1-甲基環(huán)丙烯和殼聚糖對鮮切西蘭花活性氧代謝及保鮮效果的影響

郭衍銀，姜 顏，彭 楠，趙炳坤，于 瑞，龐 芳

(1.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，山東 淄博 255049；2.山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院，山東 濰坊 261011)

1-甲基環(huán)丙烯和殼聚糖對鮮切西蘭花活性氧代謝及保鮮效果的影響

郭衍銀1，姜 顏1，彭 楠1，趙炳坤1，于 瑞1，龐 芳2

(1.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，山東 淄博 255049；2.山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院，山東 濰坊 261011)

研究1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)、殼聚糖對鮮切西蘭花貯藏期間活性氧代謝及保鮮效果的影響。實驗設(shè)置1-MCP(2μL/L)、殼聚糖(2%)及1-MCP聯(lián)合殼聚糖3個處理，以未加處理的鮮切西蘭花為對照，對鮮切西蘭花10℃貯藏期間的相關(guān)指標進行測定。結(jié)果表明：1-MCP處理能顯著降低呼吸作用，維持較高的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性，減少了O2－·和H2O2及MDA在體內(nèi)的積累，延緩VC和葉綠素含量的下降，表現(xiàn)出很好的貯藏效果；殼聚糖處理與1-MCP處理效果相反，縮短了鮮切西蘭花的貯藏時期；與對照相比，1-MCP聯(lián)合殼聚糖雖有一定保鮮效果，但兩者差異不明顯。

鮮切；西蘭花；1-甲基環(huán)丙烯；殼聚糖；活性氧；保鮮

國際鮮切產(chǎn)品協(xié)會(The International Fresh-cut Produce Association)指出，鮮切果蔬是指經(jīng)由修剪、剝皮或切割處理，制成100%能食用的、包裝好的、保持新鮮狀態(tài)的、能給消費者方便且具高營養(yǎng)和風味的果蔬。近年來，隨著人們經(jīng)濟水平的提高和生活節(jié)奏的加快，鮮切果蔬逐漸為國人所接受，擺上了超市的貨架。對于鮮切處理的果蔬，由于受到機械傷害，其生理生化反應(yīng)與整體有很大差異，如表現(xiàn)在傷乙烯產(chǎn)生、呼吸速率提高、微生物大量滋生，容易導致鮮切表面皺縮、風味降低、顏色喪失、腐爛、維生素快速喪失等[1-3]現(xiàn)象，加大了鮮切果蔬保鮮的難度。

研究表明，殼聚糖處理能在果實表面形成一層薄膜，調(diào)節(jié)果實內(nèi)外的氣體交換，使果實內(nèi)形成一個低O2、高CO2的環(huán)境，減少果實內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和呼吸基質(zhì)的消耗[4-5]，抑制微生物生長繁殖[6-7]，延長果蔬保鮮期。但也有研究指出，殼聚糖處理可提高鮮切草莓[8]和芹菜[9]呼吸速率，從而縮短其保鮮期。

1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型乙烯受體抑制劑，它能不可逆作用于乙烯受體，從而阻斷與乙烯的正常結(jié)合，抑制其所誘導的與果實后熟相關(guān)的一系列生理生化反應(yīng)[10]。研究表明，1-MCP處理可延長鮮切胡蘿卜[11]、鮮切西瓜[12]貨架期，表現(xiàn)出很好的保鮮效果。

西蘭花(Brassica oleraceaL.)的食用部分為帶有花蕾群的肥嫩花莖，因其營養(yǎng)豐富、顏色翠綠、清香柔嫩、味道鮮美而備受消費者青睞。但由于西蘭花花球是由幼嫩的小花梗和無數(shù)小花蕾組成，代謝十分旺盛，采后室溫1～2d花球即表現(xiàn)出黃化衰老，致使喪失其經(jīng)濟價值及食用價值[13]。本實驗擬通過1-MCP和殼聚糖處理，研究鮮切西蘭花貯藏過程中活性氧代謝及品質(zhì)指標的變化，探求適于鮮切西蘭花保鮮的1-MCP或殼聚糖處理條件，為延長鮮切西蘭花的貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

西蘭花來源于山東省淄博市臨淄區(qū)皇城鎮(zhèn)南臥石村蔬菜基地，品種為“優(yōu)秀”，采收后當天運回山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院冷庫，于3℃預(yù)冷6h后進行試驗處理。

1.2 試劑與儀器

氯化三苯基四氮唑、鹽酸羥胺、2,6-二氯靛酚、愈創(chuàng)木酚、草酸、丙酮、磷酸氫二鈉 北京化學試劑廠；核黃素、EDTA-Na2、過氧化氫、Triton-X100、對氨基苯磺酸、聚乙烯吡咯烷酮 天津化學試劑廠；α-萘胺、氮藍四唑、二氯化鈦 美國Aldrich公司。所有試劑均為分析純。

UV-1750紫外-可見分光光度計 島津國際貿(mào)易有限公司；GL-20G-2型高速冷凍離心機 上海安亭儀器制造廠；AL-1D4型分析天枰 梅特勒-托利多儀器有限公司；GXZ-260B型光照培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠；XMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器廠；ADC2250遠紅外CO2分析儀 英國ADC Bioscientific 公司。

1.3 保鮮實驗設(shè)計

將預(yù)冷后的西蘭花分成兩份，一份置于0.4m3氣調(diào)箱內(nèi)，并用2μL/L 1-MCP 于20℃處理24h；另一份置于氣調(diào)箱內(nèi)不加任何處理。將上述2份西蘭花用流水清洗，然后掰成直徑約1.0～1.2cm的小花球，所得花球用5%過氧化氫溶液消毒處理10min，流水沖洗干凈。然后，將1-MCP處理的西蘭花片分成2份，一份使用2%殼聚糖溶液處理10min(1-MCP＋殼聚糖)，另一份不用殼聚糖處理(1-MCP)。氣調(diào)箱中不加1-MCP處理的西蘭花片也分成2份，一份使用2%殼聚糖處理10min(殼聚糖)，另一份不用殼聚糖處理為對照(CK)。

將各處理的西蘭花分別放入30cm×20cm滅菌塑料盤中，然后將塑料盤放入聚乙烯袋中，聚乙烯袋打6～8個孔，以利于保濕和氣體進出。每個處理分別裝20袋，放在恒溫培養(yǎng)箱中10℃保存。保存過程中，從鮮切處理的第1天開始，每隔1d進行取樣，進行相關(guān)指標測定。

1.4 指標測定

1.5 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 13.0進行顯著性分析，P＜0.01為極顯著水平，P＜0.05為顯著水平。

2 結(jié)果與分析

圖1 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花·(A)和H2O2(B)含量的影響Fig.1 Effects of 1-MCP and chitosan on(A) and H2O2 (B) contents in fresh-cut broccoli

如圖1B所示，各處理對H2O2含量的影響趨勢與相似，也是1-MCP處理H2O2含量最低，殼聚糖處理提高鮮切西蘭花貯藏前期的H2O2含量。由于鮮切西蘭花腐爛或完全黃化，不宜再貯藏，所以所有圖中殼聚糖處理數(shù)據(jù)只列到第9天，CK和1-MCP＋殼聚糖處理列到第11天，而1-MCP處理可到第13天。

2.2 不同保鮮處理對SOD和POD比活力的影響

圖2 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花SOD(A)和POD(B)活性的影響Fig.2 Effects of 1-MCP and chitosan on SOD (A)and POD (B) activities of fresh-cut broccoli

圖2A表明，CK處理SOD比活力在第7天上升到最高點后下降，而1-MCP處理最高點出現(xiàn)在第9天且之后處于較高水平。殼聚糖處理的最高點則出現(xiàn)在第5天，之后迅速下降。與CK相比，1-MCP＋殼聚糖SOD比活力最高點也是出現(xiàn)在第7天，但其比活力在整個貯藏期間一直低于CK。

圖2B表明，與SOD變化趨勢相似，1-MCP顯著提高鮮切西蘭花貯藏期間的POD比活力，貯藏后期表現(xiàn)尤為明顯。殼聚糖、1-MCP＋殼聚糖處理在貯藏期間含量低于CK。

2.3 不同保鮮處理對MDA含量的影響

圖3 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花MDA含量的影響Fig.3 Effects of 1-MCP and chitosan on MDA content of fresh-cut broccoli

貯藏期間，各處理的鮮切西蘭花MDA含量均呈上升趨勢(圖3)。其中以殼聚糖處理上升最快，第9天比第1天上升了9.67倍；1-MCP＋殼聚糖處理與CK處理差別不大，但稍高于CK；1-MCP處理雖稍有上升，但上升幅度不大。第9天時，殼聚糖、1-MCP＋殼聚糖和1-MCP處理的MDA含量分別為CK的151.90%、120.25%和53.16%。

2.4 不同保鮮處理對呼吸速率的影響

圖4 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花呼吸速率的影響Fig.4 Effects of 1-MCP and chitosan on respiration intensity of freshcut broccoli

圖4表明，殼聚糖處理顯著提高貯藏前期鮮切西蘭花的呼吸速率，在1～7d貯藏期間，殼聚糖處理的呼吸速率高于CK，但之后迅速下降，這與殼聚糖處理鮮切西蘭花貯藏后期迅速腐爛有關(guān)。1-MCP＋殼聚糖處理的呼吸速率變化與CK相似，只是含量稍低于CK，但差異不明顯。整個貯藏期間，1-MCP處理表現(xiàn)出較低的呼吸速率，且未見明顯的呼吸高峰，對呼吸表現(xiàn)出明顯的抑制作用。

2.5 不同保鮮處理對葉綠素含量的影響

圖5表明，隨著貯藏時間的延長，各處理葉綠素含量均呈下降趨勢，但下降速率各異。殼聚糖處理葉綠素含量下降最快，其次為1-MCP＋殼聚糖處理，1-MCP處理顯著抑制葉綠素含量的下降，其下降速率最慢。第9天時，殼聚糖、1-MCP＋殼聚糖和1-MCP處理的葉綠素含量分別為CK的75.04%、77.65%和150.44%。

2.6 不同保鮮處理對VC含量的影響

圖5 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花葉綠素含量的影響Fig.5 Effects of 1-MCP and chitosan on chlorophyll content of fresh-cut broccoli

圖6 1-MCP、殼聚糖對鮮切西蘭花VC含量的影響Fig.6 Effects of 1-MCP and chitosan on vitamin C content of fresh-cut broccoli

由圖6可知，與葉綠素變化趨勢相似，各處理對VC含量的影響趨勢均隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。1-MCP處理顯著抑制鮮切西蘭花VC下降，而殼聚糖處理VC下降最快。至第9天，殼聚糖、1-MCP＋殼聚糖、CK和1-MCP的VC含量分別僅為最初含量的18.76%、36.15%、47.83%和77.66%。

3 討 論

SOD是植物體內(nèi)清除活性氧自由基的關(guān)鍵酶系之一，它能催化植物體內(nèi)分子氧活化的第一個中間產(chǎn)物發(fā)生歧化反應(yīng)，生成·和H2O2，H2O2可由POD催化分解成無毒的H2O和。因此，SOD和POD比活力的高低可以反映果蔬清除自由基的能力及機體的生理狀態(tài)[16-17]。MDA是膜質(zhì)氧化的產(chǎn)物，通?？梢杂肕DA的含量衡量細胞膜的氧化程度和植物對逆境反應(yīng)的強弱[18]。本實驗中，1-MCP處理可顯著提高鮮切西蘭花SOD、POD比活力，進而降低了·和H2O2含量，表現(xiàn)出較好的貯藏品質(zhì)；殼聚糖處理卻降低了SOD、POD比活力，造成·、H2O2及MDA的累積。

孫曉飛等[19]使用1%殼聚糖處理鮮切蓮藕，表明殼聚糖可有效抑制褐變和提高抗氧化比活力；萬麗等[20]利用1%殼聚糖＋1%檸檬酸＋2%乳清蛋白＋0.3%氯化鈣處理鮮切冬棗，也取得不錯的保鮮效果。但本研究中，鮮切西蘭花表現(xiàn)出較高的·、H2O2含量和呼吸速率，以及較低的SOD、POD比活力，VC含量下降速率顯著較快，可能與本實驗使用殼聚糖質(zhì)量分數(shù)過高(2%)有關(guān)，降低殼聚糖濃度是否能起到保鮮效果，尚需進一步研究。

研究證明，1-MCP能抑制果蔬的呼吸作用并推遲呼吸高峰出現(xiàn)的時間[21]，延緩軟化進程[22]，提高果蔬貯藏品質(zhì)[23]。本實驗中，1-MCP處理同樣降低了鮮切西蘭花的呼吸速率，并延緩了VC含量的降低速率，表現(xiàn)出很好的貯藏效果。

4 結(jié) 論

4.1 西蘭花經(jīng)2μL/L 1-MCP處理24h后，鮮切貯藏表現(xiàn)出很好的貯藏特性，提高了鮮切西蘭花SOD、POD比活力，減少了·和H2O2及MDA的積累，從而有效防止了膜質(zhì)過氧化作用。同時，1-MCP處理可降低鮮切西蘭花的呼吸速率，延緩VC和葉綠素含量下降，表現(xiàn)出很好的貯藏品質(zhì)。

4.2 鮮切西蘭花經(jīng)2%殼聚糖處理后，貯藏期間其SOD、POD比活力降低，累積了大量的·和H2O2，提高了MDA含量，未能有效調(diào)節(jié)鮮切西蘭花的比活力氧代謝。同時，2%殼聚糖處理提高了鮮切西蘭花的呼吸速率，促使VC和葉綠素含量迅速下降。

4.3 1-MCP聯(lián)合殼聚糖處理的鮮切西蘭花貯藏效果雖稍好于CK處理，但差異不明顯。

[1] BARRY R C, BEIRNE O D. Quality and shelf-life of fresh cut carrot slices as affected by slicing method[J]. Journal of Food Science, 1998, 63 (5): 851-856.

[2] WATADA A E, QUI L. Quality of fresh-cut produce[J]. Postharvest Biology and Technology, 1999, 15(3): 201-205.

[3] AGAR I T, HESS P B, KADER A A. Postharvest CO2and ethylene production and quality maintenance of fresh-cut kiwifruit slices[J]. Journal of Food Science, 1999, 64(3): 433-440.

[4] 劉亞平, 焦凌霞. 殼聚糖在鮮切果蔬保鮮中的應(yīng)用進展[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學, 2008, 12(8): 81-83.

[5] 孫慧清, 劉美玲, 張晨, 等. 殼聚糖果蔬保鮮技術(shù)研究進展[J]. 保鮮與加工, 2006, 6(4): 1-3.

[6] SANGSUWAN J, RATTANAPANONE N, RACHTANAPUN P. Effect of chitosan/methyl cellulose films on microbial and quality characteristics of fresh-cut cantaloupe and pineapple[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 49(3): 403-410.

[7] CHIEN P J, SHEU F, YANG F H. Effects of edible chitosan coating on quality and shelf life of sliced mango fruit[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 78(1): 225-229.

[8] GHAOUTH E, ARUL A, GRENIER J, et al. Antifungal activity of chitosan on two postharvest pathogens of strawberry[J]. Phytopathology, 1992, 82(4): 398-402.

[9] DEVLIEGHERE F, VERMEULEN A, DEBEVERE J. Chitosan: antimicrobial activity, interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables[J]. Food Microbiology, 2004, 21(6): 703-714.

[10] CHRISTOPHER B W. Overview of 1-methylcyclopropene trials and uses for edible horticultural crops[J]. HortScience, 2008, 43(1): 86-94.

[11] 馬躍, 胡文忠, 程雙, 等. 1-MCP處理對鮮切胡蘿卜生理生化變化的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(4): 341-344.

[12] 毛林春, 闕斐, HUBER J D. 1-甲基環(huán)丙烯和氯化鈣處理對鮮切西瓜果實脂質(zhì)水解酶的作用[J]. 植物學報, 2004, 46(12): 1402-1407.

[13] 蔣欣梅, 于錫宏. 青花菜采收后花球衰老生理[J]. 北方園藝, 2004(2): 9-10.

[14] 中國科學院上海植物生理研究所, 上海市植物生理學會. 現(xiàn)代植物生理學實驗指南[M]. 上海: 上?？茖W技術(shù)出版社, 1999: 302-322.

[15] 趙世杰, 劉華山, 董新純. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科技出版社, 1998: 56-124.

[16] 殷奎德, 馬連菊, 劉世強. 逆境條件下植物比活力氧(AOS)的研究進展[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學學報, 2003, 34(2): 147-149.

[17] 趙麗坤, 廖祥儒, 蔣繼志. 比活力氧與植物系統(tǒng)獲得抗病性研究進展[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學學報, 2002, 25(增刊1): 173-176.

[18] 李合生. 現(xiàn)代植物生理學[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002: 188-420.

[19] 孫曉飛, 丁永川, 馬建平. 殼聚糖處理對鮮切蓮藕和抗氧化比活力的影響[J]. 作物雜志, 2011(2): 57-60.

[20] 萬麗, 申琳, 趙丹瑩, 等. 殼聚糖復(fù)合涂膜對鮮切冬棗安全性和貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品科學, 2009, 30(4): 277-281.

[21] JIANG Y M, JOYCE D C, MACNISH A J. Extension of the shelf life of banana fruit by 1-methylcyclopropene in combination with polyethylene bags[J]. Postharvest Biology and Technology, 1999, 16(2): 187-193.

[22] 蘇小軍, 蔣躍明. 新型乙烯受體抑制劑: 1-甲基環(huán)丙烯在采后園藝作物中的應(yīng)用[J]. 植物生理學通訊, 2001, 37(4): 361-364.

[23] 魏好程, 潘永貴. 1-MCP對采收果蔬生理及品質(zhì)影響的研究進展[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報, 2003, 22(3): 307-312.

Effects of 1-MCP and Chitosan on Active Oxygen Metabolism and Quality of Fresh-Cut Broccoli (Brassica oleraceaL.) during Storage

GUO Yan-yin1，JIANG Yan1，PENG Nan1，ZHAO Bing-kun1，YU Rui1，PANG Fang2
(1. School of Agricultural and Food Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China；2. Professional College of Shandong Economic and Trade, Weifang 261011, China)

In order to explore the effects of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and chitosan on active oxygen metabolism and storage quality of fresh-cut broccoli during storage at 10 ℃, 3 treatments including 2μL/L 1-MCP, 2% chitosan, and their combination for fresh-cut broccoli were set up in this study. Fresh-cut brococoli without receiving any treatment was used as control. The results showed that 1-MCP treatment could decrease the respiration intensity, increase the activities of SOD and POD, and delay the decrease of vitamin C and chlorophyll contents of fresh-cut brococoli, thus revealing an excellent freshkeeping effect on fresh-cut broccoli. However, contrary results were observed for 1-MCP treated samples with shorted shelf life. The combination of 1-MCP and chitosan presented a certain fresh-keeping effect with no significant difference from that of the control.

fresh-cut；broccoli；1-methylcyclopropene；chitosan；active oxygen；storage

S609.3；S635.3

A

1002-6630(2012)18-0270-05

2011-07-24

山東理工大學大學生創(chuàng)新研究項目(2011224)；山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院2012黃河三角洲地區(qū)第二批引進急需人才項目

郭衍銀(1976—)，男，副教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：guoyy@sdut.edu.cn