牛佳佳,袁云凌,魯云風,田 龍,田風霞,劉 偉,范娜娜,張四普
(1.河南省農業(yè)科學院 園藝研究所,河南 鄭州 450002;2.西峽縣獼猴桃生產辦公室,河南 西峽 474500;3.南陽師范學院,河南 南陽 473061)
獼猴桃屬獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinide),果實酸甜爽口,營養(yǎng)價值高,素有“維生素C(Vc)之王”的美譽。獼猴桃在我國栽培歷史悠久,近些年隨著獼猴桃產業(yè)的不斷加快,我國獼猴桃種植面積與產量均躍居世界第一[1]。河南省獼猴桃種植主要分布在南陽市西峽縣,西峽縣素有“獼猴桃之鄉(xiāng)”的稱號,人工栽培面積8.3×103hm2,總產量突破7萬t。
金桃是從中華獼猴桃野生優(yōu)良單株武植6號單系中選育的黃肉獼猴桃新品種,早果,豐產穩(wěn)定,極耐貯藏,于2005年底通過國家品種審定[2]。經過多年的發(fā)展,金桃在我國推廣種植面積較大,僅河省西峽縣金桃種植面積就達到2.7×103hm2。在西峽縣,獼猴桃主要以裸果裝塑料周轉筐碼垛的形式貯藏,機械冷庫一般無自動加濕設備,通常采用地面潑水的方式提高濕度,存在貯藏期短、果實失水嚴重、品質下降較快等問題[3],有關金桃獼猴桃貯藏保鮮方面的研究目前尚未見報道。
獼猴桃果實對乙烯敏感,0.005~0.010 μL/L乙烯就足以誘導果實后熟軟化,降低果實貯藏性。控制乙烯的產生,是獼猴桃貯藏保鮮的一個關鍵因素[4]。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是乙烯作用的一種競爭性抑制劑,它能抑制乙烯與受體蛋白結合,阻止乙烯生理作用的發(fā)揮,具有無毒、低量、高效等優(yōu)點,已在紅陽[5]、華優(yōu)[4]、貴長[6]、秦美[7]、亞特[8]、徐香[9]、布魯諾[10]、海沃德[11]、金魁[12]等獼猴桃品種上進行研究,保鮮效果顯著,但不同獼猴桃品種使用濃度上差別較大,使用范圍從0.1 μL/L至50 μL/L不等。保鮮膜包裝可使果蔬產品的呼吸作用與薄膜透氣性之間達到平衡,起到自發(fā)氣調作用,在包裝內形成一種高CO2、低O2濃度的微環(huán)境,從而抑制果蔬產品的代謝,防止果蔬自身水分散發(fā),達到延長其貯藏壽命的目的[13]。乙烯吸收劑主要由沸石、高錳酸鉀、消石灰以及熟化干燥石灰粉、膨脹珍珠巖和硅溶膠配制組成,是一種物理吸附劑,可以有效地吸收乙烯、二氧化硫、甲醛及多種有機氣體和碳酸氣體,無毒害,廣泛適用于各種果蔬和花卉產品的保鮮貯藏[14]。
獼猴桃采后貯藏過程中的主要問題是軟化。因此,在保鮮上采用低濃度1-MCP處理(0.2 μL/L)或乙烯吸收劑(EA)處理,再分別結合不同材質保鮮袋進行試驗,研究金桃獼猴桃在冷藏條件下不同處理果實品質的變化,以期能提高金桃獼猴桃果實貯藏品質。
供試材料來自西峽縣回車鎮(zhèn)垱子嶺5年生獼猴桃果園,果實生長期均不套袋。2017年10月5日采收8成熟獼猴桃果實,果實選擇標準為:顏色、成熟度、大小均勻一致,且無病蟲害和機械傷,在果園立即裝箱,當天運回河南省農業(yè)科學院現(xiàn)代農業(yè)研究開發(fā)基地冷庫5 ℃預冷48 h備用。打孔袋(PPE)由濰坊百樂源保鮮包裝有限公司生產,厚0.03 mm,孔直徑為1 cm,袋的兩面同一位置各打4個孔,共8個孔;微孔袋(PE)由國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)生產,微孔平均直徑約5~10 μm,孔密度為36 個/mm2;高滲袋(HPE)由山西省農業(yè)科學院農產品貯藏保鮮研究所提供;EA由山西省農業(yè)科學院農產品貯藏保鮮研究所提供;1-MCP由陜西咸陽西秦生物科技有限公司提供。
試驗共設10個處理,主要為不同保鮮袋包裝和EA、1-MCP組合處理:PPE、PPE+EA、PPE+1-MCP、HPE、HPE+EA、HPE+1-MCP、PE、PE+EA、PE+1-MCP,以未加任何包裝的裸果為對照(CK),EA處理:每小包EA用1 mL注射器針頭扎20個小孔后迅速裝入果箱包裝(30個/箱)內并扎口,每果箱包裝中放置2小包EA;1-MCP熏蒸處理:挑選400個果實在密閉環(huán)境中采用0.20 μL/L的1-MCP熏蒸24 h。所有處理均置于紙箱中。處理后在(2.0±0.5)℃、相對濕度85%~95%的冷庫中長期貯藏。每處理重復3次,每重復10個果實,間隔45 d分別取樣,進行分析測定。
1.3.1 果實品質 果肉硬度、果皮色澤、可溶性固形物(TSS)含量測定參照牛佳佳等[15]的方法。Vc含量測定參照韓雅珊[16]的方法,淀粉含量測定參照田娟等[17]的方法,均略有修改。
1.3.2 保鮮袋內氣體成分 在庫內使用CheckPoint型O2/CO2便攜式氣體分析儀探頭刺穿保鮮袋(不開袋,并采用硅膠墊片進行密封)后進行測定。
1.3.3 丙二醛(MDA)含量和過氧化物酶(POD)活性 MDA含量測定參照杜曉東等[18]的方法,POD活性測定參照張福平等[19]的方法,均略有改動。
使用Excel 2010處理數據。使用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析,P<0.05為顯著性水平,P>0.05為非顯著性水平。使用Origin 8.0制圖。
果實硬度是衡量果實是否具有銷售價值的最重要標準。由表1可知,隨著貯藏時間的延長,金桃果實的硬度逐漸降低。貯藏45 d時,PE+1-MCP處理硬度最高,為4.53 kg/cm2,CK最低,為1.58 kg/cm2,CK與單獨保鮮袋處理差異不顯著(P>0.05),與EA處理組(PPE+EA例外)和1-MCP處理組均差異顯著(P<0.05);貯藏90 d時,PE+1-MCP處理硬度最高,為2.17 kg/cm2,HPE+1-MCP處理其次,為2.14 kg/cm2,二者差異不顯著(P>0.05),CK最低,為0.53 kg/cm2,CK與1-MCP處理組差異均顯著(P<0.05),單獨使用保鮮袋處理硬度比CK高,但差異不顯著(P>0.05),EA處理組中除PPE處理外,其他2個處理與CK差異顯著(P<0.05);貯藏135 d 時,CK果實發(fā)生明顯的失水皺縮,果實疲軟造成果實硬度較PPE和HPE處理高,PE+1-MCP處理硬度最高,為0.97 kg/cm2,HPE+1-MCP處理次之,為0.89 kg/cm2,PE+1-MCP和HPE+1-MCP處理間差異不顯著(P>0.05),但與其他各處理差異顯著(P<0.05);貯藏180 d時,PE+1-MCP處理硬度最高,為0.83 kg/cm2,HPE+1-MCP處理為0.77 kg/cm2,二者差異不顯著(P>0.05)??梢?,在(2.0±0.5)℃冷藏條件下,1-MCP結合PE、HPE處理可有效延緩金桃果實硬度的下降。
表1 不同處理對冷藏金桃果實硬度的影響
由圖1可知,金桃獼猴桃剛采收時果皮底色為綠色,表面呈黃褐色,L值、a*值和b*值分別為55.02、8.13、26.17。隨著貯藏時間延長,L值和b*值降低,a*值升高,表現(xiàn)為果面亮度變暗,褐色加深。經過分析發(fā)現(xiàn),各保鮮處理可以抑制貯藏期間L值的降低和b*值的上升,但與CK均未達到差異顯著水平(P>0.05),但對抑制a*值的上升效果顯著。貯藏180 d時,CK的a*值最高,為10.95,PE+1-MCP處理最低,為9.98,HPE+1-MCP處理次之,為10.11,PE+1-MCP和HPE+1-MCP處理差異不顯著(P>0.05),但均與CK差異顯著(P<0.05),PPE+1-MCP處理a*值為10.53,與CK差異不顯著(P>0.05),其他保鮮處理a*值也均與CK差異不顯著(P>0.05)。結果說明,同種包裝處理的條件下,a*值高低依次為單獨保鮮袋、保鮮袋+EA、保鮮袋+1-MCP,不同保鮮袋包裝的同種處理條件下,a*值由高到低依次為PPE、HPE、PE。
圖1 不同處理對冷藏金桃果實a*值、b*值和L值的影響
糖分是果實的重要呈味物質,可用TSS含量代表其含糖量高低,TSS含量變化能反映獼猴桃果實的衰老情況[20]。由圖2可知,整個貯藏期間,各處理TSS含量均呈緩慢上升趨勢,CK的TSS含量一直較高水平。貯藏45 d時,CK最高,為14.80%,PE+1-MCP處理最低,為11.83%,各處理間差異顯著(P<0.05);貯藏90 d時,CK最高,為15.80%,PE+1-MCP處理最低,為12.83%,CK與各處理均差異顯著(P<0.05);貯藏135 d時,CK和PPE處理組果實出現(xiàn)不同程度皺縮,CK的TSS含量最高,為15.70%,與各處理均差異顯著(P<0.05),PE+1-MCP與HPE+1-MCP處理的TSS含量較低,分別為13.80%和13.90%,二者差異不顯著(P>0.05);貯藏180 d時,PE+1-MCP處理最低,為13.90%,與HPE+1-MCP處理差異不顯著(P>0.05),與其他處理均差異顯著(P<0.05)。說明1-MCP結合PE和HPE包裝能有效抑制貯藏期間金桃獼猴桃TSS含量升高。
圖2 不同處理對冷藏金桃果實TSS含量的影響
Vc含量是獼猴桃果實中的一項重要營養(yǎng)指標,貯藏期間極易氧化分解。由圖3可知,整個貯藏期間,Vc含量呈下降趨勢,貯藏前135 d下降迅速,之后下降緩慢;貯藏45 d時,CK果實Vc含量由采收時的152.21×10-2g/L迅速降至85.39×10-2g/L,PE+1-MCP處理下降最少,為147.20×10-2g/L,Vc含量由高到低依次為1-MCP處理組、EA處理組、單獨保鮮袋處理和CK;貯藏180 d時,CK的Vc含量最低,為63.31×10-2g/L,除PPE處理組外,CK與其他各處理均差異顯著(P<0.05),PE+1-MCP處理最高,為99.51×10-2g/L,與其他各處理差異顯著(P<0.05)。較剛采收時,CK的Vc含量下降幅度最高,達到88.9%,PE+1-MCP處理下降幅度最小,為52.7%。由此可知,1-MCP結合PE處理能有效抑制貯藏期間金桃Vc含量的降低。
獼猴桃果實在貯藏過程中淀粉降解速度與果實軟化有著直接聯(lián)系。由圖4可知,在整個貯藏期間,金桃果實淀粉含量持續(xù)下降,各保鮮處理淀粉含量的下降速度較CK慢。貯藏45 d時,CK淀粉含量最低,為34.39 mg/g,PE+1-MCP淀粉含量最高,為56.47 mg/g,淀粉含量由低到高依次為:CK、單獨保鮮袋處理、EA處理組、1-MCP處理組,CK與單獨保鮮袋處理無顯著差異(P>0.05),與其他處理差異顯著(P<0.05);貯藏至180 d時,CK淀粉含量最低,降至4.53 mg/g,除PPE處理外,CK與其他各處理差異均顯著(P<0.05),PE+1-MCP處理淀粉含量最高,為30.50 mg/g,HPE+1-MCP處理淀粉含量次之,為28.64 mg/g,二者差異不顯著(P>0.05)。
圖4 不同處理對冷藏金桃果實淀粉含量的影響
由圖5可知,隨貯藏期延長,呈現(xiàn)O2含量下降、CO2含量上升的趨勢,在貯藏135 d趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。PPE處理組和CK的CO2體積分數在貯藏期間一直為0,其他各處理CO2體積分數維持在0~0.6%。貯藏前45 d各處理組袋內CO2體積分數差別不大,隨著貯藏期延長,果實不斷消耗環(huán)境中的O2,釋放CO2,使袋內CO2濃度升高,各處理CO2體積分數差別加大,貯藏180 d時,PE處理CO2體積分數最高,為0.50%,HPE處理CO2體積分數次之,為0.40%。這2種膜袋結合EA和1-MCP的CO2體積分數的變化規(guī)律為1-MCP處理組的CO2體積分數低于EA處理組,同種保鮮處理條件下,PE處理組的CO2體積分數低于HPE處理組。在整個貯藏期間,各處理O2體積分數為19.1%~21.0%,CK處理O2體積分數一直較高,貯藏后期PPE處理組O2體積分數與CK相近。貯藏180 d時,CK的O2體積分數為19.5%,PPE、PPE+EA和PPE+1-MCP處理均為19.4%,O2體積分數比CK低0.1個百分點,PE和HPE處理O2體積分數較低,為19.1%,PE+EA處理為19.3%,PE+1-MCP處理為19.4%,HPE處理組的O2體積分數變化規(guī)律與PE處理組一致,1-MCP處理組的O2體積分數最高。結果說明,PPE處理由于氣體通透性好,對CO2體積分數變化無影響,對O2體積分數變化上有一定作用,PE或HPE分別組合EA或1-MCP處理后,與單獨使用保鮮袋相比,更有利于形成較高O2和較低CO2體積分數的氣體環(huán)境,除PPE處理組外,1-MCP處理組比EA處理組的O2體積分數高,CO2體積分數低。
圖5 不同處理對冷藏金桃CO2、O2體積分數的影響
MDA是膜脂過氧化產物,其含量是判斷果實衰老程度的重要指標[21]。由圖6可知,在整個貯藏期間,金桃獼猴桃果實MDA含量均呈持續(xù)增加的趨勢,在貯藏90 d之前上升緩慢,之后開始迅速增加。貯藏45 d時,CK的MDA含量最高,為0.778 mmol/g,PE+1-MCP處理MDA含量最低,為0.363 mmol/g,各處理均顯著低于CK(P<0.05),但處理間差異不顯著(P>0.05);貯藏至135 d時,差異逐漸明顯,CK的MDA含量最高,為1.837 mmol/g,PE+1-MCP處理MDA含量最低,為0.623 mmol/g,PE+1-MCP和HPE+1-MCP處理均顯著低于其他處理(P<0.05),二者差異不顯著(P>0.05);貯藏180 d時,CK最高,為2.519 mmol/g,PE+1-MCP處理MDA含量最低,為0.941 mmol/g,PE+1-MCP處理與其他處理均差異顯著(P<0.05)。結果說明,各保鮮處理均能抑制MDA含量上升,其中,PE結合1-MCP處理抑制貯藏期間金桃獼猴桃MDA累積效果最好,可顯著降低貯藏后期MDA的生成量。
圖6 不同處理對冷藏金桃果實MDA含量的影響
POD是一種自由基清除酶類,具有保護作用。由圖7可知,在整個貯藏過程中,POD活性呈先上升后下降的變化趨勢。CK的POD活性在貯藏45 d時最高,達到96.2 U/(min·g),顯著高于其他各處理(P<0.05),之后迅速下降,PE處理的POD活性最低,為61.3 U/(min·g);在90~180 d,各處理POD活性逐漸下降,其中,1-MCP和EA處理組POD活性處于較高水平。貯藏180 d時,CK的POD活性最低,為33.0 U/(min·g),PE+1-MCP處理POD活性最高,為66.2 U/(min·g),HPE+1-MCP、PE+EA、HPE+EA、PPE+1-MCP、PPE+EA處理的POD活性依次為62.8、60.4、57.0、42.2、37.2 U/(min·g),除PPE處理外,其他各保鮮處理與CK差異顯著(P<0.05)。結果說明,同種保鮮劑處理條件下,保鮮效果表現(xiàn)為PE>HPE>PPE,同種包裝處理的條件下,1-MCP處理效果優(yōu)于EA。
圖7 不同處理對冷藏金桃果實POD活性的影響
本試驗結果表明,1-MCP結合保鮮袋處理可有效延緩金桃果實硬度、Vc含量和淀粉含量的下降和抑制TSS含量的上升,這和多數學者[9,20,22]的研究結果基本一致。CK的TSS含量在貯藏末期迅速大幅增加,硬度也比單獨保鮮袋處理、PPE+EA和HPE+EA處理高,主要由于CK和保鮮處理使用的包裝材料不同,CK果實模仿西峽獼猴桃貯藏現(xiàn)狀,一直進行裸果貯藏,由于環(huán)境濕度低以及果實呼吸旺盛導致呼吸基質消耗快,造成貯藏后期果實基礎含水量降低,而失水皺縮、果肉疲軟。
獼猴桃果實在發(fā)育過程中碳水化合物的積累以淀粉為主。隨著貯藏期延長,淀粉在淀粉酶解下轉化為可溶性糖導致TSS含量升高,有一個后熟和軟化的過程,這是獼猴桃和其他種類水果最大區(qū)別。鐘彩虹等[23]在研究金桃果實碳水化合物動態(tài)變化發(fā)現(xiàn),在9月23到10月3日金桃TSS含量由6.8%上升到10.5%,是一個急速上升階段。一般來講,6.5%作為采收指標[24];陳美艷等[25]也認為在西峽地區(qū)金桃獼猴桃的TSS含量達到7.0%和干物質含量16%時,為最低可采標準。本試驗中金桃10月5日采收時TSS含量達到11.47%。因此,生產中金桃獼猴桃若中長期貯藏,采收期可相應提前幾天。
金桃獼猴桃在西峽冷庫裸果貯藏存在果實失水皺縮、品質下降等問題。利用不同種類塑料薄膜對氣體透過性不同的特點,采用自然氣調保鮮技術,可延長果品貯藏期[26]。果實氣調貯藏時氣體濃度不合適往往會給果實造成傷害,賀軍民等[27]采用0.06 mm厚的PE膜袋貯藏秦美獼猴桃時發(fā)現(xiàn),貯藏45 d時多數果腐爛。王貴禧等[28]的試驗表明,在5% O2的情況下,若CO2超過5%獼猴桃就出現(xiàn)傷害。因此,保鮮膜種類和厚度不同,對水和氣體成分的通透性不同,進而影響包裝袋內O2和CO2氣體的體積分數。吉寧等[29]采用微孔膜袋結合1-MCP在貴長獼猴桃保鮮上取得良好效果;王志華等[30]發(fā)現(xiàn),高滲出CO2保鮮膜有利于碭山酥梨貯藏。本試驗結果表明,PPE處理組對CO2通透性好,與CK的CO2體積分數一樣均為0,但結果也可能受儀器精度(測量數值僅顯示到小數點后1位)所限,有細微差別而無法測量到,O2體積分數比CK低0.1個百分點,結合試驗觀察PPE處理果實的皺縮現(xiàn)象發(fā)生比CK晚,程度也比CK輕,說明PPE對水分散失和O2通透性有一定阻隔作用;HPE和PE處理的O2體積分數比CK低,CO2體積分數比CK高,HPE處理中O2和CO2的體積分數最終穩(wěn)定在19.1%和0.4%左右,試驗結果和王志華等[30]的結果一致;添加EA和1-MCP保鮮處理后,O2體積分數比單獨使用保鮮袋高,CO2體積分數比單獨使用保鮮袋低,說明保鮮劑處理使袋內果實的呼吸得到抑制,延緩了果實采后代謝,果品降低對O2的消耗,從而引起O2氣體的體積分數較單獨使用保鮮袋高。
貯藏前期CK果實POD活性顯著高于各保鮮處理,貯藏后期各保鮮處理的POD活性保持較高水平,同時保鮮處理還抑制了MDA含量上升,這與吉寧等[29]、謝國芳等[31]的結果一致。經保鮮處理的果實在貯藏初期由于各種生理生化反應被抑制,組織產生的自由基較少,POD活性低于CK;隨著貯藏期延長,果實衰老,MDA的累積導致細胞膜結構和功能完整性受到破壞,1-MCP結合保鮮袋處理使果實的POD活性保持在較高的水平,POD可避免活性氧在植物體內的產生和積累,使果實具有較強清除自由基能力,減少膜的損傷,進而延緩衰老。保鮮袋結合EA使袋內形成高CO2和低O2的微環(huán)境,起到了復合保鮮效果[32],隨著貯藏期延長EA的吸附能力下降,對乙烯的氧化作用會逐漸減弱,保鮮效果較保鮮袋結合1-MCP處理弱。
綜上所述,1-MCP或EA分別結合PE或HPE處理,能不同程度地延緩金桃獼猴桃果實硬度、Vc含量和淀粉含量的下降,抑制a*值和TSS含量上升,降低貯藏后期MDA的生成量,保持POD活性。除PPE處理組外,保鮮效果依次為1-MCP結合保鮮袋>EA結合保鮮袋>單獨保鮮袋處理。其中,PE結合1-MCP處理效果最佳。