1-MCP 处理对相温贮藏西兰花品质的影响

贾晓昱，康丹丹，张 鹏,*，李江阔，魏宝东

（1.天津市农业科学院农产品保鲜与加工技术研究所，天津 300384；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；3.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

西兰花是一种很受欢迎的蔬菜，不仅含有丰富的基础营养素，还含有丰富的抗氧化活性物质及总硫代葡萄糖苷和萝卜硫素等特殊活性成分[1]。西兰花原产于欧洲，在我国的华南、华东地区广泛种植，其中浙江种植面积最大[2]。由于西兰花采后呼吸强度较大，鲜嫩易损，易发生黄化、腐败、失水等品质劣变现象[3]，使得营养物质流失，影响食用及商品价值。随着科技的发展，越来越多的贮藏保鲜方式应用于新鲜果蔬上，按照保鲜原理可分为物理法、化学法及生物法，物理法常见的有低温、气调、超声、紫外照射等；化学方式有1-MCP、ClO2、乙醇等；生物方法一般有中草药提取物、动物的次生代谢产物及各类植物精油等，通常人们都采用多种方式综合使用，保鲜效果更佳[4-5]。

一般果蔬保鲜普通冷藏温度在0 ℃以上；冰温在果蔬冰点附近，温度处于（-0.5±0.3）℃；相温（Phase Temperature）是一种新型的低温方式，温度控制在（-0.4±0.1）℃，可基于冰温保鲜技术之上利用精准控温的方式来贮藏果蔬，控制温差在较低范围，使得果蔬在采后生理生化反应降到最低，又不会影响其生命活力，目前在兰州百合、软枣猕猴桃、甜柿等果蔬上均有应用[6-7]。1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是常用的乙烯抑制剂，安全无污染，可有效抑制果蔬的乙烯生成速率，延缓果蔬生理衰老，在苹果、桃子、西兰花、百合、线椒等各类果蔬上均有应用[8-11]。然而相温贮藏协同1-MCP 在西兰花保鲜方面鲜有文献报道，因此本试验以相温贮藏的西兰花为对照组，以1-MCP 处理西兰花为处理组，探究1-MCP 对相温贮藏期间西兰花生理生化进程及品质的影响，旨在为西兰花的保鲜技术应用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

西兰花品种为“优秀”，购于天津市红旗农贸市场，2019 年3 月20 日采收于山东聊城沙镇，采收当天运回天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室。1-MCP 便携包（有效成分含量0.14%），由国家农产品保鲜工程中心技术研究中心（天津）提供。试验所有试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

相温库，0.03 mm 聚乙烯（PE）袋，均由国家农产品保鲜工程中心技术研究中心（天津）提供；CM-700 d型色差计，日本柯尼卡美能达；PEN3 型电子鼻，德国Airsense 公司；CheckPoint 便携式气体测定仪，丹麦PBI Dansensor；2010 型岛津气相色谱仪，北京科普生分析科技有限公司；TU-1810 紫外-可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；DVB/CAR/PDMS 固相微萃取萃取头，美国Supleco 公司；Trace DSQ GC-MS气相色谱-质谱联用仪，美国Finnigan 公司。保鲜盒（长×宽×高分别为28 cm×22 cm×12 cm），宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

西兰花采摘后运回实验室，去掉多余的叶子与过长的根茎，挑选颜色大小（300～400 g）一致，无病害、无损伤的西兰花球，4 个为1 组放入1 个聚乙烯袋中，每个处理24 袋。

（1）相温+1-MCP 处理：将24 袋西兰花置于（-0.4±0.1）℃相温库中，每袋放入1 个1-MCP 便携包（空间浓度约为2.5 μL/L，放入前用水浸湿）后立即扎口，处理24 h，开袋预冷24 h 后扎口存放。

（2）相温处理：将24 袋西兰花置于（-0.4±0.1）℃相温库中，开袋预冷24 h 后扎口存放。

每10 d 对各项指标进行取样检测。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 腐烂率

以西兰花花茎作为一个评价单位，如果有花蕾出现腐烂、霉斑现象，该花蕾所在花茎计为1 个腐烂数。

腐烂率(%)=腐烂数/总花茎数×100

1.2.2.2 黄化指数

黄化级值：0 级为花球表面无黄化，花蕾坚挺；1级为部分黄化，黄化面积小于花球面积25%；2 级为花蕾变黄，黄化面积占花球面积25%～50%（不包括50%）；3 级为花蕾变黄，黄化面积占花球面积50%～75%（不包括75%）；4 级为花蕾变黄严重，黄化面积占花球面积75%～90%；5 级为花球几乎完全失绿，黄化面积占花球面积90%以上。

黄化指数（%）=∑（黄化级值×相应黄化级值株数）/（总株数×黄化最高值）×100

1.2.2.3 色度值

使用CM-700 d 型色差计测定，a*值表示红绿，b*值表示黄蓝。每次从各个处理分别取4 颗西兰花进行测定，每个西兰花以中心划十字测取4 个十字顶点以及中心点，结果取其平均值。

1.2.2.4 呼吸强度

采用静置法[12]测定，取3 个整颗西兰花球，分别置入3 个保鲜盒密闭静置2 h 后用便携式气体测定仪测定盒中的气体成分，并做记录。

1.2.2.5 乙烯生成速率

使用气相色谱仪测定[12]，每个处理取30～40 g 左右西兰花小花球3 个，分别置入保鲜盒密封2 h 后用20 mL 注射器吸满20 mL 气体于气相色谱仪上进行检测，每个处理均进行3 个平行测定，单位为μL/（kg·h）。

检测条件：N2流量50 mL/min，H2流量70 mL/min，空气流量500 mL/min，进样口温度120 ℃，柱温55 ℃，检测器温度160 ℃。

1.2.2.6 挥发性气体成分

采用顶空吸气法进行电子鼻的测定分析，将样品置于1 L 烧杯中，用保鲜膜密封10 min，利用电子鼻Winmuster 分析软件采集数据，并进行分析[13]。

1.2.2.7 相对电导率

参考林本芳等[12]的方法，稍改动。称取1.0 g 西兰花样品，用10 mL 去离子水冲洗3 次后，置于50 mL试管中，加去离子水20 mL，使用电导率仪测定电导率P0，25 ℃静置平衡3 h 后，测定电导率P1，然后沸水浴保温10 min，测定电导率P2，相对电导率计算公式为：

相对电导率（%）=（P1-P0）/P2×100

1.2.2.8 多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性

PPO 活性：采用邻苯二酚法[14]测定；POD 活性：采用愈创木酚法[14]测定。

1.2.3 数据处理

用Excel 2003 软件处理分析数据并作图，采用DPS 7.5 软件进行LSD 差异显著分析，所有数据均进行3 次重复，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 1-MCP 处理对相温贮藏的西兰花腐烂率与黄化指数的影响

由图1 可以看出，西兰花仅在相温贮藏下30 d开始出现腐烂，说明相温贮藏西兰花在贮藏一个月后出现品质问题，随着贮藏时间的延长，腐烂程度加剧，70 d 时相温贮藏西兰花的腐烂率达到50%，1-MCP结合相温组为42%，贮藏30～70 d，1-MCP+相温组的腐烂率始终低于相温组，贮藏70 d 时差异显著（P＜0.05）。由此可得，相温贮藏期间，1-MCP 可有效控制西兰花的腐烂程度。

图1 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花腐烂率的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on the rotting rate of broccoli stored at phase temperature

西兰花品质劣变最明显的特征即为由绿转黄，发生黄化现象，因此黄化指数是衡量西兰花品质最显著的指标之一。由图2 可以看出，随着时间的延长，各处理西兰花的黄化指数逐渐上升，50 d 时出现急剧上升，说明西兰花在40～50 d 时颜色出现急剧变黄。相比较相温组，1-MCP+相温组西兰花的黄化指数上升速率较慢，因此可得1-MCP 处理在贮藏后期（50～70 d）可有效抑制西兰花的黄化。

图2 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花黄化指数的影响Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the chlorination index of broccoli stored at phase temperature

2.2 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花色度值的影响

a*值正值代表红色，负值代表绿色。由图3 可以看出，随着贮藏时间的延长，a*值呈逐渐上升趋势，即a*值朝正值方向漂移，说明绿色逐渐褪去，但整个贮藏期间a*值变化较微弱，整体而言1-MCP+相温组a*值较相温组低。

图3 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花a*值的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on the a*value of broccoli during phase temperature storage

b*值，正值代表黄色，负值代表蓝色。图4 为西兰花在相温贮藏期间b*值的变化情况，可以看出贮藏期间b*值为正值，近似呈现水平波动，说明1-MCP处理对相温贮藏西兰花b*值的影响不大。

图4 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花b*值的影响Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the b*value of broccoli during phase temperature storage

2.3 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花呼吸强度与乙烯生成速率的影响

图5 为西兰花贮藏期间呼吸强度的变化情况，可以看出随着贮藏时间的延长，整体呈现波动上升的趋势，呼吸强度先下降是受低温环境的影响，后期上升是西兰花的生理活动所致。整个贮藏期间1-MCP+相温组西兰花呼吸强度始终低于相温组，贮藏40 d、50 d 和70 d 时差异显著（P＜0.05），因此可得相温贮藏环境下，1-MCP 处理可以降低西兰花呼吸强度。

图5 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花呼吸强度的影响Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on respiration intensity of broccoli stored at phase temperature

图6 为西兰花贮藏期间乙烯生成速率的变化情况，可以看出，贮藏10 d 时两个处理差异不显著，随着贮藏时间的延长，相温组与相温+1-MCP 组乙烯生成速率差异逐渐变大，除贮藏60 d 外，其他贮藏时间相温组乙烯生成速率均显著高于相温+1-MCP 组（P＜0.05），因此可得，1-MCP 可以有效控制乙烯生成速率在较低且稳定的水平。

图6 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花乙烯生成速率的影响Fig.6 Effect of 1-MCP treatment on ethylene generation rate of broccoli stored at phase temperature

2.4 1-MCP 处理对相温贮藏的西兰花挥发性气体的影响

利用电子鼻检测西兰花在不同贮藏期的挥发性物质变化，根据线性判别分析法分析相温环境下，1-MCP 对西兰花挥发性成分的影响，结果见图7。由图7 可以看出，其第1 主成分贡献率达69.47%，第2主成分贡献率达14.20%，累积贡献率达83.67%，基本可以代表所有的样品信息。根据空间圆圈距离远近来判断处理之间的差异性，可以看出前20 天西兰花挥发性气味无显著变化，30～40 d 时西兰花气味有了较大变化，但处理之间几乎没有差异；50 d 与60 d和40 d 前相距较远，说明50 d 是西兰花气味的转折点，且相温组与1-MCP+相温组两者之间差异显著（P＜0.05）；60～70 d，相温组与1-MCP+相温组两者差异不显著，但是整体变化较大，因此1-MCP 处理在贮藏后期50 d 时对西兰花产生了显著影响。

2.5 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花相对电导率的影响

相对电导率反映细胞膜受损害程度，受损害越严重相对电导率越大。图8 是西兰花贮藏期间相对电导率的变化情况，可以看出随着贮藏时间的延长，两个处理相对电导率整体上呈现上升的趋势，贮藏10～50 d相温组相对电导率均高于1-MCP+相温组，贮藏20、40、50 d 时两者差异显著（P＜0.05），贮藏60～70 d，相温组与1-MCP+相温组两者差异不显著。说明相温贮藏期间，1-MCP 处理可延缓西兰花相对电导率的升高，降低机体细胞膜受损伤程度。

图8 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花相对电导率的影响Fig.8 Effect of 1-MCP treatment on the relative conductivity of broccoli stored at phase temperature

2.6 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花POD 和PPO 活性的影响

POD 参与活性氧代谢及木质素的合成，随着植物机体的逐渐衰老或者环境的胁迫作用，POD 活性增强[15]。如图9 为西兰花相温贮藏期间POD 活性的变化，可以看出随着贮藏时间的延长，POD 活性呈现上下波动的趋势，采后初值活性较高，可能与机体被切掉粗跟及叶片的生理损伤有关，后期在低温环境下POD 活性有所降低，1-MCP+相温组POD 活性显著低于相温组（P＜0.05），可能是1-MCP 处理抑制了乙烯的产生，从而延缓了生理代谢，控制了衰老进程。40 d以后POD 活性整体上有所上升，这可能与西兰花机体逐渐衰老有关。综上可得，1-MCP 处理可抑制相温贮藏期间西兰花POD 活性的释放。

图9 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花POD 活性的影响Fig.9 Effect of 1-MCP treatment on the POD activity of broccoli stored at phase temperature

PPO 广泛存在于植物中，是参与酚类聚合的酶，与植物抵御非生物胁迫有关[16]。由图10 可见，随着贮藏时间的延长，西兰花相温贮藏期间PPO 活性呈现水平波动趋势，说明西兰花贮藏期间衰老进程较慢，几乎无显著变化，然而与相温组比较，1-MCP+相温组的西兰花PPO 活性较低，可能与1-MCP 抑制了乙烯的产生有关，30 d 后相温组PPO 活性均高于1-MCP+相温组，贮藏30 d 和60 d 时两者差异显著（P＜0.05），说明30 d 后西兰花进入生理衰老关键阶段，品质变化较大阶段，与乙烯生成速率的数据结果类似。因此可得，1-MCP 处理在相温贮藏后期可抑制西兰花PPO 活性的升高。

图10 1-MCP 处理对相温贮藏西兰花PPO 活性的影响Fig.10 Effect of 1-MCP treatment on the PPO activity of broccoli stored at phase temperature

3 讨论与结论

西兰花品质衰退是生理性和病理性病害共同作用的结果，生理衰老大多表现为失水、黄化等，病理性则表现为发霉、腐烂等，只使用单一的保鲜技术很难取得较好的保鲜效果，1-MCP 通过竞争乙烯作用受体影响乙烯的生理活动，从而抑制果蔬的成熟与衰老，是目前应用较为普遍的安全保鲜剂，因此通常将1-MCP 结合低温来进行贮藏保鲜[17-18]。然而根据许多试验及研究成果，对于果蔬的生理特性，精准控温对保鲜有着重要的影响。

目前已有文献报道，冰温贮藏西兰花、冰温结合1-MCP 作用于西兰花，（0±1）℃下可贮藏长达60 d，均对西兰花具有较好的保鲜效果[19-20]。然而根据已有研究表明：相温保鲜的试验研究结果较好[6-9]，但目前应用较少，尤其是在西兰花的贮藏保鲜应用中。因此本试验在相温贮藏的基础上，用1-MCP 处理西兰花，探究相温结合1-MCP 对西兰花的品质差异，结果表明：1-MCP 处理可减轻西兰花腐烂程度，降低黄化指数，但对西兰花的红绿色度值影响没有差异性，贮藏后期抑制了挥发性气味的变化，可有效控制呼吸强度与乙烯生成速率的升高，减轻细胞受损伤程度，抑制相对电导率的升高，同时控制了POD 与PPO 活性的增强，延缓衰老，整体上贮藏前期无显著差异，贮藏后期数据呈现效果较为显著。

综合上述试验结果表明：与相温组相比，1-MCP+相温可有效抑制西兰花的生理衰老，保鲜效果更佳。