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‘火柿’和‘红巴梨’电参数与生理生化变化关系研究

王瑞庆  
【摘要】:本文以我国原产‘火柿’(Diospyros kaki L. Huoshi)和近年引入的优质果品‘红巴梨’(Pyrus communis L., Red Bartlett)果实为研究对象,利用LCR智能测试仪的微电子无损检测技术与生理生化有损检测技术相结合的同步采样、对比研究方法,通过生物电学、植物生理与生物化学、果实采后生理学、生物数学等的交叉研究,分析了果实电学参数与品质指标间的相关关系,并建立回归模型对果实品质指标进行预测,以期建立用电学参数预测果实品质的方法体系,为利用电学特性在线、无损伤测定果实品质提供依据。主要研究结果如下: (1)恒温短时CO2法(CTSD)可以有效对采收后‘火柿’脱涩,1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)处理对脱涩效果没有明显影响;1-MCP处理可以推迟对照(CK)和脱涩果实乙烯高峰出现及果实软化;延缓CK果实可溶性固形物含量(SSC)和可滴定酸含量(TA)下降速度,对CO2脱涩果实的SSC和TA影响不显著;降低了CK及脱涩果实过氧化物酶(POD)活性和丙二醛含量,并明显降低脱涩果实超氧化物歧化酶(SOD)活性。可将CK/脱涩果实货架期分别由25 d/5 d,延长至37 d/20 d。 (2)在0.2~5 V范围,随测试电压升高,‘火柿’阻抗和电感逐渐下降;电容和电导逐渐升高。在100 Hz~3.98 MHz频率范围,随电激励频率升高,‘火柿’阻抗和电感呈幂函数关系下降;电容呈现下降→上升→下降的波动过程;电导在低频范围(小于15.8 kHz)呈幂函数关系升高,频率继续升高时,呈不规则上升趋势。在10~40℃温度范围,随着果实温度升高,阻抗和电感呈线性显著下降;电导(f15.8 kHz时)、电容呈线性显著升高(P0.01)。 (3)随着‘火柿’成熟度增加,各电激励频率下果实阻抗、电感明显下降;电容、电导(f6.31 kHz或f1 MHz时)明显升高(P0.01)。随着贮藏期延长,各频率下果实阻抗、电感均显著降低;电容、电导显著升高(P0.01)。果实脱涩后,阻抗、电感的下降速度和电容、电导的升高速度均明显加快;1-MCP处理可以明显延缓CK和脱涩果实阻抗、电感的下降及电容、电导的升高速率。 (4)‘火柿’阻抗、电感与硬度显著正相关;电容、电导与硬度显著负相关(P0.01);随电激励频率升高,相关性呈增大趋势。阻抗、电容和电感在1 MHz下与果实硬度相关性最大,相关系数(r)分别为0.867、-0.653和0.867;100 kHz下电导与硬度相关性最大,r =-0.613。CK和1-MCP处理果实的阻抗、电感与SSC呈线性正相关;电容、电导与SSC含量负相关;果实脱涩后(CO2和CO2+1-MCP处理果实),电参数与SSC相关关系发生翻转。果实电学参数与果实硬度、SSC经幂函数拟合后,回归系数R较线性相关系数r值有所提高:阻抗、电容、电感、电导与硬度间最大回归系数分别为0.906、-0.902、0.909、-0.879;与SSC最大回归系数分别为0.682、-0.690、0.683、-0.649。 (5)利用电学参数可以成功预测‘火柿’硬度。利用阻抗、电容、电感、电导模型对硬度进行预测,决定系数(r2)分别可达到0.803、0.747、0.810和0.692;利用电感、电容建立的多元线性回归模型对硬度预测,r2=0.824;利用阻抗和电感线性分段预测模型对硬度预测,r2分别为0.823和0.829。利用电学参数模型对SSC预测时,预测结果虽达到极显著水平(P0.01),但决定系数数值较低,不能满足预测精度的要求。(6)在电激励频率100 Hz~3.98 MHz范围内,随频率升高,‘红巴梨’阻抗和电感 呈幂函数关系降低,电容呈波动性变化,低频率范围,电导迅速升高。随着货架期延长,‘红巴梨’阻抗、电感显著降低;电容和电导显著升高(P0.01)。果实阻抗、电容与硬度正相关;电感、电导与硬度负相关。果实阻抗、电容、电感与硬度相关性随电激励频率升高而增大,1 MHz附近达到最大,此时r分别为0.84、-0.73和0.83,1 MHz可作为‘红巴梨’电参数测定的最佳频率。较低频率(4 kHz以下)范围,SSC与阻抗、电感正相关,与电容负相关,高于4 kHz时,相关关系发生翻转,且随频率升高,|r|呈上升趋势,但相关性未达到显著水平(P0.05)。 本文主要创新是: 1)首次将1-MCP用于中国柿子品种脱涩后贮藏保鲜研究,将‘火柿’脱涩后货架期由5 d延长至20 d,对涩柿推广有重要意义。 2)将‘火柿’生理生化变化与完整果实的电学参数变化相结合,系统地比较研究了外因和内因对果实电参数影响,并运用电磁理论和生理机制分析了电特性变化。筛选了品质指标的敏感电参数和最佳测试频率,为果实电特性进一步研究提供了方法、数据和理论资料。 3)首次对完整果实电学参数的温度特性进行研究,并首次测试了果实阻抗、电感和电导的温度特性。 4)首次实现了电学参数对果实硬度的成功预测。


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