1-MCP處理結合低溫貯藏對早生新水梨采后生理及品質的影響

張明昊 葉正文 駱 軍 蘇明申 周慧娟

早生新水梨是上海市農業科學院林木果樹研究所從新水梨自然雜交后代選出的品種，具有果肉脆嫩、石細胞極少、汁液豐富等優良特性，深受消費者青睞，是長三角地區新興的主栽品種之一[1]。早生新水梨是呼吸躍變型果實，具有明顯的呼吸和乙烯釋放高峰，加之成熟正值高溫高濕季節，采后極易發生腐敗變質；低溫貯藏雖然可延長果實的保鮮期，但長期的低溫貯藏易使果實出現糖酸失調、果心褐變、汁液減少等品質劣變癥狀，嚴重影響了果實的食用和商品價值，對果實貯運技術的研發帶來了新的挑戰[2]。1-甲基環丙烯(1-MCP)是近年備受關注的一種高效、安全、綠色的乙烯作用抑制劑，可延緩果實軟化衰老、保持果實品質，延長貯藏期。近年來，國內外研究人員在桃[3-4]、蘋果[5-6]、香蕉[7-8]、棗[9]、杏[10]等水果上對1-MCP的作用進行了較多研究，發現經1-MCP處理可以顯著抑制果實采后的呼吸強度和乙烯釋放速率，推遲二者高峰期的出現，同時延緩了果實軟化，延長了果品貯藏期和貨架期。1-MCP處理在不同梨品種貯藏保鮮的研究也較多，被廣泛應用于貯藏品質[11-12]、香氣成分[13]和生理性病害[14-16]等方面。1-MCP對早紅考密斯[17]、紅香酥[18]、雪花[19]、Bartlett梨[20]、鴨梨[21]等不同梨品種的作用效果受其使用濃度、處理時間、處理次數、成熟度等多重因素影響。但不同品種的梨果適宜的處理參數不一，在實際應用中應重點關注。周慧娟等[2]曾采用氣調處理對早生新水梨貯藏品質的影響進行了研究，篩選出適宜氣調貯藏的技術參數，而針對(10±1) ℃貯藏結合1-MCP處理對早生新水梨采后生理及品質影響的研究還未見報道。

果實固有風味的喪失是傳統低溫冷藏技術的瓶頸。研究擬通過對果實呼吸強度、乙烯釋放速率、硬度、可溶性固形物含量、果皮色差值、褐心指數、失重率和腐爛率等指標的測定，探討(10±1) ℃貯藏結合其他復合保鮮技術對早生新水梨采后貯藏特性和品質的影響，以期達到既能延長果實安全保鮮期和貨架期，又能較好地保持果實固有風味的保鮮目的。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1.1.1 材料與試劑

早生新水梨：上海市農業科學院莊行綜合試驗站；

1-甲基環丙烯(1-MCP)：純度≥98%，美國阿格洛法士公司。

1.1.2 主要儀器設備

防霧保鮮袋：0.03 mm，零度包裝科技有限公司；

質構儀：TA. XT. Plus型，英國SMS公司；

色差自動檢測計：CR-400型，日本美能達公司；

手持阿貝折光儀：PAL-1型，日本ATAGO公司；

氣相色譜儀：GC7890A型，美國安捷倫科技公司；

紅外線CO2氣體分析儀：GXH-305型，泰仕電子工業股份有限公司；

電子天平：E1200-2型，常熟市雙杰測試儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗分組 試驗分3組：(10±1) ℃+1-MCP處理組、對照一(CK1)和對照二(CK2)。采收同一果園的早生新水梨，于30株樹樹冠外圍高1.2 m處隨機采摘向陽面果實，每株隨機采摘50個成熟度一致、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送至上海市設施園藝技術重點實驗室冷庫進行分裝和預冷處理。每組處理3筐，每筐36個果實，每筐果品凈重6 kg，設3次重復，共計試驗樣品27筐。

1.2.2 試驗處理 將果實放入體積為108 L的密閉箱內以體積分數為3.24 μL/L的1-MCP熏蒸24 h，密閉箱內溫度為(15±2) ℃、相對濕度為65%～70%，處理結束后將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，放置于溫度為(10±1) ℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中貯藏。CK1不做任何處理、放置溫度為(10±1) ℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中貯藏；CK2不做任何處理、放置溫度為(1±1) ℃、相對濕度為85%～90%的冷庫中貯藏。分別于貯藏第8，13，18，23，28，33，38，48，58，73，103天，測定處理組和對照組的果實乙烯釋放速率、呼吸強度、失重率、腐爛率、果實質構、果皮色差等指標。

1.2.3 指標測定

(1) 呼吸強度：參照文獻[22]。

(2) 乙烯釋放速率：參照Khan等[23]的方法并稍加修改。每組每個時期隨機選取5個梨，放置于體積為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。試驗重復3次。

(3) 質構：使用質構儀將果實放置于樣品測試臺上，然后搭配直徑為5 mm圓柱形探頭(P/5)對梨果實進行質構測試。測試方法選用Two deformation test(TDT)進行兩次下壓，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。

(4) 果皮色差：選取每處理每個時期的10個果實，測定果皮兩側處色差值。采用Hunter Lab表色系統測定，果皮顏色用a*值、L*值、b*值和h°綜合表示。

(5) 可溶性固形物含量：取果實兩側部位果肉，測定未經稀釋的汁液可溶性固形物含量，每處理每個時期隨機選取10個果實進行測定，取平均值。

(6) 失重率：每個處理每時期隨機選取10個果實，分別測定貯藏前后的果實重量。按式(1)計算果實失重率。

(1)

式中：

X——失重率，%；

W1——貯藏前重量，g；

W2——貯藏后重量，g。

(7) 腐爛率：以果實表面出現腐爛為判斷依據，統計每個處理每時期的果實腐爛情況。按式(2)計算果實腐爛率。

(2)

式中：

Y——腐爛率，%；

N0——腐爛個數；

N——調查總果數。

(8) 褐心指數：參照吳小華等[24]的方法并稍加修改，按照果心褐變面積分5級，0級：無褐心現象；1級：褐心面積占果心面積比例<5%，即輕微褐變；2級：褐心面積5%～20%；3級：褐心面積20%～50%；4級：褐心面積>50%。按式(3)計算果實褐心指數。

(3)

式中：

Z——褐心指數；

i0——褐變級數；

N0——褐變級數相應的褐變果數；

i——褐變最高級數；

N——調查總果數。

1.3 數據處理

采用Excel(Office 2016)進行數據統計分析并作圖；采用SPSS 22.0軟件進行相關性分析和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 對梨果實呼吸強度和乙烯釋放速率的影響

由圖1(a)可知，貯藏第33天，CK1的果實出現呼吸高峰，峰值為15.9 mg CO2/(kg·h)，分別比(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實高出205.7%，430.0%；貯藏至第48天，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實出現呼吸高峰，分別為8.33，5.15 mg CO2/(kg·h)，較CK1的果實均推遲15 d出現呼吸高峰，且在貯藏前38 d經1-MCP處理的果實呼吸強度均顯著低于CK1(P<0.05)；而貯藏前48 d，經1-MCP處理的果實呼吸強度均顯著高于CK2(P<0.05)。因此，經(10±1) ℃+1-MCP處理和(1±1) ℃ 冷藏均對果實呼吸強度有較為明顯的抑制效果，不僅推遲果實呼吸高峰的出現時間，還降低其躍變峰值，抑制果實采后呼吸代謝進程。

由圖1(b)可知，貯藏第33天，CK1的果實出現乙烯釋放高峰，峰值為47.4 μL/(kg·h)，均極顯著高于處理組和CK2(P<0.01)；貯藏第48天，(10±1) ℃+1-MCP處理的果實出現乙烯釋放高峰，為17.8 μL/(kg·h)，與CK1相比，可顯著降低果實的乙烯釋放速率，并推遲了乙烯釋放高峰出現的時間，但(10±1) ℃+1-MCP處理對乙烯釋放速率的抑制效果顯著低于CK2(P<0.05)。

試驗結果表明，與(10±1) ℃貯藏相比，(10±1) ℃+1-MCP處理在一定程度上延緩了呼吸高峰的出現、降低了果實的乙烯釋放速率和呼吸強度，與1-MCP處理對仙人掌梨[12]、Bartlett梨[25]、翠冠[26]的效果一致，均可顯著降低果實乙烯釋放速率和呼吸強度，還可以不同程度地推遲乙烯、呼吸峰的出現。但(10±1) ℃+1-MCP處理對呼吸強度和乙烯釋放速率的抑制效果均顯著低于CK2(P<0.05)。

小寫字母不同表示同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖1 (10±1) ℃+1-MCP處理對果實呼吸強度和乙烯釋放速率的影響Figure 1 Effects of (10±1) ℃+1-MCP on respiration intensity and ethylene production rate of fruit

2.2 對梨果實品質的影響

2.2.1 色澤 由圖2可知，隨著貯藏時間延長，果皮a*值、L*值和b*值均呈上升趨勢，h°呈下降趨勢，表明貯藏期果皮顏色由綠色逐漸向黃色轉變，預示著果實逐漸衰老，與紅香酥[27]、南國梨[15]等梨品種上的效果一致，但1-MCP使用濃度和貯藏溫度等有一定差異。與CK1相比，(10±1) ℃+1-MCP處理在整個貯藏期均顯著抑制果皮由綠色向黃色轉變，一定程度上抑制了果實衰老；在整個貯藏期，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2果實的果皮a*值、L*值、b*值和h°無顯著性差異，但CK2對維持果皮綠色(a*絕對值高、h°高)的效果較高于(10±1) ℃+1-MCP處理。

2.2.2 質構 由圖3可知，與CK1相比，(10±1) ℃貯藏結合1-MCP處理顯著抑制了果實帶皮硬度、果肉組織硬度、果實脆性和果肉緊實度的下降速率，抑制了果實的衰老和軟化，與經1-MCP處理在早紅考密斯[17]、紅香酥[18]、雪花[19]、Bartlett梨[20]、鴨梨[21]等梨品種上的作用效果一致，但使用濃度有一定差異；在整個貯藏期間，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2果實的果肉組織硬度、果實脆性和果肉緊實度無顯著性差異，但CK2對果實質地的保持效果仍高于(10±1) ℃貯藏結合1-MCP處理的，說明低溫仍是保持果實質地的主控因子，冷敏感性早生新水梨果實對低溫及1-MCP的反應機制需進一步研究。

2.2.3 可溶性固形物含量 由圖4可知，冷藏前28 d，CK2果實的可溶性固形物含量呈下降趨勢，風味降低。在整個貯藏期間，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK1果實的可溶性固形物含量基本維持在較高水平，兩組處理果實的可溶性固形物含量差異不顯著，但均顯著高于CK2的(P<0.05)，表明(10±1) ℃的貯藏環境可使果實的次生物質正常代謝，保持果實原有的風味，解決了因長期的低溫冷藏導致的果實風味降低的問題[27]。

2.3 對梨果實失重率、腐爛率及褐心指數的影響

由圖5(a)可知，由于早生新水梨在貯藏期間受呼吸作用等的影響，果實失重率持續上升，CK1的果實失重率顯著高于(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2(P<0.05)，貯藏第103天失重率達到17.6%；(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實在貯藏第103天時失重率分別為7.3%，11.6%，保水效果顯著高于CK1，其中(10±1) ℃+1-MCP 處理的果實失重率顯著低于CK2(P<0.05)。說明(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2均可有效減少早生新水梨果實水分的流失，推遲果實品質劣變，而且(10±1) ℃+1-MCP處理的效果更優。

小寫字母不同表示同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖2 (10±1) ℃+1-MCP對果實色澤的影響Figure 2 Effect of (10±1) ℃+1-MCP on fruit color

小寫字母不同表示同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖3 (10±1) ℃+1-MCP對果實質構的影響Figure 3 Effects of (10±1) ℃+1-MCP on fruit texture

小寫字母不同表示同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖4 (10±1) ℃+1-MCP對果實可溶性固形物含量的影響Figure 4 Effects of (10±1) ℃+1-MCP on fruit soluble solid content

由圖5(b)可知，貯藏18 d后CK1的果實開始出現腐爛現象，隨貯藏時間的延長，果實腐爛率不斷增加；與CK1相比，(10±1) ℃+1-MCP處理顯著抑制了果實腐爛的發生(P<0.05)，但經1-MCP處理只是降低了果實腐爛程度，而對病原微生物感染無抑制作用，這與1-MCP處理在其他梨[18,28]上的研究結果一致；在整個貯藏期間，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實腐爛率差異不顯著，但CK2對果實腐爛的抑制效果高于(10±1) ℃+1-MCP處理。

由圖5(c)可知，貯藏第13天，CK1果實開始發生輕微的褐心現象，而(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實分別在貯藏第23，28天發生輕微的褐心現象，較CK1推遲了10～15 d；與CK1相比，(10±1) ℃+1-MCP處理顯著降低了果心褐變的發生(P<0.05)，也說明早生新水梨果心褐變為果實衰老所致；在整個貯藏期間，(10±1) ℃+1-MCP處理和CK2的果實褐心指數差異不顯著，但貯藏48 d后CK2對果心褐變的抑制效果低于(10±1) ℃+1-MCP處理，說明長期的低溫冷藏易導致果心褐變。

經1-MCP處理對果實的抗病效果還未有明確定論，王俊英等[29]研究發現，新高梨在冷藏和貨架期均未發生果心褐變，但在冷藏180 d+7 d貨架后發生了腐爛病害；Cheng等[21]對鴨梨的研究結果表明，1-MCP處理能夠降低果心褐變的發生。試驗結果表明，經1-MCP處理只是降低了腐爛病和果心褐變的程度，并不能抑制病害的發生，而且長期的低溫冷藏易導致果心褐變。

2.4 相關性分析

由表1可知，早生新水梨果肉硬度與可溶性固形物含量(SSC)和a*值呈極顯著負相關，與L*、b*值和h°呈極顯著正相關；可溶性固形物含量(SSC)與a*值呈極顯著正相關，分別與L*值和b*值、h°呈顯著和極顯著負相關；a*值與L*、b*值和h°呈極顯著負相關；呼吸強度、乙烯釋放速率和褐心指數均與其他指標無顯著相關性。這與經1-MCP處理對南果梨[15]、庫爾勒香梨[30]等不同梨品種的研究結論一致，但1-MCP使用濃度和貯藏條件等有差異。

小寫字母不同表示同一時間點不同處理之間差異顯著(P<0.05)圖5 (10±1) ℃+1-MCP對果實失重率、腐爛率及褐心指數的影響Figure 5 Effects of (10±1) ℃+1-MCP on fruit weight loss rate, decay rate and brown heart index

表1 (10±1) ℃+1-MCP處理早生新水梨貯藏期各項指標相關性分析?Table 1 Correlation analysis of storage indexes of Zaoshengxinshui pear at (10±1) ℃+1-MCP

3 結論

與(10±1) ℃貯藏相比，(10±1) ℃貯藏結合體積分數為3.24 μL/L的1-MCP熏蒸處理早生新水梨果實可有效抑制果實的乙烯釋放速率和呼吸強度，推遲其高峰的出現，但對呼吸強度和乙烯釋放速率的抑制效果仍顯著低于(1±1) ℃貯藏；可保持較高的可溶性固形物含量、減少果實水分的流失、延緩果實腐爛和褐變、維持果皮綠色(a*絕對值高、h°高)。整個貯藏期間，(10±1) ℃貯藏結合1-MCP處理的果實帶皮硬度、果肉組織硬度、果實脆性和果肉緊實度顯著高于(10±1) ℃貯藏；但(1±1) ℃貯藏對果實質地的保持效果仍高于(10±1) ℃貯藏結合1-MCP處理。除呼吸強度、乙烯釋放速率和褐心指數外，其他各項指標間均存在不同程度的相關性。綜上，(10±1) ℃貯藏結合濃度為3.24 μL/L的1-MCP處理即可一定程度上延緩果實衰老，安全貯藏期達103 d，可溶性固形物穩定在12%左右，較好地保持了果實固有風味和色澤，可作為代替單一低溫貯藏的保鮮技術之一。