姜 毅,饒澤洲,劉 佳,奚裕婷,陸肖燕,周佳怡,劉正慶,肖紅梅
(南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院,江蘇南京 210095)
無花果(Ficus caricaL.)質(zhì)軟皮薄,口感細膩甘甜,含有豐富的粗纖維、蛋白質(zhì)、銅、鋅、錳、鈣、鎂、磷、鉀等營養(yǎng)成分以及多糖、總黃酮、補骨脂素等活性物質(zhì),是一種富含營養(yǎng)且具有較高商業(yè)價值的藥食同源果品[1?2]。無花果屬于對乙烯較為敏感的典型呼吸躍變型果實[1],成熟無花果特有的皮薄多汁、呼吸代謝旺盛的自然特性和成熟后天然開孔的果目結(jié)構,導致其采后極不耐貯藏,嚴重降低了果實貯藏品質(zhì)。
低溫貯藏是保持無花果品質(zhì)最有效的方法之一[2]。但由于無花果具有季節(jié)性、地域性和易腐性等特點,采用單一的低溫貯藏方式果實一般只可貯放7~10 d[3]。1-甲基環(huán)丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)通過抑制果蔬中乙烯與受體的結(jié)合,可以改變乙烯的正常代謝活動,從而引起果蔬呼吸、成熟、品質(zhì)等多方面的變化[4?5],對呼吸躍變型果實具有更為顯著的貯藏保鮮效果[2]。1-MCP處理對油桃[6]、蘋果[7]、獼猴桃[8]、甜瓜[9]、梨[10]等都具有良好的貯藏保鮮效果。呂真真等[6]研究發(fā)現(xiàn),1-MCP結(jié)合低溫對油桃果實的貯藏效果最好。王云香等[11]發(fā)現(xiàn)1-MCP處理對蘋果不同品質(zhì)指標的影響因品種而異。二氧化氯處理、二氧化硫熏蒸、臭氧處理、氯化鈣處理等是常用的無花果貯藏保鮮方法[12?14]。但由于無花果特殊的果目結(jié)構,二氧化硫熏蒸和二氧化氯、氯化鈣等水溶液浸泡處理的方法更易造成化學藥劑殘留和果實品質(zhì)的降低[14?17]。嚴圓等[17]等研究發(fā)現(xiàn),O3處理降低了‘瑪斯義陶芬’冷藏期果實的VC含量。綜合考慮貯藏效果、經(jīng)濟效益和貯藏方法操作的簡便性,本研究探究了1-MCP熏蒸對無花果采后貯藏品質(zhì)的影響。雖然較多研究報道無花果的采后貯藏保鮮效果,但是關于1-MCP對不同品種無花果采后品質(zhì)影響的研究未有報道。
本研究以‘瑪斯義陶芬’和‘布蘭瑞克’無花果為研究對象,通過測定其在低溫貯藏期間果實品質(zhì)指標的變化,探究1-MCP對無花果的保鮮效果。前期工作篩選出1-MCP處理無花果的最佳濃度是1.5 μL·L?1,本研究在此基礎上進一步探究1-MCP熏蒸處理對低溫貯藏期無花果品質(zhì)的影響,為1-MCP提高無花果貯藏性提供一定的理論依據(jù)。
無花果果實(Ficus caricaL.),品種為‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’ 晴天的清晨 采自江蘇省南京市無花果園,選取無病蟲害、無機械損傷、無腐爛的新鮮八成熟無花果,采后2 h內(nèi)運回實驗室。
HP-2136便攜式色差儀 上海皖夫光電科技有限公司;WYT-4型手持糖量儀 北京萬行吉利經(jīng)貿(mào)有限公司;GY-3硬度計 杭州托普儀器有限公司;GL-21MC高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;Telaire7001氣體分析儀 北京寶云興業(yè)科貿(mào)有限公司;7890A-5975C MSD 氣質(zhì)聯(lián)用儀美國Agilent公司;BSA124-CW電子天平 德國賽多利斯有限公司;冷庫 南京吉良制冷設備有限公司。
1.2.1 樣品處理 分別隨機選用‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果果實作為對照組和處理組,處理組用1.5 μL·L?11-MCP常溫((20±2)℃、RH45%~55%)熏蒸處理24 h,熏蒸結(jié)束時,通風1 h后在(2±1)℃、RH90%~100%下貯藏,以未經(jīng)1-MCP處理的作為對照組。測定熏蒸前后無花果果實揮發(fā)性物質(zhì)的變化,每隔4 d測定果實冷藏期間品質(zhì)指標。各處理設置三個平行,每平行80個果實,設置2次重復。
1.2.2 指標測定
1.2.2.1 色差 采用Si-Eun等[18]的方法并稍作修改。分別選取靠近果實果柄區(qū)域(約占整個果實面積的2/3)、果目區(qū)域(約占整個果實面積的1/3)的3個點測定果皮的L*、a*、b*值,每組測定15個果實,L*值代表亮度,a*值代表紅綠,b*值代表黃藍。
1.2.2.2 硬度 利用硬度計測定,每組隨機選取10個果實,均勻選取果實赤道部位3點作為測定點。
1.2.2.3 失重率 采用稱重法測定。
1.2.2.4 可溶性固形物含量 采用手持糖量儀測定。
1.2.2.5 可滴定酸含量 采用NaOH滴定法測定[19]。
1.2.2.6 呼吸強度 采用氣體分析儀測定,每次稱取200 g左右樣品,準確記錄樣品重量,將樣品放在密閉玻璃缸中30 min后進行測定,讀數(shù)并記錄,結(jié)果以CO2mg·kg?1·h?1表示,重復測定3次。
1.2.2.7 揮發(fā)性物質(zhì) 參照 Oliveira 等[20]的方法稍作修改。頂空固相微萃?。簩o花果果皮和果肉切碎后立即用液氮研磨,置于?80 ℃下。取5 g樣品于20 mL頂空瓶中,并加入1.5 mL飽和食鹽水,溶解混勻后,用帶有聚四氟乙烯隔墊蓋子密封于60 ℃下水浴平衡15 min,使用65 μm CAR/PDMS萃取頭頂空吸附45 min后,將萃取頭插入GC進樣口,解析5 min。采用氣質(zhì)聯(lián)用儀,進行GC-MS檢測。GC條件:使用的毛管柱型號為HP-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm);載氣(He)流量為1 mL·min?1;升溫程序:起始溫度38 ℃,保持3 min,以4 ℃·min?1升至130 ℃,再以10 ℃·min?1升至220 ℃,進樣口溫度250 ℃,不分流進樣;MS條件:離子源溫度:230 ℃;電離方式:EI;電子能量:70 eV;質(zhì)量范圍:35~550 AMU·s?1;發(fā)射電流:100 μA。
結(jié)果運用計算機譜庫(NIST/WILEY)進行初步檢索,再結(jié)合文獻進行人工譜圖解析,從而確定香氣物質(zhì)的各個化學成分,利用面積歸一化法計算各組分相對含量,采用Excel、SIMCA-P軟件對香氣數(shù)據(jù)進行整理、比較分析。
采用Excel 2016軟件進行統(tǒng)計分析,使用SAS軟件的Duncan多重比較檢驗進行差異顯著分析。
在貯藏期間,無花果果皮顏色的變化與其品質(zhì)的優(yōu)劣有著密切的關系,是影響消費者購買意愿的重要因素。如圖1A所示,貯藏期間兩品種無花果果皮光澤不斷變暗;‘布蘭瑞克’的果皮亮度顯著高于‘瑪斯義陶芬’(P<0.05);1-MCP處理組的L*值下降幅度小于對照組。如圖1B所示,‘瑪斯義陶芬’的a*值普遍高于‘布蘭瑞克’;經(jīng)過1-MCP處理的‘布蘭瑞克’a*值緩慢上升;貯藏5~13 d時,‘瑪斯義陶芬’經(jīng)1-MCP的果實a*值顯著高于對照組果實(P<0.05),說明1-MCP處理可以使‘瑪斯義陶芬’果皮紅色加深,而延緩‘布蘭瑞克’綠度下降。如圖1C所示,貯藏期間兩品種果實的b*值均呈緩慢下降的趨勢,1-MCP處理組果皮b*值高于對照組。孫銳等[21]的研究表明,‘布蘭瑞克’在成熟過程中b*值降低,果皮黃色變淡。本結(jié)果表明‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’果皮的黃色均變淡。
圖1 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果L*值(A)、a*值(B)、b*值(C)的影響Fig.1 Effects of 1-MCP on L* value(A),a* value(B)and b*value(C)of ‘Branswick’ and ‘Masiyitaofen’ fig fruit.
硬度可以評價果實成熟或后熟的軟化程度。由圖2可知,兩品種無花果果實在低溫貯藏過程中逐漸變軟,在貯藏第5 d后果實的硬度下降幅度逐漸變緩,且對照組果實的硬度均顯著低于同一時期下1-MCP處理組(P<0.05)。經(jīng)1-MCP處理的兩品種無花果貯藏17 d時的果實硬度與對照組貯藏第5 d時的果實硬度相近。呂真真等[6]研究發(fā)現(xiàn),1-MCP結(jié)合低溫能夠顯著地降低油桃果實硬度的下降。本研究結(jié)果表明,1-MCP處理能夠明顯延緩無花果低溫冷藏前期(貯藏第1~9 d)果實硬度的下降。
圖2 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果硬度的影響Fig.2 Effects of 1-MCP on firmness of ‘Branswick’ and‘Masiyitaofen’ fig fruit.
無花果貯藏期間由于水分蒸發(fā)、呼吸消耗和病害腐爛等因素會造成果實失重,失重率是評價果實貯藏品質(zhì)的重要指標之一。如圖3所示,兩品種果實失重率均隨著貯藏時間延長而不斷增加。貯藏13 d時,‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’對照組果實失重率為13.5%、12.5%,此時果實失水和軟爛情況嚴重,經(jīng)過1-MCP處理的兩品種果實在貯藏17 d時失重率分別為9.8%和11.3%,果實失去商品價值。張龍等[7]研究表明,1-MCP處理明顯降低了果實貯藏過程中的質(zhì)量損失。本研究結(jié)果顯示,1-MCP處理能夠很好地抑制無花果失重率的上升,但抑制作用在兩個品種之間無顯著差異。
圖3 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果失重率的影響Fig.3 Effects of 1-MCP on weight loss rate of ‘Branswick’ and‘Masiyitaofen’ fig fruit
TSS能夠直接反映果實的成熟程度和品質(zhì)狀況,是評價果實耐貯性和口感的重要指標。由圖4可知,兩品種無花果的TSS含量在貯藏期間均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,經(jīng)過1-MCP處理和未經(jīng)處理的對照組‘布蘭瑞克’果實的TSS含量都顯著高于同一時期下相同處理的‘瑪斯義陶芬’(P<0.05)。貯藏5 d時兩品種對照組果實TSS含量到達峰值,1-MCP處理組果實的TSS含量均在貯藏第9 d時到達峰值,分別是對照組果實TSS含量峰值的1.07、1.14倍。馬加春等[22]對無花果的研究發(fā)現(xiàn),1-MCP延緩了無花果貯藏過程中TSS含量的下降,減少了果實營養(yǎng)物質(zhì)的流失。本研究結(jié)果表明,‘布蘭瑞克’在口感上比‘瑪斯義陶芬’更甜,1-MCP有效推遲了兩品種無花果TSS峰值出現(xiàn)的時間,延緩TSS含量的下降,維持了果實良好的風味。
圖4 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果可溶性固形物的影響Fig.4 Effects of 1-MCP on TSS of ‘Branswick’ and‘Masiyitaofen’ fig fruit
TA含量對果實的糖酸比、風味和貯藏性具有重要的影響。由圖5可知,貯藏期間‘瑪斯義陶芬’果實的TA含量顯著高于‘布蘭瑞克’(P<0.05)。相對于‘布蘭瑞克’,‘瑪斯義陶芬’果實風味偏酸。在貯藏5 d之后,果實的TA含量在各組之間呈現(xiàn)出顯著性差異,1-MCP顯著地延緩了兩個品種無花果果實TA含量的下降(P<0.05),維持果實良好的風味品質(zhì)。1-MCP對果實TA含量下降的延緩作用在‘瑪斯義陶芬’上更為明顯。張曉娜[23]研究結(jié)果同樣表明,1-MCP可減少果實TA的損失。
圖5 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果可滴定酸含量的影響Fig.5 Effects of 1-MCP on TA content of ‘Branswick’ and‘Masiyitaofen’ fig fruit
呼吸作用會消耗果實體內(nèi)的有機物,降低果實的品質(zhì)和耐貯性。如圖6可知,‘布蘭瑞克’對照組和1-MCP處理組果實的呼吸強度在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢,且分別在貯藏9 d和13 d時呼吸達到峰值,1-MCP處理組呼吸高峰出現(xiàn)時間較對照組組明顯被推遲,且峰值較對照組低15.4%。未經(jīng)1-MCP處理的‘瑪斯義陶芬’在貯藏5 d時出現(xiàn)呼吸峰值,1-MCP處理組果實呼吸高峰出現(xiàn)時間(貯藏13 d時)延后,且峰值較對照組低12.7%。申文赟等[24]在‘布蘭瑞克’上的研究發(fā)現(xiàn),1-MCP能夠降低無花果的呼吸速率。韓璐等[1]對無花果的研究發(fā)現(xiàn),1-MCP處理能夠降低無花果果實的呼吸速率,推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。本研究結(jié)果表明,1-MCP處理抑制了兩品種無花果果實的呼吸強度,延遲果實呼吸高峰出現(xiàn)的時間,且對‘瑪斯義陶芬’呼吸高峰的延遲作用更為明顯。
圖6 1-MCP對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果呼吸強度的影響Fig.6 Effects of 1-MCP on respiration intensity of ‘Branswick’and‘Masiyitaofen’ fig fruit
由表1可知,‘布蘭瑞克’無花果共檢測出18種揮發(fā)性物質(zhì),包括醛類物質(zhì)8種,烯類物質(zhì)4種,酚類、酮類物質(zhì)各1種,以及雜環(huán)類物質(zhì)4種。其中,醛類是‘布蘭瑞克’揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分,以苯甲醛、己醛、2-己烯醛、壬醛為代表。1-MCP處理組醛類物質(zhì)各組分的相對含量普遍高于CK組,其中己醛、2-己烯醛、庚醛、苯乙醛的相對含量1-MCP處理組顯著高于新鮮無花果和CK組(P<0.05),說明乙烯可能對‘布蘭瑞克’中醛類物質(zhì)合成的影響較小。烯類揮發(fā)性物質(zhì)是第二主要成分,1-MCP處理抑制了‘布蘭瑞克’烯類揮發(fā)性物質(zhì)的生成。2,4-壬二烯、α-古蕓烯只在新鮮‘布蘭瑞克’果實中檢出;適量的乙烯調(diào)節(jié)可促使2,4-二烯醛、苯乙烯的合成。
表1 1-MCP熏蒸處理對‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響Table 1 Effects of fumigation treatments of 1-MCP on volatile components of “Branswick” and “Masiyitaofen”fig fruit
相較于‘布蘭瑞克’無花果,‘瑪斯義陶芬’揮發(fā)性物質(zhì)種類更為豐富,包括9種醛類物質(zhì),9種烯類物質(zhì),8種醇類物質(zhì),酚類、酸類物質(zhì)各1種,2種酮類物質(zhì),以及5種雜環(huán)類物質(zhì),共計35種揮發(fā)性物質(zhì)。苯甲醛、壬醛、己醛、苯甲醇為代表的醛醇類物質(zhì)是‘瑪斯義陶芬’揮發(fā)性物質(zhì)的主要組分。己醛、2-己烯醛、苯甲醛、壬醛等醛類物質(zhì)組分是‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’的共有成分,但其相對含量在‘布蘭瑞克’中較高,且1-MCP處理對‘布蘭瑞克’醛類物質(zhì)生成的促進作用更為明顯,1-MCP處理顯著抑制了‘瑪斯義陶芬’苯甲醛和壬醛的生成(P<0.05)。醇類是‘瑪斯義陶芬’的第二主成分,在‘布蘭瑞克’中未檢測到醇類物質(zhì)。揮發(fā)性物質(zhì)的含量和種類會影響果實的整體香氣,‘瑪斯義陶芬’1-MCP處理組果實新增了以苯乙烯為代表的4種烯類物質(zhì)和以苯甲醇為代表的8種醇類物質(zhì),其中含量較高的苯甲醇賦予果實一種特殊的“綠蘋果香味”,苯乙醇具有玫瑰花香味,苯乙烯具有清甜味,3-蒈烯、4-蒈烯則具有松木香氣,Grison等[25]的實驗也有類似結(jié)果?!斔沽x陶芬’中的第三大揮發(fā)性物質(zhì)烯類組分種類比‘布蘭瑞克’更為豐富,苯乙烯是兩者的共有成分,且1-MCP處理對兩品種苯乙烯的生成都起到了抑制的作用。
續(xù)表 1
由圖7(A,B)知,1-MCP明顯影響了‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果的香氣成分變化。圖8A中,第一主成分醛類可解釋48%的變量,第二主成分烯類可解釋40.3%的變量,結(jié)合兩圖(7A、8A)可知,1-MCP明顯刺激了‘布蘭瑞克’無花果香氣中己醛、2-己烯醛、庚醛、苯乙醛的生成,抑制了苯酚、苯乙烯的合成。圖8B中,第一、二主成分醛類和醇類可分別解釋59.0%、29.6%的變量,結(jié)合兩圖(7B,8B)可知,1-MCP處理明顯地抑制了無花果揮發(fā)性物質(zhì)中DL-6-甲基-5-庚烯-2-醇、2H-吡喃-3-醇、苯乙烯、1-己醇、1-人參烯、3-蒈烯、苯酚的生成,促進了壬酸、2-己烯醛、和1-石竹烯的合成。
圖7 ‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果果實樣品得分圖Fig.7 Sample scores of volatile compounds of ‘Branswick’ and‘Masiyitaofen’ fig fruit
圖8 ‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’無花果果實揮發(fā)性物質(zhì)在主成分上的載荷圖Fig.8 Volatile compounds in the principal components of the load diagram in “Branswick” and “Masiyitaofen” fig fruit注:圖中序號對應表2中的編號。
無花果香氣的主要特征成分包括乙酸丁酯、乙酸異戊酯、3-羥基-2-丁酮、苯甲醛等[20,25],Trad等[26]發(fā)現(xiàn)Bouhouli無花果香氣中以酯類物質(zhì)為主,以乙酸丁酯為代表;Oliveira等[20]發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯是無花果香氣的主要成分;Villalobo等[27]也發(fā)現(xiàn)無花果中種類及含量較多的酯類物質(zhì)。但本試驗結(jié)果表明苯甲醛、壬醛和己醛等醛類物質(zhì)是‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’香氣的主要成分,并未檢出酯類成分,推測這種差異產(chǎn)生的原因可能是本研究所用無花果成熟度低,而香氣中酯類物質(zhì)的形成主要發(fā)生在果實發(fā)育的后期[10]。另外,1-MCP 處理對果實一些揮發(fā)性物質(zhì)的生成有一定抑制作用[27]。
通過對1-MCP處理‘布蘭瑞克’和‘瑪斯義陶芬’的貯藏品質(zhì)進行探究,結(jié)果表明,1-MCP處理對不同貯藏品質(zhì)指標的影響存在一定的品種差異,其中,1-MCP處理使‘瑪斯義陶芬’果實紅色更加鮮亮,使‘布蘭瑞克’果實綠色緩慢褪去;1-MCP處理能夠明顯延緩無花果低溫冷藏前期果實硬度的下降;1-MCP處理減緩了無花果失重率的上升,但抑制效果在兩個品種之間無顯著差異;1-MCP有效地推遲了兩品種無花果TSS峰值出現(xiàn)的時間,顯著地延緩了果實TA含量的下降;1-MCP處理明顯降低了‘布蘭瑞克’的呼吸強度,對‘瑪斯義陶芬’呼吸高峰的延遲作用更為明顯;‘瑪斯義陶芬’揮發(fā)性物質(zhì)的種類和數(shù)量多于‘布蘭瑞克’,1-MCP處理促進了兩個品種無花果揮發(fā)性物質(zhì)醛類中的一些主要組分的生成,且對‘布蘭瑞克’果實的促進作用更為明顯。