1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花品質(zhì)的影響

賈曉昱，康丹丹，張 鵬,*，李江闊，魏寶東

（1.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所，天津 300384；2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；3.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866）

西蘭花是一種很受歡迎的蔬菜，不僅含有豐富的基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)素，還含有豐富的抗氧化活性物質(zhì)及總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等特殊活性成分[1]。西蘭花原產(chǎn)于歐洲，在我國(guó)的華南、華東地區(qū)廣泛種植，其中浙江種植面積最大[2]。由于西蘭花采后呼吸強(qiáng)度較大，鮮嫩易損，易發(fā)生黃化、腐敗、失水等品質(zhì)劣變現(xiàn)象[3]，使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，影響食用及商品價(jià)值。隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的貯藏保鮮方式應(yīng)用于新鮮果蔬上，按照保鮮原理可分為物理法、化學(xué)法及生物法，物理法常見(jiàn)的有低溫、氣調(diào)、超聲、紫外照射等；化學(xué)方式有1-MCP、ClO2、乙醇等；生物方法一般有中草藥提取物、動(dòng)物的次生代謝產(chǎn)物及各類植物精油等，通常人們都采用多種方式綜合使用，保鮮效果更佳[4-5]。

一般果蔬保鮮普通冷藏溫度在0 ℃以上；冰溫在果蔬冰點(diǎn)附近，溫度處于（-0.5±0.3）℃；相溫（Phase Temperature）是一種新型的低溫方式，溫度控制在（-0.4±0.1）℃，可基于冰溫保鮮技術(shù)之上利用精準(zhǔn)控溫的方式來(lái)貯藏果蔬，控制溫差在較低范圍，使得果蔬在采后生理生化反應(yīng)降到最低，又不會(huì)影響其生命活力，目前在蘭州百合、軟棗獼猴桃、甜柿等果蔬上均有應(yīng)用[6-7]。1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是常用的乙烯抑制劑，安全無(wú)污染，可有效抑制果蔬的乙烯生成速率，延緩果蔬生理衰老，在蘋果、桃子、西蘭花、百合、線椒等各類果蔬上均有應(yīng)用[8-11]。然而相溫貯藏協(xié)同1-MCP 在西蘭花保鮮方面鮮有文獻(xiàn)報(bào)道，因此本試驗(yàn)以相溫貯藏的西蘭花為對(duì)照組，以1-MCP 處理西蘭花為處理組，探究1-MCP 對(duì)相溫貯藏期間西蘭花生理生化進(jìn)程及品質(zhì)的影響，旨在為西蘭花的保鮮技術(shù)應(yīng)用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

西蘭花品種為“優(yōu)秀”，購(gòu)于天津市紅旗農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，2019 年3 月20 日采收于山東聊城沙鎮(zhèn)，采收當(dāng)天運(yùn)回天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。1-MCP 便攜包（有效成分含量0.14%），由國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程中心技術(shù)研究中心（天津）提供。試驗(yàn)所有試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

相溫庫(kù)，0.03 mm 聚乙烯（PE）袋，均由國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程中心技術(shù)研究中心（天津）提供；CM-700 d型色差計(jì)，日本柯尼卡美能達(dá)；PEN3 型電子鼻，德國(guó)Airsense 公司；CheckPoint 便攜式氣體測(cè)定儀，丹麥PBI Dansensor；2010 型島津氣相色譜儀，北京科普生分析科技有限公司；TU-1810 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DVB/CAR/PDMS 固相微萃取萃取頭，美國(guó)Supleco 公司；Trace DSQ GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Finnigan 公司。保鮮盒（長(zhǎng)×寬×高分別為28 cm×22 cm×12 cm），寧波國(guó)嘉農(nóng)產(chǎn)品保鮮包裝技術(shù)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

西蘭花采摘后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，去掉多余的葉子與過(guò)長(zhǎng)的根莖，挑選顏色大小（300～400 g）一致，無(wú)病害、無(wú)損傷的西蘭花球，4 個(gè)為1 組放入1 個(gè)聚乙烯袋中，每個(gè)處理24 袋。

（1）相溫+1-MCP 處理：將24 袋西蘭花置于（-0.4±0.1）℃相溫庫(kù)中，每袋放入1 個(gè)1-MCP 便攜包（空間濃度約為2.5 μL/L，放入前用水浸濕）后立即扎口，處理24 h，開(kāi)袋預(yù)冷24 h 后扎口存放。

（2）相溫處理：將24 袋西蘭花置于（-0.4±0.1）℃相溫庫(kù)中，開(kāi)袋預(yù)冷24 h 后扎口存放。

每10 d 對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行取樣檢測(cè)。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 腐爛率

以西蘭花花莖作為一個(gè)評(píng)價(jià)單位，如果有花蕾出現(xiàn)腐爛、霉斑現(xiàn)象，該花蕾所在花莖計(jì)為1 個(gè)腐爛數(shù)。

腐爛率(%)=腐爛數(shù)/總花莖數(shù)×100

1.2.2.2 黃化指數(shù)

黃化級(jí)值：0 級(jí)為花球表面無(wú)黃化，花蕾堅(jiān)挺；1級(jí)為部分黃化，黃化面積小于花球面積25%；2 級(jí)為花蕾變黃，黃化面積占花球面積25%～50%（不包括50%）；3 級(jí)為花蕾變黃，黃化面積占花球面積50%～75%（不包括75%）；4 級(jí)為花蕾變黃嚴(yán)重，黃化面積占花球面積75%～90%；5 級(jí)為花球幾乎完全失綠，黃化面積占花球面積90%以上。

黃化指數(shù)（%）=∑（黃化級(jí)值×相應(yīng)黃化級(jí)值株數(shù)）/（總株數(shù)×黃化最高值）×100

1.2.2.3 色度值

使用CM-700 d 型色差計(jì)測(cè)定，a*值表示紅綠，b*值表示黃藍(lán)。每次從各個(gè)處理分別取4 顆西蘭花進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)西蘭花以中心劃十字測(cè)取4 個(gè)十字頂點(diǎn)以及中心點(diǎn)，結(jié)果取其平均值。

1.2.2.4 呼吸強(qiáng)度

采用靜置法[12]測(cè)定，取3 個(gè)整顆西蘭花球，分別置入3 個(gè)保鮮盒密閉靜置2 h 后用便攜式氣體測(cè)定儀測(cè)定盒中的氣體成分，并做記錄。

1.2.2.5 乙烯生成速率

使用氣相色譜儀測(cè)定[12]，每個(gè)處理取30～40 g 左右西蘭花小花球3 個(gè)，分別置入保鮮盒密封2 h 后用20 mL 注射器吸滿20 mL 氣體于氣相色譜儀上進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)處理均進(jìn)行3 個(gè)平行測(cè)定，單位為μL/（kg·h）。

檢測(cè)條件：N2流量50 mL/min，H2流量70 mL/min，空氣流量500 mL/min，進(jìn)樣口溫度120 ℃，柱溫55 ℃，檢測(cè)器溫度160 ℃。

1.2.2.6 揮發(fā)性氣體成分

采用頂空吸氣法進(jìn)行電子鼻的測(cè)定分析，將樣品置于1 L 燒杯中，用保鮮膜密封10 min，利用電子鼻Winmuster 分析軟件采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析[13]。

1.2.2.7 相對(duì)電導(dǎo)率

參考林本芳等[12]的方法，稍改動(dòng)。稱取1.0 g 西蘭花樣品，用10 mL 去離子水沖洗3 次后，置于50 mL試管中，加去離子水20 mL，使用電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率P0，25 ℃靜置平衡3 h 后，測(cè)定電導(dǎo)率P1，然后沸水浴保溫10 min，測(cè)定電導(dǎo)率P2，相對(duì)電導(dǎo)率計(jì)算公式為：

相對(duì)電導(dǎo)率（%）=（P1-P0）/P2×100

1.2.2.8 多酚氧化酶（PPO）和過(guò)氧化物酶（POD）活性

PPO 活性：采用鄰苯二酚法[14]測(cè)定；POD 活性：采用愈創(chuàng)木酚法[14]測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003 軟件處理分析數(shù)據(jù)并作圖，采用DPS 7.5 軟件進(jìn)行LSD 差異顯著分析，所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行3 次重復(fù)，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏的西蘭花腐爛率與黃化指數(shù)的影響

由圖1 可以看出，西蘭花僅在相溫貯藏下30 d開(kāi)始出現(xiàn)腐爛，說(shuō)明相溫貯藏西蘭花在貯藏一個(gè)月后出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，腐爛程度加劇，70 d 時(shí)相溫貯藏西蘭花的腐爛率達(dá)到50%，1-MCP結(jié)合相溫組為42%，貯藏30～70 d，1-MCP+相溫組的腐爛率始終低于相溫組，貯藏70 d 時(shí)差異顯著（P＜0.05）。由此可得，相溫貯藏期間，1-MCP 可有效控制西蘭花的腐爛程度。

圖1 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花腐爛率的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on the rotting rate of broccoli stored at phase temperature

西蘭花品質(zhì)劣變最明顯的特征即為由綠轉(zhuǎn)黃，發(fā)生黃化現(xiàn)象，因此黃化指數(shù)是衡量西蘭花品質(zhì)最顯著的指標(biāo)之一。由圖2 可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理西蘭花的黃化指數(shù)逐漸上升，50 d 時(shí)出現(xiàn)急劇上升，說(shuō)明西蘭花在40～50 d 時(shí)顏色出現(xiàn)急劇變黃。相比較相溫組，1-MCP+相溫組西蘭花的黃化指數(shù)上升速率較慢，因此可得1-MCP 處理在貯藏后期（50～70 d）可有效抑制西蘭花的黃化。

圖2 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花黃化指數(shù)的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the chlorination index of broccoli stored at phase temperature

2.2 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花色度值的影響

a*值正值代表紅色，負(fù)值代表綠色。由圖3 可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，a*值呈逐漸上升趨勢(shì)，即a*值朝正值方向漂移，說(shuō)明綠色逐漸褪去，但整個(gè)貯藏期間a*值變化較微弱，整體而言1-MCP+相溫組a*值較相溫組低。

圖3 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花a*值的影響Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on the a*value of broccoli during phase temperature storage

b*值，正值代表黃色，負(fù)值代表藍(lán)色。圖4 為西蘭花在相溫貯藏期間b*值的變化情況，可以看出貯藏期間b*值為正值，近似呈現(xiàn)水平波動(dòng)，說(shuō)明1-MCP處理對(duì)相溫貯藏西蘭花b*值的影響不大。

圖4 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花b*值的影響Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the b*value of broccoli during phase temperature storage

2.3 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花呼吸強(qiáng)度與乙烯生成速率的影響

圖5 為西蘭花貯藏期間呼吸強(qiáng)度的變化情況，可以看出隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，整體呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，呼吸強(qiáng)度先下降是受低溫環(huán)境的影響，后期上升是西蘭花的生理活動(dòng)所致。整個(gè)貯藏期間1-MCP+相溫組西蘭花呼吸強(qiáng)度始終低于相溫組，貯藏40 d、50 d 和70 d 時(shí)差異顯著（P＜0.05），因此可得相溫貯藏環(huán)境下，1-MCP 處理可以降低西蘭花呼吸強(qiáng)度。

圖5 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花呼吸強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on respiration intensity of broccoli stored at phase temperature

圖6 為西蘭花貯藏期間乙烯生成速率的變化情況，可以看出，貯藏10 d 時(shí)兩個(gè)處理差異不顯著，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，相溫組與相溫+1-MCP 組乙烯生成速率差異逐漸變大，除貯藏60 d 外，其他貯藏時(shí)間相溫組乙烯生成速率均顯著高于相溫+1-MCP 組（P＜0.05），因此可得，1-MCP 可以有效控制乙烯生成速率在較低且穩(wěn)定的水平。

圖6 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花乙烯生成速率的影響Fig.6 Effect of 1-MCP treatment on ethylene generation rate of broccoli stored at phase temperature

2.4 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏的西蘭花揮發(fā)性氣體的影響

利用電子鼻檢測(cè)西蘭花在不同貯藏期的揮發(fā)性物質(zhì)變化，根據(jù)線性判別分析法分析相溫環(huán)境下，1-MCP 對(duì)西蘭花揮發(fā)性成分的影響，結(jié)果見(jiàn)圖7。由圖7 可以看出，其第1 主成分貢獻(xiàn)率達(dá)69.47%，第2主成分貢獻(xiàn)率達(dá)14.20%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)83.67%，基本可以代表所有的樣品信息。根據(jù)空間圓圈距離遠(yuǎn)近來(lái)判斷處理之間的差異性，可以看出前20 天西蘭花揮發(fā)性氣味無(wú)顯著變化，30～40 d 時(shí)西蘭花氣味有了較大變化，但處理之間幾乎沒(méi)有差異；50 d 與60 d和40 d 前相距較遠(yuǎn)，說(shuō)明50 d 是西蘭花氣味的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，且相溫組與1-MCP+相溫組兩者之間差異顯著（P＜0.05）；60～70 d，相溫組與1-MCP+相溫組兩者差異不顯著，但是整體變化較大，因此1-MCP 處理在貯藏后期50 d 時(shí)對(duì)西蘭花產(chǎn)生了顯著影響。

2.5 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花相對(duì)電導(dǎo)率的影響

相對(duì)電導(dǎo)率反映細(xì)胞膜受損害程度，受損害越嚴(yán)重相對(duì)電導(dǎo)率越大。圖8 是西蘭花貯藏期間相對(duì)電導(dǎo)率的變化情況，可以看出隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，兩個(gè)處理相對(duì)電導(dǎo)率整體上呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，貯藏10～50 d相溫組相對(duì)電導(dǎo)率均高于1-MCP+相溫組，貯藏20、40、50 d 時(shí)兩者差異顯著（P＜0.05），貯藏60～70 d，相溫組與1-MCP+相溫組兩者差異不顯著。說(shuō)明相溫貯藏期間，1-MCP 處理可延緩西蘭花相對(duì)電導(dǎo)率的升高，降低機(jī)體細(xì)胞膜受損傷程度。

圖8 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.8 Effect of 1-MCP treatment on the relative conductivity of broccoli stored at phase temperature

2.6 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花POD 和PPO 活性的影響

POD 參與活性氧代謝及木質(zhì)素的合成，隨著植物機(jī)體的逐漸衰老或者環(huán)境的脅迫作用，POD 活性增強(qiáng)[15]。如圖9 為西蘭花相溫貯藏期間POD 活性的變化，可以看出隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，POD 活性呈現(xiàn)上下波動(dòng)的趨勢(shì)，采后初值活性較高，可能與機(jī)體被切掉粗跟及葉片的生理?yè)p傷有關(guān)，后期在低溫環(huán)境下POD 活性有所降低，1-MCP+相溫組POD 活性顯著低于相溫組（P＜0.05），可能是1-MCP 處理抑制了乙烯的產(chǎn)生，從而延緩了生理代謝，控制了衰老進(jìn)程。40 d以后POD 活性整體上有所上升，這可能與西蘭花機(jī)體逐漸衰老有關(guān)。綜上可得，1-MCP 處理可抑制相溫貯藏期間西蘭花POD 活性的釋放。

圖9 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花POD 活性的影響Fig.9 Effect of 1-MCP treatment on the POD activity of broccoli stored at phase temperature

PPO 廣泛存在于植物中，是參與酚類聚合的酶，與植物抵御非生物脅迫有關(guān)[16]。由圖10 可見(jiàn)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，西蘭花相溫貯藏期間PPO 活性呈現(xiàn)水平波動(dòng)趨勢(shì)，說(shuō)明西蘭花貯藏期間衰老進(jìn)程較慢，幾乎無(wú)顯著變化，然而與相溫組比較，1-MCP+相溫組的西蘭花PPO 活性較低，可能與1-MCP 抑制了乙烯的產(chǎn)生有關(guān)，30 d 后相溫組PPO 活性均高于1-MCP+相溫組，貯藏30 d 和60 d 時(shí)兩者差異顯著（P＜0.05），說(shuō)明30 d 后西蘭花進(jìn)入生理衰老關(guān)鍵階段，品質(zhì)變化較大階段，與乙烯生成速率的數(shù)據(jù)結(jié)果類似。因此可得，1-MCP 處理在相溫貯藏后期可抑制西蘭花PPO 活性的升高。

圖10 1-MCP 處理對(duì)相溫貯藏西蘭花PPO 活性的影響Fig.10 Effect of 1-MCP treatment on the PPO activity of broccoli stored at phase temperature

3 討論與結(jié)論

西蘭花品質(zhì)衰退是生理性和病理性病害共同作用的結(jié)果，生理衰老大多表現(xiàn)為失水、黃化等，病理性則表現(xiàn)為發(fā)霉、腐爛等，只使用單一的保鮮技術(shù)很難取得較好的保鮮效果，1-MCP 通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)乙烯作用受體影響乙烯的生理活動(dòng)，從而抑制果蔬的成熟與衰老，是目前應(yīng)用較為普遍的安全保鮮劑，因此通常將1-MCP 結(jié)合低溫來(lái)進(jìn)行貯藏保鮮[17-18]。然而根據(jù)許多試驗(yàn)及研究成果，對(duì)于果蔬的生理特性，精準(zhǔn)控溫對(duì)保鮮有著重要的影響。

目前已有文獻(xiàn)報(bào)道，冰溫貯藏西蘭花、冰溫結(jié)合1-MCP 作用于西蘭花，（0±1）℃下可貯藏長(zhǎng)達(dá)60 d，均對(duì)西蘭花具有較好的保鮮效果[19-20]。然而根據(jù)已有研究表明：相溫保鮮的試驗(yàn)研究結(jié)果較好[6-9]，但目前應(yīng)用較少，尤其是在西蘭花的貯藏保鮮應(yīng)用中。因此本試驗(yàn)在相溫貯藏的基礎(chǔ)上，用1-MCP 處理西蘭花，探究相溫結(jié)合1-MCP 對(duì)西蘭花的品質(zhì)差異，結(jié)果表明：1-MCP 處理可減輕西蘭花腐爛程度，降低黃化指數(shù)，但對(duì)西蘭花的紅綠色度值影響沒(méi)有差異性，貯藏后期抑制了揮發(fā)性氣味的變化，可有效控制呼吸強(qiáng)度與乙烯生成速率的升高，減輕細(xì)胞受損傷程度，抑制相對(duì)電導(dǎo)率的升高，同時(shí)控制了POD 與PPO 活性的增強(qiáng)，延緩衰老，整體上貯藏前期無(wú)顯著差異，貯藏后期數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果較為顯著。

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果表明：與相溫組相比，1-MCP+相溫可有效抑制西蘭花的生理衰老，保鮮效果更佳。