劉夢(mèng)月,王文輝,杜艷民,賈朝爽
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所,遼寧興城 125100)
秋月梨是1998 年日本農(nóng)林水產(chǎn)省果樹試驗(yàn)場(chǎng)以(新高×豐水)×幸水為親本雜交育成并命名,為中晚熟褐色砂梨品種,2001 年進(jìn)行品種登記,2002 年引入我國(guó)[1]。其果形扁圓整齊、商品果率高、果肉潔白、肉質(zhì)酥脆、石細(xì)胞極少、風(fēng)味清甜,深受消費(fèi)者喜愛,近年來在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速。然而在貯藏過程中發(fā)現(xiàn),秋月梨不耐貯藏,貯藏2~3 個(gè)月后食用品質(zhì)降低,至春節(jié)前后品質(zhì)劣變嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為果皮開裂、質(zhì)地變軟、甜度降低等,嚴(yán)重影響其商品價(jià)值,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
活性氧積累是造成果實(shí)衰老變質(zhì)的重要因素。活性氧的積累會(huì)使得生物膜上的不飽和脂肪酸被氧化,進(jìn)而導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)破壞,誘發(fā)細(xì)胞功能障礙,加速衰老過程[2]。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)等抗氧化酶可以降低或消除活性氧對(duì)脂膜的損傷。一方面,當(dāng)果實(shí)遭遇逆境時(shí),其抗氧化酶活性通常會(huì)上升,在對(duì)獼猴桃[3]、香蕉[4]等的研究中發(fā)現(xiàn),果實(shí)在遭受外源脅迫時(shí),成熟衰老速率加快,其抗氧化酶活性也會(huì)顯著增加;另一方面,較高的抗氧化酶活性能夠幫助果實(shí)抵御逆境傷害,延緩衰老[5-6]。
1-甲基環(huán)丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)是目前使用最為廣泛的化學(xué)保鮮劑,它能阻礙乙烯與其受體結(jié)合,抑制乙烯的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而起到延緩果實(shí)衰老腐敗、延長(zhǎng)貨架期的作用,在多種呼吸躍變型和非呼吸躍變型果實(shí)的貯藏保鮮中都有較好的表現(xiàn)。蘋果[7]、獼猴桃[8]、香蕉[9]、杏[10]、油桃[11]等都有關(guān)于1-MCP 應(yīng)用的研究。1-MCP 對(duì)梨果實(shí)的作用也已有很多研究,在新水梨[12]、安久梨[13]、黃花梨[14]、南果梨[15]等多種梨上均起到了調(diào)控成熟、延緩品質(zhì)劣變、延長(zhǎng)貯藏時(shí)間等作用。本研究使用2 種不同濃度1-MCP(0.5、1.0 μg/L)處理秋月梨果實(shí),探究了1-MCP 處理對(duì)秋月梨果實(shí)采后品質(zhì)和生理指標(biāo)的影響,旨在為生產(chǎn)上延緩秋月梨品質(zhì)劣變、延長(zhǎng)貯藏時(shí)間提供一定的理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)所用秋月梨于2022 年9 月24 日采摘于山東省煙臺(tái)市,次日運(yùn)回中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所實(shí)驗(yàn)冷庫(kù)中。挑選大小一致、無機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí),對(duì)照(CK)果實(shí)直接裝入0.02 mm PE 保鮮袋內(nèi),放入0 ℃冷庫(kù)中貯藏,2 個(gè)處理果實(shí)分別使用0.5、1.0 μg/L 1-MCP 于室溫下熏蒸24 h,1-MCP配制和熏蒸參考孫希生等[16]的方法,之后裝入0.02 mm PE 保鮮袋內(nèi),放入0 ℃冷庫(kù)中貯藏。在貯藏第30、60、75、90、105 d 取出測(cè)定果實(shí)品質(zhì)及生理指標(biāo),并在貯藏30、60、90 d 時(shí)進(jìn)行貨架期(20 ℃環(huán)境下放置7 d)評(píng)價(jià)。
1.2.1 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定
使用PR-101 折光儀測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量,從每個(gè)果實(shí)相對(duì)兩部位各取適量果肉,每次測(cè)定10 個(gè)果實(shí);使用GS-15 果實(shí)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定果實(shí)硬度,將果實(shí)赤道部位相對(duì)兩位置削去果皮,測(cè)頭面積為1 cm2,每次測(cè)定10 個(gè)果實(shí);采用酸堿滴定法測(cè)定果實(shí)可滴定酸含量,從10 個(gè)果實(shí)上各取部分果肉擠壓出果汁,取3 g 果汁,加入30 mL 蒸餾水,用Metrohm 808 Titrando 全自動(dòng)電位滴定儀滴定,每處理重復(fù)3 次;采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定果實(shí)維生素C 含量,從10 個(gè)果實(shí)上共取100 g 果肉,加入2%草酸溶液100 mL,勻漿后過濾,取30 mL 濾液,用Metrohm 808 Titrando 全自動(dòng)電位滴定儀滴定,每處理重復(fù)3 次。
1.2.2 果實(shí)生理指標(biāo)測(cè)定
果實(shí)呼吸強(qiáng)度及乙烯釋放量的測(cè)定參考馬風(fēng)麗等[17]的方法并加以改進(jìn),每處理取秋月梨果實(shí)6個(gè),分為3 組,每2 個(gè)果實(shí)置于2.25 L 的可密封塑料盒內(nèi),20 ℃下密封60 min 后,用注射器抽取盒內(nèi)氣體1 mL,使用SP-7890 氣相色譜儀測(cè)定,每盒測(cè)定3 次;使用POD、SOD 和MDA 試劑盒(南京建成公司)測(cè)定果實(shí)POD、SOD 活性及MDA 含量,測(cè)定方法參照試劑盒說明書。
使用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,使用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,采用Duncan’s 法檢驗(yàn)差異顯著性,使用GraphPad 軟件作圖。
由表1 可知,CK 秋月梨在貯藏75 d 后即出現(xiàn)裂皮的現(xiàn)象,至貯藏105 d 后超過半數(shù)果實(shí)果皮開裂,且有33.3%的果實(shí)腐爛,而經(jīng)1-MCP 處理的秋月梨裂皮和腐爛發(fā)生較晚,且裂皮率和腐爛率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CK,僅為8.3%,說明1-MCP 處理能有效延緩和減少秋月梨果實(shí)腐爛和果皮開裂的發(fā)生。
表1 1-MCP 處理秋月梨采后腐爛率和裂皮率 %
由圖1 可知,貯藏期間秋月梨果實(shí)硬度、維生素C 和可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),可溶性固形物含量在貯藏過程中有所波動(dòng),但整體呈下降趨勢(shì)。在所有指標(biāo)中,果實(shí)硬度下降對(duì)秋月梨品質(zhì)影響最大,1-MCP 處理能夠延緩秋月梨果實(shí)硬度的下降,尤其是貯藏60 d 后CK 果實(shí)硬度迅速下降,而1-MCP 處理幾乎沒有下降,在貯藏60 d 后1-MCP處理果實(shí)硬度均顯著高于CK,但2 個(gè)不同濃度1-MCP 處理之間差異不明顯。貯藏期間1-MCP 處理與CK 可溶性固形物含量變化差異不明顯,但在貯藏中期2個(gè)1-MCP處理可溶性固形物含量均有一個(gè)明顯的上升。1-MCP 處理能夠延緩秋月梨果實(shí)維生素C 含量的下降,其中1.0 μg/L 1-MCP 處理在貯藏中后期維生素C 含量均高于0.5 μg/L 1-MCP 處理和CK。在貯藏60 d 時(shí),CK 秋月梨果實(shí)可滴定酸含量還顯著高于1-MCP 處理,但在貯藏60 d 后,CK果實(shí)可滴定酸含量下降更快,可滴定酸含量顯著低于1-MCP 處理。
圖1 1-MCP 處理后秋月梨果實(shí)貯藏期間果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、維生素C 含量和可滴定酸含量變化
總體而言,1-MCP 處理能夠顯著降低秋月梨的腐爛率和裂皮率,并延緩秋月梨果實(shí)硬度、維生素C 含量和可滴定酸含量的下降,維持果實(shí)品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏時(shí)間,但2 個(gè)不同濃度1-MCP 處理之間秋月梨果實(shí)品質(zhì)沒有顯著差異。
參考杜艷民等[18]的試驗(yàn)方法,將秋月梨果實(shí)從冷庫(kù)取出后,在20 ℃環(huán)境下放置7 d,測(cè)定其品質(zhì)指標(biāo)。由圖2 可知,經(jīng)1-MCP 處理后,秋月梨在貨架期條件下果實(shí)硬度、維生素C 含量和可滴定酸含量的下降程度均低于CK,貯藏時(shí)間越長(zhǎng),1-MCP處理和CK 的差異越明顯,說明在貨架條件下,1-MCP 處理也能有效維持秋月梨的采后品質(zhì)。
圖2 1-MCP 處理后秋月梨貨架期果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、維生素C 含量和可滴定酸含量變化
秋月梨乙烯釋放量極低,超出儀器檢測(cè)下限,本試驗(yàn)中未檢出乙烯。由圖3 可知,秋月梨果實(shí)貯藏期間呼吸強(qiáng)度高于采收期,而經(jīng)1-MCP 處理的果實(shí)在貯藏期間呼吸強(qiáng)度基本呈下降趨勢(shì),在貯藏105 d 時(shí)才有所上升。1-MCP 處理抑制了秋月梨果實(shí)貯藏期間的呼吸作用,處理后果實(shí)的呼吸強(qiáng)度始終顯著低于CK,在貯藏60 d 和90 d 時(shí),1.0 μg/L 1-MCP 處理果實(shí)的呼吸強(qiáng)度均顯著低于0.5 μg/L 1-MCP 處理,其他貯藏時(shí)間2 個(gè)1-MCP 處理之間沒有顯著差異。
圖3 1-MCP 處理后秋月梨果實(shí)貯藏期間呼吸強(qiáng)度變化
MDA 是膜脂過氧化的產(chǎn)物,能夠反映細(xì)胞膜系統(tǒng)的受損程度。由圖4 可知,貯藏期間,秋月梨果實(shí)MDA 含量持續(xù)增加,貯藏60 d 后,1-MCP 處理的果實(shí)MDA 含量均顯著低于CK,說明1-MCP 處理能夠抑制秋月梨果實(shí)細(xì)胞內(nèi)MDA 含量的上升,對(duì)于延緩果實(shí)衰老有積極作用。
圖4 1-MCP 處理后秋月梨果實(shí)貯藏期間MDA 含量變化
SOD 是清除細(xì)胞內(nèi)自由基的主要物質(zhì),POD 的主要作用是清除生物體內(nèi)的過氧化氫、醛類、酚類等有害物質(zhì)。由圖5 可知,貯藏60 d 時(shí),經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)POD 活性高于CK,但在貯藏中后期POD 和SOD 活性均顯著低于CK。貯藏60 d 后CK POD 活性上升,1-MCP 處理則在貯藏75 d 后才出現(xiàn)明顯的POD 活性上升。CK SOD 活性在貯藏30~60 d 有一個(gè)快速的上升,之后緩慢下降,0.5 μg/L 1-MCP 處理在貯藏60 d 后SOD 活性上升,而1.0 μg/L 1-MCP 處理則在貯藏75 d 后SOD 活性上升,表明1-MCP處理推遲了秋月梨果實(shí)SOD活性的上升。
圖5 1-MCP 處理后秋月梨果實(shí)貯藏期間POD、SOD 活性變化
在貯藏過程中,秋月梨果實(shí)品質(zhì)不斷變差,果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、維生素C 含量和可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),本試驗(yàn)結(jié)果表明,采后1-MCP 處理延緩了秋月梨貯藏期間果實(shí)硬度、維生素C 含量和可滴定酸含量的下降,能夠有效維持果實(shí)品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏時(shí)間,2 個(gè)濃度1-MCP 處理(0.5、1.0 μg/L)對(duì)秋月梨果實(shí)品質(zhì)的影響差異不大。
在此前的研究中,1-MCP 處理通常能抑制果實(shí)的呼吸速率和乙烯釋放量,并減少活性氧和MDA等物質(zhì)的積累。劉丹[19]研究發(fā)現(xiàn),1-MCP 處理能抑制豐水梨的呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量,降低MDA 含量;在京白梨上,1-MCP 處理也有相似的效果[20]。本試驗(yàn)中1-MCP 處理抑制了貯藏期間秋月梨果實(shí)的呼吸作用和MDA 的生成,從而延緩果實(shí)的衰老,這與前人研究結(jié)果一致。而1-MCP 對(duì)抗氧化酶活性的影響在不同果實(shí)上有不同的表現(xiàn),在南果梨[21]和萊陽(yáng)梨[22]中,1-MCP 處理能增強(qiáng)部分抗氧化酶的活性,張俊虎[23]認(rèn)為,1-MCP 處理不同程度上調(diào)控了蘋果中SOD 活性,導(dǎo)致了一部分相關(guān)基因表達(dá)量上調(diào),而另一部分則有所下降;關(guān)軍鋒等[24]則發(fā)現(xiàn),1-MCP 處理增加了雪花梨的POD、PPO 活性,但對(duì)SOD 活性和CAT 活性影響不明顯;在黃冠梨上,1-MCP 處理降低了SOD、POD、PPO 活性,并抑制了果肉的褐變[25]。本試驗(yàn)中,1-MCP 處理使秋月梨果實(shí)中POD、SOD 活性降低,說明1-MCP 處理后果實(shí)中活性氧等有害物質(zhì)積累較少,有利于果品貯藏。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1-MCP 處理能夠降低秋月梨貯藏期間的腐爛率和裂皮率,維持秋月梨果實(shí)品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏時(shí)間,其中,果實(shí)硬度、可滴定酸含量等指標(biāo)在貯藏60 d 后顯著優(yōu)于CK,說明1-MCP 處理在秋月梨的長(zhǎng)期貯藏上效果更佳。結(jié)果表明,0.5、1.0 μg/L 1-MCP 處理對(duì)秋月梨采后貯藏保鮮均有著明顯的效果,且2個(gè)濃度1-MCP處理之間差異不明顯,使用0.5 μg/L 1-MCP 處理即可達(dá)到較為理想的果品貯藏效果,而更低濃度的1-MCP 處理是否也能達(dá)到類似的效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。