陳為峰,楊 玉,龍利平,鄧 文
(1. 湖南省園藝研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410125;2. 湖南省農(nóng)業(yè)信息與工程研究所,湖南長(zhǎng)沙 410125;3. 湖南省水果產(chǎn)業(yè)體系長(zhǎng)沙試驗(yàn)站,湖南 長(zhǎng)沙 410125;4. 國(guó)家農(nóng)業(yè)部華中地區(qū)果樹科學(xué)觀測(cè)站,湖南 長(zhǎng)沙 410125;5. 長(zhǎng)沙時(shí)鮮水果工程技術(shù)研究中心,湖南 長(zhǎng)沙 410125;6. 湖南省種子質(zhì)量檢測(cè)中心,湖南 長(zhǎng)沙 410016;7. 湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410125)
頤紅水蜜桃(Prunus persicaL. Batsch)是薔薇科桃屬植物,其味道鮮美、肉厚多汁,深受消費(fèi)者歡迎并在全世界廣泛種植,是一種重要的農(nóng)林經(jīng)濟(jì)作物[1]。水蜜桃的成熟期一般在7—8月,其上市時(shí)間相對(duì)集中,且是典型的呼吸躍變型水果[2],采摘后由于呼吸作用加強(qiáng),不斷消耗自身有機(jī)物質(zhì),果實(shí)容易衰老[3],加上采收季節(jié)的天氣濕熱,使水蜜桃的貯藏期縮短。發(fā)展中國(guó)家由于保鮮技術(shù)較落后,水蜜桃的腐爛指數(shù)為40%~60%,而發(fā)達(dá)國(guó)家水蜜桃的腐爛指數(shù)只有20%~40%[4]。因此,創(chuàng)新水蜜桃的保鮮技術(shù),可以延長(zhǎng)水蜜桃的貯藏壽命。目前水蜜桃的保鮮手段主要包括物理、化學(xué)、生物技術(shù)等。物理保鮮技術(shù)有溫控法(即利用低溫冷藏或通過(guò)熱激和冷激處理后再低溫冷藏來(lái)延緩水蜜桃的衰老腐爛)[5-6]、氣調(diào)包裝法[4]、紫外線和超聲波殺菌法[7-8]等。化學(xué)保鮮技術(shù)是在果實(shí)表面涂抹保鮮劑,以降低果實(shí)呼吸作用、抑制微生物活動(dòng)和細(xì)胞水解酶活性等達(dá)到延長(zhǎng)貯藏期的目的[3];但保鮮劑對(duì)人體健康可能存在一定風(fēng)險(xiǎn),并且有機(jī)、無(wú)機(jī)化合物的使用也會(huì)造成環(huán)境污染[1]。生物保鮮技術(shù)則是通過(guò)在果實(shí)表面定植微生物,抑制果實(shí)表面病原菌生長(zhǎng),或通過(guò)使用生物酶制劑降低果實(shí)呼吸作用等來(lái)延長(zhǎng)貯藏期[9-10]。溫控法簡(jiǎn)單、方便,是實(shí)際應(yīng)用最多的鮮果貯藏方式,但低溫冷藏容易導(dǎo)致果實(shí)脫水皺縮[1],并且低溫結(jié)合保濕貯藏方式對(duì)水蜜桃貯藏的影響鮮見報(bào)道。頤紅水蜜桃果大味美,果肉頤紅,脆甜爽口,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性[11],但其貯藏問(wèn)題是影響果農(nóng)收益的一大難題[12]。為此,筆者采用聚乙烯薄膜包裝和低溫冷藏的方式,探討了不同貯藏方式對(duì)頤紅水蜜桃果實(shí)品質(zhì)及生理變化的影響,旨在為湖南地區(qū)頤紅水蜜桃的貯藏保鮮、減損提質(zhì)、果農(nóng)增收提供技術(shù)指導(dǎo)。
供試水蜜桃品種為頤紅,2019年8月1日采自湖南省懷化市芷江縣。采摘當(dāng)天即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選果型大小一致、發(fā)育良好、八成熟且無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí)進(jìn)行分組編號(hào),在30℃靜置24 h后進(jìn)行貯藏試驗(yàn)。
貯藏試驗(yàn)設(shè)常溫(24~28℃)不包裝貯藏(CK),常溫包裝貯藏(T1),0℃不包裝貯藏(T2),0℃包裝貯藏(T3),包裝后先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4),包裝后在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏、波動(dòng)頻率為1次/h(T5)共6個(gè)處理。常溫包裝貯藏的相對(duì)濕度為95%~99%,不包裝貯藏的相對(duì)濕度為60%~75%;冷庫(kù)相對(duì)濕度包裝為95%~99%,不包裝為85%~89%。包裝處理用0.04 mm聚乙烯塑料袋,包裝時(shí)袋口對(duì)折不扎口,每個(gè)塑料袋打8個(gè)直徑為0.5 cm的圓孔以保證氣體交換。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù),每重復(fù)50 kg果實(shí)。
1.3.1 果實(shí)失重率 采用重量法每個(gè)樣測(cè)定30個(gè)果實(shí)的失重率,常溫貯藏處理每天測(cè)定1次,統(tǒng)計(jì)10 d的測(cè)定結(jié)果;冷藏處理每5 d測(cè)定1次,統(tǒng)計(jì)60 d的測(cè)定結(jié)果。按公式(1)計(jì)算失重率。
失重率(%)=(初果重-貯后果重)/初果重×100 (1)
1.3.2 果實(shí)腐爛指數(shù) 參照劉媛等[13]的方法每個(gè)樣測(cè)定60個(gè)果實(shí)的腐爛指數(shù),常溫貯藏處理每天觀察記錄各級(jí)腐爛程度的果實(shí)數(shù)目,共統(tǒng)計(jì)10 d的結(jié)果;冷藏處理每5 d觀察記錄各級(jí)腐爛程度的果實(shí)數(shù)目,共統(tǒng)計(jì)60 d的結(jié)果。
腐爛程度分為5個(gè)等級(jí):0級(jí),無(wú)生霉腐爛現(xiàn)象;1級(jí),生霉腐爛面積為0~1/10;2級(jí),生霉腐爛面積為1/10~1/4;3級(jí),生霉腐爛面積為1/4~1/2;4級(jí),生霉腐爛面積為1/2~1。按公式(2)計(jì)算腐爛指數(shù)。
腐爛指數(shù)(%)=∑(腐爛級(jí)別×該級(jí)別果數(shù))/(最高級(jí)別×總果數(shù))×100 (2)
1.3.3 果實(shí)硬度及可溶性固形物(TSS)含量 用水果刀去除果實(shí)縫合線赤道部位果皮,等間距選取3個(gè)位置用GY-1型硬度計(jì)測(cè)定硬度,并用手持折光儀測(cè)定這3個(gè)位置的可溶性固形物含量,每個(gè)樣隨機(jī)抽取10個(gè)果實(shí)進(jìn)行測(cè)定,取平均值。
1.3.4 乙烯含量和呼吸速率 用氣相色譜儀測(cè)定乙烯含量[14],測(cè)定條件為:AI2O3/S色譜柱(30 m×0.53 mm,0.25 μm);柱 溫50℃,SPL1溫 度 為200℃,F(xiàn)ID1溫度為200℃;載氣N2流量為32 mL/min,氫氣流量為40 mL/min,空氣流量為400 mL/min。呼吸速率測(cè)定方法:在25℃室溫條件下將3 kg桃置于4 L密閉容器中,用二氧化碳檢測(cè)器測(cè)定一定時(shí)段內(nèi)CO2濃度的改變值。
1.3.5 果肉丙二醛(MDA)含量以及多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性 每個(gè)處理隨機(jī)抽取10個(gè)果實(shí),選取靠近果皮的外部果肉和靠近果核的內(nèi)部果肉混合后測(cè)定,MDA含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[13],PPO活性采用鄰苯二酚反應(yīng)法測(cè)定[15],POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[16],SOD活性采用氮藍(lán)四唑比色法測(cè)定[17]。
1.3.6 果肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)觀察 參考張大鵬等[18]的方法,從果實(shí)陽(yáng)面中間部位縱面切取組織塊,迅速置于2.5%的戊二醛磷酸緩沖液中固定2 h,再用0.1 mol/L的磷酸漂洗液漂洗3次,每次10~15 min;然后在1%的鋨酸固定液中固定1~2 h,再用0.1 mol/L磷酸漂洗液漂洗3 h,每次10~15 min。用丙酮脫水后,將組織先放在按1∶1配制的丙酮和包埋液中浸泡4 h,溫度保持37℃,再用純包埋液在60℃下包埋4 h。在37℃過(guò)夜和60℃放置12~24 h進(jìn)行固化后,用超薄切片機(jī)切片,用3%醋酸鈾和硝酸鉛進(jìn)行雙重染色,在日立H770型透射電鏡下觀察并拍照。
采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。
在常溫貯藏條件下,水蜜桃的貯藏期為9 d,包裝(T1)的失重較不包裝(CK)緩慢,從貯藏第2天開始T1的失重率極顯著低于CK,從貯藏第7 天開始,T1的失重率急劇升高,并在貯藏結(jié)束時(shí)與CK的失重率基本持平(圖1C)。呼吸速率、乙烯釋放量和腐爛指數(shù)隨著貯藏天數(shù)的增加而升高,硬度隨著貯藏天數(shù)的增加而降低,可溶性固形物含量基本不變,T1和CK無(wú)顯著性差異(圖1A~B,D~F)。
圖1 常溫包裝貯藏(T1)與不包裝貯藏(CK)對(duì)桃貯藏性能的影響
在0℃貯藏條件下,包裝貯藏(T3)和不包裝貯藏(T2)的呼吸速率和乙烯釋放量呈先升高后下降趨勢(shì),T3的呼吸速率和乙烯釋放量在貯藏中期極顯著或顯著低于T2,而在貯藏初期和末期無(wú)顯著性差異(圖2A~B)。T3的失重率極顯著低于T2(圖2C)。硬度隨著貯藏期的延長(zhǎng)緩慢降低,T3和T2無(wú)顯著性差異(圖2D)。T3與T2的可溶性固形物含量在貯藏的前中期基本保持不變,而在貯藏后期T2的可溶性固形物含量有所升高,且顯著高于T3(圖2E)。T2和T3的腐爛指數(shù)隨著貯藏期的延長(zhǎng)而升高,貯藏結(jié)束時(shí)T2的腐爛指數(shù)接近35%,高于T3但差異不顯著(圖2F)。
圖2 0℃包裝貯藏(T3)與不包裝貯藏(T2)對(duì)桃貯藏性能的影響
在包裝條件下,0℃貯藏(T3)、先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4)和在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏(T5)的呼吸速率和乙烯釋放量呈先升高后下降的趨勢(shì),T3的呼吸速率和乙烯釋放量在貯藏中期顯著低于T4和T5,而在貯藏初期和末期無(wú)顯著性差異(圖3A~B)。隨著貯藏期延長(zhǎng),T3、T4和T5的失重率都持續(xù)升高,但各處理間無(wú)顯著性差異(圖3C)。在貯藏期間T4處理的硬度均顯著低于T3和T5(圖3D)??扇苄怨绦挝锖炕颈3植蛔?,且T3、T4和T5間無(wú)顯著性差異(圖3E)。腐爛指數(shù)隨著貯藏期的延長(zhǎng)先升高后基本不變,貯藏期間T3與T4的腐爛指數(shù)接近且在貯藏中期顯著低于T5(圖3F)。
圖3 包裝條件下0℃貯藏(T3)、先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4)和在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏(T5)對(duì)桃貯藏性能的影響
貯藏結(jié)束時(shí),T3的果肉褐化程度低,果肉緊實(shí),無(wú)綿化;T4的果肉褐化嚴(yán)重,外部果肉綿化;T5的外部果肉褐化嚴(yán)重,靠近果核的果肉褐化程度較低(圖4G)。T3的果肉細(xì)胞壁層次清晰,中膠層均勻緊致;T4的細(xì)胞壁中膠層出現(xiàn)明暗相間且不均勻,細(xì)胞壁發(fā)生嚴(yán)重變形且部分開始降解,結(jié)構(gòu)松散;T5的細(xì)胞壁中膠層較為清晰,但細(xì)胞壁發(fā)生變形(圖4H)。T3能明顯看到完整的線粒體結(jié)構(gòu),內(nèi)基數(shù)量多且結(jié)構(gòu)完整;但T4的線粒體嚴(yán)重解體,結(jié)構(gòu)模糊,內(nèi)基數(shù)目減少并出現(xiàn)空洞;T5的線粒體結(jié)構(gòu)較為完整,但內(nèi)基數(shù)目減少出現(xiàn)空洞(圖4I)。由此可見,T3處理能有效維持果肉細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整,防止線粒體降解,從而延緩果實(shí)衰老。
圖4 包裝條件下0℃貯藏(T3)、先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4)和在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏(T5)對(duì)桃果實(shí)外觀及果肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響
MDA含量均是外部果肉顯著高于內(nèi)部果肉,但內(nèi)部果肉以T3最低,T4最高(圖5J)。抗氧化酶POD和SOD活性也是外部果肉顯著高于內(nèi)部果肉(T5的SOD酶活性除外),其中,T3的外部果肉POD酶活性分別是T4、T5的1.52和1.34倍,內(nèi)部果肉POD酶活性分別是T4、T5的2.63和2.00倍;T3的外部果肉SOD酶活性分別是T4、T5的1.87和1.43倍,內(nèi)部果肉SOD酶活性分別是T4、T5的2.50和1.14倍(圖5K~L)。T3的內(nèi)部果肉和外部果肉PPO活性無(wú)差異,且顯著低于T4和T5處理(T5內(nèi)部果肉除外);T4的外部果肉PPO活性顯著高于內(nèi)部,且在3個(gè)處理中均最高;T5的外部果肉PPO活性也顯著高于內(nèi)部果肉,但均顯著低于T4處理(圖5M)。由此可見,T3處理能有效降低果實(shí)PPO活性,降低果實(shí)褐化程度,且T3處理的抗氧化酶活性也顯著高于T4和T5,能有效清除活性氧,降低MDA含量。各處理PPO酶活性均表現(xiàn)出外部果肉高于內(nèi)部果肉,所以褐化由外向內(nèi)發(fā)生。
圖5 包裝條件下0℃貯藏(T3)、先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4)和在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏(T5)的桃果實(shí)內(nèi)、外部果肉MDA含量(J)、抗氧化酶活性(K~L)和PPO酶活性(M)
水蜜桃屬于典型的呼吸躍變型水果,采后乙烯的釋放和呼吸速率的提高極大地降低了其貯藏性和商品性。包裝和低溫貯藏均能有效減緩乙烯的釋放,從而延長(zhǎng)貯藏保鮮期[19-20]。該試驗(yàn)結(jié)果也表明,在0℃貯藏條件下,包裝貯藏(T3)表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)勢(shì),其果實(shí)失重率、貯藏中期的呼吸速率和乙烯釋放量均顯著低于不包裝處理(T2)。另外,試驗(yàn)結(jié)果還表明:0℃包裝貯藏(T3)果實(shí)的可溶性固形物含量在貯藏后期顯著低于不包裝處理(T2),這與王石華[21]的研究結(jié)果一致;常溫包裝貯藏未有效提高果實(shí)貯藏性,這與申超峰等[22]的研究結(jié)果一致,可能是由于在常溫條件下包裝后形成的高溫、高濕環(huán)境加速了果實(shí)表面微生物的繁殖。
桃果實(shí)對(duì)貯藏環(huán)境中的空氣濕度非常敏感,在冷藏過(guò)程中容易由于水分蒸發(fā)而使桃果實(shí)表皮皺縮,失去新鮮風(fēng)味,貯藏的相對(duì)濕度要求在90%~95%[23]。不包裝貯藏的相對(duì)濕度低于90%,而包裝貯藏的相對(duì)濕度能維持在95%~99%,所以包裝貯藏的失重率均顯著低于不包裝貯藏,低溫包裝貯藏更有利于維持果實(shí)品質(zhì)。
果實(shí)超微結(jié)構(gòu)的變化與衰老和耐貯性密切相關(guān)[24],試驗(yàn)結(jié)果表明;在0℃包裝貯藏(T3)、包裝后先8℃冷鍛煉5 d再轉(zhuǎn)入0℃貯藏(T4)和包裝后在0~3.5℃波動(dòng)溫度下貯藏(T5)3種貯藏方式中,T3的貯藏效果優(yōu)于T5和T4;并且T3處理桃果實(shí)的細(xì)胞壁和線粒體完整性最佳,這與周慧娟等[25]的研究結(jié)果一致。隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),線粒體數(shù)量減少,結(jié)構(gòu)解體且出現(xiàn)空洞,耐貯性強(qiáng)的果實(shí)線粒體解體速率相對(duì)較慢[25-26],試驗(yàn)中T3處理對(duì)果實(shí)細(xì)胞壁及線粒體的損傷最小,因此其耐貯效果最好。
MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物,其含量高低可反映出果實(shí)受冷害的嚴(yán)重程度,通過(guò)比較不同冷藏方式的MDA和抗氧化酶活性差異,發(fā)現(xiàn)T3處理桃果實(shí)的MDA含量最低,抗氧化酶活性(POD和SOD)最高,說(shuō)明該處理能通過(guò)抗氧化酶系統(tǒng)平衡細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除,降低因自由基累積導(dǎo)致的膜脂過(guò)氧化反應(yīng),維持細(xì)胞膜的完整性,從而延長(zhǎng)貯藏期[27-28]。胡珊等[29]的研究表明,桃遭受冷害通常是靠近果核部分會(huì)先出現(xiàn)褐化,隨著貯藏期延長(zhǎng)向外部果肉延伸,而該研究結(jié)果顯示,頤紅水蜜桃的褐化過(guò)程是由外向內(nèi)延伸,這可能是桃品種的熟期不同所造成,其內(nèi)在機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
綜上所述,頤紅水蜜桃短期貯藏可直接在室溫下貯藏,最佳的長(zhǎng)期貯藏方式是用0.04 mm聚乙烯塑料袋包裝后在0℃下貯藏,在此條件下能有效防止自由基的累積,減緩細(xì)胞壁和線粒體超微結(jié)構(gòu)的解體,從而維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能,延緩果實(shí)衰老。