外源乙烯處理對金什1號(hào)獼猴桃熟化影響研究

廖茂雯,朱永清,林籽汐,梁鈺梅,周 艷,李 可,李華佳*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,成都 610066;2.成都大學(xué)食品與生物工程,成都 610106)

獼猴桃是后熟型果實(shí),剛采收或經(jīng)貯藏保鮮后的獼猴桃肉質(zhì)堅(jiān)硬,顏色、風(fēng)味、香氣等品質(zhì)均不能滿足消費(fèi)者食用需求。通常需將果實(shí)在自然環(huán)境中放置一段時(shí)間,待果實(shí)成熟軟化才表現(xiàn)出特有的風(fēng)味品質(zhì)。但果實(shí)自然成熟受溫度、成熟度等因素影響,成熟時(shí)間較長且不均一、不可控,致使獼猴桃果實(shí)消費(fèi)體驗(yàn)差。相較于新西蘭較為成熟的獼猴桃催熟技術(shù)而言,針對我國優(yōu)質(zhì)品種獼猴桃熟化技術(shù)的應(yīng)用研究迫在眉睫。

乙烯作為植物生長調(diào)節(jié)劑,能調(diào)節(jié)成熟衰老進(jìn)程,改變果實(shí)商品成熟期[1],已廣泛應(yīng)用于番茄[2]、香蕉[3-4]、獼猴桃[5]、西瓜[6]、羅漢果[7]、油梨[8-9]、菠蘿蜜[10]、蛋黃果[11]等果實(shí),以調(diào)節(jié)市場供應(yīng)期。獼猴桃是呼吸躍變型果實(shí),其成熟過程乙烯合成存在兩個(gè)不同調(diào)節(jié)系統(tǒng)即躍變前低濃度的系統(tǒng)I和躍變時(shí)啟動(dòng)乙烯自我催化并生成大量乙烯的系統(tǒng)II,外源乙烯主要通過誘導(dǎo)躍變前果實(shí)乙烯合成和呼吸強(qiáng)度的增強(qiáng)[12],加速果實(shí)中淀粉、纖維素、果膠等物質(zhì)的降解[10],從而導(dǎo)致硬度下降和可溶性固形物的積累,顯著縮短果實(shí)成熟期[3],外源乙烯甚至在一定程度上還可對果實(shí)的風(fēng)味形成產(chǎn)生積極作用,因此采用外源乙烯促進(jìn)果實(shí)的成熟成為果蔬采后研究熱點(diǎn)。陳金印[13]、李澤珍[5]采用乙烯利分別對“金魁”獼猴桃和“中華”獼猴桃進(jìn)行催熟,研究結(jié)果顯示乙烯利可加速果實(shí)的成熟衰老,催熟效果受到溫度和乙烯濃度的影響。而袁沙[14]等研究結(jié)果表明,在20℃條件下,10～100μl/L濃度范圍內(nèi)乙烯對“紅陽”獼猴桃催熟均能實(shí)現(xiàn)果實(shí)的軟化,濃度之間無顯著差異,且獼猴桃催熟后果實(shí)品質(zhì)受到成熟度影響。由此可以看出,外源乙烯的催熟作用不僅受到溫度、乙烯濃度等外源因素影響,還受果實(shí)品種和成熟度的影響。

“金什1號(hào)”獼猴桃是四川省自然資源科學(xué)研究院由中華獼猴桃實(shí)生選育而成的四倍體黃肉新品種,在2014年2月經(jīng)四川省作物品種審定委員會(huì)審定定名為“金什1號(hào)”。該品種5月上旬盛花,至11月上旬果實(shí)達(dá)到生理成熟,盛果期產(chǎn)量高達(dá)225000kg/hm2,為高產(chǎn)晚熟品種。果實(shí)外形呈長梯形,橫切面長橢圓形,果實(shí)平均單果質(zhì)量85.83g,最大單果質(zhì)量102.4g,VC含量2.05mg/g,總糖10.82%,總酸0.143%,可溶性固形物17.5%,干物質(zhì)含量18.75%[15],酸甜可口、營養(yǎng)豐富。 由于其晚熟、豐產(chǎn)、美味、營養(yǎng)的特點(diǎn)目前已成為四川省主栽獼猴桃品種之一。基于此,本文以 “金金什1號(hào)”獼猴桃為研究對象,首先研究了不同成熟度獼猴桃果實(shí)催熟后理化品質(zhì),并進(jìn)一步探討了溫度、乙烯濃度對催熟效果的影響,為‘金什1號(hào)’獼猴桃采收及催熟技術(shù)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試獼猴桃品種為“金什1號(hào)”,采摘自四川省綿竹棚花村。

儀器與試劑:TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀(英國SMS公司),CR-400色差儀(柯尼卡美能達(dá) 日本) ,855型全自動(dòng)滴定儀(萬通Metronhm 瑞士),PAL-1手持糖度計(jì)(艾拓 日本),Tinytag View-4020溫度數(shù)據(jù)采集器(Gemini Data Loggers英國)。

1.2 試驗(yàn)方法

“金什1號(hào)”獼猴桃熟化能力研究:盛花期后95d開始至盛花期后130d分批采收,每批間隔7d,共6個(gè)批次,分別記為H1、H2、H3、H4、H5、H6。每批次果實(shí)采收70枚果實(shí),30枚果實(shí)采后立即檢測初始指標(biāo)(FF、Hue、SSC、TA、DM),剩余果實(shí)在20℃條件下用100 μL/L濃度的乙烯催熟,設(shè)置0 μL/L乙烯處理組作為對照,催熟處理后1、3、5 d進(jìn)行檢測果實(shí)FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指標(biāo),抽取樣本量為20枚。

乙烯濃度對催熟效果的影響:根據(jù)熟化能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)果實(shí)達(dá)到較高成熟度時(shí)另外分別采收兩個(gè)批次(盛花期后123d和130d)的獼猴桃(H5、H6),各約360枚。將以上果實(shí)分為6組,于20℃下分別用0、10、25、50、75、100μL/L濃度的乙烯對果實(shí)進(jìn)行處理,熟化后第1、3、5d檢測果實(shí)硬度、果心硬度、果肉顏色、可溶性固形物和可滴定酸含量。

溫度對外源乙烯催熟效果的影響:根據(jù)熟化能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)果實(shí)達(dá)到較高成熟度時(shí)另外分別采收兩個(gè)批次(盛花期后123d和130d)的獼猴桃(H5、H6),各約800枚。采后將果實(shí)分別置于10℃和20℃條件下24h,待果心溫度與庫溫一致,采用100μl/L乙烯處理24h,移除乙烯后于對應(yīng)溫度條件下放置貨架,以相同溫度條件下0μl/L乙烯處理作為對照(10℃、0μl/L;10℃、100μl/L;20℃、0μl/L;20℃、100μl/L),并監(jiān)測果實(shí)FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指標(biāo)變化規(guī)律。

1.3 指標(biāo)檢測

果肉硬度(FF)與果心硬度(Core-F)檢測方法參考Burdon等[16]。

可溶性固形物(SSC):采用數(shù)顯式糖度計(jì)進(jìn)行測定。取果實(shí)兩端果肉,擠壓取果汁,混勻后用膠頭滴管取2滴用于測定,結(jié)果以%表示。

可滴定酸(TA):取果實(shí)兩端果肉,擠壓取1mL果汁,采用瑞士萬通855型全自動(dòng)滴定儀滴定,以0.1mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液為滴定液,以pH 8.2為滴定終點(diǎn),記錄數(shù)據(jù)并按式(1)計(jì)算可滴定酸含量結(jié)果以%表示。

可滴定酸含量(%)=c×(V1-V0)×f×100%

(1)

式中 c——NaOH滴定液濃度,mol/L;

V1——滴定濾液消耗氫氧化鈉體積,mL;

V0——滴定蒸餾水消耗的NaOH體積,mL;

f——折算系數(shù),g/mmol(以檸檬酸計(jì))。

色差角(Hue):選取待測果實(shí)中間最大橫徑處,削除2mm厚度果皮和果肉后采用色差儀測定,讀取Hue值表示果肉顏色。

干物質(zhì)(DM):在果實(shí)中端切取2mm的薄片于恒重稱量皿中,65℃恒溫干燥箱烘干至恒重,記錄數(shù)據(jù)并按式(2)計(jì)算干物質(zhì)含量,結(jié)果以%表示。

(2)

式中 m0——稱量皿重量,g;

m1——果實(shí)鮮重+稱量皿重量,g;

m2——果實(shí)干重+稱量皿重量,g。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算,Origin 8.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源乙烯對不同成熟度獼猴桃催熟效果分析

Burdon等[16]研究指出,自然條件下,只有達(dá)到一定成熟度即營養(yǎng)物質(zhì)積累到一定程度,具備較高發(fā)育水平并表現(xiàn)出某些生理特征時(shí),采收的獼猴桃果實(shí)在外源乙烯的作用下,才能夠?qū)崿F(xiàn)果實(shí)的軟化并表現(xiàn)出較為理想的風(fēng)味品質(zhì)特征,從而滿足消費(fèi)需求。“金什1號(hào)”獼猴桃屬晚熟品種,生產(chǎn)上一般在11月中下旬采收,但有關(guān)適時(shí)采收的研究尚未見報(bào)道。本文自盛花期后95d開始采收,采用外源乙烯對不同成熟度獼猴桃進(jìn)行催熟,并分析催熟后果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo),以期為“金什1號(hào)”獼猴桃適時(shí)采收研究提供參考,結(jié)果見圖1。

表1 不同采收期獼猴桃理化指標(biāo)

圖1 不同時(shí)期采收“金什1號(hào)”獼猴桃催熟前后理化指標(biāo)

由表1可知,“金什1號(hào)”獼猴桃在盛花期95～130d掛果期間隨著成熟度的提高果實(shí)FF、core-F變化較為平緩,TA略有上升,SS逐漸上升、Hue值逐漸下降。由催熟前后兩組數(shù)據(jù)變化可知(圖1),盛花期95d以后果實(shí)經(jīng)催熟后第5d FF、core-F、TA含量均明顯下降,達(dá)到消費(fèi)者對果實(shí)品質(zhì)要求,但盛花期后95-116d果實(shí)催熟后SSC含量較低(≤15%)、催熟前后果實(shí)Hue值變化也不明顯。盛花期123d以后的果實(shí)經(jīng)催熟后可溶性固形物含量較高(≥15%,注:由于受到年份、氣候等環(huán)境因素影響,根據(jù)作者對當(dāng)年果實(shí)SSC跟蹤結(jié)果顯示,該年份果實(shí)SSC含量在15%～18%之間),且催熟前后果肉顏色變化明顯,能夠?qū)崿F(xiàn)果肉顏色褪綠轉(zhuǎn)黃,各項(xiàng)指標(biāo)滿足消費(fèi)者的感官需求。該結(jié)果表明,盛花期后123d以后的果實(shí)經(jīng)外源乙烯催熟后果實(shí)品質(zhì)即能滿足消費(fèi)者需求。同時(shí)對比以上3組數(shù)據(jù)可以看出,盛花期后95～116d果實(shí)在自然條件下放置5d后果實(shí)FF、core-F、Hue、TA、SSC等變化與催熟前相比較均變化不大,盛花期后123d果實(shí)在自然條件下放置5d后各項(xiàng)理化指標(biāo)變化出現(xiàn)拐點(diǎn),與催熟前比較均發(fā)生明顯變化,且成熟度越高變化也越明顯,說明盛花期后123d果實(shí)具備較高的自然成熟能力。綜合以上兩方面研究結(jié)果可知,盛花期123d后(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)采收果實(shí)不僅具有較高的自然成熟能力,而且果實(shí)軟化后各項(xiàng)理化指標(biāo)能夠體現(xiàn)果實(shí)的品質(zhì)特征,可以作為適時(shí)采收的參考時(shí)間之一。

2.2 乙烯濃度對獼猴桃催熟效果的影響

乙烯是人們所公認(rèn)的果實(shí)成熟衰老的激素,尤其是在呼吸躍變型果實(shí)中作用更為明顯,本文分別采用0μl/L、10μl/L、25μl/L、50μl/L、100μl/L在20℃條件下對“金什1號(hào)”獼猴桃進(jìn)行催熟,結(jié)果見圖2。

圖2 乙烯濃度對獼猴桃催熟效果的影響

通過比較兩個(gè)批次果實(shí)在不同乙烯濃度條件下催熟效果可知,與對照組(20℃、0μl/L)相比較,10～100μl/L外源乙烯處理均可實(shí)現(xiàn)獼猴桃的快速軟化,在催熟后第5d其它各指標(biāo)SSC、TA、Hue等均能夠達(dá)到成熟狀態(tài)。同時(shí)還可以看出,隨著成熟度的提高,果實(shí)成熟能力有所提高,與H5相比較,H6在自然條件下成熟速率有所增加,同時(shí)對外源乙烯也越敏感,在催熟后0～3天果實(shí)軟化速率及其他各項(xiàng)指標(biāo)變化速率均更為明顯。以上研究結(jié)果表明,采用乙烯催熟獼猴桃,在10～100μl/L范圍內(nèi),乙烯濃度對獼猴桃的催熟效果較為一致。本文所選用的乙烯濃度為商業(yè)用催熟濃度,而更低濃度的乙烯催熟效果有待進(jìn)一步研究。

2.3 溫度對乙烯催熟效果的影響

在果實(shí)生長停滯期結(jié)束后,本文分別在盛花期后123d和130d采收兩批果實(shí),分別在10℃和20℃條件下采用100μl/L外源乙烯處理,探討溫度對外源乙烯催熟效果的影響,為獼猴桃的催熟技術(shù)提供借鑒。

從不同處理下各指標(biāo)變化趨勢來看(圖3),兩個(gè)批次各處理果實(shí)隨著硬度的下降,core-F,Hue、TA等指標(biāo)呈現(xiàn)出不同程度的下降,變化趨勢較為一致,SSC含量伴隨著FF值下降呈現(xiàn)出先快速上升而后緩慢下降趨勢。

圖3 不同溫度條件下外源乙烯催熟“金什1號(hào)”獼猴桃理化指標(biāo)變化

White等[17]研究結(jié)果認(rèn)為常溫下獼猴桃軟化呈現(xiàn)S型變化曲線,通過對不同溫度下果實(shí)催熟結(jié)果可以看出, 在H5批次中,10℃、0μl/L,10℃、100μl/L條件下硬度下降速率呈現(xiàn)出“快-慢-快”,且二者之間變化趨勢較為一致,至貨架期25d后硬度下降到8N以下,SSC含量達(dá)到18%以上,可滴定酸降低至0.4%以下,達(dá)到商品食用狀態(tài)。20℃ 0μl/L、20℃ 100μl/L條件下硬度下降呈“L”型變化,但催熟果實(shí)變化速率明顯高于未催熟果實(shí),催熟果實(shí)在催熟后第4d達(dá)到商品成熟度,而為催熟果實(shí)在貨架后15d才達(dá)到商品成熟度。從H6變化趨勢可知,其結(jié)果與H5較為一致,10℃條件下催熟與未催熟果實(shí)之間差異較小,在20℃條件下,催熟處理與未催熟果實(shí)差異較大。以上結(jié)果表明,溫度對乙烯的作用影響較為顯著,20℃條件下催熟能夠?qū)崿F(xiàn)果實(shí)的快速軟化,使果實(shí)成熟期提前12d以上。

3 討論與結(jié)論

“金什1號(hào)”獼猴桃是四川省主栽黃肉獼猴桃之一,屬晚熟獼猴桃品種,成熟期集中在11月上、中旬,果實(shí)采摘后一般需要15d以上的后熟才能被食用。自然放置成熟的果實(shí)由于個(gè)體成熟度差異較大而導(dǎo)致成熟時(shí)間不一,且由于時(shí)間較長導(dǎo)致消費(fèi)體驗(yàn)差,同時(shí)還由于時(shí)間較長,獼猴桃在自然條件下軟化過程中容易受到果實(shí)表面和外界環(huán)境微生物的侵染而導(dǎo)致腐敗變質(zhì),直接影響經(jīng)濟(jì)效益。本文以“金什1號(hào)”獼猴桃為研究對象,分別研究了外源乙烯對不同成熟度果實(shí)的催熟效果及溫度對外源乙烯催熟效果的影響。

研究結(jié)果顯示,通過催熟后比較各批次指標(biāo)發(fā)現(xiàn),盛花期后95d果實(shí)可以通過人工使用外源乙烯達(dá)到促進(jìn)果實(shí)成熟的目的,而只有當(dāng)果實(shí)達(dá)到一定成熟度即盛花期后123d(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)時(shí),果實(shí)不僅具有較高的自然成熟能力,而且果實(shí)軟化后各項(xiàng)理化指標(biāo)能夠體現(xiàn)果實(shí)的品質(zhì)特征,可以作為適時(shí)采收的參考時(shí)間之一。該結(jié)論不僅與Burdon等[16]研究結(jié)論一致,同時(shí)也為“金什1號(hào)”獼猴桃的適時(shí)采收提供了科學(xué)依據(jù)。通過對乙烯濃度和溫度研究結(jié)果可知,溫度對外源乙烯有顯著影響,在10℃條件下乙烯作用效果不明顯,與賈曉輝[1]等研究結(jié)果較為一致,20℃條件下10～100μl/L催熟效果均比較明顯,但在該濃度范圍內(nèi)催熟效果差異不大。通過對比外源乙烯催熟兩個(gè)成熟度果實(shí)結(jié)果發(fā)現(xiàn),成熟度越高,不僅果實(shí)在自然條件下軟化進(jìn)程有所改變,外源乙烯催熟效果也越明顯,與香蕉[18]、網(wǎng)紋甜瓜[19]等呼吸躍變果實(shí)等研究結(jié)果一致。其原因在于較高成熟度果實(shí)由于其細(xì)胞膜透性及酶活性較高,外源乙烯對不同成熟度果實(shí)的調(diào)節(jié)作用機(jī)制存在差異,從而導(dǎo)致不同成熟度果實(shí)對外源乙烯敏感性不同[19]。以上研究結(jié)果成熟度是影響獼猴桃對外源乙烯敏感性的重要因素之一。