1-MCP处理对“巫山脆李”低温贮藏期果实品质及细胞壁成分的影响

2019-04-26赵倩，方波，牛滢

西南农业学报 2019年12期

赵倩，方波，牛滢

(重庆市农业科学院果树研究所，重庆 401329)

【研究意义】巫山脆李(‘Wushan’ plum)是蔷薇科李属植物，属江安李系列，主产于重庆市巫山县，果实扁圆形，果皮绿色至黄绿色，果粉厚，肉质紧密，酸甜适中，离核，尤以其脆嫩多汁的口感，深得消费者喜爱，有“中华名果”之称。巫山脆李成熟期在6月底至7月中旬，正值重庆夏季高温，且巫山地处山区，交通不便，通常脆李果实在采后2～4 d后即发生软化，失去果实原有风味，同时造成运输困难、货架期减短等问题，极大地影响了其经济价值。因此，开展巫山脆李果实保鲜研究，具有重要意义。【前人研究进展】1-甲基环丙烯(1-MCP)是一种乙烯竞争性抑制剂，可与乙烯受体发生不可逆的结合，致使乙烯信号传导受阻，抑制乙烯的生成，从而达到延缓果实后熟衰老的目的[1]。1-MCP具有无毒、安全、高效的优点[2]，在苹果[3]、桃[2, 4]、杏[5]、梨[6-7]、李[8]、樱桃[9]、枇杷[10]等蔷薇科果树贮藏保鲜中有非常多的应用，是一种极具潜力的果实采后贮藏保鲜技术。【本研究的切入点】目前国内李子的研究主要集中在栽培、育种上，采后的研究较少，特别是针对南方脆李的采后研究更少，如何结合各种保鲜技术，优化贮运方式，尽量延长脆李货架期，是南方脆李新的研究领域。【拟解决的关键问题】本实验旨在研究1-MCP处理对巫山脆李冷藏期果实相关指标的影响，分析果实硬度与各指标的相关性，以初步探究果实冷藏期软化机理及品质变化，为利用1-MCP进行巫山脆李的采后贮藏工艺开发和商业应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

巫山脆李于2018年7月18日采摘于巫山县曲尺乡权发村，坐标为东经109°43′、北纬31°2′，海拔约450 m。果园露地栽培，全园栽培管理一致。选择大小均匀、成熟度一致、无病虫、无损伤的果实采摘后分装于PET包装盒(规格23 cm×17.5 cm×9 cm)内，每盒1 kg，约24～26个果实，于采摘当日运送回重庆市农业科学院果树生理实验室，运回后立即进行相应实验处理：①1 ℃冷藏处理。10 ℃预冷过夜后，每盒脆李用聚乙烯塑料薄膜袋密封包装，贮存于(1±0.5) ℃冰箱中，相对湿度90 %～95 %，每周测定一次硬度，可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、果胶、纤维素含量；②1 ℃冷藏+1-MCP处理。每盒脆李放置一包粉剂1-MCP缓释剂(商品名: AnsiP-P，台湾利统股份有限公司提供，规格为0.8 g/包，有效浓度为0.9 μl/L)，聚乙烯塑料薄膜袋密封包装，贮存于(1±0.5) ℃冰箱中，每周测定一次相关指标。

1.2 实验方法

采用美国Brookfield公司CT3型质构仪进行硬度(g)测定，采用TA39探头，直径2 mm，穿刺速度0.5 mm/s，穿刺距离8 mm，每次测定5个果实，每个果实沿赤道面测定3次果实带皮硬度。

采用ATAGO手持糖量仪(Pocket Pal-1, Atago, Japan)测定果实混合果汁可溶性固形物含量(%)；参照王学奎[11]的方法，采用硫酸蒽酮法测定可溶性总糖含量(mg/g)；硫酸蒽酮比色法测定纤维素含量(mg/g)；参照曹建康等[12]的方法采用咔唑比色法测定果胶物质含量(mg/g)；参照国家标准《食品中总酸的测定》(GB/T 12456—2008)的NaOH滴定法测定可滴定酸含量(mmol/100 g)；所有指标均进行3次生物学重复。

固酸比=可溶性固形物均值/(可滴定酸含量均值×0.067)；甜酸比=(0.1×可溶性总糖含量均值)/(可滴定酸含量均值×0.067)，其中以苹果酸换算可滴定酸度，换算系数为0.067。

1.3 数据分析

用SPSS 19.0进行统计分析，采用ANOVA进行方差分析，Duncan法进行多重比较，Pearson进行相关性分析，Microsoft Excel 2010进行试验数据整理并作图。

2 结果与分析

2.1 1-MCP对巫山脆李冷藏期果实硬度的影响

果实硬度是巫山脆李的重要属性之一，是判断脆李贮藏效果的重要指标。由图1可以看出，巫山脆李果实的初始硬度为904 g，在冷藏1周后，直接冷藏处理与1-MCP冷藏处理对巫山脆李果实硬度影响差异不大，冷藏1周后硬度分别为818、810 g。随着1 ℃低温冷藏时间的延长，巫山脆李果实硬度整体呈下降趋势。从冷藏第2周开始，对照组的巫山脆李硬度开始快速下降，而1-MCP处理后将巫山脆李果实硬度快速下降时间推迟至第3周出现。冷藏5周后，经过1-MCP处理后的果实硬度降低为561 g，显著高于直接冷藏处理的果实硬度(328 g)，是对照组果实硬度的1.71倍。说明1-MCP结合低温贮藏能够在较长时间内持续抑制巫山脆李的硬度下降，有效减缓脆李冷藏期间果实软化。

2.2 1-MCP对巫山脆李冷藏期果实内在品质的影响

可溶性固形物是果实中糖分、有机酸、果胶等物质变化的综合表现[13]。果蔬采后可溶性固形物含量的多少，是判断果蔬后熟与风味的重要指标之一[14]。巫山脆李采后立即测定可溶性固形物，含量为13.8 %。由图2-A可以看出，直接冷藏处理的脆李可溶性固形物含量随时间逐渐上升，1-MCP处理的脆李可溶性固形物呈“M”形变化，在冷藏第2周时达到最大值15.1 %。在采后冷藏第5周时，直接冷藏处理的脆李可溶性固形物含量为15.6 %，与1-MCP处理相比有显著提高。结果表明，1-MCP处理能够减缓巫山脆李在低温冷藏过程中可溶性固形物含量上升。

图1 1-MCP对巫山脆李冷藏期果实硬度的影响Fig.1 Effects of 1-MCP on fruit firmness of ‘Wushan’ plums during cold storage

图2 1-MCP对巫山脆李冷藏期果实内在品质的影响Fig.2 Effects of 1-MCP on fruit quality of ‘Wushan’ plums during cold storage

李果实在采后贮藏过程中可溶性糖含量常常随着淀粉转化而逐渐上升[15]。对冷藏期的果实可溶性总糖进行测定，图2-B显示：直接冷藏处理过程中可溶性总糖含量逐渐上升，而1-MCP结合低温冷藏处理，使脆李的可溶性总糖含量维持在较稳定水平，并略有下降。在第5周时，直接冷藏处理的可溶性总糖含量达到最高，为118.2 mg/g，相较1-MCP处理后的可溶性总糖含量(106.9 mg/g)提高了10.6 %。可见，1-MCP 处理可能抑制了低温冷藏过程中淀粉水解，减缓巫山脆李可溶性总糖含量升高，从而为巫山脆李冷藏后货架期的果实风味保证减少了物质损耗。

可滴定酸含量是影响果实风味的重要因素之一。由图2-C可知，随着冷藏时间的延长，果实可滴定酸含量均呈下降趋势，在冷藏前期(1周内)，两组处理可滴定酸含量下降程度无显著差异，从第2周开始，直接冷藏处理的可滴定酸含量快速下降，1-MCP处理显著减缓了果实可滴定酸含量下降，在冷藏第5周时，直接冷藏处理可滴定酸含量下降至9.4 mmol/100 g，1-MCP处理可滴定酸含量下降至10.7 mmol/100 g，差异显著。结果表明，1-MCP处理有助于延缓果实冷藏期间可滴定酸含量下降，能维持较好的采后果实风味。

糖酸种类、含量和糖酸比决定果实的甜酸味，影响着果实的食用品质，而糖酸含量主要以糖酸比的形式影响果实口感[16]。由图2-D可以看出，在冷藏过程中，无论是否采用1-MCP处理，巫山脆李果实固酸比、甜酸比均呈上升趋势。但相较对照而言，1-MCP处理延缓果实可溶性固形物和可溶性总糖含量上升，抑制可滴定酸含量下降，因此在一定程度上减缓固酸比、甜酸比上升速率，使果实在贮藏期保持优质风味。

2.3 1-MCP对巫山脆李冷藏期果实细胞壁组成成分的影响

纤维素是细胞壁的骨架物质，它的降解意味着细胞壁的解体和果实软化[17]。在巫山脆李果实冷藏过程中，对照组的果实纤维素含量在冷藏前两周变化较平缓(图3-A)，从第3周开始下降，但在整个贮藏周期内下降幅度不大。1-MCP处理后的果实纤维素含量先升高，在第3周时达到最大值98.27 mg/g，而后开始缓慢下降。在低温贮藏过程中，1-MCP处理后的果实纤维素含量均显著高于对照组。

图3 1-MCP对巫山脆李冷藏期纤维素和果胶含量的影响Fig.3 Effects of 1-MCP on the contents of cellulose and pectin of ‘Wushan’ plums during cold storage

从图3-B可以看出，巫山脆李果实可溶性果胶的初始含量较低，为2.97 mg/g，随着冷藏时间的延长，对照组和1-MCP处理后的可溶性果胶整体呈上升趋势，但1-MCP处理后的可溶性果胶含量上升速率低于对照处理。第2周开始，1-MCP处理后的果实可溶性果胶含量均显著低于同时期的对照组，到第5周时，对照组可溶性果胶含量为4.29 mg/g，1-MCP处理的可溶性果胶含量为3.98 mg/g，分别提高了44.4 %和34.0 %，说明1-MCP处理有助于延缓可溶性果胶的形成。

在冷藏过程中，直接冷藏处理的果实原果胶含量呈下降趋势(图3-C)，尤其在冷藏第一周，下降速率极快，冷藏第2周(2.59 mg/g)较初始原果胶含量(4.01 mg/g)下降了35.4 %，冷藏后期果实原果胶含量变化较平稳。而1-MCP处理显著控制了原果胶的降解速率，果实原果胶含量一直维持在较高水平，与对照差异显著。

总果胶含量是可溶性果胶含量与原果胶含量之和。由于原果胶的降解与可溶性果胶的生成，对照组和1-MCP处理后的总果胶含量均呈上升趋势，但1-MCP处理后的果实总果胶含量始终处于较高水平，并与同时期对照组总果胶含量达显著差异，在冷藏第5周，1-MCP处理总果胶含量(8.45 mg/g)达到直接冷藏处理(7.33 mg/g)1.15倍。

2.4 巫山脆李果实硬度与各指标的相关性分析

将巫山脆李果实硬度与各指标进行相关性分析，结果表明(表1)，巫山脆李果实硬度与可溶性固形物含量、固酸比、甜酸比、可溶性果胶含量呈极显著负相关(P<0.01)，相关系数分别为-0.829、-0.974、-0.928、-0.940，与可滴定酸含量呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数为0.925，与可溶性总糖含量、原果胶、总果胶、纤维素含量无显著相关性。

3 讨论

巫山脆李采摘后极易发生软化，本研究结果表明，1 ℃冷藏处理可将脆李400 g以上的硬度维持3周左右，而1-MCP结合1 ℃冷藏处理可将硬度维持至少5周，1-MCP能显著推迟果实硬度的下降，与1-MCP在青脆李[18]、“Zaohong”李[19]、‘安哥诺’李[20]、嵊州桃形李[21]、“大石早生”[22]等的应用研究结果相同；但与公谱[23]对晚香蕉李，洪凯等[24]对“巫山脆李”的研究结果有所不同，与本研究的差异可能来源于品种及1-MCP处理的有效浓度不同。

表1 巫山脆李果实硬度与各指标的相关性分析

注：**. 在 0.01 水平(双侧)上显著相关；*. 在 0.05 水平(双侧)上显著相关。

本研究结果表明，1-MCP处理能维持巫山脆李冷藏过程中较高的纤维素、原果胶含量，并能减缓可溶性果胶的形成速率。Lin等[25]对“Younai”李的研究结果也表明，纸片型1-MCP在常温下使用，能降低细胞壁降解酶活性和水溶性果胶含量，维持较高的细胞壁多糖成分(纤维素、半纤维素、碳酸钠可溶性果胶等)，从而延缓软化。1-MCP对纤维素及果胶含量的影响在其他水果如“敞口”山楂[26]、“岳帅”苹果[3]、库尔勒香梨[7]、扁花柿[27]中也有相似的研究结果。果实硬度与细胞壁各组成成分相关性分析表明，果实硬度与可溶性果胶含量呈极显著负相关(相关系数-0.940)，但与纤维素、原果胶含量相关性不大，究其原因，可能是因为低温抑制了纤维素酶活性，致使纤维素含量变化不大，茅林春[28]的研究发现，直接常规冷藏的桃果实不能正常软化，其纤维素酶活性明显偏低，而中途加温和贮前加温处理的果实，其纤维素酶活性快速提高。故巫山脆李果实冷藏期软化进程主要是与可溶性果胶生成有关，催化可溶性果胶形成的酶可能是引起脆李果实冷藏期软化的关键酶；而低温可能降低了纤维素酶活性，使纤维素降解减缓，减轻纤维素含量减少对果实软化的不利影响。

糖和酸是李果实风味品质形成的重要基础[29]，是评价李贮藏效果的重要指标。本研究中，1-MCP处理在低温冷藏5周内，抑制巫山脆李果实可溶性固形物和可溶性总糖含量的快速上升，减缓可滴定酸的快速下降，可见，1-MCP处理有助于减少糖酸等风味物质在贮藏期的消耗，为货架期脆李的后熟提供基础物质保障。该研究结果与及华等[20]对“安哥诺”、陈嘉等[18]对青脆李研究结果相同，贮藏期结合1-MCP处理后的果实酸甜适口，有较浓郁的李子特有的风味，基本接近于刚采收时的品质。