閆欣鵬,張潤(rùn)光*,梁琪琪,郭曉成,姚崗,李玉英,張有林
1(陜西師范大學(xué) 食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西 西安,710119)2(西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西 西安,710061)3(河南榴博士農(nóng)林開發(fā)有限公司,河南 南陽(yáng),474425)4(河南省軟籽石榴工程研究中心,河南 南陽(yáng),473061)
我國(guó)‘突尼斯’軟籽石榴由突尼斯共和國(guó)贈(zèng)送,最初種植于河南省滎陽(yáng)市,逐步發(fā)展至陜西、湖南等地,軟籽石榴在我國(guó)發(fā)展?jié)摿薮?,前景廣闊[1]。目前,相對(duì)于國(guó)外豐富的軟籽石榴品種而言,國(guó)內(nèi)軟籽石榴還存在品種少,品質(zhì)欠佳等問題。主栽品種‘突尼斯’軟籽石榴雖然籽粒柔軟可食,但是果實(shí)不耐貯藏,貨架期較短[2]。研究‘突尼斯’軟籽石榴貯藏保鮮技術(shù),延長(zhǎng)其貯藏期限,是當(dāng)前亟需解決的問題。
果蔬貯藏保鮮中溫度控制是極為關(guān)鍵的一個(gè)因素。適宜的低溫可抑制采后病原菌的生長(zhǎng)繁殖,降低酶的活性及生化反應(yīng)速率[3]。乙烯是促進(jìn)果蔬成熟的重要激素,而1-甲基環(huán)丙烯(1-methyl-cyclopropene,1-MCP)作為一種新型的乙烯受體競(jìng)爭(zhēng)抑制劑,可以阻斷乙烯的合成,降低果蔬呼吸速率,減輕生理病害的發(fā)生[4]。研究表明,1-MCP在許多非呼吸躍變型果實(shí)貯藏保鮮中也表現(xiàn)出良好的保鮮效果,如龍眼[5]、枇杷[6]、冬棗[7]、葡萄[8]、柑橘[9]等。高俊花等[10]研究發(fā)現(xiàn),在石榴貯期的前90 d,1-MCP處理能較好地保持果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分,貯藏后期又可有效地保護(hù)果皮色澤。陳洪彬等[11]研究表明,1-MCP處理能減緩采后‘珍珠’番石榴果實(shí)軟化,增強(qiáng)果實(shí)自由基清除能力,減少細(xì)胞內(nèi)活性氧積累,延緩果實(shí)后熟衰老。因此,本文在研究‘突尼斯’軟籽石榴最適貯藏溫度的基礎(chǔ)上,探究低溫結(jié)合1-MCP處理對(duì)采后‘突尼斯’軟籽石榴貯藏品質(zhì)的影響,旨在為軟籽石榴貯藏保鮮的實(shí)際應(yīng)用提供一定的理論參考。
試驗(yàn)用軟籽石榴,品種為‘突尼斯’,采自陜西省渭南市潼關(guān)縣城關(guān)鎮(zhèn)岳瀆果園,單果質(zhì)量為300~400 g,帶梗采摘,果實(shí)完全成熟,色澤鮮艷,籽粒晶瑩,汁液可溶性固形物含量達(dá)15%以上,無損傷,無病蟲害,采后立即運(yùn)送至陜西師范大學(xué)果蔬保鮮試驗(yàn)冷庫(kù),(7±0.5)℃下預(yù)冷48 h,待用。試驗(yàn)用各類試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純,購(gòu)于西安晶博生物科技有限公司。1-MCP保鮮劑,西安鮮諾生物科技有限公司。聚乙烯(polyethylene,PE)塑料袋(厚度0.01 mm),購(gòu)于西安市長(zhǎng)安區(qū)欣維瑞化學(xué)儀器供應(yīng)站。
2WAJ阿貝折光儀,上海光譜儀器有限公司;GS-ⅢB型大氣采樣器,上海宏宇環(huán)保應(yīng)用研究所;DDS-11AT型電導(dǎo)率儀,上海雷磁新涇儀器有限責(zé)任公司;BSA223S型電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;HWS-250型恒溫恒濕培養(yǎng)箱,寧波江南儀器廠;HH-S型數(shù)顯恒溫水浴鍋,江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;TGL-16gR型冷凍離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì),北京普析通用儀器有限公司。
1.3.1 貯藏溫度試驗(yàn)
將預(yù)冷后的軟籽石榴鮮果依次套上塑料袋(袋子兩邊扎有直徑1 cm圓孔),將套袋后的軟籽石榴依次放入容量為30 L的塑料筐中,果實(shí)分3層擺放,萼筒橫向排列,果實(shí)相互擠緊,再將軟籽石榴連果筐分別置于(1±0.5)、(3±0.5)、(5±0.5)、(7±0.5)和(20±0.5)℃(對(duì)照處理)及相對(duì)濕度90%~95%條件下貯藏。貯藏期間每隔20 d隨機(jī)取樣,測(cè)定石榴果實(shí)的可滴定酸、可溶性固形物含量,并計(jì)算果皮褐變指數(shù)及好果率。貯藏溫度試驗(yàn)每處理30 kg,重復(fù)3次。
1.3.2 1-MCP保鮮劑試驗(yàn)
分別稱取6、15、30和45 mg 1-MCP制成保鮮劑,將軟籽石榴放入體積為30 L的塑料筐中,置入制備好的1-MCP保鮮劑,再在塑料筐外套大PE袋,封緊袋口,使袋內(nèi)1-MCP質(zhì)量濃度分別為0.2、0.5、1.0和1.5 mg/L,以未經(jīng)保鮮劑處理為對(duì)照(CK),貯藏溫度(3±0.5)℃,相對(duì)濕度90%~95%,貯藏期間每隔20 d隨機(jī)取樣,測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。保鮮劑試驗(yàn)每處理30 kg,重復(fù)3次。
采用酸堿滴定法測(cè)定可滴定酸含量;采用3,5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖含量[12];采用阿貝折光儀測(cè)定可溶性固形物含量;采用氣流法測(cè)定果實(shí)呼吸強(qiáng)度;采用電導(dǎo)率儀測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率;采用鄰苯二酚比色法測(cè)定多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性[13];采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定過氧化物酶(peroxidase,POD)活性[14];果皮褐變指數(shù)按公式(1)計(jì)算:
果皮褐變指數(shù)=
(1)
式中:各級(jí)褐變面積用透明厘米方格紙測(cè)定,褐變級(jí)別及分值按果皮褐變顏色深度評(píng)判。具體褐變等級(jí)劃分為:0級(jí),果皮沒有褐變,光潔如初,評(píng)分0分;1級(jí),果皮輕微褐變,表面光滑,評(píng)分25分;2級(jí),果皮明顯褐變,表面粗糙,評(píng)分50分;3級(jí),果皮嚴(yán)重褐變,表面凹陷,評(píng)分75分;4級(jí),果皮完全變黑,呈硬殼狀,評(píng)分100分[15]。
采用計(jì)數(shù)法測(cè)定果實(shí)好果率,按公式(2)計(jì)算:
(2)
果實(shí)腐爛率與失重率按公式(3)(4)計(jì)算:
(3)
(4)
貯藏至120 d時(shí),由10位專業(yè)評(píng)價(jià)員對(duì)軟籽石榴進(jìn)行感官評(píng)分,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 軟籽石榴感官鑒評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory score standard of soft-seed pomegranate fruit
所有測(cè)定指標(biāo)均重復(fù)3次,用SPSS 20軟件進(jìn)行方差分析,Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù),Origin Pro 9.0軟件作圖,當(dāng)P<0.05時(shí),認(rèn)為差異顯著。
2.1.1 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴籽??傻味ㄋ?、可溶性固形物含量的影響
酸度對(duì)石榴籽粒的口感及色澤具有一定的影響,是評(píng)價(jià)石榴品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖1看出,軟籽石榴貯藏期間可滴定酸含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),貯藏前期各處理組可滴定酸含量有所升高,不同處理組在20 d或40 d的分別達(dá)到頂峰,其后開始下降。石榴在貯藏期間溫度過低會(huì)發(fā)生冷害,且貯藏時(shí)間越長(zhǎng),冷害越嚴(yán)重[16]。(1±0.5)℃處理在貯藏至80 d后可滴定酸含量下降較快,可能是由于持續(xù)的低溫使石榴果實(shí)細(xì)胞代謝紊亂,營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味物質(zhì)喪失,表現(xiàn)出明顯的冷害癥狀。貯藏至120 d時(shí),(3±0.5)℃處理組的可滴定酸含量較高,顯著高于其他處理(P<0.05)。
由圖2看出,不同貯藏溫度下軟籽石榴的可溶性固形物含量變化趨勢(shì)不同,其中(5±0.5)、(7±0.5)、(20±0.5)、(1±0.5)℃幾個(gè)處理貯藏期間下降幅度較大;(3±0.5)℃處理一直趨于平緩??扇苄怨绦挝锖肯陆悼赡苁怯捎诤粑乃鶎?dǎo)致,整體看出(3±0.5)℃處理對(duì)軟籽石榴籽粒的可溶性固形物含量保持較好。
圖1 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴可滴定酸含量的影響Fig.1 Effects of storage temperature on titratable acid content of soft-seed pomegranate
圖2 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effects of storage temperature on soluble solids of soft-seed pomegranate
2.1.2 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴果實(shí)褐變指數(shù)、好果率的影響
軟籽石榴在貯藏期間容易發(fā)生褐變。由圖3可見,對(duì)照處理的軟籽石榴果實(shí)褐變指數(shù)急劇上升,而各低溫處理組在80 d后緩慢上升。貯藏至120 d時(shí),(1±0.5)和(3±0.5)℃處理下果實(shí)褐變指數(shù)較低,與其他處理組相比差異顯著(P<0.05)。貯后貨架期觀察發(fā)現(xiàn),經(jīng)(1±0.5)℃處理的果實(shí)轉(zhuǎn)至室溫后2~4 d內(nèi)會(huì)產(chǎn)生褐變,而(3±0.5)℃處理并未發(fā)生此類現(xiàn)象。推測(cè)可能是石榴從相對(duì)較低的溫度下轉(zhuǎn)移至室溫后,溫度波動(dòng)范圍相對(duì)較大,因冷害造成的褐變現(xiàn)象更加明顯[16]。綜合分析,(3±0.5)℃處理能夠降低軟籽石榴果實(shí)褐變指數(shù),果實(shí)外觀品質(zhì)較好。
由圖4看出,在整個(gè)貯藏期間,軟籽石榴的好果率呈現(xiàn)下降趨勢(shì),對(duì)照處理下降最快,貯藏至80 d時(shí)已經(jīng)完全無好果,與其他處理相比差異極顯著(P<0.01);貯藏至120 d時(shí),(1±0.5)、(3±0.5)、(5±0.5)、(7±0.5)℃各處理組的好果率分別為66%、71%、62%、60%,其中(3±0.5)℃處理組的好果率最高,與其他處理之間差異顯著(P<0.05)。
圖3 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴褐變指數(shù)的影響Fig.3 Effects of storage temperature on browning index of soft-seed pomegranate
圖4 貯藏溫度對(duì)軟籽石榴好果率的影響Fig.4 Effects of storage temperature on good fruit rate of soft-seed pomegranate
2.2.1 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴籽??傻味ㄋ?、還原糖、可溶性固形物含量的影響
由圖5看出,各處理軟籽石榴的可滴定酸含量在短期上升后就持續(xù)下降,其中對(duì)照處理下降的最快。1.5 mg/L 1-MCP處理后的籽??傻味ㄋ岷渴冀K處于最高,但與1.0 mg/L 1-MCP處理組差異不顯著(P>0.05),說明1-MCP處理能有效防止籽粒中有機(jī)酸成分降解,保持果實(shí)良好的酸度。
有研究發(fā)現(xiàn),番石榴在成熟過程中,還原糖含量先上升,然后隨著果實(shí)的衰老含量下降[17-18]。由圖6看出,各處理組軟籽石榴籽粒的還原糖含量在貯藏期間均呈先上升后下降的趨勢(shì),對(duì)照處理在貯藏至40 d時(shí)出現(xiàn)峰值,而1.0和1.5 mg/L 1-MCP處理組在貯藏至80 d出現(xiàn)峰值,表明1-MCP處理可延遲還原糖峰值的出現(xiàn)時(shí)間。貯藏至120 d時(shí),1.0和1.5 mg/L 1-MCP處理后的籽粒還原糖含量顯著高于其他處理組(P<0.05),表明在一定濃度范圍內(nèi),1-MCP質(zhì)量濃度越大,石榴果實(shí)物質(zhì)消耗速率越慢,貯后石榴籽粒糖分也就越高。
圖5 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴可滴定酸含量的影響Fig.5 Effects of 1-MCP on titrable acid content of soft-seed pomegranate
圖6 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴還原糖含量的影響Fig.6 Effects of 1-MCP on reducing sugar content of soft-seed pomegranate
由圖7看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),軟籽石榴籽粒可溶性固形物含量呈現(xiàn)緩慢波動(dòng)趨勢(shì),對(duì)照組始終處于最低,其可溶性固形物含量損失較高。貯藏至120 d時(shí),與其他處理組相比,1.5 mg/L 1-MCP處理組的可溶性固形物含量最高,但與1.0 mg/L處理組差異不顯著(P>0.05)。
圖7 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴可溶性固形物含量的影響Fig.7 Effects of 1-MCP on soluble solid content of soft-seed pomegranate
2.2.2 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果實(shí)呼吸強(qiáng)度、褐變指數(shù)、相對(duì)電導(dǎo)率的影響
由圖8看出,貯藏期間前80 d果實(shí)的呼吸強(qiáng)度基本呈下降趨勢(shì),80 d后開始增加,這可能是由于貯藏后期果實(shí)衰老加劇,物質(zhì)代謝旺盛,導(dǎo)致果實(shí)呼吸作用增強(qiáng)。整個(gè)貯藏期間,1-MCP處理后的果實(shí)呼吸強(qiáng)度均低于對(duì)照組,表明1-MCP處理對(duì)降低果實(shí)呼吸作用具有一定效果,其中1.5 mg/L 1-MCP處理的果實(shí)呼吸強(qiáng)度始終處于最低,但與1.0 mg/L 1-MCP處理組不存在顯著性差異(P>0.05)。
圖8 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴呼吸強(qiáng)度的影響Fig.8 Effects of 1-MCP on respiratory intensity of soft-seed pomegranate
由圖9看出,對(duì)照組的石榴果皮褐變指數(shù)在貯藏80 d后急劇增加,至120 d時(shí)達(dá)到0.38,經(jīng)1-MCP處理過的各組增加幅度明顯小于對(duì)照(P<0.05),可見1-MCP處理能有效防止石榴果皮褐變,保持石榴果皮色澤鮮艷。研究認(rèn)為,酶是影響果蔬褐變發(fā)生的重要因素之一[19]。1-MCP能在一定程度上減輕石榴果皮褐變,其原因可能是通過抑制PPO、POD活性的上升,減緩果實(shí)酶促褐變速率,這與張立華[19]的研究結(jié)果相近。
圖9 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴褐變指數(shù)的影響Fig.9 Effects of 1-MCP on browning index of soft-seed pomegranate
果蔬貯藏過程中,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),組織細(xì)胞膜會(huì)受到一定程度的破壞,大量胞內(nèi)電解質(zhì)外漏,相對(duì)電導(dǎo)率增加[8]。由圖10看出,軟籽石榴在貯藏期間果皮相對(duì)電導(dǎo)率一直處于上升狀態(tài),經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率上升較為緩慢。貯藏至120 d時(shí),1.0 mg/L 1-MCP處理的果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率僅為24%,顯著低于對(duì)照(P<0.01),與其他2個(gè)低濃度處理組差異顯著(P<0.05),說明該濃度的1-MCP處理能夠抑制果實(shí)細(xì)胞膜透性增大,延緩組織衰老。
圖10 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.10 Effects of 1-MCP on relative conductivity of soft-seed pomegranate
2.2.3 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果皮PPO、POD活性的影響
在PPO作用下,植物體內(nèi)酚類物質(zhì)可被氧化形成醌,進(jìn)而細(xì)胞中醌的積累可引起果實(shí)發(fā)生褐變[20]。由圖11看出,在整個(gè)貯藏期間,1-MCP處理的石榴果皮PPO活性保持先升后降的變化趨勢(shì),且低于對(duì)照,表明1-MCP處理能延緩果皮PPO活性增高。貯藏至120 d時(shí),各1-MCP處理組與對(duì)照差異顯著(P<0.05),但各1-MCP處理組之間的果皮PPO活性差異不顯著(P>0.05)。
圖11 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果皮PPO活性的影響Fig.11 Effects of 1-MCP on PPO activity of soft-seed pomegranate peel
作為一類氧化還原酶,POD可以催化細(xì)胞代謝產(chǎn)生的H2O2,使其分解為H2O和O2,同時(shí)還能催化H2O2氧化酚類物質(zhì)形成醌,導(dǎo)致組織褐變[20]。由圖12看出,石榴果皮POD活性在整個(gè)貯藏過程中表現(xiàn)為上升趨勢(shì),對(duì)照組POD活性始終最高,幾個(gè)1-MCP處理組上升較為緩慢,1.0與1.5 mg/L 1-MCP處理的果皮POD活性均處于較低水平,但差異不顯著(P>0.05)。綜合考慮,1-MCP最佳質(zhì)量濃度為1.0 mg/L,該處理可以延緩POD活性上升,使果皮細(xì)胞免受H2O2損傷,在一定程度上可減輕果實(shí)褐變。
圖12 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果皮POD活性的影響Fig.12 Effects of 1-MCP on POD activity of soft-seed pomegranate peel
2.2.4 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果實(shí)失重率、腐爛率的影響
水分是保持果蔬新鮮的重要因素,果蔬采后伴隨著呼吸作用和蒸騰作用,其內(nèi)部水分不斷降低,產(chǎn)品質(zhì)量逐漸下降[21]。由圖13看出,貯藏期間軟籽石榴的果實(shí)失重率始終處于上升趨勢(shì),對(duì)照組的失重率明顯高于其他處理,1.5 mg/L 1-MCP處理的果實(shí)失重率保持最低狀態(tài),貯藏至120 d時(shí),1.5 mg/L 1-MCP的果實(shí)失重率約為對(duì)照的一半(P<0.05),表明該處理的保水性能最好。
圖13 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果實(shí)失重率的影響Fig.13 Effects of 1-MCP on weightlessness rate of soft-seed pomegranate
由圖14看出,貯藏前80 d,各處理組果實(shí)腐爛率變化不大(P>0.05),幾乎均未發(fā)生腐爛,但80 d后,對(duì)照組的失重率急劇增加,貯藏至120 d時(shí),對(duì)照組腐爛率為6%,與其他處理存在顯著差異(P<0.05),表明1-MCP處理能較好地防止石榴采后貯期果實(shí)腐爛。1.5 mg/L 1-MCP處理的腐爛率最低,但與1.0 mg/L處理組差異不顯著(P>0.05)。
圖14 1-MCP處理對(duì)軟籽石榴果實(shí)腐爛率的影響Fig.14 Effects of 1-MCP on decay rate of soft-seed pomegranate
2.2.5 貯藏結(jié)束時(shí)1-MCP處理對(duì)軟籽石榴感官性狀的影響
由表2看出,貯藏至120 d時(shí),1.0 mg/L 1-MCP處理的軟籽石榴感官評(píng)分值最高,與其他處理間差異顯著(P<0.05),與1.5 mg/L 1-MCP處理間差異不顯著(P>0.05)。由圖15看出,貯藏至120 d時(shí),對(duì)照組的軟籽石榴表面褐變較為明顯,而0.5、1.0和1.5 mg/L 1-MCP三個(gè)處理的果實(shí)表面褐變較輕,色澤光艷。
表2 1-MCP處理下軟籽石榴貯藏120 d感官評(píng)分結(jié)果Table 2 Sensory score of soft seed pomegranate treated with 1-MCP for 120 d storage
圖15 1-MCP處理下軟籽石榴貯藏120 d外觀狀況Fig.15 Appearance of soft-seed pomegranate treated with 1-MCP for 120 d storage
貯藏溫度是采后石榴質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素。低溫貯藏是目前果蔬保鮮中應(yīng)用最為廣泛的一類物理保鮮方法,其操作簡(jiǎn)便且綠色無污染。在適宜的低溫條件下,果實(shí)呼吸強(qiáng)度較低,乙烯釋放受到抑制,果蔬內(nèi)部生理代謝速率較慢,從而能夠保持果實(shí)良好外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),延緩組織衰老的作用。但溫度過低則會(huì)引起冷害,影響果實(shí)品質(zhì),且冷害發(fā)生程度與貯藏溫度和持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)[22]。孫波等[23]研究認(rèn)為石榴的品種和栽培條件是影響果實(shí)耐貯性的重要因素。ELYATEM等[24]發(fā)現(xiàn),“Wonderful”石榴在5 ℃或更低溫度下貯藏會(huì)發(fā)生冷害;周銳等[25]選用云南蒙自甜石榴在不同溫度下貯藏,發(fā)現(xiàn)2和4 ℃下貯藏的石榴果實(shí)均未發(fā)生冷害,且保鮮效果無顯著差異;張有林等[26]出現(xiàn),陜西臨潼“凈面甜”石榴在0 ℃條件下貯藏30 d即發(fā)生冷害,果面褐變指數(shù)達(dá)1.0;這說明不同品種的石榴對(duì)貯藏溫度的敏感程度不同。研究發(fā)現(xiàn),將‘突尼斯’軟籽石榴在(3±0.5)℃條件下貯藏,能有效保持果實(shí)糖酸成分,延緩果實(shí)褐變與衰老,這與姚昕[27]、張潤(rùn)光[15]的研究結(jié)果保持一致。
‘突尼斯’軟籽石榴的最佳貯藏溫度為(3±0.5)℃。(3±0.5)℃低溫結(jié)合1.0 mg/L 1-MCP處理能夠抑制‘突尼斯’軟籽石榴果皮PPO、POD活性,降低糖、酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損耗,減緩果實(shí)呼吸代謝速率,有效控制果實(shí)褐變和腐爛,延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期。
綜上,‘突尼斯’軟籽石榴的最佳貯藏方式為:果實(shí)經(jīng)預(yù)冷后置于果筐中,加入濃度為1.0 mg/L的1-MCP保鮮劑,再用PE塑料袋密封包裝,在貯藏溫度(3±0.5)℃、相對(duì)濕度90%~95%條件下可貯藏120 d,貯后果實(shí)綜合品質(zhì)良好,保鮮效果理想。