湯 慧,周 婷,陳可馨,曾凱芳,鄧麗莉，*

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715; 2.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心(西南大學(xué)),重慶 400715)

柑橘類果實果皮的呈色是決定其商品價值的重要指標(biāo)。但由于采收季節(jié)溫度高,低溫積累不足,早熟柑橘品種往往具有果皮和果肉不同步達(dá)到成熟標(biāo)準(zhǔn)的特性,即果皮達(dá)到上市顏色標(biāo)準(zhǔn)的時間要明顯晚于果肉成熟時間[1]。為了提高此類蜜橘果實的市場接受度,需要對其進行褪綠處理,以加速外部顏色轉(zhuǎn)變[2]。目前,國內(nèi)外在生產(chǎn)上普遍使用外源乙烯熏蒸或乙烯利浸泡的方法使柑橘達(dá)到褪綠的效果[3]。外源乙烯可促進柑橘果皮葉綠素降解和類胡蘿卜素的合成從而使果皮褪綠,但也會產(chǎn)生不良影響。研究發(fā)現(xiàn),乙烯利處理柑橘果實后果實變黃果色淡且缺少光澤[4],且褪綠后不同部位的果皮著色差異明顯[5];外源乙烯處理還會導(dǎo)致蜜橘果實失水和果蒂褐變及脫落,增強冷害癥狀[6-7];同時,果蒂的脫落會加速病菌的侵入,例如乙烯褪綠蜜橘果實常出現(xiàn)蒂腐病[8],生產(chǎn)上通過復(fù)合化學(xué)保鮮劑處理來控制乙烯褪綠引起的柑橘病害加劇。雖然乙烯會加快柑橘果皮病害的進程,但乙烯褪綠處理可能不參與調(diào)節(jié)柑橘類果實內(nèi)部成熟過程。在Mayuoni等[9]的研究中,乙烯褪綠也不會影響柑橘果實維生素C,總酚和類黃酮的含量及柑橘汁的抗氧化活性;Sdiri等[10]同樣在研究時發(fā)現(xiàn),乙烯褪綠處理不會導(dǎo)致柑橘果實DPPH自由基清除率和FRAP抗氧化能力、抗壞血酸、總抗壞血酸或總酚和黃酮的總含量的損失。一般來說,乙烯褪綠技術(shù)對柑橘類果實內(nèi)部質(zhì)量無不良影響[11-13]。但尋求新的、能夠有效減少乙烯褪綠過程中發(fā)生的典型果品缺陷、減少傳統(tǒng)化學(xué)保鮮劑使用的褪綠技術(shù)仍然是柑橘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向之一。

大量研究表明,采前環(huán)境因素對果品有著至關(guān)重要的作用,適宜的采前處理能夠改善果實外觀色澤[14];維持采后果實品質(zhì)[15-16];提高果實抗病性[17];并能延長水果保鮮期[18],對果實貯藏特性等方面有積極影響。其中,采前套袋是一種能提高果實色澤的有效措施,套袋通過改變果實生長微環(huán)境溫度、濕度和光照等因素來影響果實呈色,目前已廣泛應(yīng)用于水果作物中。吳世濤等[19]研究表明套袋可以顯著降低‘三紅蜜柚’果實的果皮葉綠素含量,促使果皮提前褪綠,有效提高‘三紅蜜柚’果實的果面著色效果。Li等[20]的研究結(jié)果表明,套袋可以防止果實受到生物和非生物應(yīng)激脅迫,改善水果生長微環(huán)境。同時,套袋還能有效控制果實表面病蟲害的發(fā)生[21],具有降低發(fā)病率的作用。柑橘果實套袋可有效地改善果實外觀和品質(zhì),降低農(nóng)藥殘留量,減少病蟲害及機械損傷等,有利于提高商品性,增強市場競爭力,是無公害柑橘生產(chǎn)的有效措施[22]。但如果由于當(dāng)?shù)貧夂驐l件導(dǎo)致果園、果袋內(nèi)部高溫高濕,可能會誘發(fā)病原菌侵染[23],使其潛伏在果皮表面,最終發(fā)病導(dǎo)致爛果。

本課題組前期利用6種不同顏色果袋套袋對蜜橘果實進行采前套袋處理,并通過相關(guān)指標(biāo)的測定明確了黃色單層果袋在改善重慶本地?zé)o核蜜橘果實乙烯褪綠方面具有一定的應(yīng)用潛力[24]。本試驗進一步以黃色單層果袋結(jié)合不同濃度乙烯利對蜜橘果實進行處理,探討是否可以用采前套袋結(jié)合低濃度乙烯利處理替代傳統(tǒng)的蜜橘果實褪綠技術(shù),以減少乙烯褪綠引起的多種不良反應(yīng),進而為蜜橘果實乙烯“褪綠”技術(shù)替代技術(shù)的開發(fā)提供新的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乙烯利 40.0%(m/m)分析純,四川省蘭月科技有限公司;2,6-二氯酚靛酚鈉鹽 分析純,重慶永捷實驗儀器有限公司;5-磺基水楊酸 分析純,廣東光華科技股份有限公司;其他試劑 均為分析純。

黃色單層果袋 通州市興隆印刷廠;CR-400色差儀 柯尼卡美能達(dá);CT3質(zhì)構(gòu)儀 Brookfield(博勒飛)公司;手持式折射儀PAL-1 日本ATAGO公司;L-8900型全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 蜜橘果實處理方法

1.2.1.1 蜜橘果實采前套袋處理方法 以重慶北碚區(qū)歇馬無核蜜橘作為試驗材料,隨機選取該產(chǎn)地蜜橘試驗園內(nèi)10棵生長狀態(tài)一致的果樹,用黃色單層果袋對果樹中間樹冠部位成熟度一致、大小均勻、無機械傷和腐爛的蜜橘果實進行套袋,套袋蜜橘共240個。并同時采收套袋蜜橘周圍長勢相同、大小均勻、無傷無腐爛的果實,無套袋蜜橘共140個。

1.2.1.2 蜜橘果實采后處理方法 采收后的蜜橘果實平鋪以散去田間熱,并用自來水配制250、500和1000 mg/kg的乙烯利。實驗分組分別為對照組(CK)、1000 mg/kg乙烯利處理組(ETH)、僅套袋處理組(套袋+0 mg/kg ETH)、套袋+250 mg/kg乙烯利處理組(套袋+250 mg/kg ETH)、套袋+500 mg/kg乙烯利處理組(套袋+500 mg/kg ETH)和套袋+1000 mg/kg乙烯利處理組(套袋+1000 mg/kg ETH),其中乙烯利浸果時間均為1 min。果實晾干后,進行單果包裝,然后放置于20 ℃的環(huán)境中貯藏。

1.2.2 蜜橘果實著色特征的測定

1.2.2.1 外觀著色的測定 每種處理選取3個固定的蜜橘果實,每隔3 d對每種處理的果實進行觀測,并以圖像記錄果實外觀色澤變化,共計12 d。

1.2.2.2 色差的測定 根據(jù)國際照明委員會Lab顏色空間,分別測定赤道部位3點的果皮a*、b*、a*/b*值,每一組均取10個果子測定。

1.2.3 蜜橘果實腐爛率的測定 蜜橘果實貯藏過程中的腐爛率按照以下公式計算。其中,CK組和ETH組果實分別為70個,套袋結(jié)合乙烯處理的每組果實分別為60個。

式(1)

1.2.4 蜜橘果實果蒂褐變指數(shù)的測定 參照李芋萱等[25]的方法有所改進,蜜橘果實在貯藏過程中果蒂褐變情況依照表1劃分,按照式(2)計算。其中,CK組和ETH組果實分別為70個,套袋結(jié)合乙烯處理的每組果實分別為60個。

表1 蜜橘果實果蒂褐變指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standard of pedicel browning of mandarin fruit

式(2)

1.2.5 蜜橘果實硬度和可溶性固形物的測定

1.2.5.1 硬度的測定 用CT3質(zhì)構(gòu)儀測定蜜橘果實硬度,設(shè)置觸發(fā)點負(fù)載7 g;探頭測試速度10 mm/s;目標(biāo)下壓距離3.0 mm,結(jié)果單位為g。

1.2.5.2 可溶性固形物的測定 取一定質(zhì)量的混勻果肉,勻漿后用PAL-1折射儀測定果實可溶性固形物含量。

1.2.6 蜜橘果實維生素C的測定 參照曹建康等[26]的2,6-二氯酚靛酚法測定,結(jié)果用每100 g鮮重果肉中含有抗壞血酸的毫克數(shù)表示,單位表示為mg/100 g·FW。

1.2.7 蜜橘果實游離氨基酸的測定 參照令陽等[27]的方法測定第0 d對照組和套袋處理組果肉樣品游離氨基酸的含量,結(jié)果單位以μg/g·FW表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2016對試驗所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和繪圖,用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(ANOVA),通過Duncan’s多重比較判斷數(shù)據(jù)差異顯著性,P<0.05表示差異顯著。所有試驗重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實著色特征的影響

2.1.1 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實外觀著色的影響 采前套袋結(jié)合乙烯利處理后的蜜橘果實貯藏12 d內(nèi)的顏色變化如圖1所示。蜜橘果實采收后第0 d,采前套袋對果實的轉(zhuǎn)色有一定促進作用。在貯藏期間,僅套袋處理和僅乙烯利處理對蜜橘果實轉(zhuǎn)色均有明顯作用,但乙烯利處理后蜜橘果實的轉(zhuǎn)黃速度比僅套袋處理更快,說明僅對蜜橘果實進行采前套袋處理時,果實表面轉(zhuǎn)黃周期仍比較長,即無法在盡可能短時間內(nèi)達(dá)到預(yù)期褪綠效果。貯藏3～6 d時,套袋+250 mg/kg ETH組、套袋+500 mg/kg ETH組和套袋+1000 mg/kg ETH組的蜜橘果實轉(zhuǎn)色速度比ETH處理組快,但在貯藏后期(6～12 d),以上處理蜜橘果實的呈色狀況趨于一致,果面整體呈現(xiàn)橙黃色。從整個貯藏期(0～12 d)看,套袋結(jié)合低濃度乙烯利處理(250 mg/kg ETH)即已可以達(dá)到乙烯利單獨處理的褪綠效果,且果面呈色較為均勻。

圖1 蜜橘果實外觀著色變化情況(0～12 d)Fig.1 Changes of appearance color of mandarin fruits(0～12 d)

2.1.2 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實色差值的影響 色度中,a*大于0時表示紅色度,其值越大紅色越深;b*大于0時表示黃色度,值越大黃色越深;a*/b*比值是柑橘果實顏色的經(jīng)典指標(biāo)[25]。由圖2可知,在貯藏0～7 d,與對照組相比,僅用套袋處理可以顯著改變果實色差值b*和a*/b*值(P<0.05),但對蜜橘果實a*值的提高效果不明顯(P>0.05)。雖然僅用套袋處理可以改善蜜橘果實貯藏前期的表皮外觀呈色問題(圖1),但其褪綠效果難以通過色差參數(shù)(a*)直觀地反映出來,并且在貯藏后期(9～12 d),僅用套袋處理和對照組蜜橘果實的a*、b*和a*/b*值之間無顯著差異(P>0.05),故推測采前套袋處理對蜜橘果實的褪綠作用隨著時間的延長而減弱。ETH處理組蜜橘果實的a*值在第8 d大于0,其a*、b*和a*/b*值在貯藏12 d內(nèi)總體呈現(xiàn)出較快的上升趨勢,并始終顯著優(yōu)于對照組和套袋處理組(P<0.05)。

圖2 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實 色差值a*(A)、b*(B)和a*/b*(C)的影響Fig.2 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on a*(A), b*(B)and a*/b*(C)of mandarin fruits 注:不同小寫字母表示同一天、 不同處理之間差異顯著(P<0.05)；圖5～圖7同。

顯而易見的是,套袋+250 mg/kg ETH、套袋+500 mg/kg ETH和套袋+1000 mg/kg ETH三組蜜橘果實的褪綠效果比單獨采用乙烯利處理更具優(yōu)勢。在貯藏第5 d后,這三組的a*和a*/b*值始終顯著高于ETH處理組(P<0.05),并在第6 d時,a*/b*值大于0,說明套袋結(jié)合乙烯利處理縮短果實的褪綠時間,蜜橘果實的外觀色澤更接近橙色,因而更易達(dá)到消費者接受的水平。在貯藏6 d后,套袋+250 mg/kg ETH、套袋+500 mg/kg ETH和套袋+1000 mg/kg ETH處理的色差參數(shù)之間均無顯著性差異(P>0.05),褪綠效果相近,與圖1結(jié)論一致。

2.2 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實腐爛率的影響

乙烯褪綠過程縮短了柑橘果實采后貯藏壽命,因為它能促進果實低溫?fù)p傷癥狀和果實腐爛[28]。如圖3所示,單獨乙烯利處理后的蜜橘果實在貯藏第12 d后出現(xiàn)腐爛,18 d時腐爛率最高;對照組和其余處理組的蜜橘果實則在貯藏18 d后出現(xiàn)腐爛,24 d時腐爛率最高。從腐爛情況來看,套袋單獨處理加劇了蜜橘果實的腐爛情況,但研究表明采前套袋處理能有效防治柑橘果實病蟲害[29-31],從而降低果實腐爛率。造成套袋果實腐爛率升高的原因可能是蜜橘采前套袋處理不當(dāng);或由于當(dāng)?shù)貧夂驐l件導(dǎo)致果園、果袋內(nèi)部高溫高濕,誘發(fā)病原菌侵染[32],使其潛伏在果皮表面,最終發(fā)病導(dǎo)致爛果。但各處理組中,套袋+250 mg/kg ETH處理對抑制果實腐爛效果最好,貯藏24 d時,套袋+250 mg/kg ETH處理果實腐爛率為僅為對照組果實的37.73%。表明,采前套袋結(jié)合低濃度乙烯利可以有效降低單獨乙烯處理引起的果實腐爛。

圖3 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實腐爛率的影響Fig.3 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on decay rate of mandarin fruits

2.3 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實褐變指數(shù)的影響

如圖4所示,在所有處理組中,僅采前套袋處理蜜橘果實的褐變指數(shù)最低,而乙烯利處理蜜橘果實褪綠時會加劇蜜橘果實褐變程度。在套袋+250 mg/kg ETH、套袋+500 mg/kg ETH和套袋+1000 mg/kg ETH處理組中,由于乙烯利的作用,而使蜜橘果實的褐變指數(shù)上升,但仍然低于乙烯利單獨處理,說明套袋處理結(jié)合低濃度乙烯利處理可以改善乙烯利單獨處理造成的果蒂褐變情況。

圖4 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實褐變指數(shù)的影響Fig.4 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on browning index of mandarin fruits

2.4 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實硬度、可溶性固形物和維生素C含量的影響

由圖5可知,隨著貯藏期的延長,蜜橘果實開始發(fā)生軟化,果實硬度呈現(xiàn)下降的趨勢。結(jié)果表明,在貯藏期內(nèi)僅套袋處理后果實的硬度高于未套袋組,與王貴平等[32]的研究結(jié)果基本一致。從結(jié)果還可以看出,乙烯利的濃度的升高加劇了果實軟化的程度。在套袋結(jié)合乙烯利處理組中,當(dāng)乙烯利濃度為0 mg/kg(即僅套袋處理)時,果實的硬度下降最慢。而乙烯利濃度越高,果實的硬度下降越明顯,且這種現(xiàn)象在貯藏前期最突出。在貯藏6 d時,套袋+500 mg/kg ETH處理和套袋+1000 mg/kg ETH處理蜜橘果實的硬度分別比套袋+250 mg/kg ETH處理低5.83%和10.06%。綜上所述,從整個貯藏期來看,套袋+250 mg/kg ETH處理對緩解乙烯褪綠蜜橘果實軟化的效果最優(yōu)。

圖5 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實硬度的影響Fig.5 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on firmness of mandarin fruits

如圖6所示,在貯藏期內(nèi),蜜橘果實的可溶性固形物含量總體呈上升趨勢,但在一定范圍內(nèi)略有波動。采前套袋處理在一定程度上降低了果實可溶性固形物含量,在采后第0 d,僅套袋組與對照組相比可溶性固形物含量下降了2.07%(P<0.05),但這一影響因不同類型果袋、不同柑橘品種而有所差異[33]。從結(jié)果來看,套袋結(jié)合乙烯利處理組與ETH處理組的可溶性固形物含量之間無明顯差異(P>0.05)。

圖6 采前套袋結(jié)合乙烯利處理 對蜜橘果實可溶性固形物的影響Fig.6 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on soluble solids of mandarin fruits

通過食用水果和蔬菜可以輕松滿足人體所需的每日VC攝入量[34],維生素C是反映果實營養(yǎng)品質(zhì)的一個重要指標(biāo),也是體現(xiàn)果實耐貯性的重要指標(biāo)之一[35]。因此,測定蜜橘果實VC含量對評價蜜橘果實貯藏品質(zhì)至關(guān)重要。如圖7所示,整個貯藏期間,不同處理的蜜橘果實的VC含量在一定范圍內(nèi)波動。在貯藏第0 d,采前套袋處理后蜜橘果實的VC含量與對照組間無差異顯著(P>0.05);在貯藏第24 d,套袋+250 mg/kg ETH處理、套袋+500 mg/kg ETH處理和套袋+1000 mg/kg ETH處理后的蜜橘果實的VC含量與對照組無顯著差異(P>0.05)。這表明,采前套袋結(jié)合不同濃度乙烯利處理不會影響蜜橘果實的VC水平,對蜜桔果實的VC含量無不良影響。

圖7 采前套袋結(jié)合乙烯利處理對蜜橘果實VC含量的影響Fig.7 Effects of pre-harvest bagging combined with ethephon treatment on VC of mandarin fruits

2.5 采前套袋對蜜橘果實采收時游離氨基酸含量的影響

由表2可知,采收時,對照組和套袋組均檢測出15種游離氨基酸,其中包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸七種必需氨基酸。在檢測出的游離氨基酸中,以鮮味氨基酸如天冬氨酸和谷氨酸以及甜味氨基酸如絲氨酸、蘇氨酸和丙氨酸等風(fēng)味氨基酸含量較高,表明這些氨基酸在蜜橘果實風(fēng)味形成方面可能具有重要作用。但套袋處理后果實的風(fēng)味氨基酸含量與對照組無明顯差異(P>0.05),說明雖然套袋時的氣溫較高,但是采前套袋處理對蜜橘果實的風(fēng)味并無不良影響。

表2 采前套袋處理對蜜橘果實 游離氨基酸含量的影響(μg/g·FW)Table 2 Effects of pre-harvest bagging on free amino acids in mandarin fruits(μg/g·FW)

套袋組和對照組相比,除天冬氨酸和精氨酸以外其余氨基酸都發(fā)生了不同程度的降低,其中纈氨酸,苯丙氨酸和組氨酸含量與對照組差異顯著(P<0.05)。但從氨基酸總量來看,對照組蜜橘果實的游離氨基酸總含量與套袋處理組無顯著差異(P>0.05)。此外,精氨酸是植物體內(nèi)重要的氮素營養(yǎng)物,可以影響果蔬抗逆性和成熟衰老過程[36],提高果蔬質(zhì)量并延長保質(zhì)期[37],在果蔬保鮮方面具有潛在的應(yīng)用前景。結(jié)果顯示,套袋后蜜橘果實精氨酸含量比對照組高出8.20%,說明套袋處理在一定程度上提高了蜜橘果實的質(zhì)量,有利于延緩果實衰老進程。

3 結(jié)論

本研究表明,在套袋結(jié)合乙烯利處理中,套袋+250 mg/kg ETH處理、套袋+500 mg/kg ETH處理和套袋+1000 mg/kg ETH處理均能改善蜜橘果實的外觀色澤,并顯著提高果皮的a*和a*/b*值,對果實呈色有積極影響。套袋+250 mg/kg ETH處理能降低乙烯褪綠蜜橘果實的腐爛率、抑制蜜橘果蒂的褐變、緩解果實軟化程度,對果實可溶性固形物和VC含量無不良影響,有利于提高乙烯褪綠蜜橘果實的貯藏品質(zhì)。此外,套袋處理不會影響蜜橘果實的總游離氨基酸含量的以及風(fēng)味的變化,還能在改善蜜橘果實著色問題的基礎(chǔ)上,提高蜜橘果實精氨酸含量,維持了果實的貯藏質(zhì)量。因此,套袋結(jié)合低濃度乙烯利(250 mg/kg ETH)在改善乙烯褪綠蜜橘果實貯藏特性、降低傳統(tǒng)乙烯褪綠引起的不良反應(yīng)方面具有顯著的作用,將其用于替代傳統(tǒng)的乙烯褪綠處理是可行的。