本發(fā)明涉及水果著色技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及1-甲基環(huán)丙烯作為紅梨著色促進(jìn)劑的用途。
背景技術(shù):
梨為薔薇科梨屬植物,多年生落葉果樹。我國是梨屬植物的發(fā)祥地,境內(nèi)蘊(yùn)藏有豐富的梨屬植物資源,是世界上梨品種類型最多的國家之一。梨果實(shí)成熟時(shí),果皮色澤一般為黃綠色(或綠色、黃色)或褐色,紅色果皮的類型相對較少。
近年來,隨著紅色砂梨新品種的育成和紅色西洋梨品種在我國的引種,紅梨已在國內(nèi)很多地方栽培。然而,生產(chǎn)中著色調(diào)控措施相對匱乏,影響了果實(shí)特有外觀品質(zhì)的展現(xiàn),直接導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)效益的下降。因此,系統(tǒng)地研究紅梨著色調(diào)控機(jī)制,開發(fā)出適宜的紅梨著色調(diào)控技術(shù),可以為紅梨優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
目前,紅梨著色調(diào)控技術(shù)已有報(bào)道,專利號為ZL 201110027653.5公開了一種紅色砂梨采后著色裝置及方法,該方法將達(dá)到生理成熟期未著色的砂梨置于UV-B光強(qiáng)為1~2μmol·m-2·s-1、白光光強(qiáng)為3~4μmol·m-2·s-1,平均溫度為25~29℃、平均相對濕度55~75%的環(huán)境下靜置5~10天,利用該方法可以獲得著色較為充分、穩(wěn)定且均一的果實(shí)。但是該技術(shù)的著色效果欠佳,因此需要研發(fā)一種新的針對紅梨著色的調(diào)控技術(shù),以便獲得更好的著色品質(zhì),生產(chǎn)更具商業(yè)價(jià)值的梨果實(shí)。
植物生長調(diào)節(jié)劑和化學(xué)藥劑處理是調(diào)控果實(shí)著色的有效手段,它們主要通過影響果實(shí)內(nèi)的生理生化代謝過程和基因的表達(dá),從而調(diào)節(jié)果實(shí)著色。目前人工誘導(dǎo)果實(shí)著色的植物生長調(diào)節(jié)劑和化學(xué)藥劑主要有ETH(Ethylene,乙烯)、GA(Gibberellin,赤霉素)、ABA(Abscisic Acid,脫落酸)、GNT(Genistein,金雀異黃素)和MJ(Methyl Jasmonate,茉莉酸甲酯)等。
例如,Villarreal N M等研究發(fā)現(xiàn)外施乙烯利能顯著促進(jìn)草莓和蘋果的花青苷合成,相反乙烯抑制劑1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)抑制著色。Kataoka,I等通過外用ABA能顯著促進(jìn)葡萄果實(shí)花青苷合成。朱云娜等利用GNT能夠促進(jìn)蘋果、葡萄、桃和蟠桃果實(shí)著色。An X H等通過外施MJ也能顯著促進(jìn)蘋果中花青苷的合成與積累。
相反,也有研究發(fā)現(xiàn)生長調(diào)節(jié)劑會顯著抑制花青苷積累。Awad,M.A.等研究發(fā)現(xiàn)外施赤霉素會減少或延緩蘋果花青苷的形成。Craker L E等研究發(fā)現(xiàn)在高粱生長的遲滯期外施乙烯會顯著抑制高粱花青苷的合成,這與在草莓和蘋果上的研究相反。Jeong S W等發(fā)現(xiàn)外施乙烯對模式植物擬南芥的花青苷合成也存在抑制效應(yīng),同時(shí)調(diào)控花青苷合成的轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)都呈現(xiàn)顯著下調(diào)趨勢。綜上所述,乙烯對植物的花青苷積累模式存在不同的調(diào)控方式。
因此,如何有效利用植物生長調(diào)節(jié)劑和化學(xué)藥劑來調(diào)控紅梨著色,是技術(shù)人員面臨解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了1-甲基環(huán)丙烯作為紅梨著色促進(jìn)劑的用途。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)乙烯抑制劑1-甲基環(huán)丙烯在紅梨中應(yīng)用能夠促進(jìn)果實(shí)著色,而在以往研究如在草莓的應(yīng)用,該物質(zhì)是抑制果實(shí)著色的。
本發(fā)明還提供了一種促進(jìn)紅梨著色的方法,包括:將達(dá)到生理成熟期未著色的紅梨進(jìn)行光照著色,在光照之前,將紅梨置于1-甲基環(huán)丙烯氣氛中熏蒸。
所述紅梨為所有紅梨品種,包括紅色砂梨、紅色西洋梨,具體如‘早酥紅’、‘滿天紅’等品種。
為了保證熏蒸的有效性,應(yīng)將紅梨置于密閉空間內(nèi)。由于1-MCP有可能會被橡膠、銅、膠木、濕木以及紙板等吸收,因而在制作密閉容器時(shí)應(yīng)避免使用上述材料。
為了方便熏蒸,將達(dá)到生理成熟期未著色的紅梨采摘后進(jìn)行著色處理。
所述1-甲基環(huán)丙烯氣氛的濃度為0.1~1.0ppm,熏蒸時(shí)間為12~20h,熏蒸的溫度為0~30℃。
紅梨果實(shí)在氣體著色促進(jìn)劑中的時(shí)間要適宜,時(shí)間太短,難以達(dá)到處理效果;時(shí)間太長會延長周期,影響果實(shí)品質(zhì)。作為優(yōu)選,所述1-甲基環(huán)丙烯氣氛的濃度為0.5ppm,熏蒸時(shí)間為16h,熏蒸的溫度為17℃。
1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)誘導(dǎo)紅梨果皮花青苷積累,與自然生長的紅梨相比,熏蒸之后紅梨的著色時(shí)間更短、光照面著色穩(wěn)定均勻、色澤更深。另外,1-甲基環(huán)丙烯有效抑制果實(shí)的乙烯釋放,延長果實(shí)的存儲時(shí)間和貨架期。
作為優(yōu)選,本發(fā)明方法還包括,熏蒸之后,將紅梨浸泡于茉莉酸甲酯濃度為1~4mmol·L-1的溶液中1~10min。
研究證明,經(jīng)1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)和茉莉酸甲酯(MJ)聯(lián)合處理的紅梨果皮中的花青苷含量顯著高于自然生長的紅梨。
紅梨果實(shí)浸泡于液體著色促進(jìn)劑中的時(shí)間也同樣要適宜,時(shí)間太長會影響果實(shí)品質(zhì),作為優(yōu)選,紅梨浸泡時(shí)間為5分鐘。所述溶液中茉莉酸甲酯的濃度為2mmol·L-1。
為了增加細(xì)胞膜的通透性,便于激素的吸收,所述溶液中還包含體積百分比為0.1~0.5%的表面活性劑。更為優(yōu)選,所述表面活性劑的體積百分比為0.1%。所述表面活性劑為Tween-20。
所述光照著色的條件為在溫度為15~20℃、相對濕度為70~90%、白光光強(qiáng)為50~60μmol·m-2·s-1的環(huán)境下靜置5~10天。
光照是影響紅梨果實(shí)花青苷合成至關(guān)重要的因素之一,它可以促進(jìn)花青苷合成結(jié)構(gòu)基因PAL、CHS、DFR和UFGT的表達(dá),從而促進(jìn)花青苷的積累和果實(shí)著色,其中光照的強(qiáng)度及光質(zhì)都是影響紅梨著色的重要因素,作為優(yōu)選,所述白光光強(qiáng)為54μmol·m-2·s-1。
溫度是影響紅梨果實(shí)花青苷合成的另外一個(gè)重要的環(huán)境因素。研究表明溫度過高會抑制花青苷前體的積累,從而抑制果實(shí)著色;而適當(dāng)?shù)牡蜏貤l件則會提高花青苷合成基因的表達(dá),從而誘導(dǎo)花青苷積累,促進(jìn)果實(shí)著色。作為優(yōu)選,所述溫度在17℃,著色效果最佳。
相對濕度是紅梨果實(shí)存放過程中需要特別注意的事項(xiàng),濕度太大有利于病菌生長,容易導(dǎo)致果實(shí)腐爛,而濕度太低會使果實(shí)水分蒸發(fā),喪失口感,作為優(yōu)選,所述相對濕度為80%。
本發(fā)明具備的有益效果:
(1)本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)乙烯抑制劑1-MCP可以誘導(dǎo)紅梨果皮花青苷的積累,著色效果非常好,色澤深,外觀品質(zhì)佳。
(2)利用本發(fā)明的著色方法,縮短紅梨的著色時(shí)間,有利于維持紅梨的內(nèi)在品質(zhì),而且1-MCP可以抑制果實(shí)的乙烯釋放,延長果實(shí)的存儲時(shí)間,提升紅梨的市場價(jià)值。
(3)本發(fā)明方法設(shè)計(jì)合理,操作簡便,對設(shè)備要求較低,可以大規(guī)模操作。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1中‘早酥紅’起始果實(shí)圖片與不同試劑處理10天后果實(shí)圖片對比。
圖2為不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘早酥紅’近光面果皮花青苷含量的影響。
圖3為實(shí)施例2中‘滿天紅’起始果實(shí)與不同試劑處理10天后果實(shí)圖片對比。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明。
實(shí)施例1
(1)試劑處理
①紅梨品種‘早酥紅’果實(shí),于2015年和2016年采自國家梨產(chǎn)業(yè)體系鄭州綜合試驗(yàn)站。在盛花后40天給果實(shí)套上不透光雙層果袋,直至達(dá)到生理成熟期,成熟果實(shí)采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選大小均一、無機(jī)械傷、無裂果、無病蟲和無腐爛的果實(shí)用作處理。
②試驗(yàn)分為對照組和處理組共3個(gè)組,具體見表1,浸泡后置于避光環(huán)境中晾干。
表1不同試驗(yàn)組的著色促進(jìn)劑組成成分
(2)果實(shí)光照處理
將藥劑處理后的果實(shí),置于如下環(huán)境靜置10d:
①光照條件:光源離果面高度為0.8m,人工光源包括7個(gè)18W的LED白光燈(寧波江南儀器廠,中國)光源,梨果面白光光強(qiáng)為54μmol·m-2·s-1(TES,1332A,中國);
②濕度條件:相對濕度80%;
③溫度條件:17℃。
(3)測定果實(shí)指標(biāo)與取樣
處理完成后,定時(shí)測定果實(shí)的色差、乙烯釋放速率、可溶性固形物含量以及硬度,然后用土豆削皮器分離果實(shí)照光部位的果皮,立即置于液氮,按所測指標(biāo)的需求量分裝成袋,保存在-80℃,果皮用于花青苷含量的測定,采用分光光度法。試驗(yàn)設(shè)3組重復(fù),每組4個(gè)果實(shí)。
(4)結(jié)果分析
4.1果實(shí)色澤分析
圖1是處理前‘早酥紅’果實(shí)以及處理10天后‘早酥紅’果實(shí)果皮著色狀態(tài)的照片。以起始照片對比可發(fā)現(xiàn),經(jīng)光照處理10天后,‘早酥紅’果皮均積累了花青苷,且著色狀態(tài)較為均勻。但比較處理10天后的果實(shí)可以發(fā)現(xiàn),1-MCP+MJ著色最深,且光照面著色穩(wěn)定和均勻,改善了‘早酥紅’條紋紅的現(xiàn)象;1-MCP著色情況次之;對照組著色效果欠佳。
如表2顯示,不同化學(xué)藥劑處理以及經(jīng)白光誘導(dǎo)后,近光面色澤參數(shù)均發(fā)生了顯著的變化。從顯著性分析結(jié)果來看,1-MCP和1-MCP+MJ處理的亮度L*值顯著低于對照;而色澤飽和度C值與對照沒有明顯差異;色調(diào)角h°值為0°時(shí),表示紅色,h°值為90°時(shí),表示黃色,1-MCP和1-MCP+MJ處理的h°值顯著低于對照組。
表2不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘早酥紅’近光面亮度(L*)、色澤飽和度(C)和色調(diào)角(h°)的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
4.2果皮果皮花青苷含量分析
如表3和圖2所示,經(jīng)白光處理后,不同化學(xué)藥劑處理及對照‘早酥紅’近光面果皮花青苷含量均呈增加趨勢。1-MCP和1-MCP+MJ處理的果皮中花青苷含量顯著高于對照。
表3不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘早酥紅’近光面果皮花青苷含量的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
4.3果實(shí)乙烯釋放量分析
1-MCP為乙烯受體抑制劑,能有效地抑制果實(shí)的乙烯釋放。通過測定處理10天后果實(shí)中乙烯釋放速率可以發(fā)現(xiàn),1-MCP有效地抑制了‘早酥紅’果實(shí)中的乙烯釋放,與對照存在顯著差異(表4),抑制果實(shí)的乙烯釋放能延長果實(shí)的存儲時(shí)間以及貨架期。
表4不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘早酥紅’果實(shí)乙烯釋放量的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
4.4果實(shí)硬度和可溶性固形物分析
處理組及對照組果實(shí)硬度在處理10天后都呈下降趨勢(表5),其中1-MCP處理的果實(shí)硬度略高于對照組,1-MCP+MJ處理的果實(shí)硬度則顯著高于對照組硬度,這表明兩種處理方式不僅能提高果實(shí)著色程度,還能更有效地維持果實(shí)硬度。1-MCP和1-MCP+MJ處理后,‘早酥紅’果實(shí)可溶性固形物含量與處理前相比顯著提高,與對照組相比無顯著變化。
表5不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘早酥紅’果實(shí)硬度和可溶性固形物的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
上述結(jié)果表明,與對照相比,1-MCP和1-MCP+MJ處理可以顯著提高‘早酥紅’果皮中花青苷的含量,促進(jìn)其著色,改善其外觀品質(zhì),延長果實(shí)的存儲時(shí)間以及貨架期,同時(shí)可以有效維持其內(nèi)在品質(zhì)。
實(shí)施例2
(1)試劑處理
①紅梨品種‘滿天紅’果實(shí),于2016年采自國家梨產(chǎn)業(yè)體系鄭州綜合試驗(yàn)站。在盛花后40天給果實(shí)套上不透光雙層果袋,直至達(dá)到生理成熟期,成熟果實(shí)采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選大小均一、無機(jī)械傷、無裂果、無病蟲和無腐爛的果實(shí)用作處理。
②試驗(yàn)分為對照組和處理組共3個(gè)組,具體見表1,浸泡后置于避光環(huán)境中晾干。
(2)果實(shí)光照處理
將藥劑處理后的果實(shí),置于如下環(huán)境靜置10d:
①光照條件:光源離果面高度為0.8m,人工光源包括7個(gè)18W的LED白光燈(寧波江南儀器廠,中國)光源,梨果面白光光強(qiáng)為54μmol·m-2·s-1(TES,1332A,中國);
②濕度條件:相對濕度80%;
③溫度條件:17℃。
(3)測定果實(shí)指標(biāo)與取樣
處理完成后,定時(shí)測定果實(shí)的色差、乙烯釋放速率、可溶性固形物含量以及硬度,然后用土豆削皮器分離果實(shí)照光部位的果皮,立即置于液氮,按所測指標(biāo)的需求量分裝成袋,保存在-80℃,果皮用于花青苷含量的測定,采用分光光度法。試驗(yàn)設(shè)3組重復(fù),每組4個(gè)果實(shí)。
(4)結(jié)果分析
4.1果實(shí)色澤分析
圖3是處理前‘滿天紅’果實(shí)以及處理10天后‘滿天紅’果實(shí)果皮著色狀態(tài)的照片。以起始照片對比可發(fā)現(xiàn),經(jīng)光照處理10天后,‘滿天紅’果皮均積累了花青苷。但比較處理10天后的果實(shí)可以發(fā)現(xiàn),1-MCP+MJ著色最深,且光照面著色穩(wěn)定和均勻,改善了‘滿天紅’著色不均的現(xiàn)象;1-MCP著色情況次之;對照組著色效果欠佳。
如表6顯示,不同化學(xué)藥劑處理以及經(jīng)白光誘導(dǎo)后,近光面色澤參數(shù)均發(fā)生了顯著的變化。從顯著性分析結(jié)果來看,1-MCP和1-MCP+MJ處理的亮度L*值顯著低于對照,且1-MCP+MJ處理的亮度L*值也顯著低于1-MCP;而處理組的色澤飽和度C值均低于起始狀態(tài),處理10天后1-MCP的C值顯著低于對照;色調(diào)角h°值為0°時(shí),表示紅色,h°值為90°時(shí),表示黃色,1-MCP和1-MCP+MJ處理的h°值顯著低于對照組。
表6不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘滿天紅’近光面亮度(L*)、色澤飽和度(C)和色調(diào)角(h°)的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
4.2果皮果皮花青苷含量分析
如表7所示,經(jīng)白光處理后,不同化學(xué)藥劑處理及對照‘滿天紅’近光面果皮花青苷含量均呈增加趨勢。1-MCP和1-MCP+MJ處理的果皮中花青苷含量顯著高于對照。
表7不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘滿天紅’近光面果皮花青苷含量的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
4.3果實(shí)硬度和可溶性固形物分析
處理組及對照組果實(shí)硬度在處理10天后都呈下降趨勢(表8),各處理間果實(shí)硬度沒有顯著差異。處理組及對照組果實(shí)可溶性固形物在處理10天后都呈上升趨勢,1-MCP+ MJ處理后,‘滿天紅’果實(shí)可溶性固形物含量與處理前相比顯著提高,但1-MCP+ MJ和1-MCP處理的可溶性固形物都低于對照組。
表8不同處理對白光誘導(dǎo)條件下‘滿天紅’果實(shí)硬度和可溶性固形物的影響
同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示存在差異顯著(α=0.05,LSD測驗(yàn))。
上述結(jié)果表明,與對照相比,1-MCP和1-MCP+MJ處理可以顯著提高‘滿天紅’果皮中花青苷的含量,促進(jìn)其著色,改善其外觀品質(zhì),同時(shí)可以有效維持其內(nèi)在品質(zhì)。