1-MCP結(jié)合ClO2固體緩釋劑處理對(duì)番茄貯藏的保鮮效果*

余定浪，任柯霖，歐州，譚書明

1(貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng)，550025)(貴州省農(nóng)畜產(chǎn)品貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽(yáng)，550025)

番茄(tomato，Lycopersicum esculentum Mill)屬茄科番茄亞屬草本植物，營(yíng)養(yǎng)豐富，味美可口，食用方法多樣，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。番茄屬于呼吸躍變型漿果，采后果實(shí)對(duì)乙烯極為敏感，在貯藏期間易受疫病、軟腐病、潰瘍病等多種病害的影響或侵染，極易導(dǎo)軟化腐敗而失去商品價(jià)值，造成較大的損失［1-2］，因此，番茄的貯藏與保鮮極為重要。

1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是一種新型乙烯受體抑制劑，能與乙烯受體發(fā)生不可逆性的結(jié)合，阻斷乙烯與受體的結(jié)合，抑制其所誘導(dǎo)的與果實(shí)后熟有關(guān)的生理生化反應(yīng)，從而延緩果蔬的成熟與衰老進(jìn)程［3-4］。二氧化氯(ClO2)是一種新型高效廣譜、安全無(wú)毒的消毒劑，它殺菌能力強(qiáng)、無(wú)氣味殘留，能阻止阻止蛋氨酸生成乙烯，從而延緩果蔬衰老與腐爛［5-6］。1-MCP和ClO2已廣泛使用于果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域，但兩者結(jié)合處理的研究還比較少。研究報(bào)道蟠桃［7］、葡萄［8］采用1-MCP結(jié)合ClO2處理表現(xiàn)出很好的保鮮效果。本實(shí)驗(yàn)以番茄為材料，研究了在室溫和低溫貯藏條件下，1-MCP和ClO2固體緩釋劑不同處理方式對(duì)番茄貯藏效果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄:品種“金剛”，采摘自遵義縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，采收成熟度綠熟期的果實(shí)，采收當(dāng)天運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室，通風(fēng)預(yù)冷后挑選色澤均勻、大小均一(單果重為100 g左右)、無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲害的果實(shí)作為試驗(yàn)材料。

1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP):蘭州嘉誠(chéng)生物技術(shù)有限公司出品，有效成分為4.5%。ClO2固載緩釋劑:由本課題組自制，主要成分為NaClO2、酒石酸、CaCl2及活性炭。咔唑、半乳糖醛酸、濃H2SO4、冰醋酸、乙酸鈉、多聚半乳糖醛酸、3，5-二硝基水楊酸、葡萄糖、乙醇等，均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水。

1.2 主要儀器

FHM-1硬度計(jì)，日本;M5IR復(fù)合式氣體檢測(cè)儀，BW科技公司，美國(guó);RHB80手持折光儀，泰斯特儀器有限公司;TES-135色差計(jì)，臺(tái)灣泰仕;T6紫外分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;TGL20M臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 處理方法

將樣品隨機(jī)分為4組，分別進(jìn)行以下4種處理:

第1組(對(duì)照CK):直接用紙箱包裝，每箱50個(gè)番茄果實(shí)。

第2組(1-MCP處理)參照陳印金等的方法［9］:先將其放入體積約為45 L的保鮮泡沫箱中(每箱50個(gè)番茄)，同時(shí)將裝有0.001 2g 1-MCP粉劑的50 mL燒杯放入沫箱中，然后往燒杯內(nèi)加入10 mL蒸餾水，迅速把泡沫箱蓋上密封，使箱內(nèi)氣體濃度約為0.5 ul/L，處理20 h后，用紙箱進(jìn)行包裝。

第3組(ClO2處理):用紙箱分裝后向箱內(nèi)放入ClO2固體緩釋劑。

第4組(1-MCP+ClO2處理):按照第2組的方法先用1-MCP處理后用紙箱包裝，然后向紙箱內(nèi)放入ClO2固體緩釋劑。

ClO2固體緩釋劑使用量:室溫為1 g/kg，低溫為2.5 g/kg。

以上紙箱包裝均為每箱50個(gè)番茄果實(shí)(約重5 kg)，將以上處理過(guò)的番茄分為2批分別置于室溫［(20～25)℃］和低溫［(10±1)℃］條件下貯藏，每種處理重復(fù)3次。每5 d觀察統(tǒng)計(jì)番茄的轉(zhuǎn)色及腐爛發(fā)病情況，取樣做各生理生化指標(biāo)分析。

1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

果實(shí)硬度采用日本FHM-l型硬度計(jì)測(cè)定;可溶性固形物用手持式折光儀測(cè)定;果膠酶活性的測(cè)定采用比色法［10］;果膠含量的測(cè)定采用咔唑比色法［11］，呼吸強(qiáng)度采用CO2分析儀測(cè)定法［12］。腐爛率測(cè)定:

腐爛率/%=(無(wú)商業(yè)價(jià)值果數(shù)/抽檢果數(shù))×100

轉(zhuǎn)色指數(shù)的測(cè)定參照榮瑞分等的方法［13］。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

本實(shí)驗(yàn)所有指標(biāo)均在鮮重狀態(tài)下測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)果采用 Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，經(jīng) SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。文中圖表用Origin8.5軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)番茄轉(zhuǎn)色率的影響

番茄果實(shí)的成熟與衰老主要表現(xiàn)為果實(shí)的轉(zhuǎn)色及硬度的降低，隨著果實(shí)成熟，番茄果實(shí)逐漸失綠轉(zhuǎn)紅，并開(kāi)始軟化［14］。由表1中可知，在室溫條件下，對(duì)照組和ClO2緩釋劑單獨(dú)處理組在貯藏5 d時(shí)，轉(zhuǎn)色指數(shù)分別達(dá)47%和45%，貯藏15 d時(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)均高于90%，果實(shí)基本完全轉(zhuǎn)紅;經(jīng)過(guò)1-MCP處理的果實(shí)在貯藏前15 d轉(zhuǎn)色指數(shù)均顯著低于對(duì)照組和ClO2緩釋劑單獨(dú)處理組(P＜0.01)，20 d后，各組果的轉(zhuǎn)色指數(shù)無(wú)顯著差異。在低溫條件下，番茄轉(zhuǎn)色明顯受到抑制，前30 d各處理組顯著顯著低于對(duì)照組(P≤0.01);35 d時(shí)，對(duì)照組果實(shí)全部轉(zhuǎn)紅，各處理組轉(zhuǎn)色指數(shù)也達(dá)90%以上。

從表1中還可以看出，無(wú)論在常溫或低溫條件下，1-MCP處理能顯著性的延緩番茄在貯藏時(shí)色澤的變化，ClO2緩釋劑單獨(dú)處理對(duì)延緩番茄轉(zhuǎn)色在常溫下沒(méi)有明顯的作用。

表1 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響Table 1 Effects of different inhibitors treatments on degreening index of tomato under two storage conditions

2.2 不同處理對(duì)番茄腐爛率的影響

貯藏過(guò)程中，番茄的腐爛主要是因?yàn)椴≡⑸锏慕?，?dǎo)致組織軟化腐敗。由表2可看出，溫度對(duì)番茄腐爛率有很大的影響，在室溫下，對(duì)照組在貯藏10 d后開(kāi)始出現(xiàn)腐爛，1-MCP+ClO2處理在第20天時(shí)才出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，并且腐爛率低于1-MCP、ClO2緩釋劑單獨(dú)處理組，貯藏30 d其腐爛率僅為20%。在低溫下，對(duì)照組番茄20 d開(kāi)始出現(xiàn)腐爛果，各處理組均在第25天時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)腐爛果，1-MCP+ClO2處理組在第45天時(shí)腐爛率為22%，僅占對(duì)照組的45.8%。在2個(gè)溫度條件下，整個(gè)貯藏過(guò)程中對(duì)照組的腐爛率顯著高于處理組(P＜0.01);1-MCP+ClO2處理腐爛最少，其次是ClO2緩釋劑單獨(dú)處理，這可能是由于1-MCP能延緩番茄果實(shí)的衰老，增強(qiáng)果實(shí)的抗病性，再加上ClO2具有殺菌的作用，可防止病原菌對(duì)番茄果實(shí)的浸染，從而降低番茄的腐敗。

表2 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄腐爛率的影響Table 2 Effects of different inhibitors treatments on incidence of decay of tomato under two storage conditions

2.3 不同處理對(duì)番茄呼吸強(qiáng)度的影響

如圖1所示，在整個(gè)貯藏過(guò)程中，低溫條件下各組番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度明顯低于室溫條件。不同處理之間存在明顯差異，3種處理均延緩番茄呼吸高峰的到來(lái)，并在一定程度上抑制了果實(shí)的呼吸。在室溫下，ClO2緩釋劑處理的果實(shí)在前5 d呼吸迅速加快，但第5天后開(kāi)始下降，直到第15天時(shí)出現(xiàn)明顯的呼吸峰，這可能是由于ClO2緩釋劑在開(kāi)始反應(yīng)比較慢，產(chǎn)生的ClO2氣體量少，對(duì)番茄的呼吸抑制不明顯，但在5 d后緩釋劑體系反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量ClO2氣體，抑制番茄呼吸。1-MCP對(duì)番茄的呼吸有著明顯的抑制作用，尤其是在貯藏前期。冷藏條件下，番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度受到抑制，前期都呈降低的趨勢(shì)，對(duì)照組在第15天出現(xiàn)呼吸高峰，1-MCP、ClO2緩釋劑單獨(dú)處理組均在第20天出現(xiàn)高峰，1-MCP結(jié)合ClO2緩釋劑處理組在整個(gè)貯藏期內(nèi)無(wú)明顯的呼吸高峰。

2.4 不同處理對(duì)番茄硬度的影響

由圖2可看出，2個(gè)溫度條件下貯藏的番茄果實(shí)硬度隨貯藏期的延長(zhǎng)不斷下降，這是由于果實(shí)的后熟，其內(nèi)部產(chǎn)生果膠酶，原果膠被水解生成可溶性果膠和果膠酸，細(xì)胞壁的纖維變得松散，果肉細(xì)胞分離，使果實(shí)逐漸變軟、硬度下降［15］。常溫貯藏對(duì)照組的硬度下降最快，貯藏20 d時(shí)僅為0.45 kg/cm2左右;經(jīng)1-MCP+ClO2處理的番茄硬度下降最緩慢，貯藏30 d時(shí)大于0.49 kg/cm2。在低溫下貯藏前期，番茄果實(shí)硬度下降緩慢，且無(wú)明顯差異，直到第20天時(shí)，對(duì)照組果實(shí)硬度開(kāi)始迅速降低，3個(gè)處理組到30 d時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，其中1-MCP+ClO2處理的番茄硬度下降最緩慢。

2.5 不同處理對(duì)番茄果膠酶活性的影響

圖1 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effects of different inhibitors treatments on respiration intensity of tomato under two storage conditions

從圖3可以看出，在2個(gè)溫度貯藏條件下，各組番茄果實(shí)的PG酶活性呈先上升后緩慢降低的趨勢(shì)，對(duì)照組PG酶活性的上升速度明顯高于處理組。在貯藏前期，3組處理均能明顯抑制PG酶活性的升高，其中1-MCP+ClO2處理對(duì)番茄PG酶活性的影響最明顯;在貯藏后期，各處理對(duì)番茄PG酶活性的影響均無(wú)明顯差異。

2.6 不同處理對(duì)番茄可溶性果膠、原果膠含量的影響

圖2 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄硬度的影響Fig.2 Effects of different inhibitors treatments on firmness of tomato under two storage conditions

圖3 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄果膠酶(PG)活性的影響Fig.3 Effects of different inhibitors treatments on pectinase activity of tomato under two storage conditions

如圖4所示，在貯藏過(guò)程中各組番茄中可溶性果膠含量總體呈上升的趨勢(shì)，而原果膠逐漸減少。室溫下，3組處理番茄中的可溶性果膠含量上升幅度明顯低于對(duì)照組，且各處理間差異顯著(P＜0.05)，其中1-MCP+ClO2處理上升最慢，其次是1-MCP處理。在低溫下，貯藏前期各組果實(shí)的可溶性果膠含量上升比較緩慢，各組間無(wú)明顯差異，直到第20天后對(duì)照組開(kāi)始迅速上升，顯著高于其他3個(gè)處理組(P＜0.01)，第25天后1-MCP處理組也開(kāi)始迅速上升，ClO2、1-MCP+ClO2處理組在30 d后才開(kāi)始有明顯的上升趨勢(shì)。

由圖4可知，在貯藏過(guò)程中，原果膠含量隨可溶性果膠含量的降低而逐漸下降，這是由于果實(shí)在貯藏過(guò)程中，細(xì)胞壁原有的大量原果膠(不溶性果膠)，在果膠酶的作用下分解為水溶性果膠［16-17］。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在貯藏過(guò)程中番茄水溶性果膠與原果膠的變化呈顯著性負(fù)相關(guān)(室溫:r=0.957，a=0.01;低溫:r=0.945，a=0.05)，原果膠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄怨z，使果實(shí)細(xì)胞壁組織受到破壞，導(dǎo)致番茄組織軟化，硬度下降。

圖4 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄果膠含量影響Fig.4 Effects of different inhibitors treatments on content of pectin of tomato under two storage conditions

2.7 不同處理對(duì)番茄可溶性固形物的影響

由圖5可知，在不同溫度貯藏條件下，各組番茄可溶性固形物含量均呈先上升后緩慢下降的趨勢(shì)，這主要是由于采后番茄在后熟過(guò)程中組織內(nèi)一些大分子物質(zhì)的水解作用，使其含量在貯藏初期增加;但另一方面，隨著呼吸作用的不斷進(jìn)行，并且沒(méi)有外界物質(zhì)提供，可溶性固形物的消耗量大于產(chǎn)生量，使其在貯藏后期的含量逐漸降低［18］。貯藏前期對(duì)照組果實(shí)可溶性固形物含量的上升趨勢(shì)要比處理組明顯，差異達(dá)到極顯著(P＜0.01)，貯藏后期處理組的下降程度低于對(duì)照組，其中1-MCP+ClO2處理組的下降程度最小。

圖5 不同貯藏條件下各處理對(duì)番茄可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effects of different inhibitors treatments on soluble solids content of tomato under two storage conditions

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)在室溫和低溫貯藏下用1-MCP和ClO2對(duì)綠熟期的番茄進(jìn)行不同處理，結(jié)果表明無(wú)論是單獨(dú)處理還是結(jié)合處理均表現(xiàn)出了一定的保鮮效果，且兩者結(jié)合處理效果優(yōu)于單獨(dú)處理;1-MCP+ClO2處理結(jié)合低溫貯藏更能有效地保持番茄的品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏期。

1-MCP可以競(jìng)爭(zhēng)性地與乙烯受體蛋白質(zhì)結(jié)合，阻止內(nèi)源和外源乙烯與受體結(jié)合，阻斷乙烯的正常代謝過(guò)程，并抑制其誘導(dǎo)的與果實(shí)后熟相關(guān)的一系列生理生化反應(yīng)，進(jìn)而延緩果實(shí)衰老進(jìn)程。但是1-MCP只有在呼吸躍變型果實(shí)躍變前進(jìn)行處理才有效，對(duì)躍變期和越變后的果實(shí)作用很小或沒(méi)有作用，當(dāng)內(nèi)源乙烯催化果實(shí)達(dá)到一定的后熟階段后，1-MCP就失去了抑制乙烯的作用［19］。

然而ClO2固體緩釋劑在番茄貯藏過(guò)程中，緩慢釋放出ClO2氣體，它能有效地阻止果蔬組織內(nèi)部蛋氨酸的分解，阻止乙烯的生產(chǎn)及破壞已產(chǎn)生的乙烯，并且有很強(qiáng)的殺菌能力，同時(shí)可以抑制腐敗菌的生成［6］。但是ClO2固體緩釋劑釋放ClO2氣體是一個(gè)緩慢的過(guò)程，初期貯藏環(huán)境中ClO2氣體積累量較少，因此前期對(duì)番茄的生理變化影響效果不明顯。

在本實(shí)驗(yàn)中，番茄貯藏前先用1-MCP處理，在貯藏過(guò)程中放入ClO2固體緩釋劑，這樣充分利發(fā)揮了1-MCP和ClO2固體緩釋劑的保鮮作用，同時(shí)很好地彌補(bǔ)了兩者單獨(dú)使用時(shí)的不足。1-MCP和ClO2固體緩釋劑結(jié)合處理有效地抑制貯藏過(guò)程番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，推遲呼吸躍變的出現(xiàn)，延緩果實(shí)生理生化反應(yīng)進(jìn)程，進(jìn)而延緩組織衰老;同時(shí)抑制病原菌的生長(zhǎng)，從而減少果實(shí)的發(fā)病、腐爛，更好的保持果實(shí)的品質(zhì)。因此采用1-MCP結(jié)合ClO2處理在果蔬貯運(yùn)保鮮中，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

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