不同温度下1-MCP与水杨酸处理对“安哥诺”李果实品质影响的主成分分析

2010-03-23郭晓敏王友升李丽萍王贵禧陈小燕

食品科学 2010年18期

郭晓敏，安琳，王友升,*，李丽萍，王贵禧，陈小燕

(1.北京工商大学植物资源研究开发北京市重点实验室，北京 100048；2.北京工商大学食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京 100048；3.中国林业科学研究院林业研究所，国家林业局林木培育实验室，北京 100091)

郭晓敏1,2，安琳1,2，王友升1,2,*，李丽萍1,2，王贵禧3，陈小燕1,2

探讨不同温度下采后1-甲基环丙烯(1-MCP)、水杨酸(SA)及二者复合处理对“安哥诺”李果实品质的影响。结果表明：1-MCP及其与SA的复合均可延缓李果实20℃与0℃贮藏及货架时期的硬度下降；而不同处理对李果实色度、可溶性固形物(SSC)、pH值及蛋白质含量的作用效果受贮藏温度及贮藏时间影响比较显著。主成分分析结果显示，硬度及色泽可显著区分李果实0、20℃贮藏以及货架期的品质；20℃贮藏时，1-MCP、SA与1-MCP+SA处理对李果实的影响主要表现在提高SSC，对李果实色泽比的影响在贮藏18d后也较为显著；0℃贮藏104d时，各处理对李果实SSC的影响最为显著。通过主成分分析构建的综合评价模型可知，1-MCP提高0℃贮藏及货架期期间李果实的综合品质，1-MCP+SA则显著延缓了20℃贮藏及货架期期间李果实品质劣变。

“安哥诺”李果实；1-MCP；水杨酸；品质；主成分分析

“安哥诺”李(Angeleno)为紫李品种，味道鲜美、营养丰富，市场价值较高。但“安哥诺”李不耐贮藏，采后易发生品质劣变。1-甲基环丙烯(1-MCP)可与乙烯竞争性结合植物体内的乙烯受体，能显著延长苹

果、梨、菠萝、几维果、香蕉等[1-5]果实的贮藏期限；水杨酸(SA)是一种新的植物内源激素，对抑制乙烯合成具有重要的作用，研究表明施用SA可提高多种果品[6-8]的保鲜效果。而1-MCP及SA的作用效果因贮藏环境内温度、气体成分、包装材料等因素[9-10]不同而存在差异。虽然Valero[12]和孟坤等[12]发现1-MCP处理可延缓李果实的后熟衰老，但不同温度如何影响SA及其与1-MCP复合对李果实的作用效果未见相关报道。同时，对于如何系统分析李果实在不同贮藏条件下的品质变化规律，也未见相关报道。因此，本研究旨在探讨不同温度下采后1-MCP、SA及二者复合处理对李果实品质的影响，同时利用主成分分析探讨李果实品质变化规律，以期为李果实的贮运保鲜提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

本研究所用“安哥诺”李采自北京顺义区果园，选择果实大小、成熟度一致，无病虫害与机械伤的样品进行实验。本实验设计4个处理：对照组，即用去离子水浸泡5min；1-MCP处理组：用去离子水浸泡5min后，晾干将果实装入塑料箱内，用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h；SA处理组：用浓度为1mmol/L SA浸泡5min；1-MCP+SA处理组：用浓度为1mmol/L的SA浸泡5min，再用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h。本研究选择1-MCP与SA浓度均基于前期预备实验的结果。所有处理完毕后，转入20℃或0℃进行贮藏，贮藏环境的相对湿度在95%左右。其中0℃贮藏的果实定期取样后再转入20℃贮藏5d以考察货架期的变化。每个处理120个果实，定期进行品质指标的测定。

1.2 试剂

水杨酸、Na2HPO4、NaH2PO4、考马斯亮蓝、磷酸、乙醇等(均为分析纯) 北京北化精细化学品有限责任公司。

1.3 仪器与设备

F-80C型制冰机、Eppendorf 5810R型离心机、TB-214型分析天平、UV-2450型分光光度计、DHG 9145A型电热鼓风干燥箱、THZ-C-1型全温空气浴摇床、FT327型硬度计、CL200+酸度计、PR-201手持糖度计。

1.4 指标测定

1.4.1 硬度

采用FT327型手持式硬度计(探头直径1.1cm)进行硬度的测定，每次取样10个果实。

1.4.2 色度

采用PCQC色彩品质控制仪，进行果皮色度L*、a*、b*值的测量，每个处理10个果实。在此基础上根据文献[13]分别计算色度角、饱和度及色泽比等综合色度指标，公式分别为：色度角(H)=arctan(b*/a*)；饱和度= [(a*)2+(b*)2]1/2；色泽比(h)=a*/b*。

1.4.3 可溶性固形物含量(SSC)及pH值

将果肉挤压榨汁，14000r/min离心10min后取上清测定SSC及pH值。SSC采用PR-201手持糖度计，pH值采用CL200+酸度计进行测定。每次取样10个果实。

1.4.4 可溶性蛋白质含量

从10个果实中取10g果肉，加入磷酸缓冲溶液，冰浴下均质，在14000r/min，4℃离心1h后取上清液。参照Bradford[14]的方法进行可溶性蛋白质含量的测定，略有修改。以每克鲜样品中含有的蛋白质来表示蛋白质含量(mg/g mf)。

1.5 数据统计与分析

数据采用SPSS软件进行主成分分析(PCA)，并在主成分分析获得的4个主成分基础上建立综合评价模型，评判李果实的综合得分。

2 结果与分析

2.1 果皮色度

表1显示了不同处理对李果实果皮色度的影响。结果表明，20℃贮藏时，对照李果实a*、b*值均持续下降，1-MCP减小了贮藏前期李果实果皮a*、b*值的降幅，但促进了贮藏后期果皮向蓝色转变；SA促进了整个贮藏期内红色饱和度的下降；1-MCP+SA显著提高了贮藏0～10d内L*、a*、b*值，且对b*值的影响延续至贮藏后期。在0℃贮藏时，对照李果实果皮L*、a*、b*值均呈下降趋势，3个处理组均延缓了李果实L*值下降，提高果皮a*、b*值，其中1-MCP+SA的作用效果最为显著。李果实果皮L*、a*、b*值在货架期总体上呈下降趋势且低于刚出库状态，1-MCP处理延缓了货架期李果实果皮a*、b*值的下降，而SA促进了果皮红色及黄色饱和度下降，1-MCP+SA则提高了初始的a*、b*值。

在20℃贮藏期间，对照李果实果皮色度角及色泽比基本保持稳定，而饱和度逐渐下降，1-MCP延缓了贮藏10d后果皮饱和度的降低，SA处理却促进饱和度降低，1-MCP+SA显著降低了贮藏0～10d内果皮色度角，同时提高了果皮饱和度值。0℃贮藏时，对照李果实果皮色度角先下降上升，饱和度变化则为先升后降，而色泽比在贮藏70d内保持稳定；1-MCP延缓了贮藏70～104d期间果皮饱和度及色泽比下降，SA与1-MCP+SA均降低了贮藏70～104d期间果皮色度角，但同时提高果皮饱和度及色泽比。李果实货架期期间果皮色度角高于刚出库状态，饱和度低于刚出库时，且二者随时间延

长均下降，而色泽比在各个货架期基本不变；1-MCP处理降低了货架期期间李果实色度角，提高了果皮饱和度；SA处理显著提高了李果实色度角却促进了饱和度下降；相比而言，1-MCP+SA降低了初始货架期李果实色度角，同时提高了果皮饱和度。

2.2 果实硬度、SSC、pH值及蛋白质含量

表1 不同处理对“安哥诺”李果实果皮色度的影响Table 1 Effect of different treatments on skin colour of , ,Angeleno , , plum fruit

表2显示了不同处理对李果实硬度、pH值、SSC及蛋白质含量的影响。在20℃贮藏时，对照李果实硬度下降明显，而1-MCP、1-MCP+SA复合处理均可减缓李果实的软化。类似地，在0℃贮藏过程中，1-MCP、SA及1-MCP+SA 3种处理后均可延缓硬度的下降。货架期期间，对照李果实硬度低于刚出库状态，

1-MCP及1-MCP+ SA对果实软化的抑制作用在货架时期也很明显。

表2 不同处理对“安哥诺”李果实硬度、SSC、pH值及蛋白质含量的影响Table 2 Effect of different treatments on the firmness, soluble solid content, pH value and protein content of, , Angeleno, ,plum fruit

在20℃贮藏时，对照李果实SSC呈先下降后上升的变化规律，1-MCP、SA及1-MCP+SA处理均可延缓贮藏初期李果实SSC的下降，其中SA处理的作用效果最好。0℃贮藏时，3种处理均促进了李果实SSC的降低。李果实SSC后熟5d后与刚出库时差异不大，虽然1-MCP与SA处理均降低了初始货架期李果的SSC，二者的复合使用却在此阶段表现出显著提高SSC的作用。

对照李果实pH值在20℃贮藏10d后达到低谷，而后有所回升，1-MCP与1-MCP+SA均可显著降低李果实pH值。0℃贮藏期间3种处理均降低了0℃贮藏35d内李果实pH值。货架期期间对照李果实pH值随贮藏期延长逐渐上升，仅1-MCP+SA复合处理对货架期pH值升高具有抑制作用。

20℃贮藏时，对照李果实蛋白质含量持续上升，1-MCP延缓了李果实蛋白质含量的升高，而1-MCP+SA对李果实蛋白质含量的抑制作用直至贮藏后期才显现。相反，0℃贮藏时，对照李果实蛋白质含量逐渐下降，1-MCP+SA处理显著提高了贮藏35d后李果实蛋白质含量。对照李果实蛋白质含量货架期期间也随贮藏时间延长呈下降趋势，但各处理对货架期期间李果蛋白质含量影响并不显著。

2.3 李果实品质主成分分析及综合评价

2.3.1 李果实品质变化的主成分分析

对两种贮藏温度下李果实品质变化进行主成分方差贡献率分析，得到前4个主成分的累计贡献率为89.285%，因此设定4个主成分即能够代表整体数据的信息特征。

图1 主成分1和2的得分图(A)与因子载荷图(B)Fig.1 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC2

图1 为前两个主成分的得分图(A)与因子载荷图(B)，前两个主成分的累积贡献率为70.6%。图1A中，PC1解释了不同处理李果实品质变化总方差的48.3%，能较

好地区分20℃与0℃贮藏过程中李果实品质变化的差异，且货架期期间李果实品质与刚出库状态的差异在主成分1上也较为明显。结合图1B可推测，在0℃与20℃贮藏时，李果实品质变化的差异主要体现在硬度与果皮色泽变化上；货架期期间，李果实硬度、果皮L*值、a*值、b*值与饱和度显著低于持续低温贮藏而果皮色度角高于刚出库状态，这些差异是货架期与低温贮藏期间李果实品质变化的主要不同之处。然而，相同贮藏温度条件下各处理的样品在散点图中位置较集中，表明在主成分1与主成分2上不同外源处理与对照的差异并不显著。

图2 主成分1和3的得分图(A)与因子载荷图(B)Fig.2 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC3

图3 主成分1和4的得分图(A)与因子载荷图(B)Fig.3 Score plot (A) and loading plot (B) of PC1 vs. PC4

图2 为PC1与PC3的得分图(A)和因子载荷图(B)，从图2A可知，PC3解释了李果实品质变化总方差的10.1%，且在20℃贮藏过程中对照李果实与各处理组在PC3上有所区分。结合因子载荷图(图2B)可知，20℃贮藏时，1-MCP、SA与1-MCP+SA处理对李果实SSC的影响最为显著。比较而言，贮藏10d后SA处理的李果实偏离对照最远，但贮藏18d后1-MCP处理的李果实与对照距离最大，表明SA处理可显著提高20℃贮藏10d内李果实SSC，但这种影响在贮藏后期并不显著；相反的是，1-MCP促进李果实SSC升高的作用在贮藏10～18d才发挥出来。持续低温贮藏与货架时期各处理的李果实与对照位置偏离不大，仅有0℃贮藏104d时各处理的样本与对照在PC3上有所区分，尤其SA处理的李果实显著远离对照样品，说明贮藏104d时各处理对李果实品质的影响主要体现在降低SSC上。

图3的结果表明，PC3解释了李果实品质变化总方差的8.6%，相同贮藏温度下各处理样本的位置在主成分4上也较为集中，但在20℃贮藏18d后各处理样本与对照差异较为明显。结合图3B可知，在贮藏20℃18d后1-MCP、SA与1-MCP+SA对李果实色泽比的影响也较为显著，比较而言SA处理降低李果实色泽比的幅度最大。

2.3.2 李果实品质的综合评价

分别对不同贮藏温度、贮藏时间及不同处理中李果实品质进行综合评分，其结果如图4、5所示。20℃贮藏时，对照李果实综合品质随贮藏时间延长呈下降趋势，这与表2中硬度的变化趋势一致。比较而言，SA处理的李果实综合得分在整个贮藏期间低于对照，1-MCP处理中李果实也只在贮藏10d时综合得分高于对照，但1-MCP+SA复合处理的李果实综合得分在整个贮藏期间高于对照。

图4 不同贮藏温度对“安哥诺”李果实综合品质的影响Fig.4 Effect of differe,n ,t treatments on comprehensive quality of Angeleno, , plum fruit

0℃贮藏时，对照李果实综合品质在贮存35d时出现峰值而后急剧下降，SA处理的李果实综合品质只在贮藏末期高于对照，1-MCP+SA复合处理的李果实综合

得分在贮藏70～104d期间高于对照，但1-MCP处理的李果实综合得分在整个贮藏期间持续高于对照。对照李果实综合得分在货架期期间随贮藏时间延长逐渐下降，1-MCP单独以及与SA复合处理均可提高货架期期间李果实的综合品质，而SA显著加剧了货架期期间李果实的品质劣变。

图5 贮藏时间对“安哥诺”李果实综合品质的影响Fig.5 Effect of different treatments on comprehensive quality of ,,Angeleno, ,plum fruit

3 讨论

本研究结果表明，“安哥诺”李果实在20℃贮藏时随时间延长会发生品质劣变，表现为果实硬度、SSC、pH值大幅度下降，果皮转色(由红褐色转向紫黑色)以及蛋白质含量升高；0℃贮藏期间李果实的硬度、果皮亮度、色泽比、SSC及蛋白质含量逐渐下降，暗示贮藏温度对采后李果实品质的变化规律具有显著性影响。在20℃与0℃贮藏及货架期期间，1-MCP均可延缓李果实硬度的下降，这与Menniti等[15]、Khan等[16]和Skog等[17]的报道相一致。同时本实验发现，虽然1-MCP与SA的复合处理也可抑制李果实软化，但作用效果并未显著优于1-MCP处理。

相比而言，1-MCP处理对李果实色度、SSC、pH值等品质参数的作用效果受贮藏温度与贮藏时间影响。1-MCP处理延缓了货架期a*、b*值的下降，提高了果皮饱和度，还降低了初始货架期及35d+5d后熟时期李果的SSC，对货架期pH值升高具有抑制作用，以上结论与Valero等[18]的报道一致。类似地，SA及1-MCP+SA处理对李果实色度等品质指标的影响也因贮藏温度及时间不同而有所差异。这可能是由于果实的生理代谢在不同贮藏温度、不同后熟阶段具有一定的特异性，而1-MCP等外源处理对果实发挥作用效果的途径受果实自身影响。因此，如何综合而全面地评判不同外源处理对果实品质的作用效果，成为果蔬保鲜领域亟待解决的难题之一。

主成分分析法是利用几个较少的综合指标反映原来指标的一种统计方法，已广泛应用在环境、化学、医药等[19-21]许多领域。本研究通过主成分分析构建的综合评价模型发现，1-MCP处理提高了0℃贮存期间及货架时期李果实综合品质，1-MCP+SA则显著延缓了20℃贮藏条件下及后熟期间李果实品质劣变，这与该两种处理对硬度的影响基本吻合。然而，本实验所建立的李果实品质评价模型与感官评价法等其他品质评价体系是否具有很好的一致性，尚需要进一步研究。

4 结论

4.11 -MCP与1-MCP+SA均可延缓20℃与0℃贮藏过程中及货架期期间李果实硬度下降。而不同处理对李果实色度、SSC、pH值及蛋白质含量的作用效果受贮藏温度及贮藏时间影响比较显著。

4.2 主成分分析的结果显示，0℃贮藏时，李果实硬度及色泽变化与20℃条件下相比最为显著，而货架期期间李果实品质与刚出库状态的差异也主要体现在硬度及色泽变化；20℃贮藏条件下1-MCP、SA与1-MCP+SA处理对李果实品质的影响主要表现在果实SSC上，对色泽比的影响在贮藏18d后也较为显著；0℃贮藏104d时，各处理对李果实SSC的影响最为显著。

4.3 通过主成分分析构建的综合评价模型可知，1-MCP提高了0℃贮藏及货架期期间李果实的综合品质，1-MCP+SA显著延缓了20℃贮藏及货架期期间李果实品质劣变。

[1]MARINA A B, COLONNA A E, KUDO K, et al. Measuring consumer response to , , Gala , , apples treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) [J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 51: 73-79.

[2]ITAI A, TANAHASHI T. Inhibition of sucrose loss during cold storage in Japanese pear (Pyrus pyrifolia Nakai) by 1-MCP[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 48: 355-363.

[3]ROCCULI P, COCCI E, ROMANI S, et al. Effect of 1-MCP treatment and N2O MAP on physiological and quality changes of fresh-cut pineapple[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 51: 371-377.

[4]KOUKOUNARAS A, SFAKIOTAKIS E. Effect of 1-MCP prestorage,, treatment on ethylene and CO2 production and quality of , , Hayward kiwifruit during shelf-life after short, medium and long term cold storage [J]. Postharvest Biology and Technology, 2007, 46: 174-180.

[5]GUPTA S M, SRIVASTAVA S, SANE A P, et al. Differential expression of genes during banana fruit development, ripening and 1-MCP treatment: Presence of distinct fruit specific, ethylene induced and ethylene repressed expression[J]. Postharvest Biology and Technology, 2006, 42: 16-22.

[6]XU Xiangbin, TIAN Shiping. Salicylic acid alleviated pathogen-induced oxidative stress in harvested sweet cherry fruit[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 49: 379-385.

[7]BABALAR M, ASGHARI M, TALAEI A, et al. Effect of pre- and postharvest salicylic acid treatment on ethylene production, fungal decay and overall quality of Selva strawberry fruit[J]. Food Chemistry, 2007,

105: 449-453.

[8]PENG Litao, JIANG Yueming. Exogenous salicylic acid inhibits browning of fresh-cut Chinese water chestnut[J]. Food Chemistry, 2006, 94: 535-540.

[9]FAWBUSH F, NOCK J F, WATKINS C B. Antio,x,idant contents and activity of 1-methylcyclopropene (1-MCP)-treated Empire, , apples in air and controlled atmosphere storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 52: 30-37.,,,,

[10]CALVO G, SOZZI G O. Effectiveness of 1-MCP treatments on Bartlett pears as influenced by the cooling method and the bin material[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 51: 49-55.

[11]VALERO D, MARTINEZ-ROMERO D, VALVERDE J M, et al. Quality improvement and extension of shelf life by 1-methylcyclopropene in plum as affected by ripening stage at harvest[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2003, 4: 339-348.

[12]孟坤, 顾玉红, 赵志磊, 等. 1-MCP 对“大石早生”李软化及相关酶活性的影响[J]. 食品科技, 2009, 34(3): 48-51.

[13]ARROYO-LOPEZ F N, BAUTISTA-GALLEGO J, DURANQUINTANA M C,et al.Improvement of the storage process for cracked table olives[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 89: 479-487.

[14]BRADFORD M M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J].Analytical Biochemistry, 1976, 72: 248-254.

[15]MENNITI A M, DONATI I, GREGORI R. Responses of 1-MCP application in plums stored under air and controlled atmospheres[J]. Postharvest Biology and Technology, 2006, 39: 243-246.

[16]KHAN A S, SINGH Z.1-MCP application suppresses ethy,,lene biosynthesis and retards fruit softening during cold storage of Tegan Blue,, Japanese plum[J]. Plant Science, 2009, 176: 539-544.

[17]SKOG L J, SCHAEFER B H, SMITH P G. 1-Methylcyclopropene preserves the firmness of plums during postharvest storage and ripening [J]. Acta Horticulturae, 2001, 533: 171-172.

[18]VALERO D, MARTTNEZ-ROMERO D, VALVERDE J M, et al. Could the 1-MCP treatment effectiveness in plum be affected by packaging[J]. Postharvest Biology and Technology, 2004, 34: 295-303.

[19]REID M K, SPENCER K L.Use of principal components analysis (PCA) on estuarine sediment datasets: The effect of data pre-treatment[J]. Environmental Pollution, 2009, 157: 2275-2281.

[20]ITO H, KONO T. Quantitative analysis of organic additive content in a polymer by ToF-SIMS with PCA[J]. Applied Surface Science, 2008, 255: 1044-104 ..7. [21]POLAT K, GUNES S. Automatic determination of diseases related to lymph system from lymphography data using principles component analysis (PCA), fuzzy weighting pre-processing and ANFIS[J]. Expert Systems with Applications, 2007, 33: 636-641.

Principal Components Analysis of the Influence of 1-MC,P and Salicylic Acid Treatment on Fruit Quality of ,Angeleno Plum

GUO Xiao-min1,2，AN Lin1,2，WANG You-sheng1,2,*，LI Li-ping1,2，WANG Gui-xi3，CHEN Xiao-yan1,2
(1. Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China；2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China；3. State Forestry Administration Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

The potential of post-harvest treatment of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and salicylic acid (SA) on fruit quality of plum at 0 ℃ or 20 ℃ was investigated. The results indicated that both 1-MCP and 1-MCP+SA treatments delayed the softening of plum fruits stored at 20 ℃ and 0 ℃, as well as during shelf life. Meanwhile, the effects of 1-MCP and/or SA treatments on skin colour, SSC, pH value as well as protein content of plum was significantly affected by temperature and storage time. Principal components analysis (PCA) indicated that the changes of firmness and colour could be adopted to distinguish plum quality at different storage temperatures and subsequent shelf life. 1-MCP and/or SA treatments mainly increased SSC of plum at 20 ℃，which was also significant after 104 d at 0 ℃. Furthermore, significant difference was also observed in terms of color ratio (h) between treatments and control plum after 18 d at 20 ℃. Comprehensive model based on PCA showed that 1-MCP application could improve comprehensive quality of plum during storage at 0 ℃ and subsequent shelf life, whereas the treatment of 1-MCP+SA delay the quality deterioration of plum when stored at 20 ℃ as well as post-storage shelf-life.

, ,Angeleno, , plum fruit；1-MCP；salicylic acid；quality；principal components analysis

TS255.3；S662.3

1002-6630(2010)18-0416-07

2010-05-03

“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD22B01)；北京市科技新星计划项目(2007B011)

郭晓敏(1984—)，女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。E-mail：guoxiaomin8449@126.com

*通信作者：王友升(1976—)，男，副教授，博士，研究方向为食品生物技术。E-mail：wangys@th.btbu.edu.cn