逐步降温结合1-MCP处理对李果冷害及品质影响

魏宝东,周 爽,郝 义

(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866;2.辽宁省果树科学研究所,辽宁营口 115009)

逐步降温结合1-MCP处理对李果冷害及品质影响

魏宝东1,周 爽1,郝 义2,*

(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866;2.辽宁省果树科学研究所,辽宁营口 115009)

为延缓李果采后衰老和减轻低温冷害,以安格诺李为试材,采用3种逐步降温程序并与1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)结合处理李果,测定其在贮藏期间各指标变化。结果表明:对照果在贮藏前期品质较好,贮藏45 d时相对电导率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和游离脯氨酸含量明显增加,冷害指数上升,此时发生冷害;逐步降温处理果在贮藏前期硬度下降和营养物质消耗较快,后期相对电导率、脯氨酸和MDA含量上升缓慢,冷害指数低,同时硬度、还原糖、VC、可滴定酸(titratable acid,TA)和可溶性固形物含量(soluable solid content,SSC)下降缓慢;逐步降温结合1-MCP保持贮藏前期李果硬度、VC、TA含量在较高水平,同时缓解后期电导率、脯氨酸及MDA的增加,显著降低冷害指数。说明逐步降温促进果实后熟,但可有效减轻冷害,保持李果的长期贮藏品质,逐步降温与1-MCP结合可抑制后熟,同时更好地减轻冷害,提升李果贮藏品质,综合分析以20h-t效果最好。

“安格诺”李,逐步降温,1-甲基环丙烯,冷害

安格诺李果外观艳丽,风味独特且营养丰富,深受消费者青睐。由于其成熟时温度高,采后易腐烂,耐贮性差。低温可延缓果实后熟,延长贮藏期,但李果长期贮藏在7 ℃以下易发生冷害[1],降低果实商品价值。目前减轻冷害的方法主要有钙[2]、自由基清除剂和抗氧化剂[3]、植物生长调节剂[4]、茉莉酸甲酯[5]等化学物质处理,气调贮藏[6]、冷激[7]、热激[8]及变温贮藏[9-10]等。逐步降温是通过使果蔬逐渐适应低温环境来提高其抗冷性,此法在哈密瓜[11]、西葫芦[12]、鸭梨[13]、橘[14]、枇杷[15]、猕猴桃[16]等的贮藏中均有应用。

1-甲基环丙烯(1-MCP)是一种高应变分子,可凭借自身双键与乙烯受体蛋白竞争性结合,阻碍乙烯信号分子的传导与表达,从而消除乙烯效应[17]。它在延缓果实后熟[18-19]、保持贮藏品质[20-21]、减轻冷害[22]方面都有积极作用。

有关逐步降温与1-MCP结合对安格诺李果在贮藏保鲜方面的研究鲜有报道。本实验通过逐步降温程序对李果进行冷锻炼,利用1-MCP延缓李果在降温阶段由温度较高所致的后熟衰老,综合研究二者结合对李果贮藏效果的影响,为李果长期贮藏保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试安格诺李果 于2015年9月29日上午采自辽宁营口市一管理良好的果园,挑选大小一致、色泽相近、八成熟、无病虫害、无机械损伤的李果为实验所用,采摘当天运回实验室,随机抽取15个果测定初始值;1-MCP粉剂 有效成分3.3%,美国罗门哈斯公司;聚乙烯薄膜保鲜袋 国家农产品保鲜工程研究中心。

MIR-254-PC型低温恒温培养箱 日本松下;UV-2000型紫外-可见分光光度计 上海尤尼克仪器有限公司;CT3-10K型质构仪 美国Brook FIELD公司;DDS-11A型数显电导率仪 上海雷磁创意仪器仪表有限公司;PAL-1型数显糖度计 日本。

1.2 实验方法

1.2.1 实验处理 随机抽取3箱李果,每箱约120个,置于温度为(0±0.5) ℃的冷库中恒低温贮藏;再随机抽取18箱李果置于10 ℃下预冷,从中任选9箱李果在预冷同时进行1-MCP熏蒸处理,方法为:将9箱果实全部平铺于事先搭好的密闭帐子内,以浓度为0.75 μg/L的1-MCP熏蒸24 h(1-MCP熏蒸浓度根据预实验确定)。然后对所有预冷李果进行逐步降温:设置低温恒温培养箱为不同降温模式,每种模式取经1-MCP熏蒸和未经1-MCP熏蒸的果实各3箱,分别以0.1 ℃/16 h、0.1 ℃/20 h、0.1 ℃/24 h的速率从10 ℃开始对李果进行降温,温度降为7 ℃后,再以1 ℃/24 h的速率降温至0 ℃,于0 ℃恒温贮藏。

本实验以恒低温贮藏为对照(以CK标记),将0.1 ℃/16h速率降温模式下经1-MCP熏蒸的李果和未经1-MCP熏蒸的李果分别标记为16h-t和16h-ck;0.1 ℃/20降温速率下,经1-MCP熏蒸的李果标记为20h-t,未经1-MCP熏蒸的果实标记为20h-ck;0.1 ℃/24降温速率下,经1-MCP熏蒸的李果标记为24h-t,未经熏蒸的果实标记为24h-ck。

所有实验李果均用0.04 mm厚聚乙烯薄膜保鲜袋折口封袋贮藏,每袋15个。贮藏过程(含逐步降温)中,每15 d取样一次,每箱随机抽取1袋李果用以测定相关指标,每次测定重复3次。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 硬度 采用质构仪测定,探针直径2 mm,穿刺速度0.5 mm/s,穿刺距离6 mm,随机选取6个果实,自赤道线起沿最大直径每120°取一测定点去皮测量其硬度,以三个测定点硬度的平均值为该果实硬度,单位为N。

1.2.2.2 还原糖含量 采用3,5-二硝基水杨酸法测定[23],结果以质量分数(%)表示。

1.2.2.3 抗坏血酸含量 2,6-二氯酚靛酚滴定法测定[23],以还原型抗坏血酸(VC)计,单位:mg/100 g。

1.2.2.4 可滴定酸(titratable acid,TA) 采用NaOH滴定法测定[23],结果以苹果酸计。

1.2.2.5 可溶性固形物(SSC) 利用数显糖度计测定[23],单位以%计。

1.2.2.6 细胞膜透性 采用电导率仪测定[23],以外果层果肉圆片组织提取液的电导值和煮沸后圆片组织提取液的电导值之比表示。

1.2.2.7 丙二醛(MDA)含量 采用硫代巴比妥酸法测定[23],单位为μmol/g mF。

1.2.2.8 游离脯氨酸含量 参照曹建康等[23]的方法进行。

1.2.2.9 冷害指数 将果实横切,根据果面呈现的冷害斑面积分为4级,0级:无冷害;1级:冷害斑面积<果面的1/10;2级:冷害斑面积占果面的1/10～1/3;3级:冷害斑面积占果面的1/3～2/3;4级:冷害斑面积>果面的2/3。计算公式为:

冷害指数=∑(冷害果实数×冷害级值)/(果实总数×最高级值)

1.3 数据分析

采用SPSS Statistics 17.0软件进行差异显著性分析,显著(p<0.05);极显著(p<0.01)。利用Origin 8.5 软件进行数据处理及绘图。

2 结果与分析

2.1 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李贮藏品质的影响

表1 安格诺李在贮藏期间品质变化

注:表1为在李果贮藏30、60、90 d时各指标测定值;每次测定分别以各指标最小测定值为基准,按由小到大次序依次进行比较,含相同小写字母即为不显著(p>0.05),字母不同为差异显著(p<0.05)。

果实硬度是衡量果实成熟度和贮藏品质的重要指标,它与还原糖、VC、TA、SSC含量等指标一起反映了果实的品质变化。由表1可知,贮藏30 d时,各处理果的还原糖含量和SSC差异不显著(p>0.05);单纯逐步降温处理的李果硬度、VC、TA含量显著(p<0.05)低于CK;逐步降温与1-MCP结合有效保持李果硬度在较高水平,与CK差异不显著(p>0.05);16h-t、20h-t的VC含量显著(p<0.05)高于单纯逐步降温处理,但仍显著(p<0.05)低于CK;20h-t和24h-t的TA含量显著(p<0.05)高于单纯逐步降温处理,与CK间差异不显著(p>0.05)。

贮藏60 d时,16h-t、20h-t、24h-t的果实硬度显著高于CK,此时CK硬度仍显著(p<0.05)高于单纯逐步降温;16h-t、20h-t的VC含量显著(p<0.05)高于单纯逐步降温处理,24h-t效果不明显;20h-ck有效减缓了TA含量的下降,与CK及16h-t、20h-t、24h-t间差异不显著(p>0.05),但16h-ck、24h-ck效果不显著;各处理间还原糖含量和SSC无显著差异(p>0.05)。

贮藏90 d时,16h-ck、20h-ck、24h-ck的各指标含量均显著(p<0.05)高于CK;16h-t、20h-t、24h-t的果实硬度和TA含量显著高于16h-ck、20h-ck、24h-ck,其中以20h-t效果最好;20h-t的还原糖含量显著(p<0.05)高于其他处理;16h-t、20h-t的VC含量显著(p<0.05)高于各单纯逐步降温处理及24h-t,但两者间差异不显著(p>0.05);20h-t的SSC含量与24h-t差异不显著(p>0.05)。

实验表明,逐步降温处理在贮藏前期促进了果实后熟,营养物质流失较快,但可减缓后期果实硬度及还原糖、VC、TA和SSC含量的下降,这与杨青珍[16]等的研究结果一致。1-MCP的使用延缓了李果在逐步降温过程中硬度、VC和TA含量的下降,两者结合进一步提高了果实的耐贮藏性。

2.2 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李冷害的控制

2.2.1 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李细胞膜透性的影响 环境胁迫会使细胞膜完整性受损,导致膜透性增加和电解质外渗,植物细胞膜透性可用相对电导率表示。由图1可知,李果相对电导率在贮藏期间总体呈上升趋势。CK的相对电导率在贮藏前期低于其他处理,贮藏45 d时明显上升,结束时达68.26%;16h-ck、20h-ck、24h-ck的相对电导率在贮藏前期上升较快,但后期上升缓慢,贮藏结束时分别为61.16%、62.46%、63.17%,显著(p<0.05)低于CK,但三者之间差异不显著(p>0.05);逐步降温与1-MCP结合减缓了贮藏前期相对电导率的上升,同时使后期电导率增长缓慢,贮藏结束时16h-t、20h-t、24h-t的相对电导率分别为58.29%、55.17%、56.96%,与16h-ck、20h-ck、24h-ck间差异显著(p<0.05),与CK之间差异极显著(p<0.01)。可能是逐步降温过程中高温促使果实后熟衰老,相对电导率值高于CK,但逐步降温减缓贮藏后期电导率的增加;1-MCP的使用抑制了果实后熟,两者结合进一步提高了果实抗冷性,有效保持细胞膜结构的完整,使整个贮藏过程中电导率上升缓慢。

图1 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李相对电导率的影响Fig.1 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on cell membrane permeability of Angelino plum fruit

2.2.2 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李MDA含量的影响 果蔬组织在遭受逆境胁迫时,细胞中产生的自由基能使膜脂过氧化,破坏细胞膜结构,导致细胞损伤。MDA是膜脂过氧化的主要产物,其含量可反映细胞膜的损伤程度[24]。由图2可知,各处理李果的MDA含量在整个贮藏过程中均呈上升趋势。CK的MDA含量在贮藏前期水平较低,贮藏45 d时开始显著上升,结束时达73.89 μmol/g mF;逐步降温在贮藏前期MDA含量较高,但后期上升缓慢,贮藏结束时16h-ck、20h-ck、24h-ck的MDA含量分别为58.12、62.31、64.99 μmol/g mF,显著(p<0.05)低于CK;逐步降温与1-MCP结合在贮藏前期效果不明显,但显著减缓了后期MDA含量的增加,贮藏结束时16h-t、20h-t MDA含量分别为53.17、50.27 μmol/g mF,显著(p<0.05)低于单纯逐步降温处理,24h-t的MDA含量结束时为55.60 μmol/g mF,显著(p<0.05)低于20h-ck、24h-ck,但与16h-ck间差异不显著(p>0.05);各结合处理与CK间差异均极显著(p<0.01)。

图2 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李MDA含量的影响Fig.2 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on the MDA content of Angelino plum fruit

2.2.3 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李脯氨酸含量的影响 果蔬组织在遭受逆境胁迫时,组织中游离脯氨酸含量会明显升高。如图3所示,各处理果的脯氨酸含量在贮藏期间均呈上升趋势。CK的脯氨酸含量在贮藏前期与其他处理差异不大,贮藏45 d时显著上升,结束时达108.735 μg/g;经逐步降温处理的李果在贮藏期间脯氨酸含量上升明显缓于CK,贮藏结束时16h-ck、20h-ck、24h-ck的脯氨酸含量分别为78.337、86.6、88.115 μg/g,均显著(p<0.05)低于CK;16h-t、20h-t、24h-t的脯氨酸含量在贮藏结束时分别为72.149、67.36、74.274 μg/g,显著(p<0.05)低于16h-ck、20h-ck、24h-ck,与CK之间差异极显著(p<0.01)。

图3 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李脯氨酸含量的影响Fig.3 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on proline content of Angelino plum fruit

2.2.4 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李冷害指数的影响 由图4可知,贮藏30 d时CK和单纯逐步降温处理果均有轻度冷害发生,表现为果肉有不同程度的水浸斑,颜色变深。随贮藏时间延长,冷害指数不断增加,贮藏45 d时冷害指数迅速上升,果实凹陷斑或水浸斑面积增大,此时逐步降温与1-MCP结合处理果也出现轻微冷害。贮藏结束时,CK的冷害指数达0.611。16h-ck、20h-ck、24h-ck的冷害指数分别为0.450、0.517、0.55,均显著(p<0.05)低于CK;16h-t、20h-t、24h-t的冷害指数分别为0.411、0.372、0.433,其中16h-t、20h-t冷害指数显著(p<0.05)低于单纯逐步降温处理,各结合处理与CK间差异均极显著(p<0.01)。

图4 逐步降温结合1-MCP处理对安格诺李冷害指数的影响Fig.4 Effect of gradual cooling combined with 1-MCP treatment on chilling injury index of Angelino plum fruit

实验表明,逐步降温可有效减缓李果在贮藏后期相对电导率、MDA及游离脯氨酸含量的增加,使冷害指数保持在较低水平,减轻了膜脂过氧化损伤。此结果与张银志[25]等人关于逐步降温不能减轻黑琥珀李冷害的研究不符,可能是由于其降温速度过快,降温时间短(仅为6 d),果实没有达到冷锻炼效果,加上高温促进后熟反而加重冷害,也说明不同降温模式对果实的冷害控制效应不同,桃类贮藏也存在类似报道[26];逐步降温与1-MCP结合进一步延缓了相对电导率和MDA、游离脯氨酸含量的上升,缓解低温对果实造成的损伤,提高抗冷性,以20h-t效果最好。可能是16h-t处理果成熟度低,內源乙烯含量少,使乙烯诱导的非生物逆境胁迫下植物抗性的形成受阻,而24h-t后熟程度过高,降低了果实的贮藏性,这有待进一步验证。

3 结论

研究了不同逐步降温模式与1-MCP结合对李果冷害及贮藏品质的影响,结果表明,逐步降温在贮藏前期促进果实后熟,但可缓解后期营养物质的流失,提高果实抗冷性。将逐步降温与1-MCP结合可抑制果实后熟,同时减轻冷害,更好地保持贮藏品质,综合来看20h-t为最佳贮藏模式。如何在此基础上进一步抑制冷害,继续延长果实贮藏期尚待深入研究,两段温度等其他方式与1-MCP结合对李果贮藏效果的影响为今后研究方向。

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Effects of gradually cooling binding 1-MCP treatment on chilling injury and storage quality of Angeleno plums

WEI Bao-dong1,ZHOU Shuang1,HAO Yi2,*

(1.College of Food Sciense,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China;2.Liaoning Fruiter Science Institute,Yingkou 115009,China)

As a research of delaying plums postharvest aging and reducing chilling injury caused by the low temperature stress,Angeleno plums were treated by three kinds of gradual cooling process,which commined with 1-methyl propylene(1-MCP),and their quality changes were measured during storage. Results showed that the controlled plums’ quality was better in the early stage storage,after 45 d storage,the chilling injury occurred with the significant increasing of relative conductivity,malondialdehyde(MDA),proline content and chilling injury index. Gradual cooling plums’ hardness and nutrient decreasing quickly in the early storage,but in the lately storage,the relative conductivity,proline,MDA increasing slowly,chilling injury index was low. The hardness,reducing sugar,VC,TA and SSC were decreasing slowly. Gradual cooling combined with 1-MCP was conducive to keep the hardness,VCand TA of plums in the early storage,retard the increasing of relative conductivity,proline and MDA content,lowered the chilling injury index. It indicated that gradual cooling promoted postharvest but effectively alleviated chilling injury,kept good longtime storage quality. It combined with 1-MCP could inhibited plums postharvest aging,had a better effect in reducing chilling injury,improved the storage quality of plums fruits. Comprehensive analysis showed the 20h-t works was best.

Angeleno plums;gradual cooling;1-methylcyclopropene;chilling injury

2016-09-26

魏宝东(1969-)，男，博士，副教授，研究方向：果蔬保藏机理,E-mail:bdweisyau@163.com。

*通讯作者:郝义(1969-)，男，硕士，研究员，研究方向：果品采后生理及商品化处理技术,E-mail:lnhy7849023@163.com。

国家农业部西北特色水果贮运保鲜技术集成与示范(201303075)；辽宁省果树产业技术体系采后无害化贮藏及商品化处理技术(LNGSCYTX-13/14-9)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)06-0319-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.052