不同浓度1-甲基环丙烯对葡萄果实的保鲜效果

朱计谋,魏巍,周毅,苏洁

(1.信阳市平桥区林业局, 河南 信阳 464000;2.河南鸡公山国家级自然保护区事务中心,河南 信阳 464000;3.确山县普会寺镇人民政府,河南 确山 463000;4.信阳农林学院 林学院,河南 信阳 464000)

巨峰葡萄(VitisLabrusca×Vinifera'Kyoho')是葡萄科葡萄属植物,欧美杂交种,属于浆果类水果,果实整体为球状或椭圆状,是主要的鲜食葡萄品种之一[1]。成熟时呈紫黑色,果皮厚,果粒鲜嫩、柔软多汁,浆果含糖量15%～17%,含酸量0.6%～0.7%,具有丰富的营养价值[2-4]。同时,巨峰葡萄还具有很高的商业价值。谢太理[5]等研究表明,巨峰葡萄的香气成分主要为辛酸乙酯、正戊醇、乙酸乙酯,主要表现为花香和果香,具有较好的酿酒特性。郭磊[6]等分析了巨峰葡萄的糖度、酵母剂量以及发酵时间对葡萄酒品质的影响,结果表明,酿造出的巨峰葡萄酒色泽明亮,酒香醇正,理化指标与微生物指标均符合国家的要求标准。

葡萄通常是季节性生产和销售的,采收时间比较集中,旺季过后,新鲜的葡萄在市场上就很难买到,这些因素使葡萄市场的经济效益大打折扣。目前人们对果蔬的采前处理较为注重,往往忽略采后处理的重要作用。葡萄在贮藏与销售过程中,易受微生物浸染或其他机械损伤导致葡萄破皮、果梗褐变、脱落、萎蔫及腐烂等,消耗果实自身的品质,失去食用价值。巨峰葡萄的鲜食商品价值是以整穗体现的,这不仅造成了经济上的损失,同时也造成了资源上的极大浪费,破损率甚至达到 20%～35%[7]。同时,由于运输过程中缺乏先进的保鲜技术,导致大部分葡萄的品质有所下降,甚至部分葡萄因储存不当而导致腐败[8]。因此,葡萄储藏保鲜是葡萄生产的延续,可以显著减少经济的损失,同时也节省了资源。

1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)是一种有效的乙烯作用抑制剂,是目前市场上最常见的一种新型的果蔬保鲜剂[9],并广泛应用于菠萝[10]、苹果[11]、梨[12]、香蕉[13]、樱桃[14]等水果。研究表明,1-甲基环丙烯处理通过抑制乙烯的生成来延缓果实呼吸高峰的出现,调节果实的生理代谢,能够抑制果实软化,延缓果实腐烂,抑制含糖量的下降,从而达到果实保鲜、维持贮藏品质的目的[15]。1-甲基环丙烯处理过后的果实,其营养物质、芳香物质、果实色泽均能良好保持。唐怡[16]等发现以1.0 μL/L浓度1-甲基环丙烯处理的新疆木纳格葡萄,其腐烂率最低,硬度最大,呼吸高峰出现最晚,保鲜效果最好。因此研究不同浓度的1-甲基环丙烯溶液对巨峰葡萄保鲜效果的影响具有重要的理论和实际意义。

本试验在同样的环境条件下,用5个浓度梯度的1-甲基环丙烯溶液分别对葡萄进行熏蒸处理,研究不同处理下1-甲基环丙烯溶液对巨峰葡萄采后生理的影响,以期能够为巨峰葡萄的保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用药剂1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP),购于上海源叶生物有限公司。

巨峰葡萄于2021年10月7日购买于信阳市金牛山水果市场,巨峰葡萄50串(每串40粒左右),选取八成熟、外观无机械损伤和病虫害、果粒饱满、果梗鲜绿、果实大小均匀的巨峰葡萄作为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 药剂准备 将1-甲基环丙烯粉剂配置成浓度0.5、1.0、1.5、2.0 μL/L 4个不同浓度的1-甲基环丙烯溶液,蒸馏水处理作为对照组,记作CK。

1.2.2 处理方法 将购买的巨峰葡萄带回实验室,测定前将葡萄穗轴上的果粒逐个剪下,果蒂、果梗保留完整。随后对果粒进行检查,确保果实无病果、烂果,大小、颜色、成熟度一致,随机分为五组,每组250粒。分组后立即测定其基础数据值(硬度为11、含糖量为15.88%、腐烂率为0),然后采用1-甲基环丙烯进行熏蒸处理:把分组后的巨峰葡萄分别放入5个55 L的密闭箱中,分别放入浓度0、0.5、1.0、1.5、2.0 μL/L的1-甲基环丙烯溶液于密闭箱中,于20℃熏蒸48 h。试验分别记为CK、A1、A2、A3、A4。

1.3 观测指标与观测方法

1.3.1 腐烂率测定 腐烂率=(腐烂葡萄数/葡萄总个数)×100%

腐烂率的标准以出现腐烂点为标志,计算腐烂个数,腐烂率每5 d测定1次,测定过后记录其腐烂个数。

1.3.2 硬度的测定 用GY-1型手持硬度计(探头直径3.5 mm)在葡萄果实上的不同位置进行测定,硬度计探头以进入果肉0.5 cm为准。每个处理组随机抽选10个果实测定,每个果实重复测定5次,记录结果并取平均值作为葡萄的硬度指标。

1.3.3 含糖量的测定 每个浓度随机剪取10个葡萄果实,去皮后分别放入培养器皿中均匀捣碎,用滴管吸取葡萄汁约0.3 ml滴在样品槽中。每粒葡萄重复测量5次,记录结果取平均值为葡萄的含糖量指标。从处理第1天开始检测,每隔2 d测定1次,当5个浓度处理组的葡萄果实完全出现腐烂现象时终止实验。

1.3.4 实验数据的处理 采用Excel2016软件进行数据的处理与图表的绘制。

2 结果与分析

2.1 1-甲基环丙烯处理对巨峰葡萄腐烂率的影响

由图1可知,用不同浓度1-甲基环丙烯处理后,5个实验组的葡萄果实腐烂率随贮藏时间的延长而升高。与CK组相比,经过1-甲基环丙烯溶液处理的葡萄在贮藏相同的时间下腐烂率较低,其中A2浓度的处理组腐烂率最低,保鲜时间最长,效果最好。这表明1-甲基环丙烯可以明显抑制葡萄浆果的腐烂。

CK组贮藏至第10天时腐烂率上升的相对缓慢,为10.38%,A1、A3及A4组在第10天的腐烂率分别为4.36%、3.84%及5.77%,腐烂率明显下降;A2组的腐烂率仅为3.12%,约为CK组的1/3。CK组在贮藏至第15天时腐烂率开始快速上升,A1与A4组贮藏至20天时腐烂率呈迅速上升状态,A3组在25天时呈快速上升状态,而A2组在贮藏至30 d时才呈快速增长状态;在第25 天时CK组的腐烂率是A2组的3.7倍。

2.2 1-甲基环丙烯处理对巨峰葡萄果实硬度的影响

从图2可知,随着贮藏时间的延长,巨峰葡萄果实硬度均随着贮藏时间的增长而呈下降状态。与CK组相比,经过1-甲基环丙烯处理的葡萄下降幅度较缓。贮藏前期葡萄果实的硬度呈缓慢下降趋势,贮藏中期开始快速下降,直至果实腐烂。巨峰葡萄的果实硬度与贮藏时间呈负相关关系,其中以CK组果实的硬度下降幅度最为明显。在贮藏至28 天时,CK组的果实硬度最低,为2.5 kg/cm3,A1组的果实硬度为7.8 kg/cm3,A3组的果实硬度为9.7 kg/cm3,A4组的果实硬度为6.2 kg/cm3。在实验条件下,A2处理组的葡萄果实硬度最高,为13.8 kg/cm3,具有非常明显的差异。这表明在相同的贮藏条件下,1.0 μL/L浓度处理抑制果实软化的时间最久,贮藏效果最好。

图2 不同浓度处理对葡萄果实硬度的影响

2.3 1-甲基环丙烯处理对巨峰葡萄含糖量的影响

由图3可以看出,随着贮藏时间的延长,巨峰葡萄果实含糖量均呈现先缓慢上升到达峰值后逐渐下降的单峰曲线,这主要是由于果实在生长结束、成熟开始时出现的呼吸高峰导致的。CK组在贮藏16 d时含糖量达到高峰,为20.24%。与CK组相比,经过1-甲基环丙烯溶液处理过的葡萄果实含糖量高峰有明显的推迟。A2组相对效果最为明显,贮藏至32 d时含糖量达到最高峰,为20.25%,其呼吸高峰较CK推迟了16 d。与CK组相比,A1组的呼吸高峰推迟了10 d,A3组的呼吸高峰推迟了14 d,A4组的呼吸高峰推迟了8 d。这表明1-甲基环丙烯具有非常明显的保鲜效果,其中浓度1.0 μL/L的保鲜效果最好。

图3 不同浓度处理对葡萄果实含糖量的影响

3 结论与讨论

1-甲基环丙烯(1-MCP)为可食性防腐保鲜剂,且绿色安全、无毒、无明显气味,同时能保持果实品质,抑制果实腐烂和硬度下降,导致呼吸跃变推迟,延长果实货架期[17]。在本研究中,经过1-甲基环丙烯处理的巨峰葡萄果实腐烂率较对照组显著降低,这表明1-甲基环丙烯能延缓果实衰老,增强了巨峰葡萄果实对病害的抗性[18]。

硬度是检验果实品质的重要指标。果实成熟时,分泌果胶酶,使果肉细胞的胞间层溶解,细胞彼此分离,果实软化,果实硬度会不断下降。在本研究中,不同浓度1-甲基环丙烯处理的巨峰葡萄果实硬度下降时间较对照组均表现出明显的延缓,增加了果实贮藏时限。这表明1-甲基环丙烯处理抑制了果实的软化,延缓了果实硬度下降,这与唐怡[16]等研究的结果是一致的。

果实成熟涉及复杂的生物化学过程和生理代谢变化,果实呼吸跃变会导致叶绿素分解,有机酸减少,同时香味成分、色素和糖含量显著增加。1-甲基环丙烯作为乙烯受体的竞争抑制剂,抑制乙烯信号转导反应,因此被广泛用于延缓呼吸跃变型果实的成熟进程[19]。在本研究中,1-甲基环丙烯处理的巨峰葡萄果实的呼吸高峰较对照组均发生了明显的推迟,这表明1-甲基环丙烯可有效抑制果实呼吸,减缓糖损失。

在本研究中,浓度1.0 μL/L的1-甲基环丙烯溶液处理的巨峰葡萄果实在腐烂率、硬度和呼吸跃变时间上较其它各处理均表现出明显的优势,显著提高了果实的品质和贮藏时间。这表明1.0 μL/L浓度的1-甲基环丙烯处理对巨峰葡萄的保鲜效果最优。这与众多使用1-甲基环丙烯保鲜葡萄的研究结果是一致的[20-22]。

综上所述,1-甲基环丙烯熏蒸可有效减缓巨峰葡萄果实在贮藏过程中的腐烂,推迟果实呼吸高峰,抑制果实硬度下降,延长巨峰葡萄的保鲜效果。同时,浓度1.0 μL/L的1-甲基环丙烯处理对巨峰葡萄的保鲜效果最优。