1-MCP处理结合不同低温条件对水蜜桃风味质地及生理的影响

周慧娟 叶正文 张夏南 苏明申 杜纪红 李雄伟 张明昊 王丙纤 杨 鋆

(1. 上海市农业科学院林木果树研究所，上海 201403；2. 上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403)

根统计[1]，2018年中国桃收获面积100万hm2，产量1 350万t，居世界第一，其中80%以上的果实用于鲜食销售。桃果实尤其是软溶质桃质地柔软，在采后物流过程中易遭受机械伤，易被病原菌侵染，导致桃果实在采后物流过程中易发生品质劣变及腐烂损耗[2]。低温冷藏可延长果实的保鲜期，但长期的低温(≤8 ℃)冷藏易使果实产生木质化、絮败、果肉褐变、果肉变红、糖酸比失调、固有芳香成分丧失或有害挥发性物质生成等品质劣变症状[3]，使果实丧失固有风味[4-5]。

在延长桃果实保鲜期的研究中，以低温(<5 ℃)为基础的减压贮藏保鲜、辐照复合保鲜、气调复合保鲜、热处理复合保鲜、紫外线(UV)处理及1-甲基环丙烯(1-MCP)处理等复合保鲜技术成为国内外研究热点。适宜参数的热空气和热水处理桃果实，可在一定程度上降低贮藏期间果实的褐腐病、真菌发生率，提高果实不饱和脂肪酸和氨基酸的含量而提高果实的抗冷性[6]，从而延长果实的保鲜期[7]。1-MCP和热激处理在抑制桃果实的成熟衰老方面具有协同作用[8]，热水结合1-MCP处理通过推迟呼吸高峰、保持硬度、提高谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性和PpaGPXs基因的上调表达，延缓桃果实的采后衰老[9]。气调贮藏可延缓冷藏期间果实褐变的发生、抑制腐烂的发生、较好地保持果实固有风味。但Dong等[10]发现，高压处理结合气调贮藏(3 kPa O2+ 7 kPa CO2)会导致桃果实总挥发性物质和酯类含量显著降低。采收前的紫外线辐照前处理[10]和贮藏期间紫外线B(UV-B)[11-12]、紫外线C(UV-C)[5]辐照处理可显著影响果实糖酸和酯类、内酯类及酚类物质的代谢，提高果实的贮藏质量。通过国内外研究进展发现，桃果保鲜领域的研究以机理为主，且多以果实外观为确定果实贮藏期的主因素，而适用于规模化应用推广的、以采后品质调控为目的的保鲜技术仍有待持续研发。

目前，1-MCP结合低温(<5 ℃)保鲜技术已在不同溶质桃上进行了相关研究，但以品质为主因素的评价体系报道较少。果实质地、糖酸含量及果实的综合风味评价(酸味、甜味、涩味、咸味和鲜味)是目前研究的热点[13-14]，也是评价采后品质劣变调控技术成功与否的衡量标准。适当的温度管理可以降低果实组织对机械伤的生理反应，减少瘀伤症状的出现[15]，温度调控是重要的保鲜方法[16]，果实固有风味的丧失是传统的低温冷藏技术的瓶颈。0～8 ℃冷藏虽然可延长果实的保鲜期，但影响了果实次生物质的正常代谢，风味降低；>8 ℃贮藏可使次生物质正常代谢，果实的保鲜期相对缩短。研究旨在探讨不同浓度1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏对果实乙烯释放速率、呼吸强度、腐烂率、质地、糖酸含量和综合风味的影响，以期延缓贮藏期间果实糖酸含量降低、比例失调、异味产生等品质劣变症状的产生，在保证果实固有质地和风味的基础上，延长果实的安全贮藏期。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

水蜜桃：湖景蜜露，于2020年7月12日采摘于上海市浦东新区桃咏种植专业合作社基地，行株距4 m×5 m，树龄12年，三主枝型，常规栽培管理，果实套单层黄袋。于30株树树冠外围高1.5 m处随机采摘向阳面果实，每株随机采摘60个成熟度一致(入库果实带皮硬度为37～48 N，果肉硬度为18～20 N，可溶性固形物含量为11.5%～12.5%)、大小均一、色泽均匀、无病虫害、无机械损伤的果实，采摘后的果实立即运至基地冷库进行分装处理。

1-甲基环丙烯(1-MCP)：纯度≥98%，美国阿格洛法士公司；

防雾保鲜袋：0.03 mm，零度包装科技有限公司；

气相色谱仪：GC7890A型，美国安捷伦科技公司；

质构仪：TA.XT.Plus型，英国SMS公司；

红外线CO2气体分析仪：GXH-305型，泰仕电子工业股份有限公司；

高效液相色谱仪：E2695型，美国Waters公司；

电子舌系统：INSENT(SA402B)型，日本 Insent公司；

高速离心机：X-22R型，美国Beckman公司；

浓缩仪：Eppendorf Concentrator plus TM型，美国Eppendorf公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组 试验分组见表1。

表1 试验设计Table 1 Experiment design

1.2.2 试验处理 将果实放入容积为108 L的密闭箱内使用不同浓度的1-MCP熏蒸24 h，密闭箱内的温度为(15±2)℃、相对湿度为65%～70%；之后将不同处理组果实单层摆放于内衬厚度为0.03 mm防雾保鲜袋的塑料周转筐中，于温度为(10±1)℃、相对湿度为80%～85%的冷库中贮藏。冷藏28 d后对果实进行货架期研究，将不同处理组果实取出于温度为(20±2)℃、相对湿度为65%～70%的实验室内货架放置3 d，进行货架品质测定。每处理9筐，每筐24个果实，每筐果品净重9 kg，设3个平衡试验，共计试验样品45筐。

定期对贮藏期间不同处理组果实的失重率、腐烂率、乙烯释放速率、呼吸强度、果实质地、可溶性固形物含量、糖酸含量、甜味、酸味、涩味、咸味、鲜味等指标进行测定。

1.2.3 指标测定

(1)乙烯释放速率：参照Khan[17]的方法稍加修改。15 ℃条件下，将5个桃子放置于容积为4 L的密闭容器中密封1 h，用进样针吸取1 mL混合气体，并注入装有火焰离子化检测器(FID)和DB-WAX毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 mm)的气相色谱仪的入口，用气相色谱仪进行测定。

(2)呼吸强度：参照Zhou等[5]的方法，随机取8个果实，准确称重后，置于连接在红外线CO2分析仪气路的4 L 密闭容器中，15 ℃下用红外线CO2气体分析仪测定，空气流量1.0 L/min。记录CO2浓度从270～280 μL/L变化所用时间，以单位质量果实单位时间内生成的CO2量表示呼吸速率。

(3)糖酸含量：参照严娟等[18]的方法并加以优化。取3份约0.5 g、液氮研磨的粉末于离心管中，加入5 mL提取液(V无水乙醇∶V0.4%偏磷酸=4∶1)，浸提24 h，10 000 r/min 离心10 min。取上清液进行浓缩，超纯水溶解后，过0.22 μm的滤膜，待测。用高效液相色谱仪对样品进行糖酸测定。糖的检测条件为：使用10 μm粒径、6 mm×250 mm的CARBOSep CHO-620CA色谱柱，柱温80 ℃，使用示差折光检测器，进样量15 μL，流动相为超纯水；有机酸的检测条件为：使用5 μm粒径，4.6 mm×250 mm的ZORBAX E clipse XDB-C18的色谱柱，柱温25 ℃，使用紫外检测器，λ=190 nm，流动相为0.02 mol/L 的KH2PO4缓冲液(pH 4.1)。进样重复3次。

(4)质构测定：质构仪搭配直径为5 mm圆柱形探头(P/5)，测试参数为测前速度60 mm/min，测试速度120 mm/min，测后速度600 mm/min，触发力0.5 N。第一次下压距离为3 mm，测定参数为果皮硬度、果皮脆性；第二次下压距离为20 mm，获得参数为果肉硬度、果肉紧实度、果肉脆性。

(5)甜味、酸味、鲜味、苦味、咸味测定：电子舌系统主要由味觉传感器、信号采集器和模式识别系统3部分组成。配有7个传感器(ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA)，以Ag/AgCl作为参比电极，在室温下进行数据采集。数据采集前，电子舌系统经过自检、诊断和矫正等步骤，确保采集得到的数据具有可靠性和稳定性。采用体积分数为10%的酒精作为清洗溶剂，采样时间120 s，1次/s，每个样品重复采集8次，取稳定后的4次数据。

1.3 数据处理

采用SPSS 18.0、Excel 2010和Pegasus 13.0软件进行数据处理，并进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 对水蜜桃风味物质的影响

2.1.1 蔗糖、果糖、葡萄糖含量 由图1可知，整个冷藏和货架期间，浓度为6.48 μL/L的1-MCP结合亚低温贮藏的果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量均显著高于CK2果实，与郭香凤等[19]报道的1-MCP处理可抑制凯特杏果实采后(26～30 ℃)可溶性糖的积累及蔗糖、果糖、葡萄糖的转化有一定差异，可能与1-MCP的处理温度及(10±1)℃结合1-MCP处理可提高蔗糖合成酶的表达量而抑制的桃果实蔗糖含量的下降有关[20]。冷藏0～8 d，CK2果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量急剧降低，显著降低了果实的固有风味。冷藏12～20 d，浓度为6.48 μL/L的1-MCP结合亚低温贮藏的果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量显著高于CK1，说明此复合处理可缓解因长期低温冷藏导致的风味降低问题，既抑制了果实的呼吸代谢，又可使果实进行正常的次生代谢。亚低温条件下，浓度为6.48 μL/L的1-MCP处理可较好地保持水蜜桃果实固有风味，与Khan[17]报道的水蜜桃的1-MCP最适处理浓度(1 μL/L)有一定差异，可能与1-MCP使用效果与处理浓度和贮藏温度相关。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图1 冷藏和货架期间不同处理组果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量的变化Figure 1 Changes of sucrose,glucose and fructose content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.2 苹果酸和柠檬酸含量 由图2可知，冷藏前期，CK1和CK2果实苹果酸含量呈急剧下降趋势，适宜浓度的1-MCP处理结合亚低温贮藏可抑制冷藏前期苹果酸含量的下降，与Fan等[21]报道的1-MCP处理可延缓桃果实苹果酸含量的下降，维持果实糖酸比，抑制果实风味劣变的结论一致。贮藏后期和货架期间，CK1和CK2果实苹果酸和柠檬酸含量呈上升的趋势，与长期冷藏导致果实呼吸代谢紊乱有关[22]；浓度为6.48 μL/L的1-MCP处理可显著抑制冷藏前期苹果酸含量的下降及后期苹果酸含量的上升，与其可调控果实的呼吸代谢和软化速率而抑制酸异常代谢有关[19,23]；1-MCP处理对贮藏后期柠檬酸含量的增加抑制效果不佳，具体机理需进一步研究。综合得出，浓度为6.48 μL/L的1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏可缓解因长期低温冷藏导致的果实酸含量降低和异常增加导致的风味失调问题。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图2 冷藏和货架期间不同处理组果实苹果酸和柠檬酸含量的变化Figure 2 Changes of malic acid and citric acid content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.3 可溶性固形物含量 由图3可知，冷藏0～12 d，CK2果实可溶性固形物含量呈急剧下降趋势，次生物质不能正常代谢，整体风味降低；整个冷藏期间，CK1和适宜的1-MCP处理组果实可溶性固形物显著高于CK2，说明(10±1)℃的贮藏环境可使果实进行内含物的正常代谢。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图3 冷藏和货架期间不同处理组果实可溶性固形物含量的变化Figure 3 Changes of TSS content in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.4 甜味、酸味、苦味、咸味和鲜味 由图4可知，试验期间，水蜜桃果实酸味的变化较为剧烈，CK2果实酸味值于第16天低于无味点；第24天，浓度为3.24，6.48 μL/L的1-MCP处理组果实的酸味值于第24天低于无味点，说明适宜浓度的1-MCP处理结合亚低温贮藏可延缓无味点的出现，较好地保持果实固有滋味，与王毓宁等[24]对枇杷的研究结论一致。冷藏12～24 d，CK1和不同浓度1-MCP处理结合亚低温贮藏的果实甜味值均显著高于CK2组，至第24天，甜味值呈急剧下降趋势；贮藏12～28 d及货架期期间，不同浓度1-MCP处理结合亚低温贮藏的果实苦味值均显著低于CK2组。(1±1)℃贮藏20～28 d，果实苦味值呈上升趋势；贮藏后期(24～28 d)，不同浓度1-MCP处理组果实鲜味值均显著高于CK2组；(1±1)℃冷藏20～24 d，不同浓度1-MCP处理组果实甜味和酸味呈急剧下降趋势，苦味呈上升趋势，说明20～24 d 为1-MCP处理结合亚低温贮藏果实的滋味变化的转折点，20 d为品质保持的关键时间点。冷藏至第20天，浓度为6.48 μL/L的1-MCP处理组果实甜味、鲜味和酸味值显著高于CK2，苦味值显著低于CK2。以上结果显示，适宜浓度的1-MCP处理结合亚低温贮藏可抑制长期冷藏导致的苦味产生和甜酸味的降低，与1-MCP处理结合亚低温贮藏的果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量均显著高于低温贮藏的现象一致。说明1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏可抑制长期低温冷藏导致的苦味产生和甜味降低。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图4 冷藏和货架期间不同处理组果实甜味、酸味、苦味、咸味和鲜味的变化Figure 4 Changes of sweetness,sourness,bitterness,umami and saltinessin different treatment groups during cold storage and shelf life

2.1.5 贮藏和货架期间果实甜味、酸味、鲜味、苦味、咸味与糖酸含量相关性分析 由表2可知，蔗糖含量与葡萄糖、果糖、苹果酸、柠檬酸、甜味、酸味、苦味和鲜味值均呈显著性相关，苹果酸含量与蔗糖、葡萄糖、果糖、苹果酸、柠檬酸、甜味、酸味、涩味和鲜味值均呈显著性相关，说明蔗糖和苹果酸为湖景蜜露水蜜桃果实综合风味物质评价的关键性参数指标。甜味值与蔗糖、果糖、苹果酸含量呈极显著正相关，酸味值与蔗糖、苹果酸含量呈极显著正相关，苦味值与蔗糖、果糖、苹果酸和柠檬酸含量呈极显著负相关，鲜味值与蔗糖和苹果酸含量呈显著性正相关，与张浩等[25]报道的可溶性固形物等指标与电子舌结果具有高度相关性的结论一致，与蔗糖与果实五味无相关性的结论有一定差异，长期的冷藏导致糖酸含量的下降，伴随着酸味、鲜味的降低及酸味进入无味点，综合风味变淡，适宜浓度的1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏既可缓解果实综合风味变淡，又可较好地保持果实固有质地，延长果实的安全贮藏期。但电子舌测定的甜味、酸味及苦味值与果实的蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸含量的相关性及代谢机理研究鲜有报道，需要进一步的研究和探讨。

表2 贮藏和货架期间甜味、酸味、苦味、咸味、鲜味与蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸含量相关性分析†Table 2 Correlation analysis of sweet and sour taste with sucrose,fructose,glucose,malic acid and citric acid content during storage and shelf

2.2 对水蜜桃质地的影响

由图5可知，与CK1相比，CK2和不同浓度1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏均显著降低了果实带皮硬度、果肉组织硬度、肉脆性和果肉紧实度的下降速率，抑制了果实的衰老和软化；整个冷藏期间，不同处理组及CK2果实果肉组织硬度无显著性差异，说明适宜浓度的1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏可达到低温对果肉软化的抑制效果；不同浓度1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏的果肉脆性和果肉紧实度均显著低于CK2组果实，说明1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏对果实软化速率的抑制效果仍低于低温贮藏效果。与CK2相比，1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏可抑制乙烯的释放而降低果肉组织硬度和果实紧实度的下降速率，延缓果实的成熟和软化，与王雁等[26]报道的1-MCP处理呼吸跃变前期桃果实抑制乙烯的释放而延缓中油13桃果软化的结论一致，说明此技术可作为代替单一低温贮藏的保鲜技术之一。1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏的果实带皮硬度和果肉脆性及果肉紧实度仍显著低于CK2组果实，说明1-MCP对果肉组织的影响较大，对果皮特性及果实咀嚼性的影响较小，具体机理需进一步研究。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图5 冷藏和货架期间不同处理组果实质地的变化Figure 5 Changes of firmness with peel and pulp in different treatment groups during cold storage and shelf life

2.3 对水蜜桃乙烯释放速率和呼吸强度的影响

由图6可知，CK1果实出现典型的双乙烯释放高峰，货架期间乙烯释放速率急剧上升；与CK1相比，CK2和不同浓度1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏在一定程度上延缓了乙烯释放高峰的出现、抑制了果实的乙烯释放速率和呼吸强度；浓度为6.48 μL/L的1-MCP处理组果实乙烯释放速率显著低于CK1，但仍显著高于CK2。与(10±1)℃贮藏相比，不同浓度1-MCP处理结合(10±1)℃贮藏可显著降低果实的乙烯释放速率和呼吸强度，与1-MCP 处理在软溶质桃青州蜜桃[26]、中华寿桃[27]和蟠桃[28]及硬溶质桃八月脆[29]和艳红水蜜桃[30]上的效果一致，均可以抑制果实内源乙烯的合成和呼吸强度，推迟呼吸高峰出现，并且延缓果实软化。但1-MCP处理结合亚低温贮藏对乙烯释放速率的抑制效果仍低于CK2贮藏的效果，呼吸强度二者无显著性差异，1-MCP对果实呼吸强度的抑制效果高于乙烯释放速率，具体机理需进一步研究。

小写字母不同代表同一时间点不同处理之间差异显著(P<0.05)图6 冷藏和货架期间不同处理组果实乙烯释放速率和呼吸强度的变化Figure 6 Changes of ethylene release rate and respiration intensity of fruits in different treatment groups during cold storage and shelf life

3 结论

试验表明，浓度为6.48 μL/L的1-MCP密闭熏蒸24 h，于温度为(10±1)℃、相对湿度为80%～85%的冷库中贮藏，果实安全贮藏期达20 d；可显著降低湖景蜜露水蜜桃果实的乙烯释放速率和呼吸强度，延缓果实软化速率；使果实保持较高的蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸风味物质含量，抑制苦味的产生，保持较高的甜度和鲜度，综合风味佳；可作为代替单一低温贮藏的保鲜技术之一。贮藏和货架期间，果实糖酸含量的下降及比例失调可导致果实苦味的产生，可通过研究果实蔗糖、果糖和苹果酸的含量和比例变化，进行果实采后品质劣变调控技术的研究。水蜜桃果实的甜味、酸味、鲜味、咸味和苦味值均大于无味点，可作为桃果实的有效味觉评价指标。电子舌测定的甜味、酸味及苦味值与果实的蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸含量密切相关，大数据分析及代谢机理研究需要进一步的研究和探讨。