乙烯吸附剂耦合1-MCP对“贵长”猕猴桃保鲜效果的影响

曹森, 马超, 吉宁, 雷霁卿, 马立志 ,李攀堂, 陈泰安, 王瑞*

1(贵阳学院 食品与制药工程学院, 贵州 贵阳， 550003)2(贵州省果品加工工程技术研究中心, 贵州 贵阳， 550003)3(贵州省贵阳市鹏盛通农业有限公司, 贵州 贵阳， 550003)

“贵长”猕猴桃是贵州省果树科学研究所培育出的优良品种，因具有果肉细嫩、肉质多浆、清甜爽口的独特品质而深受消费者的欢迎[1]。由于贵长猕猴桃的采收期为9～10月，而当地气候处在潮湿多雨时期，猕猴桃又属于呼吸越变型果实，导致采后果实容易变软，甚至腐烂[2]。

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)作为一种乙烯抑制剂，它能够抑制乙烯与受体的结合和信号传导，减缓果蔬组织对乙烯的敏感性，从而延缓果蔬的成熟与衰老，具有安全、无异味、稳定性好等优点，能够阻断内源乙烯的生理效应，已在猕猴桃水果保鲜中得到广泛应用[3-5]，但有研究报道，1-MCP使用浓度不当会影响猕猴桃口感，甚至造成猕猴桃烂而不软的“僵尸果”现象[6]，并且1-MCP又属于化学农药[7]，因此降低1-MCP的使用量，保持果实后熟的最佳口感是猕猴桃的贮藏关键。乙烯吸附剂主要成分为KMnO4，属于强氧化剂，无毒，具有杀菌、消除乙烯、降低CO2等多种功效[8]。在果实贮藏过程中，KMnO4能够通过氧化果实产生的乙烯，降低外源乙烯的浓度，抑制内源乙烯生成，延缓呼吸跃变高峰出现，延长猕猴桃的贮藏期。

本研究通过乙烯吸附剂耦合1-MCP处理贵长猕猴桃，研究冷藏期和货架期的猕猴桃生理指标和营养品质，并且通过主成分分析，将果实样品货架期与自然成熟的最佳口感样品进行口感与营养成分比较，由距离分析客观准确的分析样品的差异，找到合适的处理方法，皆在为减少化学农药的使用，保持猕猴桃后熟的最佳口感提供更为有效、安全的保鲜方法。

1　材料与方法

1.1　材料与仪器

“贵长”猕猴桃鲜果于2015年10月14日采摘于修文县谷堡乡平滩村(修文县龙关口猕猴桃生态园)；1-甲基环丙烯(1-MCP)购自美国陶氏益农公司；乙烯吸附剂(南京中鎏农业科技有限公司)；其他试剂均为分析纯；PE20(20 μm)保鲜膜购自国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)。

PAL-1型迷你数显折射计,日本ATAGO公司；GC-14气相色谱仪，日本Shimazhu公司；UV-2550型紫外可见分光光度计，日本Shimazhu公司；6600 O2/CO2顶空分析仪，美国ILLINOIS公司；TA.XT.Plus质构仪，英国SMS公司；TGL-16A台式高速冷冻离心机，长沙平凡仪器仪表有限公司； PHS-25型数显酸度计，上海虹益仪器仪表有限公司。

1.2　实验方法

1.2.1果实采收与处理

贵长猕猴桃采摘后立即运回实验室。选择大小基本一致、无病虫害、无机械损伤的果实，分4组，每组90 kg果实，使用大功率工业风扇除去田间热，并愈伤24 h。然后分别置于4个PE塑料薄膜(厚度0.04 mm，体积1 m3)帐内；以不同质量浓度1-MCP(0、0.25、0.25、0.5 μL/L)分别对4组样品进行熏蒸处理24 h[(25±2) ℃]；为保证账内完全密封，熏蒸前将帐子搭好并仅留一处开口，立即将称量好的1-MCP放入承装蒸馏水的烧杯里，然后立即使用封口胶将开口处密封；对照果(0 μL/L)只放相同质量的蒸馏水。熏蒸后经20 μm的PE保鲜膜分装(5 kg/袋)，每组设3个重复，分装后的果实放置(0±0.3)℃的环境中预冷24 h后扎袋贮藏，其中一部分0.25 μL/L 1-MCP处理，在扎袋时每袋按放入2包乙烯吸附剂[每包乙烯吸附剂(5±0.2) g，乙烯吸附剂与果实质量比为1∶500]，以不用1-MCP处理为对照，记作CK组，每个处理(0.25 μL/L的1-MCP处理记作Y1组，0.5 μL/L的1-MCP处理记作Y2组，0.2%的乙烯吸附剂结合0.25 μL/L的1-MCP处理记作Y3组)3个平行，60 d后开始随机取样对样品进行各项指标测定，冷藏期间每隔30 d测定1次，测定时间至120 d，然后将货架果实摆放在温度为(25±2)℃房间内，每隔3 d测定1次指标，测定周期为9 d。

1.2.2指标测定方法

腐烂率:果实表面有长毒或者破裂记为腐烂，采用称重法来测定，计算公式如式(1)：

(1)

果实硬度采用英国TA.XT.Plus物性测定仪测定，利用P/2柱头(Φ5 mm)对其进行穿刺测试，测试参数：穿刺深度为10 mm，测试速度为2 mm/s。咀嚼性、弹性、回复性、凝聚性采用直径为75 mm的圆柱形探头P/75进行TPA测试。色差采用分光测色计(CM-700 d)测定。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法[9]。可溶固形物含量：每处理随机取15个好果，高速组织捣碎后10 000 r/min离心10 min后取上清液使用PAL-1迷你数显折射仪测定。可滴定酸含量参照GB/T12456—2008测定[10]。呼吸强度采用静置法经顶空分析仪测定[11]。乙烯生成速率采用气相色谱仪程序升温法进行测定[12]。多酚氧化酶(PPO)活性参考儿茶酚比色法[13]。过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚比色法(规定0.01 A/min=1U)[14]。果实中还原糖和叶绿素均按曹建康报道的比色法进行[15]；VC含量参考钼蓝比色法测定[16]。SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定[17]。

1.2.3样品最佳口感的确定

最佳口感鲜果模型建立，取120个大小基本一致、无病虫害、无机械损伤的果实于(25±2)℃房间货架摆放，每隔2 d，请固定5名食品教研室教师分批次随机品尝，根据猕猴桃果实感官评价评分标准(表1)，从而找到最佳口感鲜果样品命名为M0，并立即测定其相关指标(固酸比、硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性、a值、还原糖含量、VC含量和SOD活性)，详见表3。

表1　猕猴桃果实感官评价评分标准Table 1　Kiwifruit sensory evaluation score standard

1.2.4主成分分析

本研究首先通过货架摆放，口感评价得到最佳口感鲜果样品M0，然后立即测定其品质指标并列于表2内，结合品尝结果，在货架期内每个处理腐烂率小于40%且硬度小于6 kg/cm2的前提下，选择12个[M1：CK(冷藏期120 d)、M2：CK(货架期3 d)、M3：CK(货架期6 d)、M4：Y1(货架期3 d)、M5：Y1(货架期6 d)、M6：Y1(货架期9 d)、M7：Y2、(货架期3 d)、M8：Y2(货架期6 d)、M9：Y2(货架期9 d)、M10：Y3(货架期3 d)、M11：Y3(货架期6 d)、M12：Y3(货架期9 d)]与M0共同建模，对其各项指标(固酸比、硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性、a值、还原糖含量、VC含量和SOD活性)进行主成分分析，通过距离分析来评价各样品品质。

1.3　数据统计分析

采用OriginPro 8软件对数据进行统计处理，采用SPSS 19.0软件的Duncan氏新复极差法进行数据差异显著性分析以及用主成分分析法来分析各样品间的差异(p<0.05为差异显著，p<0.01为差异极显著，p>0.05为差异不显著)。

2　结果与分析

2.1　不同处理对猕猴桃腐烂率和MDA含量的影响

由图1-A可知，猕猴桃在冷藏期120d内腐烂率很小，从货架期开始到货架期3 d，CK组的腐烂率开始快速上升到27.22%，而Y1组、Y2组和Y3组的腐烂率分别上升到8.81%、5.32%和3.21%，当货架期结束时，CK组和Y1组的腐烂率达到65.28%和53.49%，此时已经失去了食用价值，所以不再对果实进行其他指标测定，而Y2组和Y3组的腐烂率分别为29.45%、19.6%，差异显著(p<0.05)。由图1-B可知，猕猴桃MDA含量在冷藏期90 d内变化很小，而CK组从90d开始快速上升，Y1组、Y2组和Y3组从货架期开始快速上升，在货架期3 d，CK组、Y1组、Y2组和Y3组的MDA含量分别为10.96、7.83、9.31、3.97 mmol/g，并且Y3与其他处理均有显著性差异(p<0.05)，货架期6 d，Y1组、Y2组和Y3组的MDA含量分别比CK组低30.55%、48.92%和70.27%，并且CK组与其他处理均有显著性差异(p<0.05)，货架期9d，Y3组的MDA含量仅为15.92 mmol/g，极显著低于Y2组(p<0.01)。说明Y3组能够显著(p<0.05)延缓猕猴桃腐烂率的上升，并且极显著(p<0.01)抑制果实丙二醛含量的升高。

图1　不同的处理对猕猴桃腐烂率和MDA含量的影响Fig.1　Effects of different treatment on the rot ratio (A) and MDA content (B) of Kiwifruit

2.2　不同处理对猕猴桃生理指标的影响

2.2.1不同的处理对猕猴桃呼吸强度和乙烯生成速率的影响

图2　不同的处理对猕猴桃呼吸强度和乙烯生成速率的影响Fig.2　Effects of different treatment on the respiration rate(A) and the ethylene production rate(B) of Kiwifruit

由图2-A可知，各个处理的呼吸强度在冷藏期间变化不大，从货架期开始，CK组和Y1组开始快速上升，并在货架期第3天出现峰值，而Y2组和Y3组上升的缓慢，在货架期第6天出现峰值，说明Y2组和Y3组处理延缓了峰值的出现，在货架期9 d时，Y2组和Y3组的呼吸强度分别为12.28、13.28 mg/(kg·h)，但两处理间没有显著性差异(p>0.05)。由图2-B可知，猕猴桃的乙烯生成速率一直处于上升的趋势，在冷藏期间，猕猴桃乙烯生成速率变化不大，从货架期3 d开始，CK组快速上升，货架期6 d，Y1组、Y2组和Y3组的乙烯生成速率分别比CK组低22.43%、55.14%和41.12%，各个处理间均有显著性差异(p<0.05)，货架期9 d，Y2组和Y3组的乙烯生成速率为0.75、0.81 μL/(kg·h)，但两处理间没有显著性差异(p>0.05)。说明Y2组和Y3组均能够明显延缓果实呼吸强度和乙烯生成速率的上升，并且Y2组略好于Y3组，可能由于高浓度的1-MCP明显抑制果实的乙烯生成速率，导致果实呼吸强度的降低[18]。

2.2.2不同的处理对猕猴桃PPO活性和POD活性的影响

由图3-A可知，猕猴桃PPO活性呈现先上升后下降的趋势，在90d出现峰值，此时CK组的PPO活性为6.46 U/g，而Y1组、Y2组和Y3组的PPO活性分别为6.22、5.99、5.56 U/g，并且CK组与Y3组有显著差异(p<0.05)，而与其他处理均没有显著性差异(p>0.05)，货架期6 d，CK组与Y1组不显著(p>0.05)，但显著高于Y2组和Y3组(p<0.05)，货架期9 d，Y2组和Y3组的PPO活性分别为3.43、3.13 U/g，2处理间差异不显著(p>0.05)。由图3-B可知，冷藏期90 d内，CK组和Y1组分别缓慢上升到0.45、0.49 U/g，而Y2组和Y3组分别快速上升到0.52、0.57 U/g。从冷藏期90 d开始，猕猴桃的POD活性逐渐下降，货架期6 d，Y1组、Y2组和Y3组的POD活性分别比CK组高18.89%、79.26%和89.86，并且CK组与Y1组没有显著性差异(p>0.05)，而与Y2组、Y3组均有显著性差异(p<0.05)，货架期9 d，Y2组和Y3组的POD活性分别为0.33、0.36 U/g，但两处理间没有显著性差异(p>0.05)。说明Y3组和Y2组均能够维持果实PPO活性和POD活性，并且Y3组略好于Y2组。

图3　不同的处理对猕猴桃PPO活性和POD活性的影响Fig.3　Effects of different treatment on the polyphenol oxidase activity (A) and the peroxidase activity (B) of Kiwifruit

2.3　不同处理对猕猴桃品质指标的影响

2.3.1不同的处理对猕猴桃硬度和固酸比的影响

硬度影响猕猴桃果实的商品性，由于猕猴桃硬度过低，容易发生机械损伤，大洋洲的国家把猕猴桃出口时的最低限度限制为1.00 kg/cm，研究表明，当果实硬度为0.50 kg/cm时为猕猴桃最适宜食用的硬度[19]。由图4-A可知，从冷藏期开始到冷藏期60 d，CK组的硬度快速下降到8.38 kg/cm，而Y1组、Y2组和Y3组分别下降到10.76、11.24、12.26 kg/cm，并且CK组与其他处理均有显著性差异(p<0.05)。到货架期6 d时，CK组和Y1组降到0.58和0.78，此时Y2组和Y3组显著高于CK组和Y1组(p<0.05)，货架期9 d，Y2组和Y3组硬度分别为0.63 kg/cm和0.72 kg/cm，但两处理间没有显著性差异(p>0.05)。由图4-B可知，猕猴桃的固酸比在冷藏期间上升可能由于猕猴桃后熟的作用导致可溶固形物含量上升，从而使固酸比上升，而货架期期间固酸比上升的原因可能由于可溶固形物变化不明显，但可滴定酸含量下降较快的原因导致的[6]。货架期6 d，CK组的固酸比为17.96，而Y1组、Y2组、Y3组的固酸比分别为16.62、14.92和12.98，并且CK组与Y1组没有显著性差异(p>0.05)，但与Y2组和Y3组有显著性差异(p<0.05)。货架期9 d，Y3组显著低于Y2组(p<0.05)。说明Y3组能够更好的保持果实的硬度和口感。

2.3.2不同的处理对猕猴桃Vc和SOD活性的影响

由图5-A可知，猕猴桃的Vc含量呈现先上升后下降的趋势，CK组和Y1组在冷藏期60 d达到峰值，各个处理相互之间没有显著性差异(p>0.05)，而Y2组和Y3组在冷藏期90 d达到峰值，并且CK组与其他处理比较均有显著性差异(p<0.05)。在货架期6 d，CK组、Y1组、Y2组和Y3组的Vc含量分别为73.29、75.06、80.28、89.38 mg/100g，并且CK组与Y1组没有显著性差异，而与Y2组和Y3组均有显著性差异(p<0.05)。货架期9 d，Y3组的Vc含量为80.34 mg/100g，显著高于Y2组(p<0.05)。由图5-B可知，猕猴桃的SOD活性呈现先上升后下降的趋势，并且在90 d达到峰值，各个处理相互之间没有显著性差异(p>0.05)。货架期6 d，CK组的SOD活性仅为912.6 U/g，而Y1组、Y2组、Y3组分别比CK组高8.19%、28.02%、34.55%，并且各个处理间均有显著性差异(p<0.05)，货架期9 d，Y3组显著高于Y2组(p<0.05)。说明Y3组能够有效地抑制果实Vc含量和SOD活性的下降。

图4　不同的处理对猕猴桃硬度和固酸比的影响Fig.4　Effects of different treatment on thehardness (A) and the ratio of sugar to acid (B) of Kiwifruit

图5　不同的处理对猕猴桃Vc含量和SOD活性的影响Fig.5　Effects of different treatment on the Vc content (A) and the SOD activity (B) of Kiwifruit

2.3.3不同的处理对猕猴桃叶绿素和还原糖的影响

由图6-A可知，猕猴桃的叶绿素呈现先上升后下降的趋势，冷藏期90 d达到峰值，Y3组的叶绿素含量达到25.82 mg/100g，显著高于其他处理(p<0.05)，货架期6 d，CK组的叶绿素含量达到6.59 mg/100g，而Y1组、Y2组和Y3组分别比CK组高2.94、7.38、9.41 mg/100g，并且CK组与其他处理比较，均有显著性差异(p<0.05)，货架期9 d，Y3组显著高于Y2组(p<0.05)。由图6-B可知，猕猴桃的还原糖呈现先上升后下降的趋势，在冷藏期120 d达到峰值，CK组、Y1组、Y2组和Y3组含量分别为9.66%、9.91%、11.25%和13.11%，并且CK组与Y1组没有显著性差异(p>0.05)，而与Y2组和Y3组均有显著性差异(p<0.05)。货架期6 d，各个处理猕猴桃还原糖含量的关系为CK组

2.4　不同处理对“贵长”猕猴桃微环境乙烯体积分数的影响

由表2可知，“贵长”猕猴桃微环境乙烯浓度随着贮藏期延长逐渐上升，在贮藏60d时，不同处理组的微环境乙烯浓度关系为CK组>Y1组>Y3组>Y2组，并且CK组显著高于其他处理(p<0.05)，而Y2与Y3比较，没有显著性差异(p>0.05)，在贮藏90d时，CK组、Y1组、Y2组和Y3组乙烯浓度分别为1.516%、0.418%、0.329%和0.243%，并且Y2组显著高于Y3(p<0.05)，说明在贮藏前期，高浓度1-MCP对乙烯的抑制效果更明显，而随着贮藏期间的延长，微环境中的乙烯逐渐被乙烯吸附剂消除，降低了外源乙烯的浓度，同时抑制内源乙烯生成，在贮藏120 d时，Y3显著低于其他处理(p<0.05)，因此，0.2%乙烯吸附剂耦合0.25 μl/L 1-MCP在贮藏后期明显降低了乙烯含量，从而抑制果实的呼吸，延缓了果实的衰老，保持果实更好的贮藏品质。

图6　不同的处理对猕猴桃叶绿素和还原糖的影响Fig.6　Effects of different treatment on thechlorophyll (A) and thereducing sugar (B) of Kiwifruit

表2　不同处理对“贵长猕猴桃”微环境乙烯体积分数的影响Table 2　Effects of different treatments on ethyleneconcentration of “Gui Chang”Kiwifruit

2.5　主成分分析

通过对选取的样品进行主成分分析，结果表明，决定第一主成分大小主要是固酸比、硬度、Vc含量、SOD活性、还原糖、凝聚性、咀嚼性和弹性，贡献率为61.49%；决定第二主成分大小主要是a值和硬度，贡献率为15.10%；决定第三主成分的大小主要是回复性，贡献率为10.44%，3个主成分的贡献率达到87.03%，说明这3个主成分能够客观准确的表明样品的相似关系。图7为13个样品的主成分得分3D

投影图，可见：距离接近最佳口感M0依次为M11、M8和M12三个样品，说明这些样品更接近最佳口感，其中M11为Y3(乙烯吸附剂结合0.25 μL/L 1-MCP)货架期6d的样品，M8为Y2(0.5 μL/L 1-MCP)货架期6 d的样品，M12为Y3(乙烯吸附剂结合0.25 μL/L 1-MCP)货架期9 d的样品，通过表2可知，样品M11首先在固酸比和硬度上较其他经1-MCP处理样品接近S0，从而说明经0.2%乙烯吸附剂结合0.25 μl/L 1-MCP的处理可以保持猕猴桃后熟更好的口感，通过结合其他品质指标(Vc含量、a值、SOD活性、还原糖、凝聚性、咀嚼性和弹性)(表3)说明0.2%乙烯吸附剂结合0.25 μL/L 1-MCP处理的果实能够保持猕猴桃最佳的口感，并且可将鲜果货架期延长至9 d。

图7　13个样品的主成分分析3D投影图Fig.7　3D-projection plots of principal componentanalysis of three principal components for 13 samples

指标样品固酸比/%硬度/(kg·cm-2)弹性/g咀嚼性/g回复性/g凝聚性/ga值还原糖/gVc/[mg·(100g)-1]SOD/(U·g-1)M012.571.320.463.280.130.37-1.99.7592.881275.91M1112.981.920.513.160.160.36-1.411.1289.381227.92

3　讨论与结论

1-MCP作为新型的乙烯受体抑制剂，在猕猴桃采后处理方面的报道较多，夏源苑[20]对猕猴桃不同品种1-MCP处理浓度研究表明，在低温贮藏条件下，1-MCP显著降低了贮藏期间各品种猕猴桃的呼吸强度，降低了乙烯释放速率，同时1-MCP还降低了果实的失重率和腐烂率，保持猕猴桃果实更好的货架品质，并且延长了货架期，不同浓度1-MCP对各品种猕猴桃的影响各不相同，0.25 μL/L1-MCP对“徐香”有较好的保鲜作用，0.50 μL/L为“红阳”和“华优”适宜的1-MCP处理浓度，“金香”有利的处理浓度为0.75 μL/L。任亚梅等[21]研究了“秦美”猕猴桃贮藏保鲜过程中1-MCP处理的临界浓度，结果表明5种浓度1-MCP处理中，1.00 μL/L1-MCP的处理对“秦美”猕猴桃保鲜效果最好，其次是0.10、10.00和100.00 μL/L3种处理，但它们的差异不明显，并且较优的1-MCP对“秦美”猕猴桃的处理浓度范围是0.10～10.00 μL/L。谢国芳等[22]报道了1-MCP结合PE包装对“贵长”猕猴桃贮藏品质的影响，结果表明0.5 μL/L 1-MCP熏蒸处理后结合30 μm PE袋包装能有效抑制“贵长”猕猴桃果实的呼吸速率，保持果实的贮藏品质，有效保持“贵长”猕猴桃的商品性并延长贮藏时间。但有研究报道表明，1-MCP使用浓度不当会影响猕猴桃最佳口感，甚至造成猕猴桃烂而不软的“僵尸果”现象[6]。但目前对猕猴桃后熟的口感研究鲜有报道，乙烯吸附剂能够通过氧化果实产生的乙烯，降低外源乙烯的浓度，抑制内源乙烯生成，从而延缓果实的呼吸跃变强度，保持果实更好的贮藏品质，及华等[23]对黑宝石李的研究也说明了这点，但采后用乙烯吸附剂结合1-MCP来处理果实还未见过相关报道。

本研究为确认乙烯吸附剂耦合1-MCP对“贵长”猕猴桃保鲜的有效性，保证猕猴桃的后熟口感，通过贮藏120 d后，出库货架9 d，分析样品的生理指标与营养品质，并使用主成分分析法来确认各处理样品与最佳口感样品的关系。结果表明，经0.2%乙烯吸附剂耦合0.25 μL/L的1-MCP处理贵长猕猴桃效果最好，能够降低果实腐烂率、MDA含量、保持果实更好的硬度和营养品质，但对果实呼吸强度和乙烯生成速率上升的抑制效果不如0.5 μL/L1-MCP的处理，说明高浓度的1-MCP对果实呼吸强度和乙烯生成速率抑制效果更好。由于果实呼吸强度越高，乙烯含量越多，会加快果实成熟衰老[24]，而表2说明0.2%乙烯吸附剂耦合0.25 μL/L 1-MCP处理的果实微环境中的乙烯含量最少，说明乙烯吸附剂起到了明显降低乙烯的作用，从而延缓了微环境中的果实呼吸强度，保持猕猴桃更好的贮藏品质。主成分分析表明样品M11首先在固酸比和硬度上最接近最佳口感样品接近S0，从而说明经0.2%乙烯吸附剂结合0.25 μL/L 1-MCP的处理可以保持猕猴桃后熟更好的口感，至于相关机理还需要进一步研究。因此，采后用0.2%乙烯吸附剂结合0.25μL/L 1-MCP来处理贵长猕猴桃为宜，能够保持猕猴桃后熟的最佳口感，并且货架末期(9 d)腐烂率仅为19.6%。

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