乙烯與1-MCP處理對(duì)伯謝克辛甜瓜采后生理品質(zhì)的影響

張明明，白羽嘉，熱合滿·艾拉，王玉紅，李夢(mèng)， 瑪爾哈巴·帕爾哈提，馮作山

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】伯謝克辛甜瓜屬典型的呼吸躍變型果實(shí)，是新疆喀什地區(qū)特有品種。主要分布在伽師、麥蓋提、岳普湖等縣。其具有果肉厚、肉質(zhì)綿軟爽口、汁多味香等特點(diǎn)[1-3]，與其它甜瓜相比，伯謝克辛采后生理代謝旺盛，果實(shí)迅速發(fā)生軟化，常溫貯藏3～5 d即失去全部商品價(jià)值。【前人研究進(jìn)展】呼吸躍變型果實(shí)在貯藏過程中，會(huì)隨果實(shí)成熟而產(chǎn)生大量的乙烯并向外釋放[4]，空氣中乙烯濃度增大又會(huì)反過來促進(jìn)果實(shí)的呼吸代謝，加速果實(shí)成熟。用外源乙烯處理能誘導(dǎo)和加速果實(shí)成熟[5]，如果抑制果實(shí)中自身合成的乙烯或利用乙烯合成抑制劑處理則使果實(shí)成熟推遲[6]。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)，能夠不可逆的作用于乙烯受體，從而阻斷受體與乙烯的正常結(jié)合[7]，抑制其果實(shí)后熟軟化相關(guān)的一系列生理生化反應(yīng)，延長(zhǎng)躍變型果實(shí)采后的保鮮期，對(duì)保持果蔬品質(zhì)發(fā)揮了重要的作用[8]。研究表明，1-MCP可以有效減緩旱黃密[9]，玉金香[10]，黃醉仙[11]，新密1號(hào)[12]等甜瓜果實(shí)的軟化進(jìn)程。呼吸作用是果實(shí)采后最主要的生命活動(dòng)，呼吸作用的強(qiáng)弱可以反應(yīng)果實(shí)采后的活動(dòng)狀態(tài)[15]。【本研究切入點(diǎn)】伯謝克辛因受地域的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)該品種研究較少。伯謝克辛甜瓜采后正值高溫季節(jié)，采收期集中，采后極易發(fā)生軟化，而目前尚未有對(duì)其軟化機(jī)理進(jìn)行研究，缺乏一種合理有效貯藏方式提高伯謝克辛采后商品價(jià)值。研究乙烯與1-MCP處理在7℃冷藏條件下對(duì)伯謝克辛甜瓜采后生理品質(zhì)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜伯謝克辛采后品質(zhì)的影響，研究乙烯和1-MCP調(diào)控伯謝克辛甜瓜采后成熟機(jī)制，為伯謝克辛甜瓜采后調(diào)控技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以伯謝克辛甜瓜為原料，于2017年7月26日采摘自新疆喀什地區(qū)伽師縣七鄉(xiāng)。采摘時(shí)可溶性固形物≥5%，單果重量(2.0±0.5) kg，挑選形狀和大小均勻相近，無病蟲害，無機(jī)械損傷、帶果炳的果實(shí)作為試驗(yàn)材料。采摘后每個(gè)瓜用泡沫網(wǎng)套包裝并裝箱，采用常規(guī)運(yùn)輸，于24 h內(nèi)運(yùn)至新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。

1.2 方 法

1.2.1 樣品處理

乙烯處理：使用500 mg/L的乙烯利溶液對(duì)甜瓜進(jìn)行噴灑，晾干后放入氣帳中，置于7℃，相對(duì)濕度為85%～90%的冷庫(kù)中貯藏。

1-MCP處理：將甜瓜放入氣帳中，采用2 μL/L 1-MCP熏蒸24 h。熏蒸結(jié)束取出甜瓜，置于7℃，相對(duì)濕度為85%～90%的冷庫(kù)貯藏。

對(duì)照：不進(jìn)行任何處理，置于7℃，相對(duì)濕度為85%～90%的冷庫(kù)中貯藏。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目

果實(shí)硬度：采用FHM-1型硬度計(jì)測(cè)定，將甜瓜果實(shí)從赤道切開。測(cè)定距離果皮2 cm處的果實(shí)硬度，沿對(duì)稱點(diǎn)測(cè)定8次(kg/cm2)。

可溶性固形物：采用WYT-J型手持糖量計(jì)測(cè)定，將甜瓜果實(shí)沿赤道切開；在果實(shí)切面均勻取6處靠近果腔處的果肉進(jìn)行測(cè)定(°Brix)。

總糖：參照曹建康[13]59方法，采用苯酚-硫酸法(%)。

還原糖：參照曹建康[13]64方法，3,5-二硝基水楊酸法(%)。

細(xì)胞膜滲透率：參照曹建康等方法[13]153，使用DDS-307型電導(dǎo)率儀進(jìn)行測(cè)定(%)。

呼吸強(qiáng)度：采用靜置法測(cè)定[14](CO2mg/(kg·h))。

可滴定酸：參照曹建康[13]29方法，采用氫氧化鈉滴定法(%)。

VC含量參照曹建康[13]35方法，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法(mg/100 g)。

每隔24 h測(cè)定伯謝克辛硬度、呼吸強(qiáng)度、細(xì)胞膜滲透率、可溶性固形物、總糖、還原糖、抗壞血酸、可滴定酸等指標(biāo)變化。每次取9個(gè)果實(shí)，甜瓜去除果皮后，將果肉切成1 cm3的塊狀，液氮速凍，-80℃保存。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin8.5軟件進(jìn)行繪圖，SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)硬度影響

研究表明，在貯藏0～9 d，1-MCP處理和乙烯處理的甜瓜果實(shí)硬度呈逐漸下降趨勢(shì)，1-MCP處理的甜瓜果實(shí)硬度均高于對(duì)照組，乙烯處理的甜瓜果實(shí)硬度均低于對(duì)照組。貯藏第9 d，對(duì)照組甜瓜果實(shí)硬度為0.24 kg/cm2；1-MCP處理甜瓜果實(shí)硬度為0.37 kg/cm2，高于對(duì)照組54.17%(P<0.01)；乙烯處理甜瓜果實(shí)硬度為0.19 kg/cm2，低于對(duì)照組20.83%(P<0.01)。圖1

圖1 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜硬度變化

Fig.1 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on firmness of melon during cold storage

2.2 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)可溶性固形物含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，隨著果實(shí)成熟，甜瓜果實(shí)中可溶性固形物含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，1-MCP處理的甜瓜果實(shí)可溶性固形物含量高于對(duì)照組；而乙烯處理的甜瓜果實(shí)低于對(duì)照組。貯藏第9 d，對(duì)照組的可溶性固形物為6.5%，1-MCP處理組的可溶性固形物含量為7.5%，比對(duì)照組高15.38%(P<0.01)；乙烯處理組的可溶性固形物含量為5.38%，比對(duì)照組低17.23%(P<0.01)。圖2

圖2 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可溶性固形物含量變化

Fig.2 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on soluable solid content of melon during cold storage

2.3 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)總糖含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實(shí)中總糖含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，1-MCP處理組甜瓜果實(shí)總糖含量高于對(duì)照組；貯藏4～9 d，乙烯處理組甜瓜果實(shí)總糖含量低于對(duì)照組。貯藏第2 d，甜瓜果實(shí)中的總糖含量均達(dá)到最大值，對(duì)照組甜瓜總糖含量為9.437%，乙烯處理組甜瓜果實(shí)總糖含量為8.345%，比對(duì)照組低11.57%(P<0.01)。貯藏2～4 d，與對(duì)照組相比，乙烯處理組甜瓜果實(shí)中可溶性糖含量急劇下降，貯藏第9 d，對(duì)照組的總糖含量為5.141%，1-MCP處理組的總糖含量為5.919%，比對(duì)照組高15.13%(P<0.05)；乙烯處理組的總糖含量為3.672%，比對(duì)照組低28.57%(P<0.01)。圖3

2.4 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)還原糖含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實(shí)中還原糖含量呈逐漸下降趨勢(shì)，1-MCP處理組甜瓜果實(shí)還原糖含量高于對(duì)照組；乙烯處理組甜瓜果實(shí)還原糖含量低于對(duì)照組。貯藏第9 d，對(duì)照組的還原糖含量為為6.291%，1-MCP處理組的還原糖含量為6.857%，比對(duì)照組高8.9%(P<0.01)；乙烯處理組還原糖含量為4.459%，比對(duì)照組低29.12%(P<0.01)。圖4

圖3 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可溶性固形物含量變化

Fig.3 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on total sugar content of melon during cold storage

圖4 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜還原糖含量變化

Fig.4 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on reducing sugar content of melon during cold storage

2.5 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)細(xì)胞膜滲透率的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實(shí)的細(xì)胞膜滲透率呈逐漸上升的趨勢(shì)，1-MCP處理的甜瓜果實(shí)細(xì)胞滲透率均低于對(duì)照組，乙烯處理的甜瓜果實(shí)細(xì)胞膜滲透率均高于對(duì)照組。在貯藏第9 d，對(duì)照組甜瓜果實(shí)的細(xì)胞膜滲透率為69.47%；1-MCP處理組細(xì)胞膜滲透率為63.47%，比對(duì)照組低6%(P<0.01)；乙烯處理組細(xì)胞膜滲透率為71.58%，比對(duì)照組高2.11%(P<0.05)。圖5

圖5 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜細(xì)胞膜滲透率變化

Fig.5 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on cell membrane permeability rate of melon during cold storage

2.6 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實(shí)的呼吸強(qiáng)度均呈先上升后下降的趨勢(shì)，發(fā)生了呼吸躍變，1-MCP處理組呼吸強(qiáng)度均低于對(duì)照組；乙烯處理組呼吸強(qiáng)度均高于對(duì)照組。在貯藏第1 d甜瓜果實(shí)達(dá)到呼吸高峰，對(duì)照組呼吸強(qiáng)度為3.29 CO2mg/(kg·h)，1-MCP處理組呼吸強(qiáng)度為2.44 CO2mg/(kg·h)，比對(duì)照組低25.84%(P<0.01)；乙烯處理組呼吸強(qiáng)度為4.05 CO2mg/(kg·h)，比對(duì)照組高23.1%(P<0.01)。圖6

2.7 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜可滴定酸含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，1-MCP和乙烯處理的甜瓜果實(shí)可滴定酸含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)。1-MCP處理的甜瓜果實(shí)可滴定酸含量始終高于對(duì)照組，在貯藏4～9 d，乙烯處理組可滴定酸含量均低于對(duì)照組。貯藏第9 d，對(duì)照組甜瓜中可滴定酸含量為0.512%，1-MCP處理組為0.602%，比對(duì)照組高17.58%；乙烯處理組可滴定酸含量0.364%，比對(duì)照組低28.91%(P<0.01)。圖7

圖6 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜呼吸強(qiáng)度變化

Fig.6 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on respiration intensity of melon during cold storage

圖7 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可滴定酸含量變化

Fig.7 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on TA content of melon during cold storage

2.8 乙烯和1-MCP處理對(duì)甜瓜VC含量影響

研究表明，在貯藏0～9 d，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，甜瓜果實(shí)中的VC含量逐漸降低。1-MCP處理的甜瓜果實(shí)VC含量高于對(duì)照組，乙烯處理的甜瓜果實(shí)VC含量低于對(duì)照組。貯藏0～4 d，1-MCP處理組和乙烯處理組甜瓜果實(shí)中的VC含量均急劇下降；第4～9 d，下降趨于平緩。貯藏第4 d，對(duì)照組甜瓜VC含量為3.45 mg/100 g，1-MCP處理組為4.36 mg/100 g，比對(duì)照組高26.38%(P<0.01)；乙烯處理組為1.95 mg/100 g，比對(duì)照組低43.48%(P<0.01)。圖8

圖8 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜含量變化

Fig.8 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on content of melon during cold storage

3 討 論

果實(shí)采后脫離母體，呼吸成為其新陳代謝的主導(dǎo)過程[16]。呼吸作用會(huì)在各種酶的協(xié)同作用下將果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(脂肪酸，多糖)分解，導(dǎo)致果實(shí)采后品質(zhì)發(fā)生劣變，如果實(shí)失水皺縮，硬度下降，細(xì)胞膜透性增大等變化[17]。乙烯可以通過調(diào)控呼吸作用加速果實(shí)成熟[18]，1-MCP作為一種乙烯抑制劑，可以有效的延遲或降低果實(shí)的呼吸高峰，阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，延緩果實(shí)衰老[19-20]。

試驗(yàn)采用500 mg/L的乙烯和2 μL/L 1-MCP利對(duì)伯謝克辛甜瓜進(jìn)行處理，研究甜瓜在貯藏期間相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)變化。結(jié)果表明：在貯藏第1 d，乙烯和1-MCP處理的甜瓜果實(shí)達(dá)到呼吸高峰，前者高于對(duì)照組23.1%(P<0.01)，后者比對(duì)照組低25.84%(P<0.01)，伯謝克辛甜瓜為乙烯敏感性果實(shí)，外源乙烯提高了甜瓜果實(shí)的呼吸高峰；1-MCP能夠通過阻斷乙烯與受體結(jié)合，降低甜瓜果實(shí)對(duì)乙烯的敏感性，抑制甜瓜果實(shí)的呼吸作用，這與前人研究乙烯可以提高軟兒梨[21]和網(wǎng)紋甜瓜[22]果實(shí)的呼吸高峰，1-MCP可以抑制獼猴桃[23]、無花果[24]等果實(shí)的呼吸高峰結(jié)論一致。硬度和可溶性固形物是反映果實(shí)在貯藏過程中后熟軟化程度及品質(zhì)高低的指標(biāo)[25-26]，細(xì)胞膜滲透率可以表示果實(shí)在貯藏過程中細(xì)胞膜受到損傷的程度[27]。與對(duì)照組相比，在貯藏0～9 d，乙烯處理促進(jìn)了甜瓜果實(shí)硬度和可溶性固形物含量下降，增大了甜瓜果實(shí)的細(xì)胞膜透性，1-MCP抑制了甜瓜果實(shí)硬度和可溶性固形物含量的下降，抑制了甜瓜果實(shí)細(xì)胞膜透性增大。乙烯處理對(duì)果實(shí)中糖含量因果實(shí)種類而異，王俊寧等[28]研究發(fā)現(xiàn)，乙烯處理可以提高菠蘿果實(shí)中總糖和還原糖含量，試驗(yàn)研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，在貯藏4～9 d，乙烯處理促進(jìn)了甜瓜果實(shí)中總糖含量下降，這與姜新等[29]采用乙烯對(duì)“宮川”早熟溫州蜜柑果實(shí)的研究結(jié)果相一致，1-MCP抑制了甜瓜果實(shí)總糖和還原糖含量的下降。VC和可滴定酸是果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[30-31]，貯藏4～9 d，乙烯促進(jìn)了甜瓜果實(shí)VC和可滴定酸含量下降，1-MCP減少了甜瓜果實(shí)VC和可滴定酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，有效的保持甜瓜果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

4 結(jié) 論

對(duì)伯謝克辛甜瓜進(jìn)行乙烯和1-MCP處理，在7℃貯藏條件下，乙烯處理能夠提高甜瓜果實(shí)的呼吸高峰，降低果實(shí)硬度，并促進(jìn)果實(shí)中糖酸含量下降。至貯藏第9 d，乙烯處理組甜瓜果實(shí)硬度比對(duì)照組低20.83%，可滴定酸含量比對(duì)照組低28.91%，VC含量比對(duì)照組低43.48%，細(xì)胞膜滲透率高于對(duì)照組2.11%。而1-MCP處理能夠抑制甜瓜果實(shí)的呼吸高峰，較好的保持甜瓜果實(shí)硬度，抑制其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。貯藏第9 d，1-MCP處理組甜瓜果實(shí)硬度高于對(duì)照組54.17%，可滴定酸含量比對(duì)照組高17.58%，VC含量比對(duì)照組高26.38%，細(xì)胞膜滲透率比對(duì)照組低6%。伯謝克辛甜瓜為乙烯敏感性果實(shí)，在低溫貯藏過程中，乙烯處理加速了甜瓜果實(shí)采后品質(zhì)劣變及軟化衰老進(jìn)程，而1-MCP能夠降低甜瓜果實(shí)對(duì)乙烯的敏感性，延緩由乙烯所導(dǎo)致的后熟軟化進(jìn)程，較好的保持甜瓜品質(zhì)。