張四普,成品迪,胡青霞,袁云凌,魯云風,田風霞,牛佳佳*
(1.河南省農業(yè)科學院園藝研究所,河南 鄭州 450002;2.河南農業(yè)大學園藝學院,河南 鄭州 450002;3.西峽縣獼猴桃生產辦公室,河南 南陽 474500;4.南陽師范學院,河南 南陽 473061)
“金桃”獼猴桃是從中華獼猴桃野生優(yōu)良單株武植6號單系中選育的芽變黃肉獼猴桃新品種,早果,豐產穩(wěn)產,耐貯[1]。“金桃”在我國推廣種植面積大,僅河南省西峽縣“金桃”種植面積就達到2 666公頃[2]。在西峽縣,獼猴桃貯藏主要采用機械冷庫低溫貯藏,以裸果裝塑料周轉筐碼垛的形式存放,存在貯藏期短、果實失水嚴重、品質下降等問題。
獼猴桃果實對乙烯敏感,濃度為0.005 μL/L~0.01 μL/L的乙烯就足以誘導果實后熟軟化[3]。1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)可有效抑制乙烯與受體的結合及信號傳導,阻止乙烯生成,已被廣泛應用于蘋果[4]、梨[5]、番茄[6]等果蔬的保鮮中。在獼猴桃保鮮上,1-MCP 已在“紅陽”[7]、“華優(yōu)”[8]、“貴長”[9]、“秦美”[10]、“亞特”[11]、“徐香”[12]、“海沃德”[13]、“金魁”[14]等獼猴桃品種研究,但不同品種使用濃度上差別較大,使用濃度范圍從0.1 μL/L~50 μL/L不等。1-MCP可以有效抑制呼吸強度、降低乙烯生成速率[7],但并不能完全消除貯藏環(huán)境中的乙烯,需要結合其他保鮮處理。乙烯吸收劑是一種物理吸附劑,無毒害,廣泛適用各種果蔬和花卉產品的保鮮貯藏,可以有效地吸收乙烯、二氧化硫、甲醛及多種有機氣體和碳酸氣體[15]。保鮮膜包裝利用果蔬產品的呼吸速率與薄膜透氣性之間的平衡關系,在貯藏期間起到自發(fā)氣調和保濕的作用。果蔬通過塑料薄膜包裝,袋內形成一種高CO2、低O2濃度的微環(huán)境,從而抑制果蔬產品的代謝,“海沃德”在溫度5℃和濕度60%條件下貯藏,薄膜包裝較裸果貯藏可延長15 d[16]。
有研究表明,1.25 μL/L濃度的1-MCP處理易出現“僵尸果”無法正常后熟的現象[9],因此,在“金桃”保鮮研究上采用低劑量1-MCP處理(0.2 μL/L),同時結合乙烯吸收劑、CO2高滲透袋復合保鮮處理,研究“金桃”獼猴桃冷藏后保鮮處理對品質和貯藏指標的影響,探尋一種安全、簡單、有效的保鮮方法,以期能提高“金桃”獼猴桃貯藏果實品質,為產業(yè)發(fā)展提供依據。
以西峽回車鎮(zhèn)垱子嶺5年生“金桃”獼猴桃果園的植株為試材,果實生長期不套袋,2017年10月5日采收,果實8成熟。果實選擇標準為:顏色、成熟度、大小均勻一致,且無病蟲害和機械傷,在果園立即裝箱,當天運回河南省農業(yè)科學院現代農業(yè)研究開發(fā)基地冷庫預冷備用;CO2高滲袋(high carbon dioxide permeability film bag,GS)、乙烯去除劑(ethylene absorbent,EA):山西省農業(yè)科學院農產品貯藏保鮮研究所;1-MCP:陜西咸陽西秦生物科技有限公司。
果實質地分析儀(GS-15):南非GUSS公司;數顯折光儀(PAL-1):日本ATAGO公司;雷磁自動電位滴定儀(ZDJ-4B):上海儀電科學儀器股份有限公司;高速冷凍離心機(HC-2518R):安徽中科中佳科學儀器有限公司;恒溫水浴鍋(BWS-05):上海一恒科學儀器有限公司;賽多利斯電子秤(BSA423S-CW):德國賽多利斯公司;分析研磨機(A11):德國IKA公司;掃描型雙光束紫外可見分光光度計(A590):上海翱藝儀器有限公司;氣相色譜儀(SP-9890):山東魯南瑞虹儀器公司。
1.3.1“金桃”獼猴桃不同保鮮處理方式
試驗共設4個處理,分別為:紙箱襯CO2高滲袋包裝(GS)、紙箱襯CO2高滲袋包裝+乙烯吸收劑(GS+EA)、紙箱襯 CO2高滲袋包裝+1-MCP(GS+1-MCP)、紙箱襯CO2高滲袋包裝+1-MCP+乙烯吸收劑(GS+1-MCP+EA),對照(CK)為:紙箱裝未加任何包裝的裸果。乙烯吸收劑處理:每袋裝果30個,放置2小包乙烯吸收劑,每小袋乙烯吸收劑用1 mL注射器扎20個小孔后迅速裝入果箱包裝內并扎口;1-MCP處理:密閉于0.20 μL/L的1-MCP環(huán)境中熏蒸24 h。處理完后立即運到(2±0.5)℃、相對濕度為85%~95%冷庫中貯藏。每處理重復3次,每重復取10個果實,間隔45 d分別取樣,進行分析測定。
1.3.2 測定的指標及方法
1.3.2.1 硬度測定
取30個果實,每個果實去皮后分別在赤道面相對位置,使用GS-15果實質地分析儀,測定2次,探頭直徑 11.3 mm,單位 kg/cm2。
1.3.2.2 總可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量測定
參照張四普等[17]的方法。
1.3.2.3 VC含量測定
采用2,6-二氯酚靛酚法測定果實VC含量[18],用雷磁ZDJ-4B自動電位滴定儀滴定,每次2,6-二氯靛酚溶液用標準VC標定,滴定重復3次。
1.3.2.4 呼吸強度測定
參照劉佰霖等[19]的方法,略作修改,取挑選出的果實2個,置于1.4 L的密封罐中,于25℃下密封1 h后抽氣1 mL,采用SP-7890氣相色譜儀測定。
1.3.2.5 淀粉含量測定
參考曹建康等[18]的方法,略有修改。取0.3 g獼猴桃果肉研磨,濾渣收集采用4 000 r/min離心。
1.3.2.6 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量測定
參照張四普等[17]的方法,略有修改。取1 g獼猴桃果肉,加入4 mL預冷的0.1 mol/L檸檬酸(pH 5.6)緩沖液研磨,室溫25℃提取20 min后于10 000 r/min離心15 min,取上清。反應體系為0.2 mL酶液+0.3 mL檸檬酸緩沖液,加入1.5 mL的3,5-二硝基水楊酸試劑終止反應。
使用Excel 2010處理數據;SPSS 19.0統(tǒng)計分析,P<0.05為顯著性水平,P>0.05為非顯著性水平;使用Origin 8.0制圖。
果實硬度是果實品質的重要指標之一。不同處理對“金桃”獼猴桃硬度的影響見表1。
表1 不同處理對“金桃”獼猴桃硬度的影響Table 1 Effect of different treatments on the firmness of′Jintao′kiwifruit
由表1可知,隨著貯存時間的延長,“金桃”獼猴桃果實硬度呈持續(xù)下降趨勢。剛采收時,果實硬度為7.61 kg/cm2;貯藏45 d時,硬度下降迅速,GS+1-MCP+EA處理硬度最高,為4.63 kg/cm2,CK硬度最低,為1.58 kg/cm2,GS處理硬度為 1.81 kg/cm2,較對照高14.5%,但差異不顯著(P>0.05),GS+1-MCP 和 GS+1-MCP+EA處理之間差異不顯著(P>0.05),但與其它各處理均差異顯著(P<0.05);貯藏90 d時,CK組硬度最低,為0.53 kg/cm2,較采收時下降93%,GS+1-MCP+EA處理硬度最高,為2.28 kg/cm2,較采收時下降70%,硬度高低順序和差異顯著水平與貯藏45 d一致;貯藏135 d時,GS處理硬度最低,為0.30 kg/cm2,GS+1-MCP+EA處理硬度最高,為1.07 kg/cm2,CK果實發(fā)生明顯的失水皺縮,果實疲軟造成硬度較GS硬度高,GS與GS+EA處理之間無顯著差異(P>0.05),1-MCP處理組的硬度顯著高于其它各處理(P<0.05),GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA間差異顯著(P<0.05);貯藏180 d時,GS+1-MCP+EA處理硬度最高,為0.93 kg/cm2,GS+1-MCP處理硬度為0.77 kg/cm2,二者差異顯著(P<0.05),除CK失水嚴重外,GS+EA處理較GS處理的硬度高,且差異顯著(P<0.05)。整個貯藏期間,1-MCP處理組硬度均高于GS+EA和GS處理,貯藏前90 d時1-MCP處理組間添加EA的效果不明顯,貯藏后期EA效果逐漸顯現,處理間差異顯著(P<0.05)。1-MCP與EA處理均程度不同地抑制了果實乙烯釋放與呼吸作用,延緩硬度下降[20]。各處理均程度不同地延緩了金桃獼猴桃果實硬度下降,效果由高到低依次為:GS+1-MCP+EA>GS+1-MCP>GS+EA>GS,這與李正國等[21]的結果一致,與劉媛等[22]的結果稍有不同。由于水果種類和處理方式不同,劉媛等[22]研究黃金梨保鮮時認為1-MCP處理對硬度保持的作用效果低于吸收劑,但1-MCP和乙烯吸收結合保鮮袋同時處理的效果最佳,這與本試驗結果一致。結果說明,在冷藏條件下,1-MCP結合CO2高滲保鮮袋和乙烯吸收劑復合處理可有效延緩“金桃”果實硬度的下降,延長貯藏時期。
不同處理對“金桃”獼猴桃TSS含量的影響見圖1。
圖1 不同處理對“金桃”獼猴桃TSS的影響Fig.1 Effect of different treatments on TSS of′Jintao′kiwifruit
TSS含量是獼猴桃果實品質的重要指標之一。由圖1可知,由于果肉細胞中淀粉轉化為可溶性糖[23],隨著貯存時期的延長,“金桃”獼猴桃果實TSS含量呈逐漸增加趨勢。貯藏45 d時,CK的TSS含量為14.80%,與各保鮮處理均差異顯著(P<0.05),其中,GS+1-MCP+EA處理TSS含量最低,為11.83%;貯藏90 d時,CK的TSS含量最高,為15.80%,GS+1-MCP+EA處理TSS含量最低,為12.83%,GS和GS+EA處理二者差異不顯著(P>0.05),1-MCP處理組間差異顯著(P<0.05);貯藏 135 d時,隨著成熟度提高,可溶性固形物含量持續(xù)升高,CK的TSS含量最高,為15.70%,1-MCP處理組的TSS含量處于較低水平,GS+1-MCP+EA處理最低,為13%,GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA處理差異顯著(P<0.05);貯藏 180 d時,CK 的 TSS含量上升至16.70%,GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA處理TSS含量最低,為13.40%,各處理間差異顯著(P<0.05);整個貯藏期間,TSS含量上升抑制效果由高到低依次為:GS+1-MCP+EA>GS+1-MCP>GS+EA>GS。試驗結果與閻根柱等[3]、馬婷等[11]的結果一致,1-MCP和乙烯吸收劑可抑制獼猴桃TSS含量的上升,且馬婷等[11]認為1-MCP處理濃度越大,抑制TSS增加的效果越顯著,但她未進行吸收劑抑制效果的試驗,閻根柱等[3]也未進行保鮮袋同時結合1-MCP和吸收劑3種復合處理。結果說明,在冷藏條件下,1-MCP結合高滲保鮮袋和乙烯吸收劑復合處理可有效延緩“金桃”果實TSS含量的上升。
不同處理對“金桃”獼猴桃VC含量的影響見圖2。
圖2 不同處理對“金桃”獼猴桃VC含量的影響Fig.2 Effect of different treatments on VCcontent of′Jintao′kiwifruit
獼猴桃果實富含維生素C,VC含量的高低是評價獼猴桃果實品質的關鍵之一。貯藏期間果實呼吸作用、酶的分解、受熱氧化分解及物理溶解消耗分解了果實內VC,致使果實內含物的減少[24]。由圖2可知,隨著貯藏期的延長,“金桃”獼猴桃果實VC含量逐漸降低。貯藏45 d時,CK的VC含量最低,為85.39 mg/100 mL,GS+1-MCP+EA處理VC含量最高,為147.21 mg/100 mL,各組處理與對照差異均達到顯著水平(P<0.05);貯藏90 d時,果實VC含量持續(xù)下降,CK的VC含量最低,為73.39 mg/100 mL,GS+1-MCP+EA處理VC含量最高,為 135.87 mg/100 mL,各處理組均差異顯著(P<0.05);貯藏135 d~180 d時,GS與GS+EA處理之間差異不顯著(P>0.05),其他處理間差異顯著(P<0.05)。結果說明,使用CO2高滲袋、1-MCP和乙烯吸收劑可不同程度抑制“金桃”獼猴桃VC含量的降低,其中,GS+1-MCP+EA復合處理效果最好。試驗結果與閻根柱等[3]、曹森等[25]的結果一致,與馬婷等[11]的不同,認為1-MCP處理不利于亞特獼猴桃果實VC的保存,這可能是由于研究的獼猴桃品種不同。
不同處理對“金桃”獼猴桃呼吸強度的影響見圖3。
圖3 不同處理對“金桃”獼猴桃呼吸強度的影響Fig.3 Effect of different treatments on respiration rate of′Jintao′kiwifruit
獼猴桃屬于呼吸躍變型果實,由圖3可知,獼猴桃果實呼吸強度隨著貯藏時期延長,呼吸強度呈先上升后下降的趨勢。貯藏45 d時,CK呼吸強度最高,為25.74 mg/(kg·h),GS+1-MCP+EA處理呼吸強度最低,為19.25 mg/(kg·h),1-MCP處理組與對照差異顯著(P<0.05),GS與 CK 差異不顯著(P>0.05);貯藏 90 d~180 d時,CK呼吸強度處于最高水平,分別為27.61、24.61、22.96 mg/(kg·h),GS+1-MCP+EA處理呼吸強度最低,分別為19.16、16.16、16.49 mg/(kg·h),除GS處理外,其它各處理均與CK差異顯著(P<0.05)。1-MCP能夠不可逆地與乙烯受體蛋白結合,減小或消除果實對乙烯的敏感性[26],1-MCP結合EA能夠更有效地降低果實乙烯生成速率[27]。整個貯藏期間,呼吸強度由低到高依次為:GS+1-MCP+EA、GS+1-MCP、GS+EA、GS。結果說明,各處理均一定程度降低了果實呼吸強度,其中,GS+1-MCP+EA處理抑制“金桃”獼猴桃果實呼吸強度的效果最好,與張鵬等[27]在富士蘋果上的結果一致。
不同處理對“金桃”獼猴桃淀粉含量的影響見圖4。
圖4 不同處理對“金桃”獼猴桃淀粉含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on the starch content of′Jintao′kiwifruit
由圖4可知,隨著貯存期的延長,“金桃”獼猴桃果實淀粉含量均呈下降趨勢。貯藏45 d~90 d時,CK淀粉含量最低,分別為34.39 mg/g和24.39 mg/g,GS+1-MCP+EA處理淀粉含量最高,分為56.47 mg/g和46.47 mg/g,1-MCP 處理組之間無顯著差異(P>0.05);貯藏135 d時,淀粉含量持續(xù)下降,CK處理淀粉含量最低,為9.02 mg/g,較采收時下降86%,GS+1-MCP+EA處理淀粉含量最高,為33.25 mg/g,較采收時下降50%;貯藏180 d時,GS+1-MCP+EA處理與各組均差異達到顯著水平(P<0.05),GS和GS+EA處理無顯著差異(P>0.05)。整個貯藏期間,1-MCP處理組淀粉含量均高于GS+EA處理或GS處理。陳景丹等[28]研究發(fā)現,紅陽獼猴桃采后淀粉降解與果實軟化密切相關,乙烯能通過調節(jié) AcPWD、AcAMY1、AcAMY3、AcBAM1和AcABAM3的表達促進淀粉降解和果實軟化,而外源1-MCP能抑制淀粉降解,吸收劑又可吸收微環(huán)境中的乙烯。結果說明,GS+1-MCP+EA處理可有效地延緩淀粉含量下降,這與馬超等[7]在紅陽獼猴桃上的研究結果一致。
不同處理對“金桃”獼猴桃MDA含量的影響見圖5。
圖5 不同處理對“金桃”獼猴桃MDA含量的影響Fig.5 Influence of different treatments on MDA content of′Jintao′kiwifruit
MDA是膜脂過氧化作用的產物,MDA積累過多會破壞細胞膜結構的完整性,進而造成果實衰老。由圖5可知,隨著貯藏期的延長,“金桃”獼猴桃果實MDA含量逐漸增加,在貯藏期前90d內變化幅度較小。貯藏45d時,CK果實MDA含量最高,為0.78 mmol/g,GS+1-MCP+EA處理MDA含量最低,為0.36 mmol/g,與對照差異顯著(P<0.05);貯藏 90 d時,CK 的 MDA 含量最高,為0.84 mmol/g,除GS+1-MCP+EA處理外,其它各處理與對照差異不顯著(P>0.05);90 d之后,處理間的差異性逐漸加大,135 d時,除單GS處理外,其它各處理均與CK達到顯著水平(P<0.05);貯藏180 d時,CK與各保鮮處理差異顯著(P<0.05),GS+1-MCP+EA處理MDA含量最低,為1.04 mmol/g,與其它處理差異顯著(P<0.05)。整個貯藏期間,1-MCP處理組MDA含量均低于GS+EA處理或GS處理。結果說明,GS+1-MCP+EA處理可有效抑制貯藏后期MDA含量累積,與馬超等[7]的結果一致。
合理的包裝能夠有效地延緩果實采后的成熟衰老,改善果實的貯藏品后。試驗采用CO2高滲袋處理金桃獼猴桃果實,能一定程度維持果實硬度,延緩TSS含量的上升。在貯藏期間,CO2高滲袋結合1-MCP或乙烯吸收劑結合處理獼猴桃果實,對于維持獼猴桃果實品質,延長貯藏時間取得更好的效果。高滲袋添加1-MCP或乙烯吸收劑處理,各品質、生理指標均與對照差異達到顯著水平(P<0.05),這與王志華等[29]、馬超等[7]的結果一致。VC含量、TSS含量是評價獼猴桃果實品質的重要指標,試驗中“金桃”獼猴桃貯藏180 d時,高滲袋結合1-MCP處理較對照TA含量提高了52%,VC含量提高了40%,TSS含量降低了16.8%;高滲袋結合乙烯吸收劑處理的TA含量、和VC含量較對照分別提高了34%和24%,TSS含量降低11.6%,說明1-MCP和乙烯吸收劑均能有效保持果實的營養(yǎng)成分。同時試驗將CO2高滲袋、1-MCP、乙烯吸收劑3者復合處理金桃獼猴桃果實,顯著降低果實呼吸強度、硬度和貯藏后期MDA含量的累積,延緩了淀粉的分解速度,這與馬書尚等[30]結論一致。淀粉作為內容物對植物細胞起支撐作用[31],淀粉含量的下降直接導致果實硬度降低。復合處理對于維持獼猴桃品質、風味的效果優(yōu)于單獨使用高滲袋和高滲袋結合1-MCP或乙烯吸收劑,這可能是由于1-MCP和乙烯吸收劑處理在改善果實貯藏品質方面有協(xié)同效應。呼吸躍變型果實的呼吸強度與包裝袋內乙烯濃度呈正相關[32],1-MCP可抑制果實呼吸和乙烯的產生[27],乙烯吸附劑能夠通過氧化果實產生的乙烯,降低外源乙烯的濃度[3],同時1-MCP和乙烯吸收劑在減少乙烯生成的基礎上結合了CO2高滲袋膜的通透性,使果實處于一個相對高CO2和低O2更適合的貯藏環(huán)境[3,29],起到自發(fā)氣調和防止果蔬自身水分散發(fā)作用[33],從而達到保持果實品質、延長了貯藏時期的目的,本試驗結果與黃金梨[22]、“安哥諾”李[34]表現相似。
試驗結果表明,CO2高滲袋、1-MCP和乙烯吸收劑三者復合或單一處理在保持“金桃”獼猴桃果實品質,延緩衰老等方面均有一定效果,各保鮮處理均能不同程度維持“金桃”獼猴桃的果實硬度、VC含量、淀粉含量,延緩TSS含量的上升,抑制呼吸強度和MDA含量的積累。復合處理效果優(yōu)于單一處理效果。其中,高滲袋+1-MCP+乙烯吸收劑三者復合處理保鮮效果最好。