,*

(1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧大連 116034; 2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384; 3.中國(guó)科學(xué)院植物研究所資源植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100093)

我國(guó)是蘋(píng)果生產(chǎn)大國(guó),其中富士蘋(píng)果占50%以上[1],它含有豐富的、易被人體吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是人們生活中廣泛食用的一種水果[2]。蘋(píng)果貯藏期的微生物病害是由于病原微生物從碰、壓、刺傷或病蟲(chóng)害的部位侵染所致,引起這些病害的主要微生物為粉紅單端孢、青霉、鏈格孢菌等[3]。病原真菌的危害不僅在于腐爛造成的經(jīng)濟(jì)損失,而且由于很多病原真菌能夠分泌產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物從而引起嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題[3]。因此可知,延長(zhǎng)蘋(píng)果貯藏期和保證果實(shí)品質(zhì)的研究對(duì)富士蘋(píng)果的市場(chǎng)繁榮至關(guān)重要。

1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是在水果中廣泛使用的保鮮劑[4],具有高效、無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn),被認(rèn)為是一種新型的乙烯效應(yīng)抑制劑[5]。1-MCP通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制乙烯與受體的結(jié)合,導(dǎo)致乙烯信號(hào)傳導(dǎo)受阻,從而達(dá)到延緩成熟的目的[6],姜海峰等[7-8]對(duì)蘋(píng)果的研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1-MCP可以有效地降低乙烯生成速率和果實(shí)呼吸強(qiáng)調(diào),可以延遲呼吸高峰的出現(xiàn)時(shí)間。有研究人員對(duì)蘋(píng)果呼吸躍變型果實(shí)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)1-MCP可很好地延遲果蔬后熟軟化,保持果實(shí)的硬度、香味和營(yíng)養(yǎng)成分等,由此增加了果蔬的貨架期[9]。

1-MCP的研究主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,即提高果實(shí)抗性和1-MCP的抑菌作用,目前在提高果實(shí)抗性方面已有很多研究,李輝等[10]的研究表明，1-MCP能誘導(dǎo)果實(shí)抗病性的增強(qiáng)。在1-MCP抑菌方面,李江闊[11]等研究表明,1-MCP可抑制蘋(píng)果上青霉的菌絲體生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)?，F(xiàn)如今在1-MCP結(jié)合其他貯藏方式的雙重處理研究方面比較多,劉成紅[12]曾研究1-MCP結(jié)合真空包裝雙重處理對(duì)柿果貯藏保鮮效果影響,而1-MCP貯前貯后雙重處理在蘋(píng)果中未見(jiàn)報(bào)道,1-MCP的雙重處理通過(guò)貯前控生理,提高果實(shí)抗性,延長(zhǎng)貯藏期,貯后抑制病害,以減少蘋(píng)果腐爛病害率,且與相關(guān)研究相比,本文研究具有處理成本低、保鮮抑菌效果好等特點(diǎn),因此對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的研究是非常有意義的。

本實(shí)驗(yàn)以富士蘋(píng)果為試材,采后先進(jìn)行1-MCP 處理,出庫(kù)后再分別給予不同濃度的1-MCP處理,以7 d為測(cè)定周期測(cè)定富士蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及硬度、生理指標(biāo)、腐爛率、失重率及防御酶活性等一系列指標(biāo)的變化,以期為富士蘋(píng)果的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

富士蘋(píng)果 于2017年10月20日采自甘肅慶陽(yáng)蘋(píng)果示范園;1-MCP小藥包、PE微孔袋 國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津);鉬酸銨、草酸-EDTA、乙二胺四乙酸、偏磷酸、冰乙酸 分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠。

KF-568電子秤 中國(guó)凱豐集團(tuán);TU-1810紫外分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;CheckPoint 便攜式氣體測(cè)定儀 丹麥PBI Dansensor;2010型氣相色譜儀 日本島津公司;PAL-BX/ACID5蘋(píng)果糖酸一體機(jī) 日本ATAGO公司;916 Ti-Touch電位滴定儀 瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司;TA.XT.Plus物性儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 人工挑選成熟度一致,大小適中,無(wú)病蟲(chóng)害,無(wú)機(jī)械損傷的富士蘋(píng)果果實(shí),裝箱入庫(kù)(庫(kù)溫(0±1) ℃),進(jìn)行1-MCP熏蒸處理(將1袋1-MCP小藥包放入蒸餾水中浸濕,后立即放入用微孔袋包裹的蘋(píng)果中封口處理24 h),1-MCP濃度為1 μL/L,處理時(shí)間24 h,以不做處理為對(duì)照。之后每10 kg蘋(píng)果放入一個(gè)襯有微孔袋的紙箱內(nèi),對(duì)照組和1-MCP處理組各100箱從甘肅慶陽(yáng)冷鏈物流至國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)。接到貨物后,立即入精準(zhǔn)溫控庫(kù)(-(0.5±0.3) ℃),開(kāi)箱打開(kāi)微孔袋預(yù)冷24 h,再扎口封箱存放。冷藏6個(gè)月后出庫(kù),于常溫下貯藏,并將果實(shí)放入新微孔袋中再次進(jìn)行1-MCP高濃度處理。共有4組處理:a.無(wú)任何處理,作為對(duì)照組(CK);b.采后貯前用1-MCP處理組(1-MCP);c.用蒸餾水浸濕3袋便攜式1-MCP藥包迅速放入貯前用1-MCP處理過(guò)的果實(shí)微孔袋內(nèi)扎口存放24 h(1-MCP+ZH3.0組(3 μL/L));d.貯后用蒸餾水浸濕5袋便攜式1-MCP藥包迅速放入貯前用1-MCP處理過(guò)的果實(shí)微孔袋內(nèi)扎口存放24 h(1-MCP+ZH5.0組(5 μL/L))。經(jīng)1-MCP不同處理后的果實(shí)在常溫下貯藏,每個(gè)處理設(shè)定3次重復(fù)實(shí)驗(yàn),每7 d測(cè)定一次,周期為28 d。

1.2.2 富士蘋(píng)果貯后營(yíng)養(yǎng)成分及硬度測(cè)定方法

1.2.2.1 硬度測(cè)定 在富士蘋(píng)果果梗附近相對(duì)應(yīng)的陰陽(yáng)面各取一個(gè)點(diǎn),然后使用內(nèi)徑10 mm的打孔器取樣,用寬度5 mm的雙切刀切取居中的部位小圓柱體試樣。將試樣放置于TA. XT. Plus質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試平板上,采用直徑為75 mm的圓柱形探頭P/75進(jìn)行TPA測(cè)試。測(cè)試條件如下:測(cè)前速率為1 mm/s,測(cè)試速率為0.5 mm/s,測(cè)后上行速率為0.5 mm/s,蘋(píng)果果肉受壓變形為60%,2次壓縮停頓時(shí)間為5 s,觸發(fā)力為5 g。每個(gè)果實(shí)重復(fù)2次,每個(gè)處理設(shè)三次重復(fù)。

1.2.2.2 可滴定酸(TA)含量的測(cè)定 參考李文生等[13]的方法略有改動(dòng),將蘋(píng)果去皮打漿后,取勻漿20 g,精確至0.001 g,置于250 mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至刻度,80 ℃水浴30 min,用脫脂棉過(guò)濾,收集濾液于250 mL錐形瓶中備用。吸取20 mL濾液于三角瓶中,加蒸餾水定容至60 mL,用0.025 mol/L NaOH溶液電位滴定儀測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)滴定3次,取其平均值。

1.2.2.3 VC含量的測(cè)定 采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定[14],取4個(gè)蘋(píng)果去皮打漿,取(20.00±0.02) g于100 mL容量瓶中用草酸-EDTA定容,取10 mL樣液至50 mL容量瓶中,加入1 mL偏磷酸-醋酸溶液(搖動(dòng)溶解15 g片狀偏磷酸于40 mL醋酸中,稀釋至500 mL,用濾紙過(guò)濾,取濾液備用),再加入2 mL體積分?jǐn)?shù)5%硫酸溶液,搖勻后加入4 mL體積分?jǐn)?shù) 5%的鉬酸氨溶液,用蒸餾水定容,15 min后于705 nm波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度,重復(fù)3次取平均值。

1.2.2.4 可溶性固形物(TSS)含量的測(cè)定 采用便攜式手持折光儀測(cè)定,打漿后取勻漿用4層紗布過(guò)濾,取濾液0.2 mL直接測(cè)定,每個(gè)處理重復(fù)6次,取平均值。

1.2.3 生理指標(biāo)測(cè)定方法

1.2.3.1 乙烯生成速率的測(cè)定 參照Luo等[15]的方法,稍有改動(dòng)。每次將3個(gè)果實(shí)置于密閉的保鮮盒內(nèi),密閉3 h后取樣20 mL,用島津2010氣相色譜儀程序升溫法測(cè)定。FID檢測(cè)器,檢測(cè)器溫度160 ℃,DB-5毛細(xì)管柱(0.25 mm×15 mm),程序升溫范圍46～60 ℃,進(jìn)樣口溫度150 ℃,載氣為N2,流速14 mL/min,采用面積外標(biāo)法計(jì)算,乙烯標(biāo)樣的體積分?jǐn)?shù)為50 μL·L-1,每個(gè)處理重復(fù)3次,用以下公式計(jì)算。

式中:X-乙烯的生成速率,μL·kg-1·h-1;V-容器體積(干燥器體積-果實(shí)體積),L;N-乙烯的體積分?jǐn)?shù),μL·L-1;M-試樣質(zhì)量,kg;H-放置時(shí)間,h。

1.2.3.2 呼吸強(qiáng)度的測(cè)定 參照曹建康等[16]的方法。采用靜置法將3個(gè)果實(shí)置于密閉的保鮮盒內(nèi),密閉3 h后用氣體成分測(cè)定儀測(cè)定積累的CO2的量,用以下公式計(jì)算。

式中:X-呼吸強(qiáng)度,mgCO2·kg-1·h-1;V-容器體積(干燥器體積-果實(shí)體積),L;K-換算系數(shù);N-CO2濃度,%;M-試樣質(zhì)量,kg;H-放置時(shí)間,h。

1.2.4 腐爛率、失重率及抗病性相關(guān)酶活性測(cè)定

1.2.4.1 腐爛率的測(cè)定 出庫(kù)時(shí),每個(gè)處理(CK組、貯前1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0和1-MCP+ZH5.0處理組)出3箱富士蘋(píng)果,其中每箱有44個(gè)果實(shí),分別在貨架0、7、14、21、28 d記錄蘋(píng)果腐爛個(gè)數(shù),以計(jì)算不同貨架周期蘋(píng)果的腐爛率。腐爛率為腐爛數(shù)與總數(shù)的比值:腐爛率(%)=(腐爛蘋(píng)果個(gè)數(shù)/蘋(píng)果總數(shù))×100。

1.2.4.2 失重率的測(cè)定 按1.2.4.1方法出庫(kù)后,選取固定的10個(gè)果實(shí)放入微孔袋中常溫貯藏,分別在貨架0、7、14、21、28 d記錄各單果的質(zhì)量,以計(jì)算不同貨架周期蘋(píng)果的失重率,采用稱量法測(cè)定,失重率(%)=(貨架前質(zhì)量-調(diào)查時(shí)質(zhì)量)/(貨架前質(zhì)量)×100

1.2.4.3 POD活性的測(cè)定 POD采用愈創(chuàng)木酚法:取5 g左右樣品,加入適量的pH6.8,0.05 mol/L磷酸緩沖液(取6.2 g磷酸定容到1000 mL容量瓶中),冰浴下研磨呈勻漿加入緩沖液沖洗研缽,并使最終體積為20 mL,于4 ℃下提取30 min,4 ℃下15000 r/min離心10 min,上清液即為POD粗提液。酶的反應(yīng)體系包括,2.9 mL,pH6.8磷酸緩沖液、1.0 mL,0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚和5 mL酶液,于37 ℃水浴保溫10 min,立即加入1.0 mL 2% H2O2(取6.67 mL,30%H2O2溶于100 mL蒸餾水,隨用隨配),以磷酸緩沖液代替酶液調(diào)零,于470 nm下測(cè)其吸光度值。POD酶活力[U/(min·g)]=ΔOD/t,(ΔOD 代表光吸收度的變化,t/min 代表反應(yīng)的時(shí)間)。酶活性單位(U)以每克鮮樣每分鐘 OD 變化值表示[U/(min·g)]。

1.2.4.4 PPO活性的測(cè)定 PPO采用鄰苯二酚法[17]測(cè)定:5 g樣品于預(yù)冷的研缽中,加入適量0.05 mol/L,pH7.8的磷酸緩沖液(總用量20 mL),冰浴研磨成勻漿,4 ℃下提取30 min,4 ℃3000 r/min離心10 min,上清液為酶提取液。取3.9 mL 0.05 mo/L pH7.8的磷酸緩沖液,然后加入1 mL,0.1 mol/L兒茶酚(取1.101 g兒茶酚,用蒸餾水定容至100 mL,避光保存)和3 mL酶提取液,37 ℃水浴保溫10 min,迅速放入冰浴中立即加入2 mL,20%的三氯乙酸(稱取20 g三氯乙酸加入80 mL蒸餾水)終止反應(yīng),在420 nm下測(cè)吸光度值,以磷酸緩沖液代替酶液調(diào)零。PPO酶活性單位(U)以每克鮮樣每分鐘 OD 變化值表示(U/(min/g))。

1.2.4.5 PAL活性的測(cè)定 PAL 采用曹建康等[16]方法:稱取5 g樣品置于研缽中,加入5.0 mL提取緩沖液,在冰浴條件下研成勻漿。將勻漿全部轉(zhuǎn)入離心管中,于4 ℃、12000 r/min下離心30 min。收集上清液,即為粗酶提取液,低溫保存?zhèn)溆?。?支反應(yīng)管,加入3 mL,50 mmol/L,pH8.8硼酸緩沖液和0.5 mL,20 mmol/L 1-苯丙氨酸,在37 ℃預(yù)保溫平衡10 min,再加入0.5 mL酶液,混合后,迅速測(cè)定其在波長(zhǎng)290 nm處的吸光度值作為反應(yīng)的初始值(OD0)。然后將反應(yīng)管置于37 ℃保溫60 min。保溫結(jié)束時(shí)再立即測(cè)定一次反應(yīng)混合液在波長(zhǎng)290 nm處的吸光度值作為反應(yīng)的終止值(OD1)。注意均以蒸餾水作為參比空白進(jìn)行調(diào)零。PAL 酶活性單位(U)以每克鮮樣每分鐘 OD 變化值表示(U/(min/g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010處理數(shù)據(jù);使用DPS軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析,每個(gè)處理數(shù)據(jù)有3次平行,且P<0.05為顯著性水平,P>0.05為非顯著性水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果營(yíng)養(yǎng)成分和硬度等指標(biāo)的影響

2.1.1 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果硬度的影響 圖1表示不同處理對(duì)富士蘋(píng)果硬度的影響。硬度是果實(shí)局部抵抗外力進(jìn)入其內(nèi)部的能力,硬度的大小代表著果實(shí)自身保護(hù)能力的強(qiáng)弱,較高的硬度可以有效地減少果實(shí)所受外力的傷害,從而保護(hù)其不會(huì)發(fā)生因傷害而引起腐爛變質(zhì)等不良影響[18]。從圖1中可看出,CK組和3個(gè)處理組果實(shí)的硬度大體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì),這是因?yàn)楣麑?shí)的衰老會(huì)直接影響硬度,使其硬度下降。就CK組和1-MCP處理組相比較而言,在貨架14～21 d,處理組果實(shí)的硬度要高于CK組,差異性顯著(P<0.05),可知1-MCP處理能有效抑制細(xì)胞壁降解酶的活性增強(qiáng),延緩果實(shí)細(xì)胞壁物質(zhì)的降解,保持貯藏期間細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整性,維持較高的硬度[20]。在貨架21～28 d期間,1-MCP處理能夠明顯延緩果實(shí)硬度的下降,且在不同濃度的雙重處理中,5 μL/L較3 μL/L處理對(duì)果實(shí)硬度的維持效果更佳,但1-MCP+ZH3.0與1-MCP處理組間沒(méi)有顯著性差異,但5 μL/L能更好保持富士蘋(píng)果的質(zhì)地和硬度,從而提高蘋(píng)果的貯藏品質(zhì)和商業(yè)價(jià)值。

圖1 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果硬度的影響Fig.1 Effects of different treatments on the hardness of Fuji apple 注:不同小寫(xiě)字母表示差異顯著,P<0.05;圖2～圖9同。

2.1.2 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果可滴定酸含量的影響 圖2表示不同處理對(duì)富士蘋(píng)果可滴定酸含量的影響。由圖2可知,在整個(gè)貨架期間,隨著貨架期的延長(zhǎng),富士蘋(píng)果中的可滴定酸含量呈下降的趨勢(shì),這可能是由于在貯藏過(guò)程中,果實(shí)優(yōu)先利用有機(jī)酸類物質(zhì)作為呼吸基質(zhì),導(dǎo)致果實(shí)的可滴定酸含量下降[20],在貨架28 d,CK組和1-MCP處理組的果實(shí)中可滴定酸含量分別下降了83.03%和52.62%,可知1-MCP處理組能更好地保持富士蘋(píng)果中可滴定酸的含量(P<0.05)。貨架28 d時(shí),1-MCP、1-MCP+ZH3.0和1-MCP+ZH5.0處理組果實(shí)中可滴定酸含量分別下降了52.62%、55.56%和26.95%,1-MCP組與1-MCP+ZH3.0 處理組的效果差異不顯著性差異(P>0.05),但顯著低于1-MCP+ZH5.0 處理組(P<0.05)。因此可知,1-MCP處理能更好地保持富士蘋(píng)果貨架期間可滴定酸的含量,其中1-MCP+ZH5.0處理組能更好的延緩果實(shí)可滴定酸含量的下降。

圖2 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果可滴定酸含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on the titration acid contents of Fuji apple

2.1.3 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果VC含量的影響 圖3表示不同處理對(duì)富士蘋(píng)果VC含量的影響。水果中所含的VC和多酚等物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化活性,對(duì)延緩人體衰老以及預(yù)防和治療退行性疾病具有重要的作用[21-22]。在整個(gè)貨架期間,4個(gè)處理組的VC含量大體呈下降趨勢(shì),這是蘋(píng)果貯藏期間自身生理代謝消耗及衰老的結(jié)果。隨著貨架期的延長(zhǎng),就CK組和1-MCP處理組相比,CK組在0、28 d的VC含量分別為18.11、5.87 mg/100 g,在貨架28 d時(shí)的下降率為56.36%,而1-MCP處理組在0、28 d的VC含量分別為15.13、7.18 mg/100 g,下降率是52.54%,因此可知1-MCP處理組對(duì)蘋(píng)果VC具有更好的保持效果(P<0.05)。在貨架28 d時(shí),CK組、1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0處理組、1-MCP+ZH5.0 處理組,蘋(píng)果VC含量分別為5.87、7.18、7.65和8.65 mg/100 g,可知與1-MCP處理相比,1-MCP+ZH5.0處理組對(duì)果實(shí)中VC含量的維持效果較好(P<0.05),而1-MCP+ZH3.0 處理組與1-MCP處理組差異不顯著(P>0.05)。綜上可知,1-MCP處理組對(duì)蘋(píng)果VC具有很好的保持效果,而1-MCP雙重處理中1-MCP+ZH5.0 處理組對(duì)VC的維持效果最佳。

圖3 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果VC含量的影響Fig.3 Effects of different treatments on the VC contents of Fuji apple

2.1.4 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果可溶性固形物(TSS)含量的影響 圖4表示不同處理對(duì)富士蘋(píng)果TSS含量的影響。在整個(gè)貨架期間,富士對(duì)照組的TSS大體呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì),但變化波動(dòng)趨勢(shì)不大,TSS上升可能是成熟度升高或者果實(shí)個(gè)體差異的緣故,下降趨勢(shì)的原因是隨著貨架期的延長(zhǎng),乙烯釋放量升高,從而促進(jìn)了蘋(píng)果的衰老,果實(shí)中TSS下降。貨架28 d時(shí),CK組、1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0 和1-MCP+ZH5.0 果實(shí)的TSS分別下降27.60%、19.49%、11.33%和2.82%,將圖6和數(shù)據(jù)結(jié)合分析來(lái)看,與CK組相比，1-MCP處理組對(duì)蘋(píng)果TSS的影響不顯著(P>0.05);1-MCP組和貯前貯后雙重處理組相比,后者能更顯著地保持富士蘋(píng)果的TSS(P<0.05);而就不同濃度的1-MCP雙重處理來(lái)看,兩個(gè)處理的TSS無(wú)顯著性差異(P>0.05)。綜上可知,與CK組相比,1-MCP處理對(duì)果實(shí)中TSS的保持作用不明顯,但1-MCP雙重處理能更好地維持果實(shí)中TSS含量,且在一定范圍內(nèi),濃度對(duì)TSS的保持作用無(wú)顯著差異。

圖4 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果TSS含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on the TSS contents of Fuji apple

2.2 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果生理指標(biāo)的影響

2.2.1 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果乙烯生成速率的影響 圖5表示的是不同處理對(duì)富士蘋(píng)果乙烯生成速率的影響。乙烯生成是果實(shí)衰老過(guò)程中的重要生化過(guò)程,其生成量也影響著果實(shí)貯藏過(guò)程中的品質(zhì)[23]。在整個(gè)貨架期間,CK組的乙烯生成速率呈現(xiàn)大幅度上升趨勢(shì),這是由于伴隨著果實(shí)的成熟乙烯的釋放速率逐漸增大。4個(gè)處理組之間相比較而言,在貨架21～28 d,1-MCP、1-MCP+ZH3.0、1-MCP+ZH5.0處理組的乙烯生成速率一直顯著低于CK組(P<0.05),說(shuō)明1-MCP處理有效抑制了蘋(píng)果貯藏期間乙烯的釋放,降低乙烯釋放高峰。貨架28 d時(shí),經(jīng)顯著性分析,1-MCP處理組與1-MCP+ZH3.0 處理組不存在顯著性差異(P>0.05),但1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0 處理組與1-MCP+ZH5.0 處理組存在顯著性差異(P<0.05)。而就三個(gè)處理組比較可得出結(jié)論,1-MCP+ZH5.0處理組果實(shí)的乙烯上升幅度相對(duì)較小,且貨架28 d后果實(shí)的乙烯生成速率最低。綜上可得出結(jié)論,1-MCP組可以有效抑制果實(shí)的乙烯生成速率,這與 1-MCP的作用機(jī)理相符合,且1-MCP雙重處理中濃度為5 μL/L 時(shí)可以對(duì)富士蘋(píng)果的乙烯生成速率起到最好的抑制作用。綜上可知,1-MCP+ZH5.0處理組的乙烯生成速率顯著低于兩者(P<0.05),說(shuō)明較高濃度的1-MCP雙重處理有效抑制了乙烯釋放。

圖5 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果乙烯生成速率的影響Fig.5 Effect of different treatments on ethylene formation rate of Fuji apple

2.2.2 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果呼吸強(qiáng)度的影響 圖6表示的是不同處理對(duì)富士蘋(píng)果呼吸強(qiáng)度的影響。此次試驗(yàn)中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),三個(gè)處理組的呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)不同程度的先升后降趨勢(shì)。對(duì)照組在貨架21 d左右出現(xiàn)了典型的呼吸躍變峰,之后呼吸強(qiáng)度逐漸下降。在貨架28 d時(shí),3種不同1-MCP處理與對(duì)照相比,各處理果實(shí)的呼吸強(qiáng)度均低于對(duì)照組,且差異性顯著(P<0.05);對(duì)照組和3個(gè)處理組(1-MCP、1-MCP+ZH3.0、1-MCP+ZH5.0)果實(shí)都在貨架21 d出現(xiàn)呼吸躍變峰,之后下降,峰值分別為36.36、30.26、29.78、27.33 mgCO2·kg-1·h-1。與CK組相比,1-MCP能降低呼吸高峰的數(shù)值(P<0.05)。而就三個(gè)處理組之間相比來(lái)看,在貨架28 d,1-MCP、1-MCP+ZH3.0、1-MCP+ZH5.0的呼吸強(qiáng)度分別為27.21、25.01、20.93 mgCO2·kg-1·h-1,處理間皆存在顯著性差異(P<0.05),而雙重處理中的不同濃度間也存在顯著性差異(P<0.05)。因此可知,濃度為5 μL/L 的1-MCP貯前貯后雙重處理能更好地抑制富士蘋(píng)果的呼吸強(qiáng)度,延緩其衰老。

圖6 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果呼吸強(qiáng)度的影響Fig.6 Effects of different treatments on respiratory intensity of Fuji apple

2.3 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果腐爛率的影響

從圖7中可以看出,隨著貨架時(shí)間的延長(zhǎng),富士蘋(píng)果的四個(gè)處理組腐爛率逐漸增大,其中CK組蘋(píng)果的腐爛率最高。貨架7 d時(shí),CK組和1-MCP處理組的腐爛率分別為38.83%和1.22%(P<0.05),但1-MCP不同處理組間差異不顯著(P>0.05)。貨架28 d時(shí),CK組和1-MCP處理組存在顯著性差異(P<0.05),且1-MCP處理組和1-MCP+ZH3.0 處理組間差異性不顯著(P>0.05),而1-MCP和1-MCP+ZH5.0 處理組間存在顯著性差異(P<0.05)。且在貨架28 d時(shí),1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0 和1-MCP+ZH5.0 處理組的蘋(píng)果腐爛率分別為8.74%、7.77%和2.91%,可知1-MCP+ZH5.0處理組的果實(shí)腐爛率最低。說(shuō)明在一定濃度范圍內(nèi),1-MCP采后可以控制富士蘋(píng)果腐爛病的發(fā)生,降低腐爛率,而高濃度的1-MCP(5 μL/L)更能有效地降低富士蘋(píng)果的腐爛率。因此可知貯前1-MCP+貯后5 μL/L 1-MCP能更好地保持果實(shí)品質(zhì),降低其腐爛率,保證了其商品價(jià)值。

圖7 不同處理對(duì)富士蘋(píng)果腐爛率的影響Fig.7 Effects of different treatments on the decay rate of Fuji apple

2.4 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果失重率的影響

新鮮蘋(píng)果的水分汁液充足,有較好的食用品質(zhì)。但富士蘋(píng)果在采后水分容易蒸發(fā)散失,從而影響其優(yōu)良品質(zhì)。因此研究能減少富士采后水分散失的試驗(yàn)方法是很重要的。圖8表示的是經(jīng)PE微孔袋套袋處理的富士果實(shí)的失重率。從圖8中可明顯看出,蘋(píng)果的失重率隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。在貨架21、28 d,CK組的失重率分別為1.80%、2.28%,1-MCP處理組的失重率分別為1.54%、1.88%,21～28 d,CK組富士蘋(píng)果的失重率要高于1-MCP處理組,差異性顯著(P<0.05),而1-MCP處理組、1-MCP+ZH3.0 和1-MCP+ZH5.0 處理組之間存在不顯著差異。因此可知,1-MCP處理能較為明顯降低富士蘋(píng)果的失重率,能更好維護(hù)果實(shí)原有的品質(zhì)以至于減少果實(shí)的失重率,但與1-MCP組相比不同濃度的1-MCP雙重處理對(duì)果實(shí)失重率的影響不顯著(P>0.05)。

圖8 不同1-MCP處理對(duì)富士蘋(píng)果失重率的影響Fig.8 Effect of different 1-MCP treatments on the weight loss rate of Fuji apple

2.5 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果防御酶活性的影響

2.5.1 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果POD活性的影響 植物受到病原物侵染時(shí),可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身的酚類物質(zhì)代謝來(lái)抵抗病害[24]。從圖9a可看出,在貨架期間,富士蘋(píng)果的POD活性總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),富士蘋(píng)果酶活下降有可能是隨著貨架期的增長(zhǎng)導(dǎo)致果實(shí)衰老所引起的,不同處理對(duì) POD 的活性變化測(cè)定結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)1-MCP處理的POD活性上升速度要高于CK組,說(shuō)明1-MCP對(duì)常溫貯藏蘋(píng)果的POD活性有誘導(dǎo)作用,且CK和3個(gè)處理組(1-MCP、1-MCP+ZH3.0、1-MCP+ZH5.0)的POD活性都在貨架14 d達(dá)到最大值,其活性分別提升了35.08%、56.04%、198.22%和257.89%,在貨架14 d以后酶活呈現(xiàn)下降趨勢(shì),即富士蘋(píng)果開(kāi)始出現(xiàn)衰老趨勢(shì)。在貨架28 d,CK、1-MCP、1-MCP+ZH3.0和1-MCP+ZH5.0之間皆存在顯著性差異(P<0.05)。綜上分析可得,1-MCP處理能誘導(dǎo)貨架期富士蘋(píng)果POD的活性,且貯前貯后1-MCP雙重處理中5 μL/L的處理效果最佳。

圖9 不同1-MCP處理對(duì)富士蘋(píng)果防御酶活性的影響Fig.9 Effect of different 1-MCP treatments on defense enzyme activity of Fuji apple 注:圖9a、9b和9c分別表示不同處理 對(duì)富士蘋(píng)果POD、PPO和PAL活性的影響。

2.5.2 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果PPO活性的影響 從誘導(dǎo)抗病性的角度分析,多酚氧化酶(PPO)與植物的誘導(dǎo)抗病性密切相關(guān)[25]。由圖9b可以看出,在貨架期間PPO的活性呈先上升后下降的趨勢(shì),且4個(gè)不同處理的POD活性都在貨架14 d達(dá)到最大值,其活性分別提升了26.32%、38.89%、55.29%和70.85%,后在貨架14 d以后酶活呈現(xiàn)下降趨勢(shì),貨架期14 d以后,對(duì)照組的PPO活性始終低于1-MCP處理組。在貨架后期14～28 d,1-MCP+ZH5.0的PPO活性大于1-MCP+ZH3.0處理組的活性,除21 d的1-MCP和1-MCP+ZH3.0沒(méi)有顯著性差異外,各處理間均存在顯著差異(P<0.05)，說(shuō)明1-MCP貯前貯后雙重處理富士蘋(píng)果可以更好的提高PPO的活性,且在一定范圍內(nèi),濃度越高,作用效果越好。

2.5.3 1-MCP雙重處理對(duì)貨架期間富士蘋(píng)果PAL活性的影響 苯丙烷代謝途徑是酚類物質(zhì)合成的起始階段,所以PAL酶作為植物許多重要次生代謝產(chǎn)物合成的起始酶[26-27],具有重要的生理意義。由圖9c可知,在貨架期間CK和3個(gè)不同1-MCP處理的PAL活性大體上呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。在整個(gè)貨架期,CK和1-MCP處理組存在顯著性差異(P<0.05),說(shuō)明1-MCP能誘導(dǎo)富士蘋(píng)果PAL的活性;在貨架21～28 d,1-MCP與1-MCP+ZH3.0 處理及1-MCP+ZH5.0 處理皆存在顯著差異(P<0.05),且結(jié)合整個(gè)貨架期數(shù)據(jù)可明顯看出，1-MCP+ZH5.0處理能更有效地提高富士蘋(píng)果PAL的活性。因此可知,1-MCP貯前貯后雙重處理中的高濃度處理能更好的提升富士蘋(píng)果PAL的活性。

3 討論

在蘋(píng)果的貯藏保鮮期間,經(jīng)過(guò)生理代謝后蘋(píng)果會(huì)發(fā)生成熟衰老,蘋(píng)果中可溶性固形物、VC、硬度和可滴定酸等含量通常會(huì)不斷下降。這些營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)含量的變化,反映了果蔬貯藏期間的品質(zhì)變化。而1-MCP的不同處理組能有效緩解蘋(píng)果生理代謝并維持貯藏品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,1-MCP處理能有效地保持富士蘋(píng)果中可溶性固形物、可滴定酸的含量,且從數(shù)據(jù)分析結(jié)果來(lái)看,1-MCP+ZH5.0 處理能更好地保持這些貯藏品質(zhì)指標(biāo)。這與張曉曉[28]等的研究結(jié)果一致,其用1-MCP處理蘋(píng)果梨后,明顯推遲了果實(shí)硬度的下降,減緩了可溶性固形物含量的降低,維持了較高的可滴定酸含量,具有明顯的保鮮效果。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,1-MCP處理有效抑制了蘋(píng)果貯藏期間乙烯的釋放和呼吸強(qiáng)度的增強(qiáng),而其中1-MCP+ZH5.0 處理能有更好的效果,這可能是因?yàn)?1-MCP競(jìng)爭(zhēng)性地與乙烯受體結(jié)合,抑制了果蔬體內(nèi)乙烯的釋放,顯著降低了呼吸速率,推遲了呼吸高峰的到來(lái)。呼吸速率的降低減緩了采后果蔬的成熟與衰老,從而可以有效地延長(zhǎng)了果蔬的貯藏保鮮期[29]。這與劉美艷等[29]研究結(jié)果一致,其研究結(jié)果表明,1-MCP處理的蘋(píng)果泰山早霞乙烯釋放速率受到抑制,釋放量明顯降低,一般情況下,蘋(píng)果梨呼吸速率先下降,達(dá)到一定成熟度后再上升,最后下降直到衰老腐爛。而本實(shí)驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn),1-MCP雙重處理更為有效的抑制了蘋(píng)果貯藏期間乙烯的釋放和呼吸強(qiáng)度的增強(qiáng),且5 μL/L 的抑制效果最佳,這可能與1-MCP的雙重調(diào)控作用相關(guān)。

1-MCP作為一種高效的果蔬保鮮劑,受到國(guó)內(nèi)外諸多研究者的關(guān)注,且在果蔬貯藏保鮮方面已有一些報(bào)道。陳丹生等[30]用1-MCP處理紅富士蘋(píng)果后,蘋(píng)果的貯藏保鮮期明顯延長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,1-MCP處理對(duì)富士蘋(píng)果腐爛有明顯的抑制作用,且貯前貯后1-MCP雙重處理能更有效地降低富士蘋(píng)果在貯藏期間的腐爛率,而其中高濃度(5 μL/L)抑制蘋(píng)果腐爛的效果最佳,1-MCP抑制果實(shí)腐爛可能是由于1-MCP延緩了果實(shí)衰老,增加了果實(shí)本身對(duì)病害的抵抗性所致[31]。這與李江闊[32]等的研究結(jié)果一致,該研究在冷藏(0±0.5) ℃條件下分別用1、2、3 μL/L的 1-MCP處理青皮核桃,發(fā)現(xiàn)3 μL/L處理的保鮮效果最佳,且腐爛率最低,貨架期大大延長(zhǎng)。多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶作為抗病相關(guān)酶在植物體內(nèi)起著至關(guān)重要的作用。本次實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,在將富士蘋(píng)果冷藏后出庫(kù)時(shí)再次使用1-MCP處理后的貨架期間,降低富士蘋(píng)果的腐爛率,延長(zhǎng)貨架期,且其中5 μL/L處理組的效果最佳。原因可能是1-MCP處理能誘導(dǎo)并提高富士蘋(píng)果POD、PPO和PAL的活性,從而增加富士蘋(píng)果的抗病性,這與張艷宜等[33、 張帆[34]、 周曉婉[3]等的實(shí)驗(yàn)結(jié)論相一致。

4 結(jié)論

與CK組相比,在貯前對(duì)富士蘋(píng)果進(jìn)行1 μL/L的1-MCP熏蒸處理可以更好地保證果實(shí)品質(zhì)(P<0.05),而與貯前1-MCP組相比,在富士蘋(píng)果冷藏后出庫(kù)時(shí)再次使用不同濃度(3、5 μL/L)的1-MCP熏蒸處理后可對(duì)果實(shí)的可溶性固形物以及可滴定酸含量具有更好的保持作用,抑制呼吸強(qiáng)度和乙烯生成速率的效果也更佳,且更能有效地保證其貯藏品質(zhì)并降低富士蘋(píng)果的腐爛率,提高 POD、PPO、PAL等的活性(P<0.05),其中就不同1-MCP處理濃度而言,1-MCP+ZH5.0 處理后的效果最佳。因此可知,1-MCP雙重調(diào)控可以達(dá)到貯前控生理,貯后控病害的目的。