趙 倩,方 波,牛 瀅
(重慶市農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所,重慶 401329)
【研究意義】巫山脆李(‘Wushan’ plum)是薔薇科李屬植物,屬江安李系列,主產(chǎn)于重慶市巫山縣,果實扁圓形,果皮綠色至黃綠色,果粉厚,肉質(zhì)緊密,酸甜適中,離核,尤以其脆嫩多汁的口感,深得消費者喜愛,有“中華名果”之稱。巫山脆李成熟期在6月底至7月中旬,正值重慶夏季高溫,且巫山地處山區(qū),交通不便,通常脆李果實在采后2~4 d后即發(fā)生軟化,失去果實原有風味,同時造成運輸困難、貨架期減短等問題,極大地影響了其經(jīng)濟價值。因此,開展巫山脆李果實保鮮研究,具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是一種乙烯競爭性抑制劑,可與乙烯受體發(fā)生不可逆的結(jié)合,致使乙烯信號傳導受阻,抑制乙烯的生成,從而達到延緩果實后熟衰老的目的[1]。1-MCP具有無毒、安全、高效的優(yōu)點[2],在蘋果[3]、桃[2, 4]、杏[5]、梨[6-7]、李[8]、櫻桃[9]、枇杷[10]等薔薇科果樹貯藏保鮮中有非常多的應(yīng)用,是一種極具潛力的果實采后貯藏保鮮技術(shù)?!颈狙芯康那腥朦c】目前國內(nèi)李子的研究主要集中在栽培、育種上,采后的研究較少,特別是針對南方脆李的采后研究更少,如何結(jié)合各種保鮮技術(shù),優(yōu)化貯運方式,盡量延長脆李貨架期,是南方脆李新的研究領(lǐng)域?!緮M解決的關(guān)鍵問題】本實驗旨在研究1-MCP處理對巫山脆李冷藏期果實相關(guān)指標的影響,分析果實硬度與各指標的相關(guān)性,以初步探究果實冷藏期軟化機理及品質(zhì)變化,為利用1-MCP進行巫山脆李的采后貯藏工藝開發(fā)和商業(yè)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
巫山脆李于2018年7月18日采摘于巫山縣曲尺鄉(xiāng)權(quán)發(fā)村,坐標為東經(jīng)109°43′、北緯31°2′,海拔約450 m。果園露地栽培,全園栽培管理一致。選擇大小均勻、成熟度一致、無病蟲、無損傷的果實采摘后分裝于PET包裝盒(規(guī)格23 cm×17.5 cm×9 cm)內(nèi),每盒1 kg,約24~26個果實,于采摘當日運送回重慶市農(nóng)業(yè)科學院果樹生理實驗室,運回后立即進行相應(yīng)實驗處理:①1 ℃冷藏處理。10 ℃預冷過夜后,每盒脆李用聚乙烯塑料薄膜袋密封包裝,貯存于(1±0.5) ℃冰箱中,相對濕度90 %~95 %,每周測定一次硬度,可溶性固形物、可溶性總糖、可滴定酸、果膠、纖維素含量;②1 ℃冷藏+1-MCP處理。每盒脆李放置一包粉劑1-MCP緩釋劑(商品名: AnsiP-P,臺灣利統(tǒng)股份有限公司提供,規(guī)格為0.8 g/包,有效濃度為0.9 μl/L),聚乙烯塑料薄膜袋密封包裝,貯存于(1±0.5) ℃冰箱中,每周測定一次相關(guān)指標。
采用美國Brookfield公司CT3型質(zhì)構(gòu)儀進行硬度(g)測定,采用TA39探頭,直徑2 mm,穿刺速度0.5 mm/s,穿刺距離8 mm,每次測定5個果實,每個果實沿赤道面測定3次果實帶皮硬度。
采用ATAGO手持糖量儀(Pocket Pal-1, Atago, Japan)測定果實混合果汁可溶性固形物含量(%);參照王學奎[11]的方法,采用硫酸蒽酮法測定可溶性總糖含量(mg/g);硫酸蒽酮比色法測定纖維素含量(mg/g);參照曹建康等[12]的方法采用咔唑比色法測定果膠物質(zhì)含量(mg/g);參照國家標準《食品中總酸的測定》(GB/T 12456—2008)的NaOH滴定法測定可滴定酸含量(mmol/100 g);所有指標均進行3次生物學重復。
固酸比=可溶性固形物均值/(可滴定酸含量均值×0.067);甜酸比=(0.1×可溶性總糖含量均值)/(可滴定酸含量均值×0.067),其中以蘋果酸換算可滴定酸度,換算系數(shù)為0.067。
用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析,采用ANOVA進行方差分析,Duncan法進行多重比較,Pearson進行相關(guān)性分析,Microsoft Excel 2010進行試驗數(shù)據(jù)整理并作圖。
果實硬度是巫山脆李的重要屬性之一,是判斷脆李貯藏效果的重要指標。由圖1可以看出,巫山脆李果實的初始硬度為904 g,在冷藏1周后,直接冷藏處理與1-MCP冷藏處理對巫山脆李果實硬度影響差異不大,冷藏1周后硬度分別為818、810 g。隨著1 ℃低溫冷藏時間的延長,巫山脆李果實硬度整體呈下降趨勢。從冷藏第2周開始,對照組的巫山脆李硬度開始快速下降,而1-MCP處理后將巫山脆李果實硬度快速下降時間推遲至第3周出現(xiàn)。冷藏5周后,經(jīng)過1-MCP處理后的果實硬度降低為561 g,顯著高于直接冷藏處理的果實硬度(328 g),是對照組果實硬度的1.71倍。說明1-MCP結(jié)合低溫貯藏能夠在較長時間內(nèi)持續(xù)抑制巫山脆李的硬度下降,有效減緩脆李冷藏期間果實軟化。
可溶性固形物是果實中糖分、有機酸、果膠等物質(zhì)變化的綜合表現(xiàn)[13]。果蔬采后可溶性固形物含量的多少,是判斷果蔬后熟與風味的重要指標之一[14]。巫山脆李采后立即測定可溶性固形物,含量為13.8 %。由圖2-A可以看出,直接冷藏處理的脆李可溶性固形物含量隨時間逐漸上升,1-MCP處理的脆李可溶性固形物呈“M”形變化,在冷藏第2周時達到最大值15.1 %。在采后冷藏第5周時,直接冷藏處理的脆李可溶性固形物含量為15.6 %,與1-MCP處理相比有顯著提高。結(jié)果表明,1-MCP處理能夠減緩巫山脆李在低溫冷藏過程中可溶性固形物含量上升。
圖1 1-MCP對巫山脆李冷藏期果實硬度的影響Fig.1 Effects of 1-MCP on fruit firmness of ‘Wushan’ plums during cold storage
圖2 1-MCP對巫山脆李冷藏期果實內(nèi)在品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of 1-MCP on fruit quality of ‘Wushan’ plums during cold storage
李果實在采后貯藏過程中可溶性糖含量常常隨著淀粉轉(zhuǎn)化而逐漸上升[15]。對冷藏期的果實可溶性總糖進行測定,圖2-B顯示:直接冷藏處理過程中可溶性總糖含量逐漸上升,而1-MCP結(jié)合低溫冷藏處理,使脆李的可溶性總糖含量維持在較穩(wěn)定水平,并略有下降。在第5周時,直接冷藏處理的可溶性總糖含量達到最高,為118.2 mg/g,相較1-MCP處理后的可溶性總糖含量(106.9 mg/g)提高了10.6 %??梢?,1-MCP 處理可能抑制了低溫冷藏過程中淀粉水解,減緩巫山脆李可溶性總糖含量升高,從而為巫山脆李冷藏后貨架期的果實風味保證減少了物質(zhì)損耗。
可滴定酸含量是影響果實風味的重要因素之一。由圖2-C可知,隨著冷藏時間的延長,果實可滴定酸含量均呈下降趨勢,在冷藏前期(1周內(nèi)),兩組處理可滴定酸含量下降程度無顯著差異,從第2周開始,直接冷藏處理的可滴定酸含量快速下降,1-MCP處理顯著減緩了果實可滴定酸含量下降,在冷藏第5周時,直接冷藏處理可滴定酸含量下降至9.4 mmol/100 g,1-MCP處理可滴定酸含量下降至10.7 mmol/100 g,差異顯著。結(jié)果表明,1-MCP處理有助于延緩果實冷藏期間可滴定酸含量下降,能維持較好的采后果實風味。
糖酸種類、含量和糖酸比決定果實的甜酸味,影響著果實的食用品質(zhì),而糖酸含量主要以糖酸比的形式影響果實口感[16]。由圖2-D可以看出,在冷藏過程中,無論是否采用1-MCP處理,巫山脆李果實固酸比、甜酸比均呈上升趨勢。但相較對照而言,1-MCP處理延緩果實可溶性固形物和可溶性總糖含量上升,抑制可滴定酸含量下降,因此在一定程度上減緩固酸比、甜酸比上升速率,使果實在貯藏期保持優(yōu)質(zhì)風味。
纖維素是細胞壁的骨架物質(zhì),它的降解意味著細胞壁的解體和果實軟化[17]。在巫山脆李果實冷藏過程中,對照組的果實纖維素含量在冷藏前兩周變化較平緩(圖3-A),從第3周開始下降,但在整個貯藏周期內(nèi)下降幅度不大。1-MCP處理后的果實纖維素含量先升高,在第3周時達到最大值98.27 mg/g,而后開始緩慢下降。在低溫貯藏過程中,1-MCP處理后的果實纖維素含量均顯著高于對照組。
圖3 1-MCP對巫山脆李冷藏期纖維素和果膠含量的影響Fig.3 Effects of 1-MCP on the contents of cellulose and pectin of ‘Wushan’ plums during cold storage
從圖3-B可以看出,巫山脆李果實可溶性果膠的初始含量較低,為2.97 mg/g,隨著冷藏時間的延長,對照組和1-MCP處理后的可溶性果膠整體呈上升趨勢,但1-MCP處理后的可溶性果膠含量上升速率低于對照處理。第2周開始,1-MCP處理后的果實可溶性果膠含量均顯著低于同時期的對照組,到第5周時,對照組可溶性果膠含量為4.29 mg/g,1-MCP處理的可溶性果膠含量為3.98 mg/g,分別提高了44.4 %和34.0 %,說明1-MCP處理有助于延緩可溶性果膠的形成。
在冷藏過程中,直接冷藏處理的果實原果膠含量呈下降趨勢(圖3-C),尤其在冷藏第一周,下降速率極快,冷藏第2周(2.59 mg/g)較初始原果膠含量(4.01 mg/g)下降了35.4 %,冷藏后期果實原果膠含量變化較平穩(wěn)。而1-MCP處理顯著控制了原果膠的降解速率,果實原果膠含量一直維持在較高水平,與對照差異顯著。
總果膠含量是可溶性果膠含量與原果膠含量之和。由于原果膠的降解與可溶性果膠的生成,對照組和1-MCP處理后的總果膠含量均呈上升趨勢,但1-MCP處理后的果實總果膠含量始終處于較高水平,并與同時期對照組總果膠含量達顯著差異,在冷藏第5周,1-MCP處理總果膠含量(8.45 mg/g)達到直接冷藏處理(7.33 mg/g)1.15倍。
將巫山脆李果實硬度與各指標進行相關(guān)性分析,結(jié)果表明(表1),巫山脆李果實硬度與可溶性固形物含量、固酸比、甜酸比、可溶性果膠含量呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為-0.829、-0.974、-0.928、-0.940,與可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.925,與可溶性總糖含量、原果膠、總果膠、纖維素含量無顯著相關(guān)性。
巫山脆李采摘后極易發(fā)生軟化,本研究結(jié)果表明,1 ℃冷藏處理可將脆李400 g以上的硬度維持3周左右,而1-MCP結(jié)合1 ℃冷藏處理可將硬度維持至少5周,1-MCP能顯著推遲果實硬度的下降,與1-MCP在青脆李[18]、“Zaohong”李[19]、‘安哥諾’李[20]、嵊州桃形李[21]、“大石早生”[22]等的應(yīng)用研究結(jié)果相同;但與公譜[23]對晚香蕉李,洪凱等[24]對“巫山脆李”的研究結(jié)果有所不同,與本研究的差異可能來源于品種及1-MCP處理的有效濃度不同。
表1 巫山脆李果實硬度與各指標的相關(guān)性分析
注:**. 在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān);*. 在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。
本研究結(jié)果表明,1-MCP處理能維持巫山脆李冷藏過程中較高的纖維素、原果膠含量,并能減緩可溶性果膠的形成速率。Lin等[25]對“Younai”李的研究結(jié)果也表明,紙片型1-MCP在常溫下使用,能降低細胞壁降解酶活性和水溶性果膠含量,維持較高的細胞壁多糖成分(纖維素、半纖維素、碳酸鈉可溶性果膠等),從而延緩軟化。1-MCP對纖維素及果膠含量的影響在其他水果如“敞口”山楂[26]、“岳帥”蘋果[3]、庫爾勒香梨[7]、扁花柿[27]中也有相似的研究結(jié)果。果實硬度與細胞壁各組成成分相關(guān)性分析表明,果實硬度與可溶性果膠含量呈極顯著負相關(guān)(相關(guān)系數(shù)-0.940),但與纖維素、原果膠含量相關(guān)性不大,究其原因,可能是因為低溫抑制了纖維素酶活性,致使纖維素含量變化不大,茅林春[28]的研究發(fā)現(xiàn),直接常規(guī)冷藏的桃果實不能正常軟化,其纖維素酶活性明顯偏低,而中途加溫和貯前加溫處理的果實,其纖維素酶活性快速提高。故巫山脆李果實冷藏期軟化進程主要是與可溶性果膠生成有關(guān),催化可溶性果膠形成的酶可能是引起脆李果實冷藏期軟化的關(guān)鍵酶;而低溫可能降低了纖維素酶活性,使纖維素降解減緩,減輕纖維素含量減少對果實軟化的不利影響。
糖和酸是李果實風味品質(zhì)形成的重要基礎(chǔ)[29],是評價李貯藏效果的重要指標。本研究中,1-MCP處理在低溫冷藏5周內(nèi),抑制巫山脆李果實可溶性固形物和可溶性總糖含量的快速上升,減緩可滴定酸的快速下降,可見,1-MCP處理有助于減少糖酸等風味物質(zhì)在貯藏期的消耗,為貨架期脆李的后熟提供基礎(chǔ)物質(zhì)保障。該研究結(jié)果與及華等[20]對“安哥諾”、陳嘉等[18]對青脆李研究結(jié)果相同,貯藏期結(jié)合1-MCP處理后的果實酸甜適口,有較濃郁的李子特有的風味,基本接近于剛采收時的品質(zhì)。
1-MCP(Ansip-p)結(jié)合1 ℃低溫冷藏處理在減少冷藏期果實風味物質(zhì)的消耗的同時能延緩果實硬度下降,減緩可溶性果膠含量的上升,從而推遲果實軟化??梢?,1-MCP處理對“巫山脆李”的冷藏保鮮效果較顯著,具有一定的商業(yè)應(yīng)用價值。