1-MCP處理對冬棗低溫貯藏期間品質(zhì)變化的影響

王思瀅，寇莉萍，2*，蔚江濤，王子明，馬凱洋，韓莎莎，郭一丹，李新剛

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省經(jīng)濟植物資源開發(fā)利用重點實驗室，陜西 楊凌 712100；3.中陜核核盛科技有限公司，陜西 西安 710100；4.楊凌核盛輻照技術(shù)有限公司，陜西 楊凌 712100；5.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

冬棗是我國一種優(yōu)良的鮮食棗栽培品種，主要種植于秦淮以北，冬棗果實中不僅含蘇氨酸、絲氨酸等19種人體所需的氨基酸，還富含維生素和礦物元素，特別是維生素C的含量，是蘋果的70倍、梨的100倍[1]。冬棗又因其擁有獨特的香味、渾圓光潔的外形、甘香清甜的口感，深受廣大消費者的歡迎。然而，由于冬棗皮薄、果肉嫩脆的特質(zhì)，在采摘和運輸過程中易出現(xiàn)機械損傷，容易引發(fā)果實失水皺縮、酒軟等情況[2]，貯藏過程中還易發(fā)生黑斑病、軟腐病等侵染性病害[3]，導(dǎo)致果實在采摘后營養(yǎng)物質(zhì)快速流失、口感下降、表皮容易轉(zhuǎn)紅皺縮、貨架期縮短，且成熟度越高的冬棗越難貯存。延長冬棗的貯藏期限并保證果實品質(zhì)，是當前提高冬棗市場效益和促進產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的關(guān)鍵問題。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種無毒無害的乙烯抑制劑，具有比乙烯更高的雙鍵張力[4]，能優(yōu)先與乙烯受體發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)合，從而抑制乙烯與其結(jié)合，影響乙烯的信號傳導(dǎo)[5]，從而延緩果蔬的成熟衰老，保持產(chǎn)品的品質(zhì)，減輕生理病害[6]。目前，1-MCP已被廣泛應(yīng)用于蘋果、獼猴桃等呼吸躍變型果實的保鮮處理[7]，而近幾年1-MCP對于冬棗保鮮的應(yīng)用研究較少。本試驗旨在研究不同濃度的1-MCP熏蒸處理對冬棗在低溫的條件下貯藏時品質(zhì)變化的影響，從而確定最佳的1-MCP處理濃度，在延長冬棗貨架期的同時使其在貯藏過程中仍維持較好的品質(zhì)，以推動我國冬棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冬棗：于2020年9月11日采于陜西省武功縣，采后立即運回實驗室。選取大小均勻、成熟度一致、無機械損傷、無病蟲害的白熟期冬棗；乙醇、碳酸氫鈉（均為分析純）：廣東光華科技股份有限公司；2，6-二氯靛酚：北京索萊寶科技有限公司；1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）：山東奧維特生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TEL-7001型紅外二氧化碳分析儀：美國Telaire公司；PAL-1（NFC）型迷你數(shù)顯折射儀：廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；Ci7600型色度儀：愛色麗（上海）色彩科技有限公司；GY-4型果實硬度計：樂清市艾徳堡儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗處理

將挑選的白熟期冬棗果實小心裝入4個塑料桶中鋪平，分別進行以下處理：（1）對照組（CK）：不作任何處理；（2）0.5 μL/L 1-MCP 熏蒸處理 24 h，通風(fēng) 2 h；（3）1.0 μL/L 1-MCP 熏蒸處理 24 h，通風(fēng) 2 h；（4）1.5 μL/L 1-MCP熏蒸處理24 h，通風(fēng)2 h。然后使用聚氯乙烯微孔薄膜袋包裝敞口預(yù)冷12 h，并置于（0±1）℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中貯藏。每組冬棗5 kg，每隔10 d測定果實的呼吸強度、可溶性固形物含量、表皮色差值、硬度、抗壞血酸含量、失重率和霉變率，每組每次測定用果30個，每個指標重復(fù)3次。

1.3.2 呼吸強度的測定

借鑒趙梅霞等[8]的方法，將冬棗果實放入干燥器中，放入紅外二氧化碳分析儀，通過測定CO2濃度得到冬棗呼吸強度，單位為mg/（kg·h）。

1.3.3 可溶性固形物含量、色差值、硬度的測定

可溶性固形物含量使用迷你數(shù)顯折射儀測定；色差值用色度儀進行測定；硬度通過果實硬度計測定。

1.3.4 抗壞血酸含量的測定

采用2，6-二氯靛酚法。取帶果皮樣品5 g置于預(yù)冷的研缽中，加入2%的草酸溶液5 mL進行充分研磨，再用2%草酸定容至100 mL，過濾備用；用2，6-二氯靛酚溶液對10 mL抗壞血酸溶液進行滴定，記錄滴定過程中2，6-二氯靛酚溶液的消耗體積，計算1 mL染料相當于抗壞血酸的毫克數(shù)；用已標定過的2，6-二氯靛酚溶液對10 mL濾液進行滴定，記錄染料的消耗量；另取加10 mL 2%草酸（不加樣品）按同樣方法滴定作為空白對照?？箟难岷恳悦?00 g樣品中抗壞血酸毫克數(shù)表示，按下式計算。

式中：W為冬棗中抗壞血酸含量，mg/100 g；y0為空白所消耗染料的體積，mL；y1為樣品所消耗染料的體積，mL；A為消耗1 mL染料溶液所用抗壞血酸的質(zhì)量，mg；M為樣品質(zhì)量，g；V為滴定時吸取樣液的總體積，mL；V0為樣液總體積，mL。

1.3.5 失重率的測定

采用稱量法稱得果實貯藏后的質(zhì)量，根據(jù)下式計算果實失重率。

1.3.6 霉變率的測定

每組處理統(tǒng)計100個果實，將出現(xiàn)霉變、軟爛的果實記為霉變果，根據(jù)下式計算果實霉變率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用方差分析，每組試驗均做3次平行試驗，計算平均值和標準差，用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，顯著水平取 P＜0.05（差異顯著）或 P＜0.01（差異極顯著）；用Origin軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對冬棗呼吸強度的影響

1-MCP處理對冬棗呼吸強度的影響見圖1。

圖1 1-MCP處理對冬棗呼吸強度的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on respiration intensity of winter jujube

由圖1可見，隨著貯藏時間的延長，冬棗的呼吸強度會不斷上升，呼吸強度升高，會導(dǎo)致植物細胞的蒸騰作用加強[9]，從而加速水分蒸發(fā)和果實內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，導(dǎo)致冬棗的貨架期縮短[10]。在貯藏第10天，冬棗的呼吸強度變化很小，且對照組與低濃度處理組的呼吸強度沒有顯著差異；貯藏中期（20 d～40 d）呼吸強度整體看上升較為明顯，這也是冬棗品質(zhì)下降較快的階段；貯藏后期呼吸強度上升的速率開始下降。貯藏結(jié)束時（第60天），對照組冬棗的呼吸強度上升至14.4 mg/（kg·h），且對照組與其它3個處理組均有顯著差異（P＜0.05）。試驗結(jié)果表明，冬棗在貯藏階段并未出現(xiàn)呼吸躍變高峰，與張鐘[11]的研究結(jié)果相似。在整個貯藏過程中，1-MCP處理后的冬棗呼吸強度始終低于對照組，結(jié)果說明，經(jīng)1-MCP處理能明顯減緩果實呼吸強度上升，降低冬棗果實營養(yǎng)物質(zhì)的消耗。

2.2 1-MCP處理對冬棗可溶性固形物含量的影響

1-MCP處理對冬棗的可溶性固形物含量影響見圖2。

圖2 1-MCP處理對冬棗可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on soluble solids content of winter jujube

可溶性固形物含量能夠反映冬棗中可溶性糖類物質(zhì)的含量，不僅可以用來評估果實的成熟度和新鮮度[12]，同時也是評價冬棗果實食用品質(zhì)的重要指標之一。由圖2可得，空白對照組和3個處理組的冬棗在采后60 d內(nèi)的可溶性固形物含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，可能由于貯藏初期，果實通過降低自身的可溶性固形物含量來抵抗低溫等外界逆境造成的傷害，待適應(yīng)低溫環(huán)境后，可溶性固形物含量又緩慢上升[13]。其中，0.5 μL/L處理組和1.0 μL/L處理組分別在貯藏的第10天和第20天可溶性固形物含量最低，隨后開始緩慢上升，對照組冬棗在貯藏第40天后才緩慢上升，且對照組的可溶性固形物含量下降較明顯，說明1-MCP處理能緩解外界逆境對果實的影響，減少果實可溶性固形物的消耗。貯藏第60天，對照組的可溶性固形物含量明顯低于處理組，差異達到顯著水平（P＜0.05），說明一定程度上，經(jīng)1-MCP處理后，貯藏后期冬棗的可溶性固形物含量能維持在較好水平，但沒有明顯上升，仍具有良好的品質(zhì)和食用價值。

2.3 1-MCP處理對冬棗果實硬度的影響

1-MCP處理對冬棗果實硬度的影響見表1。

表1 1-MCP處理對冬棗果實硬度的影響Table 1 Effect of 1-MCP treatment on the firmness of winter jujube

隨著冬棗成熟度的增加，棗果中的原果膠含量會不斷下降，可溶性果膠含量上升，導(dǎo)致冬棗細胞壁的完整性不斷被破壞，從而使果實硬度不斷下降[14-15]。根據(jù)表1可得，在整個貯藏過程中，冬棗的硬度均出現(xiàn)下降，且對照組的硬度從14.62 N下降至10.02 N，下降幅度最大。而經(jīng)1-MCP處理后的冬棗硬度下降速率均小于對照組。在貯藏的第60天，3個處理組與對照組之間果實硬度的差異均達到顯著水平（P＜0.05），證明經(jīng)過1-MCP處理能夠減緩冬棗果實在貯藏過程中硬度的變化，從而改善冬棗的口感和品質(zhì)。

2.4 1-MCP處理對冬棗抗壞血酸含量的影響

1-MCP處理對冬棗抗壞血酸含量的影響見表2。

表2 1-MCP處理對冬棗果實抗壞血酸含量的影響Table 2 Effect of 1-MCP treatment on ascorbic acid content of winter jujube

冬棗具有較高的營養(yǎng)價值，尤其含有大量抗壞血酸，抗壞血酸含量也是衡量冬棗貯藏品質(zhì)的重要因素之一[16-17]?？箟难嵊址Q維生素C，具有很強的還原性，能清除植物代謝產(chǎn)生的自由基[18]，從而減少細胞在膜脂過氧化的作用下受到的傷害[19]，延長冬棗的貨架期。從表2中可以得到，對照組和處理組中的抗壞血酸含量均呈現(xiàn)先波動上升后下降的趨勢。其中，1.0 μL/L處理組在貯藏后期抗壞血酸含量仍略高于貯藏初期。貯藏第60天，1.0 μL/L處理組與對照組存在顯著差異（P＜0.05），使用1-MCP處理后能改善冬棗中抗壞血酸的損失情況，其中以1.0 μL/L處理組效果較好。

2.5 1-MCP處理對冬棗果皮色澤的影響

1-MCP處理對冬棗果皮色澤的影響見圖3。

圖3 1-MCP處理對冬棗果皮L*值和a*值的影響Fig.3 Effects of 1-MCP treatment on L*value and a*value of winter jujube

冬棗在長期貯藏的過程中，果皮的光澤度和品質(zhì)會不斷下降，導(dǎo)致冬棗的商業(yè)價值嚴重降低，對于新鮮的棗果來說，果皮變紅也是限制其貯藏時間的主要問題之一[20]。在棗果成熟的過程中，果皮中的葉綠素和總酚含量不斷下降導(dǎo)致冬棗果皮逐漸轉(zhuǎn)紅，酚類物質(zhì)氧化也會影響果皮顏色[21]。冬棗表皮顏色是判斷成熟度和消費者用于分級的主要標準[22]，通過抑制貯藏過程中冬棗果皮顏色的變化，可以延長冬棗的貨架期，提高商品價值。

L*值表示果皮顏色明暗度，L*值越大表示果實光澤度越好。從圖3 A可以看出，隨貯藏時間延長，棗果表皮L*值均在下降，但下降的程度有所不同。對照組在貯藏初期時L*值未發(fā)生明顯變化，但從貯藏第40天開始L*值下降速率明顯加快。而3個處理組L*值下降速率均較對照組小，1.0 μL/L處理組的L*值貯藏前后變化最小，下降速率也最慢。

a*值代表果皮顏色，a*值由負到正，表明果皮由綠轉(zhuǎn)紅。由圖3 B可得，在貯藏過程中，冬棗表皮發(fā)生明顯轉(zhuǎn)紅的現(xiàn)象，而對照組轉(zhuǎn)紅率最大。在貯藏后期（第40天～第60天），1.0 μL/L處理組與對照組a*值存在顯著差異（P＜0.05），抑制冬棗轉(zhuǎn)紅的效果較好。

2.6 1-MCP處理對冬棗失重率的影響

1-MCP處理對冬棗失重率的影響見圖4。

圖4 1-MCP處理對冬棗失重率的影響Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on weight loss of winter jujube

冬棗在貯藏的過程中極易由于蒸騰作用和呼吸作用導(dǎo)致果實失水皺縮，同時會加速棗果營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，嚴重影響冬棗的品質(zhì)、口感和商品價值[23]。從圖4可以看出，從貯藏的第10天開始，處理組冬棗的失重率均低于對照組，且經(jīng)1-MCP處理過的冬棗失重率的升高較為緩慢，在貯藏的第60天，1.0 μL/L 1-MCP處理后的冬棗失重率僅為0.89%，且3個處理組與對照組之間均有顯著差異（P＜0.05），但不同處理組之間差異不顯著。

2.7 1-MCP處理對冬棗霉變率的影響

1-MCP處理對冬棗霉變率的影響見圖5。

圖5 1-MCP處理對冬棗霉變率的影響Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on mildew rate of winter jujube

冬棗在采摘時出現(xiàn)的機械損傷，貯藏過程中的逆境和微生物侵染都會引起冬棗出現(xiàn)霉變，從而使冬棗失去食用價值[24]。由圖5可得，冬棗果實在貯藏第40天開始出現(xiàn)霉變果實，第40天時，對照組的霉變率為4.69%，0.5 μL/L 處理組為 4.29%，1.0 μL/L 與 1.5 μL/L處理組為2.69%和2.1%。而第50天，對照組的霉變率已經(jīng)上升至14.1%，0.5 μL/L與1.0 μL/L處理組僅為6.6%。貯藏第60天，對照組的霉變率高達28.90%，0.5 μL/L處理組的霉變率也已經(jīng)上升至16.6%，1.0 μL/L和1.5 μL/L處理組霉變率分別為8.11%和9.15%。試驗結(jié)果說明，1-MCP處理對抑制冬棗霉變有較好效果，其中，1.0 μL/L處理組效果更好，該處理組冬棗的霉變率在整個試驗過程中一直維持在相對較低水平。

3 結(jié)論

在冬棗采摘后的貯藏過程中，由于冬棗自身呼吸作用、表面水分蒸騰和低溫逆境的影響，棗果自身營養(yǎng)物質(zhì)不斷損失，同時果皮表面失去光澤，果實轉(zhuǎn)紅、變軟、皺縮和出現(xiàn)霉變。本試驗通過對經(jīng)不同濃度1-MCP處理后冬棗與未處理冬棗的品質(zhì)進行比較，從而探究1-MCP對冬棗貯藏品質(zhì)的影響，并確定能延緩采摘后冬棗成熟衰老的最適濃度。

冬棗雖然為非呼吸躍變型果實，但在貯藏過程中，仍會因為乙烯的作用導(dǎo)致衰老。試驗結(jié)果顯示，使用1-MCP處理冬棗，能夠有效地抑制貯藏中后期棗果的呼吸速率，減少冬棗在貯藏過程中的營養(yǎng)物質(zhì)損耗。處理后的冬棗在（0±1）℃、相對濕度為80%～85%的低溫高濕環(huán)境中，能夠有效地抑制冬棗果皮的轉(zhuǎn)紅并維持果皮表面的光澤。1-MCP處理，能在貯藏期間維持冬棗中的抗壞血酸的含量，減少其損失；同時可以抑制冬棗中可溶性固形物的含量變化、減緩果實硬度下降，使冬棗仍具有較高的食用價值和營養(yǎng)價值；失水和發(fā)霉情況也有所改善，失重率和霉變率下降。在貯藏前期，1.5 μL/L處理組的效果較好，但隨著貯藏時間的延長，1.5 μL/L處理組對冬棗影響逐漸減弱，綜合整個試驗過程，1.0 μL/L處理組的效果最好。通過1-MCP處理結(jié)合低溫貯藏，冬棗在貯藏期間能維持較高的品質(zhì)，延長冬棗貯藏期和貨架期的效果優(yōu)于冬棗的常溫或低溫貯藏，對于提高冬棗商品價值有重要意義。