常溫下不同濃度1-MCP對(duì)玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分及超微形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

張微，趙迎麗，楊志國，王亮，陳會(huì)燕

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太原 030031）

玉露香梨（Pyrus sinkiangensis‘Yuluxiang’）是由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院用庫爾勒香梨與雪花梨雜交選育而成的一個(gè)新品種[1]，它將庫爾勒香梨與雪花梨的優(yōu)點(diǎn)集于一身，香甜多汁、石細(xì)胞少、營養(yǎng)豐富、皮薄、核小、食用率高[2-3]，因此深受消費(fèi)者的喜愛。它還具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，富含多種糖類及礦物質(zhì)[4]。目前玉露香梨廣泛種植在我國北京、山西、新疆及河北等地區(qū)[5]，具有廣闊的發(fā)展前景和極高的研究價(jià)值。

蠟質(zhì)是覆蓋在細(xì)胞外表面的疏水層，外觀呈霜凍或無色光滑狀[6]。蠟質(zhì)在果實(shí)發(fā)育過程中起著重要作用，在果實(shí)采后儲(chǔ)存過程中也起著重要作用。研究表明蠟質(zhì)是植物自我保護(hù)的第一道屏障，它可以減少蒸騰作用，延緩衰老，防止病原微生物和昆蟲的入侵[7]。玉露香梨在采后貯藏后期會(huì)產(chǎn)生大量的蠟，使果實(shí)表面變得油膩，影響其銷量，因此對(duì)玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分的研究顯得尤為重要。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是乙烯的競爭性抑制劑，通過延緩衰老來維持水果的品質(zhì)[8]。目前，1-MCP 已用于許多水果的采后貯藏，如梨、蘋果、橙子等[9]。1-MCP 為改善梨的品質(zhì)特性提供了一條重要途徑，包括減少乙烯的產(chǎn)生和降低呼吸速率，提高果實(shí)硬度和保持果實(shí)酸度，以及減少與衰老相關(guān)疾病的發(fā)生率[10-12]。已有研究表明1-MCP 可以降低果實(shí)表皮油膩的發(fā)生率[13]，因此，本文比較不同濃度1-MCP處理后的玉露香梨在室溫條件下果實(shí)表皮蠟質(zhì)成分、蠟質(zhì)形態(tài)及果實(shí)品質(zhì)的變化情況，旨在為玉露香梨采后貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉露香梨采自山西省隰縣寨子鄉(xiāng)，采后立即被運(yùn)往山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院。

甲醇、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷（均為分析純）：北京索萊寶生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RE52-99 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器有限公司；BSA2202S 電子天平：北京賽多利斯集團(tuán)有限公司；JPN100-20 氮?dú)獯祾邇x：上海繼普科技有限公司；TESCAN-VEGA3 掃描電子顯微鏡：泰思肯（中國）有限公司；Agilent 7890B/5977B 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫科技有限公司；JFC-1100 離子濺射儀：北京歐波同光學(xué)技術(shù)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

選擇無物理損傷、無病蟲害、大小均勻的玉露香梨，分為對(duì)照組（CK）（無1-MCP）、0.5 μL/L 1-MCP 組、1.0 μL/L 1-MCP 組、2.0 μL/L 1-MCP 組。處理后的果實(shí)置于室溫下貯藏，每周測定1 次相關(guān)指標(biāo)。

1.3.2 硬度與失重率的測定

果實(shí)硬度和失重率參照文獻(xiàn)[14-16]的方法測定。果實(shí)硬度測定：隨機(jī)選取10 個(gè)玉露香梨果實(shí)沿果實(shí)赤道將果皮去除后取4 個(gè)點(diǎn)用硬度計(jì)進(jìn)行測定。失重率計(jì)算公式如下。

X=（A-B）/A×100

式中：X 為失重率，%；A 為貯藏初期果實(shí)質(zhì)量，g；B 為測定時(shí)果實(shí)質(zhì)量，g。

1.3.3 玉露香梨果實(shí)表皮蠟質(zhì)提取及氣相色譜質(zhì)譜測定

果皮蠟質(zhì)提?。簩?duì)室溫下貯藏0、7、14、21、28、35 d的玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分進(jìn)行提取，提取步驟：選擇無病蟲害、大小均勻的果子，不同處理各15 個(gè)，重復(fù)3次。將果子完全浸沒于提取液（三氯甲烷和二氯甲烷混合液，體積比2∶1）中，提取60 s，提取液隨后放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中濃縮，最后放入氮?dú)獯祾邇x吹干至恒重，蠟質(zhì)含量通過以下公式計(jì)算。

X=（A-B）/C×105

式中：X 為蠟質(zhì)含量，mg/100 g；A 為燒杯及蠟質(zhì)的總質(zhì)量，g；B 為空燒杯的質(zhì)量，g；C 為玉露香梨的質(zhì)量，g。

色譜條件：載氣為99.999%氦氣；進(jìn)口樣溫度280℃，不分流進(jìn)樣；傳輸線溫度280 ℃；色譜柱HP-5MS 彈性石英毛細(xì)柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：50 ℃保持2 min，再以5 ℃/min 升至280 ℃，保持10 min；載氣流速1 mL/min。

質(zhì)譜條件：電荷轉(zhuǎn)移離子源（electron impact，EI），70 eV；燈絲電流100 μA；倍增器電壓1 200 V；全掃描（m/z 45～550）。使用NIST14 質(zhì)譜庫對(duì)蠟質(zhì)成分進(jìn)行鑒定。峰面積歸一化法對(duì)蠟質(zhì)含量進(jìn)行計(jì)算。

1.3.4 掃描電鏡觀察

將玉露香梨用清水洗凈，去除果皮表面灰塵、細(xì)菌等異物。用鋒利的刀片切取2 mm×3 mm 大小的果皮數(shù)塊，用4%的戊二醛溶液固定，待用。將固定好的果皮用0.1 mol/L、pH7.2 的磷酸緩沖液漂洗，30 min 和15 min 各2 次，再用梯度乙醇（30%、50%、70%、80%、90%）各脫水1 次，每次15 min。再用含有無水硫酸鈉的無水乙醇脫水3 次，每次15 min。然后用醋酸異戊酯脫去乙醇，共3 次，每次20 min。冷凍干燥后將樣品粘到樣品臺(tái)上，用離子濺射儀進(jìn)行鍍金膜，最后用掃描電子顯微鏡觀察拍片。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010 和Origin 2019b 軟件對(duì)試驗(yàn)中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉露香梨失重率和果實(shí)硬度在貯藏期間的變化

果實(shí)硬度和失重率是貯藏過程中評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨在室溫貯藏期間失重率和果實(shí)硬度的變化見圖1。

圖1 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨在室溫貯藏期間失重率和果實(shí)硬度的變化Fig.1 Changes of weight loss rate and fruit hardness of Yuluxiang pears treated with different 1-MCP content during storage at room temperature

從圖1 可以看出，玉露香梨在貯藏過程中果實(shí)的失重率呈持續(xù)上升趨勢。在貯藏35 d 時(shí)，CK 的失重率達(dá)到最高，為1.31%，而1.0 μL/L 1-MCP 處理的玉露香梨失重率最低，為1.05%，說明1.0 μL/L 1-MCP 處理可有效抑制果實(shí)中水分的蒸騰作用，從而降低果實(shí)的失重率，保持果實(shí)品質(zhì)。隨著貯藏時(shí)間的延長，果實(shí)硬度呈不斷下降趨勢，且1.0 μL/L 1-MCP 處理的玉露香梨果實(shí)硬度下降速率最慢，對(duì)照組果實(shí)硬度下降最快，表明適宜濃度的1-MCP 處理有助于保持果實(shí)的硬度。本研究中1.0 μL/L 1-MCP 可有效降低果實(shí)失重率、保持果實(shí)硬度。Blankenship 等[17]發(fā)現(xiàn)1-MCP 可以維持水果的硬度，與本文研究結(jié)果一致。

2.2 玉露香梨蠟質(zhì)含量在貯藏期間的變化

不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨在室溫貯藏期間蠟質(zhì)含量的變化見圖2。

圖2 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨在室溫貯藏期間蠟質(zhì)含量的變化Fig.2 Changes in wax content of 1-MCP treated Yuluxiang pears at different concentrations during storage at room temperature

果實(shí)表面的角質(zhì)層在果實(shí)的成熟和衰老過程中起到非常大的作用，它可以防止果實(shí)中的水分流失及營養(yǎng)物質(zhì)滲漏等[18]。趙曉敏等[19]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP 處理有效抑制果皮油漬化的發(fā)生和蠟質(zhì)含量及結(jié)構(gòu)的變化，從而延緩香梨果實(shí)衰老。本研究發(fā)現(xiàn)適宜濃度的1-MCP 可抑制果皮表面角質(zhì)層蠟質(zhì)的積累。由圖2可知，在貯藏期間，對(duì)照組和不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨果皮蠟含量隨著貯藏時(shí)間的延長呈上升趨勢，且對(duì)照組中蠟質(zhì)含量上升趨勢最快，1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 處理的果實(shí)蠟質(zhì)含量表現(xiàn)出較慢的增長趨勢。由此說明適宜濃度的1-MCP 可抑制水果角質(zhì)層蠟質(zhì)的積累。

2.3 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的變化

不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)表層的變化見圖3。

圖3 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)表層的變化Fig.3 Changes of waxy surface layer of peel during room temperature storage of Yuluxiang pear treated with different concentrations of 1-MCP

從圖3 可以看出，1-MCP 處理后的玉露香梨果實(shí)常溫貯藏期間蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)表皮變化與對(duì)照組之間存在差異。在貯藏0 d 時(shí)玉露香梨蠟質(zhì)表層溝壑眾多，蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)粗糙不平整。貯藏到14 d 時(shí)，對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理過的玉露香梨果實(shí)蠟質(zhì)表層結(jié)構(gòu)變化較大，蠟質(zhì)表層溝壑幾乎被填平，形成了較完整的蠟?zāi)ぃ?.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 處理的果實(shí)蠟質(zhì)表層較粗糙、不規(guī)則，同時(shí)還可以看到蠟質(zhì)表層有許多顆粒狀或板狀晶體，沒有形成光滑的蠟?zāi)そY(jié)構(gòu)。當(dāng)貯藏35 d時(shí)，對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理過的果實(shí)蠟質(zhì)表層相對(duì)光滑，形成了相對(duì)完整的蠟質(zhì)層。而1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 處理的果實(shí)蠟質(zhì)表層裂縫較多、較明顯。由此說明，適宜濃度的1-MCP 可以有效抑制玉露香梨果實(shí)表皮蠟質(zhì)的產(chǎn)生。

2.4 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)成分變化

不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)成分變化見表1。

表1 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)成分變化Table 1 Changes of peel wax composition of Yuluxiang pear treated with different concentrations of 1-MCP during normal temperature storage %

由表1 可知，玉露香梨表皮蠟質(zhì)成分較為復(fù)雜，對(duì)照組與不同濃度1-MCP 處理后的果皮蠟質(zhì)成分及相對(duì)含量均存在一定的差異。玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分主要由烷烴類、烯烴類、酯類、醇類、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸、醛類等物質(zhì)組成。在貯藏0 d 時(shí)，從玉露香梨中共檢測到80 種化合物，其中烷烴類化合物種類最多，有22 種，烯烴類、不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸均為7 種，酯類和醛類化合物分別為12 種和9 種，其他類化合物為7 種。隨著貯藏時(shí)間的延長，果實(shí)蠟質(zhì)成分及蠟質(zhì)含量均發(fā)生變化。三十烷只在貯藏35 d 的0.5 μL/L 和1.0 μL/L 1-MCP 處理過的果皮蠟質(zhì)中檢測到。D-檸檬烯和辛醇也只在貯藏35 d 的對(duì)照組和1.0 μL/L 1-MCP處理的果皮蠟質(zhì)檢測到。水楊醇和法呢醇在0 d 時(shí)并未檢測到，在貯藏15 d 和35 d 時(shí)才檢測到。而在整個(gè)貯藏過程中均存在的化合物有八甲基三癸氧烷、十甲基-四硅氧烷、十二甲基-五硅氧烷、十二甲基-環(huán)己硅氧烷、十四甲基-環(huán)庚硅氧烷、十九烷、二十一烷、二十四烷、二十九烷、α-法呢烯、Z-5-十九烯、1-十八醇、1-二十烷醇、二十二烷醇、甘油、二十九醇、11-十八碳烯酸、13-二十碳烯酸、13-二十二碳烯酸、棕櫚酸、硬脂酸、壬醛、肉桂醛、N，N-二乙基-甲酰胺、羽扇豆三甲基甲硅烷基醚，這些化合物雖然在整個(gè)貯藏過程中一直存在，但在相對(duì)含量上卻存在一定差異。

2.5 不同濃度1-MCP 處理的玉露香梨常溫貯藏期間果皮蠟質(zhì)成分相對(duì)含量變化分析

不同濃度1-MCP 對(duì)玉露香梨蠟質(zhì)成分相對(duì)含量的影響見圖4。

圖4 不同濃度1-MCP 對(duì)玉露香梨蠟質(zhì)成分相對(duì)含量的影響Fig.4 Effects of different concentrations of 1-MCP on the relative contents of waxy components in Yuluxiang pear

從圖4 可以看出，烷烴類化合物是玉露香梨蠟質(zhì)成分的主要成分，且其占比最高。已有研究表明，烷烴類化合物是果蔬表皮結(jié)晶蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)必不可少的化合物之一[20-21]。與對(duì)照相比，1-MCP 處理抑制了貯藏過程中烷烴類化合物含量的增加，且1-MCP 濃度越大抑制效果越明顯。在貯藏過程中1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 處理下的玉露香梨蠟質(zhì)成分烷烴類化合物含量始終低于對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理。

脂肪酸是果實(shí)表皮蠟質(zhì)的重要組成成分，脂肪酸可分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸[22]，無論是飽和脂肪酸還是不飽和脂肪酸，其相對(duì)含量均隨貯藏時(shí)間的延長而降低。與CK 和0.5 μL/L 1-MCP 處理相比，1.0 μL/L 和2.0 μL/L 的1-MCP 更能有效抑制貯藏過程中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸相對(duì)含量的降低。

烯烴類化合物中以α-法呢烯和Z-5-十九烯為主，已有文獻(xiàn)報(bào)道α-法呢烯是梨皮的主要香氣成分之一[23]。醇類化合物在玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分中也占有重要比例，從圖4 可知，烯烴類和醇類化合物隨著貯藏時(shí)間的延長呈增加趨勢，且對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理的增加速度高于其他兩組，說明1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 可有效抑制果皮蠟質(zhì)中烯烴類和醇類化合物含量的增加。

酯類化合物隨著貯藏時(shí)間的延長呈降低趨勢，且對(duì)照組下降速度最快，醛類化合物隨著貯藏時(shí)間的延長其相對(duì)含量呈先上升后下降的趨勢，且醛類化合物在果皮蠟質(zhì)成分中含量較低。

3 討論與結(jié)論

掃描電鏡結(jié)果表明，適宜濃度的1-MCP 可以有效抑制玉露香梨果皮表面蠟質(zhì)的產(chǎn)生。玉露香梨在貯藏前期表皮蠟質(zhì)表面粗糙，溝壑眾多，結(jié)構(gòu)不平整，貯藏到中期時(shí)，對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理過的玉露香梨果皮蠟質(zhì)表層形成了較完整的蠟?zāi)?，?.0 μL/L和2.0 μL/L 1-MCP 處理的果皮蠟質(zhì)表層還較粗糙、不規(guī)則，同時(shí)還伴有蠟質(zhì)晶體的產(chǎn)生。當(dāng)貯藏到末期時(shí)，對(duì)照組和0.5 μL/L 1-MCP 處理過的果皮蠟質(zhì)表層已形成了相對(duì)完整的蠟質(zhì)層，這可能是由于貯藏期間果皮生成的蠟質(zhì)彌補(bǔ)了表面的裂縫所致[24]。而1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP 處理的果皮蠟質(zhì)表層裂縫較多、較明顯，這與毛惠娟等[25]的研究結(jié)果一致。

蠟質(zhì)可分為外蠟（有晶體結(jié)構(gòu)）和內(nèi)蠟（無定形狀態(tài)）兩種類型，蠟質(zhì)成分及含量決定了蠟質(zhì)的生物學(xué)功能[26]。脂肪酸是果皮蠟質(zhì)中特別富有的成分，大部分脂肪酸起源于碳16 到碳18 自由脂肪酸的延長。本研究中脂肪酸相對(duì)含量均隨貯藏時(shí)間的延長而降低，且適宜濃度1-MCP 處理可有效抑制脂肪酸含量的降低。烷烴類化合物是玉露香梨蠟質(zhì)的主要成分，且其占比最高。1-MCP 處理可抑制貯藏過程中烷烴類化合物含量的增加。醛類化合物是水果蔬菜蠟質(zhì)中常見的成分之一，它是脫羰途徑的產(chǎn)物，且大多數(shù)具有偶數(shù)碳原子的正醛[27]。本研究發(fā)現(xiàn)1.0 μL/L 和2.0 μL/L 1-MCP可有效抑制果皮蠟質(zhì)中烯烴類化合物和醇類的增加。

1.0 μL/L 1-MCP 可有效降低果實(shí)失重率，抑制果實(shí)硬度下降和果實(shí)表皮蠟質(zhì)的積累。玉露香梨果皮蠟質(zhì)成分主要由烷烴類、烯烴類、酯類、醇類、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸、醛類等物質(zhì)組成，其中烷烴類化合物是玉露香梨蠟質(zhì)的主要成分。1.0 μL/L 1-MCP 有效抑制了貯藏過程中烷烴類、烯烴類和醇類化合物的增加，脂肪酸的降低。綜上所述，1.0 μL/L 1-MCP 處理后的玉露香梨在采后貯藏過程中能保持更好的果實(shí)品質(zhì)。