何近剛，馮云霄，程玉豆，李麗梅，關(guān)軍鋒*

（河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，河北 石家莊 050051）

采后1-MCP和MAP處理對‘紅富士’蘋果冷藏和貨架期品質(zhì)的影響

何近剛，馮云霄，程玉豆，李麗梅，關(guān)軍鋒*

（河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，河北 石家莊 050051）

對‘紅富士’蘋果進行1.0 μL/L 1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）和自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere package，MAP）處理，繼而進行0 ℃冷藏和20 ℃貨架貯藏。結(jié)果表明：貯藏期間，‘紅富士’蘋果果實硬度和可滴定酸含量下降，可溶性固形物含量升高，虎皮病和果心褐變增多。1-MCP處理能較好維持冷藏期間‘紅富士’蘋果果實硬度和可溶性固形物含量，降低了包裝內(nèi)CO2和乙烯含量。同時，1-MCP明顯降低了冷藏期間虎皮病發(fā)病指數(shù)、果心褐變指數(shù)以及果柄端果肉褐變率，顯著抑制果皮α-法尼烯及共軛三烯的生成。1-MCP+MAP結(jié)合使用可較好維持果實可滴定酸含量和果皮色澤、抑制果柄端果肉褐變。綜合分析認為，1-MCP+MAP處理能較好維持‘紅富士’果實冷藏和貨架期間的品質(zhì)，并顯著抑制果實虎皮病的發(fā)生。

‘紅富士’蘋果；1-甲基環(huán)丙烯；自發(fā)氣調(diào)包裝；品質(zhì)；虎皮病

‘紅富士’蘋果是我國主栽蘋果品種，其產(chǎn)量約占蘋果總產(chǎn)量的65%左右。因其肉質(zhì)松脆、酸甜適口且耐貯而深受消費者喜愛；但貯藏至后期，因其外觀光亮度降低、易發(fā)虎皮病等問題，而導(dǎo)致后期果實商品價值明

顯下降，經(jīng)濟效益大大降低。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作為一種新型乙烯受體抑制劑，可顯著延緩躍變型果實成熟和延長貨架期，抑制乙烯釋放[1]。已有研究證明，1-MCP可明顯降低蘋果果實呼吸速率，抑制乙烯釋放[2]，從而延緩果實采后成熟與衰老，維持果實品質(zhì)[3]；并能顯著降低果皮中α-法尼烯及其氧化產(chǎn)物共軛三烯的含量，減少虎皮病發(fā)病率，并減輕其發(fā)病程度[4-5]。

自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）利用具有一定透氣性的保鮮膜產(chǎn)生一定的氣調(diào)環(huán)境，從而調(diào)節(jié)果實的代謝，延緩果實衰老，以達到提高保鮮效果的方法[6]。已有研究證實MAP處理可較好地維持蘋果果實品質(zhì)，抑制苦痘病和虎皮病的發(fā)生[7-8]。1-MCP+MAP處理‘紅富士’蘋果，可延緩‘紅富士’果實硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量的下降速度，降低呼吸速率和乙烯釋放速率，并可抑制蘋果貯藏后期油膩的發(fā)生[9]，但對其虎皮病發(fā)生的影響尚不清楚。

本實驗擬研究1-MCP及MAP包裝對‘紅富士’蘋果果實品質(zhì)的影響，著重從果皮中α-法尼烯和共軛三烯含量等的變化，探討果皮虎皮病的發(fā)病機制，從而為虎皮病的防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試‘紅富士’（Malus domestica Borkh var. ‘Red Fuji’）蘋果于2014年10月31日采自于河北平山管理良好的果園。采后散去田間熱，挑選大小均勻、八成熟、無病蟲害的果實為實驗材料。

聚氯乙烯包裝保鮮膜 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮中心（天津）。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-4型果實硬度計 浙江托普公司；PAL-1型手持數(shù)字糖度計 日本愛拓公司；CR-400型全自動色差儀 日本美能達公司；99790Ⅱ型便攜式氣體分析儀（Oxybaby 6.0） 德國Witt公司；99790Ⅱ型氣相色譜儀 浙江福立公司；Spectrum752型紫外-可見分光光度計 上海光譜儀器公司；3k30型高速冷凍離心機德國Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將果實經(jīng)1.0 μL/L的1-MCP密閉熏蒸處理24 h，對照果實同樣空氣密封24 h。密封后的處理和對照果實均分為兩部分：一部分果實直接裝入紙箱貯藏，另一部分經(jīng)聚氯乙烯膜（0.03 mm厚，尺寸65 cm×65 cm）包裝后再分別裝入紙箱（MAP處理）；每個紙箱30 個果實。貯藏庫內(nèi)溫度為0 ℃，相對濕度保持在85%～95%之間。自冷藏90 d時，每隔60 d取樣測定各項指標，每次取3箱果實；210 d時取出冷庫，打開包裝膜袋，測定其在20℃條件下貨架3 d和7 d時各項指標。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 果實品質(zhì)指標測定

硬度采用GY-4型果實硬度計測定；可溶性固形物含量采用PAL-1型便攜式糖度計測定；可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定，以蘋果酸計；L*、a*、b*值用CR-400型全自動測色色差儀測定，在每個果實的陰陽面分別進行測定，計算綜合色度指標色澤比（a*/b*），以色度角（arctan（b*/a*））表示色澤的變化[10]。

1.3.2.2 包裝內(nèi)氣體測定

包裝內(nèi)CO2、O2含量測定采用便攜式氣體分析儀測定，乙烯含量用氣相色譜儀法測定，載氣為氮氣，進樣量1 mL。每處理固定3 個包裝膜袋進行氣體測定。

1.3.2.3 虎皮病病情指數(shù)的測定

正常果為0級，發(fā)病面積＜1/4為1級，發(fā)病面積＜1/2 為2級，發(fā)病面積＞1/2為3級[4]?；⑵げ〔∏橹笖?shù)計算如式（1）所示：

1.3.2.4 果柄端果肉褐變率的測定

縱切果實后，計果柄端果肉褐變果實數(shù)。計算如式（2）所示：

1.3.2.5 果心褐變指數(shù)的測定

正常果心為0級，果心褐變面積＜1/4為1級，果心褐變面積＜1/2為2級，果心褐變面積＞1/2為3級[11]。果心褐變指數(shù)計算如式（3）所示：

1.3.2.6 果皮中α-法尼烯、共軛三烯含量的測定

參照Isidor等[12]的方法，用直徑1 cm的打孔器打果皮圓片，挑選10 片放入25 mL試管中，然后加入10 mL正己烷避光放置2 h。取2 mL提取液過Florisil柱（硅鎂型吸附劑），用紫外分光光度計于232 nm波長處比色，測定α-法尼烯含量。另外再取2 mL提取液，加2 mL正己烷于281 nm和292 nm波長處比色，測定共軛三烯含量。結(jié)果以nmol/cm2表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

品質(zhì)測定時每次測定10 個果實，重復(fù)3 次。數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進行統(tǒng)計分析，方差分析采用Duncan法，結(jié)果用3 次重復(fù)的平均值表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對‘紅富士’蘋果冷藏品質(zhì)的影響

圖1 不同處理對‘紅富士’果實冷藏以及貨架期硬度（A）、可溶性固形物含量（B）、可滴定酸含量（C）的影響Fig.1 Effects of different treatments on firmness (A), SSC (B) and TA content (C) of ‘Red Fuji’ apple during cold storage and subsequent shelf life

‘紅富士’蘋果冷藏90 d后，硬度開始下降。貯藏150 d時，1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實硬度大于對照。貯藏210 d時，1-MCP處理的果實硬度顯著高于對照，貨架7 d時1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實硬度顯著高于對照果實（圖1A）。這說明經(jīng)1-MCP處理對于維持貨架期果實的硬度有明顯正作用，而MAP對1-MCP處理的保硬效果無顯著增益。

如圖1B所示，‘紅富士’蘋果在整個冷藏期可溶性固形物含量變化不大。在貯藏210 d時，貨架期1-MCP處理的果實可溶性固形物含量顯著高于未經(jīng)1-MCP處理的果實。這說明經(jīng)1-MCP對于‘紅富士’維持貨架期可溶性固形物含量有顯著作用；1-MCP+MAP處理的果實在冷藏90、210 d時可溶性固形物含量降低，且在90 d和210 d后貨架期時顯著低于1-MCP處理。

冷藏后的‘紅富士’果實可滴定酸含量顯著下降，1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實可滴定酸含量顯著高于對照（圖1C），且1-MCP+MAP處理的果實可滴定酸含量在貨架期顯著高于1-MCP處理，即這兩種處理對于‘紅富士’維持貨架期可滴定酸含量均有明顯作用。

2.2 不同處理對‘紅富士’蘋果冷藏期包裝內(nèi)氣體含量的影響

圖2 不同處理對‘紅富士’果實冷藏期間包裝內(nèi)O2（A）、CO2（B）和乙烯（C）含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on O2(A), CO2(B) and ethylene (C) contents in packaging bag during cold storage of ‘Red Fuji’ apple

如圖2A、B所示，1-MCP+MAP處理包裝內(nèi)O2含量比單獨MAP包裝袋內(nèi)高，CO2含量較低，而兩者之間沒有顯著差異。MAP包裝袋內(nèi)乙烯含量隨著貯藏時間的延長明顯增加，到冷藏150 d時乙烯含量達最高值，但1-MCP可明顯抑制MAP包裝袋內(nèi)乙烯含量的升高（圖2C）。

2.3 不同處理對‘紅富士’蘋果冷藏期虎皮病、果心及近果柄端果肉褐變的影響

冷藏210 d后，經(jīng)1-MCP和1-MCP+MAP處理的‘紅富士’蘋果色澤鮮艷、未明顯失水萎蔫現(xiàn)象，與入庫時差別不大；而未經(jīng)1-MCP處理的果實顏色暗淡。經(jīng)過150 d冷藏后，發(fā)現(xiàn)1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實沒有虎皮病發(fā)生，而對照果實開始發(fā)病。冷藏210 d后，對照果實發(fā)病指數(shù)達0.227 5，MAP發(fā)病指數(shù)為0.170 2；1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實剛剛開始發(fā)病。

210+3 d和210+7 d時1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實發(fā)病指數(shù)顯著低于未經(jīng)1-MCP處理的果實，其中1-MCP+ MAP處理的果實發(fā)病指數(shù)最低（圖3A）。本實驗觀察到，‘紅富士’果實在貯藏期間近果柄端果肉會發(fā)生褐變現(xiàn)象，而且隨著貯藏時間的延長，褐變率升高，其中MAP包裝的果實較為嚴重，而1-MCP可顯著抑制果柄端果肉的褐變（圖3B），且1-MCP與MAP結(jié)合處理效果最佳。同時，1-MCP處理對于抑制果心褐變也有顯著效果，本研究中‘紅富士’蘋果在貯藏210 d時，1-MCP和1-MCP+MAP處理的果實果心褐變率明顯低于對照（圖3C），且MAP對于1-MCP處理的效應(yīng)并無顯著影響。

圖3 不同處理對‘紅富士’虎皮病病情指數(shù)（A）、果柄端果肉褐變率（B）和果心褐變指數(shù)（C）的影響Fig.3 Effects of different treatments on superficial scald index (A), stem-end flesh browning rate (B) and core browning index (C) of ‘Red Fuji’ apple during cold storage and subsequent shelf life

2.4 不同處理對‘紅富士’蘋果冷藏期果皮色澤的影響

圖4 不同處理對‘紅富士’果實冷藏以及貨架期果皮光澤度ΔL*（A）、色澤比a*/b*（B）和色度角（C）的影響Fig.4 Effects of different treatments on color index ΔL*(A), color value ratio a*/b* (B) and hue angle (C) of ‘Red Fuji’ apple during cold storage and subsequent shelf life

‘紅富士’蘋果在貯藏90 d時，MAP處理以及1-MCP+MAP處理的果實果皮亮度值（ΔL*）優(yōu)于對照果實；隨著貯藏時間的延長，ΔL*值無明顯差異（圖4A），說明果實在冷藏期亮度變化不大；而在貨架期（210+7）d時，1-MCP處理的果實果皮亮度顯著大于對照果實。由圖4B可知，隨著貨架時間的延長，富士蘋果的色澤比a*/b*總體均呈下降趨勢，相比于對照，1-MCP+ MAP顯著延緩了果皮色澤比的下降。色度角隨著貯藏時間的延長呈上升趨勢（圖4C）；在貯藏前期，即90 d和150 d時，1-MCP和1-MCP+MAP處理均可較好地抑制色度角的上升；而到210 d以及貨架期（210+3）d時，1-MCP+MAP結(jié)合處理對色度角的升高仍有抑制作用，較好保持了果實的新鮮度。

2.5 不同處理對‘紅富士’蘋果貨架期果皮α-法尼烯和共軛三烯含量的影響

圖5 不同處理對‘紅富士’果實冷藏以及貨架期果皮α-法尼烯（A）和共軛三烯（B）含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on α-farnesene (A) andconjugated trienes (B) contents of ‘Red Fuji’ apple during cold storage and subsequent shelf life

‘紅富士’蘋果經(jīng)冷藏90 d后，對照果皮中α-法尼烯含量達84.83 nmol/cm2，而1-MCP和1-MCP+MAP處理果皮中α-法尼烯含量分別為3.54 nmol/cm2和3.01 nmol/cm2（圖5A）；此后α-法尼烯含量在貯藏過程中呈下降趨勢，但1-MCP和1-MCP+MAP處理的果皮α-法尼烯含量顯著低于對照和MAP處理。因此，1-MCP處理可有效抑制‘紅富士’蘋果果皮中α-法尼烯含量的升高。

如圖5B所示，‘紅富士’蘋果果皮中共軛三烯含量在冷藏期間升高，貯藏210 d時對照果實和MAP包裝果實的共軛三烯含量達22.63 nmol/cm2和24.61 nmol/cm2，而1-MCP和1-MCP+MAP處理果實中共軛三烯含量僅為3.75 nmol/cm2和2.96 nmol/cm2。貨架期果實共軛三烯含量有所下降，但1-MCP和1-MCP+MAP處理果實中共軛三烯含量仍顯著低于未經(jīng)1-MCP處理的果實。

3 討 論

3.1 不同處理對‘紅富士’蘋果貯藏品質(zhì)及氣體成分的影響

已有報道，1-MCP可較好地維持澳洲青蘋的硬度和色澤[13]，且明顯抑制虎皮病的發(fā)生；‘McIntosh’和‘Spartan’蘋果經(jīng)1-MCP處理可保持硬度、酸含量，抑制果心褐變和虎皮病的發(fā)生[14]。同時，1-MCP可以通過抑制β-半乳糖苷酶和脂氧合酶的活性而延緩蘋果果實在貯藏過程中軟化[15-16]。MAP包裝明顯維持富士蘋果硬度，抑制虎皮病和果心褐變發(fā)生[17]；對于‘Eva’蘋果貨架期品質(zhì)的維持也有較好的作用[18]。1-MCP+MAP結(jié)合處理可較好維持‘Bramley’蘋果貯藏和貨架品質(zhì)，尤其是保持較高的硬度和可滴定酸含量[19]。本研究進一步證實了1-MCP 與MAP處理對‘紅富士’蘋果品質(zhì)的維持作用，其中1-MCP+MAP結(jié)合處理效果更為顯著。富士蘋果在貯藏期間的果心褐變，也是影響果實品質(zhì)的重要因素，1-MCP的處理可顯著降低富士蘋果冷藏期間的果心褐變指數(shù)。

MAP包裝在一定程度上可調(diào)節(jié)袋內(nèi)氣體成分，但過高的CO2含量易對果實造成傷害，而‘紅富士’蘋果對CO2較敏感。本實驗觀察到‘紅富士’在冷藏期，其果柄端果肉易發(fā)生褐變，大大降低了果實的品質(zhì)，此時CO2積累可能是導(dǎo)致果肉褐變的原因之一[6]。1-MCP+MAP處理降低了包裝內(nèi)的CO2含量，顯著抑制果柄端果肉的褐變。本研究中1-MCP處理明顯降低了MAP包裝袋內(nèi)乙烯含量和CO2含量，這一情況可能與1-MCP降低蘋果果實乙烯生成和呼吸速率有關(guān)[20]。

果皮色澤比（a*/b*）是果皮色度指標的綜合指標，能較直觀地反映果皮色澤的變化情況。L*值表示果皮色澤的明亮度，值越大果實亮度越高。本研究中‘紅富士’蘋果在冷藏期間ΔL*值無明顯變化，而a*/b*值呈下降趨勢，說明果實在冷藏期間果皮紅色消減，而1-MCP+ MAP處理，可減緩a/b值的下降，意味著較好保持了果實色澤。色度角變化幅度在0°～180°之間，值越小，表示紅色越深。本實驗中色度角在貯藏期升高，同樣說明了‘紅富士’蘋果在冷藏期間紅色減弱，1-MCP+MAP處理在冷藏150 d和210 d時可較好地維持果實色澤，但到貨架期，其作用已不明顯。

3.2 1-MCP以及MAP處理對‘紅富士’蘋果虎皮病發(fā)生的調(diào)節(jié)機制

研究證實，蘋果中α-法尼烯被氧化為共軛三烯，導(dǎo)致虎皮病的發(fā)生[21]；同時，虎皮病的發(fā)生、α-法尼烯與共扼三烯的含量都與貯藏溫度有一定關(guān)系[22]。乙烯被認為與α-法尼烯的產(chǎn)生有關(guān)，如‘Tsugaru’蘋果和‘Law Rome’蘋果中發(fā)現(xiàn)α-法尼烯合成關(guān)鍵基因pMdAFS1的表達受乙烯的調(diào)節(jié)；而1-MCP可抑制其α-法尼烯合成相關(guān)基因的表達，對于虎皮病也有較好的抑制作用[23-24]。

‘紅富士’蘋果屬呼吸躍變型果實，在貯藏過程中產(chǎn)生一定量的乙烯，MAP包裝的‘紅富士’蘋果在冷藏到150 d時產(chǎn)生乙烯量達到最高值，而此時未經(jīng)1-MCP處理的果實也開始出現(xiàn)虎皮病，隨著貯藏時間的延長，虎皮病病情指數(shù)升高；而1-MCP以及1-MCP+MAP處理的果實，虎皮病得到了明顯的抑制。

本研究中對照與MAP包裝‘紅富士’蘋果在貯藏期間α-法尼烯大量合成，到冷藏90d時其含量已達最高值，之后隨著α-法尼烯被氧化為共軛三烯，其含量隨之下降。1-MCP以及1-MCP+MAP處理的果實α-法尼烯含量顯著低于未經(jīng)1-MCP處理的果實，這說明1-MCP顯著抑制了‘紅富士’蘋果果皮中α-法尼烯的合成。共軛三烯由α-法尼烯氧化而成，未處理與MAP包裝‘紅富士’果實共軛三烯含量在貯藏期升高，其高峰晚于α-法尼烯含量高峰，這與在元帥蘋果[20]以及‘Cortland’和‘Law

Rome’蘋果[25]中的研究一致。因此，1-MCP和1-MCP+ MAP處理明顯減少了果實虎皮病的發(fā)生。

4 結(jié) 論

1-MCP和MAP處理在一定程度上都能顯著改善‘紅富士’蘋果冷藏期和貨架期品質(zhì)，1-MCP還能降低果皮α-法尼烯和共軛三烯含量，抑制虎皮病的發(fā)生和果心褐變；除此之外，1-MCP+MAP處理具有維持果實可滴定酸含量和果皮色澤、抑制果柄端果肉褐變的效果。因此，1-MCP+MAP處理技術(shù)值得在‘紅富士’蘋果貯藏中應(yīng)用。

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Effects of Postharvest 1-MCP and MAP Treatments on Physiological Characteristics and Quality of ‘Fuji’ Apple during Cold Storage and Subsequent Shelf Life

HE Jingang, FENG Yunxiao, CHENG Yudou, LI Limei, GUAN Junfeng*
(Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China)

Freshly harvested ‘Red Fuji’ apples were treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) at 1.0 μL/L subjected to modified atmosphere package (MAP), and then stored initially at 0 ℃ for 210 days and subsequently until the end of shelf life after switching to 20 ℃. The results indicated that the apple fruits showed decreased firmness and titraTableacid (TA) content and increased soluble solid content (SSC), and developed superficial scald and core and stem-end flesh browning during storage. 1-MCP treatment effectively maintained higher fruit firmness and SSC during cold storage, and reduced CO2and ethylene contents in the packaging bag. 1-MCP also decreased significantly the incidence of superficial scald and stemend browning significantly (P ＜ 0.05), as well as the contents of α-farnesene and conjugated trienol in peel. 1-MCP + MAP could maintain the TA content of apples and the fresh color of peel and decrease stem-end browning. Taken together, it was suggested that the 1-MCP + MAP treatment effectively maintained the quality of ‘Red Fuji’ apples during cold storage and subsequent shelf life, and significantly reduced the incidence of superficial scald.

‘Red Fuji’ apple; 1-methylcyclopropene; modified atmosphere package; quality; superficial scald

10.7506/spkx1002-6630-201622046

TS255.3

A

1002-6630（2016）22-0301-06

何近剛, 馮云霄, 程玉豆, 等. 采后1-MCP和MAP處理對‘紅富士’蘋果冷藏和貨架期品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(22): 301-306. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622046. http://www.spkx.net.cn

HE Jingang, FENG Yunxiao, CHENG Yudou, et al. Effects of postharvest 1-MCP and MAP treatments on physiological characteristics and quality of ‘Fuji’ apple during cold storage and subsequent shelf life[J]. Food Science, 2016, 37(22): 301-306. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622046. http://www.spkx.net.cn

2016-04-08

河北省青年拔尖人才支持資金項目

何近剛（1982—），女，助理研究員，碩士，研究方向為植物生理學(xué)與分子生物學(xué)。E-mail：hejingang2000@163.com

*通信作者：關(guān)軍鋒（1966—），男，研究員，博士，研究方向為果實采后生理與品質(zhì)。E-mail：junfeng-guan@263.net