首页分享外源乙烯处理对金什1号猕猴桃熟化影响研究

外源乙烯处理对金什1号猕猴桃熟化影响研究

来源：花匠小妙招时间：2025-05-10 08:09

廖茂雯,朱永清,林籽汐,梁钰梅,周艳,李可,李华佳*

(1.四川省农业科学院农产品加工研究所,成都 610066;2.成都大学食品与生物工程,成都 610106)

猕猴桃是后熟型果实,刚采收或经贮藏保鲜后的猕猴桃肉质坚硬,颜色、风味、香气等品质均不能满足消费者食用需求。通常需将果实在自然环境中放置一段时间,待果实成熟软化才表现出特有的风味品质。但果实自然成熟受温度、成熟度等因素影响,成熟时间较长且不均一、不可控,致使猕猴桃果实消费体验差。相较于新西兰较为成熟的猕猴桃催熟技术而言,针对我国优质品种猕猴桃熟化技术的应用研究迫在眉睫。

乙烯作为植物生长调节剂,能调节成熟衰老进程,改变果实商品成熟期[1],已广泛应用于番茄[2]、香蕉[3-4]、猕猴桃[5]、西瓜[6]、罗汉果[7]、油梨[8-9]、菠萝蜜[10]、蛋黄果[11]等果实,以调节市场供应期。猕猴桃是呼吸跃变型果实,其成熟过程乙烯合成存在两个不同调节系统即跃变前低浓度的系统I和跃变时启动乙烯自我催化并生成大量乙烯的系统II,外源乙烯主要通过诱导跃变前果实乙烯合成和呼吸强度的增强[12],加速果实中淀粉、纤维素、果胶等物质的降解[10],从而导致硬度下降和可溶性固形物的积累,显著缩短果实成熟期[3],外源乙烯甚至在一定程度上还可对果实的风味形成产生积极作用,因此采用外源乙烯促进果实的成熟成为果蔬采后研究热点。陈金印[13]、李泽珍[5]采用乙烯利分别对“金魁”猕猴桃和“中华”猕猴桃进行催熟,研究结果显示乙烯利可加速果实的成熟衰老,催熟效果受到温度和乙烯浓度的影响。而袁沙[14]等研究结果表明,在20℃条件下,10～100μl/L浓度范围内乙烯对“红阳”猕猴桃催熟均能实现果实的软化,浓度之间无显著差异,且猕猴桃催熟后果实品质受到成熟度影响。由此可以看出,外源乙烯的催熟作用不仅受到温度、乙烯浓度等外源因素影响,还受果实品种和成熟度的影响。

“金什1号”猕猴桃是四川省自然资源科学研究院由中华猕猴桃实生选育而成的四倍体黄肉新品种,在2014年2月经四川省作物品种审定委员会审定定名为“金什1号”。该品种5月上旬盛花,至11月上旬果实达到生理成熟,盛果期产量高达225000kg/hm2,为高产晚熟品种。果实外形呈长梯形,横切面长椭圆形,果实平均单果质量85.83g,最大单果质量102.4g,VC含量2.05mg/g,总糖10.82%,总酸0.143%,可溶性固形物17.5%,干物质含量18.75%[15],酸甜可口、营养丰富。由于其晚熟、丰产、美味、营养的特点目前已成为四川省主栽猕猴桃品种之一。基于此,本文以 “金金什1号”猕猴桃为研究对象,首先研究了不同成熟度猕猴桃果实催熟后理化品质,并进一步探讨了温度、乙烯浓度对催熟效果的影响,为‘金什1号’猕猴桃采收及催熟技术研究提供参考。

1.1 实验材料

供试猕猴桃品种为“金什1号”,采摘自四川省绵竹棚花村。

仪器与试剂:TA-XT Plus质构仪(英国SMS公司),CR-400色差仪(柯尼卡美能达日本) ,855型全自动滴定仪(万通Metronhm 瑞士),PAL-1手持糖度计(艾拓日本),Tinytag View-4020温度数据采集器(Gemini Data Loggers英国)。

1.2 试验方法

“金什1号”猕猴桃熟化能力研究:盛花期后95d开始至盛花期后130d分批采收,每批间隔7d,共6个批次,分别记为H1、H2、H3、H4、H5、H6。每批次果实采收70枚果实,30枚果实采后立即检测初始指标(FF、Hue、SSC、TA、DM),剩余果实在20℃条件下用100 μL/L浓度的乙烯催熟,设置0 μL/L乙烯处理组作为对照,催熟处理后1、3、5 d进行检测果实FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指标,抽取样本量为20枚。

乙烯浓度对催熟效果的影响:根据熟化能力实验结果,当果实达到较高成熟度时另外分别采收两个批次(盛花期后123d和130d)的猕猴桃(H5、H6),各约360枚。将以上果实分为6组,于20℃下分别用0、10、25、50、75、100μL/L浓度的乙烯对果实进行处理,熟化后第1、3、5d检测果实硬度、果心硬度、果肉颜色、可溶性固形物和可滴定酸含量。

温度对外源乙烯催熟效果的影响:根据熟化能力实验结果,当果实达到较高成熟度时另外分别采收两个批次(盛花期后123d和130d)的猕猴桃(H5、H6),各约800枚。采后将果实分别置于10℃和20℃条件下24h,待果心温度与库温一致,采用100μl/L乙烯处理24h,移除乙烯后于对应温度条件下放置货架,以相同温度条件下0μl/L乙烯处理作为对照(10℃、0μl/L;10℃、100μl/L;20℃、0μl/L;20℃、100μl/L),并监测果实FF、Core-F、Hue、SSC、TA等指标变化规律。

1.3 指标检测

果肉硬度(FF)与果心硬度(Core-F)检测方法参考Burdon等[16]。

可溶性固形物(SSC):采用数显式糖度计进行测定。取果实两端果肉,挤压取果汁,混匀后用胶头滴管取2滴用于测定,结果以%表示。

可滴定酸(TA):取果实两端果肉,挤压取1mL果汁,采用瑞士万通855型全自动滴定仪滴定,以0.1mol/L NaOH标准溶液为滴定液,以pH 8.2为滴定终点,记录数据并按式(1)计算可滴定酸含量结果以%表示。

可滴定酸含量(%)=c×(V1-V0)×f×100%

(1)

式中 c——NaOH滴定液浓度,mol/L;

V1——滴定滤液消耗氢氧化钠体积,mL;

V0——滴定蒸馏水消耗的NaOH体积,mL;

f——折算系数,g/mmol(以柠檬酸计)。

色差角(Hue):选取待测果实中间最大横径处,削除2mm厚度果皮和果肉后采用色差仪测定,读取Hue值表示果肉颜色。

干物质(DM):在果实中端切取2mm的薄片于恒重称量皿中,65℃恒温干燥箱烘干至恒重,记录数据并按式(2)计算干物质含量,结果以%表示。

(2)

式中 m0——称量皿重量,g;

m1——果实鲜重+称量皿重量,g;

m2——果实干重+称量皿重量,g。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据计算,Origin 8.5绘图。

2 结果与分析

2.1 外源乙烯对不同成熟度猕猴桃催熟效果分析

Burdon等[16]研究指出,自然条件下,只有达到一定成熟度即营养物质积累到一定程度,具备较高发育水平并表现出某些生理特征时,采收的猕猴桃果实在外源乙烯的作用下,才能够实现果实的软化并表现出较为理想的风味品质特征,从而满足消费需求。“金什1号”猕猴桃属晚熟品种,生产上一般在11月中下旬采收,但有关适时采收的研究尚未见报道。本文自盛花期后95d开始采收,采用外源乙烯对不同成熟度猕猴桃进行催熟,并分析催熟后果实的品质指标,以期为“金什1号”猕猴桃适时采收研究提供参考,结果见图1。

表1 不同采收期猕猴桃理化指标

图1 不同时期采收“金什1号”猕猴桃催熟前后理化指标

由表1可知,“金什1号”猕猴桃在盛花期95～130d挂果期间随着成熟度的提高果实FF、core-F变化较为平缓,TA略有上升,SS逐渐上升、Hue值逐渐下降。由催熟前后两组数据变化可知(图1),盛花期95d以后果实经催熟后第5d FF、core-F、TA含量均明显下降,达到消费者对果实品质要求,但盛花期后95-116d果实催熟后SSC含量较低(≤15%)、催熟前后果实Hue值变化也不明显。盛花期123d以后的果实经催熟后可溶性固形物含量较高(≥15%,注:由于受到年份、气候等环境因素影响,根据作者对当年果实SSC跟踪结果显示,该年份果实SSC含量在15%～18%之间),且催熟前后果肉颜色变化明显,能够实现果肉颜色褪绿转黄,各项指标满足消费者的感官需求。该结果表明,盛花期后123d以后的果实经外源乙烯催熟后果实品质即能满足消费者需求。同时对比以上3组数据可以看出,盛花期后95～116d果实在自然条件下放置5d后果实FF、core-F、Hue、TA、SSC等变化与催熟前相比较均变化不大,盛花期后123d果实在自然条件下放置5d后各项理化指标变化出现拐点,与催熟前比较均发生明显变化,且成熟度越高变化也越明显,说明盛花期后123d果实具备较高的自然成熟能力。综合以上两方面研究结果可知,盛花期123d后(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)采收果实不仅具有较高的自然成熟能力,而且果实软化后各项理化指标能够体现果实的品质特征,可以作为适时采收的参考时间之一。

2.2 乙烯浓度对猕猴桃催熟效果的影响

乙烯是人们所公认的果实成熟衰老的激素,尤其是在呼吸跃变型果实中作用更为明显,本文分别采用0μl/L、10μl/L、25μl/L、50μl/L、100μl/L在20℃条件下对“金什1号”猕猴桃进行催熟,结果见图2。

图2 乙烯浓度对猕猴桃催熟效果的影响

通过比较两个批次果实在不同乙烯浓度条件下催熟效果可知,与对照组(20℃、0μl/L)相比较,10～100μl/L外源乙烯处理均可实现猕猴桃的快速软化,在催熟后第5d其它各指标SSC、TA、Hue等均能够达到成熟状态。同时还可以看出,随着成熟度的提高,果实成熟能力有所提高,与H5相比较,H6在自然条件下成熟速率有所增加,同时对外源乙烯也越敏感,在催熟后0～3天果实软化速率及其他各项指标变化速率均更为明显。以上研究结果表明,采用乙烯催熟猕猴桃,在10～100μl/L范围内,乙烯浓度对猕猴桃的催熟效果较为一致。本文所选用的乙烯浓度为商业用催熟浓度,而更低浓度的乙烯催熟效果有待进一步研究。

2.3 温度对乙烯催熟效果的影响

在果实生长停滞期结束后,本文分别在盛花期后123d和130d采收两批果实,分别在10℃和20℃条件下采用100μl/L外源乙烯处理,探讨温度对外源乙烯催熟效果的影响,为猕猴桃的催熟技术提供借鉴。

从不同处理下各指标变化趋势来看(图3),两个批次各处理果实随着硬度的下降,core-F,Hue、TA等指标呈现出不同程度的下降,变化趋势较为一致,SSC含量伴随着FF值下降呈现出先快速上升而后缓慢下降趋势。

图3 不同温度条件下外源乙烯催熟“金什1号”猕猴桃理化指标变化

White等[17]研究结果认为常温下猕猴桃软化呈现S型变化曲线,通过对不同温度下果实催熟结果可以看出, 在H5批次中,10℃、0μl/L,10℃、100μl/L条件下硬度下降速率呈现出“快-慢-快”,且二者之间变化趋势较为一致,至货架期25d后硬度下降到8N以下,SSC含量达到18%以上,可滴定酸降低至0.4%以下,达到商品食用状态。20℃ 0μl/L、20℃ 100μl/L条件下硬度下降呈“L”型变化,但催熟果实变化速率明显高于未催熟果实,催熟果实在催熟后第4d达到商品成熟度,而为催熟果实在货架后15d才达到商品成熟度。从H6变化趋势可知,其结果与H5较为一致,10℃条件下催熟与未催熟果实之间差异较小,在20℃条件下,催熟处理与未催熟果实差异较大。以上结果表明,温度对乙烯的作用影响较为显著,20℃条件下催熟能够实现果实的快速软化,使果实成熟期提前12d以上。

3 讨论与结论

“金什1号”猕猴桃是四川省主栽黄肉猕猴桃之一,属晚熟猕猴桃品种,成熟期集中在11月上、中旬,果实采摘后一般需要15d以上的后熟才能被食用。自然放置成熟的果实由于个体成熟度差异较大而导致成熟时间不一,且由于时间较长导致消费体验差,同时还由于时间较长,猕猴桃在自然条件下软化过程中容易受到果实表面和外界环境微生物的侵染而导致腐败变质,直接影响经济效益。本文以“金什1号”猕猴桃为研究对象,分别研究了外源乙烯对不同成熟度果实的催熟效果及温度对外源乙烯催熟效果的影响。

研究结果显示,通过催熟后比较各批次指标发现,盛花期后95d果实可以通过人工使用外源乙烯达到促进果实成熟的目的,而只有当果实达到一定成熟度即盛花期后123d(SSC≥8%、DM≥18%、Hue≤110)时,果实不仅具有较高的自然成熟能力,而且果实软化后各项理化指标能够体现果实的品质特征,可以作为适时采收的参考时间之一。该结论不仅与Burdon等[16]研究结论一致,同时也为“金什1号”猕猴桃的适时采收提供了科学依据。通过对乙烯浓度和温度研究结果可知,温度对外源乙烯有显著影响,在10℃条件下乙烯作用效果不明显,与贾晓辉[1]等研究结果较为一致,20℃条件下10～100μl/L催熟效果均比较明显,但在该浓度范围内催熟效果差异不大。通过对比外源乙烯催熟两个成熟度果实结果发现,成熟度越高,不仅果实在自然条件下软化进程有所改变,外源乙烯催熟效果也越明显,与香蕉[18]、网纹甜瓜[19]等呼吸跃变果实等研究结果一致。其原因在于较高成熟度果实由于其细胞膜透性及酶活性较高,外源乙烯对不同成熟度果实的调节作用机制存在差异,从而导致不同成熟度果实对外源乙烯敏感性不同[19]。以上研究结果成熟度是影响猕猴桃对外源乙烯敏感性的重要因素之一。