逐步降溫結合1-MCP處理對李果冷害及品質影響

魏寶東,周 爽,郝 義

(1.沈陽農業大學食品學院,遼寧沈陽 110866;2.遼寧省果樹科學研究所,遼寧營口 115009)

逐步降溫結合1-MCP處理對李果冷害及品質影響

魏寶東1,周 爽1,郝 義2,*

(1.沈陽農業大學食品學院,遼寧沈陽 110866;2.遼寧省果樹科學研究所,遼寧營口 115009)

為延緩李果采后衰老和減輕低溫冷害,以安格諾李為試材,采用3種逐步降溫程序并與1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)結合處理李果,測定其在貯藏期間各指標變化。結果表明:對照果在貯藏前期品質較好,貯藏45 d時相對電導率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和游離脯氨酸含量明顯增加,冷害指數上升,此時發生冷害;逐步降溫處理果在貯藏前期硬度下降和營養物質消耗較快,后期相對電導率、脯氨酸和MDA含量上升緩慢,冷害指數低,同時硬度、還原糖、VC、可滴定酸(titratable acid,TA)和可溶性固形物含量(soluable solid content,SSC)下降緩慢;逐步降溫結合1-MCP保持貯藏前期李果硬度、VC、TA含量在較高水平,同時緩解后期電導率、脯氨酸及MDA的增加,顯著降低冷害指數。說明逐步降溫促進果實后熟,但可有效減輕冷害,保持李果的長期貯藏品質,逐步降溫與1-MCP結合可抑制后熟,同時更好地減輕冷害,提升李果貯藏品質,綜合分析以20h-t效果最好。

“安格諾”李,逐步降溫,1-甲基環丙烯,冷害

安格諾李果外觀艷麗,風味獨特且營養豐富,深受消費者青睞。由于其成熟時溫度高,采后易腐爛,耐貯性差。低溫可延緩果實后熟,延長貯藏期,但李果長期貯藏在7 ℃以下易發生冷害[1],降低果實商品價值。目前減輕冷害的方法主要有鈣[2]、自由基清除劑和抗氧化劑[3]、植物生長調節劑[4]、茉莉酸甲酯[5]等化學物質處理,氣調貯藏[6]、冷激[7]、熱激[8]及變溫貯藏[9-10]等。逐步降溫是通過使果蔬逐漸適應低溫環境來提高其抗冷性,此法在哈密瓜[11]、西葫蘆[12]、鴨梨[13]、橘[14]、枇杷[15]、獼猴桃[16]等的貯藏中均有應用。

1-甲基環丙烯(1-MCP)是一種高應變分子,可憑借自身雙鍵與乙烯受體蛋白競爭性結合,阻礙乙烯信號分子的傳導與表達,從而消除乙烯效應[17]。它在延緩果實后熟[18-19]、保持貯藏品質[20-21]、減輕冷害[22]方面都有積極作用。

有關逐步降溫與1-MCP結合對安格諾李果在貯藏保鮮方面的研究鮮有報道。本實驗通過逐步降溫程序對李果進行冷鍛煉,利用1-MCP延緩李果在降溫階段由溫度較高所致的后熟衰老,綜合研究二者結合對李果貯藏效果的影響,為李果長期貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試安格諾李果 于2015年9月29日上午采自遼寧營口市一管理良好的果園,挑選大小一致、色澤相近、八成熟、無病蟲害、無機械損傷的李果為實驗所用,采摘當天運回實驗室,隨機抽取15個果測定初始值;1-MCP粉劑 有效成分3.3%,美國羅門哈斯公司;聚乙烯薄膜保鮮袋 國家農產品保鮮工程研究中心。

MIR-254-PC型低溫恒溫培養箱 日本松下;UV-2000型紫外-可見分光光度計 上海尤尼克儀器有限公司;CT3-10K型質構儀 美國Brook FIELD公司;DDS-11A型數顯電導率儀 上海雷磁創意儀器儀表有限公司;PAL-1型數顯糖度計 日本。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗處理 隨機抽取3箱李果,每箱約120個,置于溫度為(0±0.5) ℃的冷庫中恒低溫貯藏;再隨機抽取18箱李果置于10 ℃下預冷,從中任選9箱李果在預冷同時進行1-MCP熏蒸處理,方法為:將9箱果實全部平鋪于事先搭好的密閉帳子內,以濃度為0.75 μg/L的1-MCP熏蒸24 h(1-MCP熏蒸濃度根據預實驗確定)。然后對所有預冷李果進行逐步降溫:設置低溫恒溫培養箱為不同降溫模式,每種模式取經1-MCP熏蒸和未經1-MCP熏蒸的果實各3箱,分別以0.1 ℃/16 h、0.1 ℃/20 h、0.1 ℃/24 h的速率從10 ℃開始對李果進行降溫,溫度降為7 ℃后,再以1 ℃/24 h的速率降溫至0 ℃,于0 ℃恒溫貯藏。

本實驗以恒低溫貯藏為對照(以CK標記),將0.1 ℃/16h速率降溫模式下經1-MCP熏蒸的李果和未經1-MCP熏蒸的李果分別標記為16h-t和16h-ck;0.1 ℃/20降溫速率下,經1-MCP熏蒸的李果標記為20h-t,未經1-MCP熏蒸的果實標記為20h-ck;0.1 ℃/24降溫速率下,經1-MCP熏蒸的李果標記為24h-t,未經熏蒸的果實標記為24h-ck。

所有實驗李果均用0.04 mm厚聚乙烯薄膜保鮮袋折口封袋貯藏,每袋15個。貯藏過程(含逐步降溫)中,每15 d取樣一次,每箱隨機抽取1袋李果用以測定相關指標,每次測定重復3次。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 硬度 采用質構儀測定,探針直徑2 mm,穿刺速度0.5 mm/s,穿刺距離6 mm,隨機選取6個果實,自赤道線起沿最大直徑每120°取一測定點去皮測量其硬度,以三個測定點硬度的平均值為該果實硬度,單位為N。

1.2.2.2 還原糖含量 采用3,5-二硝基水楊酸法測定[23],結果以質量分數(%)表示。

1.2.2.3 抗壞血酸含量 2,6-二氯酚靛酚滴定法測定[23],以還原型抗壞血酸(VC)計,單位:mg/100 g。

1.2.2.4 可滴定酸(titratable acid,TA) 采用NaOH滴定法測定[23],結果以蘋果酸計。

1.2.2.5 可溶性固形物(SSC) 利用數顯糖度計測定[23],單位以%計。

1.2.2.6 細胞膜透性 采用電導率儀測定[23],以外果層果肉圓片組織提取液的電導值和煮沸后圓片組織提取液的電導值之比表示。

1.2.2.7 丙二醛(MDA)含量 采用硫代巴比妥酸法測定[23],單位為μmol/g mF。

1.2.2.8 游離脯氨酸含量 參照曹建康等[23]的方法進行。

1.2.2.9 冷害指數 將果實橫切,根據果面呈現的冷害斑面積分為4級,0級:無冷害;1級:冷害斑面積<果面的1/10;2級:冷害斑面積占果面的1/10～1/3;3級:冷害斑面積占果面的1/3～2/3;4級:冷害斑面積>果面的2/3。計算公式為:

冷害指數=∑(冷害果實數×冷害級值)/(果實總數×最高級值)

1.3 數據分析

采用SPSS Statistics 17.0軟件進行差異顯著性分析,顯著(p<0.05);極顯著(p<0.01)。利用Origin 8.5 軟件進行數據處理及繪圖。

2 結果與分析

2.1 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李貯藏品質的影響

表1 安格諾李在貯藏期間品質變化

注:表1為在李果貯藏30、60、90 d時各指標測定值;每次測定分別以各指標最小測定值為基準,按由小到大次序依次進行比較,含相同小寫字母即為不顯著(p>0.05),字母不同為差異顯著(p<0.05)。

果實硬度是衡量果實成熟度和貯藏品質的重要指標,它與還原糖、VC、TA、SSC含量等指標一起反映了果實的品質變化。由表1可知,貯藏30 d時,各處理果的還原糖含量和SSC差異不顯著(p>0.05);單純逐步降溫處理的李果硬度、VC、TA含量顯著(p<0.05)低于CK;逐步降溫與1-MCP結合有效保持李果硬度在較高水平,與CK差異不顯著(p>0.05);16h-t、20h-t的VC含量顯著(p<0.05)高于單純逐步降溫處理,但仍顯著(p<0.05)低于CK;20h-t和24h-t的TA含量顯著(p<0.05)高于單純逐步降溫處理,與CK間差異不顯著(p>0.05)。

貯藏60 d時,16h-t、20h-t、24h-t的果實硬度顯著高于CK,此時CK硬度仍顯著(p<0.05)高于單純逐步降溫;16h-t、20h-t的VC含量顯著(p<0.05)高于單純逐步降溫處理,24h-t效果不明顯;20h-ck有效減緩了TA含量的下降,與CK及16h-t、20h-t、24h-t間差異不顯著(p>0.05),但16h-ck、24h-ck效果不顯著;各處理間還原糖含量和SSC無顯著差異(p>0.05)。

貯藏90 d時,16h-ck、20h-ck、24h-ck的各指標含量均顯著(p<0.05)高于CK;16h-t、20h-t、24h-t的果實硬度和TA含量顯著高于16h-ck、20h-ck、24h-ck,其中以20h-t效果最好;20h-t的還原糖含量顯著(p<0.05)高于其他處理;16h-t、20h-t的VC含量顯著(p<0.05)高于各單純逐步降溫處理及24h-t,但兩者間差異不顯著(p>0.05);20h-t的SSC含量與24h-t差異不顯著(p>0.05)。

實驗表明,逐步降溫處理在貯藏前期促進了果實后熟,營養物質流失較快,但可減緩后期果實硬度及還原糖、VC、TA和SSC含量的下降,這與楊青珍[16]等的研究結果一致。1-MCP的使用延緩了李果在逐步降溫過程中硬度、VC和TA含量的下降,兩者結合進一步提高了果實的耐貯藏性。

2.2 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李冷害的控制

2.2.1 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李細胞膜透性的影響 環境脅迫會使細胞膜完整性受損,導致膜透性增加和電解質外滲,植物細胞膜透性可用相對電導率表示。由圖1可知,李果相對電導率在貯藏期間總體呈上升趨勢。CK的相對電導率在貯藏前期低于其他處理,貯藏45 d時明顯上升,結束時達68.26%;16h-ck、20h-ck、24h-ck的相對電導率在貯藏前期上升較快,但后期上升緩慢,貯藏結束時分別為61.16%、62.46%、63.17%,顯著(p<0.05)低于CK,但三者之間差異不顯著(p>0.05);逐步降溫與1-MCP結合減緩了貯藏前期相對電導率的上升,同時使后期電導率增長緩慢,貯藏結束時16h-t、20h-t、24h-t的相對電導率分別為58.29%、55.17%、56.96%,與16h-ck、20h-ck、24h-ck間差異顯著(p<0.05),與CK之間差異極顯著(p<0.01)。可能是逐步降溫過程中高溫促使果實后熟衰老,相對電導率值高于CK,但逐步降溫減緩貯藏后期電導率的增加;1-MCP的使用抑制了果實后熟,兩者結合進一步提高了果實抗冷性,有效保持細胞膜結構的完整,使整個貯藏過程中電導率上升緩慢。

圖1 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李相對電導率的影響Fig.1 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on cell membrane permeability of Angelino plum fruit

2.2.2 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李MDA含量的影響 果蔬組織在遭受逆境脅迫時,細胞中產生的自由基能使膜脂過氧化,破壞細胞膜結構,導致細胞損傷。MDA是膜脂過氧化的主要產物,其含量可反映細胞膜的損傷程度[24]。由圖2可知,各處理李果的MDA含量在整個貯藏過程中均呈上升趨勢。CK的MDA含量在貯藏前期水平較低,貯藏45 d時開始顯著上升,結束時達73.89 μmol/g mF;逐步降溫在貯藏前期MDA含量較高,但后期上升緩慢,貯藏結束時16h-ck、20h-ck、24h-ck的MDA含量分別為58.12、62.31、64.99 μmol/g mF,顯著(p<0.05)低于CK;逐步降溫與1-MCP結合在貯藏前期效果不明顯,但顯著減緩了后期MDA含量的增加,貯藏結束時16h-t、20h-t MDA含量分別為53.17、50.27 μmol/g mF,顯著(p<0.05)低于單純逐步降溫處理,24h-t的MDA含量結束時為55.60 μmol/g mF,顯著(p<0.05)低于20h-ck、24h-ck,但與16h-ck間差異不顯著(p>0.05);各結合處理與CK間差異均極顯著(p<0.01)。

圖2 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李MDA含量的影響Fig.2 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on the MDA content of Angelino plum fruit

2.2.3 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李脯氨酸含量的影響 果蔬組織在遭受逆境脅迫時,組織中游離脯氨酸含量會明顯升高。如圖3所示,各處理果的脯氨酸含量在貯藏期間均呈上升趨勢。CK的脯氨酸含量在貯藏前期與其他處理差異不大,貯藏45 d時顯著上升,結束時達108.735 μg/g;經逐步降溫處理的李果在貯藏期間脯氨酸含量上升明顯緩于CK,貯藏結束時16h-ck、20h-ck、24h-ck的脯氨酸含量分別為78.337、86.6、88.115 μg/g,均顯著(p<0.05)低于CK;16h-t、20h-t、24h-t的脯氨酸含量在貯藏結束時分別為72.149、67.36、74.274 μg/g,顯著(p<0.05)低于16h-ck、20h-ck、24h-ck,與CK之間差異極顯著(p<0.01)。

圖3 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李脯氨酸含量的影響Fig.3 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on proline content of Angelino plum fruit

2.2.4 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李冷害指數的影響 由圖4可知,貯藏30 d時CK和單純逐步降溫處理果均有輕度冷害發生,表現為果肉有不同程度的水浸斑,顏色變深。隨貯藏時間延長,冷害指數不斷增加,貯藏45 d時冷害指數迅速上升,果實凹陷斑或水浸斑面積增大,此時逐步降溫與1-MCP結合處理果也出現輕微冷害。貯藏結束時,CK的冷害指數達0.611。16h-ck、20h-ck、24h-ck的冷害指數分別為0.450、0.517、0.55,均顯著(p<0.05)低于CK;16h-t、20h-t、24h-t的冷害指數分別為0.411、0.372、0.433,其中16h-t、20h-t冷害指數顯著(p<0.05)低于單純逐步降溫處理,各結合處理與CK間差異均極顯著(p<0.01)。

圖4 逐步降溫結合1-MCP處理對安格諾李冷害指數的影響Fig.4 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on chilling injury index of Angelino plum fruit

實驗表明,逐步降溫可有效減緩李果在貯藏后期相對電導率、MDA及游離脯氨酸含量的增加,使冷害指數保持在較低水平,減輕了膜脂過氧化損傷。此結果與張銀志[25]等人關于逐步降溫不能減輕黑琥珀李冷害的研究不符,可能是由于其降溫速度過快,降溫時間短(僅為6 d),果實沒有達到冷鍛煉效果,加上高溫促進后熟反而加重冷害,也說明不同降溫模式對果實的冷害控制效應不同,桃類貯藏也存在類似報道[26];逐步降溫與1-MCP結合進一步延緩了相對電導率和MDA、游離脯氨酸含量的上升,緩解低溫對果實造成的損傷,提高抗冷性,以20h-t效果最好。可能是16h-t處理果成熟度低,內源乙烯含量少,使乙烯誘導的非生物逆境脅迫下植物抗性的形成受阻,而24h-t后熟程度過高,降低了果實的貯藏性,這有待進一步驗證。

3 結論

研究了不同逐步降溫模式與1-MCP結合對李果冷害及貯藏品質的影響,結果表明,逐步降溫在貯藏前期促進果實后熟,但可緩解后期營養物質的流失,提高果實抗冷性。將逐步降溫與1-MCP結合可抑制果實后熟,同時減輕冷害,更好地保持貯藏品質,綜合來看20h-t為最佳貯藏模式。如何在此基礎上進一步抑制冷害,繼續延長果實貯藏期尚待深入研究,兩段溫度等其他方式與1-MCP結合對李果貯藏效果的影響為今后研究方向。

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Effects of gradually cooling binding 1-MCP treatment on chilling injury and storage quality of Angeleno plums

WEI Bao-dong1,ZHOU Shuang1,HAO Yi2,*

(1.College of Food Sciense,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China;2.Liaoning Fruiter Science Institute,Yingkou 115009,China)

As a research of delaying plums postharvest aging and reducing chilling injury caused by the low temperature stress,Angeleno plums were treated by three kinds of gradual cooling process,which commined with 1-methyl propylene(1-MCP),and their quality changes were measured during storage. Results showed that the controlled plums’ quality was better in the early stage storage,after 45 d storage,the chilling injury occurred with the significant increasing of relative conductivity,malondialdehyde(MDA),proline content and chilling injury index. Gradual cooling plums’ hardness and nutrient decreasing quickly in the early storage,but in the lately storage,the relative conductivity,proline,MDA increasing slowly,chilling injury index was low. The hardness,reducing sugar,VC,TA and SSC were decreasing slowly. Gradual cooling combined with 1-MCP was conducive to keep the hardness,VCand TA of plums in the early storage,retard the increasing of relative conductivity,proline and MDA content,lowered the chilling injury index. It indicated that gradual cooling promoted postharvest but effectively alleviated chilling injury,kept good longtime storage quality. It combined with 1-MCP could inhibited plums postharvest aging,had a better effect in reducing chilling injury,improved the storage quality of plums fruits. Comprehensive analysis showed the 20h-t works was best.

Angeleno plums;gradual cooling;1-methylcyclopropene;chilling injury

2016-09-26

魏寶東(1969-)，男，博士，副教授，研究方向：果蔬保藏機理,E-mail:bdweisyau@163.com。

*通訊作者:郝義(1969-)，男，碩士，研究員，研究方向：果品采后生理及商品化處理技術,E-mail:lnhy7849023@163.com。

國家農業部西北特色水果貯運保鮮技術集成與示范(201303075)；遼寧省果樹產業技術體系采后無害化貯藏及商品化處理技術(LNGSCYTX-13/14-9)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)06-0319-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.052