1-MCP 預(yù)處理對采后獼猴桃機(jī)械損傷導(dǎo)致品質(zhì)變化的影響

洪偉榮，王 璇，劉馨嵐，關(guān)文強(qiáng),*，肖 倩，羅安偉

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134；2.陜西永紅獼猴桃專業(yè)合作社，陜西 寶雞 722400；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

獼猴桃也稱奇異果，是原產(chǎn)于我國的藤本植物，在我國廣泛分布于陜西、四川、湖南、安徽等省份。獼猴桃因具有獨(dú)特的風(fēng)味、含有豐富的VC 和多種礦物營養(yǎng)被譽(yù)為“水果之王”[1]。2018 年，我國獼猴桃的種植面積達(dá)17.6 萬hm2，是全球最大的獼猴桃產(chǎn)地，總產(chǎn)量達(dá)215.5 萬t，但出口量僅有0.65 萬t[2]，一個主要原因是機(jī)械損傷引起的損耗率遠(yuǎn)高于某些發(fā)達(dá)國家[3]，因而在全球市場上的競爭力較弱。獼猴桃在采摘搬運(yùn)、冷藏運(yùn)輸和分級貯藏等環(huán)節(jié)都極易受到機(jī)械損傷，如壓縮、跌落、沖擊損傷、表面擦傷以及刺傷等[4-5]。隨著產(chǎn)業(yè)模式和消費(fèi)方式的變化，生鮮果蔬的電商銷售成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要方式。然而，電商獼猴桃保鮮物流中發(fā)生的機(jī)械損傷所造成的采后損耗較大，嚴(yán)重影響了獼猴桃的經(jīng)濟(jì)價值和產(chǎn)業(yè)銷售[6]。針對獼猴桃采后可能會出現(xiàn)的機(jī)械損傷，已有的報道主要集中在兩方面：一方面是研究如何減少果實(shí)可能受到的機(jī)械傷害，如探究減少獼猴桃運(yùn)輸中振動損傷的適宜包裝[7-8]、開發(fā)可減少果實(shí)采后跌落損傷及裝箱碰撞的機(jī)器人自動采摘裝箱搬運(yùn)裝置[9]；另一方面是通過采后技術(shù)調(diào)節(jié)果實(shí)生理特性來減少機(jī)械損傷對果實(shí)品質(zhì)的影響，如田紅炎等[10]發(fā)現(xiàn)ClO2處理可有效提高機(jī)械損傷獼猴桃的貯藏品 質(zhì)，De Oliveira Alves 等[11]發(fā)現(xiàn)1-MCP 處理可延緩機(jī)械損傷導(dǎo)致的“布魯諾”獼猴桃的成熟，提高其耐貯性。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene,1-MCP）是一種乙烯受體抑制劑，可有效抑制乙烯與受體的結(jié)合及信號傳導(dǎo)，延緩乙烯的生理反應(yīng)，抑制果實(shí)的成熟與衰老[12-14]?；谄湓诔叵路€(wěn)定、使用劑量低、安全高效等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于果蔬采后的貯藏保鮮[15]。獼猴桃為呼吸躍變型果實(shí)，1-MCP 處理對保持其貯藏品質(zhì)效果顯著。大量研究表明，1-MCP 處理可有效延緩獼猴桃貯藏期間硬度下降、保持VC 含量、延緩可溶性固形物含量的升高，延長果實(shí)貯藏期[16-18]。但目前研究主要集中在探討1-MCP 對獼猴桃貯藏品質(zhì)及機(jī)理的研究，關(guān)于1-MCP 預(yù)處理對延緩獼猴桃因機(jī)械損傷而品質(zhì)下降的研究較少。本文探究了不同濃度1-MCP 預(yù)處理對延緩獼猴桃因機(jī)械傷害而品質(zhì)下降的影響，以期為獼猴桃采后貯運(yùn)保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

選用產(chǎn)自陜西省岐山縣陜西永紅獼猴桃專業(yè)合作社后熟期的“徐香”獼猴桃為試驗(yàn)材料，挑選大小均一、無機(jī)械損傷、無病蟲害的果實(shí)，分別以0（對照）、0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 在室溫（10～15 ℃）下熏蒸24 h。將處理后的果實(shí)裝入電商專用包裝箱（外包裝是紙箱+泡沫箱、單果泡沫網(wǎng)套包裝、3 kg/箱），通過德邦物流運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

氫氧化鈉（分析純）：購于天津市贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠；酚酞（分析純）：購于天津市文達(dá)稀貴試劑化工廠；1-MCP：購于山東奧維特生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DY-315A 型跌落試驗(yàn)機(jī)：蘇州新區(qū)東菱振動試驗(yàn)儀器有限公司；TA.XT.Plus 質(zhì)構(gòu)儀：英國SMS 公司；PAL-BX/ACID1 型糖酸折射儀：日本愛拓公司；JYLC022E型榨汁機(jī)：山東九陽電器有限公司；CR-400 型色彩色差計：日本柯尼卡美能達(dá)公司；GXH-3051H 型果蔬呼吸測定儀：北京均方理化有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

利用跌落試驗(yàn)?zāi)M獼猴桃的機(jī)械損傷。試驗(yàn)在跌落試驗(yàn)機(jī)上完成，挑選無損傷獼猴桃從0.5 m 高處跌落至平坦不銹鋼板表面，試驗(yàn)為無包裝單果跌落。

挑選沒有損傷的果實(shí)（本實(shí)驗(yàn)室前期研究表明所采用的包裝和運(yùn)輸方式可有效避免機(jī)械損傷）進(jìn)行跌落處理和分裝，試驗(yàn)共分為5 組：未經(jīng)1-MCP 處理且無機(jī)械損傷處理的果實(shí)記為CK0組；未經(jīng)1-MCP處理有機(jī)械損傷處理的果實(shí)記為CK1組；經(jīng)0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 處理且有機(jī)械損傷處理的獼猴桃記為0.2 μL/L 1-MCP、0.4 μL/L 1-MCP 和0.8 μL/L 1-MCP 組。處理后的各組果實(shí)裝入打有2 個孔徑為1.3 cm 的9 號PE 保鮮自封袋（20 cm×28 cm，12 絲）中，置于4 ℃冷庫中貯藏，每7 d 測定一次果實(shí)的各項(xiàng)品質(zhì)及生理指標(biāo)。每次試驗(yàn)每個處理組隨機(jī)取9 個果實(shí)，3 個果實(shí)一組，3 組重復(fù)。

1.2.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 硬度

利用質(zhì)構(gòu)儀對果實(shí)赤道部位進(jìn)行硬度測定。使用P/2 探頭（直徑為2 mm），測前、測中速度均為1 mm/s，測后速度為10 mm/s，測試深度為10 mm，單位為N。

1.2.2.2 色差

使用色差計測量獼猴桃兩側(cè)果肉的a*和b*值，并計算顏色飽和度C*值[19]，計算公式如（1）所示。

1.2.2.3 可溶性固形物（TSS）含量

使用糖酸折射儀測定。

1.2.2.4 可滴定酸（TA）含量

采用酸堿滴定法測定。

1.2.2.5 質(zhì)量損失率

利用差重法計算，計算公式如（2）所示。

質(zhì)量損失率（%）=

1.2.2.6 呼吸強(qiáng)度

使用果蔬呼吸測定儀測定。

1.2.2.7 乙烯釋放量

使用乙烯氣體分析儀測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 16.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，采用Origin 8.5 擬合曲線并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃硬度的影響

硬度是衡量果實(shí)貯藏效果的重要指標(biāo)之一。獼猴桃采后由于淀粉等物質(zhì)降解，引起果實(shí)軟化，硬度降低。后熟期獼猴桃硬度下降分為軟化啟動階段和快速軟化階段，1-MCP 對后熟期果實(shí)軟化作用表現(xiàn)在快速軟化階段[20]。由圖1 可知，貯藏期間獼猴桃果實(shí)硬度呈下降趨勢。對比CK0和CK1可知，有機(jī)械損傷的獼猴桃貯藏前期硬度更低，CK1、CK0組果實(shí)硬度分別在7 d 和14 d 后趨于平緩，說明損傷加速了果實(shí)軟化，這是因?yàn)閾p傷引起與細(xì)胞壁降解相關(guān)的酶活性增強(qiáng)[21]。同CK1相比，3 個濃度的1-MCP 預(yù)處理在貯藏前21 d 均可顯著抑制損傷獼猴桃硬度的下降（P＜0.05），其中0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的效果最佳。

圖1 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃硬度的影響Fig.1 The effect of 1-MCP pretreatment on hardness of damaged kiwifruit

2.2 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃顏色的影響

獼猴桃果實(shí)在早期發(fā)育中，果肉為綠色，成熟軟化過程中因代謝細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起葉綠素降解，類胡蘿卜素積累[22]，顏色飽和度會隨之下降，商品價值降低。由圖2 可知，貯藏0～28 d，CK1組果實(shí)C*值下降迅速且明顯低于CK0組，說明損傷對獼猴桃顏色影響較大。與CK1相比，3 個濃度的1-MCP 預(yù)處理均顯著延緩了損傷獼猴桃果實(shí)顏色飽和度的下降（P＜0.05），這是因?yàn)?-MCP 可有效抑制損傷獼猴桃在貯藏過程中葉綠素的降解，有效維持果實(shí)的顏色[23]，3 個濃度1-MCP 預(yù)處理對獼猴桃果肉顏色的影響無顯著差別。

圖2 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃顏色飽和度的影響Fig.2 The effect of 1-MCP pretreatment on color saturation of damaged kiwifruit

圖3 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃TSS 含量的影響Fig.3 The effect of 1-MCP pretreatment on TSS content of damaged kiwifruit

2.3 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃TSS 含量的影響

可溶性固形物（TSS）主要包括單糖、多糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，是評價獼猴桃果實(shí)口感和成熟度的重要指標(biāo)[24]。由圖3 可知，貯藏期間TSS 含量整體呈上升趨勢。貯藏0～14 d，CK1組TSS 含量上升較快，貯藏21 d 后，TSS 含量趨于平穩(wěn)，CK0組在貯藏期間TSS 含量呈穩(wěn)定上升趨勢，且在35 d 時高于損傷果，這是因?yàn)閾p傷加強(qiáng)了果實(shí)的呼吸代謝，淀粉轉(zhuǎn)化為糖的速度加快，使得TSS 含量迅速升高，貯藏后期損傷果實(shí)的呼吸代謝變慢，TSS 含量趨于穩(wěn)定[25]。1-MCP預(yù)處理可延緩損傷獼猴桃TSS 含量的上升，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃貯藏期間TSS含量的上升有顯著的抑制作用（P＜0.05），但兩個濃度之間無顯著差異。

2.4 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃TA 含量的影響

獼猴桃果實(shí)的可滴定酸（TA）含量與其口感風(fēng)味相關(guān)。貯藏過程中，果實(shí)優(yōu)先利用有機(jī)酸類物質(zhì)作為呼吸代謝的底物[26]。貯藏期間，果實(shí)的可滴定酸含量逐漸下降，且成熟度越高，含量越低。由圖4 可知，CK0組在0～7 d 的TA 含量下降較快，貯藏14 d 后呈持續(xù)均勻下降趨勢；CK1組TA 含量在貯藏前14 d 下降迅速，之后下降緩慢；0.2、0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理組獼猴桃果實(shí)的TA 含量在貯藏的0～14 d 下降迅速，貯藏后期趨于平緩，變化趨勢與CK1組相同，貯藏35 d時CK1組TA 含量比CK0組大約高出12%，0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理組TA 含量低于CK1組，這可能是因?yàn)閾p傷引起的代謝紊亂影響正常的生理代謝活動，交替呼吸途徑喪失，可滴定酸未被正常代謝消耗[27]，而高濃度1-MCP 對此作用不明顯。同CK1組相比，0.4 μL/L 1-MCP 預(yù)處理在貯藏0～28 d 可顯著抑制TA 含量的下降（P＜0.05）。

圖4 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃TA 含量的影響Fig.4 The effect of 1-MCP pretreatment on titratable acid content of damaged kiwifruit

2.5 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃質(zhì)量損失率的影響

獼猴桃采后失去營養(yǎng)和水分的供給，只能通過呼吸和蒸騰作用提供所需的能量和動力，消耗了自身儲備的有機(jī)物和水分，導(dǎo)致果實(shí)質(zhì)量減少，較高的質(zhì)量損失率會使獼猴桃表皮皺縮萎蔫，品質(zhì)下降[10]。由圖5可知，貯藏期間質(zhì)量損失率逐漸上升。貯藏35 d 時，經(jīng)0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的損傷果質(zhì)量損失率最高（1.30%），CK1組和0.2 μL/L 1-MCP 預(yù)處理組的質(zhì)量損失率與CK0組相比無明顯差異，分別為1.23%、1.18%、1.19%；0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的損傷果有較高的失重率，這同賀艷娥[28]、曹森等[29]的研究結(jié)果一致，高濃度1-MCP 處理的獼猴桃失重率高且容易形成爛而不軟的“僵尸果”。整個貯藏期間，0.4 μL/L 1-MCP 預(yù)處理組果實(shí)的質(zhì)量損失率顯著低于CK1組（P＜0.05），能有效抑制損傷獼猴桃的質(zhì)量損失。

圖5 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃質(zhì)量損失率的影響Fig.5 The effect of 1-MCP pretreatment on weight loss rate of damaged kiwifruit

圖6 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃呼吸強(qiáng)度的影響Fig.6 The effect of 1-MCP pretreatment on respiratory intensity of damaged kiwifruit

2.6 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃呼吸強(qiáng)度的影響

果實(shí)成熟衰老過程中，會出現(xiàn)呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)、呼吸代謝加快。獼猴桃屬于呼吸躍變型果實(shí)，在采后貯藏中，呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢。由圖6 可知，在貯藏前期，各組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度均逐漸增加，損傷果（CK1）在貯藏第7 天達(dá)到呼吸高峰，呼吸強(qiáng)度為7.12 mg CO2·kg-1·h-1，未損傷果（CK0）在貯藏14 d 時出現(xiàn)呼吸高峰，呼吸強(qiáng)度為6.02 mg CO2·kg-1·h-1，損傷果的呼吸峰值高于未損傷果，這是因?yàn)閾p傷增強(qiáng)了果實(shí)的呼吸代謝水平，而且會伴隨著衰老進(jìn)一步加強(qiáng)這種生理反應(yīng)[30]。經(jīng)0.2、0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的損傷果分別在貯藏7、28、14 d 出現(xiàn)呼吸峰值，其值分別為6.56、5.87、6.10 mg CO2·kg-1·h-1，均低于CK1組，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理組呼吸強(qiáng)度峰值顯著低于CK1組（P＜0.05），且0.4 μL/L 1-MCP 預(yù)處理對延緩獼猴桃果實(shí)呼吸高峰的到來效果最好。

2.7 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃乙烯釋放量的影響

乙烯是一種促進(jìn)果實(shí)成熟衰老的植物代謝激素，可作為判斷果實(shí)成熟度的生理指標(biāo)，對植物生長發(fā)育及脅迫應(yīng)激反應(yīng)有重要的調(diào)控作用。由圖7 可知，獼猴桃果實(shí)在貯藏期間的乙烯釋放量整體呈上升趨勢，貯藏后期果實(shí)的成熟度高，乙烯釋放量也迅速升高，損傷果在0～7 d 乙烯釋放量有所減少。這是因?yàn)閾p傷脅迫引發(fā)果實(shí)的自我保護(hù)機(jī)制，以此抵抗損傷脅迫對果實(shí)成熟衰老的促進(jìn)作用[31]。果蔬受到損傷后會生成傷乙烯，乙烯釋放量增加[32]。貯藏35 d 時，3 個濃度1-MCP 預(yù)處理組乙烯釋放量均低于CK1組，主要是因?yàn)?-MCP 對受傷果實(shí)乙烯合成途徑中的關(guān)鍵酶ACS 和ACO 活性產(chǎn)生了較大的抑制作用，進(jìn)而抑制了果實(shí)的乙烯釋放速率[33]，0.4、0.8 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的乙烯釋放量顯著低于CK1組（P＜0.05）。

圖7 1-MCP 預(yù)處理對損傷獼猴桃乙烯釋放量的影響Fig.7 The effect of 1-MCP pretreatment on ethylene production of damaged kiwifruit

3 討論與結(jié)論

機(jī)械損傷會加速果蔬衰老、品質(zhì)劣變，使貯藏期縮短，進(jìn)而造成較大經(jīng)濟(jì)損失，主要機(jī)理是損傷會產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，誘導(dǎo)果蔬組織細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的破裂，進(jìn)而膜透性增大，發(fā)生一系列不利于貯藏的生理生化反應(yīng)，主要表現(xiàn)在乙烯生成、呼吸速率增大、膜脂代謝加劇、愈傷組織形成和次生代謝產(chǎn)物生成五個方面。對于采后機(jī)械損傷的防治主要有兩個方向：一是結(jié)合果實(shí)力學(xué)特征探索減少其受力的技術(shù)手段，如物流運(yùn)輸中的減振包裝；二是采后使用適宜的保鮮技術(shù)，通過調(diào)節(jié)果實(shí)的生理特性減少其對機(jī)械損傷的敏感性，以減輕機(jī)械損傷給果實(shí)帶來的傷害。減緩、避免機(jī)械損傷對果蔬的品質(zhì)影響具有重要意義，尤其是在電商物流迅猛發(fā)展的今天，這對于提升我國果蔬在國際市場中的占有率與競爭力至關(guān)重要。1-MCP 在果蔬貯藏保鮮方面應(yīng)用較為廣泛，主要作用原理是抑制乙烯與受體的結(jié)合。已有研究表明，1-MCP 處理可延緩獼猴桃[11]、青圓椒[34]因機(jī)械傷害而產(chǎn)生的品質(zhì)劣變，在降低果蔬機(jī)械傷害、防腐保鮮方面有很好的應(yīng)用前景。

本研究結(jié)果表明：機(jī)械損傷導(dǎo)致貯藏過程中獼猴桃果實(shí)的硬度、顏色飽和度、TA 含量迅速下降，呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量、質(zhì)量損失率、TSS 含量增大；1-MCP 預(yù)處理能夠有效抑制機(jī)械損傷導(dǎo)致的獼猴桃質(zhì)量損失率的上升、乙烯釋放量的升高，推遲呼吸峰值的出現(xiàn)時間，對果實(shí)的硬度、顏色、TSS 和TA 含量變化均有一定的積極影響，減緩了損傷果實(shí)品質(zhì)的下降，說明1-MCP 預(yù)處理可有效減少獼猴桃機(jī)械傷害導(dǎo)致的品質(zhì)劣變。采用0.4 μL/L 1-MCP 預(yù)處理的效果最好，可以有效延緩獼猴桃采后貯運(yùn)中因機(jī)械損傷造成的品質(zhì)下降，對電商獼猴桃物流保鮮具有應(yīng)用潛力。