个品质指标、综合得分和褐变等级进行快速无损检测。(3)研究1-MCP和乙烯吸附剂联合处理对桃果实冷害效果的影响,两个处理组均延缓了果实硬度的下降、冷害褐变增加、SSC下降,其中1-MCP结合乙烯吸附剂处理对桃果实冷害控制效果最为明显。处理组之间TA变化不明显。在蔗糖代谢中,1-MCP和乙烯吸附剂共同处理对蔗糖的降低,果糖和葡萄糖含量、中性转化酶(neutral invertase,NI)与酸性转化酶(acid invertase,AI)活性的增加有明显的抑制效果,1-MCP与乙烯吸附剂联合桃果实的SS和SPS酶活性均保持在了较高的水平。1-MCP和乙烯吸附剂共同处理可以提高果实的耐冷性,减少了冷害现象的出现,同时降低了因冷害导致的硬度的降低和营养物质的流失。
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