1-甲基環(huán)丙烯處理對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響

焦 艷，李 武，張 超，馬 越，李喜宏，趙曉燕,*

(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；2.天津科技大學(xué) 食品營(yíng)養(yǎng)與安全省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457)

1-甲基環(huán)丙烯處理對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響

焦 艷1,2，李 武1，張 超1，馬 越1，李喜宏2，趙曉燕1,*

(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；2.天津科技大學(xué) 食品營(yíng)養(yǎng)與安全省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457)

系統(tǒng)比較僅在鮮切前或鮮切后用1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)處理和鮮切前后均采用1-MCP處理西瓜對(duì)鮮切西瓜呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量、可溶性固形物、硬度和顏色等指標(biāo)的影響。研究結(jié)果顯示使用1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜24h是一種最佳處理方式，該處理方式在7d的貯藏期內(nèi)不僅有效降低鮮切西瓜呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量，而且有效維持鮮切西瓜的硬度和顏色。

鮮切西瓜；1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)；呼吸速率；硬度；乙烯釋放量

鮮切西瓜具有安全、方便和衛(wèi)生等特點(diǎn)[1]，但是，鮮切西瓜在去皮、切分、包裝等處理過程中致使細(xì)胞組織破裂、生理環(huán)境變化，導(dǎo)致鮮切西瓜不僅呼吸速率和乙烯合成量增加[2]，而且其顏色和硬度發(fā)生改變[3]，使消費(fèi)者對(duì)鮮切西瓜認(rèn)同度下降。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是一種新型乙烯抑制劑[4]，可以結(jié)合到乙烯受體中一個(gè)金屬原子上，阻止乙烯與受體結(jié)合，降低乙烯作用效果，達(dá)到減緩組織衰老、延長(zhǎng)鮮切水果貨架期的目的。1-MCP處理已經(jīng)成功應(yīng)用于延長(zhǎng)蘋果、梨、獼猴桃、柿子和李子等水果貨架期的研究中[5]。但是，關(guān)于采用1-MCP處理鮮切西瓜的研究還未見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)擬系統(tǒng)研究1-MCP處理對(duì)鮮切西瓜生理代謝和貯藏品質(zhì)的影響，研究1-MCP處理對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響。通過比較上述3種處理方式對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響，不僅獲得1-MCP處理鮮切西瓜的最佳工藝，而且為鮮切西瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

京欣1號(hào)西瓜 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心延慶農(nóng)場(chǎng)；1-MCP 北京奧凱德生物醫(yī)藥科技有限公司；乙烯標(biāo)準(zhǔn)氣體(含量為9.9×10-6mg/kg) 北京兆格氣體科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)SMSTA公司；GB-14B型氣相色譜儀 日本島津公司；CM-3700d型色差儀 日本Konica Minolta公司；3-18K冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司。

1.31 -MCP處理鮮切西瓜的方法

為降低西瓜個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，挑選成熟的、位于同一垡地、授粉日期相同、大小、形狀以及皮色相近的西瓜為原料。1-MCP處理分為3組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)處理9個(gè)西瓜，鮮切采用西瓜的紅色瓜瓤部位，每塊質(zhì)量約10g，從開始處理西瓜開始計(jì)時(shí)[3]。

1.3.11 -MCP處理鮮切前西瓜對(duì)鮮切西瓜的影響

分別采用0、1、2mg/L的1-MCP處理整個(gè)西瓜24h，然后用1%雙氧水清洗整個(gè)西瓜5min，晾干表面水分。在無(wú)菌條件下，將西瓜縱向切開，果肉切割成3cm3小塊，裝入塑料盒內(nèi)包裝，5℃貯藏。

1.3.21 -MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜的影響

首先用1%雙氧水清洗整個(gè)西瓜5min，晾干表面水分。在無(wú)菌條件下，將西瓜縱向切開，果肉切割成3cm3小塊，鮮切果肉分別使用0、1、2mg/L的1-MCP處理24h后裝入塑料盒內(nèi)包裝，5℃貯藏。

1.3.3 使用1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜的影響

采用0、1、2mg/L 1-MCP處理整個(gè)西瓜24h，然后用1%雙氧水清洗整個(gè)西瓜5min，晾干表面水分。在無(wú)菌條件下，將西瓜縱向切開，果肉切割成3cm3小塊，果肉相應(yīng)采取0、1、2mg/L的1-MCP處理24h后裝入塑料盒內(nèi)包裝，5℃貯藏。

1.4 呼吸速率測(cè)定方法

參照J(rèn)iang等[6]的方法，計(jì)算參見式(1)：

式中：c為草酸溶液濃度/(mol/L)；v1為空白滴定中消耗草酸溶液用量/mL；v2為樣品滴定中消耗草酸溶液用量/mL；m為果蔬質(zhì)量/kg；t為測(cè)定時(shí)間/h；22為測(cè)定中NaOH與CO2質(zhì)量轉(zhuǎn)換數(shù)。

1.5 乙烯釋放量測(cè)定

參照Ergun等[7]的方法。色譜條件：固定相為GDX-502，檢測(cè)器為FID，柱溫50℃，進(jìn)樣口溫度100℃，檢測(cè)器為溫度100℃，載氣為N2(壓力60kPa)，燃?xì)鉃镠2(壓力400kPa)，助燃?xì)鉃榭諝?壓力50kPa)，重復(fù)3次。外標(biāo)法定量，參見式(2)：

式中：c為氣相色譜測(cè)定的樣品氣體中乙烯含量/ (μL/L)；v為玻璃容器密閉空間的容積/mL；t為測(cè)定時(shí)間/h；m為果蔬質(zhì)量/kg。

1.6 硬度、顏色、可溶性固形物和pH值測(cè)定方法

樣品硬度采用p/5圓柱型探頭刺入鮮切西瓜塊橫切面，應(yīng)變達(dá)到10%時(shí)所需的最大壓力定義為樣品硬度；樣品顏色采用色差計(jì)測(cè)定；樣品可溶性固形物和pH值測(cè)定方法參考Ukuku等[3]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.11 -MCP處理鮮切前西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響

圖1 1-MCP處理鮮切前西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon

圖1a顯示在7d貯藏期內(nèi)對(duì)照組和鮮切前1mg/L 1-MCP處理后樣品呼吸速率均隨貯藏時(shí)間而增加，而鮮切前2mg/L的1-MCP處理的呼吸速率未發(fā)生顯著變化。因此，鮮切前2mg/L的1-MCP處理有效降低鮮切西瓜呼吸速率，減少鮮切西瓜中有機(jī)物質(zhì)消耗，該結(jié)論與Mao等[8]的實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。圖1b顯示在貯藏第3天，1-MCP處理使樣品乙烯釋放量顯著低于對(duì)照組，而在第5天和第7天與對(duì)照組無(wú)顯著性差異，因此，1-MCP處理僅在貯藏前3d有效降低樣品乙烯釋放量。

1-MCP處理對(duì)完整果實(shí)可溶性固形物含量具有不同影響[8]。圖1c顯示貯藏期內(nèi)鮮切西瓜可溶性固形物呈下降趨勢(shì)，原因在于隨著生理代謝的進(jìn)行，西瓜內(nèi)可溶性固形物代謝減少[9]。鮮切前2mg/L的1-MCP處理未顯著影響鮮切西瓜的生理代謝，因此其可溶性固形物含量未發(fā)生顯著變化。

圖1d顯示樣品pH值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，1-MCP處理組pH值變化比對(duì)照組變化慢。研究發(fā)現(xiàn)pH值變化主要與鮮切西瓜微生物繁殖有關(guān)[10]。Zhou等[11]指出1-MCP可以抑制微生物生長(zhǎng)，減少由微生物酸敗引起樣品pH值下降，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證1-MCP處理有助于抑制鮮切西瓜中微生物的生長(zhǎng)。

表1 1-MCP處理鮮切前西瓜對(duì)鮮切西瓜硬度的影響Table 1 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon

表1顯示貯藏期內(nèi)1-MCP處理組和對(duì)照組樣品的硬度值均呈下降趨勢(shì)，對(duì)照組硬度值與初值比較下降了15.4%，而1mg/L和2mg/L的1-MCP組樣品的硬度值分別下降了3.8%和7.4%，因此，1-MCP處理延緩鮮切西瓜的硬度值變化，且與1-MCP處理劑量沒有顯著性差別，該結(jié)論與Eduardo等[12]的研究結(jié)果一致。

表2 1-MCP處理鮮切前西瓜對(duì)鮮切西瓜a值的影響Table 2 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon

表2顯示1-MCP處理鮮切前西瓜對(duì)其顏色的影響?？梢园l(fā)現(xiàn)對(duì)照組和鮮切前1mg/L組樣品的a值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而鮮切前2mg/L組樣品的a值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。研究認(rèn)為鮮切西瓜的a值直接與番茄紅素和β-胡蘿卜素含量有關(guān)，隨著西瓜自身代謝進(jìn)行，番茄紅素和β-胡蘿卜素含量降低，a值減小[13]，與本實(shí)驗(yàn)鮮切前2mg/L組結(jié)果一致。而對(duì)照組和鮮切前1mg/L組上升的原因可能在于在貯藏期間樣品的水漬化損傷引起西瓜表面呈現(xiàn)出與新鮮鮮切西瓜不同的表面形態(tài)，從而引起測(cè)定顏色未顯示其番茄紅素和β-胡蘿卜素含量。

因此，2mg/L的1-MCP處理鮮切前西瓜降低鮮切西瓜的呼吸速率，并且在貯藏前3d有效降低乙烯釋放量，在貯藏期內(nèi)維持樣品的硬度，減緩樣品顏色變化，減少水漬化損傷。

2.21 -MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響

圖2 1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon

圖2a顯示貯藏期內(nèi)1-MCP處理使樣品呼吸速率顯著低于對(duì)照組，而且2 mg/L的1-MCP處理組樣品的呼吸速率比1mg/L的1-MCP處理組低，因此，1-MCP處理鮮切后西瓜顯著降低鮮切西瓜的呼吸速率。同時(shí)，在貯藏第3天1-MCP處理也顯著抑制乙烯釋放量(圖2b)。類似的結(jié)果Perkins-Veazie等[10]也曾報(bào)道，而且Luna-Guzman等[14]指出鮮切哈密瓜中也存在類似現(xiàn)象。

圖2c顯示在貯藏期內(nèi)鮮切西瓜的可溶性固形物呈下降趨勢(shì)，并且在第3天以后，1-MCP處理組樣品可溶性固形物含量顯著低于對(duì)照組。

圖2d顯示貯藏期內(nèi)樣品的pH值均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，2mg/L的1-MCP處理樣品的pH值顯著高于對(duì)照組pH值。

表3 1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜硬度的影響Table 3 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon

表3顯示1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜硬度的影響。對(duì)照組樣品的硬度在7d內(nèi)顯著降低，而1-MCP處理組樣品硬度沒有發(fā)生顯著變化，因此，1-MCP處理有效抑制樣品硬度變化。比較表1、3的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)1-MCP處理鮮切后西瓜比處理鮮切前西瓜更加有效的維持鮮切西瓜硬度。

表4 1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜a值的影響Table 4 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon

表4顯示在貯藏第7天，對(duì)照組樣品的a值升高，而1-MCP處理組樣品a值降低，可以推斷對(duì)照組發(fā)生水漬化損傷。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)鮮切后1mg/L組和2mg/L組與其貯藏第1天a值的變化率分別為3.59%和8.03%，因此，1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜有助于維持鮮切西瓜的顏色。

因此，1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜能夠顯著降低鮮切西瓜的呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量，維持鮮切西瓜的硬度和顏色。進(jìn)一步比較圖1、2和表1～4可以發(fā)現(xiàn)，1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜比2mg/L的1-MCP處理鮮切前西瓜更加有降低樣品的呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量。

2.31 -MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響

圖3 1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜生理代謝和品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon

比較發(fā)現(xiàn)圖3a、3b、3c與圖2a、3b、3c中1-MCP處理對(duì)鮮切西瓜的影響相似，因此，1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜的影響與1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜的影響類似。

表5顯示貯藏期內(nèi)1-MCP處理有效維持西瓜的硬度。在貯藏第8天，1-MCP處理后樣品的硬度均與對(duì)照組有顯著性差異，其中，1mg/L的1-MCP處理后樣品硬度值最大，因此，1mg/L的1-MCP處理鮮切前后西瓜有效保持西瓜原有硬度和品質(zhì)。

表5 1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜硬度的影響Table 5 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon

表6 1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜a值的影響Table 6 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon

表6顯示在貯藏期內(nèi)對(duì)照組樣品a值增加，因此對(duì)照組發(fā)生水漬化損傷。而鮮切后1mg/L組和2mg/L組均未發(fā)生水漬化損傷，而且與其貯藏第1天a值的變化率分別為11.93%和5.24%。比較表4和表6可以發(fā)現(xiàn)1mg/L的1-MCP處理鮮切前后西瓜對(duì)鮮切西瓜a值影響較大，還是1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜a值影響最小。

上述結(jié)論可以證明1mg/L的1-MCP處理鮮切前后西瓜雖然有效抑制鮮切西瓜的呼吸作用和乙烯產(chǎn)生量，但是對(duì)鮮切西瓜顏色的影響較大。綜合比較，還是1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜對(duì)鮮切西瓜品質(zhì)保持最佳。

3 結(jié) 論

研究通過系統(tǒng)比較不同1-MCP處理方式對(duì)鮮切西瓜品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)使用1mg/L的1-MCP處理鮮切后西瓜是一種最佳處理方式，該處理方式在7d的貯藏期內(nèi)不僅可以有效抑制鮮切西瓜的呼吸作用和乙烯產(chǎn)生量，而且有效維持鮮切西瓜的硬度和顏色。

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Effect of 1-Methylcyclopropene Treatment on Metabolism and Qualities of Fresh-cut Watermelon

JIAO Yan1,2， LI Wu1，ZHANG Chao1，MA Yue1，LI Xi-hong2，ZHAO Xiao-yan1,*
(1. Vegetable Research Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China；2. Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Ministry of Education, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

Watermelon was treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) before and/or after being cut up before storage at 5 ℃ in plastic boxes to investigate the effect of 1-MCP treatment on the respiratory rate, ethylene production, firmness, and color of fresh-cut watermelon. Cutting-up followed by treatment with 1 mg/L 1-MCP for 24 h proved optimal. As a result, the respiratory rate and ethylene production of watermelon were effectively reduced, and the color and firmness were well maintained during 7 days of storage

fresh-cut watermelon；1-methylcyclopropene；respiratory rate；firmness；ethylene production

TS255.3

A

1002-6630(2011)14-0318-05

2010-10-11

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(西甜瓜)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-26-22)

焦艷(1985—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保鮮加工。E-mail：jiaoyan.1985@163.com

*通信作者：趙曉燕(1969—)，女，研究員，博士，研究方向?yàn)槭称分械墓δ苄砸蜃?。E-mail：zhaoxiaoyan@nercv.org