1-甲基環(huán)丙烯結(jié)合高氧處理對杏果貯藏品質(zhì)的影響

張佳佳，周鶴，易薇，時蒙蒙，趙一平，魏世杰，王偉，李學(xué)文

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830052)

小白杏，屬薔薇科(Rosaceae)李亞科(Prunoideae)杏屬(Prunus)[1]，口感酸甜且汁水飽滿，果實(shí)中包含許多營養(yǎng)物質(zhì)。新疆是我國較大的水果產(chǎn)地之一，其中杏子產(chǎn)量高達(dá)138.29萬t，占比達(dá)到了新疆總水果量的三分之一[2]；由于新疆晝夜溫差大，良好的氣候造就了小白杏的食用價(jià)值。杏是呼吸躍變型果實(shí)，大量采收時多屬高溫季節(jié)，采后貯藏過程中果實(shí)易迅速后熟衰老，導(dǎo)致果實(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐爛[3]，使杏果無法長期貯藏從而導(dǎo)致杏果實(shí)產(chǎn)業(yè)化的降低。因此，如何控制杏果貯藏保鮮期間的品質(zhì)成為杏貯運(yùn)產(chǎn)業(yè)中亟需解決的問題。

目前，1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)在許多國家果蔬貯藏領(lǐng)域中大量應(yīng)用[4]。1-MCP通常通過熏蒸方式來延長果蔬的貯藏期，其通過自身抑制作用在果實(shí)內(nèi)與乙烯受體結(jié)合，從而切斷乙烯反饋效果來抑制呼吸作用，延緩在貯藏期間果實(shí)的組織代謝和衰老速率，F(xiàn)AN等[5]用1-MCP處理杏果實(shí)可較好地延長其貯藏時間，趙曉敏等[6]用1-MCP常溫處理庫爾勒香梨能夠較好地控制其呼吸速率，寇文麗等[7-10]也發(fā)現(xiàn)1-MCP可以有效地推遲果實(shí)呼吸躍變時間，延緩其果實(shí)后熟，減輕了果實(shí)貯藏中品質(zhì)劣變和腐爛程度。

高氧氣調(diào)是利用充入大量的O2起到抑制果實(shí)呼吸和細(xì)菌繁殖的作用，不僅可以降低腐爛率，還在一定程度上避免了對杏果實(shí)的二次傷害，還降低果蔬在貯藏期間的腐爛率，效果優(yōu)于傳統(tǒng)氣調(diào)[11]。此保鮮技術(shù)目前在樹上干杏[12]、香蕉[13]、草莓[14]、金針菇[15]等果蔬保鮮貯藏中都有良好的效果。但1-MCP結(jié)合高氧氣調(diào)的處理在鮮杏貯藏中較為少見，因此本實(shí)驗(yàn)以小白杏為材料，探究1-MCP結(jié)合高氧氣調(diào)對小白杏在貯藏保鮮期間品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小白杏于2021年7月4日采自于新疆烏魯木齊市輪臺縣，挑選無病蟲害、無機(jī)械損傷、大小均一的果實(shí)，將挑選好的杏果實(shí)快速帶回新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)研究室，貯藏于2 ℃冷庫中備用。

氫氧化鈉、領(lǐng)苯二甲酸氫鉀、碳酸氫鈉、草酸，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸，天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司；2，6-二氯酚靛酚鈉鹽，上海源葉生物科技有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-4數(shù)顯果實(shí)硬度計(jì)，艾普計(jì)量儀器有限公司；PAL-1手持折光儀，日本ATAGO株式會社；NH310高品質(zhì)色差儀，深圳市三恩馳科技有限公司；DDS-307微機(jī)型電導(dǎo)率儀，杭州齊威儀器有限公司；VAISALA便攜式CO2檢測儀，深圳市君達(dá)儀器有限公司；F145-11電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；DZKW-S-6恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DL-I-15臺式封閉電爐，天津市泰斯特儀器有限公司；SHZ-Ⅲ循環(huán)水式真空泵，上海賢德實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；XY-98B浮標(biāo)式氧氣吸入器，江蘇魚躍醫(yī)療設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對照(CK)：將采收回來大小均勻、色澤一致、無機(jī)械傷、無病蟲害的杏果以3 kg為一組后放入20 L的廣口玻璃罐中，用泵接上密封水瓶后連接在罐上的進(jìn)氣口處，出氣口用水封的方式處理，以保證其相對濕度在85%～90%；再放置于0 ℃冷庫中。

1-MCP處理：將杏果以3 kg為一組用1 μL/L 1-MCP熏蒸處理24 h后，參照對照作相同處理。

高氧氣調(diào)(GY)：將杏果以3 kg為一組放入20 L的廣口玻璃罐中，參照張文濤等[12]的杏高氧處理的最優(yōu)氣調(diào)參數(shù)范圍，通過浮標(biāo)式氧氣吸入器向罐中通入含有80% O2和20% N2的混合氣體，流通速率為1.25 mL/min，配氣為40 V的氣罐，放入0 ℃冷庫中貯藏。

1-MCP+高氧氣調(diào)(1-MCP+GY)：果實(shí)先用1-MCP熏蒸處理后，再進(jìn)行高氧氣調(diào)貯藏為保證氣體通暢，采用泡沫網(wǎng)罩將杏果實(shí)包裹后放置于罐中，不僅保證氣體的通暢，還可以防止果實(shí)之間相互擠壓造成二次傷害。實(shí)驗(yàn)均做3個重復(fù)。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 硬度測定

參照張夢媛等[16]的方法，采用GY-4果實(shí)硬度計(jì)測定果實(shí)硬度，探頭直徑為8 mm，沿果實(shí)赤道部位選取等距離3個位置進(jìn)行測定，隨機(jī)取6個果實(shí)，取平均值，單位為N。

1.4.2 可溶性固形物含量(soluble solids content，SSC)測定

參照TAPPI等[17]的方法。隨機(jī)選取5個杏果實(shí)，去核研磨勻漿，抽濾吸取上清液采用PAL-1數(shù)字式糖度計(jì)折光儀測定可溶性固形物含量，每個處理實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值，單位為%。

1.4.3 可滴定酸(titratable acid，TA)含量測定

參考曹建康等[18]的方法，采用酸堿滴定法測定，以蘋果酸折算系數(shù)0.067進(jìn)行計(jì)算，單位為%。

1.4.4 維生素C含量測定

利用2,6-二氯酚靛酚滴定法[18]測定維生素C含量，單位為mg/100g FW。

1.4.5 果實(shí)表面色度測定

采用NH310高品質(zhì)色差儀對杏果實(shí)表面顏色(L*、a*、b*)測定。隨機(jī)選取6個果實(shí)沿果實(shí)赤道每隔120°選取1點(diǎn)測定，每顆杏果取3點(diǎn)測定，取平均值。

1.4.6 果實(shí)呼吸強(qiáng)度測定

在杏果中隨機(jī)選取15個果實(shí)，置于1個容積為5 L的廣口玻璃瓶中，密封1 h后，采用VAISALA便攜式CO2檢測儀檢測CO2濃度，并計(jì)算呼吸速率。

1.4.7 果實(shí)細(xì)胞膜透性測定

參照王學(xué)奎等[19]的方法測定。

1.4.8 商品率

參照周嘉佳等[20]的方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在Excel中先將數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再使用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用鄧肯氏多重檢驗(yàn)分析差異顯著性，所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用Origin 9.1軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏硬度的影響

硬度是評價(jià)果實(shí)貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，各處理組杏果的硬度總體呈下降趨勢。在整個貯藏期間，1-MCP處理組和GY處理組果實(shí)硬度均高于CK組，而1-MCP+GY處理組果實(shí)硬度始終處于較高水平，且與CK組對比差異顯著(P<0.05)。在貯藏42 d時1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組的果實(shí)硬度下降率分別為43.01%、36.35%和25.40%，分別都高于CK組20.69%、28.98%和39.41%(P<0.05)；由此說明3組處理都有延緩果實(shí)硬度下降的作用；但1-MCP+GY處理能更好地延緩杏果實(shí)硬度的下降，且優(yōu)于單一處理貯藏保鮮。

圖1 1-MCP和高氧處理對小白杏硬度的影響Fig.1 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on apricot fruit hardness

2.2 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏SSC的影響

SSC在杏果實(shí)貯藏期間是決定其果實(shí)風(fēng)味變化的一個重要指標(biāo)。由圖2可知,各處理組杏果實(shí)SSC在此貯藏期間都呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，在貯藏21 d時各處理組達(dá)到了SSC的最高值，這是由于代謝過程果實(shí)內(nèi)淀粉等大分子碳水化合物轉(zhuǎn)化成糖、有機(jī)酸和其他可溶性物質(zhì)所致[21]。1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組的SSC升高幅度分別為12.21%、10.84%和16.34%，與CK組(8.07%)相比差異顯著(P<0.05)。隨著貯藏時間的延長，SSC受到果實(shí)細(xì)胞生理代謝的影響不斷下降，1-MCP+GY處理組SSC始終高于其他3組處理，相比有顯著差異(P<0.05)。由此說明1-MCP+GY處理有效地延緩了SSC的降低，在整個貯藏期間可以較好地保持杏果的營養(yǎng)品質(zhì)。

圖2 1-MCP和高氧處理對小白杏SSC的影響Fig.2 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on SSC of apricot fruit

2.3 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏TA含量的影響

TA在貯藏期間對杏果實(shí)風(fēng)味的改變起到了一定的作用。由圖3可知，各處理組在杏果實(shí)貯藏期間TA的含量在逐漸降低。1-MCP和GY處理組前期下降趨于一致，在21 d后分別出現(xiàn)些許的回升趨勢，但在35～42 d時分別下降到33.60%和30.50%，與CK組對比差異不大。這也說明隨著貯藏時間的延長，果實(shí)內(nèi)部物質(zhì)的不斷消耗導(dǎo)致TA含量也在不斷下降。而1-MCP+GY處理組的TA含量一直平緩下降，貯藏末期TA含量下降率也只達(dá)到了21.01%，均高于其他處理且有顯著差異(P<0.05)。由此說明1-MCP+GY處理可有效延緩TA含量的下降。

2.4 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏維生素C含量的影響

維生素C在整個貯藏期間延緩了杏果的褐變及衰老速度。由圖4可知,在貯藏期間各處理組杏果實(shí)維生素C的含量在0～7 d時處于上升趨勢，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是杏果在貯藏前期有進(jìn)一步成熟和營養(yǎng)轉(zhuǎn)化的過程[22]。1-MCP和GY處理組維生素C含量在7 d時與CK組相比分別高出了7.40%和13.30%，而1-MCP+GY處理組維生素C含量又分別高于1-MCP和GY處理組6.40%和11.29%；14 d時1-MCP、GY和CK處理組維生素C含量開始急速下降，分別降到了10.82%、10.51%和9.84%，而1-MCP+GY處理組維生素C含量在35 d時才下降到了10.16%，下降趨勢明顯低于其他3組(P<0.05)。由此說明1-MCP+GY處理可有效抑制維生素C含量的降低，保持杏果在貯藏期間營養(yǎng)物質(zhì)的損失。

圖3 1-MCP和高氧處理對小白杏TA的影響Fig.3 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on TA in apricot fruit

圖4 1-MCP和高氧處理對小白杏維生素C的影響Fig.4 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on vitamin C content of apricot fruit

2.5 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏色度的影響

色度反映杏果實(shí)在貯藏期間的成熟度和新鮮度，果蔬從采摘后就會經(jīng)過一系列的變化，乙烯的釋放和果實(shí)有氧呼吸的加劇導(dǎo)致其顏色出現(xiàn)褪綠變黃直至暗沉的現(xiàn)象。隨著果實(shí)的衰老后熟，由圖5-A可知杏果實(shí)在貯藏期間各處理組L*值(亮度)先增加后降低，初期0～14 d時果實(shí)表面光澤較淺；在14 d 時1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組與CK組L*值相比，變化低于CK組(P<0.05)。在14～42 d時1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組L*值分別開始出現(xiàn)不同程度的下降，CK組在14 d時就呈現(xiàn)急劇下降，說明各處理組果實(shí)色澤在不斷加深變暗，果實(shí)成熟度也隨之增加。a*值表示紅綠色度，a*值為正代表紅色，a*值越大表示顏色越紅；b*值表示黃藍(lán)色度，b*值為正代表黃色，b*值越大表示顏色越黃[20]。由圖5-B可知,各處理組都是呈上升趨勢，果實(shí)顏色在從綠色轉(zhuǎn)變到紅色，隨著果實(shí)貯藏時間的延長，在42 d時1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組的a*與CK組相比明顯較低，差異顯著(P<0.05)。由圖5-C可知各處理b*值也呈現(xiàn)上升趨勢，這是由于果實(shí)葉綠素逐步降解，類胡蘿卜素逐步累積，表明果實(shí)顏色經(jīng)歷了從藍(lán)色到黃色不斷加深的過程，在42 d時1-MCP+GY處理組與其他3組處理相比始終處于較低狀態(tài)(P<0.05)。由此說明，1-MCP+GY處理有保持果實(shí)色澤(綠色)的作用。

A-L*；B-a*；C-b*圖5 1-MCP和高氧處理對小白杏色度的影響Fig.5 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on apricot fruit chroma

2.6 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏呼吸強(qiáng)度的影響

由于杏是呼吸躍變型果實(shí)，在貯藏期間可反映出其生理代謝的變化，果實(shí)呼吸強(qiáng)度的大小也可側(cè)面反映出其營養(yǎng)物質(zhì)的消耗情況。由圖6可知，各處理組在貯藏期間呼吸強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在14 d時CK和GY組出現(xiàn)了呼吸高峰，但GY峰值比CK低22%且具有顯著差異(P<0.05)，隨后緩慢下降表現(xiàn)出典型的呼吸躍變型果實(shí)特性。1-MCP和1-MCP+GY處理組的呼吸高峰都向后推遲了14 d，并且都低于CK組，而1-MCP+GY較于1-MCP又低20%，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是由于1-MCP可以與乙烯受體結(jié)合，阻斷乙烯生理作用的特性從而推遲呼吸高峰的出現(xiàn)，這與杜林笑等[23]用1-MCP處理庫爾勒香梨出現(xiàn)類似結(jié)果。由此說明1-MCP處理對果實(shí)呼吸強(qiáng)度的抑制有顯著效果，而1-MCP+GY處理同樣可以延緩果實(shí)進(jìn)入躍變的時間，還可以有效降低呼吸強(qiáng)度延緩其衰老進(jìn)程，從而達(dá)到貯藏保鮮的效果。

圖6 1-MCP和高氧處理對小白杏呼吸強(qiáng)度的影響Fig.6 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on respiration intensity of apricot fruit

2.7 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏細(xì)胞膜透性影響

細(xì)胞膜透性是反映果蔬軟化程度的一個重要指標(biāo)。由圖7可知，各處理組在貯藏期間杏果實(shí)細(xì)胞膜透性處于不斷上升的趨勢，且與貯藏時間呈正相關(guān)；在整個貯藏中1-MCP、GY和1-MCP+GY處理組細(xì)胞膜透性始終都低于CK組，在貯藏7 d時CK組細(xì)胞膜透性就已經(jīng)達(dá)到了32.89%，而1-MCP+GY在21 d時才達(dá)到30.11%(P<0.05)，說明1-MCP+GY處理在貯藏前期可以通過有效延緩細(xì)胞膜透性的增加、降低杏果實(shí)軟化速率來起到貯藏保鮮的效果；到貯藏末期42 d時1-MCP、GY和1-MCP+GY 3組處理的膜透性無顯著差異(P>0.05)，但都低于CK組(P<0.05)，說明3組處理都在一定程度上降低了細(xì)胞膜透性的增加。

圖7 1-MCP和高氧處理對小白杏相對電導(dǎo)率的影響Fig.7 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on relative electrical conductivity of apricot fruit

2.8 1-MCP和高氧氣調(diào)對小白杏商品率的影響

商品率是決定杏果實(shí)是否還有商品價(jià)值的一個直觀表現(xiàn)，也是貯存和保存的最終含義[20]。由圖8可知在貯藏期間杏果實(shí)的商品率在42 d后才處于下降趨勢，在貯藏期間1-MCP和GY處理變化差距不大，與CK組比較高出了37%；而1-MCP+GY與CK組有顯著差異(P<0.05)，在52 d時1-MCP+GY的商品率在91%高于對照(48%)47.25%；由此說明1-MCP+GY處理在杏果實(shí)貯藏期間能夠較好地延緩杏果的腐爛起到保鮮的效果。

圖8 1-MCP和高氧處理對小白杏商品率的影響Fig.8 Effects of 1-MCP and high oxygen treatment on commodity rate of apricot fruit

3 討論與結(jié)論

杏是呼吸躍變型果實(shí)，杏果采摘后仍舊可以進(jìn)行呼吸作用，會有相應(yīng)的生理代謝過程并消耗其營養(yǎng)物質(zhì)，呼吸的產(chǎn)生伴隨著營養(yǎng)的流失以及水分的消耗對杏果實(shí)成熟度變化和衰老的進(jìn)程起著重要作用[24]。1-MCP處理是通過與果實(shí)細(xì)胞膜上乙烯受體結(jié)合，阻止其發(fā)出信號從而延長果蔬成熟衰老的過程，延緩果實(shí)硬度、維生素C含量的下降，這與王文輝等[25]的研究結(jié)果一致。高氧處理是指氧氣濃度達(dá)到21%～100%的高氧環(huán)境下對果蔬進(jìn)行貯藏[26]，但不同的氧氣濃度對于不同果蔬效果也有所不同；湯慧等[27]用40%的高氧處理能夠有效地增強(qiáng)蜜橘果實(shí)的抗病能力，并在一定程度上維持了其貯藏品質(zhì)；李偉麗等[28]通過80%的高氧處理有效地保持了鮮切雪蓮果的維生素C含量，延緩了果實(shí)的褐變和衰老速率；而徐夢君等[29]用到了90%的高氧處理去核長棗能夠更有效地抑制微生物的增長繁殖和果實(shí)的褐變速率；這說明高氧處理可以抑制呼吸地減弱，減緩果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的散失從而延緩了果實(shí)衰老的速率。本實(shí)驗(yàn)亦可表明，高濃度的O2可延緩杏貯藏期間果實(shí)的硬度、維生素C、SSC和TA含量的下降，還可以抑制果實(shí)腐爛、褐變，延緩果實(shí)商品率下降。

王瑞慶等[21]用1-MCP結(jié)合氣調(diào)貯藏對賽買提杏冷藏的過程中發(fā)現(xiàn)能更好地延緩果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的下降(硬度、TA、維生素C)，并且更好地維持果實(shí)的色澤；張雪丹等[30]用0.5 μL/L 1-MCP+95% CO2處理的柿果研究其貯藏保鮮效果，結(jié)果表明，1-MCP結(jié)合CO2能夠共同抑制乙烯的生成延緩其衰老速度。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，將杏果實(shí)經(jīng)過1-MCP熏蒸處理過后再進(jìn)行高氧氣調(diào)貯藏，可以更加有效地延緩果實(shí)硬度、TA、維生素C的下降速率，抑制果實(shí)呼吸作用，保持果皮顏色，以達(dá)到果實(shí)貯藏及保鮮效果，且優(yōu)于單獨(dú)處理。