不同预冷方式结合1-甲基环丙烯对红提葡萄的保鲜效果

李自芹,李文绮,王纪文,马小宁,赵志永 ,党富民

(1.新疆农垦科学院,新疆石河子 832000;2.石河子质量与计量检测所,新疆石河子 832000;3.双河市丝蔓果蔬种植农民专业合作社,新疆双河 833303))

0 引 言

【研究意义】红提葡萄是新疆的主栽品种之一[1]。红提葡萄水分含量高,贮藏后期易产生发霉现象,影响葡萄的贮藏期,因此,寻找红提葡萄更有效的保鲜方式尤为重要。研究不同预冷方式结合1-甲基环丙烯(1-MCP)下红提葡萄预冷速度及贮藏品质变化,对提升红提葡萄保鲜效果有重要意义。【前人研究进展】二氧化硫(SO2)类保鲜剂、保鲜纸是目前国内外采用的主要保鲜方式[2],但是,红提葡萄的生理特性使其对SO2较敏感。预冷是果蔬在贮藏前的关键一步,可以抑制果蔬采摘后的呼吸作用,减少病原菌的侵染,提高果蔬的低温抗性[3]。时文林等[4]研究发现,预冷提高了甜玉米在贮藏期间的蔗糖含量;田全明[5]研究发现,真空预冷延缓了鲜杏果实的软化,提高了果实的贮运性;黄瑞辉[6]研究发现,真空预冷抑制了葡萄的呼吸作用,较好的保持了贮藏品质。王辰等[7]发现,预冷与未预冷的葡萄对比,抑制了贮藏期间果实褐变相关酶活性的升高。l-甲基环丙烯(1-MCP)是一环丙烯类化合物,因使用浓度较低,活性强,无残留,在果蔬保鲜上应用较广[8]。张鹏等[9]研究发现,1-MCP处理减少了阳光玫瑰葡萄的质量损失率,提高了货架期品质;成果等[10]发现,1-MCP处理阻断了乙烯与受体的结合,减少了葡萄的脱粒,推迟了葡萄的衰老进程;陈浩[11]研究发现,1-MCP复合Na2S2O5处理,维持了红提葡萄细胞膜的稳定性,延缓了果皮的褐变进程。【本研究切入点】目前,不同预冷方式结合1-MCP对红提葡萄的保鲜效果研究报道较少。需研究不同预冷方式结合1-甲基环丙烯(1-MCP)对红提葡萄预冷速度及贮藏品质的影响。【拟解决的关键问题】研究不同预冷方式结合1-MCP对红提葡萄的贮前预冷速度及贮藏效果,为拉长果实的贮藏期提供一定的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 红提葡萄

红提葡萄2021年9月采摘于新疆石河子市148团,选无病害、成熟度一致的红提葡萄作为材料。

1.1.2 设备与试剂

天平、TD-45糖度计、破壁机,1-甲基环丙烯(1-MCP)、温湿度监控仪,吸水纸、保鲜筐、保鲜袋,果蔬熏蒸剂等,新疆沃德生物科技有限责任公司提供。纳米聚乙烯微孔保鲜膜(N):微孔膜孔径0.5～1.5 nm,密度800～1 500个/mm2,O2和CO2渗透系数约9.1×108mL/(m2·d·atm),天津科技大学提供;隧道式原位差压预冷设备、预蓄冷周转箱(新疆农垦科学院农产品加工研究所提供)。

1.2 方 法

1.2.1 样品处理

将筛选好的红提葡萄分4组,每组40筐,每筐重5 kg。

前期试验1-MCP浓度:0.5,1,1.5和2 μL/L,除0.5 μL/L 1-MCP较对照(CK)效果不明显外,其余3个处理浓度均能不同程度的保持红提葡萄的品质,减少落粒率,最佳1-MCP浓度为1.5 μL/L。

处理1:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸处理后,装入保鲜膜(N)中,置于葡萄保鲜筐中,采用预蓄冷周转箱将红提葡萄预冷至0℃。

处理2:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸处理后,装入保鲜膜(N)中,置于葡萄保鲜筐中,采用隧道式原位差压预冷装置将红提葡萄预冷至0℃。

处理3:1.5 μL/L 1-MCP熏蒸处理后,装入保鲜膜(N)中,置于葡萄保鲜筐中,采用冷库预冷方式将红提葡萄预冷至0℃。

对照组(CK):红提葡萄未经1-MCP熏蒸及预冷处理,置于葡萄保鲜筐中。

各处理红提葡萄分别放于(0±0.5)℃,相对湿度85%的保鲜库中贮藏。每隔20 d测定1次果实的各项指标。图1～4

图2 原位差压预冷

图3 冷库直冷预冷

图4 纳米聚乙烯微孔保鲜膜

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 预冷速度

采用温湿度监控仪测定。

1.2.2.2 果实落粒率和腐烂率

按文献方法计算[12]。

1.2.2.3 果实硬度

用Φ2 mm的柱头物性对果实穿刺[12],穿刺的速度为2 mm/s,深度为6 mm,重复测定10次。

1.2.2.4 呼吸强度

采用静置法测定[13]。

1.2.2.5 可溶性固形物(SSC)

采用TD-45数显糖度计测定(%)[14]。

1.2.2.6 可滴定酸(TA)

采用自动电位滴定仪测定[15]。

1.2.2.7 丙二醛(MDA)

采用硫代巴比妥酸比色法[16]。

1.2.2.8 过氧化物酶(POD)

采用愈创木酚法测定[17]。

1.3 数据处理

采用Excel软件绘图,SPSS统计分析,以P<0.05 表示差异显著的标准。

2 结果与分析

2.1 预冷速度

研究表明,隧道式原位差压预冷将果实由32℃降温到0℃用了1.5 h,预蓄冷周转箱为4.5 h,冷库预冷为9.5 h。隧道式原位差压预冷比预蓄冷周转箱预冷速度快3 h,比冷库预冷快8 h。

2.2 红提葡萄果实落粒率的变化

研究表明,红提葡萄各处理果实落粒率呈现上升的变化趋势。在贮藏前20 d,各处理果实的落粒率为0,从40 d开始,处理3及CK组开始出现落果,在贮藏60 d时,处理2、处理1开始出现轻微落果。在整个贮藏期,处理2的落粒率始终低于其他处理。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理,更有利于保持红提葡萄在贮藏期间的好果率。图5

图5 不同处理下红提葡萄落粒率的变化

2.3 红提葡萄果实腐烂率的变化

研究表明,各处理红提葡萄果实在贮藏前20 d均未发生腐烂,处理1、处理3和CK从20 d后开始发生腐烂,处理2从第40 d开始发生轻微腐烂。在整个贮藏期间,不同处理果实腐烂率表现为上升的趋势,贮藏第120 d时,处理2果实腐烂率为8.5%,比CK、处理1和处理3分别低了5%、1.5%和3%(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理减少了红提葡萄果实腐烂率发生,更有利于红提葡萄贮藏保鲜。图6

图6 不同处理下红提葡萄腐烂率的变化

2.4 红提葡萄果实硬度的变化

研究表明,随着贮藏时间的延长,葡萄果肉耐压力逐渐下降,在整个贮藏期,不同处理葡萄硬度大小为,处理2>处理1>处理3>CK。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理减少了果实各成分含量的损失,保持了红提葡萄的鲜果品质,延长了贮藏期。图7

图7 不同处理下红提葡萄硬度的变化

2.5 红提葡萄果实呼吸强度的变化

研究表明,红提葡萄果实在贮藏期内各处理没有出现明显的呼吸高峰。在贮藏前20 d,各处理果实呼吸强度呈下降趋势,从20 d开始到贮藏后期,各处理果实的呼吸强度变化趋势为先升高后降低。在贮藏第100 d,处理2的呼吸强度为20 mg/(kg·h),分别比处理1、处理3及CK低了5、10和13 mg/(kg·h)(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理抑制了红提葡萄的呼吸强度,延缓了其衰老进程,保持了果实的新鲜品质。图8

图8 不同处理下红提葡萄呼吸强度的变化

2.6 红提葡萄果实可溶性固形物(SSC)含量的变化

研究表明,红提葡萄贮藏第80 d时,各处理红提葡萄果实SSC含量达到贮藏期的最大值,在贮藏后期,由于果实的呼吸作用和生理活动,SSC含量呈下降的趋势。在贮藏第120 d时,处理1、处理2、处理3和CK SSC含量分别为9%、10%、6%和4%,CK果实SSC含量显著低于其他处理(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理贮藏,保持了红提葡萄的SSC含量,推迟了果实的后熟,提高了果实的贮藏品质。图9

图9 不同处理下红提葡萄可溶性 固形物(SSC)含量的变化

2.7 红提葡萄可滴定酸(TA)含量的变化

研究表明,在红提葡萄贮藏期间,3组红提葡萄处理果实的TA含量普遍高于CK,其中,处理2的TA含量始终保持在最高水平。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理较其他处理,抑制了红提葡萄TA含量的降低,保持了果实的风味品质。图10

图10 不同处理下红提葡萄 可滴定酸(TA)含量的变化

2.8 红提葡萄丙二醛(MDA)含量的变化

研究表明,各处理的红提葡萄MDA含量均呈上升的变化趋势。CK的MDA显著高于其他处理(P<0.05)。在整个贮藏期,各处理MDA含量比较为CK>处理3>处理1>处理2。较其他处理,1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷抑制果实的细胞膜透性效果最好。图11

图11 不同处理下红提葡萄丙二醛 (MDA)含量的变化

2.9 红提葡萄过氧化物酶(POD)活性的变化

研究表明,各处理红提葡萄POD活性在贮藏期间呈上升的变化趋势。贮藏初期,不同处理POD活性差异不明显,第80 d时,处理1、处理2、处理3及CK POD活性分别为17、19、13、10 U/g,处理2 POD酶活性较CK差异显著(P<0.05)。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理更好的激发了果实中POD的活性,有效的清除了果实内过剩的自由基。图12

图12 不同处理下红提葡萄过氧化物酶 (POD)活性的变化

3 讨 论

3.1病害侵染、采摘前是否下雨、贮藏环境的变化等因素均会导致红提葡萄落粒[12]。与郑碧霞等[18]研究结果相似。与王辰元等[19]研究结果类似。硬度是指果实耐压力的大小[20],是判断果实成熟度及贮藏品质的重要标志[21]。呼吸强度的大小反应果蔬的保鲜品质,从而决定果蔬的贮藏期[22]。可能是果实贮藏前期受到外界刺激胁迫有关[23]。SSC是果蔬细胞中所包含的可溶性的糖类、矿物质、维生素等,是评价果蔬耐贮藏性的重要指标[24]。TA是影响果蔬风味品质的关键因素[25]。与孙思胜等[26]对不同浓度肉桂丁香提取物结合壳聚糖涂膜对夏黑葡萄采后生理的影响研究结果相似。MDA是果蔬衰老过程中膜脂过氧化的产物,膜脂过氧化能增加果蔬细胞的通透性,致使细胞内物质外渗[27]。POD酶活性的高低一定程度上体现了果蔬抗性的强弱,具有消除H2O2和酚类胺类毒性的作用,从而提高果蔬的抗逆性[28]。葡萄的贮藏保鲜是多项技术集成的综合性技术[29],温度是影响鲜食红提葡萄在贮藏期间生理活动的重要因素,低温可抑制果实的呼吸强度、衰老,减少落粒和腐烂,进而延长果实的保鲜期[30],还可缓解因葡萄集中上市造成的销售困难。

3.2果蔬常用的预冷方式分为冷风、水冷、差压、真空预冷等,真空预冷成本较高,水冷常会造成红提葡萄遭受微生物侵染,且易洗去果实表面果粉[31]。目前,新疆大部分葡萄贮前主要采用冷库预冷,此预冷方法简单、实用,基本可满足红提葡萄的中短期贮藏保鲜[32]。冷库预冷,每批红提葡萄均要来回搬运3～4次,费时费工。隧道式原位差压预冷基本适合所有果蔬的预冷,差压预冷的原理是将物品按一定形状一次堆放,通过一个密封装置,在两端制造一个压力差,使冷风从一端吸入,另一短输出,原位差压预冷是物品不动,预冷装置移动,装置简单,因此投入小,省工省时。

3.3红提葡萄在贮藏后期,易发生落粒、腐烂等现象,低温、高湿以及保鲜剂能延长果实的贮藏期[33]。1-MCP通过调节乙烯的释放,进而达到抑制葡萄的成熟和衰老,且无残留。目前,低温及1-MCP在葡萄的贮藏保鲜上已有一定的运用,较好的抑制了果实的呼吸速率,保持了果实的新鲜品质[34-38]。然而,有关红提葡萄的贮藏保鲜,还需要进一步研究果实在贮藏期间冷害和冻害的发生机理。

4 结 论

不同预冷方式结合1-MCP处理均不同程度抑制了红提葡萄的呼吸强度和代谢速率,推迟了葡萄的成熟衰老进程。隧道式原位差压预冷、预蓄冷周转箱处理的红提葡萄降温速率明显比冷库预冷的速率快,各处理较CK,均不同程度的抑制了果实的呼吸强度、落粒率、腐烂率、硬度和MDA含量的升高,对果实TA、SSC的保留有一定积极作用,提高了POD活性。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理(处理2)较其他处理,对红提葡萄在贮藏期间的保鲜效果最佳。1.5 μL/L 1-MCP结合原位差压预冷处理,更好的保持了葡萄的新鲜品质,延长了贮藏期。此保鲜方式节约成本、省时省工,可作为红提葡萄的贮运保鲜方法。