乙烯是公认的成熟衰老激素,尤其在果蔬采摘后和花卉剪切后,乙烯在果蔬的衰老和花卉的凋谢中扮演着重要角色。
20世纪90年代,美国生物学家发现了一种新型乙烯抑制剂――1-甲基环丙烯(英文名称1-Methylcyclopropene)简称1-MCP,1-MCP与植物细胞中的乙烯受体蛋白接触后立即发生不可逆反应,阻碍了该受体与乙烯的结合,有效抑制或延缓了植物生理老化反应的发生。从而大大延长了水果、蔬菜和花卉贮运期,不但能大大延长贮运期,且能抑制如苹果的虎皮病,梨的黑皮病,返糖等贮藏病害,能有效的减少果蔬的腐烂,花的萎蔫及落花落叶。这项技术的诞生,被誉为世界上果蔬保鲜技术的一次革命。
1-MCP的使用计量很小,以微克来计算,使用方式是熏蒸。只要把空间密封6~12小时然后通风换气,就可以达到贮藏保鲜的效果。尤其是呼吸跃变型水果、蔬菜和花卉,在采摘后1~14天进行熏蒸处理,可以延长保鲜期至少一倍的时间,例如苹果\梨其保鲜期可以从原来的正常贮藏3~5个月,延长到8~9个月。大量实验和生产应用说明,1-MCP处理果蔬可以替代气调的作用,对大多数果蔬,经1-MCP处理后,其保鲜效果普遍好于气调贮藏。1-MCP是目前最先进的延长储藏期和货架期的保鲜剂。经过美国环保署严格检验,经1-MCP保鲜剂处理后的果蔬花卉,检测不到残留物,因此对人、畜及环境安全,使用中也无剂量上的限制。利用1-MCP处理水果、蔬菜和花卉不但效果显著,而且经济、操作方便,对人体无毒害、也不污染环境,因此1-MCP被公认为是目前世界上延长贮藏期和货架期最先进的保鲜剂。
新型果蔬花卉保鲜剂的特点
1.安全无毒无害。
2.保鲜期长,保鲜效果好。能延长保鲜期至少一倍的时间;能很好的保持果蔬的色泽和硬度,减缓果蔬的变色、变软、糖化或酸化;能很好的保持花卉的绚丽和鲜艳。
3.使用成本低,经济实惠。经测算,保鲜成本果蔬低于0.04元/公斤,花卉低于0.元/枝。
4.使用范围广。可使用在多种贮藏方式中,如气调库、冷藏库(车)、简易库、土库等。
5.能强烈抑制贮藏病害,如苹果的虎皮病,梨的黑皮病,返糖等。
6.使用方便,操作简单。包括生产、运输、批发、零售店均可采用保鲜剂的熏蒸方式来延长保鲜时间。
适宜采用保鲜剂处理的作物
水果:香蕉、甜柿、苹果、梨、杏、桃、哈蜜瓜、李、油桃、猕猴桃、樱桃、葫芦、瓜果、酪梨、芒果、木瓜、百香果、草莓、菠萝、番石榴等。
蔬菜:青花菜、花椰菜、青江菜、青蚕豆、青豌豆、青毛豆、莴苣、食荚豌豆、甘蓝、马铃薯、洋葱、香椿、豌豆、黄豆、蚕豆、豇豆、辣椒、芦笋、芫荽、黄瓜、胡瓜、苦瓜、葱、朝鲜蓟、舡豆、甜玉米、茄子、西红柿、芹菜、甘蓝、胡萝卜、黄花菜、西兰花、芫荽、葱、朝鲜蓟、甜玉米等。
花卉:a)切花:玫瑰、百合、康乃馨、各种兰花、玫瑰、芙蓉、郁金香、三色堇、吊钟花、六出花属、金鱼草、宝容木、八仙花、风铃草、飞燕草、石竹、满天星、芙蓉、圣诞红、紫罗兰、蝴蝶兰、蓝天绣球、月季、非洲菊等。
b)盆花:微型月季、现代月季、仙人指、仙人掌、冬花秋海棠、风铃草、扶桑、龙船花、矮牵牛、蝴蝶兰、水仙、天竺葵、剑兰、银莲花、九重葛、风铃草、银线莲、秋牡丹、紫菀、山茶花、鸡冠花、樱草、香雪兰、银翘、大理花、荷兰鸢尾、百子莲属、漠烛属等。
使用方法
保鲜剂为固体粉末,但起作用的有效成份为为其中包含的1-MCP气体,且使用浓度较低,所处理的场所必须是密闭空间。
将需要保鲜处理的水果、蔬菜和花卉直接存入冷库、气调库、纸箱中,将玻璃杯放在库中间(若库大则要多布几个点),放入计算量的保鲜剂,将水注入杯中后迅速将库与外界完全隔绝(若为纸箱则立即密封),不留任何缝隙。当环境温度20℃时,熏蒸时间6~12小时,当环境温度20℃时,熏蒸时间12~24小时,熏蒸完就可以开库(箱)通风。
注意事项不同的果蔬花卉保鲜用量不同,保鲜效果与保鲜剂用量、熏蒸时间、温度有关.
在北方水果的应用
(一)苹果上的应用
我国是苹果生产大国,苹果属于跃变型果实,经过1-MCP处理能显著抑制呼吸和乙烯的合成,推迟乙烯和呼吸高峰的出现,对于保持果实硬度、酸含量、可溶性固形物及底色十分有效。另外,1-MCP处理能显著减少或消除苹果贮藏期间及货架期的虎皮病等生理病害的发生,可运用于所有的苹果品种上。
近年来研究人员研究结果表明,常温下经过1-MCP处理的果实的内源乙烯浓度仅为没有经过1-MCP处理果实的0.4%~9%,呼吸强度为没有经过1-MCP处理的果实的40%~50%。苹果在普通冷藏条件下采用1-MCP处理,贮藏6~9个月,果实硬度、酸含量均高于或明显高于气调贮藏,表现最差的品种也与气调贮藏基本相当01-MCP处理对苹果虎皮病的防止效果远远大于气调贮藏。经1-MCP处理的苹果,无论是在普通冷藏还是气调贮藏条件下,虎皮病均能得到控制。另外,1-MCP处理对果心褐变及果皮发粘的防止效果极佳。必须注意的是苹果在呼吸跃变之前采用1-MCP处理,否则效果较差。处理后贮藏温度应与气调贮藏温度一致,不可过低。对于不同品种而言处理浓度有所差异。以下为几个品种苹果经1-MCP处理后的效果。
1、“嘎啦”苹果
在大型冷库或者小型试验中,都验证了1-MCP处理对嘎啦苹果的呼吸和内源乙烯释放具有明显的抑制作用。有利于果实硬度和风味的保持,但是1-MCP不同浓度处理之间对果实的作用效果明显的差异不明显。资料显示,没有经过1-MCP处理果实硬度下降到了6.3kg/cm2,而经过1-MCP处理的果实贮藏天时硬度仍在8.0kg/cm‘以上,说明经过1-MCP处理的嘎啦苹果果肉硬度下降明显减缓,果肉细胞尤其是细胞壁结构破坏能明显受到抑制,保护细胞结构的完整性,从而延缓果实软化的进程。因此,1-MCP处理可明显提高嘎啦苹果果实的货架寿命,保持果实采后品质。
2、“富士”苹果
富士苹果是目前国内外l-MCP应用最成功的范例,一般都为整库处理,由于处理效果显著,而且相对于气调贮藏而言,使用1-MCP处理技术使得贮藏成本大大降低,因此应用非常广泛。在研究中表明1-MCP处理可显著抑制富士苹果在贮藏期和室温条件下的果实硬度、可滴定酸含量及可溶性固形物含量的下降,且经过1-MCP处理的富士苹果的呼吸强度下降,乙烯释放量下降,说明1-MCP处理可显著改善其贮藏品质。
3、“新红星”苹果
根据资料显示,1-MCP的处理浓度和处理时期均影响了“新红星”苹果的保鲜效果。在普通冷藏条件下,随着贮藏期的延长,“新红星”苹果的虎皮病发生加重,而1-MCP处理能明显抑制“新红星”虎皮病发生率,并且在符合要求的浓度范围,1-MCP处理浓度越高,果实虎皮病发生率就越低;采后处理越及时,1-MCP对虎皮病的抑制效果就越好。
(二)在梨上的应用
我国为梨的原产国,栽培历史悠久,大部分是秋子梨、白梨、沙梨和西洋梨。白梨系统的多数品种耐贮藏,砂梨系统的耐贮性不如白梨系统,秋子梨和西洋梨在常温下极易后熟、软化,极不耐贮藏。
1、秋子梨系统
安梨、花盖梨、尖把梨耐贮藏,而南果梨、京白梨较不耐贮藏。经过1-MCP处理的南果梨的常温货架期由原来的15~20天延长到40~50天,果实保持良好的外观品质和商品品质。如果结合冷藏技术,可使冷藏南果梨的贮期延长至8个月,并可保持其色、香、味,冷藏后在常温下货架期明显延长,而且在常温货架期间果皮、果肉和果心的褐变问题得到有效控制。
2、白梨系统
白梨系统中的,苹果梨、秦酥、锦丰、蜜梨、秋白、红霄等耐贮藏,一般可贮藏到翌年4~5月;黄县长把、库尔勒香梨、栖霞大香水梨、金花等耐贮藏,一般可贮至翌年3。4月;鸭梨、砀山梨、雪花等较耐贮藏,可贮至翌年2~3月;早酥等不耐贮。以下就以三个品种为例来说明1-MCP处理的效果。
(1)鸭梨
1—MCP处理可有效抑制不同采收期鸭梨果实乙烯的释放,推迟呼吸高峰出现的时间,保持果实硬度及感官品质,延缓果实的后熟衰老进程。1-MCP处理对不同采收期鸭梨的贮藏保鲜以及保持果实贮藏期间的品质和风味有重要的作用,但是1-MCP处理对鸭梨贮藏果心褐变影响不明显。晚采、进行1-MCP处理对冷藏出库的鸭梨品质有好处;早采、进行1-MCP处理可以明显延长鸭梨的贮藏时间及货架期。
(2)库尔勒香梨
1-MCP处理对库尔勒香梨叶绿素的降解具有明显的抑制作用,据资料显示,不管在常温条件或冷藏条件下,经过1-MCP处理库尔勒香梨12小时后进行冷藏时,可以有效延缓库尔勒香梨采后贮藏期间硬度降低的速度,并明显抑制呼吸速率,延缓了衰老,延长贮藏期。
(3)锦丰梨
锦丰梨属于呼吸跃变型果实,1-MCP处理能极显著地抑制锦丰梨果实的乙烯释放量,明显地抑制锦丰梨果实的呼吸强度。0℃贮藏天或者20℃贮藏30天,与没有经过1-MCP处理的果实相比,1-MCP处理能较好地保持锦丰梨的硬度、可溶性固形物含量和可滴定酸含量,尤其能较好地保持贮藏后期果皮的绿色,但对果实整体风味的影响与没有经过1-MCP处理的果实无差异。
(4)砀山酥梨
经过1-MCP处理可以明显降低砀山梨冷藏期间果实的呼吸速率,抑制乙烯释放高峰出现的时间,延缓果实硬度下降,降低可溶性固形物含量和可滴定酸含量的损失,较好地保持果实在贮藏期间的品质和风味。
3、砂梨系统
砂梨系统中,晚三吉耐贮藏,新高、苍溪梨、威宁大黄梨、黄金梨、圆黄梨等较耐贮藏,黄花、丰水等耐贮性较差,二宫白、菊水等不耐贮藏。经过1-MCP处理的梨果实软化速度变慢,品质好,防止果实衰老;冷藏条件下还可以明显抑制梨果实可滴定酸含量的降低,使得果实的风味和品质好于同期未经处理的果实,延长果实的货架期寿命,提高贮藏质量。
(三)柿上的应用
柿子在我国已有多年的栽培历史,目前我国柿子的总产量稳居世界第一。我国主产涩柿,同时柿子属于呼吸跃变型果实,具有1-MCP处理的基本条件。
1、磨盘柿
1-MCP能明显地抑制磨盘柿果实的乙烯释放和降低果实呼吸强度,推迟呼吸和乙烯释放高峰的出现,并能延缓磨盘柿果实硬度下降,延缓其成熟软化,抑制磨盘柿贮藏后期的褐变率,对延长磨盘柿货架期寿命,对保持果实货架期质量起到了重要的作用。1-MCP在磨盘柿上的应用浓度范围为0.1μ1/L~1.0μ1/L,在室温下0.5μ1/L的1-MCP处理略优于1.0μ1/L的1-MCP。
2、富平“尖柿”
1-MCP能有效地延缓果实硬度下降的速度.明显地延缓了呼吸高峰与乙烯释放高峰出现的时间,并降低了峰值;能有效地延长果实的货架期和贮藏期,保持柿子果实的鲜食品质与风味。1-MCP在富平“尖柿”上的较佳处理浓度为50毫克/升。
3、火柿
1-MCP明显地降低了火柿采后贮藏前期果实呼吸强度的上升,并延缓了呼吸高峰出现的时间及营养物质的分解过程,一定程度上提高了果实的抗氧化能力,降低腐烂率,提高了硬果率、好果率。在火柿上的应用浓度为50毫克/升
4、火晶柿
有研究者研究结果表明,1-MCP处理可以抑制火晶柿乙烯的产生和呼吸速率的增加,延缓呼吸高峰和乙烯峰值的出现,其中1-MCP处理2次能明显降低火晶柿果实的乙烯释放量和呼吸高峰的峰值,且只出现一次呼吸峰,而1-MCP处理1次和没有经过1-MCP处理的果实均有2次呼吸峰值的出现,且峰值均高于2次1-MCP处理01-MCP处理火晶柿果实具有很好的保鲜作用,延缓了果实硬度下降的速度,抑制了有害物质的积累,保持了柿果实较高的维生素C含量,有效地延长了柿果实的贮藏期,保持了柿果实的鲜食品质和风味。
5、“次郎”甜柿
1-MCP可以有效地抑制果实的呼吸强度,保持柿果硬度,延缓色泽由绿转红,抑制维生素C含量的下降,延缓柿果的成熟衰老,有效地延长柿果的货架期和贮藏期,保持了柿果实的鲜食品质和风味01-MCP的使用浓度范围为0.5μ1/L~1.5μ1/L。
(四)猕猴桃上的应用
猕猴桃原产我国,猕猴桃属于浆果类,鲜果皮薄多汁,容易腐烂,难以贮存。由于猕猴桃属于典型的呼吸跃变型果实,具有明显的生理后熟过程。目前1-MCP处理技术已在猕猴桃上得到了广泛的应用。资料显示,1-MCP处理在常温下和低温下,均可抑制贮藏期内猕猴桃的呼吸速率和乙烯释放速率,显著抑制了猕猴桃的软化,且一定程度上提高了果实的好果率,保持了果实的硬度,延缓果肉的硬度和可滴定酸含量的下降,抑制可溶性固形物含量的增加;延缓了果实的衰败。“海沃德”猕猴桃果实的软化进程比“秦美”慢,可溶性固形物含量也较“秦美”高,表现出良好的贮藏性和食用品质,在“秦美”猕猴桃上的适用浓度范围为0.lμ1/L~0.75μ1/L,“海沃德”猕猴桃适用浓度为0.lμ1/L。在0℃冷藏下,1-MCP处理可抑制“金魁”美味猕猴桃果实乙烯的合成,推迟乙烯高峰和呼吸跃变的到来,并降低峰值,延缓了果实的后熟与衰老,较为合适的处理时间为12~24小时。短时间贮藏适宜的1一MCP浓度为1.0μ1/L~1.5μ1/L,长时间贮藏适宜1-MCP浓度为1.0μ1/L~1.5μ1/L。
(五)李子上的应用
资料显示,1-MCP处理明显地抑制了龙园秋李果实的呼吸强度,提高了果实的硬度,有效地保持了果实的良好风味与品质,延长了贮藏寿命。龙园秋李比较理想的1-MCP处理浓度为2.0μ1/L。另外,1-MCP处理可有效延缓九台晚李果实硬度和可滴定酸含量的下降,对可溶性固形物含量无明显影响,能较好地保持九台晚李果实的风味,对九台晚李果实的腐烂、后熟指数均具有明显的抑制作用,资料显示在贮藏过程中0.50μ1/L和0.75μ1/L处理效果比较好。
在南方水果的应用
1-MCP在南方水果的贮运中也得到大量应用,现将近年来我国在这方面的成果介绍如下。
(一)香蕉
为了保证香蕉果实能从产地安全地运往销售地,在商业生产上一般是在绿熟期采收香蕉。0.20μ1/L的1-MCP处理显著地抑制了在20℃条件下香蕉果实采后硬度的下降,可溶性固形物和可溶性糖含量的上升,以及可滴定酸含量的。同时品尝试验还证明,1-MCP虽延缓了香蕉果实的后熟进程,但不会降低香蕉的综合食用品质。
(二)番荔枝
1-MCP处理能显著提高番荔枝的好果率,延缓番荔枝贮藏前期可溶性固形物含量的上升,推迟其成熟软化的进程。1-MCP处理还能显著抑制番荔枝果实维生素C含量的下降。因此在冷藏条件下,1-MCP处理对番荔枝果实表现出良好的贮藏保鲜效果,具有潜在的应用价值和广阔的应用前景。
(三)芒果
芒果采收最大的损耗是因为炭疽病造成的腐烂,而炭疽病是潜伏感染,需在果实完全老化时才会发病,1-MCP可有效地延缓芒果果实呼吸高峰和乙烯高峰的出现,延缓硬度的下降,提高贮藏前期的好果率,而且延缓了炭疽病发病时间。
(四)荔枝
荔枝采收最大的损失是果皮失水褐化、脱粒及变味,在常温下约有2~3天货架期寿命。1-MCP处理有效推迟了冷害主要症状即果皮褐变的出现,延缓了果皮花色素苷含量的下降,制了果实的乙烯释放速率,但对呼吸速率的影响不明显。
(五)枇杷
1-MCP处理可以明显降低白玉枇杷采后果实的失重率,延缓可溶性固形物含量的下降,维持可溶性固形物含量的下降,维持总糖和总酸的含量,抑制枇杷贮藏期间细胞膜的透性和呼吸作用01-MCP在白玉枇杷上的较佳浓度为0.10克/千克。