不同預冷方式結合1-甲基環丙烯對紅提葡萄的保鮮效果

李自芹,李文綺,王紀文,馬小寧,趙志永 ,黨富民

(1.新疆農墾科學院,新疆石河子 832000;2.石河子質量與計量檢測所,新疆石河子 832000;3.雙河市絲蔓果蔬種植農民專業合作社,新疆雙河 833303))

0 引 言

【研究意義】紅提葡萄是新疆的主栽品種之一[1]。紅提葡萄水分含量高,貯藏后期易產生發霉現象,影響葡萄的貯藏期,因此,尋找紅提葡萄更有效的保鮮方式尤為重要。研究不同預冷方式結合1-甲基環丙烯(1-MCP)下紅提葡萄預冷速度及貯藏品質變化,對提升紅提葡萄保鮮效果有重要意義。【前人研究進展】二氧化硫(SO2)類保鮮劑、保鮮紙是目前國內外采用的主要保鮮方式[2],但是,紅提葡萄的生理特性使其對SO2較敏感。預冷是果蔬在貯藏前的關鍵一步,可以抑制果蔬采摘后的呼吸作用,減少病原菌的侵染,提高果蔬的低溫抗性[3]。時文林等[4]研究發現,預冷提高了甜玉米在貯藏期間的蔗糖含量;田全明[5]研究發現,真空預冷延緩了鮮杏果實的軟化,提高了果實的貯運性;黃瑞輝[6]研究發現,真空預冷抑制了葡萄的呼吸作用,較好的保持了貯藏品質。王辰等[7]發現,預冷與未預冷的葡萄對比,抑制了貯藏期間果實褐變相關酶活性的升高。l-甲基環丙烯(1-MCP)是一環丙烯類化合物,因使用濃度較低,活性強,無殘留,在果蔬保鮮上應用較廣[8]。張鵬等[9]研究發現,1-MCP處理減少了陽光玫瑰葡萄的質量損失率,提高了貨架期品質;成果等[10]發現,1-MCP處理阻斷了乙烯與受體的結合,減少了葡萄的脫粒,推遲了葡萄的衰老進程;陳浩[11]研究發現,1-MCP復合Na2S2O5處理,維持了紅提葡萄細胞膜的穩定性,延緩了果皮的褐變進程。【本研究切入點】目前,不同預冷方式結合1-MCP對紅提葡萄的保鮮效果研究報道較少。需研究不同預冷方式結合1-甲基環丙烯(1-MCP)對紅提葡萄預冷速度及貯藏品質的影響。【擬解決的關鍵問題】研究不同預冷方式結合1-MCP對紅提葡萄的貯前預冷速度及貯藏效果,為拉長果實的貯藏期提供一定的技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 紅提葡萄

紅提葡萄2021年9月采摘于新疆石河子市148團,選無病害、成熟度一致的紅提葡萄作為材料。

1.1.2 設備與試劑

天平、TD-45糖度計、破壁機,1-甲基環丙烯(1-MCP)、溫濕度監控儀,吸水紙、保鮮筐、保鮮袋,果蔬熏蒸劑等,新疆沃德生物科技有限責任公司提供。納米聚乙烯微孔保鮮膜(N):微孔膜孔徑0.5～1.5 nm,密度800～1 500個/mm2,O2和CO2滲透系數約9.1×108mL/(m2·d·atm),天津科技大學提供;隧道式原位差壓預冷設備、預蓄冷周轉箱(新疆農墾科學院農產品加工研究所提供)。

1.2 方 法

1.2.1 樣品處理

將篩選好的紅提葡萄分4組,每組40筐,每筐重5 kg。

前期試驗1-MCP濃度:0.5,1,1.5和2 μL/L,除0.5 μL/L 1-MCP較對照(CK)效果不明顯外,其余3個處理濃度均能不同程度的保持紅提葡萄的品質,減少落粒率,最佳1-MCP濃度為1.5 μL/L。

處理1:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸處理后,裝入保鮮膜(N)中,置于葡萄保鮮筐中,采用預蓄冷周轉箱將紅提葡萄預冷至0℃。

處理2:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸處理后,裝入保鮮膜(N)中,置于葡萄保鮮筐中,采用隧道式原位差壓預冷裝置將紅提葡萄預冷至0℃。

處理3:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸處理后,裝入保鮮膜(N)中,置于葡萄保鮮筐中,采用冷庫預冷方式將紅提葡萄預冷至0℃。

對照組(CK):紅提葡萄未經1-MCP熏蒸及預冷處理,置于葡萄保鮮筐中。

各處理紅提葡萄分別放于(0±0.5)℃,相對濕度85%的保鮮庫中貯藏。每隔20 d測定1次果實的各項指標。圖1～4

圖2 原位差壓預冷

圖3 冷庫直冷預冷

圖4 納米聚乙烯微孔保鮮膜

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 預冷速度

采用溫濕度監控儀測定。

1.2.2.2 果實落粒率和腐爛率

按文獻方法計算[12]。

1.2.2.3 果實硬度

用Φ2 mm的柱頭物性對果實穿刺[12],穿刺的速度為2 mm/s,深度為6 mm,重復測定10次。

1.2.2.4 呼吸強度

采用靜置法測定[13]。

1.2.2.5 可溶性固形物(SSC)

采用TD-45數顯糖度計測定(%)[14]。

1.2.2.6 可滴定酸(TA)

采用自動電位滴定儀測定[15]。

1.2.2.7 丙二醛(MDA)

采用硫代巴比妥酸比色法[16]。

1.2.2.8 過氧化物酶(POD)

采用愈創木酚法測定[17]。

1.3 數據處理

采用Excel軟件繪圖,SPSS統計分析,以P<0.05 表示差異顯著的標準。

2 結果與分析

2.1 預冷速度

研究表明,隧道式原位差壓預冷將果實由32℃降溫到0℃用了1.5 h,預蓄冷周轉箱為4.5 h,冷庫預冷為9.5 h。隧道式原位差壓預冷比預蓄冷周轉箱預冷速度快3 h,比冷庫預冷快8 h。

2.2 紅提葡萄果實落粒率的變化

研究表明,紅提葡萄各處理果實落粒率呈現上升的變化趨勢。在貯藏前20 d,各處理果實的落粒率為0,從40 d開始,處理3及CK組開始出現落果,在貯藏60 d時,處理2、處理1開始出現輕微落果。在整個貯藏期,處理2的落粒率始終低于其他處理。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理,更有利于保持紅提葡萄在貯藏期間的好果率。圖5

圖5 不同處理下紅提葡萄落粒率的變化

2.3 紅提葡萄果實腐爛率的變化

研究表明,各處理紅提葡萄果實在貯藏前20 d均未發生腐爛,處理1、處理3和CK從20 d后開始發生腐爛,處理2從第40 d開始發生輕微腐爛。在整個貯藏期間,不同處理果實腐爛率表現為上升的趨勢,貯藏第120 d時,處理2果實腐爛率為8.5%,比CK、處理1和處理3分別低了5%、1.5%和3%(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理減少了紅提葡萄果實腐爛率發生,更有利于紅提葡萄貯藏保鮮。圖6

圖6 不同處理下紅提葡萄腐爛率的變化

2.4 紅提葡萄果實硬度的變化

研究表明,隨著貯藏時間的延長,葡萄果肉耐壓力逐漸下降,在整個貯藏期,不同處理葡萄硬度大小為,處理2>處理1>處理3>CK。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理減少了果實各成分含量的損失,保持了紅提葡萄的鮮果品質,延長了貯藏期。圖7

圖7 不同處理下紅提葡萄硬度的變化

2.5 紅提葡萄果實呼吸強度的變化

研究表明,紅提葡萄果實在貯藏期內各處理沒有出現明顯的呼吸高峰。在貯藏前20 d,各處理果實呼吸強度呈下降趨勢,從20 d開始到貯藏后期,各處理果實的呼吸強度變化趨勢為先升高后降低。在貯藏第100 d,處理2的呼吸強度為20 mg/(kg·h),分別比處理1、處理3及CK低了5、10和13 mg/(kg·h)(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理抑制了紅提葡萄的呼吸強度,延緩了其衰老進程,保持了果實的新鮮品質。圖8

圖8 不同處理下紅提葡萄呼吸強度的變化

2.6 紅提葡萄果實可溶性固形物(SSC)含量的變化

研究表明,紅提葡萄貯藏第80 d時,各處理紅提葡萄果實SSC含量達到貯藏期的最大值,在貯藏后期,由于果實的呼吸作用和生理活動,SSC含量呈下降的趨勢。在貯藏第120 d時,處理1、處理2、處理3和CK SSC含量分別為9%、10%、6%和4%,CK果實SSC含量顯著低于其他處理(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理貯藏,保持了紅提葡萄的SSC含量,推遲了果實的后熟,提高了果實的貯藏品質。圖9

圖9 不同處理下紅提葡萄可溶性 固形物(SSC)含量的變化

2.7 紅提葡萄可滴定酸(TA)含量的變化

研究表明,在紅提葡萄貯藏期間,3組紅提葡萄處理果實的TA含量普遍高于CK,其中,處理2的TA含量始終保持在最高水平。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理較其他處理,抑制了紅提葡萄TA含量的降低,保持了果實的風味品質。圖10

圖10 不同處理下紅提葡萄 可滴定酸(TA)含量的變化

2.8 紅提葡萄丙二醛(MDA)含量的變化

研究表明,各處理的紅提葡萄MDA含量均呈上升的變化趨勢。CK的MDA顯著高于其他處理(P<0.05)。在整個貯藏期,各處理MDA含量比較為CK>處理3>處理1>處理2。較其他處理,1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷抑制果實的細胞膜透性效果最好。圖11

圖11 不同處理下紅提葡萄丙二醛 (MDA)含量的變化

2.9 紅提葡萄過氧化物酶(POD)活性的變化

研究表明,各處理紅提葡萄POD活性在貯藏期間呈上升的變化趨勢。貯藏初期,不同處理POD活性差異不明顯,第80 d時,處理1、處理2、處理3及CK POD活性分別為17、19、13、10 U/g,處理2 POD酶活性較CK差異顯著(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理更好的激發了果實中POD的活性,有效的清除了果實內過剩的自由基。圖12

圖12 不同處理下紅提葡萄過氧化物酶 (POD)活性的變化

3 討 論

3.1病害侵染、采摘前是否下雨、貯藏環境的變化等因素均會導致紅提葡萄落粒[12]。與鄭碧霞等[18]研究結果相似。與王辰元等[19]研究結果類似。硬度是指果實耐壓力的大小[20],是判斷果實成熟度及貯藏品質的重要標志[21]。呼吸強度的大小反應果蔬的保鮮品質,從而決定果蔬的貯藏期[22]。可能是果實貯藏前期受到外界刺激脅迫有關[23]。SSC是果蔬細胞中所包含的可溶性的糖類、礦物質、維生素等,是評價果蔬耐貯藏性的重要指標[24]。TA是影響果蔬風味品質的關鍵因素[25]。與孫思勝等[26]對不同濃度肉桂丁香提取物結合殼聚糖涂膜對夏黑葡萄采后生理的影響研究結果相似。MDA是果蔬衰老過程中膜脂過氧化的產物,膜脂過氧化能增加果蔬細胞的通透性,致使細胞內物質外滲[27]。POD酶活性的高低一定程度上體現了果蔬抗性的強弱,具有消除H2O2和酚類胺類毒性的作用,從而提高果蔬的抗逆性[28]。葡萄的貯藏保鮮是多項技術集成的綜合性技術[29],溫度是影響鮮食紅提葡萄在貯藏期間生理活動的重要因素,低溫可抑制果實的呼吸強度、衰老,減少落粒和腐爛,進而延長果實的保鮮期[30],還可緩解因葡萄集中上市造成的銷售困難。

3.2果蔬常用的預冷方式分為冷風、水冷、差壓、真空預冷等,真空預冷成本較高,水冷常會造成紅提葡萄遭受微生物侵染,且易洗去果實表面果粉[31]。目前,新疆大部分葡萄貯前主要采用冷庫預冷,此預冷方法簡單、實用,基本可滿足紅提葡萄的中短期貯藏保鮮[32]。冷庫預冷,每批紅提葡萄均要來回搬運3～4次,費時費工。隧道式原位差壓預冷基本適合所有果蔬的預冷,差壓預冷的原理是將物品按一定形狀一次堆放,通過一個密封裝置,在兩端制造一個壓力差,使冷風從一端吸入,另一短輸出,原位差壓預冷是物品不動,預冷裝置移動,裝置簡單,因此投入小,省工省時。

3.3紅提葡萄在貯藏后期,易發生落粒、腐爛等現象,低溫、高濕以及保鮮劑能延長果實的貯藏期[33]。1-MCP通過調節乙烯的釋放,進而達到抑制葡萄的成熟和衰老,且無殘留。目前,低溫及1-MCP在葡萄的貯藏保鮮上已有一定的運用,較好的抑制了果實的呼吸速率,保持了果實的新鮮品質[34-38]。然而,有關紅提葡萄的貯藏保鮮,還需要進一步研究果實在貯藏期間冷害和凍害的發生機理。

4 結 論

不同預冷方式結合1-MCP處理均不同程度抑制了紅提葡萄的呼吸強度和代謝速率,推遲了葡萄的成熟衰老進程。隧道式原位差壓預冷、預蓄冷周轉箱處理的紅提葡萄降溫速率明顯比冷庫預冷的速率快,各處理較CK,均不同程度的抑制了果實的呼吸強度、落粒率、腐爛率、硬度和MDA含量的升高,對果實TA、SSC的保留有一定積極作用,提高了POD活性。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理(處理2)較其他處理,對紅提葡萄在貯藏期間的保鮮效果最佳。1.5 μL/L 1-MCP結合原位差壓預冷處理,更好的保持了葡萄的新鮮品質,延長了貯藏期。此保鮮方式節約成本、省時省工,可作為紅提葡萄的貯運保鮮方法。