1-甲基環丙烯結合膜氣調處理對河口香蕉貯藏品質的影響

李艷嬌 張月江 邢江艷 趙曉玲 林 奇 包媛媛

(云南農業大學食品科學技術學院，云南 昆明 650201)

香蕉(MusananaL.)主要種植于高溫、潮濕的地區，云南省河口縣是中國重要的香蕉生產基地之一，也是云南省香蕉主產區[1-2]，該縣特殊地理環境為香蕉“周年種植”及生產綠色無公害香蕉創造了優良、安全的環境條件。由于香蕉屬于典型呼吸躍變型水果[3]，采后貯藏期短，在貯藏和運輸中損耗較大，極大地制約了云南香蕉產業的發展。

目前香蕉主要采用1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)[4]、植物精油[5]、復合涂膜[6-8]、殼聚糖保鮮膜[9]進行保鮮。1-MCP被認為是一種最有效的乙烯抑制劑[10]，通過與乙烯受體發生不可逆的結合，阻斷內外源乙烯與乙烯受體的結合，從而抑制果蔬后熟或衰老的一系列生理生化變化[11-12]，同時能有效減輕冷害[13-14]。PBI氣調保鮮袋，其專一性強，無毒無害，在降低貯藏環境中氧氣濃度的同時能適當提高二氧化碳的濃度[15]，抑制新鮮果蔬的呼吸作用，降低果蔬新陳代謝的速度及營養成分的消耗，抑制乙烯合成，達到保鮮目的[16]。微孔膜是一種多孔膜氣調袋，其孔徑小且分布均勻，孔隙率大，能保持空氣流通，達到保鮮目的[17]。目前1-MCP與氣調保鮮袋的結合已被應用于蘋果[18]、金刺梨[19]、獼猴桃[20]的貯藏保鮮，在香蕉上的結合使用還未見報道。

試驗擬探討不同濃度1-MCP及不同氣調袋對香蕉品質的影響，以期為熱區水果保鮮技術的進一步完善以及其他高原特色水果采后保鮮提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

香蕉：品種威廉斯，云南紅河河口；

微孔膜：85 cm×70 cm，厚度0.05～0.06 mm，孔徑15～20 μm，國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)；

PBI氣調保鮮袋：35 cm×24 cm，厚度0.15 mm，以色列PBI公司；

1-甲基環丙烯：分析純，佛山市嘉芝諾生物科技有限公司；

過氧化氫：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；

硫酸亞鐵：分析純，天津市北聯精細化學品開發有限公司；

氫氧化鈉：分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司；

酚酞、草酸、氯化鋇、無水乙醇：分析純，天津市福晨化學試劑廠。

1.1.2 儀器與設備

糖度計：LB90T型，廣州市速為電子科技有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH-8型，國華電器有限公司；

紫外可見光光度計：A360型，上海添時科學儀器有限公司；

離心機：TGL20M型，湖南湘立科學儀器有限公司；

分析天平：AR224CN型，奧豪斯儀器(常州)有限公司；

食品物性分析儀：TMS-PRO型，北京熙縝隆博環保科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 處理方法 挑選新鮮、無腐爛，無機械損傷，大小均一的河口香蕉，經稱量后用過氧乙酸殺菌液(濃度為0.05%)浸泡處理3 min，自然晾干后放入密閉紙箱中待處理。

(1) 對照組(CK)：未經1-MCP處理也未使用氣調袋，于15 ℃下貯藏。

(2) 處理組：按處理0.00，0.08，0.16，0.33 g/L需要分別用40 ℃的溫水配制系列濃度的1-MCP溶液，并將其均勻地涂布在香蕉表面后分別覆裹PBI氣調保鮮袋或微孔膜，于15 ℃下貯藏。

每隔2 天取樣，測其可溶性固形物、硬度、病情指數、轉黃指數、POD酶、呼吸強度、失重率、可滴定酸等相關生理指標，每個指標測3次，取平均值。試驗時間：2020年4月—6月。

1.2.2 指標測定方法

(1) 可溶性固形物：利用手持糖度計[21]測定。

(2) 硬度：利用水果硬度計[22]測定。

(3) 病情指數：參照文獻[23]，按式(1)計算病情指數。

(1)

(4) 轉黃指數：參照文獻[24]，按式(2)計算轉黃指數。

(2)

(5) 過氧化氫酶(POD)：水楊酸法[25]。

(6) 呼吸強度：靜置堿吸收法[26]。

(7) 失重率：參照文獻[27]，按式(3)計算失重率。

(3)

(8) 可滴定酸：采用酸堿滴定法[28]。

1.3 數據處理與統計

用Microsoft Office Excel 2010統計試驗結果及作圖。采用SPSS 17.0軟件的LSD法進行數據的顯著性分析，P≤0.05表示差異顯著，P≤0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 對香蕉可溶性固形物的影響

由表1、2可知，隨著貯藏時間的延長，香蕉的可溶性固形物含量不斷上升。貯藏第9天，CK組的可溶性固形物含量顯著高于其他4個處理組(P≤0.05)，而且與其他濃度處理組的相比，0.00 g/L 1-MCP處理組的可溶性固形物含量總體較高，說明1-MCP結合氣調袋處理對香蕉具有一定的保鮮作用。兩種不同套袋處理的香蕉效果差異不顯著且均優于CK組，與1-MCP阻止了外源乙烯與乙烯受體的結合，以及自發性氣調抑制了香蕉的成熟有關。

2.2 對香蕉硬度的影響

由表3、4可知，隨著貯藏時間的延長，香蕉硬度下降。其中，CK組硬度下降速度最快，0.16 g/L 1-MCP處理組硬度下降最慢。貯藏第12天，CK組香蕉的硬度顯著低于其他處理組(P≤0.05)。經過PBI氣調保鮮袋包裹的香蕉其硬度下降速度略高于微孔膜包裹的。果實的軟化主要是由于果實內的原果膠被水解酶水解所導致的，而氣調袋能有效抑制香蕉的蒸騰失水，還能形成氣調的微環境，抑制香蕉的呼吸作用，削弱其新陳代謝，降低香蕉與硬度有關酶的活性，從而延緩了香蕉的軟化。從不同濃度的1-MCP處理來看，0.16 g/L 1-MCP處理組的香蕉，貯藏效果優于其他處理組；從不同氣調袋來看，采用微孔保鮮膜包裝的香蕉貯藏效果優于PBI氣調保鮮袋包裝。綜上，0.16 g/L 1-MCP+微孔膜處理方式更能有效維持香蕉的硬度。

2.3 對香蕉病情指數的影響

由表5、6可知，隨著貯藏時間的延長，各處理果實的病情指數呈現不斷增大的趨勢。貯藏期間，經0.16 g/L 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋包裹的香蕉病情指數始終低于其他處理組，并且各處理組的病情指數開始急劇增加，其中CK組的病情指數上升最快，貯藏至21 d時病情指數高達100%，說明1-MCP對香蕉具有明顯抑制其病害發生的作用，而且濃度為0.16 g/L 1-MCP的效果最明顯。就不同套袋的香蕉而言，PBI氣調保鮮袋包裹的香蕉病情指數最高為40%，微孔膜包裹的香蕉病情指數最高為60%。說明PBI氣調保鮮袋的保鮮效果明顯優于微孔膜。相對而言，0.16 g/L 1-MCP+PBI氣調保鮮袋對香蕉病情指數的抑制效果最好。

表1 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉可溶性固形物的影響?Table 1 Effect of 1-MCP combined with PBI modified atmosphere bag on soluble solids of banana %

表2 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉可溶性固形物的影響?Table 2 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on soluble solids in banana %

表3 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉硬度變化的影響?Table 3 Effect of modified atmosphere bags treatment with 1-MCP and PBI on banana hardness kg/cm2

表4 1-MCP處理結合微孔膜處理對香蕉硬度變化的影響?Table 4 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on banana hardness kg/cm2

2.4 對香蕉轉黃指數的影響

由表7、8可知，隨著貯藏時間的延長，香蕉的轉黃指數呈不斷上升的趨勢。經0.16 g/L 1-MCP處理香蕉的轉黃指數上升趨勢明顯小于其他處理組。經過PBI氣調保鮮袋包裹的香蕉基本都在第18天完全轉黃，而經過微孔膜包裹的香蕉基本都在第15天完全轉黃。0.16 g/L 1-MCP+PBI氣調保鮮袋處理的香蕉，對比CK組能延遲10 d轉黃，而0.16 g/L 1-MCP+微孔膜處理的香蕉僅能延遲5 d轉黃。總體來看，PBI氣調保鮮袋的貯藏效果要優于微孔膜。

2.5 對香蕉POD酶活性的影響

由表9、10可知，整個貯藏期，不同處理組香蕉的POD活性呈現波動的變化趨勢。貯藏第6天，0.00，0.08，0.16 g/L 1-MCP處理組POD酶活性呈上漲趨勢，可能是由于初期機械傷導致香蕉細胞系統完整性受到破壞，細胞內的酶釋放，增加POD酶活性。貯藏第12天，除0.00 g/L 1-MCP+PBI氣調保鮮袋處理組外，其余處理組POD酶活性達到峰值，隨后呈現下降趨勢。使用PBI氣調保鮮袋包裹時，濃度為0.16 g/L和0.32 g/L 1-MCP處理的香蕉POD酶活性的波動程度最小；而用微孔膜包裹時，各處理組香蕉的POD酶活性波動較大。POD酶具有抗氧化的作用，因此果蔬為避免自身細胞受到傷害，其酶活會增強以消除自由基，而1-MCP與氣調袋的結合有利于香蕉保持較高的POD酶活性。總體來看，0.08 g/L 1-MCP結合微孔膜更能較好地維持抗氧化酶系統，延緩香蕉的衰老。

表5 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉病情指數的影響?Table 5 Effect of modified atmosphere bags treatment with 1-MCP and PBI on banana disease index %

表6 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉病情指數的影響?Table 6 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on disease index of banana %

表7 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉轉黃指數的影響?Table 7 Effect of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana turning yellow index %

表8 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉轉黃指數的影響?Table 8 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on yellowing index of banana %

表9 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉POD酶活性的影響?Table 9 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags on banana POD enzyme activity U/g

表10 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉POD酶活性的影響?Table 10 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on POD activity of banana U/g

2.6 對香蕉失重率的影響

由表11、12可知，貯藏期間，香蕉失重率整體呈上升趨勢。貯藏過程中，各處理組之間失重率差異不顯著(P>0.05)。未經處理的香蕉失重率最高為95.74%，最低為91.57%；用1-MCP處理且覆裹PBI氣調保鮮袋的香蕉失重率最高為97.83%，最低為84.71%；用1-MCP處理套微孔膜的香蕉失重率最高為98.7%，最低為83.78%，兩種不同氣調袋和不同濃度1-MCP處理的香蕉失重率的變化趨勢區分不明顯，說明1-MCP處理和氣調袋對香蕉失重率影響不大。

2.7 對香蕉呼吸強度的影響

由表13、14可知，隨著貯藏時間的增加，香蕉的呼吸強度不斷上升。貯藏6 d后，CK組的呼吸強度顯著高于其余4組(P≤0.05)，說明1-MCP可有效抑制香蕉的呼吸代謝，延遲其呼吸躍變。PBI包裹的香蕉中，0.16 g/L 1-MCP處理組的呼吸強度始終保持最低，而微孔膜包裹的香蕉貯藏9 d后，0.16 g/L 1-MCP處理組的呼吸強度顯著低于其余4組(P≤0.05)。說明1-MCP能夠降低貯藏期間香蕉的呼吸強度，且不同濃度間的作用效果差異不明顯，這是因為氣調袋為香蕉提供了氣調微環境，延緩了香蕉的呼吸代謝及呼吸高峰的到來，從而起到了延長貯藏期的作用。由表13、14還可知，兩種不同氣調袋對香蕉呼吸強度的影響差異不明顯，相對而言0.16 g/L1-MCP 結合PBI氣調保鮮袋對香蕉貯藏過程中呼吸強度抑制效果較好。

表11 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉失重率的影響?Table 11 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana weightlessness rate %

表12 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉失重率的影響?Table 12 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on weight loss rate of banana %

表13 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉呼吸強度的影響?Table 13 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana respiration intensity mg CO2/(kg·h)

表14 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉呼吸強度的影響?Table 14 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on respiration rate of banana mg CO2/(kg·h)

2.8 對香蕉可滴定酸的影響

由表15、16可知，香蕉的可滴定酸隨著貯藏的時間延長呈下降趨勢，其中CK組的可滴定酸含量下降得最快，說明1-MCP處理抑制了香蕉可滴定酸含量的降低，在一定程度上減緩了香蕉品質的變化。貯藏第6天，0.16 g/L 1-MCP結合微孔膜包裹的香蕉中的可滴定酸含量顯著高于空白組(P≤0.05)，但PBI氣調保鮮袋顯著性并沒有微孔膜的高，說明在可滴定酸上微孔膜的保鮮效果優于PBI氣調保鮮袋。

表15 1-MCP結合PBI氣調保鮮袋處理對香蕉可滴定酸的影響?Table 15 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana titratable acid %

表16 1-MCP結合微孔膜處理對香蕉可滴定酸的影響?Table 16 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on titratable acid of banana %

3 結論

采用1-甲基環丙烯結合PBI保鮮膜氣調處理香蕉，除了硬度和可滴定酸指標外，香蕉貯藏效果均比其他處理組效果好，可有效延緩可溶性固形物的上升，抑制病情指數及轉黃指數的增加，保持較低的POD酶活性。這是因為1-甲基環丙烯競爭性與乙烯受體結合，抑制了乙烯對香蕉的作用，再加上低溫條件下氣調袋自主調節O2與CO2的濃度，從而有效地延緩了香蕉在貯藏過程中對營養物質的消耗，維持了香蕉較好的貯藏品質。后續可從1-甲基環丙烯結合氣調袋對香蕉代謝的影響方面揭示其保鮮機理。