1-MCP處理對“早紅考密斯”貯藏后貨架期品質(zhì)及香氣組分的影響

王傳增，董 飛，孫家正，季 靜，張雪丹，王 丹，王 超，王淑貞,*

（1.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000；2.山東種業(yè)集團股份有限公司，山東 濟南 250100；3.山東農(nóng)業(yè)大學 作物生物學國家重點實驗室，山東 泰安 271018）

1-MCP處理對“早紅考密斯”貯藏后貨架期品質(zhì)及香氣組分的影響

王傳增1，董 飛2，孫家正1，季 靜1，張雪丹1，王 丹1，王 超3，王淑貞1,*

（1.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000；2.山東種業(yè)集團股份有限公司，山東 濟南 250100；3.山東農(nóng)業(yè)大學 作物生物學國家重點實驗室，山東 泰安 271018）

利用固相微萃?。╯olid phase micro extraction，SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）聯(lián)用技術，分析西洋梨“早紅考密斯”不同用量1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）處理0 ℃貯藏后貨架期7 d的果實香氣成分并對主要貯藏品質(zhì)指標進行調(diào)查，旨在為西洋梨貯藏保鮮提供基本理論依據(jù)。結果表明：3 個處理條件下（1-MCP 0.5、1.0 μL/L和對照）果實中共鑒定7 類62 種香氣成分，其中酯類32 種（占總香氣成分51.6%）；酯類組分是各處理中組分數(shù)和香氣含量最大的香氣類別；1.0 μL/L 1-MCP處理條件下果實的香氣成分種類數(shù)、獨有香氣組分數(shù)、特征香氣成分的香氣值總和、酯類和萜烯類含量及香氣總含量均明顯高于另兩個處理；1.0 μL/L 1-MCP處理條件下果實硬度和腐爛率均顯著低于另兩個處理，官能評價與香氣分析、品質(zhì)調(diào)查結果一致。

西洋梨；1-甲基環(huán)丙烯；香氣成分；固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術；品質(zhì)

“早紅考密斯”（Pyrus communis L. cv. early red comice）是一個世界廣泛栽培的西洋梨品種，其果皮易著紅色，著色面積通?？梢赃_到100%，外觀艷麗，香味濃郁，具有很高的商品價值和保健價值。但“早紅考密斯”常溫條件下不耐貯藏，果實后熟過程中果實腐爛嚴重，影響了果實品質(zhì)和價值[1-2]。

已有研究[3-4]結果表明，果實香氣物質(zhì)的組分種類及其含量是風味品質(zhì)的重要構成因素之一，是評價果實風味品質(zhì)的重要指標。目前，對梨采后不同貯藏時期果實香氣成分變化以及采用乙烯釋放抑制劑如1-MCP等延長貯藏期及對果實香氣合成的影響已有較多報道。徐懷德等[5]研究表明，木瓜在貯藏期間香氣成分體現(xiàn)為酯類、萜烯類等組分相對含量上升，而醇類、醛類等組分含量有下降趨勢；Chen Jiluan等[6]對鴨梨研究結果顯示貯藏期間鴨梨果實酯類物質(zhì)也呈上升趨勢。一些報道研究了l-MCP等對蘋果[7]、西洋梨[8]等果實香氣成分的影響，Susan等[9]研究表明1 μL/g的1-MCP能較好地抑制蘋果乙烯的生成，使果品保持了良好的貯藏性；田長平等[10]研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理有效抑制了黃金梨貯藏期間醛類、醇類總量的下降以及酯類總量的增加，從而維持較好的貯藏品質(zhì)。但縱觀近年來的研究，尚未見關于西洋梨貯藏期后貨架期的香氣組分分析的報道，因此探討西洋梨1-MCP處理冷藏后貨架期香味物質(zhì)變化，揭示其貨架期品質(zhì)變化趨勢，對于西洋梨的貯藏保鮮有重要意義。

本研究以西洋梨品種“早紅考密斯”為實驗材料，采用不同用量1-MCP處理，0 ℃貯藏貨架期末利用固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）聯(lián)用技術分析貨架期香氣組分的差異；旨在探討西洋梨1-MCP處理低溫貯藏后其貨架期風味品質(zhì)影響，為“早紅考密斯”梨的貯藏保鮮、貨架期品質(zhì)維持等提供基本資料和依據(jù)，對西洋梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展和果農(nóng)增收有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西洋梨品種“早紅考密斯”采自山東省德州市齊河縣，果實采收后2 h內(nèi)運回實驗室，選果實質(zhì)量大小均勻一致、無機械損傷、無病蟲害、色澤成熟度基本一致的果實作實驗材料。

1-MCP粉劑由美國羅門哈斯公司提供。

1.2 儀器與設備

QP2010Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；TA.XT.Plus型質(zhì)構儀 英國Stable Micro System公司；WY032T型手持式折光儀 成都萬辰光學儀器廠；磁力攪拌加熱板、固相微萃取器手柄、SPME纖維萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS） 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將挑選的果實隨機分處理和對照組，進行如下處理。處理Ⅰ：1.0 μL/L 1-MCP處理，聚氯乙烯（polyvinyl chloride polymer，PVC）塑料帳密閉熏蒸16 h；處理Ⅱ：0.5 μL/L 1-MCP處理，PVC塑料帳密閉熏蒸16 h；處理Ⅲ：對照處理，果實在PVC塑料帳內(nèi)密閉處理16 h。

以上處理均設置3 個重復，每個重復用果80 個。處理后入山東省果樹研究所自主研發(fā)的高濕無霜試驗庫（庫溫設置為（0±1）℃）內(nèi)，庫內(nèi)相對濕度為80%～85%。冷藏4 個月取出貯藏的果實放置于室溫（（25±5）℃）7 d后測定相關指標，鑒評貨架期表現(xiàn)。

1.3.2 香氣成分分析

1.3.2.1 頂空固相微萃取

參照王傳增等[11]的方法略作修改。隨機取果實6 個洗凈切碎后準確稱取50 g放入100 mL錐形瓶中，加入內(nèi)標物3-壬酮加蓋封口后放在50 ℃磁力攪拌加熱板上平衡15 min。將纖維萃取頭插入250 ℃的GC進樣口老化20 min，后插入已平衡好的樣品瓶中萃取35 min，然后插入GC進樣口，230 ℃解吸2 min，進行GC-MS檢測。

1.3.2.2 氣相色譜質(zhì)譜分析

參照王傳增等[11]的方法略做修改：利用GC/MSQP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。色譜條件：色譜柱Rtx-1MS柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度200 ℃；柱溫為初始溫度35 ℃保持2 min，以4 ℃/min速率升至130 ℃保持1 min，然后以7 ℃/min速率升至180 ℃后以20 ℃/min速率升至230 ℃保持5 min。質(zhì)譜條件：載氣為He，流速1.03 mL/min；電離方式電子電離，電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；掃描質(zhì)量范圍45～450 u。進樣：不分流進樣。

1.3.2.3 定性與定量分析

定性方法：得到GC-MS分析總離子流圖后，經(jīng)計算機檢索同時與NIST 08、08s質(zhì)譜庫相匹配，并結合人工圖譜解及資料分析[12-14]，確認香味物質(zhì)的各種化學成分。定量方法：按峰面積歸一化法求得各成分相對質(zhì)量百分含量，并采用內(nèi)標進行定量。利用已有相關香氣閾值報道[15-18]來計算香氣物質(zhì)的香氣值，通過香氣值確定特征香氣成分。香氣值[19]為某種化合物的含量與該化合物香氣閾值的比值，香氣值大于1的成分稱為特征香氣[20-21]。

1.3.3 硬度測定

采用TA.XT.Plus型質(zhì)構儀測定（P/2型號探頭直徑 2 mm，測定深度10 mm，探測力98 N，穿刺方向垂直于果實赤道面），測前速率2 mm/s、貫入速率1 mm/s、測后速率5 mm/s、穿刺深度8 mm、最小感知力10 g。單果重復4 次，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物含量測定

采用WY032T型手持式折光儀進行測定。

1.3.5 腐爛率、腐爛指數(shù)調(diào)查

調(diào)查各處理果實貯藏期間的腐爛率和腐爛指數(shù)。按果實腐爛程度分成0～4級：無腐爛為0級；腐爛面積＜1/10為1級；腐爛面積＜1/4為2級；腐爛面積＜1/2為3級；腐爛面積＞1/2為4級。按公式（1）、（2）計算腐爛率和腐爛指數(shù)。

1.3.6 官能鑒評分析

成立7 人品評小組，按照曹玉芬等[22]的方法，評價果實感官風味品質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行統(tǒng)計處理，差異顯著性分析采用DPS 3.0數(shù)據(jù)分析軟件。

2 結果與分析

2.1 “早紅考密斯”不同處理條件下主要香氣組分分析

表1 “早紅考密斯”不同處理條件下主要香氣組分Table1 Main aroma components of“Early Red Comiiccee” in different treatment groouuppss

續(xù)表1 μg/g

實驗3 個處理果實由GC-MS分析后，各組分經(jīng)計算機檢索分析同時與NIST library05、08譜庫和資料比對，得到各處理果實的香氣組分及其含量（表1）。由表1可以看出，3 個處理果實共鑒定出7 類62 種香氣成分，包括酯類32 種、醇類5 種、萜烯類6 種、醛類6 種、烷烴類8 種、酮類3 種和雜環(huán)類2種；酯類組分是各處理中組分數(shù)和香氣含量最大的香氣類別。在62 種成分中，3 個參試材料均能檢測到的有2-甲基丁酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸己酯和α-法尼烯等17 種成分；在17 種成分中含酯類11 種，在共有組分的數(shù)量和質(zhì)量分數(shù)上均占較大比重；乙酸己酯均是各處理中最大質(zhì)量分數(shù)的單一組分，分別為各自總含量的49.97%、58.66%和60.96%。各處理的香氣組分數(shù)分別是45、42、33 種，香氣總含量分別為3.207 0、2.282 0、1.737 5 μg/g，總含量和香氣組分數(shù)隨1-MCP的用量減小均呈現(xiàn)遞減趨勢，差異顯著。

在共有的17 種組分中，有10 種香氣成分在處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中呈遞減趨勢，如乙酸庚酯在3 個處理中含量分別為0.040 9、0.038 1、0.027 1 μg/g，呈遞減趨勢；3 個處理中各自獨有香氣組分數(shù)分別為11、6 種和5 種，與各處理香氣組分總含量變化情況一致。

2.2 “早紅考密斯”不同處理條件下各類別香氣總含量比較

表2 “早紅考密斯”不同處理條件下各類別香氣總含量Table2 Total contents of different compound categories in Early Red Comice from different treatment groups

表2列出了各處理的香氣類別及其含量，酯類組分是各處理中組分數(shù)和香氣含量最大的香氣類別。可以看出，7 類組分中酯類、醇類、萜烯類組分含量在3 個處理中均呈遞減趨勢，其他類別香氣組分含量無規(guī)律性的變化。（3-甲基環(huán)氧乙烷-2-基）-甲醇是處理Ⅰ中醇類組分含量最大的組分，但在另外兩個處理上沒有檢測到；乙醇在處理Ⅰ沒有檢測到，而在兩個處理中均有一定含量（表1）。如酯類含量在3 個處理中分別為2.908 157、2.149 939 μg/g和1.622 362 μg/g，差異極顯著（P＜0.01）；萜烯類含量在3 個處理中分別為0.146 328、0.056 344 μg/g和0.050 942 μg/g，差異顯著（P＜0.05）。酮類物質(zhì)未在處理Ⅱ檢測到，且處理Ⅰ中酮類含量小于處理Ⅲ的含量。

2.3 特征香氣成分及其香氣值比較

表3 “早紅考密斯”不同處理條件下特征香氣成分及其香氣值Table3 Characteristic aroma compounds with aroma value in Early Red Comice from different treatment groups

香氣組分含量與其香氣閾值的比值大于1的為其特征香氣，表3列出了各處理的特征香氣及其香氣值。由表3可以看出，3 個處理中香氣組分和香氣值均存在一定差異。乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、乙酸辛酯是3 個處理中共有的特征香氣成分，其中3 個特征香氣的香氣值在3 個處理中均呈明顯的遞減趨勢。如乙酸己酯在3 個處理中達到801.330 9、669.254 1和529.617 1，差異極顯著（P＜0.01）。

2.4 1-MCP處理對“早紅考密斯”貨架期果實品質(zhì)的影響

表4 “早紅考密斯”不同處理條件下的果實品質(zhì)Table4 Fruit quality traits in Early Red Comice from different treatment groups

從表4可以看出，將低溫條件下貯藏120 d后的“早紅考密斯”取出于常溫條件下放置7 d后，果實硬度差異較大，如1.0 μL/L 1-MCP處理果實硬度為33 N，而對照僅為18 N，差異極顯著（P＜0.01），但可溶性固形物含量變化不明顯；并且1-MCP處理2 種用量條件下果實腐爛率和腐爛指數(shù)仍然顯著低于對照處理（P＜0.05），腐爛果實多為西洋梨頂腐病。

“早紅考密斯”貨架期期間感官風味品質(zhì)評價存在明顯差異，與對照相比較，貯藏120 d并經(jīng)歷7 d貨架期后3 種處理的風味品質(zhì)有明顯差異，1-MCP處理貯藏后明顯延緩了風味品質(zhì)下降，更有利于風味品質(zhì)的保持。香味官能鑒評的這種差異性變化與香味物質(zhì)等成分測定結果基本一致，其中酯類、醇類、萜烯類3 類物質(zhì)含量在3 種處理中依次遞減，使其風味品質(zhì)表現(xiàn)為依次遞減的趨勢。

3 討 論

梨是世界范圍內(nèi)深受消費者喜愛的水果之一，近年來西洋梨市場份額增加，是我國梨產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[23]。在西洋梨品種中，果實采摘后必須在采收后放置一段時間才能變軟、成熟，即完成果實后熟后，才表現(xiàn)出品種特有的品質(zhì)和風味[24]。一些鮮食與外觀品質(zhì)優(yōu)良的品種如“早紅考密斯”等在常溫條件下不耐貯藏。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)成熟度高的爛果率高、貨架期短，失去商品價值，因而嚴重影響到西洋梨的市場競爭力[24]。研究表明在冷藏狀態(tài)下，西洋梨一般需要30～70 d完成后熟[25-27]。

1-MCP是一種新型乙烯受體抑制劑，能優(yōu)先與乙烯受體結合從而抑制乙烯的生物效應[28-29]。由于其對許多園藝產(chǎn)品均具有保鮮的效果，能消除外源乙烯引起的衰老作用，目前已廣泛應用于果蔬等園藝作物的采后品質(zhì)維持及貨架期延長[30]。1-MCP處理的“Packham’s Triumph”梨在冷藏6個月后，果實總酯量比對照降低了，產(chǎn)生的乙醇量最少，乙酸己酯和己酸己酯與乙烯產(chǎn)生量高度相關[31]。香蕉采用1-MCP處理后減少了乙烯的釋放，推遲果實軟化過程，同時也減少了揮發(fā)性香氣物質(zhì)的水平，且醇類含量上升酯類含量下降[32]。本研究結果表明，1.0 μL/L 1-MCP處理“早紅考密斯”，其香氣組分數(shù)和香氣總含量均顯著高于其他處理，且酯類含量明顯高于其他處理；1.0 μL/L 1-MCP的處理沒有檢測到乙醇，另外兩個處理均檢測到，對果實的酒化腐敗有一定作用。推測是由于1.0 μL/L 1-MCP處理果實在貯藏期減少了乙烯的釋放，推遲果實軟化過程，同時也減少了香氣物質(zhì)的揮發(fā)；恢復室溫后，溫度的提升促進了果實的衰老進程，在貨架期7 d時處于近后熟狀態(tài)，果實香氣揮發(fā)達到高峰；而另外兩個處理已完成后熟，濃郁香氣揮發(fā)高峰已過。官能鑒評結果與香氣分析、品質(zhì)調(diào)查情況一致，1.0 μL/L 1-MCP處理冷藏后后貨架期7 d時果實既保持了較好的質(zhì)地品質(zhì)，又表現(xiàn)為尚佳的風味品質(zhì)。因此認為，參試果品的香氣組分變化與其果品后熟有關，并且與調(diào)控果實成熟軟化的乙烯有關，進一步探討貯藏過程中西洋梨香氣組分變化、乙烯釋放量與果實后熟期之間的關系，對豐富西洋梨貯藏理論、指導西洋梨生產(chǎn)有重要意義，是今后研究的重點和切入點。

Johannes等[33]研究表明，果實的整體香氣不僅與香味物質(zhì)含量有直接關系，還與其種類多少相關，由于感觀相互作用，香氣成分種類多的品種整體香氣更為強烈。初步研究表明，1.0 μL/L 1-MCP處理條件下有乙酸丁酯、乙酸戊酯等5 種特征香氣，香氣值顯著高于其他處理，同時感官評價表明香氣更加濃郁。

后熟是西洋梨生產(chǎn)過程中的關鍵環(huán)節(jié)，與其他環(huán)節(jié)緊密相連，共同決定西洋梨貯藏后貨架期品質(zhì)。因此，生產(chǎn)上注意適時采收，及時處理、入庫，適溫貯藏，適時出庫，冷鏈運輸，低溫展柜銷售等措施，在保證較好的外觀和風味品質(zhì)同時，得以延長果品貨架期。

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Effect of 1-Methylcyclopropene on Main Fruit Quality Traits and Aroma Components of “Early Red Comice” at Shelf Life after Storage

WAN G Chuan-zeng1, DONG Fei2, SUN Jia-zheng1, JI Jing1, ZHANG Xue-dan1, WANG Dan1, WANG Chao3, WANG Shu-zhen1,*
(1. Shandong Institute of Pomology, Tai’an 271000, China; 2. Shandong Seed Group Co. Ltd., Jinan 250100, China; 3. State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China)

The aim of this experiment was to analyze the fruit volatiles and the main fruit quality traits of “Early Red Comice” pear fruits treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) at different concentrations: 0.5, 1.0 μL/L and control (0 μL/L) on the seventh day of shelf life after storage at 0 ℃. The volatile components were identified using solid phase microextraction (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that: 1) 62 compounds, categorized into seven different chemical classes, were detected in the mature fruits with 3 different treatments, including 32 esters as the most abundant compounds (accounting for 51.6% of the total aroma compounds) and less than 32 compounds from six other classes each; 2) the number and amount of total volatiles, the number and total amount of unique aroma components, and the amounts of ester and terpenes in the 1.0 μL/L 1-MCP treatment were significantly higher than in the other treatments; 3) markedly lower firmness and decay incidence were observed by using 1.0 μL/L 1-MCP treatment. Furthermore, we found that the results of volatile composition and fruit quality traits were consistent with sensory evaluation.

Pyrus communis L.; 1-methylcyclopropene; aroma components; SPME-GC-MS; quality traits

S661.2

A

1002-6630（2014）20-0296-05

10.7506/spkx1002-6630-201420058

2014-01-09

山東省科技發(fā)展計劃項目（2010GNC10926）；2012山東省農(nóng)業(yè)重大應用技術創(chuàng)新資金項目；國家梨產(chǎn)業(yè)技術體系建設項目（nycytx-29-31）

王傳增（1985—），男，碩士，研究方向為果品采后生理及保鮮加工。E-mail：dazeng123321@163.com

*通信作者：王淑貞（1957—），女，研究員，本科，研究方向為果品加工與保鮮工程。E-mail：tawszhen@163.com