王瑞慶，韓愛華，聞 靜，張 莉

(1.上饒師范學院 生命科學學院, 江西上饒 334001；2.重慶市渝北區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，重慶 401120)

柿(DiospyroskakiThunb.)原產(chǎn)于中國，產(chǎn)量占世界73%(FAO, 2016)。中國已發(fā)現(xiàn)的1 000余個品種，主要為澀柿[1]，需要經(jīng)過脫澀處理才能商業(yè)化銷售，然而，脫澀果實迅速軟化，因而貨架期短。

柿果實成熟衰老受乙烯的調(diào)控[1]。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是一種乙烯受體抑制劑，美國、西班牙和瑞士等發(fā)達國家已批準在蘋果、柿子、李和番茄等采后保鮮中應(yīng)用[2]。以往研究表明，1-MCP可以延緩柿果實衰老和軟化[3-5]，緩解低溫貯藏對柿果實產(chǎn)生的冷害[6-7]，抑制柿子切片乙烯產(chǎn)生和果肉軟化[8]。然而，目前1-MCP對脫澀后柿果實的保鮮效果和保鮮機制的系統(tǒng)研究欠缺。1-MCP可否延緩脫澀后柿果實的貨架期，對澀柿鮮銷市場的發(fā)展有重要意義。本研究通過高濃度CO2法對‘火柿’果實脫澀，評估脫澀后果實品質(zhì)變化及1-MCP作用效果，探討脫澀與1-MCP處理影響柿果實衰老的生理生化機制。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗材料‘火柿’(DiospyroskakiL. Huoshi)果實采于陜西乾縣西北農(nóng)林科技大學黃土高原果樹試驗站。果皮2/3呈黃綠色時采收，選擇無病蟲害、無機械損傷的果實，當天運回實驗室。果實分成4組，分別置于雙層塑料帳內(nèi)，帳內(nèi)容積約0.24 m3。進行如下處理：(1)CO2處理：在帳頂部和底部各留一個通氣口，從底部口注入CO2氣體，待CO2充滿后將2個口封緊，測定內(nèi)部CO2體積分數(shù)約85%。(2)1-MCP處理：稱取0.192 g SmartfreshR粉劑(有效成分0.14% 1-MCP，Rohm and Haas Co. Ltd.，美國)，加入4 mL蒸餾水澆溶粉末，立即密封塑料帳，帳內(nèi)1-MCP體積分數(shù)約為500 nL·L-1。(3)CO2+1-MCP處理：對果實同時進行CO2和1-MCP處理。(4)對照(CK)：剩余一組果實用塑料帳封住，作為CK。

各組果實在20 ℃下密閉24 h，取出通風，并裝入帶有30 μm厚度聚乙烯(PVC)薄膜內(nèi)襯的果箱內(nèi)，每個處理均分裝于3個果箱(3個重復)，在室溫(20±1)℃下貯藏。不同時期果實樣品于-60 ℃冷凍，用于可溶性單寧、丙二醛(MDA)和保護酶活性的測定。

1.2 測定方法

每個處理取6～10個果實，用于品質(zhì)指標測定。用硬度計(意大利FT-327，探頭直徑11 mm)測定果實赤道面對稱兩側(cè)果肉硬度，取平均值作為該果實硬度。用WYT-4型手持折光儀測定可溶性固形物(SSC)質(zhì)量分數(shù)。榨取果汁并過濾，量取20 mL濾汁，加入50 mL蒸餾水，用0.1 mol·L-1NaOH滴定至pH 8.1(pH計ORION-230A型)，折算成蘋果酸，作為可滴定酸質(zhì)量分數(shù)。呼吸速率參照王瑞慶等[9]的方法進行測定。乙烯釋放速率用氣相色譜儀(島津GC-14A)測定，GDX-502色譜柱，柱溫60 ℃，氫氣0.7 kg·cm-2，空氣0.7 kg·cm-2，氮氣1.0 kg·cm-2，F(xiàn)ID檢測器，檢測室溫度110 ℃。

在6個果實上切取4 g果肉，置于預冷的研缽中，逐步加入25 mL預冷的提取緩沖液(含1%聚乙烯吡咯烷酮)并研磨。提取液為100 mmol·L-1pH 7.5的磷酸鈉緩沖液。勻漿在4 ℃、27 000×g 下離心30 min，上清液用于測定。每個處理重復3次。參照Wang等[10]方法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性，根據(jù)Jiang等[11]的方法測定過氧化物酶(POD)活性。采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法測定MDA質(zhì)量摩爾濃度。采用福林-丹尼斯法測定并計算可溶性單寧質(zhì)量分數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用SPSS 18.0進行數(shù)據(jù)處理與差異顯著性分析。不同處理間差異顯著性用LSD法進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對柿果實脫澀效果的影響

采收時，‘火柿’果實可溶性單寧質(zhì)量分數(shù)為0.856 g·hg-1；脫澀后，CO2與CO2+1-MCP處理果實可溶性單寧分別下降90.1%(0.085 g·hg-1)和88.8%(0.096 g·hg-1)，兩處理間差異不顯著(P>0.05)，均無明顯澀感。

2.2 不同處理對柿果實呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

由圖1可見，采收當日，‘火柿’果實呼吸速率為18.0 mg·kg-1·h-1。處理后1 d，對照和1-MCP處理果實呼吸速率分別升高了58.9%和62.2%，但二者差異不顯著(P>0.05)，之后相對平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)明顯的呼吸高峰。CO2脫澀后，果實呼吸速率急劇升高，處理1 d后是采收時的4.2倍，隨后下降；1-MCP處理顯著降低了脫澀果實的呼吸速率，3 d后呼吸速率逐漸下降(圖1)。

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圖1 不同處理對柿果實呼吸速率的影響Fig.1 Effect of different treatment on fruit respiratory rate

圖2 不同處理對柿果實乙烯產(chǎn)生的影響Fig.2 Effect of different treatment on ethylene production

圖2顯示，采收當日，柿果實乙烯釋放速率處于較低水平(0.6 μL·kg-1·h-1)。隨著貯藏期延長，各處理果實乙烯釋放速率均顯著升高(P<0.05)。CK在19 d時乙烯釋放達到高峰，為340 μL·kg-1·h-1，之后呈下降趨勢；1-MCP處理果實于31 d出現(xiàn)高峰，比對照延遲12 d，峰值為對照的89.1%。脫澀后，果實乙烯釋放速率急劇上升， 5 d時已達543 μL·kg-1·h-1，1-MCP處理可顯著抑制脫澀果實的乙烯釋放，19 d時達到乙烯釋放高峰(474 μL·kg-1·h-1)。

2.3 不同處理對柿果實品質(zhì)的影響

圖3顯示，采收當日，果實硬度為9.7 kg·cm-2，隨著貯藏期延長，各處理果實硬度均明顯下降(P<0.05)。CK在貯藏末期25 d時，硬度下降了89.7%，果實軟化。1-MCP處理延緩了果實軟化，硬度顯著高于CK(P<0.05)。CO2脫澀后，果實硬度迅速下降，1-MCP處理明顯延緩了脫澀果實硬度的下降，25 d時下降至0.4 kg·cm-2，與5 d時CO2處理果實硬度相當。

圖3 不同處理對柿果實硬度的影響Fig.3 Effect of different treatment on fruit firmness

貯藏期間，CK和1-MCP處理果實SSC均呈明顯下降趨勢(圖4)，除15 d時1-MCP果實SSC大于CK，其余時間二者差異不顯著(P>0.05)。脫澀后，‘火柿’果實SSC質(zhì)量分數(shù)從21.2%下降至15%左右，之后變化不明顯(P>0.05)。說明，1-MCP處理對脫澀后果實SSC質(zhì)量分數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)。

圖4 不同處理對柿果實SSC的影響Fig.4 Effect of different treatment on fruit SSC

CK的可滴定酸在貯藏前期7 d略有上升，之后呈下降趨勢，19 d后下降速度加快(圖5)。1-MCP處理在貯藏前期19 d對果實可滴定酸質(zhì)量分數(shù)整體沒有顯著影響(P>0.05)，21 d以后，處理果實可滴定酸質(zhì)量分數(shù)明顯高于CK。CO2脫澀后，‘火柿’果實可滴定酸質(zhì)量分數(shù)下降了57.1%，之后有少量回升；1-MCP對脫澀后‘火柿’果實可滴定酸沒有顯著影響，一直保持在相對較低水平。

圖5 不同處理對柿果實可滴定酸的影響Fig.5 Effect of different treatment on fruit titrable acidity

2.4 不同處理對柿果實保護酶活性的影響

由圖6可見，CK和1-MCP處理果實貯藏前期17 d SOD活性相對穩(wěn)定，17 d后明顯升高。1-MCP對CK果實SOD活性整體影響較小。脫澀果實于處理后1 d，SOD活性迅速升高1.5倍，第5天回落。脫澀果實經(jīng)1-MCP處理后，SOD活性降低，整個貯藏過程SOD活性沒有出現(xiàn)明顯的高峰。

圖6 不同處理對柿果實SOD活性的影響Fig.6 Effect of different treatment on fruit SOD activity

圖7顯示，采收當日，‘火柿’果實POD活性處于較低水平，隨著貯藏期延長，各處理果實POD活性明顯升高(P<0.05)。CK和1-MCP處理果實POD活性5 d后快速升高，1-MCP處理明顯降低了活性升高速度(P<0.05)。脫澀后，POD活性升高速度顯著加快，1-MCP顯著降低了脫澀柿果實POD活性(P<0.05)，但仍大于未脫澀果實。

2.5 不同處理對柿果實MDA的影響

圖8顯示，室溫貯藏期間，各處理果實MDA質(zhì)量摩爾濃度均顯著升高(P<0.05)。CK于21 d 時達到最大值(0.27 mmol·g-1)，為采收時的4倍。1-MCP處理減緩了貯藏后期(9 d以后)MDA的升高。CO2脫澀后，MDA顯著高于CK(P<0.05)，5 d時MDA質(zhì)量摩爾濃度為CK的1.4倍；1-MCP處理顯著抑制了脫澀柿果實MDA的升高(P<0.05)，5 d時是CO2脫澀果實的66%。

圖7 不同處理對柿果實POD活性的影響Fig.7 Effect of different treatment on fruit POD activity

圖8 不同處理對柿果實MDA的影響Fig.8 Effect of different treatment on fruit MDA variation

3 討 論

3.1 CO2脫澀效果

‘火柿’屬澀柿品種，可溶性單寧大于0.1 g·hg-1則會產(chǎn)生澀感[12]。澀柿在自然成熟條件下，即使軟化，單寧質(zhì)量分數(shù)一般也大于0.2 g·hg-1[13]，因而商業(yè)化銷售前需進行脫澀處理。本試驗利用常溫短時CO2法(CTSD)可有效對‘火柿’脫澀，并且在1-MCP處理果實上同樣有效，說明脫澀過程并不直接依賴于乙烯。

3.2 不同處理對呼吸速率與乙烯釋放速率的影響

本試驗中，CK沒有明顯呼吸峰，說明‘火柿’不屬于典型的躍變型果實，與在‘Costata’柿[14]上的研究結(jié)果相同，而Luo[15]研究表明，‘Qiandaowuhe’柿屬于躍變型果實。不同的呼吸類型可能與柿的品種、成熟時期等差異有關(guān)。Turk[16]對不同成熟期柿果實研究發(fā)現(xiàn)，采收早的柿子采后出現(xiàn)呼吸躍變，采收期晚的無明顯呼吸峰。果實內(nèi)種子成熟是產(chǎn)生CO2的主要原因，‘火柿’是無核品種，可能是沒有明顯呼吸峰的一個原因。果實脫澀后1 d呼吸速率迅速升高，隨后下降，形成一個CO2高峰，然而這個過程是否屬于呼吸躍變，基于以下幾個因素還需進一步證實：(1)CK在貯藏期間沒有明顯的呼吸高峰出現(xiàn)；(2)高體積分數(shù)CO2脫澀處理后，一部分CO2短時間會殘留在果實組織內(nèi)，影響測定結(jié)果[14]；(3)脫澀過程，果實無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇可以分解產(chǎn)生CO2。果實脫澀后乙烯釋放速率迅速加快，是由于在高體積分數(shù)CO2環(huán)境下，產(chǎn)生脅迫乙烯導致[17]。1-MCP處理果實乙烯釋放速率明顯降低，說明1-MCP對CO2產(chǎn)生的脅迫乙烯有緩解作用。此外，脫澀時游離單寧轉(zhuǎn)化為結(jié)合態(tài)單寧過程產(chǎn)生的機械作用可能破壞膜系統(tǒng)[13]，也會促進乙烯的產(chǎn)生。

3.3 不同處理對品質(zhì)的影響

柿果實脫澀后，迅速軟化，不耐貯運，是柿子商業(yè)化經(jīng)營面臨的主要問題。1-MCP處理可顯著延緩‘火柿’硬度的下降，對果實脫澀后也同樣有效。商業(yè)上通常果實硬度低于1 kg·cm-2即認為失去商品價值，據(jù)此，‘火柿’脫澀后室溫可存放5 d，而1-MCP處理后可將貯藏期延長20 d，達到25 d。有研究認為柿子脫澀后快速軟化，主要是由于單寧結(jié)構(gòu)變化導致細胞膜結(jié)構(gòu)變化所致[13]。本研究中，1-MCP處理未影響‘火柿’果實脫澀效果，但仍然延緩了果實硬度下降，因而不支持上述脫澀果實的軟化機制，而支持乙烯決定柿軟化進程的觀點[1]。 本研究中高體積分數(shù)CO2處理后，‘火柿’脫澀并迅速軟化，貨架期縮短，而李自強等[18]的研究表明，高體積分數(shù)CO2處理‘次郎甜柿’，明顯抑制果實軟化，延長貨架期，主要與試驗材料差異有關(guān)。本研究中澀柿脫澀后，引起乙烯釋放加快，促進果實成熟。而高體積分數(shù)CO2處理抑制甜柿的呼吸速率和乙烯釋放速率，因而延緩了衰老，氣調(diào)環(huán)境對柿有類似的效果[19]。

果實中可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)與糖分有很強相關(guān)性，因而常用于快速評測糖分質(zhì)量分數(shù)，此外還與酸和礦物質(zhì)等有關(guān)。‘火柿’果實脫澀后，可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)急劇降低，此時主要并非由于糖分降低引起，而是由于脫澀后可溶性單寧質(zhì)量分數(shù)下降引起的，因而澀柿品種不宜用可溶性固形物來表征果實中的糖分狀況。此外，單寧對SSC還存在間接影響：當單寧酸高于一定閾值，即抑制蔗糖分解為單糖相關(guān)酶的活性[20]，通過影響單糖、多糖的質(zhì)量分數(shù)與比例而影響SSC值。

果實貯藏期間的蒸騰和呼吸作用會導致質(zhì)量損失。本試驗中，‘火柿’脫澀后失重加速，主要是由于脫澀后細胞的膜系統(tǒng)透性增加，呼吸和蒸騰加速引起的。

3.4 不同處理對保護酶和MDA的影響

果實采后伴隨活性氧的生成，對膜系統(tǒng)產(chǎn)生傷害并加速果實衰老。植物細胞在逆境下可誘導產(chǎn)生保護酶，后者可清除活性氧減輕對細胞的傷害。本試驗中，脫澀果實SOD和POD活性迅速升高，主要由于脫澀后自由基大量產(chǎn)生而誘導形成的。MDA可以反映膜脂過氧化程度。果實脫澀后，MDA質(zhì)量摩爾濃度升高明顯加快，說明脫澀過程產(chǎn)生了CO2脅迫，膜脂過氧化程度增加。1-MCP處理后明顯降低了MDA質(zhì)量摩爾濃度，說明其降低了脅迫和膜脂過氧化程度。

綜上，高體積分數(shù)CO2可有效對‘火柿’脫澀，1-MCP對脫澀效果沒有明顯影響。1-MCP可顯著延緩室溫貯藏對照和脫澀‘火柿’果實硬度下降，顯著抑制POD活性和MDA升高速度，延緩果實衰老，延長貨架期。