杜林笑,趙曉敏,李丹,馬楠,李學(xué)文
(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)
庫(kù)爾勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü)屬新疆梨種,原產(chǎn)于新疆巴州、阿克蘇等地區(qū),主要分布于巴州的庫(kù)爾勒市、尉犁縣、輪臺(tái)縣,阿克蘇地區(qū)的庫(kù)車縣、沙雅縣、阿克蘇市,有一千多年的栽培歷史,是新疆特色水果之一,因其味甜肉脆、皮薄多汁、石細(xì)胞少深受廣大消費(fèi)者的青睞[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年香梨產(chǎn)量達(dá)到70萬t,占全疆梨產(chǎn)量的61.41%[2];巴州為大陸性氣候,有充足的光熱;阿克蘇地區(qū)為暖溫帶干旱型氣候,降水量少,有較多的晴天和較長(zhǎng)的日照時(shí)間,利于果實(shí)糖分的積累。香梨為呼吸躍變型果實(shí)[1],耐貯藏,但在貯藏期間,果實(shí)的色度角會(huì)因葉綠素的分解而下降;組分降解導(dǎo)致果實(shí)硬度下降;果皮出現(xiàn)由光潔到油膩粘手的現(xiàn)象,稱之油漬化現(xiàn)象;果實(shí)表皮有一層易溶于有機(jī)溶劑的脂類混合物,將其稱為蠟質(zhì),影響果實(shí)水分平衡、氣體交換[3,4];果實(shí)色度角、硬度的變化和油漬化等現(xiàn)象均影響果實(shí)的品質(zhì)和商品價(jià)值。目前,隨著生活水平的提高,消費(fèi)者更加關(guān)注食品的安全問題,因此,選用安全無毒的保鮮劑保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)顯得尤為重要。
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一種乙烯受體抑制劑,延緩果蔬衰老、增強(qiáng)對(duì)生理性或侵染性病害的抵御能力[5],因其成本低、安全無毒、使用量少等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,以達(dá)到延長(zhǎng)貯藏期和保持果實(shí)品質(zhì)的目的。相關(guān)研究表明,1-MCP處理能夠保持巴特利特梨、金莓果果實(shí)的色度角[6,7];延緩梨果實(shí)硬度的下降[8,9];降低杏、油桃、黃冠梨果實(shí)的呼吸速率[10~12];減緩青棗、油?果實(shí)細(xì)胞膜滲透率的上升[13,14];抑制脆肉梨果實(shí)MDA含量的增加[15];對(duì)“粉紅女士”蘋果果實(shí)油漬化化指數(shù)和蠟質(zhì)含量有一定的抑制作用[16];調(diào)節(jié)菠蘿果實(shí) CAT、POD、SOD 的活性[17]。目前,對(duì)香梨果實(shí)常溫貯藏期間抗氧化酶活性、品質(zhì)和相關(guān)性的研究尚未見報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)以庫(kù)爾勒香梨為試材,研究常溫貯藏期間香梨果實(shí)CAT、POD、SOD的活性、色度角、硬度、呼吸速率、細(xì)胞膜滲透率、MDA含量、油漬化指數(shù)、蠟質(zhì)含量的變化以及相關(guān)性,以此豐富香梨采后貯藏理論知識(shí)。
1.1 材料與儀器
采摘于2017年9月15日鐵門關(guān)市26團(tuán)的成齡商品果園,采收帶有果柄,挑選果皮色澤基本一致、果形整齊、無機(jī)械損傷、無病蟲害的果實(shí)(可溶性固形物含量(12.0±0.5)%),拷白紙(24 cm×16 cm)包果實(shí),外套網(wǎng)袋后裝入45 cm×27 cm×21 cm的瓦楞紙箱(平均單果重為(120±10) g),次日運(yùn)至新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院果蔬貯藏運(yùn)輸保鮮技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
1-MCP(1-甲基環(huán)丙烯),美國(guó)羅門哈斯中國(guó)公司;GY-4硬度計(jì),浙江省建德市梅城電化分析儀器廠;NH310電腦色差儀,深圳市三恩馳科技有限公司;0~150 mm游標(biāo)卡尺,上海九量五金工具有限公司;KQ-250DE超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司;GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;WYT-J手持糖度計(jì),成都豪創(chuàng)光電儀器有限公司;ML204電子分析天平,梅特勒-托利多儀器上海有限公司;UV-2600紫外分光光度計(jì),日本島津(中國(guó))有限公司;氯仿(色譜純),天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 樣品處理
根據(jù)杜林笑等[18]篩選的濃度,參考李學(xué)文等[19]的方法,將香梨果實(shí)放入塑料周轉(zhuǎn)箱(每箱80個(gè))中,放置在由PE膜(0.1 mm厚)制成的密封的1 m3帳中,精確稱量1.6 g 1-MCP粉劑(0.14%,聰明鮮粉劑)放入50 mL燒杯中,放入PE帳內(nèi),按1:5(m/V)加入去離子水,輕搖,迅速密封PE帳,其產(chǎn)生的1-MCP量為1.0 μL/L,在25 ℃條件下,熏蒸24 h后,揭開PE帳,通風(fēng)30 min。處理結(jié)束后,將處理組和對(duì)照組果實(shí)裝入紙箱內(nèi),貯藏于22~25 ℃、RH 80%~85%的常溫貯藏庫(kù)(50 m3)中。于0 d、5 d、10 d、15 d、20 d、25 d取樣測(cè)定相應(yīng)指標(biāo)。每個(gè)處理30箱香梨,重復(fù)3次。CAT、POD、SOD活性和丙二醛含量的測(cè)定,取樣為每處理每次取15個(gè)香梨,切取帶果皮的果肉(除去果核),迅速用液氮進(jìn)行冷凍,冷凍后貯藏至-80 ℃低溫冰箱中。
1.2.2 CAT活性的測(cè)定
參照曹建康[20]的方法并略有改進(jìn)。稱取2.0 g凍樣,加入5.0 mL 0.05 mmol/L磷酸緩沖液(降低酶溶液的濃度)。重復(fù) 5次,取平均值,CAT活性以 U/g FW·min表示。
1.2.3 POD活性的測(cè)定
參照曹建康[20]的方法并略有改進(jìn)。稱取2.0 g凍樣,加入5.0 mL 0.05 mmol/L磷酸緩沖液(降低酶溶液的濃度)。重復(fù) 5次,取平均值,POD活性以 U/g FW·min表示。
1.2.4 SOD活性
參照氮藍(lán)四唑(NBT)還原法測(cè)定[20],重復(fù)5次,取平均值,SOD活性以U/g FW表示。
1.2.5 色度角的測(cè)定
參照齊會(huì)楠[21]方法,每處理每次取 30個(gè)果實(shí),沿果實(shí)赤道4等分點(diǎn)測(cè)定a*、b*的值,取平均值,單位為度。
1.2.6 硬度的測(cè)定
參考李學(xué)文等[22]方法,每次隨機(jī)取 30個(gè)果實(shí),沿果實(shí)的赤道線均勻取4個(gè)點(diǎn),削去果皮后測(cè)定,取平均值,單位為kg/cm2。
1.2.7 呼吸速率的測(cè)定
采用靜置法測(cè)定[20],每次隨機(jī)取10個(gè)果實(shí),重復(fù)3次,取平均值,單位為mg CO2/kg·h。
1.2.8 細(xì)胞膜滲透率的測(cè)定
參照曹建康[20]的方法,每次隨機(jī)取8個(gè)果實(shí),將果實(shí)用蒸餾水清洗干凈,晾干,先用打孔器沿赤道部位對(duì)稱打取相同大?。ㄖ睆?8 mm)香梨果肉,再用刀片將果肉切成相同厚度(2 mm)的薄片,每個(gè)處理取15片圓片放入燒杯中,用40 mL蒸餾水沖洗5次,最后一次沖洗后的蒸餾水不倒掉,用電導(dǎo)率儀測(cè)定,測(cè)定電導(dǎo)率,煮沸5 min后加蒸餾水至40 mL放至常溫再次測(cè)定電導(dǎo)率,重復(fù)3次,取平均值,單位為%。
1.2.9 丙二醛含量的測(cè)定
采用硫代巴比妥酸法[20]測(cè)定,重復(fù)3次,取平均值,單位為μmol/g FW。
1.2.10 油漬化指數(shù)的測(cè)定
果皮“油漬化”感官評(píng)定參照趙曉敏等[23]的方法。每處理固定的30個(gè)果實(shí)于常溫下觀察果皮“油漬化”。感官評(píng)定小組由10人組成,為減小誤差,對(duì)10個(gè)人進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)。每次測(cè)定結(jié)果稱為“油漬化”指數(shù),是10個(gè)人感官評(píng)定結(jié)果的平均值。
1.2.11 蠟質(zhì)含量的測(cè)定
參照趙曉敏[24]方法測(cè)定,每次隨機(jī)取15個(gè)果實(shí),重復(fù)3次,取平均值,單位為μg/cm2。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用 Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總處理、分析,SPSS19.0進(jìn)行差異顯著性分析,p<0.05表示差異顯著,p<0.01表示差異極顯著。
2.1 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)CAT活性的影響
圖1 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)CAT活性的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on the CAT activity of fragrant pear fruits
在常溫貯藏期間,香梨果實(shí)CAT活性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)(圖1)。
整個(gè)貯藏期間,1-MCP處理組果實(shí)CAT活性高于對(duì)照組。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)CAT活性均在貯藏第 10 d達(dá)到高峰,峰值分別為 129.57 U/g FW·min、126.47 U/g FW·min。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理組果實(shí)CAT活性比對(duì)照組多了8.67 U/g FW·min(p<0.01)。
2.2 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)POD活性的影響
圖2 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)POD活性的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the POD activity of fragrant pear fruits
由圖 2可知,香梨果實(shí) POD活性呈下降-上升-下降的趨勢(shì),1-MCP處理組果實(shí)POD活性高于對(duì)照組。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)均在貯藏第20 d出現(xiàn)高峰,其峰值分別為 26.39 U/g FW·min、25.74 U/g FW·min。在貯藏第25 d,1-MCP處理組果實(shí)POD活性為 20.32 U/g FW·min,是對(duì)照組(16.16 U/g FW·min)的1.26 倍(p<0.01)。
2.3 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)SOD活性的影響
圖3 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)SOD活性的影響Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on the SOD activity of fragrant pear fruits
1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)SOD活性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先下降(0~5 d)再上升(5~10 d)然后繼續(xù)下降(10~25 d)的趨勢(shì)(圖3)。在貯藏第10 d出現(xiàn)活性高峰,1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)的SOD活性峰值分別為4.82 U/g FW、2.14 U/g FW(p<0.01)。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理組(0.36 U/g FW)和對(duì)照組(0.13 U/g FW)果實(shí)SOD活性較貯藏0 d相比,分別下降了69.74%、89.08%。
2.4 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)色度角的影響
圖4 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)色度角的影響Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the Hue-angle of fragrant pear fruits
如圖4所示,香梨果實(shí)色度角隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,1-MCP處理組果實(shí)色度角較對(duì)照組下降的緩慢。1-MCP處理組果實(shí)色度角由0 d的100.83°下降至25 d的94.64°;對(duì)照組果實(shí)色度角由0 d的100.83°下降至25 d的81.53°;貯藏至25 d時(shí),1-MCP處理組果實(shí)色度角是對(duì)照組1.16倍(p<0.01)。
2.5 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)硬度的影響
圖5 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)硬度的影響Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on the firmness of Fragrant Pear fruits
在整個(gè)貯藏期間,香梨果實(shí)的硬度呈不斷下降的趨勢(shì),且1-MCP處理組果實(shí)硬度始終高于對(duì)照組(如圖5所示)。貯藏25 d時(shí),1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)硬度與 0 d相比,分別下降了 12.01%、18.83%,1-MCP處理組果實(shí)硬度是對(duì)照組的1.08倍(p<0.01)。
2.6 1-MCP處理對(duì)香梨呼吸速的影響
圖6 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)呼吸速率的影響Fig.6 Effect of 1-MCP treatment on the respiration rate of fragrant pear fruits
由圖6可知,香梨果實(shí)的呼吸速率呈先上升后下降的趨勢(shì),1-MCP處理組果實(shí)的呼吸速率低于對(duì)照組。1-MCP處理組果實(shí)的呼吸速率在第20 d出現(xiàn)呼吸高峰,峰值為4.25 mg CO2/kg·h;對(duì)照組在第10 d出現(xiàn)呼吸高峰,峰值為5.83 mg CO2/kg·h,1-MCP處理組果實(shí)較對(duì)照組推遲10 d出現(xiàn)呼吸高峰;貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理組果實(shí)的呼吸速率比對(duì)照組少了20.39%。
2.7 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)細(xì)胞膜滲透率的影響
圖7 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)細(xì)胞膜滲透率的影響Fig.7 Effect of 1-MCP treatment on the cell membrane permeability of fragrant pear fruits
如圖7所示,對(duì)照組香梨果實(shí)細(xì)胞膜滲透率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升,1-MCP處理組則呈先下降后上升的趨勢(shì);對(duì)照組果實(shí)細(xì)胞膜滲透率始終高于1-MCP處理組(p<0.01)。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理組果實(shí)細(xì)胞膜滲透率(80.60%)低于對(duì)照組(93.695%)。
2.8 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)MDA含量的影響
在貯藏期間,香梨果實(shí)MDA含量逐漸上升,對(duì)照組果實(shí)MDA含量高于1-MCP處理組(圖8)。在貯藏第25 d時(shí),對(duì)照組果實(shí)MDA含量為5.82 μmol/g FW,1-MCP處理組MDA含量為3.75 μmol/g FW,對(duì)照組果實(shí) MDA含量是 1-MCP處理組的 1.55倍(p<0.01)。
圖8 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)MDA含量的影響Fig.8 Effect of 1-MCP treatment on the MDA content of fragrant pear fruits
2.9 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)油漬化指數(shù)的影響
圖9 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)油漬化指數(shù)的影響Fig.9 Effect of 1-MCP treatment on the greasiness level of fragrant pear fruits
在貯藏期間,香梨果實(shí)油漬化指數(shù)逐漸增大,對(duì)照組果實(shí)油漬化指數(shù)始終大于1-MCP處理組(圖9)。貯藏至25 d時(shí),1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)油漬化指數(shù)由0 d的0分別增大至25 d的3.35、7.80,對(duì)照組果實(shí)油漬化指數(shù)是1-MCP處理組的2.33倍,兩組果實(shí)油漬化指數(shù)差異極顯著(p<0.01)。
2.10 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)蠟質(zhì)含量的影響
由圖10可知,香梨果實(shí)的蠟質(zhì)含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而上升,1-MCP處理果實(shí)的蠟質(zhì)含量與對(duì)照組相比,上升趨勢(shì)較為緩慢。與貯藏0 d(417.81 μg/cm2)相比,在貯藏25 d時(shí),1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)的蠟質(zhì)含量上升了 371.23 μg/cm2、577.92 μg/cm2(p<0.01)。
圖10 1-MCP處理對(duì)香梨果實(shí)蠟質(zhì)含量的影響Fig.10 Effect of 1-MCP treatment on the wax content of fragrant pear fruits
2.11 香梨采后果實(shí)衰老相關(guān)性指標(biāo)分析
1-MCP處理組和對(duì)照組香梨果實(shí)CAT活性與呼吸速率呈顯著正相關(guān),POD活性與細(xì)胞膜滲透率呈顯著正相關(guān)。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)色度角與硬度的相關(guān)系數(shù)為0.880*、0.970*。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)硬度與細(xì)胞膜滲透率的相關(guān)系數(shù)為-0.942**、-0.971**;果實(shí)硬度與MDA含量呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.929**、-0.958**;果實(shí)硬度與油漬化指數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為-0.986**、0.997**,達(dá)到極顯著水平。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)MDA含量與油漬化指數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為0.956**、0.970**,果實(shí)MDA含量增加時(shí),油漬化指數(shù)不斷增大;果實(shí)MDA含量與蠟質(zhì)含量呈顯著正相關(guān),且相關(guān)系數(shù)為0.874*、0.860*。
3.1 香梨果實(shí)在常溫貯藏過程中,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果實(shí)逐漸加速衰老,葉綠素被降解,色度角不斷下降,1-MCP處理組果實(shí)的色度角高于對(duì)照組,1-MCP處理可以延緩色度角的下降,與李輝、杜林笑[11,18]結(jié)果相一致。硬度是水果直接的外觀品質(zhì)之一,果實(shí)硬度隨時(shí)間的變化而改變,處理組果實(shí)硬度明顯高于對(duì)照組,1-MCP處理可保持果實(shí)的硬度,這與孫思勝、王淑貞[25,26]的研究結(jié)果相似。呼吸速率的變化影響了果蔬的貯藏品質(zhì),貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理組果實(shí)呼吸速率比對(duì)照組少了0.83 mg CO2/kg·h,1-MCP處理可以降低果實(shí)的呼吸速率,和張紹陽(yáng)[27]研究結(jié)果相同。細(xì)胞膜滲透率的變化可以表示果蔬在貯藏過程中是否收到不良環(huán)境的脅迫,貯藏25 d,對(duì)照組果實(shí)細(xì)胞膜滲透率比 1-MCP處理組高了 7.09%,1-MCP處理可以保持較低的細(xì)胞膜滲透率,保持香梨果實(shí)果實(shí)細(xì)胞膜的完整性,與 Hershkovitz V[28]研究結(jié)果一致。MDA的大量累積對(duì)果實(shí)細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的傷害,貯藏 25 d,對(duì)照組果實(shí) MDA含量高于1-MCP處理組2.07 μmol/g FW,1-MCP處理可以抑制香梨果實(shí)MDA含量的上升,減輕對(duì)細(xì)胞膜的傷害,和王春紅[29]研究結(jié)果相同。1-MCP處理組果實(shí)的CAT、POD、SOD活性得到了保持,和 Juan Kan[30]研究結(jié)果相似。果實(shí)抗氧化酶活性、品質(zhì)之間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),果實(shí)CAT活性增加時(shí),果實(shí)呼吸速率增加;POD活性與細(xì)胞膜滲透率的相關(guān)系數(shù)為0.865*、0.841*,POD活性增加,細(xì)胞膜滲透率也隨著不斷增加;色度角下降時(shí),果實(shí)硬度隨之下降。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)硬度與細(xì)胞膜滲透率呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,當(dāng)果實(shí)硬度下降時(shí),細(xì)胞膜滲透率上升;果實(shí)MDA含量隨硬度的下降而上升;果實(shí)硬度與油漬化指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),果實(shí)的油漬化指數(shù)隨硬度的下降而上升。1-MCP處理組和對(duì)照組果實(shí)細(xì)胞膜滲透率與油漬化指數(shù)呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.949**、0.961**,果實(shí)細(xì)胞膜滲透率增加時(shí),油漬化指數(shù)也隨之增加。果實(shí)油漬化指數(shù)與蠟質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為 0.948**、0.898**,油漬化指數(shù)增大時(shí),蠟質(zhì)含量隨著增加。
3.2 綜上所述,1-MCP處理可以保持香梨果實(shí)常溫貯藏期間抗氧化酶活性,進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)的變化,1-MCP處理可以有效延緩衰老進(jìn)程,保持果實(shí)的品質(zhì)。
表1 香梨果實(shí)抗氧化酶與品質(zhì)相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis between antioxidant enzymes and quality of pear fruits