1-甲基環丙烯緩釋貼紙對模擬運輸期間完熟期番茄果實品質的影響

熊思國,史君彥,麻蕊,張穎,蔣旭,郭樹欣,左進華, 袁樹枝,岳曉珍,姜愛麗,王清*

1(北京市農林科學院農產品加工與食品營養研究所,蔬菜研究所,農業農村部蔬菜產后處理重點試驗室, 果蔬農產品保鮮與加工北京市重點試驗室,農業農村部華北地區,園藝作物生物學與種質創制重點試驗室, 農業農村部都市農業(北方)重點試驗室,北京,100097)

2(大連民族大學 生命科學學院,生物技術與資源利用教育部重點實驗室,遼寧 大連,116600)

番茄(LycopersiconesculentumL.)是世界上種植最廣泛和最重要的新鮮農產品之一,也是許多人飲食的重要組成部分[1]。然而,當下很多人表示番茄越來越不好吃,沒有番茄味[2]。過早采收是造成番茄果實品質不佳的重要原因之一,為滿足長距離運輸和銷售的需求,大部分番茄在綠熟期或變色期就被收獲[3]。番茄果實自然生長至完熟期之后進行采收,可以獲得更好的品質,但此成熟階段的番茄不耐貯運,在運輸過程中易受到振動脅迫引發的一系列生理損傷和生理代謝的改變。因此,研究適合高成熟度番茄運輸的包裝及處理方式顯得尤為重要。

我國地域廣闊,農產品采后供應鏈長且復雜,一般以公路運輸為主[4]。在運輸過程中,由于振動、擠壓和碰撞造成的機械損傷是引起農產品損耗的主要原因[5]。據報道,我國新鮮農產品的運輸損耗高達25%～45%,遠高于發達國家的損耗[6]。我國快遞物流行業和交通基礎建設的快速發展使農產品直接受到的機械損傷大大減小,但振動脅迫導致農產品發生品質劣變問題仍然是農產品行業的一個主要問題。TAO等[7]以香菇為試材,探究泡沫緩沖材料對其的減振保護性能,結果表明振動會加快香菇的褐變,而泡沫緩沖材料可以更好地維持香菇的品質。XU等[8]探究了外源茉莉酸甲酯處理對振動后的西蘭花品質和葉綠素代謝的影響,結果表明茉莉酸甲酯處理可以減輕振動損傷對西蘭花的不利影響,延緩黃化并保持外觀品質。因此,需要探究合適的包裝和處理技術來減輕農產品的振動損傷,從而更好地維持其品質。

目前,在我國的快遞物流系統中,農產品外包裝以瓦楞紙箱和泡沫箱為主。對于一些不耐貯運的農產品,包裝箱內部會使用減振材料,包括紙袋、塑料網套、葫蘆膜、充氣袋、珍珠棉等,同時也會根據農產品的外形特性設計出相應的減振襯墊,以減少農產品在運輸過程中的相互摩擦、擠壓和碰撞[9-11]。在實際運輸過程中,農產品會受到振動力和其他機械力的綜合影響,國內外研究普遍認為振動是造成農產品損耗的主要原因[12-15]。然而,在進行模擬振動試驗時,不僅需要根據關鍵變量作為參數(如振動頻率、振動加速度、振動時間等),還需要確保對農產品單獨施加振動力,避免其他機械力的影響[5,13,16]。先前的研究表明,采用獨立單元的減振襯墊能將振動力和其他機械力分開,從而更加準確地研究振動對農產品的影響[13]?；诖?為本試驗定制了一批適用于番茄果實的獨立單元減振內襯(珍珠棉材料)。

1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)是一種競爭性乙烯受體抑制劑,可以延緩果實的成熟和軟化,并提高果實的抗性[17]。1-MCP產品主要以粉末為銷售單元,一般是通過熏蒸的方式來處理農產品。這種方法適用于冷庫貯藏,因為1-MCP所需劑量極低,且需要一個封閉的大空間進行長達數小時至1 d的熏蒸處理。1-MCP粉末產品存在局限性,不能很好地運用于少量農產品貯藏保鮮及運輸流通過程。隨著活性包裝技術的研發,將1-MCP粉末復合到貼紙中,是一種具有應用前景的做法。該方法利用包裝箱內的水分使1-MCP緩慢釋放,既能實現微環境中1-MCP的長久供應,又能減輕因1-MCP劑量過度而導致的后熟障礙[18]。目前,已經有一些關于1-MCP緩釋貼紙處理對果蔬貯藏效果的研究報道[19-22],但很少有關于運輸流通的報道。因此,本文以完熟期番茄為試材,遵循電商包裝的方式,使用獨立單元的珍珠棉減振內襯,以紙箱和泡沫箱為外包裝,1-MCP緩釋貼紙為處理,并進行模擬振動運輸,探究模擬運輸期間1-MCP緩釋貼紙對完熟期番茄果實的品質的影響,為我國高成熟度番茄的快遞運輸包裝及處理方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘強豐’番茄于2021年8月30日在北京市大興區的一個農場收獲,采摘無病蟲害、機械傷,大小和顏色相同,成熟度一致的番茄果實[質量約為160～180 g,硬度約為34～36 N,總可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量約為5.0%～5.5%]。收獲后,在2 h內用裝有良好懸掛系統的小型貨車送往實驗室。在運輸過程中,車輛基本保持勻速,減少顛簸對番茄果實的影響,運輸時間約為1 h。到達實驗室后,再次進行挑選,去除運輸過程造成損壞的番茄果實。

紙箱、泡沫箱、珍珠棉內襯和拉伸墊片均購買于蘇州翊昌包裝有限公司。紙箱外徑為400 mm×295 mm×110 mm,內徑為385 mm×280 mm×100 mm。泡沫箱外徑為415 mm×315 mm×120 mm,內徑為375 mm×275 mm×70 mm。珍珠棉內襯規格為380 mm×280 mm×40 mm,共包含15個單元格,以3×5的配置排列,每個單元格的規格為66 mm×73 mm。拉伸墊片規格為300 mm×280 mm×10 mm,可以拉伸至適合的長度。1-MCP緩釋貼紙委托禾金正生物科技(北京)股份有限公司制作,貼紙單重為0.3 mg,1-MCP粉末含量為3.3%(質量分數)。

鹽酸、甲醇,天津市光復科技發展有限公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、聚乙烯吡咯烷酮、過氧化氫,西隴化工股份有限公司;氫氧化鈉、亞油酸鈉,國藥集團化學試劑有限公司;所有試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

GY-3型硬度計,浙江托普儀器有限公司;GXH-3051型便攜式氣體分析儀,北京均方理化科技研究所;Agilent 7820A氣相色譜儀,美國安捷倫科技有限公司;TGL-20M高速臺式冷凍離心機,湖南湘儀離心機儀器有限公司;CR400色差計,日本Konica Minolta公司;PAL-3 手持式糖度計,日本ATAGO公司;UV-1800紫外分光光度計,日本島津公司;HVA60/LS437A電動振動試驗系統,北京航天希爾測試技術有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品包裝方式

將挑選好的番茄果實隨機分成6組,3組進行紙箱包裝,另外3組進行泡沫箱包裝。紙箱包裝:在紙箱底部鋪上一層拉伸墊片,然后放入2層珍珠棉內襯,再將15個番茄果實輕輕放入單元格中(底端朝上),頂部剩余的空間使用拉伸墊片填充滿。泡沫箱包裝:泡沫箱內部放置2層珍珠棉內襯,番茄果實擺放方式相同。共分為2種包裝的3種處理方式:a)無振動組:不做任何處理。b)振動組:進行2 h模擬振動。c)振動+1-MCP組:在每個果實底端貼上1張1-MCP緩釋貼紙,并進行2 h模擬振動。本試驗的工作流程如圖1所示。

圖1 工作流程

1.3.2 模擬振動

本研究采用HVA60/LS437A電動振動試驗系統來加速模擬道路運輸。該振動測試系統由振動臺、VT-9008振動控制儀和2個11100傳感器組成。將樣品包裝箱放在900 mm×900 mm的振動臺上,并利用2條彈性繩固定包裝箱。在振動臺兩側各有一個傳感器用于測量實驗過程中的響應加速度信號。

固定頻率振動參數是根據XU等[8]所報道設置,振動頻率為4 Hz,振動加速度為0.5 g,振動方向為垂直(Z軸),振動時間為2 h。選擇以上參數是基于先前的研究發現低頻范圍,特別是2.5～4 Hz對農產品造成的損害最大,并且主要是垂直振動產生的傷害更大[5,16]。目前,中國的冷鏈物流在快速發展,但還不足以應對廣闊的農產品供應鏈。因此,在本研究中,整個模擬運輸環節均模擬夏季高溫環境,模擬運輸間的環境溫度保持在(30±5) ℃,相對濕度60%～70%。

每個處理組分別有7箱,共計42箱番茄果實。以振動前為第0天開始計時,每隔1 d進行開箱取樣,選取0、1、2、3 d這4個時間點檢查番茄果實的采后品質變化并進行指標測定。一部分樣品用于測定,另一部分樣品用液氮速凍,放置于-40 ℃保存以供后續分析。除損傷指數外每項指標重復測定3次,所測數據取平均值。

1.3.3 硬度和損傷指數的測定

每組取5個番茄果實,使用GY-3型硬度計分別在每個番茄果實赤道表面進行測定,每個番茄重復測定赤道面上等距的4個區域。

參考LIN等[13]的方法并進行了一些修改。在第3天時測定了果實的損傷指數,根據番茄果實的瘀傷面積分為4個等級(0級代表無瘀傷,1級代表瘀傷面積占比<10%,2級代表瘀傷面積為10%～30%,3級代表瘀傷面積>30%)。各組的損傷指數按公式(1)進行計算:

(1)

1.3.4 呼吸強度和乙烯生成速率的測定

呼吸強度的測定參考時文林等[23]的方法,采用GXH-3051型便攜式氣體分析儀進行測定。呼吸強度以單位時間內每千克番茄果實在室溫中釋放的CO2的質量表示,單位為mg/(kg·h)。

乙烯生成速率的測定參考XU等[24]的方法,使用氣相色譜法測定?；诜迕娣e與乙烯濃度之間的線性關系計算乙烯含量。乙烯生成速率以單位時間內每千克番茄果實在室溫中釋放的C2H4的含量表示,單位為μL/(kg·h)。

1.3.5 固酸比(solid acid ratio, SAR)和色澤的測定

SAR的測定參考ZHU等[25]的方法,使用PAL-3手持式糖度計測定番茄的TSS含量,采用酸堿中和滴定法測定可滴定酸含量,用TSS含量與可滴定酸含量之比計算得出SAR。

每組取5個番茄果實,使用CR400色差計分別在每個番茄果實赤道表面進行測定,每個番茄重復測定赤道面上等距的4個區域,記錄L*(亮度)、a*(紅綠值)和b*(黃藍值)。

1.3.6 抗壞血酸(ascorbic alid,AsA)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)的測定

AsA含量測定參考XU等[24]的方法,在760 nm處讀取吸光度,單位為mg/100 g。

MDA含量測定參考曹建康等[26]的方法,結果以μmol/kg表示。

1.3.7 酶活力的測定

脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)、過氧化物酶(peroxidase, POD)及過氧化氫酶(catalase, CAT)活力的測定根據曹建康等[26]的方法,分別在234、470、240 nm處測定其吸光度,并繪制動力學曲線。酶活力單位均以U/g表示,代表在對應波長處每克鮮重質量的果實樣品每分鐘吸光度變化1為1個單位。

1.4 數據處理與分析

除方法中特殊說明,各項指標每組重復測定3次,取平均值。所得數據采用Microsoft Excel 2016軟件進行統計處理,采用SPSS 24.0軟件對數據進行顯著性分析(Duncan檢驗,P<0.05)和主成分分析,并采用Origin pro 2021軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實外觀表型的影響

圖2展示了模擬運輸1 d和3 d的番茄果實外觀表型。如圖所示,在模擬運輸1 d時,各組番茄果實表型差距不明顯,番茄果柄處均未出現瘀傷。模擬運輸至3 d,紙箱包裝盒泡沫箱包裝的振動組番茄果實均在果柄處出現瘀傷(圖中藍色圈標記),且紙箱包裝組的瘀傷面積更大。無論何種包裝,1-MCP處理減少了果實瘀傷的產生。此外,泡沫箱包裝的番茄果實顏色更深紅,而紙箱包裝的番茄果實顏色更鮮艷。

圖2 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實外觀表型的影響

2.2 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實硬度和損傷指數的影響

硬度是衡量果實成熟度和貯藏性的重要指標,振動脅迫會提高細胞壁降解酶活性,加速果膠溶解,破壞細胞壁結構穩定性,造成果實軟化[4]。如圖3-A、圖3-B所示,隨著模擬運輸時間的延長,所有番茄果實的硬度呈下降趨勢,無振動組番茄果實硬度下降較緩慢,而振動組果實硬度下降最快,其硬度在貯藏期間顯著低于無振動組(P<0.05)。在模擬運輸3 d時,紙箱包裝的振動組番茄果實硬度最低,僅為26.33 N,相同包裝的不振動組番茄果實硬度則為31.20 N。1-MCP處理可以有效抑制番茄果實硬度的下降,在整個模擬運輸期間,其硬度顯著高于振動組果實(P<0.05)。課題組先前的研究發現,1-MCP處理可以延緩軟棗獼猴桃果實軟化,主要是通過降低細胞壁修飾酶活性,維持細胞壁超微結構的完整性[27]。1-MCP處理延緩番茄果實軟化可能也存在相同的機制。以上結果說明,振動脅迫會加速番茄果實軟化,降低其貯藏性;1-MCP緩釋貼紙能保持番茄果實的硬度,延長其貯藏時間。值得注意的是,泡沫箱包裝的番茄在受到振動脅迫后,各處理組的軟化速率要低于紙箱包裝,這與泡沫箱的優良減振效果、微環境密閉效果是密切相關的。然而,對于無振動的番茄果實,泡沫箱包裝則加快了其軟化,在3 d時硬度低于紙箱包裝的番茄果實。

A-紙箱包裝果實硬度;B-泡沫箱包裝果實硬度;C-紙箱包裝損傷指數;D-泡沫箱包裝損傷指數

損傷指數可以反映果實在振動以及后續貯藏過程中所受振動損傷的大小。番茄果實采后生理代謝旺盛,在運輸過程中受振動應力所引起的振動脅迫,容易產生瘀傷并進一步加劇番茄果實品質劣變[28-29]。對于紙箱包裝(圖3-C),在模擬運輸1 d時,番茄果實開始產生瘀傷(番茄赤道部位)。隨著時間的延長,各振動組番茄果實的損傷指數越來越高。在3 d時,振動組的損傷指數已經高達20%,1-MCP處理明顯抑制了損傷指數的上升,其損傷指數僅為8%。泡沫箱包裝(圖3-D)由于具有更好的減振效果,番茄果實在2 d才表現出瘀傷,并且各處理組的損傷指數均低于紙箱包裝。特別是泡沫箱包裝的1-MCP處理組,在3 d才產生瘀傷,損傷指數僅為3%。王云香等[30]研究表明1-MCP可以減輕青圓椒果實所受的機械損傷,有效延緩其衰老進程。本試驗結果也驗證了1-MCP處理可以減輕果實的損傷指數,延長其貨架期。

2.3 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實呼吸強度和乙烯生成速率的影響

呼吸強度是衡量果實生理代謝水平的重要指標之一,振動脅迫會引起果實應激反應,增強其呼吸強度[31]。如圖4-A、圖4-B所示,隨著模擬運輸時間延長,各組番茄果實的呼吸強度呈現出持續上升趨勢。受振動脅迫影響,各組果實在1 d時呼吸強度顯著提高。特別是紙箱包裝的果實,由于振動損傷較為嚴重,加劇了果實傷呼吸的產生,至3 d時,振動組的呼吸強度是無振動組的1.53倍。1-MCP處理能抑制番茄果實的呼吸代謝,其呼吸強度顯著低于振動組(P<0.05)。此外,對于無振動的番茄果實的呼吸強度,在2 d后,泡沫箱包裝要高于紙箱包裝。在3 d時,泡沫箱包裝的無振動組果實呼吸強度為43.67 mg/(kg·h),而紙箱包裝的呼吸強度比其低12%。上述實驗結果表明,振動脅迫會對番茄果實造成機械傷害,引起番茄果實的傷呼吸,加快品質劣變,使用1-MCP緩釋貼紙可以抑制果實呼吸代謝的水平,維持其采后品質。

A-紙箱包裝呼吸強度;B-泡沫箱包裝呼吸強度;C-紙箱包裝乙烯生成速率;D-泡沫箱包裝乙烯生成速率

乙烯是重要的植物激素,可以促進果實成熟,特別是對呼吸躍變型果實[17]。由圖4-C、圖4-D可知,各組番茄果實的乙烯生成速率基本隨貯藏時間的延長而增加。各組果實的乙烯生成速率整體變化趨勢與其呼吸強度相似,且紙箱包裝的乙烯生成速率高于泡沫箱包裝,進一步表明振動脅迫造成果實瘀傷,誘導果實傷呼吸和傷乙烯。由于1-MCP特殊作用機制,對抑制果實乙烯生成速率具有很好的效果,對于3 d的泡沫箱包裝,1-MCP處理果實的乙烯生成速率分別為無振動組和振動組的95%和75%。對于無振動組,泡沫箱包裝的番茄果實具有更高的乙烯生成速率,這也解釋了為什么果實硬度低于紙箱包裝。綜上所述,振動脅迫會加快番茄果實品質劣變,并使番茄果實產生瘀傷,加快果實的呼吸和乙烯代謝。潛在的原因包括:機械損傷增強了乙烯的產生,然后誘導呼吸;番茄果實的自我修復增加了呼吸作用[32]。使用1-MCP處理可以有效抑制果實的呼吸強度和乙烯生成速率,達到更好的保鮮效果。

2.4 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實SAR和色澤的影響

SAR是影響水果風味品質和消費者接受度的重要因素,大多數消費者認為較高的甜度和中等的酸度是好風味的主要特征[33]。如表1所示,SAR總體呈現上升趨勢,其中未經振動處理的果實上升速率較為緩慢,顯著低于振動處理的各組果實(P<0.05)。無論何種外包裝,振動組果實的SAR更高,振動處理的各組果實間的SAR沒有顯著差異(P>0.05),表明影響果實SAR的主要因素是振動脅迫。經過振動脅迫的藍莓[34]、獼猴桃[35]等果實的TSS含量上升,可滴定酸含量下降,本試驗所用的番茄果實也得到了相似的結果。

表1 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實SAR和色澤的影響Table 1 Effect of 1-MCP slow-release stickers on tomato fruit SAR and color during simulated transport

色澤是果實重要的感官品質,可直觀反映果實的新鮮度和商品價值[1]。隨著模擬運輸時間延長,各組番茄果實的L*值持續下降,其中振動組下降最快,尤其是紙箱包裝的,其L*值顯著低于其他處理組(P<0.05),說明振動脅迫會加快番茄果實的顏色變化,降低果實亮度。泡沫箱包裝的1-MCP處理組在2 d前具有較高的L*值,可能是因為泡沫箱包裝的優良密閉性導致微環境內1-MCP氣體的有效濃度較高,從而延緩了果實的亮度下降。a*值的變化趨勢與L*值相反,總的來說,各組番茄果實的a*值呈現出增加的趨勢。在模擬運輸1 d時,各組果實的a*值無差異顯著性(P>0.05),但到3 d時,各組之間差異顯著(P<0.05),這可能與番茄果實此時的損傷指數較高有關。據報道,果實瘀傷會引起果肉褐變和色素沉積[36]。b*值呈現出波動趨勢,各組果實的值起伏變化沒有明顯規律,可能受多種因素互相影響?？偟膩碚f,L*、a*和b*值變化趨勢基本與果實外觀表型所對應。上述實驗結果表明,振動會對加快番茄果實顏色變化,導致其亮度下降,紅色指數上升,果實愈發成熟和衰老。1-MCP緩釋貼紙能在模擬運輸期間持續釋放1-MCP,抑制果實生理代謝,延緩果實成熟和衰老,因此對番茄果實的顏色變化有較好的保持效果。

2.5 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實AsA和MDA含量的影響

AsA是番茄果實中重要的營養成分,同時也是參與果實抗氧化防御系統的重要抗氧化物[37]。如圖5-A、圖5-B所示,未經振動的番茄果實的AsA含量呈持續下降趨勢,而經過振動處理的各組番茄果實則表現為短暫升高后快速下降。其中紙箱包裝振動組果實的AsA含量最高,在1 d時高達8.75 mg/100 g,在此之后迅速下降,在3 d時已經低至6.60 mg/100 g。1-MCP處理在整個模擬運輸期間保持了較高的AsA含量。模擬運輸至3 d,紙箱包裝和泡沫箱包裝的1-MCP處理組分別比相同包裝振動組的的AsA含量高14%和9%。1-MCP處理可調節AsA代謝途徑中相關基因的轉錄水平,提高AsA生物合成基因的上調以及降解基因的下調,從而延緩果實衰老[37]。振動脅迫作為一種非生物脅迫,會引起果實的氧化應激,并誘導果實的抗氧化代謝調節。在本試驗中,發現振動脅迫會短暫提高番茄果實的AsA,而多數模擬運輸的相關研究并未報道這一現象[6,10,35],據分析可能是因為本試驗的取樣點及周期較短,從而觀察到這一現象。

A-紙箱包裝AsA含量;B-泡沫箱包裝AsA含量;C-紙箱包裝MDA含量;D-泡沫箱包裝MDA含量

振動脅迫會造成番茄果實細胞受損,MDA是細胞脂質過氧化的副產物,可反映果實氧化應激程度和膜結構完整性[38]。如圖5-C、圖5-D所示,隨著模擬運輸時間延長,各組番茄果實的MDA含量呈增加趨勢,振動處理加快了MDA含量的積累。相比之下,紙箱包裝的番茄果實由于受到更大的振動損傷,MDA含量高于泡沫箱包裝的處理組。1-MCP處理可以延緩MDA含量的積累速率,在所有時間點的MDA含量均低于振動組(P<0.05)。

2.6 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實生理代謝酶活力的影響

LOX與果實細胞脂質的成熟衰老過程和抗逆脅迫息息相關[26]。如圖6-A、圖6-B所示,LOX活力的變化趨勢與MDA含量的變化相似。無論何種包裝,振動組在整個模擬運輸期間均表現出更高的LOX活力,顯著高于其他組(P<0.05)。在3 d時,紙箱和泡沫箱包裝的振動組果實的LOX活力分別是0 d時的1.68倍和1.53倍。1-MCP處理可以顯著抑制LOX活力的增加(P>0.05),從而減輕果實的氧化損傷。上述結果表明,振動脅迫會加快果實細胞損傷,引起果實膜脂過氧化損傷,紙箱包裝的減振效果不如泡沫箱包裝,因此紙箱包裝果實的MDA含量和LOX活力高于泡沫箱包裝的果實。

A-紙箱包裝LOX活力;B-泡沫箱包裝LOX活力;C-紙箱包裝POD活力;D-泡沫箱包裝POD活力;E-紙箱包裝CAT活力;F-泡沫箱包裝CAT活力

POD和CAT是重要的氧化還原酶,參與果實的抗氧化代謝,可以去除超氧陰離子自由基和過氧化氫,從而減少對膜的損傷[39]。如圖6-C、圖6-D所示,各組番茄果實的POD活力不斷增加。1-MCP處理的POD活力增長幅度最大,顯著高于其他處理組(P<0.05)。在整個模擬運輸期間,無振動組果實的POD活力始終處于較低水平,在3 d時,紙箱和泡沫箱包裝組分別為1.94、2.06 U/g,而1-MCP處理果實分別為4.03、4.87 U/g。CAT活力變化趨勢也大抵如此(圖6-E、圖6-F),振動處理提高果實的CAT活力,且1-MCP處理組顯著高于其他處理組(P<0.05)。模擬運輸至3 d,紙箱包裝的1-MCP處理組的CAT活力分別是其他處理組的1.91倍和1.41倍,而泡沫箱包裝分別為對應處理組的1.93倍和1.12倍。振動脅迫會加快果實成熟與衰老,導致活性氧代謝失調,不斷產生超氧陰離子自由基、過氧化氫等,并在一定時間內誘導POD、CAT等抗氧化酶活力的提高,這與許時星等[34]、XU等[39]、XIA等[40]的研究結果一致。

2.7 1-MCP緩釋貼紙對模擬運輸期間番茄果實相關指標的主成分分析

主成分分析通過降維將多項指標轉化為少數綜合性指標,這些綜合性指標能夠保留原有指標的大部分信息,且彼此間不相關,該方法比單一評價更快捷、準確,同時可避免性狀間的相關性對評價結果的影響[41]。如圖7所示,對不同處理的2種外包裝番茄果實的各項指標進行主成分分析,分為3個獨立分析模塊:無振動(圖7-A)、振動(圖7-B)和振動+1-MCP(圖7-C)。各模塊均以前2個主成分(PC1和PC2)進行分析,累計貢獻度分別為88.9%、93.4%和90.8%,均大于80%,表明前2個主成分能代表樣品的主要信息特征。圖中藍色箭頭代表各項指標的載荷分布,如圖所示,各模塊中硬度、AsA、L*和b*等指標的載荷均位于PC1軸的負半軸(集中于第二和第三象限),損傷指數、呼吸強度、乙烯生成速率、SAR、a*、MDA、LOX、POD和CAT等指標的載荷均位于PC1軸的正半軸(集中于第一和第四象限)。圖中圓圈代表各時間節點番茄果實的得分數據落點,在各模塊中,隨著模擬運輸時間的延長,得分均向PC1軸正方向偏移。得分越偏離0 d,表明該時間節點的番茄果實品質劣變越嚴重。對于進行模擬振動處理的番茄果實(圖7-B、圖7-C),在相同的時間節點,泡沫箱包裝的得分更接近0 d,表明模擬振動后,泡沫箱包裝的番茄品質優于紙箱包裝。值得注意的是,對于無振動的番茄果實(圖7-A),反而是紙箱包裝的得分更接近0 d,表明不受振動脅迫時,紙箱包裝更能維持番茄果實品質。

A-無振動處理的紙箱和泡沫箱包裝;B-振動處理的紙箱和泡沫箱包裝;C-振動+1-MCP處理的紙箱和泡沫箱包裝

3 結論

綜上所述,完熟期番茄果實不耐貯運,在模擬運輸期間受振動脅迫影響,容易產生機械損傷,造成果實品質劣變。采取合適的外包裝及處理技術,可以有效維持完熟期番茄果實的采后品質,延長其貨架期。本試驗主要研究結果總結如下:a)1-MCP緩釋貼紙能有效延緩模擬運輸期間完熟期番茄果實的品質劣變,與其降低番茄果實的生理代謝強度和提高其抗氧化酶相關;b)在模擬振動運輸中,由于具有較好的減振性能,泡沫箱包裝更能維持完熟期番茄果實品質;c)在無損貯藏中,紙箱包裝具有更好的透氣性,能延緩果實成熟衰老進程,更好地維持完熟期番茄果實的貯藏品質。在實際應用中,應針對具體的貯運流通環節來選擇合適的外包裝及處理技術,以減輕高成熟度番茄流通過程中損耗過大的問題。