1-MCP 預處理對采后獼猴桃機械損傷導致品質變化的影響

洪偉榮，王 璇，劉馨嵐，關文強,*，肖 倩，羅安偉

（1.天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津 300134；2.陜西永紅獼猴桃專業合作社，陜西 寶雞 722400；3.西北農林科技大學食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100）

獼猴桃也稱奇異果，是原產于我國的藤本植物，在我國廣泛分布于陜西、四川、湖南、安徽等省份。獼猴桃因具有獨特的風味、含有豐富的VC 和多種礦物營養被譽為“水果之王”[1]。2018 年，我國獼猴桃的種植面積達17.6 萬hm2，是全球最大的獼猴桃產地，總產量達215.5 萬t，但出口量僅有0.65 萬t[2]，一個主要原因是機械損傷引起的損耗率遠高于某些發達國家[3]，因而在全球市場上的競爭力較弱。獼猴桃在采摘搬運、冷藏運輸和分級貯藏等環節都極易受到機械損傷，如壓縮、跌落、沖擊損傷、表面擦傷以及刺傷等[4-5]。隨著產業模式和消費方式的變化，生鮮果蔬的電商銷售成為我國農業生產中的重要方式。然而，電商獼猴桃保鮮物流中發生的機械損傷所造成的采后損耗較大，嚴重影響了獼猴桃的經濟價值和產業銷售[6]。針對獼猴桃采后可能會出現的機械損傷，已有的報道主要集中在兩方面：一方面是研究如何減少果實可能受到的機械傷害，如探究減少獼猴桃運輸中振動損傷的適宜包裝[7-8]、開發可減少果實采后跌落損傷及裝箱碰撞的機器人自動采摘裝箱搬運裝置[9]；另一方面是通過采后技術調節果實生理特性來減少機械損傷對果實品質的影響，如田紅炎等[10]發現ClO2處理可有效提高機械損傷獼猴桃的貯藏品 質，De Oliveira Alves 等[11]發現1-MCP 處理可延緩機械損傷導致的“布魯諾”獼猴桃的成熟，提高其耐貯性。

1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene,1-MCP）是一種乙烯受體抑制劑，可有效抑制乙烯與受體的結合及信號傳導，延緩乙烯的生理反應，抑制果實的成熟與衰老[12-14]。基于其在常溫下穩定、使用劑量低、安全高效等優點，已被廣泛應用于果蔬采后的貯藏保鮮[15]。獼猴桃為呼吸躍變型果實，1-MCP 處理對保持其貯藏品質效果顯著。大量研究表明，1-MCP 處理可有效延緩獼猴桃貯藏期間硬度下降、保持VC 含量、延緩可溶性固形物含量的升高，延長果實貯藏期[16-18]。但目前研究主要集中在探討1-MCP 對獼猴桃貯藏品質及機理的研究，關于1-MCP 預處理對延緩獼猴桃因機械損傷而品質下降的研究較少。本文探究了不同濃度1-MCP 預處理對延緩獼猴桃因機械傷害而品質下降的影響，以期為獼猴桃采后貯運保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

選用產自陜西省岐山縣陜西永紅獼猴桃專業合作社后熟期的“徐香”獼猴桃為試驗材料，挑選大小均一、無機械損傷、無病蟲害的果實，分別以0（對照）、0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 在室溫（10～15 ℃）下熏蒸24 h。將處理后的果實裝入電商專用包裝箱（外包裝是紙箱+泡沫箱、單果泡沫網套包裝、3 kg/箱），通過德邦物流運回實驗室。

氫氧化鈉（分析純）：購于天津市贏達稀貴化學試劑廠；酚酞（分析純）：購于天津市文達稀貴試劑化工廠；1-MCP：購于山東奧維特生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

DY-315A 型跌落試驗機：蘇州新區東菱振動試驗儀器有限公司；TA.XT.Plus 質構儀：英國SMS 公司；PAL-BX/ACID1 型糖酸折射儀：日本愛拓公司；JYLC022E型榨汁機：山東九陽電器有限公司；CR-400 型色彩色差計：日本柯尼卡美能達公司；GXH-3051H 型果蔬呼吸測定儀：北京均方理化有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

利用跌落試驗模擬獼猴桃的機械損傷。試驗在跌落試驗機上完成，挑選無損傷獼猴桃從0.5 m 高處跌落至平坦不銹鋼板表面，試驗為無包裝單果跌落。

挑選沒有損傷的果實（本實驗室前期研究表明所采用的包裝和運輸方式可有效避免機械損傷）進行跌落處理和分裝，試驗共分為5 組：未經1-MCP 處理且無機械損傷處理的果實記為CK0組；未經1-MCP處理有機械損傷處理的果實記為CK1組；經0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 處理且有機械損傷處理的獼猴桃記為0.2 μL/L 1-MCP、0.4 μL/L 1-MCP 和0.8 μL/L 1-MCP 組。處理后的各組果實裝入打有2 個孔徑為1.3 cm 的9 號PE 保鮮自封袋（20 cm×28 cm，12 絲）中，置于4 ℃冷庫中貯藏，每7 d 測定一次果實的各項品質及生理指標。每次試驗每個處理組隨機取9 個果實，3 個果實一組，3 組重復。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 硬度

利用質構儀對果實赤道部位進行硬度測定。使用P/2 探頭（直徑為2 mm），測前、測中速度均為1 mm/s，測后速度為10 mm/s，測試深度為10 mm，單位為N。

1.2.2.2 色差

使用色差計測量獼猴桃兩側果肉的a*和b*值，并計算顏色飽和度C*值[19]，計算公式如（1）所示。

1.2.2.3 可溶性固形物（TSS）含量

使用糖酸折射儀測定。

1.2.2.4 可滴定酸（TA）含量

采用酸堿滴定法測定。

1.2.2.5 質量損失率

利用差重法計算，計算公式如（2）所示。

質量損失率（%）=

1.2.2.6 呼吸強度

使用果蔬呼吸測定儀測定。

1.2.2.7 乙烯釋放量

使用乙烯氣體分析儀測定。

1.2.3 數據處理

利用Excel 2013 進行數據整理，采用SPSS 16.0對試驗數據進行差異顯著性分析，采用Origin 8.5 擬合曲線并繪圖。

2 結果與分析

2.1 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃硬度的影響

硬度是衡量果實貯藏效果的重要指標之一。獼猴桃采后由于淀粉等物質降解，引起果實軟化，硬度降低。后熟期獼猴桃硬度下降分為軟化啟動階段和快速軟化階段，1-MCP 對后熟期果實軟化作用表現在快速軟化階段[20]。由圖1 可知，貯藏期間獼猴桃果實硬度呈下降趨勢。對比CK0和CK1可知，有機械損傷的獼猴桃貯藏前期硬度更低，CK1、CK0組果實硬度分別在7 d 和14 d 后趨于平緩，說明損傷加速了果實軟化，這是因為損傷引起與細胞壁降解相關的酶活性增強[21]。同CK1相比，3 個濃度的1-MCP 預處理在貯藏前21 d 均可顯著抑制損傷獼猴桃硬度的下降（P＜0.05），其中0.8 μL/L 1-MCP 預處理的效果最佳。

圖1 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃硬度的影響Fig.1 The effect of 1-MCP pretreatment on hardness of damaged kiwifruit

2.2 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃顏色的影響

獼猴桃果實在早期發育中，果肉為綠色，成熟軟化過程中因代謝細胞結構發生變化，引起葉綠素降解，類胡蘿卜素積累[22]，顏色飽和度會隨之下降，商品價值降低。由圖2 可知，貯藏0～28 d，CK1組果實C*值下降迅速且明顯低于CK0組，說明損傷對獼猴桃顏色影響較大。與CK1相比，3 個濃度的1-MCP 預處理均顯著延緩了損傷獼猴桃果實顏色飽和度的下降（P＜0.05），這是因為1-MCP 可有效抑制損傷獼猴桃在貯藏過程中葉綠素的降解，有效維持果實的顏色[23]，3 個濃度1-MCP 預處理對獼猴桃果肉顏色的影響無顯著差別。

圖2 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃顏色飽和度的影響Fig.2 The effect of 1-MCP pretreatment on color saturation of damaged kiwifruit

圖3 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃TSS 含量的影響Fig.3 The effect of 1-MCP pretreatment on TSS content of damaged kiwifruit

2.3 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃TSS 含量的影響

可溶性固形物（TSS）主要包括單糖、多糖、酸、維生素、礦物質等，是評價獼猴桃果實口感和成熟度的重要指標[24]。由圖3 可知，貯藏期間TSS 含量整體呈上升趨勢。貯藏0～14 d，CK1組TSS 含量上升較快，貯藏21 d 后，TSS 含量趨于平穩，CK0組在貯藏期間TSS 含量呈穩定上升趨勢，且在35 d 時高于損傷果，這是因為損傷加強了果實的呼吸代謝，淀粉轉化為糖的速度加快，使得TSS 含量迅速升高，貯藏后期損傷果實的呼吸代謝變慢，TSS 含量趨于穩定[25]。1-MCP預處理可延緩損傷獼猴桃TSS 含量的上升，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃貯藏期間TSS含量的上升有顯著的抑制作用（P＜0.05），但兩個濃度之間無顯著差異。

2.4 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃TA 含量的影響

獼猴桃果實的可滴定酸（TA）含量與其口感風味相關。貯藏過程中，果實優先利用有機酸類物質作為呼吸代謝的底物[26]。貯藏期間，果實的可滴定酸含量逐漸下降，且成熟度越高，含量越低。由圖4 可知，CK0組在0～7 d 的TA 含量下降較快，貯藏14 d 后呈持續均勻下降趨勢；CK1組TA 含量在貯藏前14 d 下降迅速，之后下降緩慢；0.2、0.8 μL/L 1-MCP 預處理組獼猴桃果實的TA 含量在貯藏的0～14 d 下降迅速，貯藏后期趨于平緩，變化趨勢與CK1組相同，貯藏35 d時CK1組TA 含量比CK0組大約高出12%，0.8 μL/L 1-MCP 預處理組TA 含量低于CK1組，這可能是因為損傷引起的代謝紊亂影響正常的生理代謝活動，交替呼吸途徑喪失，可滴定酸未被正常代謝消耗[27]，而高濃度1-MCP 對此作用不明顯。同CK1組相比，0.4 μL/L 1-MCP 預處理在貯藏0～28 d 可顯著抑制TA 含量的下降（P＜0.05）。

圖4 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃TA 含量的影響Fig.4 The effect of 1-MCP pretreatment on titratable acid content of damaged kiwifruit

2.5 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃質量損失率的影響

獼猴桃采后失去營養和水分的供給，只能通過呼吸和蒸騰作用提供所需的能量和動力，消耗了自身儲備的有機物和水分，導致果實質量減少，較高的質量損失率會使獼猴桃表皮皺縮萎蔫，品質下降[10]。由圖5可知，貯藏期間質量損失率逐漸上升。貯藏35 d 時，經0.8 μL/L 1-MCP 預處理的損傷果質量損失率最高（1.30%），CK1組和0.2 μL/L 1-MCP 預處理組的質量損失率與CK0組相比無明顯差異，分別為1.23%、1.18%、1.19%；0.8 μL/L 1-MCP 預處理的損傷果有較高的失重率，這同賀艷娥[28]、曹森等[29]的研究結果一致，高濃度1-MCP 處理的獼猴桃失重率高且容易形成爛而不軟的“僵尸果”。整個貯藏期間，0.4 μL/L 1-MCP 預處理組果實的質量損失率顯著低于CK1組（P＜0.05），能有效抑制損傷獼猴桃的質量損失。

圖5 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃質量損失率的影響Fig.5 The effect of 1-MCP pretreatment on weight loss rate of damaged kiwifruit

圖6 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃呼吸強度的影響Fig.6 The effect of 1-MCP pretreatment on respiratory intensity of damaged kiwifruit

2.6 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃呼吸強度的影響

果實成熟衰老過程中，會出現呼吸強度增強、呼吸代謝加快。獼猴桃屬于呼吸躍變型果實，在采后貯藏中，呼吸強度呈先上升后下降的趨勢。由圖6 可知，在貯藏前期，各組果實的呼吸強度均逐漸增加，損傷果（CK1）在貯藏第7 天達到呼吸高峰，呼吸強度為7.12 mg CO2·kg-1·h-1，未損傷果（CK0）在貯藏14 d 時出現呼吸高峰，呼吸強度為6.02 mg CO2·kg-1·h-1，損傷果的呼吸峰值高于未損傷果，這是因為損傷增強了果實的呼吸代謝水平，而且會伴隨著衰老進一步加強這種生理反應[30]。經0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預處理的損傷果分別在貯藏7、28、14 d 出現呼吸峰值，其值分別為6.56、5.87、6.10 mg CO2·kg-1·h-1，均低于CK1組，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預處理組呼吸強度峰值顯著低于CK1組（P＜0.05），且0.4 μL/L 1-MCP 預處理對延緩獼猴桃果實呼吸高峰的到來效果最好。

2.7 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃乙烯釋放量的影響

乙烯是一種促進果實成熟衰老的植物代謝激素，可作為判斷果實成熟度的生理指標，對植物生長發育及脅迫應激反應有重要的調控作用。由圖7 可知，獼猴桃果實在貯藏期間的乙烯釋放量整體呈上升趨勢，貯藏后期果實的成熟度高，乙烯釋放量也迅速升高，損傷果在0～7 d 乙烯釋放量有所減少。這是因為損傷脅迫引發果實的自我保護機制，以此抵抗損傷脅迫對果實成熟衰老的促進作用[31]。果蔬受到損傷后會生成傷乙烯，乙烯釋放量增加[32]。貯藏35 d 時，3 個濃度1-MCP 預處理組乙烯釋放量均低于CK1組，主要是因為1-MCP 對受傷果實乙烯合成途徑中的關鍵酶ACS 和ACO 活性產生了較大的抑制作用，進而抑制了果實的乙烯釋放速率[33]，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預處理的乙烯釋放量顯著低于CK1組（P＜0.05）。

圖7 1-MCP 預處理對損傷獼猴桃乙烯釋放量的影響Fig.7 The effect of 1-MCP pretreatment on ethylene production of damaged kiwifruit

3 討論與結論

機械損傷會加速果蔬衰老、品質劣變，使貯藏期縮短，進而造成較大經濟損失，主要機理是損傷會產生相應的應力，誘導果蔬組織細胞壁、細胞膜的破裂，進而膜透性增大，發生一系列不利于貯藏的生理生化反應，主要表現在乙烯生成、呼吸速率增大、膜脂代謝加劇、愈傷組織形成和次生代謝產物生成五個方面。對于采后機械損傷的防治主要有兩個方向：一是結合果實力學特征探索減少其受力的技術手段，如物流運輸中的減振包裝；二是采后使用適宜的保鮮技術，通過調節果實的生理特性減少其對機械損傷的敏感性，以減輕機械損傷給果實帶來的傷害。減緩、避免機械損傷對果蔬的品質影響具有重要意義，尤其是在電商物流迅猛發展的今天，這對于提升我國果蔬在國際市場中的占有率與競爭力至關重要。1-MCP 在果蔬貯藏保鮮方面應用較為廣泛，主要作用原理是抑制乙烯與受體的結合。已有研究表明，1-MCP 處理可延緩獼猴桃[11]、青圓椒[34]因機械傷害而產生的品質劣變，在降低果蔬機械傷害、防腐保鮮方面有很好的應用前景。

本研究結果表明：機械損傷導致貯藏過程中獼猴桃果實的硬度、顏色飽和度、TA 含量迅速下降，呼吸強度、乙烯釋放量、質量損失率、TSS 含量增大；1-MCP 預處理能夠有效抑制機械損傷導致的獼猴桃質量損失率的上升、乙烯釋放量的升高，推遲呼吸峰值的出現時間，對果實的硬度、顏色、TSS 和TA 含量變化均有一定的積極影響，減緩了損傷果實品質的下降，說明1-MCP 預處理可有效減少獼猴桃機械傷害導致的品質劣變。采用0.4 μL/L 1-MCP 預處理的效果最好，可以有效延緩獼猴桃采后貯運中因機械損傷造成的品質下降，對電商獼猴桃物流保鮮具有應用潛力。