緩降溫階段1-MCP處理對酥梨黑皮病的影響

焦 旋，馮志宏，張立新，趙 猛，白 茹，張新憲，高振峰

(山西省農業科學院農產品貯藏保鮮研究所，山西 太原 030031)

酥梨是我國主栽梨果之一，貯藏至翌年四五月時，冷庫貯藏及出庫貨架期的果實果皮極易發生黑皮病，病果果肉正常，具有食用價值，但失去商品價值。酥梨黑皮病的發生機制尚不明確，已有研究認為，酥梨黑皮病的發生與其果皮中的α-法尼烯和其氧化產物共軛三烯含量的積累[1-2]以及酚類物質酶促(PPO)氧化褐變[3]等生理變化有關。還有研究發現，酥梨黑皮病的發生與梨果套袋、施肥、雨水、采收成熟度、冷害和衰老等因素相關[4-7]。實際生產中酥梨采后貯藏初期常用“鴨梨式”緩降溫模式管理貯藏溫度，即冷庫控制柜溫度參數從14～18 ℃開始，每3 d降1 ℃，直至0～1 ℃，通過溫度馴化，以減輕冷害引起的果皮褐變[8-9]。然而課題組經溫度記錄儀跟蹤發現，在長達40 d左右的緩降溫階段中，果實一直處于較高的溫度環境(8～28 ℃)中，其呼吸強度和新陳代謝未能及時降至最低水平，導致酥梨加速衰老。酥梨果皮衰老在外觀體現為果點顏色加深變暗，然后果點周圍出現一圈褐色，之后形成多處褐斑，嚴重時連成片，即黑皮病。目前酥梨緩降溫階段的梨果保鮮研究還未見相關報道。1-MCP能夠降低果蔬呼吸速率，延緩后熟衰老，推遲果實色澤轉變[10-11]；因此筆者欲將1-MCP直接應用于酥梨貯藏初期的緩降溫階段，并重點研究梨果貯藏及貨架期果皮的生理生化變化，以期為酥梨黑皮防治提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為碭山酥梨(PyrusbretschneideriRehd)，果實(套袋果)于2016年9月15日采自山西省文水縣南安鎮，所選果實果個均勻、無機械傷、無病蟲害。試驗所用1-MCP(小藥包包裝)由青島綠諾生物科技有限公司提供。

1.2 試驗設計及處理

酥梨采收后按實際生產操作，只是撕開紙袋底部并不脫掉，觀察剔除病果、傷果、爛果后，直接入紙箱，每箱裝果13 kg，并在紙箱內中間層放置一小包1-MCP粉劑(質量0.6 g，有效成分含量0.03%)，封箱后入庫碼垛，梨庫入滿后開始緩降溫，冷庫控制柜溫度參數從14 ℃開始，每3 d降1 ℃，直至0～0.5 ℃，以不做1-MCP處理為對照。每一處理50箱果實。自貯藏之日起，按月隨機取樣測定果實果皮的部分生理指標，并在貯藏后期對酥梨黑皮病的發病情況進行統計。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 果實黑皮指數

果實黑皮病分級標準及黑皮指數計算如下。

1)按照果實黑皮面積所占整個果實總面積的百分比，將果實黑皮病分為4級[12]：0級果實無黑皮現象發生；1級果實黑皮率小于或等于25%；2級果實黑皮率為25%～50%；3 級果實黑皮率>50%。

2)黑皮指數=Σ(黑皮病果數×病果級數)/(調查總果數×最高級數)×100%。

1.3.2 果皮α-法尼烯和共軛三烯含量測定

果皮α-法尼烯和共軛三烯含量的測定參照Anet[13]的方法并略做修改，用10 mm直徑的打孔器隨機打取20片圓形果皮，放入25 mL的試管中，并加入10 mL正己烷，常溫振蕩提取2 h后，取2 mL提取液過Florisil柱(硅鎂性吸附劑)，再加適量正己烷洗脫定容至5 mL，迅速在232 nm波長下比色，測定吸光值并計算；另取3 mL提取液，分別于281 nm和290 nm波長下比色，測定吸光值并計算含量，結果均以nmol·cm-2表示。

式中：l為比色杯厚度；b為果皮取樣面積。

1.3.3 果皮總酚含量和PPO活性測定

總酚含量的測定采用紫外分光光度法[14]，稱取0.5 g果皮樣品，加入50 mL 50%的甲醇-HCl(pH 3.0)勻漿后置于冰箱中靜置提取24 h，然后離心15 min取上清液，用紫外可見分光光度儀在波長280 nm處比色測定其吸光值，并參照沒食子酸標準曲線計算其總酚含量，結果以mg·(100g)-1FW 表示。

多酚氧化酶(PPO)活性參照曹健康等[15]的方法，采用紫外分光光度法進行測定和計算。

式中：ΔA為吸光度變化值；V為樣品提取液總體積；Δt為反應時間；VS為測定時提取液體積；W為樣品鮮質量。

1.3.4 果皮相對膜透性和MDA含量測定

果皮相對電導率測定參照高俊鳳[16]的方法并略做修改，用直徑為10 mm的打孔器隨機打取15片果皮，置入三角瓶中，用重蒸水沖洗3次后，加入20 mL重蒸水，在室溫下振蕩1 h后測定其初電導率，然后將樣品加熱沸騰15 min，冷卻至室溫后再次測定其終電導率，二者比值為果皮的相對電導率(%)，用以表示果皮細胞的相對膜透性。丙二醛(MDA)含量測定和計算參照張志良等[17]的硫代巴比妥酸(TBA)比色法，結果用nmol·g-1表示。

式中：A532和A450為提取液在532 nm和450 nm波長的吸光度值；V為樣品提取液體積，mL；W為樣品鮮質量。

1.3.5 果皮色澤的測定

使用CR-400色差計測定(日本，MINOLTA公司)，并用“CIE Lab”表色系統測定果實果皮的L*值和a*值。

1.4 數據處理

所有測定指標每處理重復3次，采用SPSS 23.0軟件分析數據，用Origin9.0 作圖。

2 結果與分析

2.1 緩降溫階段1-MCP處理對酥梨果實冷藏及貨架期黑皮病指數的影響

從表1可以看出：酥梨在0 ℃冷藏180 d，20 ℃貨架7 d后對照果實便已開始出現黑皮病，隨著貯藏時間的延長，對照果實的黑皮指數大幅上升，冷藏300 d時，黑皮指數為36.96%，貨架7 d后，對照果實黑皮指數迅速上升至92.14%；經1-MCP處理的果實在冷藏期間無黑皮現象發生，在冷藏300 d，再放置7 d后才發生極輕微的黑皮病，黑皮指數僅為0.83%，極顯著低于對照(P<0.01)。結果表明，1-MCP處理能夠有效抑制梨果黑皮病的發生。

表1 1-MCP處理對酥梨果實冷藏及貨架期黑皮病指數的影響

2.2 緩降溫階段1-MCP處理對酥梨果皮α-法尼烯和共軛三烯含量的影響

從圖1(a)可以看出，在貯藏前期，酥梨果皮中的α-法尼烯含量逐漸升高，并在120 d時到達峰值，之后開始持續下降。與對照相比，1-MCP處理能明顯地抑制果皮中α-法尼烯的生成(P<0.05)，α-法尼烯最大積累量降低了26.79%。

在貯藏期間，各處理酥梨果皮中的共軛三烯均呈現出不斷上升的趨勢，如圖1(b)，其中對照果皮共軛三烯含量上升迅速，1-MCP處理果皮共軛三烯含量則上升平緩，二者差異顯著(P<0.05)，貯至300 d時，1-MCP處理組共軛三烯含量僅有5.79 nmol·cm-2，而對照組高達9.56 nmol·cm-2。

圖1 1-MCP處理對酥梨果皮中α-法尼烯(A)與共軛三烯(B)含量的影響

2.3 緩降溫階段1-MCP處理對酥梨果皮總酚含量和PPO活性的影響

有研究表明，多酚氧化酶(PPO)能將酚類物質氧化成黑褐色的醌類物質，該酶促褐變過程是導致酥梨黑皮病的主要原因[18]。從圖2(a)可以看出，隨著貯藏時間的延長，酥梨果皮的總酚含量處于不斷上升的趨勢。在整個貯藏期間，1-MCP處理果皮的總酚含量顯著低于同期對照(P<0.05)，對照果皮的總酚含量在前期30 d的緩降溫期間表現出最快的上升速率。圖2(b)表明，1-MCP處理能有效抑制酥梨果皮中PPO的活性，冷藏至300 d 時，1-MCP處理的PPO活性為3.46 U·g-1min-1，對照組則高達4.58 U·g-1min-1，差異顯著(P<0.05)。

2.4 緩降溫階段1-MCP處理對酥梨果皮相對膜透性和MDA含量的影響

圖3(a)表明，酥梨果皮的相對膜透性在整個貯藏期間呈不斷增長的趨勢，其中，對照果皮的相對膜透性在最初的30 d緩降溫期間增長最為迅速，之后先慢后快，在300 d時達到36.77%，1-MCP處理果皮相對膜透性增長速率更加平穩，且果皮相對膜透性在整個貯藏期間都明顯低于同期的對照，差異顯著(P<0.05)。

圖2 1-MCP處理對酥梨果皮總酚含量(A)和PPO活性(B)的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的最終分解產物，能夠反映出水果膜脂過氧化的水平和對細胞膜的傷害程度，它的含量與植物衰老及逆境傷害有密切關系[19]。由圖3(b)可知，酥梨果皮的MDA含量呈現與相對膜透性(圖3(a))類似的增長趨勢，在整個貯藏期間，經1-MCP處理的MDA含量均明顯低于對照，說明1-MCP能顯著減緩酥梨果皮的膜衰老。

圖3 1-MCP處理對酥梨果皮相對膜透性(A)和MDA(B)含量的影響

2.5 緩降溫階段1-MCP處理對酥梨果皮色澤的影響

果皮色澤是評價果實新鮮品質的重要指標之一。L*和a*可反映果實外觀色澤的變化。其中：L*值越大，表示果實果皮顏色越亮；a*值越小，表示果皮顏色越偏向綠色[20]。從圖4(a)可以看出，酥梨冷藏180、240、300 d時，經1-MCP處理的果實果皮亮度(L*)優于對照果實，但差異不顯著(P>0.05)，說明果實在冷藏期間亮度變化不大。由圖4(b)可知，a*隨著貯藏時間的延長整體呈上升趨勢，相比于對照，1-MCP處理顯著延緩了果實果皮的失綠速度，較好地保持了果實的新鮮程度。

圖4 1-MCP處理對酥梨果皮色澤(L*和a*)的影響

3 討論與結論

酥梨在每年的3—5月份(貯藏180～240 d)集中出庫時，黑皮病發生十分嚴重，防治黑皮病已成為酥梨貯藏的主要技術難題。梨果皮褐變不僅與酚類物質及其酶促(PPO)氧化產物醌類物質在果皮組織中積累有關[3,18]，而且與細胞膜透性的高低密切相關。細胞膜透性是反映果實衰老的重要標志，果實衰老時，往往發生膜脂過氧化反應[21]，其產物MDA會嚴重破壞細胞膜，造成細胞膜透性升高，進而促使原來區隔化分布的PPO與酚類物質接觸，從而引起梨果果皮褐變[22]。此外，梨果黑皮病的發生與果皮中α-法尼烯及其氧化產物共軛三烯的含量存在相關性[1]，尤其與果皮中共軛三烯的含量直接相關[2,23]，果實衰老則會促進共軛三烯含量的不斷升高。因此抑制或減緩衰老進程，提升其抗氧化能力有利于防治黑皮病。

緩降溫是目前酥梨采后貯藏生產中預防黑皮病的主要措施，可防止貯藏初期不適宜低溫引起的果實表皮褐變。研究發現，酥梨緩降溫階段相當于果實須在8～28 ℃的高溫下貯藏40 d，酥梨在此階段呼吸強度高，代謝旺盛，衰老進程加速，貯藏至后期的果實表皮容易發生黑皮病，失去商品價值。本研究重點是對緩降溫階段與酥梨黑皮病之間的關系進行探究，其結果發現緩降溫階段中梨果果皮的α-法尼烯含量、總酚含量、細胞膜透性和MDA含量均出現快增長，說明了緩降溫處理會加快酥梨衰老，與黑皮病的發生關系密切。

1-MCP是一種對乙烯具有強烈拮抗作用的果蔬保鮮劑。已有研究表明1-MCP能夠抑制或減輕酥梨黑皮病的發生程度[14,24-26]，采用的藥劑處理方法是：將酥梨脫去梨果紙袋后放入密閉性較好的塑料袋或箱子內，室溫下密閉熏蒸12～24 h，再進行入庫貯藏。實際生產中，由于酥梨上市集中且貯藏量巨大，包裝人員只是撕開紙袋底部并不脫掉，觀察剔除病果、傷果、爛果后，直接封箱密集碼垛入貯，因此上述研究僅限于實驗室階段，還無法適用于大規模酥梨生產性貯藏。本研究從生產實際出發，將1-MCP藥劑小包放置在梨箱內部，與緩降溫一同進行，結果發現在酥梨采后緩降溫階段采用1-MCP處理既可避免冷害，又能夠延緩果實衰老，顯著抑制酥梨果皮α-法尼烯、共軛三烯、總酚含量的積累和PPO活性升高，保持了果皮細胞膜的完整性，顯著降低了酥梨黑皮病的發生率。

另外，還有研究者對酥梨采用塑料周轉箱和紙箱的貯藏效果進行了比較，發現紙箱中爛果率顯著高于塑料周轉箱[27]。這一結果同筆者在研究過程中發現的紙箱導熱慢導致梨果不能及時散熱，呼吸強度和代謝水平高居不下以致于后期出現軟化、腐爛等觀測結果相符合，再次證明了緩降溫階段8～28℃的高溫是導致衰老，促進黑皮病發生的重要原因。

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