CO2高渗袋复合处理对“金桃”猕猴桃贮藏品质的影响

2021-02-07 01:54张四普成品迪胡青霞袁云凌鲁云风田风霞牛佳佳
食品研究与开发 2021年3期
关键词:吸收剂乙烯保鲜

张四普,成品迪,胡青霞,袁云凌,鲁云风,田风霞,牛佳佳*

(1.河南省农业科学院园艺研究所,河南 郑州 450002;2.河南农业大学园艺学院,河南 郑州 450002;3.西峡县猕猴桃生产办公室,河南 南阳 474500;4.南阳师范学院,河南 南阳 473061)

“金桃”猕猴桃是从中华猕猴桃野生优良单株武植6号单系中选育的芽变黄肉猕猴桃新品种,早果,丰产稳产,耐贮[1]。“金桃”在我国推广种植面积大,仅河南省西峡县“金桃”种植面积就达到2 666公顷[2]。在西峡县,猕猴桃贮藏主要采用机械冷库低温贮藏,以裸果装塑料周转筐码垛的形式存放,存在贮藏期短、果实失水严重、品质下降等问题。

猕猴桃果实对乙烯敏感,浓度为0.005 μL/L~0.01 μL/L的乙烯就足以诱导果实后熟软化[3]。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)可有效抑制乙烯与受体的结合及信号传导,阻止乙烯生成,已被广泛应用于苹果[4]、梨[5]、番茄[6]等果蔬的保鲜中。在猕猴桃保鲜上,1-MCP 已在“红阳”[7]、“华优”[8]、“贵长”[9]、“秦美”[10]、“亚特”[11]、“徐香”[12]、“海沃德”[13]、“金魁”[14]等猕猴桃品种研究,但不同品种使用浓度上差别较大,使用浓度范围从0.1 μL/L~50 μL/L不等。1-MCP可以有效抑制呼吸强度、降低乙烯生成速率[7],但并不能完全消除贮藏环境中的乙烯,需要结合其他保鲜处理。乙烯吸收剂是一种物理吸附剂,无毒害,广泛适用各种果蔬和花卉产品的保鲜贮藏,可以有效地吸收乙烯、二氧化硫、甲醛及多种有机气体和碳酸气体[15]。保鲜膜包装利用果蔬产品的呼吸速率与薄膜透气性之间的平衡关系,在贮藏期间起到自发气调和保湿的作用。果蔬通过塑料薄膜包装,袋内形成一种高CO2、低O2浓度的微环境,从而抑制果蔬产品的代谢,“海沃德”在温度5℃和湿度60%条件下贮藏,薄膜包装较裸果贮藏可延长15 d[16]。

有研究表明,1.25 μL/L浓度的1-MCP处理易出现“僵尸果”无法正常后熟的现象[9],因此,在“金桃”保鲜研究上采用低剂量1-MCP处理(0.2 μL/L),同时结合乙烯吸收剂、CO2高渗透袋复合保鲜处理,研究“金桃”猕猴桃冷藏后保鲜处理对品质和贮藏指标的影响,探寻一种安全、简单、有效的保鲜方法,以期能提高“金桃”猕猴桃贮藏果实品质,为产业发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

以西峡回车镇垱子岭5年生“金桃”猕猴桃果园的植株为试材,果实生长期不套袋,2017年10月5日采收,果实8成熟。果实选择标准为:颜色、成熟度、大小均匀一致,且无病虫害和机械伤,在果园立即装箱,当天运回河南省农业科学院现代农业研究开发基地冷库预冷备用;CO2高渗袋(high carbon dioxide permeability film bag,GS)、乙烯去除剂(ethylene absorbent,EA):山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所;1-MCP:陕西咸阳西秦生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

果实质地分析仪(GS-15):南非GUSS公司;数显折光仪(PAL-1):日本ATAGO公司;雷磁自动电位滴定仪(ZDJ-4B):上海仪电科学仪器股份有限公司;高速冷冻离心机(HC-2518R):安徽中科中佳科学仪器有限公司;恒温水浴锅(BWS-05):上海一恒科学仪器有限公司;赛多利斯电子秤(BSA423S-CW):德国赛多利斯公司;分析研磨机(A11):德国IKA公司;扫描型双光束紫外可见分光光度计(A590):上海翱艺仪器有限公司;气相色谱仪(SP-9890):山东鲁南瑞虹仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1“金桃”猕猴桃不同保鲜处理方式

试验共设4个处理,分别为:纸箱衬CO2高渗袋包装(GS)、纸箱衬CO2高渗袋包装+乙烯吸收剂(GS+EA)、纸箱衬 CO2高渗袋包装+1-MCP(GS+1-MCP)、纸箱衬CO2高渗袋包装+1-MCP+乙烯吸收剂(GS+1-MCP+EA),对照(CK)为:纸箱装未加任何包装的裸果。乙烯吸收剂处理:每袋装果30个,放置2小包乙烯吸收剂,每小袋乙烯吸收剂用1 mL注射器扎20个小孔后迅速装入果箱包装内并扎口;1-MCP处理:密闭于0.20 μL/L的1-MCP环境中熏蒸24 h。处理完后立即运到(2±0.5)℃、相对湿度为85%~95%冷库中贮藏。每处理重复3次,每重复取10个果实,间隔45 d分别取样,进行分析测定。

1.3.2 测定的指标及方法

1.3.2.1 硬度测定

取30个果实,每个果实去皮后分别在赤道面相对位置,使用GS-15果实质地分析仪,测定2次,探头直径 11.3 mm,单位 kg/cm2。

1.3.2.2 总可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量测定

参照张四普等[17]的方法。

1.3.2.3 VC含量测定

采用2,6-二氯酚靛酚法测定果实VC含量[18],用雷磁ZDJ-4B自动电位滴定仪滴定,每次2,6-二氯靛酚溶液用标准VC标定,滴定重复3次。

1.3.2.4 呼吸强度测定

参照刘佰霖等[19]的方法,略作修改,取挑选出的果实2个,置于1.4 L的密封罐中,于25℃下密封1 h后抽气1 mL,采用SP-7890气相色谱仪测定。

1.3.2.5 淀粉含量测定

参考曹建康等[18]的方法,略有修改。取0.3 g猕猴桃果肉研磨,滤渣收集采用4 000 r/min离心。

1.3.2.6 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量测定

参照张四普等[17]的方法,略有修改。取1 g猕猴桃果肉,加入4 mL预冷的0.1 mol/L柠檬酸(pH 5.6)缓冲液研磨,室温25℃提取20 min后于10 000 r/min离心15 min,取上清。反应体系为0.2 mL酶液+0.3 mL柠檬酸缓冲液,加入1.5 mL的3,5-二硝基水杨酸试剂终止反应。

1.4 数据处理

使用Excel 2010处理数据;SPSS 19.0统计分析,P<0.05为显著性水平,P>0.05为非显著性水平;使用Origin 8.0制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对“金桃”猕猴桃硬度的影响

果实硬度是果实品质的重要指标之一。不同处理对“金桃”猕猴桃硬度的影响见表1。

表1 不同处理对“金桃”猕猴桃硬度的影响Table 1 Effect of different treatments on the firmness of′Jintao′kiwifruit

由表1可知,随着贮存时间的延长,“金桃”猕猴桃果实硬度呈持续下降趋势。刚采收时,果实硬度为7.61 kg/cm2;贮藏45 d时,硬度下降迅速,GS+1-MCP+EA处理硬度最高,为4.63 kg/cm2,CK硬度最低,为1.58 kg/cm2,GS处理硬度为 1.81 kg/cm2,较对照高14.5%,但差异不显著(P>0.05),GS+1-MCP 和 GS+1-MCP+EA处理之间差异不显著(P>0.05),但与其它各处理均差异显著(P<0.05);贮藏90 d时,CK组硬度最低,为0.53 kg/cm2,较采收时下降93%,GS+1-MCP+EA处理硬度最高,为2.28 kg/cm2,较采收时下降70%,硬度高低顺序和差异显著水平与贮藏45 d一致;贮藏135 d时,GS处理硬度最低,为0.30 kg/cm2,GS+1-MCP+EA处理硬度最高,为1.07 kg/cm2,CK果实发生明显的失水皱缩,果实疲软造成硬度较GS硬度高,GS与GS+EA处理之间无显著差异(P>0.05),1-MCP处理组的硬度显著高于其它各处理(P<0.05),GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA间差异显著(P<0.05);贮藏180 d时,GS+1-MCP+EA处理硬度最高,为0.93 kg/cm2,GS+1-MCP处理硬度为0.77 kg/cm2,二者差异显著(P<0.05),除CK失水严重外,GS+EA处理较GS处理的硬度高,且差异显著(P<0.05)。整个贮藏期间,1-MCP处理组硬度均高于GS+EA和GS处理,贮藏前90 d时1-MCP处理组间添加EA的效果不明显,贮藏后期EA效果逐渐显现,处理间差异显著(P<0.05)。1-MCP与EA处理均程度不同地抑制了果实乙烯释放与呼吸作用,延缓硬度下降[20]。各处理均程度不同地延缓了金桃猕猴桃果实硬度下降,效果由高到低依次为:GS+1-MCP+EA>GS+1-MCP>GS+EA>GS,这与李正国等[21]的结果一致,与刘媛等[22]的结果稍有不同。由于水果种类和处理方式不同,刘媛等[22]研究黄金梨保鲜时认为1-MCP处理对硬度保持的作用效果低于吸收剂,但1-MCP和乙烯吸收结合保鲜袋同时处理的效果最佳,这与本试验结果一致。结果说明,在冷藏条件下,1-MCP结合CO2高渗保鲜袋和乙烯吸收剂复合处理可有效延缓“金桃”果实硬度的下降,延长贮藏时期。

2.2 不同处理对“金桃”猕猴桃TSS含量的影响

不同处理对“金桃”猕猴桃TSS含量的影响见图1。

图1 不同处理对“金桃”猕猴桃TSS的影响Fig.1 Effect of different treatments on TSS of′Jintao′kiwifruit

TSS含量是猕猴桃果实品质的重要指标之一。由图1可知,由于果肉细胞中淀粉转化为可溶性糖[23],随着贮存时期的延长,“金桃”猕猴桃果实TSS含量呈逐渐增加趋势。贮藏45 d时,CK的TSS含量为14.80%,与各保鲜处理均差异显著(P<0.05),其中,GS+1-MCP+EA处理TSS含量最低,为11.83%;贮藏90 d时,CK的TSS含量最高,为15.80%,GS+1-MCP+EA处理TSS含量最低,为12.83%,GS和GS+EA处理二者差异不显著(P>0.05),1-MCP处理组间差异显著(P<0.05);贮藏 135 d时,随着成熟度提高,可溶性固形物含量持续升高,CK的TSS含量最高,为15.70%,1-MCP处理组的TSS含量处于较低水平,GS+1-MCP+EA处理最低,为13%,GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA处理差异显著(P<0.05);贮藏 180 d时,CK 的 TSS含量上升至16.70%,GS+1-MCP和GS+1-MCP+EA处理TSS含量最低,为13.40%,各处理间差异显著(P<0.05);整个贮藏期间,TSS含量上升抑制效果由高到低依次为:GS+1-MCP+EA>GS+1-MCP>GS+EA>GS。试验结果与阎根柱等[3]、马婷等[11]的结果一致,1-MCP和乙烯吸收剂可抑制猕猴桃TSS含量的上升,且马婷等[11]认为1-MCP处理浓度越大,抑制TSS增加的效果越显著,但她未进行吸收剂抑制效果的试验,阎根柱等[3]也未进行保鲜袋同时结合1-MCP和吸收剂3种复合处理。结果说明,在冷藏条件下,1-MCP结合高渗保鲜袋和乙烯吸收剂复合处理可有效延缓“金桃”果实TSS含量的上升。

2.3 不同处理对“金桃”猕猴桃VC含量的影响

不同处理对“金桃”猕猴桃VC含量的影响见图2。

图2 不同处理对“金桃”猕猴桃VC含量的影响Fig.2 Effect of different treatments on VCcontent of′Jintao′kiwifruit

猕猴桃果实富含维生素C,VC含量的高低是评价猕猴桃果实品质的关键之一。贮藏期间果实呼吸作用、酶的分解、受热氧化分解及物理溶解消耗分解了果实内VC,致使果实内含物的减少[24]。由图2可知,随着贮藏期的延长,“金桃”猕猴桃果实VC含量逐渐降低。贮藏45 d时,CK的VC含量最低,为85.39 mg/100 mL,GS+1-MCP+EA处理VC含量最高,为147.21 mg/100 mL,各组处理与对照差异均达到显著水平(P<0.05);贮藏90 d时,果实VC含量持续下降,CK的VC含量最低,为73.39 mg/100 mL,GS+1-MCP+EA处理VC含量最高,为 135.87 mg/100 mL,各处理组均差异显著(P<0.05);贮藏135 d~180 d时,GS与GS+EA处理之间差异不显著(P>0.05),其他处理间差异显著(P<0.05)。结果说明,使用CO2高渗袋、1-MCP和乙烯吸收剂可不同程度抑制“金桃”猕猴桃VC含量的降低,其中,GS+1-MCP+EA复合处理效果最好。试验结果与阎根柱等[3]、曹森等[25]的结果一致,与马婷等[11]的不同,认为1-MCP处理不利于亚特猕猴桃果实VC的保存,这可能是由于研究的猕猴桃品种不同。

2.4 不同处理对“金桃”猕猴桃呼吸强度的影响

不同处理对“金桃”猕猴桃呼吸强度的影响见图3。

图3 不同处理对“金桃”猕猴桃呼吸强度的影响Fig.3 Effect of different treatments on respiration rate of′Jintao′kiwifruit

猕猴桃属于呼吸跃变型果实,由图3可知,猕猴桃果实呼吸强度随着贮藏时期延长,呼吸强度呈先上升后下降的趋势。贮藏45 d时,CK呼吸强度最高,为25.74 mg/(kg·h),GS+1-MCP+EA处理呼吸强度最低,为19.25 mg/(kg·h),1-MCP处理组与对照差异显著(P<0.05),GS与 CK 差异不显著(P>0.05);贮藏 90 d~180 d时,CK呼吸强度处于最高水平,分别为27.61、24.61、22.96 mg/(kg·h),GS+1-MCP+EA处理呼吸强度最低,分别为19.16、16.16、16.49 mg/(kg·h),除GS处理外,其它各处理均与CK差异显著(P<0.05)。1-MCP能够不可逆地与乙烯受体蛋白结合,减小或消除果实对乙烯的敏感性[26],1-MCP结合EA能够更有效地降低果实乙烯生成速率[27]。整个贮藏期间,呼吸强度由低到高依次为:GS+1-MCP+EA、GS+1-MCP、GS+EA、GS。结果说明,各处理均一定程度降低了果实呼吸强度,其中,GS+1-MCP+EA处理抑制“金桃”猕猴桃果实呼吸强度的效果最好,与张鹏等[27]在富士苹果上的结果一致。

2.5 不同处理对“金桃”猕猴桃淀粉含量的影响

不同处理对“金桃”猕猴桃淀粉含量的影响见图4。

图4 不同处理对“金桃”猕猴桃淀粉含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on the starch content of′Jintao′kiwifruit

由图4可知,随着贮存期的延长,“金桃”猕猴桃果实淀粉含量均呈下降趋势。贮藏45 d~90 d时,CK淀粉含量最低,分别为34.39 mg/g和24.39 mg/g,GS+1-MCP+EA处理淀粉含量最高,分为56.47 mg/g和46.47 mg/g,1-MCP 处理组之间无显著差异(P>0.05);贮藏135 d时,淀粉含量持续下降,CK处理淀粉含量最低,为9.02 mg/g,较采收时下降86%,GS+1-MCP+EA处理淀粉含量最高,为33.25 mg/g,较采收时下降50%;贮藏180 d时,GS+1-MCP+EA处理与各组均差异达到显著水平(P<0.05),GS和GS+EA处理无显著差异(P>0.05)。整个贮藏期间,1-MCP处理组淀粉含量均高于GS+EA处理或GS处理。陈景丹等[28]研究发现,红阳猕猴桃采后淀粉降解与果实软化密切相关,乙烯能通过调节 AcPWD、AcAMY1、AcAMY3、AcBAM1和AcABAM3的表达促进淀粉降解和果实软化,而外源1-MCP能抑制淀粉降解,吸收剂又可吸收微环境中的乙烯。结果说明,GS+1-MCP+EA处理可有效地延缓淀粉含量下降,这与马超等[7]在红阳猕猴桃上的研究结果一致。

2.6 不同处理对“金桃”猕猴桃MDA含量的影响

不同处理对“金桃”猕猴桃MDA含量的影响见图5。

图5 不同处理对“金桃”猕猴桃MDA含量的影响Fig.5 Influence of different treatments on MDA content of′Jintao′kiwifruit

MDA是膜脂过氧化作用的产物,MDA积累过多会破坏细胞膜结构的完整性,进而造成果实衰老。由图5可知,随着贮藏期的延长,“金桃”猕猴桃果实MDA含量逐渐增加,在贮藏期前90d内变化幅度较小。贮藏45d时,CK果实MDA含量最高,为0.78 mmol/g,GS+1-MCP+EA处理MDA含量最低,为0.36 mmol/g,与对照差异显著(P<0.05);贮藏 90 d时,CK 的 MDA 含量最高,为0.84 mmol/g,除GS+1-MCP+EA处理外,其它各处理与对照差异不显著(P>0.05);90 d之后,处理间的差异性逐渐加大,135 d时,除单GS处理外,其它各处理均与CK达到显著水平(P<0.05);贮藏180 d时,CK与各保鲜处理差异显著(P<0.05),GS+1-MCP+EA处理MDA含量最低,为1.04 mmol/g,与其它处理差异显著(P<0.05)。整个贮藏期间,1-MCP处理组MDA含量均低于GS+EA处理或GS处理。结果说明,GS+1-MCP+EA处理可有效抑制贮藏后期MDA含量累积,与马超等[7]的结果一致。

3 讨论与结论

3.1 讨论

合理的包装能够有效地延缓果实采后的成熟衰老,改善果实的贮藏品后。试验采用CO2高渗袋处理金桃猕猴桃果实,能一定程度维持果实硬度,延缓TSS含量的上升。在贮藏期间,CO2高渗袋结合1-MCP或乙烯吸收剂结合处理猕猴桃果实,对于维持猕猴桃果实品质,延长贮藏时间取得更好的效果。高渗袋添加1-MCP或乙烯吸收剂处理,各品质、生理指标均与对照差异达到显著水平(P<0.05),这与王志华等[29]、马超等[7]的结果一致。VC含量、TSS含量是评价猕猴桃果实品质的重要指标,试验中“金桃”猕猴桃贮藏180 d时,高渗袋结合1-MCP处理较对照TA含量提高了52%,VC含量提高了40%,TSS含量降低了16.8%;高渗袋结合乙烯吸收剂处理的TA含量、和VC含量较对照分别提高了34%和24%,TSS含量降低11.6%,说明1-MCP和乙烯吸收剂均能有效保持果实的营养成分。同时试验将CO2高渗袋、1-MCP、乙烯吸收剂3者复合处理金桃猕猴桃果实,显著降低果实呼吸强度、硬度和贮藏后期MDA含量的累积,延缓了淀粉的分解速度,这与马书尚等[30]结论一致。淀粉作为内容物对植物细胞起支撑作用[31],淀粉含量的下降直接导致果实硬度降低。复合处理对于维持猕猴桃品质、风味的效果优于单独使用高渗袋和高渗袋结合1-MCP或乙烯吸收剂,这可能是由于1-MCP和乙烯吸收剂处理在改善果实贮藏品质方面有协同效应。呼吸跃变型果实的呼吸强度与包装袋内乙烯浓度呈正相关[32],1-MCP可抑制果实呼吸和乙烯的产生[27],乙烯吸附剂能够通过氧化果实产生的乙烯,降低外源乙烯的浓度[3],同时1-MCP和乙烯吸收剂在减少乙烯生成的基础上结合了CO2高渗袋膜的通透性,使果实处于一个相对高CO2和低O2更适合的贮藏环境[3,29],起到自发气调和防止果蔬自身水分散发作用[33],从而达到保持果实品质、延长了贮藏时期的目的,本试验结果与黄金梨[22]、“安哥诺”李[34]表现相似。

3.2 结论

试验结果表明,CO2高渗袋、1-MCP和乙烯吸收剂三者复合或单一处理在保持“金桃”猕猴桃果实品质,延缓衰老等方面均有一定效果,各保鲜处理均能不同程度维持“金桃”猕猴桃的果实硬度、VC含量、淀粉含量,延缓TSS含量的上升,抑制呼吸强度和MDA含量的积累。复合处理效果优于单一处理效果。其中,高渗袋+1-MCP+乙烯吸收剂三者复合处理保鲜效果最好。

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