1-MCP處理結合不同低溫條件對水蜜桃風味質地及生理的影響

周慧娟 葉正文 張夏南 蘇明申 杜紀紅 李雄偉 張明昊 王丙纖 楊 鋆

(1. 上海市農業科學院林木果樹研究所，上海 201403；2. 上海市設施園藝技術重點實驗室，上海 201403)

根統計[1]，2018年中國桃收獲面積100萬hm2，產量1 350萬t，居世界第一，其中80%以上的果實用于鮮食銷售。桃果實尤其是軟溶質桃質地柔軟，在采后物流過程中易遭受機械傷，易被病原菌侵染，導致桃果實在采后物流過程中易發生品質劣變及腐爛損耗[2]。低溫冷藏可延長果實的保鮮期，但長期的低溫(≤8 ℃)冷藏易使果實產生木質化、絮敗、果肉褐變、果肉變紅、糖酸比失調、固有芳香成分喪失或有害揮發性物質生成等品質劣變癥狀[3]，使果實喪失固有風味[4-5]。

在延長桃果實保鮮期的研究中，以低溫(<5 ℃)為基礎的減壓貯藏保鮮、輻照復合保鮮、氣調復合保鮮、熱處理復合保鮮、紫外線(UV)處理及1-甲基環丙烯(1-MCP)處理等復合保鮮技術成為國內外研究熱點。適宜參數的熱空氣和熱水處理桃果實，可在一定程度上降低貯藏期間果實的褐腐病、真菌發生率，提高果實不飽和脂肪酸和氨基酸的含量而提高果實的抗冷性[6]，從而延長果實的保鮮期[7]。1-MCP和熱激處理在抑制桃果實的成熟衰老方面具有協同作用[8]，熱水結合1-MCP處理通過推遲呼吸高峰、保持硬度、提高谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)活性和PpaGPXs基因的上調表達，延緩桃果實的采后衰老[9]。氣調貯藏可延緩冷藏期間果實褐變的發生、抑制腐爛的發生、較好地保持果實固有風味。但Dong等[10]發現，高壓處理結合氣調貯藏(3 kPa O2+ 7 kPa CO2)會導致桃果實總揮發性物質和酯類含量顯著降低。采收前的紫外線輻照前處理[10]和貯藏期間紫外線B(UV-B)[11-12]、紫外線C(UV-C)[5]輻照處理可顯著影響果實糖酸和酯類、內酯類及酚類物質的代謝，提高果實的貯藏質量。通過國內外研究進展發現，桃果保鮮領域的研究以機理為主，且多以果實外觀為確定果實貯藏期的主因素，而適用于規模化應用推廣的、以采后品質調控為目的的保鮮技術仍有待持續研發。

目前，1-MCP結合低溫(<5 ℃)保鮮技術已在不同溶質桃上進行了相關研究，但以品質為主因素的評價體系報道較少。果實質地、糖酸含量及果實的綜合風味評價(酸味、甜味、澀味、咸味和鮮味)是目前研究的熱點[13-14]，也是評價采后品質劣變調控技術成功與否的衡量標準。適當的溫度管理可以降低果實組織對機械傷的生理反應，減少瘀傷癥狀的出現[15]，溫度調控是重要的保鮮方法[16]，果實固有風味的喪失是傳統的低溫冷藏技術的瓶頸。0～8 ℃冷藏雖然可延長果實的保鮮期，但影響了果實次生物質的正常代謝，風味降低；>8 ℃貯藏可使次生物質正常代謝，果實的保鮮期相對縮短。研究旨在探討不同濃度1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏對果實乙烯釋放速率、呼吸強度、腐爛率、質地、糖酸含量和綜合風味的影響，以期延緩貯藏期間果實糖酸含量降低、比例失調、異味產生等品質劣變癥狀的產生，在保證果實固有質地和風味的基礎上，延長果實的安全貯藏期。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

水蜜桃：湖景蜜露，于2020年7月12日采摘于上海市浦東新區桃詠種植專業合作社基地，行株距4 m×5 m，樹齡12年，三主枝型，常規栽培管理，果實套單層黃袋。于30株樹樹冠外圍高1.5 m處隨機采摘向陽面果實，每株隨機采摘60個成熟度一致(入庫果實帶皮硬度為37～48 N，果肉硬度為18～20 N，可溶性固形物含量為11.5%～12.5%)、大小均一、色澤均勻、無病蟲害、無機械損傷的果實，采摘后的果實立即運至基地冷庫進行分裝處理。

1-甲基環丙烯(1-MCP)：純度≥98%，美國阿格洛法士公司；

防霧保鮮袋：0.03 mm，零度包裝科技有限公司；

氣相色譜儀：GC7890A型，美國安捷倫科技公司；

質構儀：TA.XT.Plus型，英國SMS公司；

紅外線CO2氣體分析儀：GXH-305型，泰仕電子工業股份有限公司；

高效液相色譜儀：E2695型，美國Waters公司；

電子舌系統：INSENT(SA402B)型，日本 Insent公司；

高速離心機：X-22R型，美國Beckman公司；

濃縮儀：Eppendorf Concentrator plus TM型，美國Eppendorf公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗分組 試驗分組見表1。

表1 試驗設計Table 1 Experiment design

1.2.2 試驗處理 將果實放入容積為108 L的密閉箱內使用不同濃度的1-MCP熏蒸24 h，密閉箱內的溫度為(15±2)℃、相對濕度為65%～70%；之后將不同處理組果實單層擺放于內襯厚度為0.03 mm防霧保鮮袋的塑料周轉筐中，于溫度為(10±1)℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中貯藏。冷藏28 d后對果實進行貨架期研究，將不同處理組果實取出于溫度為(20±2)℃、相對濕度為65%～70%的實驗室內貨架放置3 d，進行貨架品質測定。每處理9筐，每筐24個果實，每筐果品凈重9 kg，設3個平衡試驗，共計試驗樣品45筐。

定期對貯藏期間不同處理組果實的失重率、腐爛率、乙烯釋放速率、呼吸強度、果實質地、可溶性固形物含量、糖酸含量、甜味、酸味、澀味、咸味、鮮味等指標進行測定。

1.2.3 指標測定

(1)乙烯釋放速率：參照Khan[17]的方法稍加修改。15 ℃條件下，將5個桃子放置于容積為4 L的密閉容器中密封1 h，用進樣針吸取1 mL混合氣體，并注入裝有火焰離子化檢測器(FID)和DB-WAX毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 mm)的氣相色譜儀的入口，用氣相色譜儀進行測定。

(2)呼吸強度：參照Zhou等[5]的方法，隨機取8個果實，準確稱重后，置于連接在紅外線CO2分析儀氣路的4 L 密閉容器中，15 ℃下用紅外線CO2氣體分析儀測定，空氣流量1.0 L/min。記錄CO2濃度從270～280 μL/L變化所用時間，以單位質量果實單位時間內生成的CO2量表示呼吸速率。

(3)糖酸含量：參照嚴娟等[18]的方法并加以優化。取3份約0.5 g、液氮研磨的粉末于離心管中，加入5 mL提取液(V無水乙醇∶V0.4%偏磷酸=4∶1)，浸提24 h，10 000 r/min 離心10 min。取上清液進行濃縮，超純水溶解后，過0.22 μm的濾膜，待測。用高效液相色譜儀對樣品進行糖酸測定。糖的檢測條件為：使用10 μm粒徑、6 mm×250 mm的CARBOSep CHO-620CA色譜柱，柱溫80 ℃，使用示差折光檢測器，進樣量15 μL，流動相為超純水；有機酸的檢測條件為：使用5 μm粒徑，4.6 mm×250 mm的ZORBAX E clipse XDB-C18的色譜柱，柱溫25 ℃，使用紫外檢測器，λ=190 nm，流動相為0.02 mol/L 的KH2PO4緩沖液(pH 4.1)。進樣重復3次。

(4)質構測定：質構儀搭配直徑為5 mm圓柱形探頭(P/5)，測試參數為測前速度60 mm/min，測試速度120 mm/min，測后速度600 mm/min，觸發力0.5 N。第一次下壓距離為3 mm，測定參數為果皮硬度、果皮脆性；第二次下壓距離為20 mm，獲得參數為果肉硬度、果肉緊實度、果肉脆性。

(5)甜味、酸味、鮮味、苦味、咸味測定：電子舌系統主要由味覺傳感器、信號采集器和模式識別系統3部分組成。配有7個傳感器(ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA)，以Ag/AgCl作為參比電極，在室溫下進行數據采集。數據采集前，電子舌系統經過自檢、診斷和矯正等步驟，確保采集得到的數據具有可靠性和穩定性。采用體積分數為10%的酒精作為清洗溶劑，采樣時間120 s，1次/s，每個樣品重復采集8次，取穩定后的4次數據。

1.3 數據處理

采用SPSS 18.0、Excel 2010和Pegasus 13.0軟件進行數據處理，并進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 對水蜜桃風味物質的影響

2.1.1 蔗糖、果糖、葡萄糖含量 由圖1可知，整個冷藏和貨架期間，濃度為6.48 μL/L的1-MCP結合亞低溫貯藏的果實蔗糖、果糖、葡萄糖含量均顯著高于CK2果實，與郭香鳳等[19]報道的1-MCP處理可抑制凱特杏果實采后(26～30 ℃)可溶性糖的積累及蔗糖、果糖、葡萄糖的轉化有一定差異，可能與1-MCP的處理溫度及(10±1)℃結合1-MCP處理可提高蔗糖合成酶的表達量而抑制的桃果實蔗糖含量的下降有關[20]。冷藏0～8 d，CK2果實蔗糖、果糖、葡萄糖含量急劇降低，顯著降低了果實的固有風味。冷藏12～20 d，濃度為6.48 μL/L的1-MCP結合亞低溫貯藏的果實蔗糖、果糖、葡萄糖含量顯著高于CK1，說明此復合處理可緩解因長期低溫冷藏導致的風味降低問題，既抑制了果實的呼吸代謝，又可使果實進行正常的次生代謝。亞低溫條件下，濃度為6.48 μL/L的1-MCP處理可較好地保持水蜜桃果實固有風味，與Khan[17]報道的水蜜桃的1-MCP最適處理濃度(1 μL/L)有一定差異，可能與1-MCP使用效果與處理濃度和貯藏溫度相關。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖1 冷藏和貨架期間不同處理組果實蔗糖、果糖、葡萄糖含量的變化Figure 1 Changes of sucrose,glucose and fructose content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.2 蘋果酸和檸檬酸含量 由圖2可知，冷藏前期，CK1和CK2果實蘋果酸含量呈急劇下降趨勢，適宜濃度的1-MCP處理結合亞低溫貯藏可抑制冷藏前期蘋果酸含量的下降，與Fan等[21]報道的1-MCP處理可延緩桃果實蘋果酸含量的下降，維持果實糖酸比，抑制果實風味劣變的結論一致。貯藏后期和貨架期間，CK1和CK2果實蘋果酸和檸檬酸含量呈上升的趨勢，與長期冷藏導致果實呼吸代謝紊亂有關[22]；濃度為6.48 μL/L的1-MCP處理可顯著抑制冷藏前期蘋果酸含量的下降及后期蘋果酸含量的上升，與其可調控果實的呼吸代謝和軟化速率而抑制酸異常代謝有關[19,23]；1-MCP處理對貯藏后期檸檬酸含量的增加抑制效果不佳，具體機理需進一步研究。綜合得出，濃度為6.48 μL/L的1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏可緩解因長期低溫冷藏導致的果實酸含量降低和異常增加導致的風味失調問題。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖2 冷藏和貨架期間不同處理組果實蘋果酸和檸檬酸含量的變化Figure 2 Changes of malic acid and citric acid content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.3 可溶性固形物含量 由圖3可知，冷藏0～12 d，CK2果實可溶性固形物含量呈急劇下降趨勢，次生物質不能正常代謝，整體風味降低；整個冷藏期間，CK1和適宜的1-MCP處理組果實可溶性固形物顯著高于CK2，說明(10±1)℃的貯藏環境可使果實進行內含物的正常代謝。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖3 冷藏和貨架期間不同處理組果實可溶性固形物含量的變化Figure 3 Changes of TSS content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.4 甜味、酸味、苦味、咸味和鮮味 由圖4可知，試驗期間，水蜜桃果實酸味的變化較為劇烈，CK2果實酸味值于第16天低于無味點；第24天，濃度為3.24，6.48 μL/L的1-MCP處理組果實的酸味值于第24天低于無味點，說明適宜濃度的1-MCP處理結合亞低溫貯藏可延緩無味點的出現，較好地保持果實固有滋味，與王毓寧等[24]對枇杷的研究結論一致。冷藏12～24 d，CK1和不同濃度1-MCP處理結合亞低溫貯藏的果實甜味值均顯著高于CK2組，至第24天，甜味值呈急劇下降趨勢；貯藏12～28 d及貨架期期間，不同濃度1-MCP處理結合亞低溫貯藏的果實苦味值均顯著低于CK2組。(1±1)℃貯藏20～28 d，果實苦味值呈上升趨勢；貯藏后期(24～28 d)，不同濃度1-MCP處理組果實鮮味值均顯著高于CK2組；(1±1)℃冷藏20～24 d，不同濃度1-MCP處理組果實甜味和酸味呈急劇下降趨勢，苦味呈上升趨勢，說明20～24 d 為1-MCP處理結合亞低溫貯藏果實的滋味變化的轉折點，20 d為品質保持的關鍵時間點。冷藏至第20天，濃度為6.48 μL/L的1-MCP處理組果實甜味、鮮味和酸味值顯著高于CK2，苦味值顯著低于CK2。以上結果顯示，適宜濃度的1-MCP處理結合亞低溫貯藏可抑制長期冷藏導致的苦味產生和甜酸味的降低，與1-MCP處理結合亞低溫貯藏的果實蔗糖、果糖、葡萄糖含量均顯著高于低溫貯藏的現象一致。說明1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏可抑制長期低溫冷藏導致的苦味產生和甜味降低。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖4 冷藏和貨架期間不同處理組果實甜味、酸味、苦味、咸味和鮮味的變化Figure 4 Changes of sweetness,sourness,bitterness,umami and saltinessin different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.5 貯藏和貨架期間果實甜味、酸味、鮮味、苦味、咸味與糖酸含量相關性分析 由表2可知，蔗糖含量與葡萄糖、果糖、蘋果酸、檸檬酸、甜味、酸味、苦味和鮮味值均呈顯著性相關，蘋果酸含量與蔗糖、葡萄糖、果糖、蘋果酸、檸檬酸、甜味、酸味、澀味和鮮味值均呈顯著性相關，說明蔗糖和蘋果酸為湖景蜜露水蜜桃果實綜合風味物質評價的關鍵性參數指標。甜味值與蔗糖、果糖、蘋果酸含量呈極顯著正相關，酸味值與蔗糖、蘋果酸含量呈極顯著正相關，苦味值與蔗糖、果糖、蘋果酸和檸檬酸含量呈極顯著負相關，鮮味值與蔗糖和蘋果酸含量呈顯著性正相關，與張浩等[25]報道的可溶性固形物等指標與電子舌結果具有高度相關性的結論一致，與蔗糖與果實五味無相關性的結論有一定差異，長期的冷藏導致糖酸含量的下降，伴隨著酸味、鮮味的降低及酸味進入無味點，綜合風味變淡，適宜濃度的1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏既可緩解果實綜合風味變淡，又可較好地保持果實固有質地，延長果實的安全貯藏期。但電子舌測定的甜味、酸味及苦味值與果實的蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸含量的相關性及代謝機理研究鮮有報道，需要進一步的研究和探討。

表2 貯藏和貨架期間甜味、酸味、苦味、咸味、鮮味與蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸含量相關性分析?Table 2 Correlation analysis of sweet and sour taste with sucrose,fructose,glucose,malic acid and citric acid content during storage and shelf

2.2 對水蜜桃質地的影響

由圖5可知，與CK1相比，CK2和不同濃度1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏均顯著降低了果實帶皮硬度、果肉組織硬度、肉脆性和果肉緊實度的下降速率，抑制了果實的衰老和軟化；整個冷藏期間，不同處理組及CK2果實果肉組織硬度無顯著性差異，說明適宜濃度的1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏可達到低溫對果肉軟化的抑制效果；不同濃度1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏的果肉脆性和果肉緊實度均顯著低于CK2組果實，說明1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏對果實軟化速率的抑制效果仍低于低溫貯藏效果。與CK2相比，1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏可抑制乙烯的釋放而降低果肉組織硬度和果實緊實度的下降速率，延緩果實的成熟和軟化，與王雁等[26]報道的1-MCP處理呼吸躍變前期桃果實抑制乙烯的釋放而延緩中油13桃果軟化的結論一致，說明此技術可作為代替單一低溫貯藏的保鮮技術之一。1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏的果實帶皮硬度和果肉脆性及果肉緊實度仍顯著低于CK2組果實，說明1-MCP對果肉組織的影響較大，對果皮特性及果實咀嚼性的影響較小，具體機理需進一步研究。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖5 冷藏和貨架期間不同處理組果實質地的變化Figure 5 Changes of firmness with peel and pulp in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.3 對水蜜桃乙烯釋放速率和呼吸強度的影響

由圖6可知，CK1果實出現典型的雙乙烯釋放高峰，貨架期間乙烯釋放速率急劇上升；與CK1相比，CK2和不同濃度1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏在一定程度上延緩了乙烯釋放高峰的出現、抑制了果實的乙烯釋放速率和呼吸強度；濃度為6.48 μL/L的1-MCP處理組果實乙烯釋放速率顯著低于CK1，但仍顯著高于CK2。與(10±1)℃貯藏相比，不同濃度1-MCP處理結合(10±1)℃貯藏可顯著降低果實的乙烯釋放速率和呼吸強度，與1-MCP 處理在軟溶質桃青州蜜桃[26]、中華壽桃[27]和蟠桃[28]及硬溶質桃八月脆[29]和艷紅水蜜桃[30]上的效果一致，均可以抑制果實內源乙烯的合成和呼吸強度，推遲呼吸高峰出現，并且延緩果實軟化。但1-MCP處理結合亞低溫貯藏對乙烯釋放速率的抑制效果仍低于CK2貯藏的效果，呼吸強度二者無顯著性差異，1-MCP對果實呼吸強度的抑制效果高于乙烯釋放速率，具體機理需進一步研究。

小寫字母不同代表同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖6 冷藏和貨架期間不同處理組果實乙烯釋放速率和呼吸強度的變化Figure 6 Changes of ethylene release rate and respiration intensity of fruits in different treatment groups during cold storage and shelf life

3 結論

試驗表明，濃度為6.48 μL/L的1-MCP密閉熏蒸24 h，于溫度為(10±1)℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中貯藏，果實安全貯藏期達20 d；可顯著降低湖景蜜露水蜜桃果實的乙烯釋放速率和呼吸強度，延緩果實軟化速率；使果實保持較高的蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸風味物質含量，抑制苦味的產生，保持較高的甜度和鮮度，綜合風味佳；可作為代替單一低溫貯藏的保鮮技術之一。貯藏和貨架期間，果實糖酸含量的下降及比例失調可導致果實苦味的產生，可通過研究果實蔗糖、果糖和蘋果酸的含量和比例變化，進行果實采后品質劣變調控技術的研究。水蜜桃果實的甜味、酸味、鮮味、咸味和苦味值均大于無味點，可作為桃果實的有效味覺評價指標。電子舌測定的甜味、酸味及苦味值與果實的蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸含量密切相關，大數據分析及代謝機理研究需要進一步的研究和探討。