缓降温阶段1-MCP处理对酥梨黑皮病的影响

焦 旋，冯志宏，张立新，赵 猛，白 茹，张新宪，高振峰

(山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，山西 太原 030031)

酥梨是我国主栽梨果之一，贮藏至翌年四五月时，冷库贮藏及出库货架期的果实果皮极易发生黑皮病，病果果肉正常，具有食用价值，但失去商品价值。酥梨黑皮病的发生机制尚不明确，已有研究认为，酥梨黑皮病的发生与其果皮中的α-法尼烯和其氧化产物共轭三烯含量的积累[1-2]以及酚类物质酶促(PPO)氧化褐变[3]等生理变化有关。还有研究发现，酥梨黑皮病的发生与梨果套袋、施肥、雨水、采收成熟度、冷害和衰老等因素相关[4-7]。实际生产中酥梨采后贮藏初期常用“鸭梨式”缓降温模式管理贮藏温度，即冷库控制柜温度参数从14～18 ℃开始，每3 d降1 ℃，直至0～1 ℃，通过温度驯化，以减轻冷害引起的果皮褐变[8-9]。然而课题组经温度记录仪跟踪发现，在长达40 d左右的缓降温阶段中，果实一直处于较高的温度环境(8～28 ℃)中，其呼吸强度和新陈代谢未能及时降至最低水平，导致酥梨加速衰老。酥梨果皮衰老在外观体现为果点颜色加深变暗，然后果点周围出现一圈褐色，之后形成多处褐斑，严重时连成片，即黑皮病。目前酥梨缓降温阶段的梨果保鲜研究还未见相关报道。1-MCP能够降低果蔬呼吸速率，延缓后熟衰老，推迟果实色泽转变[10-11]；因此笔者欲将1-MCP直接应用于酥梨贮藏初期的缓降温阶段，并重点研究梨果贮藏及货架期果皮的生理生化变化，以期为酥梨黑皮防治提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为砀山酥梨(PyrusbretschneideriRehd)，果实(套袋果)于2016年9月15日采自山西省文水县南安镇，所选果实果个均匀、无机械伤、无病虫害。试验所用1-MCP(小药包包装)由青岛绿诺生物科技有限公司提供。

1.2 试验设计及处理

酥梨采收后按实际生产操作，只是撕开纸袋底部并不脱掉，观察剔除病果、伤果、烂果后，直接入纸箱，每箱装果13 kg，并在纸箱内中间层放置一小包1-MCP粉剂(质量0.6 g，有效成分含量0.03%)，封箱后入库码垛，梨库入满后开始缓降温，冷库控制柜温度参数从14 ℃开始，每3 d降1 ℃，直至0～0.5 ℃，以不做1-MCP处理为对照。每一处理50箱果实。自贮藏之日起，按月随机取样测定果实果皮的部分生理指标，并在贮藏后期对酥梨黑皮病的发病情况进行统计。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 果实黑皮指数

果实黑皮病分级标准及黑皮指数计算如下。

1)按照果实黑皮面积所占整个果实总面积的百分比，将果实黑皮病分为4级[12]：0级果实无黑皮现象发生；1级果实黑皮率小于或等于25%；2级果实黑皮率为25%～50%；3 级果实黑皮率>50%。

2)黑皮指数=Σ(黑皮病果数×病果级数)/(调查总果数×最高级数)×100%。

1.3.2 果皮α-法尼烯和共轭三烯含量测定

果皮α-法尼烯和共轭三烯含量的测定参照Anet[13]的方法并略做修改，用10 mm直径的打孔器随机打取20片圆形果皮，放入25 mL的试管中，并加入10 mL正己烷，常温振荡提取2 h后，取2 mL提取液过Florisil柱(硅镁性吸附剂)，再加适量正己烷洗脱定容至5 mL，迅速在232 nm波长下比色，测定吸光值并计算；另取3 mL提取液，分别于281 nm和290 nm波长下比色，测定吸光值并计算含量，结果均以nmol·cm-2表示。

式中：l为比色杯厚度；b为果皮取样面积。

1.3.3 果皮总酚含量和PPO活性测定

总酚含量的测定采用紫外分光光度法[14]，称取0.5 g果皮样品，加入50 mL 50%的甲醇-HCl(pH 3.0)匀浆后置于冰箱中静置提取24 h，然后离心15 min取上清液，用紫外可见分光光度仪在波长280 nm处比色测定其吸光值，并参照没食子酸标准曲线计算其总酚含量，结果以mg·(100g)-1FW 表示。

多酚氧化酶(PPO)活性参照曹健康等[15]的方法，采用紫外分光光度法进行测定和计算。

式中：ΔA为吸光度变化值；V为样品提取液总体积；Δt为反应时间；VS为测定时提取液体积；W为样品鲜质量。

1.3.4 果皮相对膜透性和MDA含量测定

果皮相对电导率测定参照高俊凤[16]的方法并略做修改，用直径为10 mm的打孔器随机打取15片果皮，置入三角瓶中，用重蒸水冲洗3次后，加入20 mL重蒸水，在室温下振荡1 h后测定其初电导率，然后将样品加热沸腾15 min，冷却至室温后再次测定其终电导率，二者比值为果皮的相对电导率(%)，用以表示果皮细胞的相对膜透性。丙二醛(MDA)含量测定和计算参照张志良等[17]的硫代巴比妥酸(TBA)比色法，结果用nmol·g-1表示。

式中：A532和A450为提取液在532 nm和450 nm波长的吸光度值；V为样品提取液体积，mL；W为样品鲜质量。

1.3.5 果皮色泽的测定

使用CR-400色差计测定(日本，MINOLTA公司)，并用“CIE Lab”表色系统测定果实果皮的L*值和a*值。

1.4 数据处理

所有测定指标每处理重复3次，采用SPSS 23.0软件分析数据，用Origin9.0 作图。

2 结果与分析

2.1 缓降温阶段1-MCP处理对酥梨果实冷藏及货架期黑皮病指数的影响

从表1可以看出：酥梨在0 ℃冷藏180 d，20 ℃货架7 d后对照果实便已开始出现黑皮病，随着贮藏时间的延长，对照果实的黑皮指数大幅上升，冷藏300 d时，黑皮指数为36.96%，货架7 d后，对照果实黑皮指数迅速上升至92.14%；经1-MCP处理的果实在冷藏期间无黑皮现象发生，在冷藏300 d，再放置7 d后才发生极轻微的黑皮病，黑皮指数仅为0.83%，极显著低于对照(P<0.01)。结果表明，1-MCP处理能够有效抑制梨果黑皮病的发生。

表1 1-MCP处理对酥梨果实冷藏及货架期黑皮病指数的影响

2.2 缓降温阶段1-MCP处理对酥梨果皮α-法尼烯和共轭三烯含量的影响

从图1(a)可以看出，在贮藏前期，酥梨果皮中的α-法尼烯含量逐渐升高，并在120 d时到达峰值，之后开始持续下降。与对照相比，1-MCP处理能明显地抑制果皮中α-法尼烯的生成(P<0.05)，α-法尼烯最大积累量降低了26.79%。

在贮藏期间，各处理酥梨果皮中的共轭三烯均呈现出不断上升的趋势，如图1(b)，其中对照果皮共轭三烯含量上升迅速，1-MCP处理果皮共轭三烯含量则上升平缓，二者差异显著(P<0.05)，贮至300 d时，1-MCP处理组共轭三烯含量仅有5.79 nmol·cm-2，而对照组高达9.56 nmol·cm-2。

图1 1-MCP处理对酥梨果皮中α-法尼烯(A)与共轭三烯(B)含量的影响

2.3 缓降温阶段1-MCP处理对酥梨果皮总酚含量和PPO活性的影响

有研究表明，多酚氧化酶(PPO)能将酚类物质氧化成黑褐色的醌类物质，该酶促褐变过程是导致酥梨黑皮病的主要原因[18]。从图2(a)可以看出，随着贮藏时间的延长，酥梨果皮的总酚含量处于不断上升的趋势。在整个贮藏期间，1-MCP处理果皮的总酚含量显著低于同期对照(P<0.05)，对照果皮的总酚含量在前期30 d的缓降温期间表现出最快的上升速率。图2(b)表明，1-MCP处理能有效抑制酥梨果皮中PPO的活性，冷藏至300 d 时，1-MCP处理的PPO活性为3.46 U·g-1min-1，对照组则高达4.58 U·g-1min-1，差异显著(P<0.05)。

2.4 缓降温阶段1-MCP处理对酥梨果皮相对膜透性和MDA含量的影响

图3(a)表明，酥梨果皮的相对膜透性在整个贮藏期间呈不断增长的趋势，其中，对照果皮的相对膜透性在最初的30 d缓降温期间增长最为迅速，之后先慢后快，在300 d时达到36.77%，1-MCP处理果皮相对膜透性增长速率更加平稳，且果皮相对膜透性在整个贮藏期间都明显低于同期的对照，差异显著(P<0.05)。

图2 1-MCP处理对酥梨果皮总酚含量(A)和PPO活性(B)的影响

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物，能够反映出水果膜脂过氧化的水平和对细胞膜的伤害程度，它的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系[19]。由图3(b)可知，酥梨果皮的MDA含量呈现与相对膜透性(图3(a))类似的增长趋势，在整个贮藏期间，经1-MCP处理的MDA含量均明显低于对照，说明1-MCP能显著减缓酥梨果皮的膜衰老。

图3 1-MCP处理对酥梨果皮相对膜透性(A)和MDA(B)含量的影响

2.5 缓降温阶段1-MCP处理对酥梨果皮色泽的影响

果皮色泽是评价果实新鲜品质的重要指标之一。L*和a*可反映果实外观色泽的变化。其中：L*值越大，表示果实果皮颜色越亮；a*值越小，表示果皮颜色越偏向绿色[20]。从图4(a)可以看出，酥梨冷藏180、240、300 d时，经1-MCP处理的果实果皮亮度(L*)优于对照果实，但差异不显著(P>0.05)，说明果实在冷藏期间亮度变化不大。由图4(b)可知，a*随着贮藏时间的延长整体呈上升趋势，相比于对照，1-MCP处理显著延缓了果实果皮的失绿速度，较好地保持了果实的新鲜程度。

图4 1-MCP处理对酥梨果皮色泽(L*和a*)的影响

3 讨论与结论

酥梨在每年的3—5月份(贮藏180～240 d)集中出库时，黑皮病发生十分严重，防治黑皮病已成为酥梨贮藏的主要技术难题。梨果皮褐变不仅与酚类物质及其酶促(PPO)氧化产物醌类物质在果皮组织中积累有关[3,18]，而且与细胞膜透性的高低密切相关。细胞膜透性是反映果实衰老的重要标志，果实衰老时，往往发生膜脂过氧化反应[21]，其产物MDA会严重破坏细胞膜，造成细胞膜透性升高，进而促使原来区隔化分布的PPO与酚类物质接触，从而引起梨果果皮褐变[22]。此外，梨果黑皮病的发生与果皮中α-法尼烯及其氧化产物共轭三烯的含量存在相关性[1]，尤其与果皮中共轭三烯的含量直接相关[2,23]，果实衰老则会促进共轭三烯含量的不断升高。因此抑制或减缓衰老进程，提升其抗氧化能力有利于防治黑皮病。

缓降温是目前酥梨采后贮藏生产中预防黑皮病的主要措施，可防止贮藏初期不适宜低温引起的果实表皮褐变。研究发现，酥梨缓降温阶段相当于果实须在8～28 ℃的高温下贮藏40 d，酥梨在此阶段呼吸强度高，代谢旺盛，衰老进程加速，贮藏至后期的果实表皮容易发生黑皮病，失去商品价值。本研究重点是对缓降温阶段与酥梨黑皮病之间的关系进行探究，其结果发现缓降温阶段中梨果果皮的α-法尼烯含量、总酚含量、细胞膜透性和MDA含量均出现快增长，说明了缓降温处理会加快酥梨衰老，与黑皮病的发生关系密切。

1-MCP是一种对乙烯具有强烈拮抗作用的果蔬保鲜剂。已有研究表明1-MCP能够抑制或减轻酥梨黑皮病的发生程度[14,24-26]，采用的药剂处理方法是：将酥梨脱去梨果纸袋后放入密闭性较好的塑料袋或箱子内，室温下密闭熏蒸12～24 h，再进行入库贮藏。实际生产中，由于酥梨上市集中且贮藏量巨大，包装人员只是撕开纸袋底部并不脱掉，观察剔除病果、伤果、烂果后，直接封箱密集码垛入贮，因此上述研究仅限于实验室阶段，还无法适用于大规模酥梨生产性贮藏。本研究从生产实际出发，将1-MCP药剂小包放置在梨箱内部，与缓降温一同进行，结果发现在酥梨采后缓降温阶段采用1-MCP处理既可避免冷害，又能够延缓果实衰老，显著抑制酥梨果皮α-法尼烯、共轭三烯、总酚含量的积累和PPO活性升高，保持了果皮细胞膜的完整性，显著降低了酥梨黑皮病的发生率。

另外，还有研究者对酥梨采用塑料周转箱和纸箱的贮藏效果进行了比较，发现纸箱中烂果率显著高于塑料周转箱[27]。这一结果同笔者在研究过程中发现的纸箱导热慢导致梨果不能及时散热，呼吸强度和代谢水平高居不下以致于后期出现软化、腐烂等观测结果相符合，再次证明了缓降温阶段8～28℃的高温是导致衰老，促进黑皮病发生的重要原因。

参 考 文 献

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