1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花品質的影響

賈曉昱，康丹丹，張 鵬,*，李江闊，魏寶東

（1.天津市農業科學院農產品保鮮與加工技術研究所，天津 300384；2.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），農業農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384；3.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866）

西蘭花是一種很受歡迎的蔬菜，不僅含有豐富的基礎營養素，還含有豐富的抗氧化活性物質及總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等特殊活性成分[1]。西蘭花原產于歐洲，在我國的華南、華東地區廣泛種植，其中浙江種植面積最大[2]。由于西蘭花采后呼吸強度較大，鮮嫩易損，易發生黃化、腐敗、失水等品質劣變現象[3]，使得營養物質流失，影響食用及商品價值。隨著科技的發展，越來越多的貯藏保鮮方式應用于新鮮果蔬上，按照保鮮原理可分為物理法、化學法及生物法，物理法常見的有低溫、氣調、超聲、紫外照射等；化學方式有1-MCP、ClO2、乙醇等；生物方法一般有中草藥提取物、動物的次生代謝產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之上利用精準控溫的方式來貯藏果蔬，控制溫差在較低范圍，使得果蔬在采后生理生化反應降到最低，又不會影響其生命活力，目前在蘭州百合、軟棗獼猴桃、甜柿等果蔬上均有應用[6-7]。1-甲基環丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是常用的乙烯抑制劑，安全無污染，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用[8-11]。然而相溫貯藏協同1-MCP 在西蘭花保鮮方面鮮有文獻報道，因此本試驗以相溫貯藏的西蘭花為對照組，以1-MCP 處理西蘭花為處理組，探究1-MCP 對相溫貯藏期間西蘭花生理生化進程及品質的影響，旨在為西蘭花的保鮮技術應用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

西蘭花品種為“優秀”，購于天津市紅旗農貿市場，2019 年3 月20 日采收于山東聊城沙鎮，采收當天運回天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室。1-MCP 便攜包（有效成分含量0.14%），由國家農產品保鮮工程中心技術研究中心（天津）提供。試驗所有試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

相溫庫，0.03 mm 聚乙烯（PE）袋，均由國家農產品保鮮工程中心技術研究中心（天津）提供；CM-700 d型色差計，日本柯尼卡美能達；PEN3 型電子鼻，德國Airsense 公司；CheckPoint 便攜式氣體測定儀，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-可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；DVB/CAR/PDMS 固相微萃取萃取頭，美國Supleco 公司；Trace DSQ GC-MS氣相色譜-質譜聯用儀，美國Finnigan 公司。保鮮盒（長×寬×高分別為28 cm×22 cm×12 cm），寧波國嘉農產品保鮮包裝技術有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

西蘭花采摘后運回實驗室，去掉多余的葉子與過長的根莖，挑選顏色大小（300～400 g）一致，無病害、無損傷的西蘭花球，4 個為1 組放入1 個聚乙烯袋中，每個處理24 袋。

（1）相溫+1-MCP 處理：將24 袋西蘭花置于（-0.4±0.1）℃相溫庫中，每袋放入1 個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，開袋預冷24 h 后扎口存放。

（2）相溫處理：將24 袋西蘭花置于（-0.4±0.1）℃相溫庫中，開袋預冷24 h 后扎口存放。

每10 d 對各項指標進行取樣檢測。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 腐爛率

以西蘭花花莖作為一個評價單位，如果有花蕾出現腐爛、霉斑現象，該花蕾所在花莖計為1 個腐爛數。

腐爛率(%)=腐爛數/總花莖數×100

1.2.2.2 黃化指數

黃化級值：0 級為花球表面無黃化，花蕾堅挺；1級為部分黃化，黃化面積小于花球面積25%；2 級為花蕾變黃，黃化面積占花球面積25%～50%（不包括50%）；3 級為花蕾變黃，黃化面積占花球面積50%～75%（不包括75%）；4 級為花蕾變黃嚴重，黃化面積占花球面積75%～90%；5 級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（%）=∑（黃化級值×相應黃化級值株數）/（總株數×黃化最高值）×100

1.2.2.3 色度值

使用CM-700 d 型色差計測定，a*值表示紅綠，b*值表示黃藍。每次從各個處理分別取4 顆西蘭花進行測定，每個西蘭花以中心劃十字測取4 個十字頂點以及中心點，結果取其平均值。

1.2.2.4 呼吸強度

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

1.2.2.5 乙烯生成速率

使用氣相色譜儀測定[12]，每個處理取30～40 g 左右西蘭花小花球3 個，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行檢測，每個處理均進行3 個平行測定，單位為μL/（kg·h）。

檢測條件：N2流量50 mL/min，H2流量70 mL/min，空氣流量500 mL/min，進樣口溫度120 ℃，柱溫55 ℃，檢測器溫度160 ℃。

1.2.2.6 揮發性氣體成分

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

1.2.2.7 相對電導率

參考林本芳等[12]的方法，稍改動。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，使用電導率儀測定電導率P0，25 ℃靜置平衡3 h 后，測定電導率P1，然后沸水浴保溫10 min，測定電導率P2，相對電導率計算公式為：

相對電導率（%）=（P1-P0）/P2×100

1.2.2.8 多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性

PPO 活性：采用鄰苯二酚法[14]測定；POD 活性：采用愈創木酚法[14]測定。

1.2.3 數據處理

用Excel 2003 軟件處理分析數據并作圖，采用DPS 7.5 軟件進行LSD 差異顯著分析，所有數據均進行3 次重復，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 1-MCP 處理對相溫貯藏的西蘭花腐爛率與黃化指數的影響

由圖1 可以看出，西蘭花僅在相溫貯藏下30 d開始出現腐爛，說明相溫貯藏西蘭花在貯藏一個月后出現品質問題，隨著貯藏時間的延長，腐爛程度加劇，70 d 時相溫貯藏西蘭花的腐爛率達到50%，1-MCP結合相溫組為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

西蘭花品質劣變最明顯的特征即為由綠轉黃，發生黃化現象，因此黃化指數是衡量西蘭花品質最顯著的指標之一。由圖2 可以看出，隨著時間的延長，各處理西蘭花的黃化指數逐漸上升，50 d 時出現急劇上升，說明西蘭花在40～50 d 時顏色出現急劇變黃。相比較相溫組，1-MCP+相溫組西蘭花的黃化指數上升速率較慢，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 處理對相溫貯藏西蘭花黃化指數的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the chlorination index of broccoli stored at phase temperature

2.2 1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花色度值的影響

a*值正值代表紅色，負值代表綠色。由圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延長，a*值呈逐漸上升趨勢，即a*值朝正值方向漂移，說明綠色逐漸褪去，但整個貯藏期間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，負值代表藍色。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，近似呈現水平波動，說明1-MCP處理對相溫貯藏西蘭花b*值的影響不大。

圖4 1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花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 處理對相溫貯藏西蘭花呼吸強度與乙烯生成速率的影響

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

圖5 1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花呼吸強度的影響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 時兩個處理差異不顯著，隨著貯藏時間的延長，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定的水平。

圖6 1-MCP 處理對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 處理對相溫貯藏的西蘭花揮發性氣體的影響

利用電子鼻檢測西蘭花在不同貯藏期的揮發性物質變化，根據線性判別分析法分析相溫環境下，1-MCP 對西蘭花揮發性成分的影響，結果見圖7。由圖7 可以看出，其第1 主成分貢獻率達69.47%，第2主成分貢獻率達14.20%，累積貢獻率達83.67%，基本可以代表所有的樣品信息。根據空間圓圈距離遠近來判斷處理之間的差異性，可以看出前20 天西蘭花揮發性氣味無顯著變化，30～40 d 時西蘭花氣味有了較大變化，但處理之間幾乎沒有差異；50 d 與60 d和40 d 前相距較遠，說明50 d 是西蘭花氣味的轉折點，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 時對西蘭花產生了顯著影響。

2.5 1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花相對電導率的影響

相對電導率反映細胞膜受損害程度，受損害越嚴重相對電導率越大。圖8 是西蘭花貯藏期間相對電導率的變化情況，可以看出隨著貯藏時間的延長，兩個處理相對電導率整體上呈現上升的趨勢，貯藏10～50 d相溫組相對電導率均高于1-MCP+相溫組，貯藏20、40、50 d 時兩者差異顯著（P＜0.05），貯藏60～70 d，相溫組與1-MCP+相溫組兩者差異不顯著。說明相溫貯藏期間，1-MCP 處理可延緩西蘭花相對電導率的升高，降低機體細胞膜受損傷程度。

圖8 1-MCP 處理對相溫貯藏西蘭花相對電導率的影響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素的合成，隨著植物機體的逐漸衰老或者環境的脅迫作用，POD 活性增強[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間的延長，POD 活性呈現上下波動的趨勢，采后初值活性較高，可能與機體被切掉粗跟及葉片的生理損傷有關，后期在低溫環境下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生，從而延緩了生理代謝，控制了衰老進程。40 d以后POD 活性整體上有所上升，這可能與西蘭花機體逐漸衰老有關。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[16]。由圖10 可見，隨著貯藏時間的延長，西蘭花相溫貯藏期間PPO 活性呈現水平波動趨勢，說明西蘭花貯藏期間衰老進程較慢，幾乎無顯著變化，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 抑制了乙烯的產生有關，30 d 后相溫組PPO 活性均高于1-MCP+相溫組，貯藏30 d 和60 d 時兩者差異顯著（P＜0.05），說明30 d 后西蘭花進入生理衰老關鍵階段，品質變化較大階段，與乙烯生成速率的數據結果類似。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 討論與結論

西蘭花品質衰退是生理性和病理性病害共同作用的結果，生理衰老大多表現為失水、黃化等，病理性則表現為發霉、腐爛等，只使用單一的保鮮技術很難取得較好的保鮮效果，1-MCP 通過競爭乙烯作用受體影響乙烯的生理活動，從而抑制果蔬的成熟與衰老，是目前應用較為普遍的安全保鮮劑，因此通常將1-MCP 結合低溫來進行貯藏保鮮[17-18]。然而根據許多試驗及研究成果，對于果蔬的生理特性，精準控溫對保鮮有著重要的影響。

目前已有文獻報道，冰溫貯藏西蘭花、冰溫結合1-MCP 作用于西蘭花，（0±1）℃下可貯藏長達60 d，均對西蘭花具有較好的保鮮效果[19-20]。然而根據已有研究表明：相溫保鮮的試驗研究結果較好[6-9]，但目前應用較少，尤其是在西蘭花的貯藏保鮮應用中。因此本試驗在相溫貯藏的基礎上，用1-MCP 處理西蘭花，探究相溫結合1-MCP 對西蘭花的品質差異，結果表明：1-MCP 處理可減輕西蘭花腐爛程度，降低黃化指數，但對西蘭花的紅綠色度值影響沒有差異性，貯藏后期抑制了揮發性氣味的變化，可有效控制呼吸強度與乙烯生成速率的升高，減輕細胞受損傷程度，抑制相對電導率的升高，同時控制了POD 與PPO 活性的增強，延緩衰老，整體上貯藏前期無顯著差異，貯藏后期數據呈現效果較為顯著。

綜合上述試驗結果表明：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。