外源乙烯處理對金什1號獼猴桃熟化影響研究

廖茂雯,朱永清,林籽汐,梁鈺梅,周 艷,李 可,李華佳*

(1.四川省農業科學院農產品加工研究所,成都 610066;2.成都大學食品與生物工程,成都 610106)

獼猴桃是后熟型果實,剛采收或經貯藏保鮮后的獼猴桃肉質堅硬,顏色、風味、香氣等品質均不能滿足消費者食用需求。通常需將果實在自然環境中放置一段時間,待果實成熟軟化才表現出特有的風味品質。但果實自然成熟受溫度、成熟度等因素影響,成熟時間較長且不均一、不可控,致使獼猴桃果實消費體驗差。相較于新西蘭較為成熟的獼猴桃催熟技術而言,針對我國優質品種獼猴桃熟化技術的應用研究迫在眉睫。

乙烯作為植物生長調節劑,能調節成熟衰老進程,改變果實商品成熟期[1],已廣泛應用于番茄[2]、香蕉[3-4]、獼猴桃[5]、西瓜[6]、羅漢果[7]、油梨[8-9]、菠蘿蜜[10]、蛋黃果[11]等果實,以調節市場供應期。獼猴桃是呼吸躍變型果實,其成熟過程乙烯合成存在兩個不同調節系統即躍變前低濃度的系統I和躍變時啟動乙烯自我催化并生成大量乙烯的系統II,外源乙烯主要通過誘導躍變前果實乙烯合成和呼吸強度的增強[12],加速果實中淀粉、纖維素、果膠等物質的降解[10],從而導致硬度下降和可溶性固形物的積累,顯著縮短果實成熟期[3],外源乙烯甚至在一定程度上還可對果實的風味形成產生積極作用,因此采用外源乙烯促進果實的成熟成為果蔬采后研究熱點。陳金印[13]、李澤珍[5]采用乙烯利分別對“金魁”獼猴桃和“中華”獼猴桃進行催熟,研究結果顯示乙烯利可加速果實的成熟衰老,催熟效果受到溫度和乙烯濃度的影響。而袁沙[14]等研究結果表明,在20℃條件下,10～100μl/L濃度范圍內乙烯對“紅陽”獼猴桃催熟均能實現果實的軟化,濃度之間無顯著差異,且獼猴桃催熟后果實品質受到成熟度影響。由此可以看出,外源乙烯的催熟作用不僅受到溫度、乙烯濃度等外源因素影響,還受果實品種和成熟度的影響。

“金什1號”獼猴桃是四川省自然資源科學研究院由中華獼猴桃實生選育而成的四倍體黃肉新品種,在2014年2月經四川省作物品種審定委員會審定定名為“金什1號”。該品種5月上旬盛花,至11月上旬果實達到生理成熟,盛果期產量高達225000kg/hm2,為高產晚熟品種。果實外形呈長梯形,橫切面長橢圓形,果實平均單果質量85.83g,最大單果質量102.4g,VC含量2.05mg/g,總糖10.82%,總酸0.143%,可溶性固形物17.5%,干物質含量18.75%[15],酸甜可口、營養豐富。 由于其晚熟、豐產、美味、營養的特點目前已成為四川省主栽獼猴桃品種之一。基于此,本文以 “金金什1號”獼猴桃為研究對象,首先研究了不同成熟度獼猴桃果實催熟后理化品質,并進一步探討了溫度、乙烯濃度對催熟效果的影響,為‘金什1號’獼猴桃采收及催熟技術研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試獼猴桃品種為“金什1號”,采摘自四川省綿竹棚花村。

儀器與試劑:TA-XT Plus質構儀(英國SMS公司),CR-400色差儀(柯尼卡美能達 日本) ,855型全自動滴定儀(萬通Metronhm 瑞士),PAL-1手持糖度計(艾拓 日本),Tinytag View-4020溫度數據采集器(Gemini Data Loggers英國)。

1.2 試驗方法

“金什1號”獼猴桃熟化能力研究:盛花期后95d開始至盛花期后130d分批采收,每批間隔7d,共6個批次,分別記為H1、H2、H3、H4、H5、H6。每批次果實采收70枚果實,30枚果實采后立即檢測初始指標(FF、Hue、SSC、TA、DM),剩余果實在20℃條件下用100 μL/L濃度的乙烯催熟,設置0 μL/L乙烯處理組作為對照,催熟處理后1、3、5 d進行檢測果實FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指標,抽取樣本量為20枚。

乙烯濃度對催熟效果的影響:根據熟化能力實驗結果,當果實達到較高成熟度時另外分別采收兩個批次(盛花期后123d和130d)的獼猴桃(H5、H6),各約360枚。將以上果實分為6組,于20℃下分別用0、10、25、50、75、100μL/L濃度的乙烯對果實進行處理,熟化后第1、3、5d檢測果實硬度、果心硬度、果肉顏色、可溶性固形物和可滴定酸含量。

溫度對外源乙烯催熟效果的影響:根據熟化能力實驗結果,當果實達到較高成熟度時另外分別采收兩個批次(盛花期后123d和130d)的獼猴桃(H5、H6),各約800枚。采后將果實分別置于10℃和20℃條件下24h,待果心溫度與庫溫一致,采用100μl/L乙烯處理24h,移除乙烯后于對應溫度條件下放置貨架,以相同溫度條件下0μl/L乙烯處理作為對照(10℃、0μl/L;10℃、100μl/L;20℃、0μl/L;20℃、100μl/L),并監測果實FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指標變化規律。

1.3 指標檢測

果肉硬度(FF)與果心硬度(Core-F)檢測方法參考Burdon等[16]。

可溶性固形物(SSC):采用數顯式糖度計進行測定。取果實兩端果肉,擠壓取果汁,混勻后用膠頭滴管取2滴用于測定,結果以%表示。

可滴定酸(TA):取果實兩端果肉,擠壓取1mL果汁,采用瑞士萬通855型全自動滴定儀滴定,以0.1mol/L NaOH標準溶液為滴定液,以pH 8.2為滴定終點,記錄數據并按式(1)計算可滴定酸含量結果以%表示。

可滴定酸含量(%)=c×(V1-V0)×f×100%

(1)

式中 c——NaOH滴定液濃度,mol/L;

V1——滴定濾液消耗氫氧化鈉體積,mL;

V0——滴定蒸餾水消耗的NaOH體積,mL;

f——折算系數,g/mmol(以檸檬酸計)。

色差角(Hue):選取待測果實中間最大橫徑處,削除2mm厚度果皮和果肉后采用色差儀測定,讀取Hue值表示果肉顏色。

干物質(DM):在果實中端切取2mm的薄片于恒重稱量皿中,65℃恒溫干燥箱烘干至恒重,記錄數據并按式(2)計算干物質含量,結果以%表示。

(2)

式中 m0——稱量皿重量,g;

m1——果實鮮重+稱量皿重量,g;

m2——果實干重+稱量皿重量,g。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010進行數據計算,Origin 8.5繪圖。

2 結果與分析

2.1 外源乙烯對不同成熟度獼猴桃催熟效果分析

Burdon等[16]研究指出,自然條件下,只有達到一定成熟度即營養物質積累到一定程度,具備較高發育水平并表現出某些生理特征時,采收的獼猴桃果實在外源乙烯的作用下,才能夠實現果實的軟化并表現出較為理想的風味品質特征,從而滿足消費需求。“金什1號”獼猴桃屬晚熟品種,生產上一般在11月中下旬采收,但有關適時采收的研究尚未見報道。本文自盛花期后95d開始采收,采用外源乙烯對不同成熟度獼猴桃進行催熟,并分析催熟后果實的品質指標,以期為“金什1號”獼猴桃適時采收研究提供參考,結果見圖1。

表1 不同采收期獼猴桃理化指標

圖1 不同時期采收“金什1號”獼猴桃催熟前后理化指標

由表1可知,“金什1號”獼猴桃在盛花期95～130d掛果期間隨著成熟度的提高果實FF、core-F變化較為平緩,TA略有上升,SS逐漸上升、Hue值逐漸下降。由催熟前后兩組數據變化可知(圖1),盛花期95d以后果實經催熟后第5d FF、core-F、TA含量均明顯下降,達到消費者對果實品質要求,但盛花期后95-116d果實催熟后SSC含量較低(≤15%)、催熟前后果實Hue值變化也不明顯。盛花期123d以后的果實經催熟后可溶性固形物含量較高(≥15%,注:由于受到年份、氣候等環境因素影響,根據作者對當年果實SSC跟蹤結果顯示,該年份果實SSC含量在15%～18%之間),且催熟前后果肉顏色變化明顯,能夠實現果肉顏色褪綠轉黃,各項指標滿足消費者的感官需求。該結果表明,盛花期后123d以后的果實經外源乙烯催熟后果實品質即能滿足消費者需求。同時對比以上3組數據可以看出,盛花期后95～116d果實在自然條件下放置5d后果實FF、core-F、Hue、TA、SSC等變化與催熟前相比較均變化不大,盛花期后123d果實在自然條件下放置5d后各項理化指標變化出現拐點,與催熟前比較均發生明顯變化,且成熟度越高變化也越明顯,說明盛花期后123d果實具備較高的自然成熟能力。綜合以上兩方面研究結果可知,盛花期123d后(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)采收果實不僅具有較高的自然成熟能力,而且果實軟化后各項理化指標能夠體現果實的品質特征,可以作為適時采收的參考時間之一。

2.2 乙烯濃度對獼猴桃催熟效果的影響

乙烯是人們所公認的果實成熟衰老的激素,尤其是在呼吸躍變型果實中作用更為明顯,本文分別采用0μl/L、10μl/L、25μl/L、50μl/L、100μl/L在20℃條件下對“金什1號”獼猴桃進行催熟,結果見圖2。

圖2 乙烯濃度對獼猴桃催熟效果的影響

通過比較兩個批次果實在不同乙烯濃度條件下催熟效果可知,與對照組(20℃、0μl/L)相比較,10～100μl/L外源乙烯處理均可實現獼猴桃的快速軟化,在催熟后第5d其它各指標SSC、TA、Hue等均能夠達到成熟狀態。同時還可以看出,隨著成熟度的提高,果實成熟能力有所提高,與H5相比較,H6在自然條件下成熟速率有所增加,同時對外源乙烯也越敏感,在催熟后0～3天果實軟化速率及其他各項指標變化速率均更為明顯。以上研究結果表明,采用乙烯催熟獼猴桃,在10～100μl/L范圍內,乙烯濃度對獼猴桃的催熟效果較為一致。本文所選用的乙烯濃度為商業用催熟濃度,而更低濃度的乙烯催熟效果有待進一步研究。

2.3 溫度對乙烯催熟效果的影響

在果實生長停滯期結束后,本文分別在盛花期后123d和130d采收兩批果實,分別在10℃和20℃條件下采用100μl/L外源乙烯處理,探討溫度對外源乙烯催熟效果的影響,為獼猴桃的催熟技術提供借鑒。

從不同處理下各指標變化趨勢來看(圖3),兩個批次各處理果實隨著硬度的下降,core-F,Hue、TA等指標呈現出不同程度的下降,變化趨勢較為一致,SSC含量伴隨著FF值下降呈現出先快速上升而后緩慢下降趨勢。

圖3 不同溫度條件下外源乙烯催熟“金什1號”獼猴桃理化指標變化

White等[17]研究結果認為常溫下獼猴桃軟化呈現S型變化曲線,通過對不同溫度下果實催熟結果可以看出, 在H5批次中,10℃、0μl/L,10℃、100μl/L條件下硬度下降速率呈現出“快-慢-快”,且二者之間變化趨勢較為一致,至貨架期25d后硬度下降到8N以下,SSC含量達到18%以上,可滴定酸降低至0.4%以下,達到商品食用狀態。20℃ 0μl/L、20℃ 100μl/L條件下硬度下降呈“L”型變化,但催熟果實變化速率明顯高于未催熟果實,催熟果實在催熟后第4d達到商品成熟度,而為催熟果實在貨架后15d才達到商品成熟度。從H6變化趨勢可知,其結果與H5較為一致,10℃條件下催熟與未催熟果實之間差異較小,在20℃條件下,催熟處理與未催熟果實差異較大。以上結果表明,溫度對乙烯的作用影響較為顯著,20℃條件下催熟能夠實現果實的快速軟化,使果實成熟期提前12d以上。

3 討論與結論

“金什1號”獼猴桃是四川省主栽黃肉獼猴桃之一,屬晚熟獼猴桃品種,成熟期集中在11月上、中旬,果實采摘后一般需要15d以上的后熟才能被食用。自然放置成熟的果實由于個體成熟度差異較大而導致成熟時間不一,且由于時間較長導致消費體驗差,同時還由于時間較長,獼猴桃在自然條件下軟化過程中容易受到果實表面和外界環境微生物的侵染而導致腐敗變質,直接影響經濟效益。本文以“金什1號”獼猴桃為研究對象,分別研究了外源乙烯對不同成熟度果實的催熟效果及溫度對外源乙烯催熟效果的影響。

研究結果顯示,通過催熟后比較各批次指標發現,盛花期后95d果實可以通過人工使用外源乙烯達到促進果實成熟的目的,而只有當果實達到一定成熟度即盛花期后123d(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)時,果實不僅具有較高的自然成熟能力,而且果實軟化后各項理化指標能夠體現果實的品質特征,可以作為適時采收的參考時間之一。該結論不僅與Burdon等[16]研究結論一致,同時也為“金什1號”獼猴桃的適時采收提供了科學依據。通過對乙烯濃度和溫度研究結果可知,溫度對外源乙烯有顯著影響,在10℃條件下乙烯作用效果不明顯,與賈曉輝[1]等研究結果較為一致,20℃條件下10～100μl/L催熟效果均比較明顯,但在該濃度范圍內催熟效果差異不大。通過對比外源乙烯催熟兩個成熟度果實結果發現,成熟度越高,不僅果實在自然條件下軟化進程有所改變,外源乙烯催熟效果也越明顯,與香蕉[18]、網紋甜瓜[19]等呼吸躍變果實等研究結果一致。其原因在于較高成熟度果實由于其細胞膜透性及酶活性較高,外源乙烯對不同成熟度果實的調節作用機制存在差異,從而導致不同成熟度果實對外源乙烯敏感性不同[19]。以上研究結果成熟度是影響獼猴桃對外源乙烯敏感性的重要因素之一。