乙烯與1-MCP處理對伯謝克辛甜瓜采后生理品質(zhì)的影響

張明明，白羽嘉，熱合滿·艾拉，王玉紅，李夢， 瑪爾哈巴·帕爾哈提，馮作山

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】伯謝克辛甜瓜屬典型的呼吸躍變型果實，是新疆喀什地區(qū)特有品種。主要分布在伽師、麥蓋提、岳普湖等縣。其具有果肉厚、肉質(zhì)綿軟爽口、汁多味香等特點[1-3]，與其它甜瓜相比，伯謝克辛采后生理代謝旺盛，果實迅速發(fā)生軟化，常溫貯藏3～5 d即失去全部商品價值?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】呼吸躍變型果實在貯藏過程中，會隨果實成熟而產(chǎn)生大量的乙烯并向外釋放[4]，空氣中乙烯濃度增大又會反過來促進(jìn)果實的呼吸代謝，加速果實成熟。用外源乙烯處理能誘導(dǎo)和加速果實成熟[5]，如果抑制果實中自身合成的乙烯或利用乙烯合成抑制劑處理則使果實成熟推遲[6]。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)，能夠不可逆的作用于乙烯受體，從而阻斷受體與乙烯的正常結(jié)合[7]，抑制其果實后熟軟化相關(guān)的一系列生理生化反應(yīng)，延長躍變型果實采后的保鮮期，對保持果蔬品質(zhì)發(fā)揮了重要的作用[8]。研究表明，1-MCP可以有效減緩旱黃密[9]，玉金香[10]，黃醉仙[11]，新密1號[12]等甜瓜果實的軟化進(jìn)程。呼吸作用是果實采后最主要的生命活動，呼吸作用的強(qiáng)弱可以反應(yīng)果實采后的活動狀態(tài)[15]?！颈狙芯壳腥朦c】伯謝克辛因受地域的限制，國內(nèi)外對該品種研究較少。伯謝克辛甜瓜采后正值高溫季節(jié)，采收期集中，采后極易發(fā)生軟化，而目前尚未有對其軟化機(jī)理進(jìn)行研究，缺乏一種合理有效貯藏方式提高伯謝克辛采后商品價值。研究乙烯與1-MCP處理在7℃冷藏條件下對伯謝克辛甜瓜采后生理品質(zhì)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究乙烯和1-MCP處理對甜瓜伯謝克辛采后品質(zhì)的影響，研究乙烯和1-MCP調(diào)控伯謝克辛甜瓜采后成熟機(jī)制，為伯謝克辛甜瓜采后調(diào)控技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以伯謝克辛甜瓜為原料，于2017年7月26日采摘自新疆喀什地區(qū)伽師縣七鄉(xiāng)。采摘時可溶性固形物≥5%，單果重量(2.0±0.5) kg，挑選形狀和大小均勻相近，無病蟲害，無機(jī)械損傷、帶果炳的果實作為試驗材料。采摘后每個瓜用泡沫網(wǎng)套包裝并裝箱，采用常規(guī)運輸，于24 h內(nèi)運至新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院實驗室進(jìn)行處理。

1.2 方 法

1.2.1 樣品處理

乙烯處理：使用500 mg/L的乙烯利溶液對甜瓜進(jìn)行噴灑，晾干后放入氣帳中，置于7℃，相對濕度為85%～90%的冷庫中貯藏。

1-MCP處理：將甜瓜放入氣帳中，采用2 μL/L 1-MCP熏蒸24 h。熏蒸結(jié)束取出甜瓜，置于7℃，相對濕度為85%～90%的冷庫貯藏。

對照：不進(jìn)行任何處理，置于7℃，相對濕度為85%～90%的冷庫中貯藏。

1.2.2 測定項目

果實硬度：采用FHM-1型硬度計測定，將甜瓜果實從赤道切開。測定距離果皮2 cm處的果實硬度，沿對稱點測定8次(kg/cm2)。

可溶性固形物：采用WYT-J型手持糖量計測定，將甜瓜果實沿赤道切開；在果實切面均勻取6處靠近果腔處的果肉進(jìn)行測定(°Brix)。

總糖：參照曹建康[13]59方法，采用苯酚-硫酸法(%)。

還原糖：參照曹建康[13]64方法，3,5-二硝基水楊酸法(%)。

細(xì)胞膜滲透率：參照曹建康等方法[13]153，使用DDS-307型電導(dǎo)率儀進(jìn)行測定(%)。

呼吸強(qiáng)度：采用靜置法測定[14](CO2mg/(kg·h))。

可滴定酸：參照曹建康[13]29方法，采用氫氧化鈉滴定法(%)。

VC含量參照曹建康[13]35方法，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法(mg/100 g)。

每隔24 h測定伯謝克辛硬度、呼吸強(qiáng)度、細(xì)胞膜滲透率、可溶性固形物、總糖、還原糖、抗壞血酸、可滴定酸等指標(biāo)變化。每次取9個果實，甜瓜去除果皮后，將果肉切成1 cm3的塊狀，液氮速凍，-80℃保存。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin8.5軟件進(jìn)行繪圖，SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實硬度影響

研究表明，在貯藏0～9 d，1-MCP處理和乙烯處理的甜瓜果實硬度呈逐漸下降趨勢，1-MCP處理的甜瓜果實硬度均高于對照組，乙烯處理的甜瓜果實硬度均低于對照組。貯藏第9 d，對照組甜瓜果實硬度為0.24 kg/cm2；1-MCP處理甜瓜果實硬度為0.37 kg/cm2，高于對照組54.17%(P<0.01)；乙烯處理甜瓜果實硬度為0.19 kg/cm2，低于對照組20.83%(P<0.01)。圖1

圖1 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜硬度變化

Fig.1 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on firmness of melon during cold storage

2.2 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實可溶性固形物含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，隨著果實成熟，甜瓜果實中可溶性固形物含量呈先上升后下降的趨勢，1-MCP處理的甜瓜果實可溶性固形物含量高于對照組；而乙烯處理的甜瓜果實低于對照組。貯藏第9 d，對照組的可溶性固形物為6.5%，1-MCP處理組的可溶性固形物含量為7.5%，比對照組高15.38%(P<0.01)；乙烯處理組的可溶性固形物含量為5.38%，比對照組低17.23%(P<0.01)。圖2

圖2 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可溶性固形物含量變化

Fig.2 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on soluable solid content of melon during cold storage

2.3 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實總糖含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實中總糖含量呈先上升后下降的趨勢，1-MCP處理組甜瓜果實總糖含量高于對照組；貯藏4～9 d，乙烯處理組甜瓜果實總糖含量低于對照組。貯藏第2 d，甜瓜果實中的總糖含量均達(dá)到最大值，對照組甜瓜總糖含量為9.437%，乙烯處理組甜瓜果實總糖含量為8.345%，比對照組低11.57%(P<0.01)。貯藏2～4 d，與對照組相比，乙烯處理組甜瓜果實中可溶性糖含量急劇下降，貯藏第9 d，對照組的總糖含量為5.141%，1-MCP處理組的總糖含量為5.919%，比對照組高15.13%(P<0.05)；乙烯處理組的總糖含量為3.672%，比對照組低28.57%(P<0.01)。圖3

2.4 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實還原糖含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實中還原糖含量呈逐漸下降趨勢，1-MCP處理組甜瓜果實還原糖含量高于對照組；乙烯處理組甜瓜果實還原糖含量低于對照組。貯藏第9 d，對照組的還原糖含量為為6.291%，1-MCP處理組的還原糖含量為6.857%，比對照組高8.9%(P<0.01)；乙烯處理組還原糖含量為4.459%，比對照組低29.12%(P<0.01)。圖4

圖3 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可溶性固形物含量變化

Fig.3 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on total sugar content of melon during cold storage

圖4 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜還原糖含量變化

Fig.4 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on reducing sugar content of melon during cold storage

2.5 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實細(xì)胞膜滲透率的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實的細(xì)胞膜滲透率呈逐漸上升的趨勢，1-MCP處理的甜瓜果實細(xì)胞滲透率均低于對照組，乙烯處理的甜瓜果實細(xì)胞膜滲透率均高于對照組。在貯藏第9 d，對照組甜瓜果實的細(xì)胞膜滲透率為69.47%；1-MCP處理組細(xì)胞膜滲透率為63.47%，比對照組低6%(P<0.01)；乙烯處理組細(xì)胞膜滲透率為71.58%，比對照組高2.11%(P<0.05)。圖5

圖5 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜細(xì)胞膜滲透率變化

Fig.5 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on cell membrane permeability rate of melon during cold storage

2.6 乙烯和1-MCP處理對甜瓜果實呼吸強(qiáng)度的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，甜瓜果實的呼吸強(qiáng)度均呈先上升后下降的趨勢，發(fā)生了呼吸躍變，1-MCP處理組呼吸強(qiáng)度均低于對照組；乙烯處理組呼吸強(qiáng)度均高于對照組。在貯藏第1 d甜瓜果實達(dá)到呼吸高峰，對照組呼吸強(qiáng)度為3.29 CO2mg/(kg·h)，1-MCP處理組呼吸強(qiáng)度為2.44 CO2mg/(kg·h)，比對照組低25.84%(P<0.01)；乙烯處理組呼吸強(qiáng)度為4.05 CO2mg/(kg·h)，比對照組高23.1%(P<0.01)。圖6

2.7 乙烯和1-MCP處理對甜瓜可滴定酸含量的影響

研究表明，在貯藏0～9 d，1-MCP和乙烯處理的甜瓜果實可滴定酸含量均呈先上升后下降的趨勢。1-MCP處理的甜瓜果實可滴定酸含量始終高于對照組，在貯藏4～9 d，乙烯處理組可滴定酸含量均低于對照組。貯藏第9 d，對照組甜瓜中可滴定酸含量為0.512%，1-MCP處理組為0.602%，比對照組高17.58%；乙烯處理組可滴定酸含量0.364%，比對照組低28.91%(P<0.01)。圖7

圖6 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜呼吸強(qiáng)度變化

Fig.6 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on respiration intensity of melon during cold storage

圖7 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜可滴定酸含量變化

Fig.7 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on TA content of melon during cold storage

2.8 乙烯和1-MCP處理對甜瓜VC含量影響

研究表明，在貯藏0～9 d，隨著貯藏時間的延長，甜瓜果實中的VC含量逐漸降低。1-MCP處理的甜瓜果實VC含量高于對照組，乙烯處理的甜瓜果實VC含量低于對照組。貯藏0～4 d，1-MCP處理組和乙烯處理組甜瓜果實中的VC含量均急劇下降；第4～9 d，下降趨于平緩。貯藏第4 d，對照組甜瓜VC含量為3.45 mg/100 g，1-MCP處理組為4.36 mg/100 g，比對照組高26.38%(P<0.01)；乙烯處理組為1.95 mg/100 g，比對照組低43.48%(P<0.01)。圖8

圖8 乙烯和1-MCP處理下低溫冷藏甜瓜含量變化

Fig.8 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on content of melon during cold storage

3 討 論

果實采后脫離母體，呼吸成為其新陳代謝的主導(dǎo)過程[16]。呼吸作用會在各種酶的協(xié)同作用下將果實中的營養(yǎng)物質(zhì)(脂肪酸，多糖)分解，導(dǎo)致果實采后品質(zhì)發(fā)生劣變，如果實失水皺縮，硬度下降，細(xì)胞膜透性增大等變化[17]。乙烯可以通過調(diào)控呼吸作用加速果實成熟[18]，1-MCP作為一種乙烯抑制劑，可以有效的延遲或降低果實的呼吸高峰，阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，延緩果實衰老[19-20]。

試驗采用500 mg/L的乙烯和2 μL/L 1-MCP利對伯謝克辛甜瓜進(jìn)行處理，研究甜瓜在貯藏期間相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)變化。結(jié)果表明：在貯藏第1 d，乙烯和1-MCP處理的甜瓜果實達(dá)到呼吸高峰，前者高于對照組23.1%(P<0.01)，后者比對照組低25.84%(P<0.01)，伯謝克辛甜瓜為乙烯敏感性果實，外源乙烯提高了甜瓜果實的呼吸高峰；1-MCP能夠通過阻斷乙烯與受體結(jié)合，降低甜瓜果實對乙烯的敏感性，抑制甜瓜果實的呼吸作用，這與前人研究乙烯可以提高軟兒梨[21]和網(wǎng)紋甜瓜[22]果實的呼吸高峰，1-MCP可以抑制獼猴桃[23]、無花果[24]等果實的呼吸高峰結(jié)論一致。硬度和可溶性固形物是反映果實在貯藏過程中后熟軟化程度及品質(zhì)高低的指標(biāo)[25-26]，細(xì)胞膜滲透率可以表示果實在貯藏過程中細(xì)胞膜受到損傷的程度[27]。與對照組相比，在貯藏0～9 d，乙烯處理促進(jìn)了甜瓜果實硬度和可溶性固形物含量下降，增大了甜瓜果實的細(xì)胞膜透性，1-MCP抑制了甜瓜果實硬度和可溶性固形物含量的下降，抑制了甜瓜果實細(xì)胞膜透性增大。乙烯處理對果實中糖含量因果實種類而異，王俊寧等[28]研究發(fā)現(xiàn)，乙烯處理可以提高菠蘿果實中總糖和還原糖含量，試驗研究結(jié)果表明，與對照組相比，在貯藏4～9 d，乙烯處理促進(jìn)了甜瓜果實中總糖含量下降，這與姜新等[29]采用乙烯對“宮川”早熟溫州蜜柑果實的研究結(jié)果相一致，1-MCP抑制了甜瓜果實總糖和還原糖含量的下降。VC和可滴定酸是果實中重要的營養(yǎng)物質(zhì)[30-31]，貯藏4～9 d，乙烯促進(jìn)了甜瓜果實VC和可滴定酸含量下降，1-MCP減少了甜瓜果實VC和可滴定酸等營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，有效的保持甜瓜果實的營養(yǎng)價值。

4 結(jié) 論

對伯謝克辛甜瓜進(jìn)行乙烯和1-MCP處理，在7℃貯藏條件下，乙烯處理能夠提高甜瓜果實的呼吸高峰，降低果實硬度，并促進(jìn)果實中糖酸含量下降。至貯藏第9 d，乙烯處理組甜瓜果實硬度比對照組低20.83%，可滴定酸含量比對照組低28.91%，VC含量比對照組低43.48%，細(xì)胞膜滲透率高于對照組2.11%。而1-MCP處理能夠抑制甜瓜果實的呼吸高峰，較好的保持甜瓜果實硬度，抑制其營養(yǎng)物質(zhì)的流失。貯藏第9 d，1-MCP處理組甜瓜果實硬度高于對照組54.17%，可滴定酸含量比對照組高17.58%，VC含量比對照組高26.38%，細(xì)胞膜滲透率比對照組低6%。伯謝克辛甜瓜為乙烯敏感性果實，在低溫貯藏過程中，乙烯處理加速了甜瓜果實采后品質(zhì)劣變及軟化衰老進(jìn)程，而1-MCP能夠降低甜瓜果實對乙烯的敏感性，延緩由乙烯所導(dǎo)致的后熟軟化進(jìn)程，較好的保持甜瓜品質(zhì)。