李子(Prunus salicina Lindl.),蔷薇科李属植物,别名玉皇李、嘉应子、嘉庆子、山李子,其果实在6～8月成熟,口味甘甜,富含维生素C、纤维素等多种营养物质及总酚、花青素等抗氧化剂,深受广大消费者的喜爱,在我国和世界范围内种植广泛[1],是重要的温带水果之一。地方名李是贵州特色优势农业产业之一,十三五末期,贵州李子种植面积约16万hm2,规模位居全国第一。其中,由安顺市农科院等单位选育的“蜂糖李”因独特的口感而享誉全国,素有“中华第一李”的美誉,在贵州省脱贫攻坚、乡村振兴领域中起到重要作用。2022年,镇宁全县蜂糖李种植面积约1.5万hm2,采收面积约9 133 hm2,投产面积约7 266 hm2,产量5.38万t,实现产值超20亿元,位居全国李品类前列[2]。蜂糖李果实成熟于高温多雨季节,且皮薄多汁,采后极易腐烂变质,丧失风味,失去商品价值,因此延长蜂糖李的货架期并维持其风味是亟待解决的问题。

根据果实的采后生理,李子可以分为呼吸跃变型和非呼吸跃变型两类[3],在采后贮藏与货架期间,呼吸跃变型李果实具有后熟生理现象;而非呼吸跃变型李果实在母株上才能完全成熟,若被提前采收,采后果实基本上不产生或只产生极少量的乙烯,并在室温条件保持较为平稳的呼吸;呼吸跃变型果实的另一个表现就是其内源乙烯的释放和呼吸强度的变化会受到外源乙烯的影响[4]。2001年,ZUZUNAGA等[5]研究报道了呼吸跃变型“Santa Rosa”李子和非呼吸跃变型“Golden Japan”李子采后成熟模式,结果发现呼吸跃变型“Santa Rosa”李子在采后冷藏期间呼吸强度、乙烯释放表现出明显的跃变现象,且硬度、色泽、成熟指数也在跃变后表现出明显的变化;而非呼吸跃变型“Golden Japan”李子在采后贮藏期间的乙烯释放和呼吸强度都没有明显的增加。2004年,该团队报道了外源乙烯处理对呼吸跃变型“Santa Rosa”李子和非呼吸跃变型“Golden Japan”李子采后品质的影响,结果表明乙烯处理刺激了“Santa Rosa”李子内源性乙烯的产生,并加速了果实色泽、可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)和硬度的变化;相反,外源乙烯处理未对“Golden Japan”李子内源乙烯产生影响,也未对于果实成熟的生理指标参数产生任何影响[6]。

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)是一种乙烯受体抑制剂,可以与乙烯受体竞争发生不可逆反应,从而阻止乙烯与受体之间的信号传导和相关基因表达,进而阻止果蔬中内源乙烯的合成和与外源乙烯的信号传导,达到延缓李果实采后成熟衰老的目的[7]。2018年,FARCUH等[8]报道了1-MCP处理和外源乙烯处理对呼吸跃变型“Santa Rosa”李子和非呼吸跃变型“Sweet Miriam”李子采后生理及糖代谢的影响,结果表明,呼吸跃变型“Santa Rosa”李子在采后货架期间表现出明显的呼吸强度和乙烯释放跃变变化,且1-MCP处理明显延缓了其采后货架过程中的成熟,外源乙烯处理也显著增加了其呼吸强度和乙烯释放速率;而非呼吸跃变型“Sweet Miriam”李子在采后整个货架过程中都保持恒定的呼吸强度和乙烯释放速率,1-MCP处理和外源乙烯处理对其都未见显著性影响。2020年,XU等[9]报道了1-MCP对呼吸跃变型“Taoxingl”李果实常温货架条件下果实品质及花青素合成的影响,结果表明,1-MCP有效地减少了失重,很好地保持了SSC和可滴定酸含量(titratable acid,TA)含量,延缓了固酸比(SSC/TA)的上升,促进了果糖、葡萄糖、山梨醇和苹果酸含量的增加,并有效地减少了果实的腐烂。总的来说,1-MCP处理可以抑制果实内源乙烯的生成和呼吸强度的增加,是一种有效的李子果实采后保鲜途径。

采收成熟度在很大程度上决定了果品的质量和风味,直接影响消费者的偏好,也是影响1-MCP应用有效的主要因素[10]。2010年,GAMRASNI等[11]研究表明,1-MCP有效地抑制了早期和晚期收获的西班牙梨的成熟,并提高了果实的贮藏潜力。2015年,FARNETI等[12]研究发现,1-MCP处理在成熟度Ⅰ“Granny Smith”苹果中更有效,而同样的处理在成熟度Ⅲ果实中无效。2022年,KRUPA等[13]报道了1-MCP对低成熟度和高成熟度“Geneva”和“Anna”猕猴桃采后品质的影响,结果表明,1-MCP处理可以有效抑制低成熟度果实采后的品质劣变,但1-MCP对高成熟度果实品质劣变抑制效果不明显,比低成熟度果实效果差。

实践表明,高成熟度蜂糖李果实风味更佳,但货架期较短。迄今,未见采收成熟度对蜂糖李货架品质影响、1-MCP处理对蜂糖李果实采后保鲜效果、1-MCP处理对不同成熟度蜂糖李货架品质及挥发性物质的影响研究报道。因此,本文以不同成熟度的蜂糖李为实验材料,研究了1-MCP对不同成熟度蜂糖李采后货架品质及挥发性物质的影响,以确定蜂糖李的最佳采收成熟度并延长其货架保质期方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蜂糖李果实:2022年6月,在贵州省安顺市六马镇板阳新寨蜂糖李种植基地(105.48 °E,25.41 °N)选择固定20株5龄健康、丰产果树。分别于6月10日(低成熟度,花后100 d)、15日(中成熟度,花后105 d)、20日(高成熟度,花后110 d)进行采摘,挑选大小均匀、无病虫害和机械损伤的果实,当天运回于贵州省农产品产地初加工关键技术研发与应用科技创新基地实验室。

试剂:乙烯标准气体(100.3 mg/L),武汉纽瑞德特种气体有限公司;1-MCP(0.33%),美国Rohm &Haas公司;氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠,国药分析纯。

1.2 仪器与设备

EZ-SX质构仪,日本岛津公司;PAL-1迷你数显折射计,日本爱拓公司;GC-14气相色谱仪,日本Shimazhu公司;PEG-20M(交联)毛细管柱(15 m×0.25 mm×0.4 μm),大连中汇达科学仪器有限公司;PHS-3c数显酸度计,上海仪电科学仪器股份有限公司;YS3060光栅分光测色仪,深圳市三恩时科技有限公司;Check PointⅡ便携式残氧仪,丹麦Dansensor公司;气相色谱质谱联用仪GC-MS(GC:Agilent 7890B;MS:Agilent 5977),美国Agilent Technologies公司;Agilent 76978顶空进样器,美国Agilent Technologies公司;HP-5 ms Agilent 石英毛细管柱(30 m×0.32 mm, 0.25 μm),大连中汇达科学仪器有限公司。

1.3 采后处理

每批不同成熟度果实运回实验室后,将果实随机分为3组,每组280粒果实,分别至于3个塑料密封帐内(1 m3,100 cm×100 cm×100 cm),参考FARCUH等[8]、曹建康等[14]报道方法,在(25±2) ℃下使用不同浓度(0、0.5 μL/L、1.0 μL/L)1-MCP熏蒸处理24 h,处理结束后,果实至于控温(25±2) ℃、相对湿度75%～80%条件下货架摆放14 d。低、中、高成熟度及1-MCP处理组果实分别命名为:成熟度Ⅰ-CK、成熟度Ⅰ-0.5 μL/L、成熟度Ⅰ-1.0 μL/L;成熟度Ⅱ-CK、成熟度Ⅱ-0.5 μL/L、成熟度Ⅱ-1.0 μL/L;成熟度Ⅲ-CK、成熟度Ⅲ-0.5 μL/L、成熟度Ⅲ-1.0 μL/L,每隔2 d随机取18颗果实进行相关指标的检测。

1.4 生理指标测定

1.4.1 外观及腐烂率的测定

货架期间,每组固定具有代表性的4粒果实分别于0、8、14 d进行持续拍照并评价,并选择具有代表性的4粒果实沿缝合线切割并就横剖面拍照。腐烂率参考HUAN等[15]的方法进行测定,以果实表面出现明显破裂、病斑或菌丝生长记为腐烂果。腐烂率计算如公式(1)所示:

腐烂率

(1)

1.4.2 硬度的测定

使用质构仪进行果实硬度的测定,选用探头直径为2 mm的P/2探头,在果实缝合线转向90°赤道位置穿刺,测前、中、后速度均为2.00 mm/s,穿刺深度为10 mm(n=18),单位为N。

1.4.3 色泽的测定

使用分光测色仪对外果皮和果肉进行测定。外果皮的测定选择在果实缝合线转向90°赤道位置先一个代表性点,然后在转向180°的位置再测定1次(n=18);将果实沿缝合线横剖后,在赤道位置选择果核与果皮的中心点进行测定(n=18)。记录L*、a*、b*值,并按公式(2)计算色相角h°:

(2)

1.4.4 SSC的测定

参照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法》,使用PAL-1迷你数显折光仪测定(n=18),单位为%。

1.4.5 可滴定酸的测定

参考曹建康等[16]的方法,使用酸碱滴定法进行测定(n=18),单位为%。

1.4.6 SSC/TA的测定

以SSC和TA的比值进行计算。

1.4.7 呼吸强度和乙烯生成速率的测定

每组样品呼吸强度和乙烯生成速率的测定选用固定的15粒果实,分为3组。每5个果实置于带橡胶塞的密封塑料盒内(1.0 L),25 ℃环境中放置2 h后使用残氧仪测定CO2的生成量,计算得出呼吸强度,结果表示为mg CO2/(kg·h);抽取2 mL塑料盒内气体注入GC中。GC条件:进样口温度为145 ℃,柱箱温度为40 ℃,检测器温度为180 ℃。40 ℃保持7 min后以10 ℃/min的速率升至100 ℃并保持3 min,计算得出乙烯生成速率,结果表示为μg/(kg·h)。为确定试验方法准确性,每次试验前使用乙烯标准气体和成熟猕猴桃进行验证。

1.4.8 感官评价标准

参考NESHEVA等[17]的方法对蜂糖李果实进行感官评价,每个样品都由9名接受了系统感官评价学习的评价员(4名专业教师、5名本专业研究生)进行评估。使用以下对决定水果外观和口感品质的6个特征指标进行评分:1～3分非常差到差;3～4分满意;5～6分更好,7～9分最好。根据蜂糖李香甜特性,每个特征都根据其重要性乘以一个系数:外观0.20、香气0.20、甜味0.20、酸味0.10、质地0.15、多汁性0.15。

1.5 挥发性物质测定

挥发性物质的测定参照YAN等[18]方法进行检测。以正己烷为溶剂,10 μL/L的3-辛醇作内标。每个样品瓶(40 mL)加入4 g蜂糖李样品,8.8 g氯化钠和8 μL内标溶液。使用顶空进样器进行进样。通过NIST17l谱库检索,对各挥发性化合物进行定性分析。根据内标含量与挥发分与内标色谱峰面积的比较,计算出挥发分相对于内标的含量。

1.6 数据分析

采用SPSS 26.0软件分析实验数据,采用Origin 2017进行绘图。

2 结果与分析

2.1 腐烂率、果实外观及横剖照

如图1所示,蜂糖李果实腐烂率主要受到采收成熟度的影响。对于3个成熟度CK组果实,低、中、高成熟度果实分别在货架6、10、12 d时开始出现腐烂,14 d货架结束时,3组蜂糖李CK组腐烂率大小关系为成熟度Ⅲ-CK(50.00%)>成熟度Ⅱ-CK(29.41%)>成熟度Ⅰ-CK(19.05%)。1-MCP处理对不同成熟度蜂糖李果实腐烂率的上升均有显著的抑制效果,且1-MCP浓度越高,对蜂糖李果实腐烂率抑制效果越明显(P<0.05);其中1.0 μL/L的1-MCP处理对高成熟度果实腐烂率的抑制效果最明显,抑制率达66.66%。

每处理组固定选择4粒果实,就外观在货架期(0、8、14 d)内持续拍照,并另选择4粒具有代表性果实就横剖面拍照、评价(图2)。随着采收成熟度的提高,蜂糖李果实的果皮及果肉均呈现出由绿色转为黄色的趋势,其中成熟度Ⅲ果实在贮藏14 d结束时已基本接近黄色,且出现果肉颜色变深现象;成熟度Ⅱ-CK、Ⅱ-0.5 μL/L分别在14 d货架结束时出现了显著的腐烂。总体来看,不同浓度的1-MCP处理对成熟度Ⅰ、成熟度Ⅱ果实外观无显著影响,但抑制了其果肉变黄的趋势,且显著抑制了成熟度Ⅲ果实外观及果肉整体颜色的变化,表现出较好的保鲜效果。

2.2 呼吸强度、乙烯生成速率

由图3可知,蜂糖李果实在货架期间内采收成熟度越高,呼吸越旺盛。在采摘当天,3个成熟度果实的呼吸强度表现出显著性差异(P<0.05),成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的呼吸强度分别为(4.64±0.21)、(5.32±0.32)、(7.67±0.68) mg CO2/(kg·h)。在整个货架(25±2) ℃期间,对于3个不同成熟度的CK组果实,成熟度Ⅲ-CK的呼吸强度要远高于成熟度Ⅰ-CK和成熟度Ⅱ-CK果实,呈显著性差异(P<0.05);而对于成熟度Ⅰ与成熟度Ⅱ果实组,两组之间呼吸强度除4、10 d外均无显著性差异(P>0.05);货架至14 d,成熟度Ⅰ-CK、Ⅱ-CK、Ⅲ-CK果实的呼吸强度分别为(4.82±0.3)、(4.75±0.26)、(8.38±0.27) mg CO2/(kg·h)。

3个不同成熟度果实经1-MCP处理后,除成熟度Ⅱ果实货架4 d外,整个货架过程中经1-MCP处理的成熟度Ⅰ、成熟度Ⅱ果实呼吸强度均无显著性差异(P>0.05);如货架至14 d,成熟度Ⅰ-0.5 μL/L、成熟度Ⅰ-1.0 μL/L、成熟度Ⅱ-0.5 μL/L、成熟度Ⅱ-1.0 μL/L的呼吸强度分别为(4.47±0.24)、(4.17±0.32)、(4.67±0.15)、(4.27±0.19) mg CO2/(kg·h);相对于CK处理组,1-MCP处理的成熟度Ⅲ果实呼吸强度受到显著抑制(P<0.05),但2个不同浓度处理之间差异不显著,这与果实外观及腐烂率的变化趋势相一致,货架至14 d,成熟度Ⅲ-0.5 μL/L、成熟度Ⅲ-1.0 μL/L的呼吸强度分别为(7.56±0.32)、(7.03±0.28) mg CO2/(kg·h)。由所有样品的呼吸强度结果(图3)可知,蜂糖李果实未出现典型的呼吸跃变峰。

通过连续检测,3组蜂糖李果实(CK与1-MCP处理组)在整个货架期间仅成熟度Ⅲ-CK 12 d、成熟度Ⅲ-CK 14 d生成极低浓度的乙烯,分别为(0.04±0.01)、(0.06±0.01) μg/(kg·h)。ZUZUNAGA等[5]研究发现非呼吸跃变型“Golden Japan”李子在采后贮藏期间的乙烯释放和呼吸强度都没有明显的增加,表现出明显的非呼吸跃变模式,结合呼吸强度测定结果(图3),可以判定蜂糖李果实属于非呼吸跃变型果实。

2.3 硬度

图4为采收成熟度及1-MCP处理对蜂糖李果实货架期间硬度的影响,结果显示,蜂糖李果实在货架期内采收成熟度越高,果实硬度越低。在采摘当天,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的硬度分别为(14.58±0.55)、(13.63±0.42)、(9.02±0.74) N,表现出显著差异(P<0.05)。在整个货架(25±2) ℃期间,所有果实的硬度整体呈下降趋势。对于3个成熟度的CK组,成熟度Ⅲ果实CK组硬度始终保持最低水平,且下降最快,与成熟度Ⅰ-CK和成熟度Ⅱ-CK果实表现出显著性差异(P<0.05);成熟度Ⅱ果实组硬度下降趋势较为平缓,但成熟度Ⅰ-CK和成熟度Ⅱ-CK两组之间无显著性差异,货架14 d结束时,成熟度Ⅰ-CK、Ⅱ-CK、Ⅲ-CK果实的硬度分别为(10.21±0.61)、(9.79±0.74)、(4.46±0.66) N。

由图4还可观察到,对于3个成熟度的1-MCP处理组,不同浓度的1-MCP处理能延缓成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ果实组的硬度下降(P<0.05),其中1.0 μL/L处理对果实硬度下降的延缓效果要显著优于0.5 μL/L处理组(P<0.05)。货架14 d结束时,成熟度Ⅰ-0.5 μL/L、成熟度Ⅰ-1.0 μL/L、成熟度Ⅲ-0.5 μL/L、成熟度Ⅲ-1.0 μL/L的硬度分别为(10.10±0.37)、(13.23±0.77)、(5.01±0.28)、(6.05±0.32) N;但1-MCP处理对成熟度Ⅱ果实硬度的影响除14 d外均无显著性差异(P>0.05)。

2.4 色泽

果实色泽极大影响了消费者的购买体验度[19],蜂糖李果实在成熟过程中果皮和果肉颜色表现出一个由绿转黄的过程。实践表明,消费者更愿意选择颜色偏黄果实。当颜色为绿色时,色相角h°接近120,当颜色为黄色时,色相角h°接近60[20]。如图5所示,采摘当天,果皮和果肉颜色基本都为绿色,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实果皮色相角h°在采摘当天分别为100.37±0.61、99.85±0.28、95.69±0.93,呈显著性差异(P<0.05),果肉色相角h°在采摘当天分别为96.13±0.61、93.99±0.19、92.44±0.38(P<0.05)。对于3组果实的CK组,随着货架期的延长,果皮和果肉的颜色逐渐向黄色转变,3组果实的色相角h°基本呈现下降的趋势,如成熟度Ⅰ-CK果皮的h°由0 d的100.37±0.21降低至14 d的94.81±0.19,差异显著(P<0.05)。相对于各自CK组,2个不同浓度的1-MCP处理对成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ果实果肉h°的下降有显著的抑制作用(P<0.05),对成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ外果皮h°的下降及成熟度Ⅲ果实的外果皮和果肉颜色的转变也有一定的抑制作用,但差异不显著(P>0.05);此外,2个不同浓度的1-MCP处理之间对3个成熟度果实果肉颜色的转变除个别时间外(成熟度Ⅱ-6 d、成熟度Ⅲ-10 d)均无显著性差异(P>0.05)。

2.5 SSC、TA、SSC/TA

由图6-A可知,蜂糖李果实在货架期内采收成熟度越高,其SSC越高。采摘当天,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的SSC分别为(10.23±0.51)%、(11.14±0.32)%、(15.30±0.54)%,呈显著性差异(P<0.05)。

通过呼吸强度、乙烯生成速率判定蜂糖李果实为非呼吸跃变型果实(图2),蜂糖李果实的成熟主要在植株上完成,而在货架期内没有明显的后熟过程,其SSC主要受采收成熟度的影响,果实的SSC大小在货架期内始终保持成熟度Ⅲ>成熟度Ⅱ>成熟度Ⅰ的关系,且没有显著的上升或下降趋势,成熟度Ⅲ果实的SSC要始终远大于成熟度Ⅰ、成熟度Ⅱ果实(P<0.05),货架14 d结束时,成熟度Ⅰ-CK、Ⅱ-CK、Ⅲ-CK果实的SSC分别为(11.22±0.31)%、(11.76±0.22)%、(15.19±0.69)%。此外,不同浓度的1-MCP处理对不同成熟度蜂糖李果实货架期间SSC的变化均没有显著性影响(P>0.05),如货架14 d结束时,成熟度Ⅰ-CK、成熟度Ⅰ-0.5 μL/L、成熟度Ⅰ-1.0 μL/L的SSC分别为(11.22±0.31)%、(10.85±0.57)%、(11.09±0.64)%。

如图6-B所示,蜂糖李果实在采货架期内采收成熟度越高,其可滴定酸含量越低。采摘当天,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的TA含量分别为(0.85±0.02)%、(0.79±0.02)%、(0.73±0.3)%,呈显著性差异(P<0.05)。在货架期间,对于3个成熟度的CK组,果实的TA呈现出整体下降的趋势,在14 d货架结束时,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各自对照组的TA含量分别相较于0 d时下降了25.12%、12.24%、16.72%。由图5-B也可看出,对于3组果实的1-MCP处理组,只有1.0 μL/L浓度1-MCP处理的果实对3组果实显现出抑制TA下降的趋势(P<0.05),而0.5 μL/L浓度1-MCP处理的果实相对于与各自对照组无显著性差异(P>0.05),如货架14 d结束时,成熟度Ⅲ-CK、成熟度Ⅲ-0.5 μL/L、成熟度Ⅲ-1.0 μL/L的TA分别为(0.61±0.04)%、(0.64±0.03)%、(0.69±0.03)%。

图6-C为采收成熟度及1-MCP处理对蜂糖李果实SSC/TA的影响,蜂糖李果实在货架期内采收成熟度越高,其固酸比越高。由于蜂糖李果实在货架期间SSC基本不变,TA含量略微下降,所以果实固酸比基本显现出整体上升的趋势;此外,1.0 μL/L的1-MCP处理可以显著抑制成熟度Ⅲ蜂糖李果实货架后期SSC/TA的上升,对成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ果实均无显著性影响(P>0.05)。

2.6 感官评价

如图7所示,蜂糖李果实在货架期内采收成熟度越高,其感官评价总分越高。在采摘当天,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的感官评价总分分别为4.21±0.11、6.50±0.18、7.42±0.04,呈显著性差异(P<0.05),这与市场反馈中消费者更喜爱高成熟度的结果相一致。蜂糖李果实的感官评价分数主要受采收成熟度的影响,对于3个成熟度的CK组,其感官评价总分在整个货架期间始终保持成熟度Ⅲ>成熟度Ⅱ>成熟度Ⅰ的大小关系。随着货架时间的延长,3个成熟度蜂糖李果实的感官评价总分都呈现先增加后降低的趋势,其中成熟度Ⅰ-CK在10 d时达到最高分(5.25±0.12)分,在14 d货架结束时降低至(4.43±0.16)分;成熟度Ⅱ-CK在8 d时达到最高分(6.91±0.09)分,在14 d货架结束时降低至(6.26±0.15)分;成熟度Ⅲ-CK在6 d时达到最高分(7.73±0.16)分,在14 d货架结束时降低至(6.75±0.18)分。对于3个成熟度的1-MCP处理组,2个不同浓度的1-MCP处理都推迟了蜂糖李果实的感官评价最高分出现的时间;成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ经1-MCP处理后果实的感官评价最高分分别出现在12、10、10 d,此时各自对照组的感官评价分数已经开始下降,说明1-MCP处理能有效保持蜂糖李的风味,但2个不同浓度之间无显著性差异(P<0.05)。

2.7 GC-MS分析结果

研究结果表明,1.0 μL/L的1-MCP处理能显著抑制不同成熟度蜂糖李果实货架期间的腐烂变质,延缓感官评价最高分出现的时间,并有效维持蜂糖李果实的口感及品质。因此,本课题组分别选择3个成熟度CK组、1.0 μL/L1-MCP处理组感官评价最高分出现的时间进行GC-MS检测,分别为成熟度Ⅰ:0、10、12 d,成熟度Ⅱ:0、8、10 d,成熟度Ⅲ:0、6、10 d,分析1-MCP处理对不同成熟度蜂糖李果实货架期间挥发性物质的影响。

表1列出了不同成熟度蜂糖李果实经1-MCP处理后挥发性物质的相对浓度,共检测出挥发性物质22种,其中醛类6种、酯类4种、醇类5种、酮类4种、其他类化合物5种。对于3个不同成熟度的CK组,醛类和醇类是成熟度Ⅰ果实中的主要挥发性物质,分别占比59.26%和18.77%,其中的己醛、(E)-2-己烯醛、1-己醇、1-丁醇等主要提供“青草”味、“花香”味,3-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇等提供“未成熟水果”味,其含量都随着货架期的延长而降低;醛类(50.33%)和酯类(20.87%)是成熟度Ⅱ果实中的主要挥发性物质,除醛类提供“青草”味外,乙酸乙酯、乙酸己酯等酯类含量的上升赋予了蜂糖李果实的“果香”味;酯类(51.39%)和醛类(26.38%)是成熟度Ⅲ果实的主要挥发性物质。因此,醛类和酯类是蜂糖李果实中的主要挥发性物质,其中醛类物质含量随着成熟度的增加而下降,酯类物质含量随着成熟度的增加而增加。随着货架时间的延长,3个不同成熟度蜂糖李果实的主要挥发性物质含量变化不明显,如成熟度Ⅱ果实中酯类含量由0 d占比20.87%增加至10 d占比21.90%,仅增加1.13%。说明蜂糖李果实的香气主要在母株上形成,在采后没有明显的后熟过程,符合其非呼吸跃变型果实的特征。

对于3组果实的1-MCP处理组,2个1-MCP处理组之间对蜂糖李果实的挥发性成分没有显著性差异(P>0.05)。如图8所示,随着贮藏时间的延长,1-MCP处理主要延缓了蜂糖李果实中醛类和醇类物质含量的下降:如成熟度Ⅰ果实在货架12 d时,醛类物质含量在CK组和1.0 μL/L 1-MCP处理组中分别占比44.52%和50.27%;1-MCP处理抑制了酯类和酮类物质含量的上升:如成熟度Ⅱ果实在货架10 d时,酯类物质含量在CK组和1.0 μL/L 1-MCP处理组中分别占比21.90%和20.36%;1-MCP处理延缓了酯类物质含量最高点出现的时间:如成熟度Ⅲ-CK组果实酯类物质含量在6 d时最高,而1.0 μL/L 1-MCP处理组果实酯类物质含量在10 d时最高。因此,1-MCP处理延缓了不同成熟度蜂糖李果实在货架期间“青草”味的丧失,延缓了“果香”味出现的时间,更有效的保持了蜂糖李果实应有的香气。

3 讨论

采收成熟度是影响蜂糖李果实品质变化和消费者可接受度的重要原因,确定其最佳采收成熟度对蜂糖李市场具有重要意义。实验结果表明,在常温货架期内,采收成熟度越高,蜂糖李果实品质劣变越快,主要表现为出现腐烂现象早(图1)、腐烂率高(图1)、呼吸旺盛(图3)、硬度下降快(图4)等问题。此外,3个不同成熟度的蜂糖李果实在货架期间均没有出现明显的呼吸跃变峰和乙烯释放,这与ZUZUNAGA等[5]在非呼吸跃变型“Golden Japan”李子中研究结果相一致,蜂糖李果实也属于非呼吸跃变型果实。因此其成熟过程主要在母株上完成,3个成熟度蜂糖李果实的SSC在整个货架期间都没有显著的上升或下降趋势,其SSC大小主要受采收成熟度影响,采收成熟度越高,SSC越高(图6)。

有效的采后处理可以延长蜂糖李果实的货架期。2个不同浓度的1-MCP处理都可以延缓3个不同成熟度蜂糖李果实腐烂率的上升,且浓度越高,抑制效果越明显;1-MCP处理对蜂糖李果实品质的影响与其采收成熟度有关,2个浓度的1-MCP处理对蜂糖李果实成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ的呼吸强度、SSC以及固酸比的变化都没有显著性影响;但高浓度1.0 μL/L的1-MCP处理可以有效降低成熟度Ⅲ果实的呼吸强度、硬度、TA损失,延缓其SSC/TA的上升和颜色的转变,维持较高的感官评价得分。

GC-MS研究结果表明,酯类和醛类是蜂糖李果实中的主要挥发性物质。2004年,乜兰春等[21]提出酯类和内酯类具有的水果香气是核果类果实主要的香气成分;2008年,NUNES等[22]提出己醛和己烯醛是李子中主要的呈香物质,这与本研究结果基本一致。随着成熟度的增加,蜂糖李果实中的醛类物质含量逐渐降低,这与王华瑞等[23]在“黑宝石”李中的研究结果相一致;酯类物质含量随着成熟度的增加而增加,这与刘泽静等[24]在“盖县”李中的研究结果相一致。不同浓度的1-MCP处理都能抑制不同成熟度蜂糖李果实醛类和醇类含量的下降、延缓酯类和酮类物质含量的上升,这与李丽萍等[25]1-MCP处理对“黑琥珀”李的研究结果相一致。总之,成熟度越高,蜂糖李果实“果香”味越丰富,感官品质越佳;1-MCP处理可以有效的维持蜂糖李果实的固有香气。

与大多水果相似,蜂糖李果实的风味主要由固酸比和挥发性物质构成。研究结果表明,由于蜂糖李非呼吸跃变型果实的特性,3个不同成熟度蜂糖李果实的SSC在货架期间没有显著的上升或下降趋势,TA在货架期间出现略微下降的趋势,因此蜂糖李果实的SSC/TA在货架期间只表现出略微上升的趋势,1-MCP处理(1.0 μL/L)可以显著抑制成熟度Ⅲ果实货架后期SSC/TA的上升,延缓其风味的损失,但对成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ果实无显著性影响。采收成熟度越高,蜂糖李果实的SSC越高,更迎合消费者的口感喜好。由感官评价可知,采收成熟度越高,蜂糖李果实得分越高,这与市场反馈中消费者更喜爱高成熟度蜂糖李果实的结果相一致。结合GC-MS结果,高成熟度(成熟度Ⅲ)蜂糖李果实风味最佳,1-MCP(1.0 μL/L)处理可以有效的保持蜂糖李果实的货架品质及固有风味。

4 结论

本研究以3个不同成熟度的蜂糖李果实为试验材料,分析不同浓度1-MCP处理对其货架期内品质及挥发性物质的影响。研究结果表明,蜂糖李果实是典型的非呼吸跃变型果实,采收成熟度是影响蜂糖李果实货架期间品质变化及风味的主要原因,成熟度越高,风味越佳,但品质劣变越迅速。此外,不同浓度的1-MCP处理延缓蜂糖李果实品质劣变的效果与成熟度有关,以高成熟度(花后110 d)果实作用最为明显,1.0 μL/L的1-MCP处理可以有效抑制高成熟度蜂糖李果实在货架期间腐烂率的上升及较高的呼吸强度,延缓硬度的下降,并延长货架期。GC-MS结果表明,醛类和酯类是蜂糖李果实的主要挥发性物质。采收成熟度越高,其酯类和酮类物质含量越高、醛类和醇类含量越低。2个不同浓度的1-MCP处理均能抑制不同成熟度蜂糖李果实醛类和醇类含量的下降、延缓酯类和酮类物质含量的上升,从而有效延缓蜂糖李果实“青草”味的损失,并延长其“果香”味维持的时间。3个不同成熟度蜂糖李果实在货架期间的固酸比只表现出略微上升的趋势,1-MCP(1.0 μL/L)处理可以显著抑制高成熟度果实货架后期固酸比的上升,但对低成熟度和中成熟度果实无显著性影响;高成熟度蜂糖李果实在货架期间始终维持最高的感官评价得分,结合市场反馈,高成熟度蜂糖李果实能够为消费者提供最佳的风味,使用1-MCP(1.0 μL/L)处理可为高成熟度蜂糖李果实提供更长的货架寿命与品质,并维持其固有风味及硬度。

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Effects of 1-methylcyclopropene on shelf quality and volatile substances of Fengtang plums with different harvest maturity

TIAN Yiming1, WANG Rui1*, MA Chao1, MA Yuhua2, LI Jiangkuo3, JI Ning1, LEI Jiqing1, ZHOU Jihao1

1(College of Food and Pharmaceutical Engineering, Guiyang University, Guiyang 550000, China)2(Institute of Pomology Science, Guizhou Academy of Agricultural Science, Guiyang 550006, China)3(Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, Tianjin 300384, China)

ABSTRACT Fengtang plum is popular with consumers because of its unique taste and high nutritional value.In this paper, three different harvest maturity Fengtang plums were used as experimental materials.After treated with 0.5 μL/L and 1.0 μL/L 1-methylcyclopropene (1-MCP), the fruits was stored at (25±2) ℃ for 14 days.The decay rate, respiratory intensity, ethylene release rate, firmness, color, soluble solid content, titratable acid content, and solid-acid ratio were measured every 2 days, and sensory evaluation was made.In addition, the effects of 1-MCP on the shelf quality and volatile substances of different maturity plums were analyzed by GC-MS.Results showed that the Fengtang plum was a typical non-climacteric fruit.Harvest maturity was the main reason affecting the quality change of Fengtang plums during their shelf life.The higher the harvest maturity, the higher the decay rate of plum fruit during shelf life, the more vigorous the respiration, the more rapid the quality deterioration.A high concentration of 1-MCP (1.0 μL/L) treatment could delay the quality deterioration of different maturity plum fruit during shelf life, and the effect of high maturity (110 days after flowering) fruit preservation was the most obvious.GC-MS analysis showed that aldehydes (grassy aroma) and esters (fruit aroma) were the main volatile substances in Fengtang plums, and the higher the harvest maturity, the lower the aldehyde content and the higher the ester content.Different concentrations of 1-MCP treatment could delay the decrease of aldehyde content and the increase of ester content during the shelf life of plum fruit, and more effectively maintain the inherent aroma of plum fruit.Combined with the results of the solid-acid ratio and sensory evaluation, the high-maturity plum fruit had the best flavor during shelf life.1-MCP treatment (1.0 μL/L) could effectively delay the quality deterioration and flavor loss of different maturity plum fruit during shelf life and had the best shelf preservation effect on high-maturity plum fruit.

Key words Fengtang plum; harvest maturity; 1-methylcyclopropene; shelf quality; volatile material

第一作者：硕士研究生(王瑞教授为通信作者,E-mail:wangrui060729@126.com)

基金项目：贵州蜂糖李优质高产关键技术集成与示范(黔科合支撑[2022]重点018号);贵州省创新平台建设计划(黔科中引地[2020]4018号);贵阳学院研究生基金(GYU-YJS[2021]-40);贵州省大学生创新创业训练计划项目(S202210976075)

收稿日期：2023-03-01,改回日期：2023-06-01

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035345

引用格式：田一鸣,王瑞,马超,等.1-甲基环丙烯对不同成熟度蜂糖李货架品质及挥发性物质影响的研究[J].食品与发酵工业,2024,50(12):209-219.TIAN Yiming,WANG Rui,MA Chao, et al.Effects of 1-methylcyclopropene on shelf quality and volatile substances of Fengtang plums with different harvest maturity[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(12):209-219.