不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月苹果质地性状的影响

贾朝爽，王志华，王文辉

(中国农业科学院 果树研究所，辽宁省果品贮藏与加工重点实验室，辽宁 兴城 125100)

华红(MaluspumilaMill.Huahong)和华月(MaluspumilaMill.)苹果由中国农业科学院果树研究所育成，亲本分别为金冠×惠和金冠×华富，二者均属于呼吸跃变型果实，在贮藏过程中常有硬度下降、果肉变绵、失水、腐烂等现象的发生，极大影响果实的商品价值，需寻求最佳的保鲜技术对其进行贮藏，延长其贮藏期和货架期[1-2]。

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)保鲜剂和低温贮藏是常用的保鲜技术，均在果蔬保鲜方面起着极大的作用[3-4]。有研究表明，1-MCP结合低温贮藏方式，可有效延长果实贮藏期及货架期，并对维持果实良好的外观及内在的品质有显著作用[5-9]。面对消费者，货架期间果实品质的变化也决定了该果品质量的好坏，但由于果实出库后，储存的温度升高，将引起果实品质发生显著变化，因此，确定果实货架期间贮存的最佳温度和时间，可以很大程度上降低果实品质劣变的发生，更好地维持果实风味，对延长果实货架期具有重要意义[10]。

果肉质地作为一个综合性状，可表示果实的组织状态和食用者的口感，是果实品质的重要组成部分。不同品种的果实质地存在差异性，仅通过感官评定很难对果实质地进行量化比较，使用物性分析仪可量化质地参数[11-13]，通过模拟人的牙齿咀嚼食物，可得到硬度、弹性、咀嚼性等质地参数，避免人为因素的干扰，使评价结果更加客观和准确[14-15]。目前，物性分析仪已在梨[11，16-18]、苹果[19-21]、桃[22-24]、甜瓜[25]、枣[26-27]、西瓜[28]、枇杷[29]、葡萄[30]、杨梅[31]等水果中进行应用，对果实的质地性状进行研究，但研究的内容主要集中在采后和贮藏过程中质地的变化和差异性，关于不同货架温度结合1-MCP处理后的果实在货架期间的物性如何变化以及各项指标之间的关系尚未见报道。

本试验以成熟期、耐贮性不同的苹果品种华红和华月为试验材料，探讨不同货架温度结合1-MCP处理对不同苹果品种货架期间质地变化的影响，旨在更具体和客观地了解不同品种苹果果实货架期间质地构成和变化规律，为确定其最佳货架期和改进贮藏保鲜技术提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料及其处理

华红、华月果实于2020年采自辽宁省兴城市管理水平中等的果园，根据品种成熟期适时采收，采后立即运回中国农业科学院果树研究所，挑选大小均一、无病虫害、机械损伤的果实备用。经苹果贮藏保鲜课题组前期预试验已确定1-MCP处理华红、华月果实最佳浓度为1.0 μL/L，本试验将华红和华月果实分别随机分成2组，每组1 200个果实：一组在20 ℃条件下用1.0 μL/L 1-MCP密闭熏蒸16 h；另一组为对照组(CK)，不用1-MCP熏蒸，均装入厚度为30 μm的聚氯乙烯包装袋内，挽口放置于温度为(0±0.3)℃、空气相对湿度为85%～90%的冷库中贮藏60 d。然后模拟苹果实际货架销售温度，分别放置5，10，15，20 ℃等4个温度下，每4 d取样一次，每个货架温度处理3个重复。

1.2 果肉质地分析

采用美国FTC公司TMS-PRO食品物性分析仪对果实质地性状进行测定。

TPA试验：将果实置于质构仪平板上，使用圆柱形直径为75 mm探头对苹果果肉进行TPA测试。测试参数为测前速度60 mm/min，测试速度60 mm/min，触发力0.2 N，果肉形变3%，测定参数为果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性等。

穿刺试验：使用直径6 mm的圆柱探头对果实进行去皮穿刺试验(触发力0.2 N，穿刺深度10 mm，测试速度60 mm/s)，穿刺部分选择果实赤道线附近相反的2个部位，测定参数为破裂功、破裂力、破裂位移、屈服功、屈服力和屈服位移。以上这些参数是由物性分析仪自带软件自行算出。

1.3 数据统计与分析

试验采用随机设计，每次测定重复10次，使用Origin 2018、Excel进行作图，采用SPSS 22.0软件进行差异显著性分析(Duncan新复极差法)、相关性分析、因子分析。

2 结果与分析

2.1 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月果肉硬度的影响

由图1可知，CK组(图1-A1，A2)和处理组(图1-B1，B2)华红、华月果实的果肉硬度均随着货架时间的增加呈下降趋势，且华月的果肉硬度明显高于华红。整个货架期间，CK组的华红果实在5，10 ℃的货架温度下，果肉硬度最高，货架16 d时降幅分别为38.6%，41.9%，而20 ℃的货架温度下降幅高达50.1%；华月在15 ℃的货架温度下，其果肉硬度始终显著高于其他货架温度(P<0.05)，货架16 d时降幅仅为26.2%，这可能是因为华月果实本身具有爽脆的特性，前期较高温度并不会使其硬度下降，其次是10 ℃，降幅为32.6%，进而说明10 ℃的货架温度均适合未经处理的华红和华月果实。华红、华月的处理组果实的果肉硬度显著大于CK组(P<0.05)，且可以看出经处理后的华红适宜货架温度为10 ℃，降幅为19.7%；华月的适宜货架温度为5，10 ℃，货架16 d时降幅分别为22.1%，21.4%，可知1-MCP处理可较有效地减少华红和华月果肉硬度的下降，可将二者果实存放的货架时间延长至16 d。

图1 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月果肉硬度的影响Fig.1 Effect of different shelf temperature combined with 1-MCP treatment on the flesh hardness of Huahong and Huayue

2.2 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月弹性的影响

由图2可知，经1-MCP处理(图2-A1，A2)的华红、华月果实弹性均高于未处理组(图2-B1，B2)，且不同处理组果实的弹性均随着货架时间和货架温度的增加呈下降趋势。在整个货架期间，华月果实弹性值变化幅度较华红小，4种货架温度对不同处理的华月果实弹性的影响无显著性差异(P>0.05)；华红CK组果实弹性在货架4 d内变化不大，4 d后随着货架温度的增加，弹性较显著下降(P<0.05)，其中5 ℃的货架温度弹性始终较高，而处理组果实整个货架期间的弹性变化较小，除20 ℃的货架温度使华红弹性下降较快外，其他3种货架温度对果实弹性的影响无显著性差异。

2.3 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月胶黏性的影响

由图3可知，苹果果肉胶黏性随着货架时间的增加而逐渐降低，整个货架期间，CK组(图3-A1，A2)的华红果实胶黏性在货架温度5，10 ℃降幅分别为35.3%，38.0%，二者无显著性差异，但均显著高于另外2个温度(P<0.05)。货架16 d时胶黏性在15，20 ℃货架温度下降幅分别高达48.4%，51.4%。而华月果实胶黏性在15 ℃的货架温度下保持最高，货架16 d时降幅为21.4%，5，10 ℃的胶黏性次之，20 ℃胶黏性最低，降幅达到47.6%。处理组(图3-B1，B2)的华红果实在10 ℃的货架温度下的胶黏性最高，货架16 d时降幅为22.6%，尤其在货架4 d后显著大于其他货架温度果实的胶黏性(P<0.05)；货架前4 d，华月在果实10 ℃的货架温度下的胶黏性较高，而在货架期8～12 d，5 ℃较高，但均不显著，货架16 d，5 ℃的货架温度胶黏性显著高于其他温度(P<0.05)。可以看出，经1-MCP处理后的华月果实在货架期小于12 d，宜存放在5～15 ℃的货架温度下；若长期存放，则货架温度应选择5 ℃，这样有利于维持华月果实的胶黏性。不同货架温度下CK组的华红果实胶黏性低于华月果实，而处理组华红果实胶黏性却高于华月果实，这说明1-MCP处理对提高华红果实胶黏性的效果更佳。

图2 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月弹性的影响Fig.2 Effect of different shelf temperature combined with 1-MCP treatment on the springiness of Huahong and Huayue

图3 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月胶黏性的影响Fig.3 Effect of different shelf temperature combined with 1-MCP treatment on the gumminess of Huahong and Huayue

2.4 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月咀嚼性的影响

咀嚼性是指咀嚼果肉到可以吞咽时所需要的能量[32]。由图4可知，苹果果肉咀嚼性也随着货架时间的增加而逐渐降低，处理组(图4-A1，A2)果实咀嚼性均大于CK组(图4-B1，B2)果实。CK组华红果实在货架4 d，5，10，15 ℃等 3个温度的咀嚼性差异不大，但随着货架时间的增加，咀嚼性显著下降(P<0.05)，其中货架温度5 ℃可以较好地保持果实的咀嚼性，降幅为33.8%；整个货架期，华月果实咀嚼性在15 ℃最佳，货架16 d时降幅为20.6%，其次是10 ℃，尤其在12 d前时，15 ℃的咀嚼性显著大于其他温度(P<0.05)，在16 d与10 ℃无显著性差异。处理组华红在货架4 d，10 ℃的咀嚼性最高，20 ℃最低，但在货架4 d后，5，10 ℃下的咀嚼性较高，货架16 d时降幅分别为29.1%，29.3%，15，20 ℃的咀嚼性较低，降幅分别高达41.8%，43.4%，且二者均无显著性差异；华月果实在8 d前5 ℃的咀嚼性显著大于其他温度，12 d后与10，15 ℃差异不显著，但显著大于20 ℃(P<0.05)。

图4 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月咀嚼性的影响Fig.4 Effect of different shelf temperature combined with 1-MCP treatment on the chewiness of Huahong and Huayue

2.5 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月破裂功、破裂力和破裂位移的影响

由图5可知，随着货架时间的增加，苹果果实的破裂功、破裂力和破裂位移均呈现下降趋势，且处理组(图5-A1，A2，B1，B2，C1，C2)果实破裂力、破裂功和破裂位移均大于CK组(图5-A3，A4，B3，B4，C3，C4)果实。CK组华红果实在5 ℃货架温度下，货架4 d后的破裂功、破裂力和破裂位移均显著高于其他温度(P<0.05)，货架16 d时降幅分别为45.9%，31.0%，32.3%；华月果实在整个货架期间，15 ℃货架温度下的破裂功、破裂力和破裂位移最大，货架16 d时降幅分别为22.8%，22.6%，24.5%，其次是10 ℃，尤其是15 ℃货架温度下的破裂功显著高于其他温度(P<0.05)，说明未经处理的华红果实可短时间(货架8 d内)放置于5 ℃货架温度下，但不适宜长期存放，而华月果实长期货架存放应置于15 ℃或10 ℃货架温度下。经1-MCP处理后华红果实破裂力在货架前12 d，5，10 ℃货架温度下无显著差异性，在16 d 10 ℃显著高于5 ℃货架温度；破裂功和破裂位移在货架8 d前，5 ℃货架温度显著高于其他温度(P<0.05)，但8 d后，10 ℃货架温度最高。整个货架期间10 ℃破裂功、破裂力和破裂位移降幅分别为30.4%，8.9%，30.9%，其次是5 ℃破裂功、破裂力和破裂位移降幅分别为46.5%，12.1%，39.9%。经1-MCP处理后的华月果实破裂功、破裂力和破裂位移在整个货架期间，均在5 ℃货架温度下最高，降幅分别为24.0%，9.7%，11.6%，10 ℃货架温度次之，其中破裂功在货架8 d前，10，15 ℃货架温度无显著差异，20 ℃货架温度最低；而破裂力在整个货架期间，货架温度5，10 ℃下无显著性差异，同时15，20 ℃下也无显著差异。

2.6 不同货架温度结合1-MCP处理对华红、华月屈服功、屈服力和屈服位移的影响

由图6可知，随着货架时间的增加，CK组和1-MCP处理组的果实屈服功、屈服力和屈服位移均呈现逐渐下降的趋势，CK组华红果实在货架4 d，10 ℃货架温度下的屈服力高于其他温度(P<0.05)，屈服功则与5 ℃货架温度下无显著性差异，但货架超过4 d后，5 ℃货架温度下的屈服力和屈服功最大；屈服位移在货架前8 d，5，10，15 ℃的货架温度下无显著性差异，但在货架8 d后，5 ℃货架温度下的屈服位移显著高于其他温度(P<0.05)，整个货架期间5 ℃屈服功、屈服力和屈服位移下降幅度最小，降幅分别为38.4%，27.5%，21.3%。CK组华月果实整个货架期，20 ℃货架温度下的屈服功、屈服力和屈服位移最小，屈服功和屈服力最大的货架温度分别为15，10 ℃，15 ℃货架温度下的屈服位移最大，在货架前4 d，与10 ℃无显著性差异，整个货架期间15 ℃屈服功、屈服力和屈服位移下降幅度小，降幅分别为19.9%，22.7%，18.3%。经1-MCP处理后的华红果实屈服功、屈服力和屈服位移货架前8 d，5 ℃的货架温度较为适宜，但随着货架时间延长，10 ℃的货架温度可以较好地保持果实的屈服力和屈服功，整个货架期间5 ℃屈服功、屈服力和屈服位移降幅分别为14.7%，20.8%，17.1%，10 ℃屈服功、屈服力和屈服位移降幅分别为15.2%，17.3%，18.3%。而经处理后的华月果实的屈服功在货架前期(8 d前)，5 ℃的货架温度最大，但与10 ℃无显著性差异，后期显著高于其他货架温度(P<0.05)；而屈服力在货架前期(8 d前)则是在10 ℃的货架温度最大，随着货架时间的增加，与5 ℃的货架温度无显著差异；在整个货架期间，经1-MCP处理后的华月果实屈服位移在5，10 ℃的货架温度下显著高于其他2种货架温度，而二者无显著差异，整个货架期间5 ℃屈服功、屈服力和屈服位移降幅分别为19.7%，15.9%，13.5%，10 ℃屈服功、屈服力和屈服位移降幅分别为32.2%，15.9%，12.3%。

2.7 质地性状指标相关性分析

从表1可以看出，各质地性状指标间存在极显著相关性(P<0.01)，其中弹性与硬度、破裂位移、屈服功、屈服力、屈服位移，胶黏性、咀嚼性与破裂力，咀嚼性与破裂功的关系紧密(r=0.4～0.7)，弹性与破裂功、破裂力的关系一般(r=0.2～0.4)，其余指标关系程度十分紧密(r>0.7)，说明各质地性状间均存在相关性，适合进行因子分析，但根据相关系数的大小可知紧密程度存在差异。

2.8 果实质地特性因子分析及综合评价

对测定苹果果实的10个质地性状指标进行因子分析，得到各因子的方差贡献率(表2)。一般因子方差贡献率大于85%，即认为因子可以包含全部测量指标所具有的主要信息[33]。由表2可知，提取的因子1、因子2方差贡献率分别为79.870%，11.324%，累计方差贡献率达到91.194%，因此认为，这2个因子可以较好地代替原始10个指标来评价不同处理苹果果实的质地品质。

从表3和图7可以看出，果肉硬度、破裂功、破裂力、屈服功、屈服力、屈服位移和破裂位移在因子1正方向有较高载荷，而弹性、咀嚼性和胶黏性在因子2正方向有较高载荷，这与上述提及各指标均具有正相关性相吻合。可以推断，因子1综合反映了果实穿刺参数指标，而因子2则与TPA指标(弹性、咀嚼性和胶黏性)呈正相关，主要反映TPA指标等对果实品质的影响，其累计方差贡献率只有11.324%，对综合品质的影响重要性远远不及因子1，可将因子1定义为穿刺因子，因子2定义为TPA因子。

通过对2个主因子进行得分模型构建，见式①～②。

F1=0.34Zχ1+0.22Zχ2+0.32Zχ3+0.32Zχ4+0.32Zχ5+0.31Zχ6+0.32Zχ7+0.33Zχ8+0.32Zχ9+0.34Zχ10

①

F2=-0.01Zχ1+0.69Zχ2+0.29Zχ3+0.36Zχ4-0.25Zχ5-0.37Zχ6-0.04Zχ7-0.20Zχ8-0.28Zχ9+0.01Zχ10

②

表2 因子分析得到的方差贡献率Tab.2 The total variance contribution calculated by factor analysis

表3 旋转成分矩阵aTab.3 Rotating component matrix

图7 因子旋转示意Fig.7 Biplot of principal component analysis

如上所述，2个公因子分别从穿刺和TPA方面反映了对不同处理苹果的品质情况，再以各公因子对应的方差贡献率为权数得到如下综合得分计算公式。

③

利用公式③计算各处理华红(表4)、华月(表5)苹果的综合评价，综合得分越高，说明质地品质越佳。根据表4，5可知，CK组和1-MCP处理组果实在不同货架温度下的综合评分均随着货架时间的延长而减小，由表4可知，华红果实在相同货架时间内，CK组在5 ℃货架温度下，果实综合评分高于其他温度，其次是10 ℃；经1-MCP处理的果实则是在货架温度15 ℃时，其综合评分最高，其次是10 ℃。由表5可知，华月果实在相同货架时间，CK组在10 ℃货架温度下，果实综合评分较高，其次是5，15 ℃；而处理组的果实则是在货架温度5 ℃下，其综合评分最高，其次是10 ℃。

表4 不同处理华红苹果因子得分和综合排序Tab.4 Scores and rankings of Huahong apple with different treatments during storage shelf

表5 不同处理华月苹果因子得分和综合排序Tab.5 Scores and rankings of Huayue apple with different treatments during storage shelf

3 结论与讨论

不同成熟期、耐贮性的苹果，其质地参数在货架期间变化差异较大且1-MCP处理后的效果也存在显著差异。本研究探究了1-MCP处理结合不同货架温度对华红、华月货架期的有效性，以更好地维持果实货架期间的质地性状，结果显示，经1-MCP处理可延长华红、华月果实质地性状的货架期，尤其对华红果实效果更佳。曹森等[34]对东红猕猴桃使用不同浓度1-MCP处理后，发现0.75 μL/L的1-MCP能够更好地保持东红猕猴桃的货架期品质。张靖国等[35]对翠冠梨采用3种不同浓度的1-MCP处理，结果表明，1-MCP处理可明显提高好果率，延长翠冠梨常温货架期至20 d。弹性是指让果实承受一定的压力，在去掉压力时恢复到原来状态的能力；胶黏性是指果肉在持续咀嚼过程中的黏稠度；咀嚼性是指咀嚼果肉到可以吞咽时所需要的能量[36]。除弹性外，未经处理的华月果实的质地性状指标均优于华红果实，其中胶黏性和咀嚼性经1-MCP处理后，反而低于华红果实，说明1-MCP处理对华红果实胶黏性和咀嚼性维持效果尤为明显。苹果质地性状维持的最佳温度和时间有一定共性，未经处理的华红果实最佳货架温度为5 ℃，而处理后为15 ℃；华月果实质地性状均可在10 ℃下表现较好，由此也可知，1-MCP处理可较好保持苹果果实性状，尤其对华红果实效果更明显。这与薛友林等[37]研究1-MCP处理对不同地域寒富苹果质地的影响，发现经1-MCP处理后，可将寒富苹果的货架时间延长至28 d，且山地寒富苹果在硬度、胶性、脆度、咀嚼性及果皮脆度上均高于平地寒富苹果具有一致性。结合对果实的感官评价，华红果实CK组最适宜货架温度5 ℃下可存放8 d，而经1-MCP处理后，可延长至16 d，货架温度15 ℃即可。

货架期内各指标参数变化趋势的相关性分析结果有助于综合评价苹果果实的最佳货架期。本试验中，华红和华月果实质地参数间存在极显著相关，表明可以很好地反映2个不同品种苹果果肉在不同货架温度和时间下的质地变化和差异。马媛媛等[38]通过TPA测定徐香、金丽、华特、甜华特果4个品种猕猴桃果实主要质地参数，发现4个品种猕猴桃果实的硬度、内聚性、弹性、咀嚼性、回复性之间呈显著或极显著正相关。吴萌萌等[19]在研究华硕、华冠、美八和华瑞4个苹果品种果实贮藏期间质地软化特性中发现，4个苹果品种之间弹性、黏着性、胶着度和咀嚼度与硬度和脆度的变化趋势基本一致，果肉硬度、脆度、胶着度、咀嚼度之间呈显著正相关。

因子分析作为多指标综合评价中一种常用的多元统计方法，其主要是利用降维的过程，将原始信息进行缩减，多个指标变成少量的几个相互独立的新指标，使得各主成分间互不相关又能反映各因子的信息，再根据各样品的因子得分进行综合评价，使得评价结果更加客观、合理，可以达到简化指标因子，合理有效评价果实品质的目的[39-42]。本研究利用因子分析方法，对果实质地指标进行降维，发现F1(穿刺因子)和F2(TPA因子)2个因子可以较好地代替原始10个指标来评价不同处理苹果的质地品质。根据主因子得分可知，未经处理的华红果实最适宜货架温度为5 ℃，经处理的果实温度为15 ℃；而华月果实未经处理最适宜的货架温度为10 ℃，经1-MCP处理果实的适宜货架温度为5，10 ℃，可见处理后的华红果实货架温度远高于CK组，而华月果实则未出现较为明显的变化，说明1-MCP对华红果实质地品质影响较大，可较好地维持果实质地品质，而对华月果实质地的维持有一定的效果，但是效果并不显著。

1-MCP处理可延长华红、华月果实质地性状的货架期，尤其对华红果实效果更佳。华红果实CK组最适宜货架温度5 ℃下可存放8 d，而经1-MCP处理后，可延长至16 d，货架温度15 ℃即可，可见1-MCP处理可极大延长华红果实的货架期，对货架温度要求也明显降低；华月果实CK组和处理组都可选择10 ℃的货架温度。