1-MCP处理复合薄膜包装对青皮鲜核桃采后品质的影响

郭园园，鲁晓翔,*，李江阔，陈绍慧，张 鹏，李博强

（1.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；3.中国科学院植物研究所资源植物研发重点实验室，北京 100093）

1-MCP处理复合薄膜包装对青皮鲜核桃采后品质的影响

郭园园1，鲁晓翔1,*，李江阔2，陈绍慧2，张 鹏2，李博强3

（1.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；3.中国科学院植物研究所资源植物研发重点实验室，北京 100093）

以青皮鲜核桃为试材，研究不同水平1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理的青皮鲜核桃加聚乙烯袋（厚度40 øm）包装，在冷藏（0±0.5）℃期间采后生理及品质变化特点。结果表明：1-MCP结合聚乙烯袋包装处理能有效降低果实霉腐率，延缓劣变进程，保持青皮核桃的原有水分和色泽，有效降低乙烯生成速率，延缓酸价的升高，提高青皮鲜核桃过氧化氢酶的活性，并使多酚氧化酶和脂氧合酶活性维持在较低的水平，使青皮核桃的贮藏期延长到90 d。在实验设计的处理中，3 øL/L的1-MCP结合聚乙烯袋包装处理达到了最好的保鲜效果。

青皮鲜核桃；1-甲基环丙烯；生理代谢；品质

核桃（Juglans regia L.）又称胡桃、羌桃。核桃种仁富含蛋白质、磷脂、维生素、矿物质及人体必需的不饱和脂肪酸等营养物质，能够滋养脑细胞，降低血液黏稠度，有清除自由基、抗衰老作用，抑制机体的脂质过氧化反应[1]。随着消费者保健意识的增强，人们对含脂肪高的核桃干果的消费需求有所下降，对脂肪含量低、氨基酸和维生素含量高、口感清香的青皮鲜核桃的消费量正逐年递增[2]。因此，对青皮鲜核桃保鲜技术的研究十分必要。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）通过竞争性与乙烯受体蛋白结合，抑制内源乙烯生成，延缓果蔬的成熟与衰老，延长果蔬贮藏寿命，达到良好的保鲜效果[3]。马惠玲等[4]研究表明，青皮鲜核桃为呼吸跃变型果实，自发气调包装能够增强保水能力，有效降低青皮鲜核桃的呼吸强度和乙烯生成速率，降低腐烂指数；并对青皮鲜核桃进行1-MCP与自发气调相结合的处理，可能由于1-MCP的使用浓度过大并未达到理想的 保鲜效果。本实验通过对青皮鲜核桃进行不同水平1-MCP结合聚乙烯袋包装处理，研究其对青皮鲜核桃采后生理及品质变化的影响，以期为青皮鲜核桃的贮藏保鲜提供新的技术方法，为生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试青皮鲜核桃品种为‘辽宁1号’。2012年9月2日采自北京平谷核桃实验园基地。选取成熟度（约为九成熟）一致、大小均匀、无机械损伤、无病虫害的青皮鲜核桃供实验用。

三氯乙酸（分析纯） 天津市江天化工技术有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙醚、乙醇（均为分析纯） 天津市科威有限公司；邻苯二酚（分析纯）天津市光复精细化工研究所；聚乙烯吡咯烷酮、二硫苏糖醇（均为分析纯）、亚油酸钠、TritonX-100（生化试剂） 天津博美科生物技术有限公司；3.3%的1-MCP粉剂由国家农产品保鲜工程研究中心（天津）提供。

1.2 仪器与设备

冷库（库内温度为-0.5～0.5 ℃）、保鲜膜 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）；CW-700 d分光测色计 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；TU-1810系列紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；3-30K高速离心机 德国Sigma公司；916 Ti-Touch电位滴定仪 瑞士万通中国有限公司；2010型气相色谱仪 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 实验处理

参照孙希生等[5]处理方法，将果实置于一定体积的塑料帐内，称取一定量的3.3% 1-MCP粉剂，加1%的KOH溶液溶解后，立即置于密封的塑料帐内，使 1-MCP 最终处理水平分别为0、1、2、3 øL/L。在室温条件下密封24 h，各处理组依次表示为CK、SY1、SY2、SY3。

分别对CK、SY1、SY2、SY3各组试材进行包装处理，所用保鲜膜为聚乙烯膜（厚度40 øm），均制成大小为 55 cm×50 cm 包装袋，每袋内装入10 kg果实，并将其装入纸箱；将各组处理后的果实放入冷库（0±0.5）℃中进行冷藏。冷藏期间每15 d测定一次各项指标，每个处理各进行3 次重复测定。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 霉腐率

1.3.2.2 青皮鲜核桃仁含水量

参照张文涛等[6]的方法，取碾碎的核桃仁2.00 g左右，放入恒温干燥箱中，于85 ℃条件下烘4 h，冷却至恒质量后称量。按式（2）计算含水量。

式中：m0为称量瓶的质量/g；m1为烘干前试样和称量瓶的质量/g；m2为烘干后试样和称量瓶的质量/g。

1.3.2.3 色差

随机取5 个青皮鲜核桃用CW-700d分光测色计测定。测定时在果实对称的位置用记号笔标记，每隔15 d对标记点进行测定，并取平均值。a*正值表示偏红，负值表示偏绿。a*值越小则表明颜色越绿。

1.3.2.4 乙烯生成速率

采用气相色谱法测定[7]，室温条件下取5 个青皮鲜核桃置于密闭容器中，密闭4 h后抽取气体20 mL。火焰离子化检测器，检测温度160 ℃，DB-5毛细管柱，程序升温范围46～60 ℃，进样口温度150 ℃，载气N2，流速14 mL/min，采用面积外标法计算，乙烯标样的体积分数为50 μL/L。按式（3）计算乙烯生成速率。

式中：X为乙烯生成速率/（μL/（kg·h））；V为容器体积（干燥器体积-果实体积）/L；N为乙烯体积分数/（μL/L）；m为试样质量/kg；t为时间/h。

1.3.2.5 酸价

按照GB/T 5530—2005《动植物油脂：酸价和酸度测定》进行酸价测定。称取核桃仁浸泡出的均匀油脂4 g注入锥形瓶中，加入中性乙醚-乙醇混合溶剂50 mL，摇动使试样溶解，用电位滴定仪进行测定，记下消耗的碱液毫升数。酸价按式（4）计算：

式中：V为滴定消耗的氢氧化钾溶液体积/mL；N为氢氧化钾溶液质量浓度；56.1为氢氧化钾的毫克当量；m为试样质量/kg。

1.3.2.6 多酚氧化酶（polyphenol oxidas，PPO）测定

采用儿茶酚比色法[8]。称取核桃仁冻样3 g于预冷的研钵中，加入适量0.05 mol/L pH 7.8磷酸缓冲液（总用量20 mL），冰浴研磨成匀浆，于4 ℃条件下15 000 r/min离心10 min，再取上清液于4 ℃条件下10 000 r/min离心10 min。取3 mL上清酶液，然后加入3.9 mL pH 7.8磷酸缓冲液，1.0 mL 0.1 mol/L儿茶酚，于37 ℃水浴保温10 min，迅速放入冰浴中，立即加入2 mL 20%三氯乙酸终止反应，于420 nm波长处测其吸光度，以磷酸缓冲液代替酶液为对照调零。

1.3.2.7 过氧化氢酶（catalase，CAT）测定

采用紫外吸收法[9]。称取核桃仁冻样0.2 g于预冷的研钵中，加入20 mL预冷后的pH 7.5、0.05 mol/L的磷酸缓冲液（内含0.005 mol/L二硫苏糖醇和2%聚乙烯吡咯烷酮），在冰浴中研磨成匀浆，于4 ℃条件下15 000 r/min离心20 min，取0.05 mL 粗酶液，加入3 mL 0.02 mol/L H2O2后，在240 nm波长处测定2 min内样品的吸光度变化。

1.3.2.8 脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）测定

参考陈昆松等[10]的方法，称取核桃仁冻样1.0 g，冰浴研磨，加入0.05 mol/L磷酸缓冲液（pH 7.0），并使最终体积为20 mL，于4 ℃条件下15 000 r/min离心30 min，上清液为LOX的提取液。加入10 mmol/L的亚油酸钠25 μL，pH 7.0磷酸缓冲液2.775 mL。在30 ℃条件下温育，加200 μL酶液后20 s开始计时，记录234 nm波长处测定1 min内吸光度，重复3 次。

1.4 数据处理

所有数据采用Excel 2003软件处理，并采用SPSS 16.0软件的新复极差法（Duncan）进行方差分析（P=0.05）和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对青皮鲜核桃腐烂率的影响

图1 不同处理方式对青皮鲜核桃霉腐率的影响Fig.1 Effects of different treatment methods on decay incidence of green walnuts

图1表明，各组青皮鲜核桃的霉腐率随贮藏期的延长而增加。在贮藏初期，各组霉腐率均较低且差异不显著。在贮藏45 d时，CK霉腐率迅速增加，而其他组在75 d时霉腐率才大幅增加，可见1-MCP处理延缓了青皮鲜核桃迅速腐烂霉变的时间。在贮藏90 d时，CK的霉腐率已达到50.33%，果实严重腐烂、发霉，已失去商品价值；而其他组在贮藏90 d时的霉腐率依SY1、SY2、SY3分别为43.29%、40.03%、34.87%，SY3的霉腐率显著低于CK与SY1（P＜0.05），与SY2无显著差异。由此可知，3 øL/L 1-MCP加聚乙烯袋包装处理能有效延缓青皮鲜核桃的霉变速率，更好地保持青皮鲜核桃的品质。

2.2 不同处理方式对青皮鲜核桃含水量的影响

图2 不同处理方式对青皮鲜核桃含水量的影响Fig.2 Effects of different treatment methods on moisture content of green walnuts

含水量是影响青皮鲜核桃贮藏品质的一个重要因素[1]。含水量越高，核仁的味道越清新，口感越好。图2所示，各组的青皮鲜核桃含水量均呈现先下降再波浪式变化的趋势。各组在贮藏初期，含水量迅速下降，这可能是由于果实在采收后呼吸作用消耗所致，此时各组并无差异；贮藏中后期含水量波浪式变化的原因尚待进一步研究。在贮藏45 d时，CK的含水量（23.90%）显著（P＜0.05）低于SY1（24.70%）、SY2（26.71%）、SY3（29.66%）。在贮藏中后期，CK的青皮核桃仁含水量低于其他各组，SY3显著高于CK、SY1（P＜0.05），但与SY2并无显著差异。可见，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋处理能有效地保持青皮鲜核桃的水分和品质。

2.3 不同处理方式对青皮鲜核桃a*的影响

青皮鲜核桃果皮色泽是评价其外观品质的重要指标。通常，青皮鲜核桃的果皮在贮藏开始时为绿色，随着贮藏时间的延长，果皮逐渐变黄，最后变为黑褐色。实验以色差计对青皮鲜核桃的果皮色泽变化进行跟踪监测，结果如图3所示。

图3 不同处理方式对青皮鲜核桃a*值的影响Fig.3 Effects of different treatment methods on a* of green walnuts

由图3可见，各组a*随着贮藏时间的延长均呈上升趋势。各组青皮鲜核桃的a*值在贮藏前期差异并不明显。各组在贮藏45 d时a*值大幅增加，从贮藏60 d开始，各组青皮核桃的a*变化趋于缓慢。在整个贮藏过程中，CK组均高于SY1、SY2，但差异并不显著；而SY3从贮藏45 d至贮藏期结束，a*值均显著低于CK、SY1、SY2（P＜0.05）。在贮藏75 d，SY3的a*值仅为-1.19，CK、SY1、SY2、SY3的a*值分别为2.63、2.15、1.44。由此可知，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理的保色效果最好。

2.4 不同处理方式对青皮鲜核桃乙烯生成速率的影响

图4 不同处理方式对青皮鲜核桃乙烯生成速率的影响Fig.4 Effects of different treatment methods on ethylene production rate of green walnuts

如图4所示，各组乙烯生成速率的变化趋势相似，均为前期迅速下降，至15 d达到较低，这可能是由于较低的贮藏温度影响了果实的成熟进程；之后在贮藏30 d各处理组均出现一个小高峰，后期再下降，这可能是通过影响1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-amino cyclopropane-1-carboxylic acid，ACC）向丙二酰ACC（MACC）的转化，造成ACC积累，当1-MCP失效后，这些积累的ACC就将转化为更多的乙烯[11]。在贮藏30 d，CK（0.82 μL/（kg·h））的乙烯生成速率显著高于SY1（0.73 μL/（kg·h））、SY2（0.71 μL/（kg·h））、SY3（0.68 μL/（kg·h））（P＜0.05），由此可知，1-MCP处理能有效抑制青皮鲜核桃的乙烯生成速率，从而延缓果实衰老。在整个贮藏过程中，CK的乙烯生成速率均高于 SY1、SY2，但并无明显差异，而SY3的乙烯生成速率显著低于CK和SY1（P＜0.05），由此可知，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能够有效抑制内源乙烯生成，控制乙烯的释放量。

2.5 不同处理方式对青皮鲜核桃酸价的影响

图5 不同处理方式对青皮鲜核桃酸价的影响Fig.5 Effects of different treatment methods on acid value of green walnuts

酸价是脂肪中游离脂肪酸含量的标志，反映了油脂的酸败程度。从图5可知，各组青皮鲜核桃的酸价均随着贮藏时间的延长而升高，可能由于青皮鲜核桃品质不断下降造成核仁中油脂的酸败。在贮藏初期各组的酸价均较低且差异并不明显。在贮藏45 d时，各组的酸价均迅速增加，CK的酸价值已达到0.0524 8 mg/g，显著高于SY3（P＜0.05）。从贮藏45 d起至贮藏期结束，SY3的酸价显著低于CK、SY1（P＜0.05），但与SY2并无显著差异。由此可知，1-MCP处理能够在一定程度上抑制游离脂肪酸的生成。其中，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理对青皮鲜核桃的酸败抑制作用最好。

2.6 不同处理方式对青皮鲜核桃PPO活性的影响

PPO是存在于植物体内与抵抗病原微生物浸染有关的酶[12]。PPO在酶促褐变中起重要作用，PPO含量增加能够氧化酚类物质造成酶促褐变，降低酚类物质的抗氧化能力[13]。

图6 不同处理方式对青皮鲜核桃PPO活性的影响Fig.6 Effects of different treatment methods on PPO activity of green walnuts

从图6可知，各个组的PPO活性变化趋势均为先降后增。贮藏初期青皮鲜核桃的PPO活力均下降，可能是低温环境能降低果实的代谢速率，抑制了褐变发生。在贮藏45 d，CK未出现PPO活力的峰值，而SY1、SY2和SY3则出现了PPO的活性峰值，可能是由于1-MCP加强了果实应对环境的能力，因而在贮藏后期PPO活力略有下降。在贮藏60 d，SY3的PPO活力（8.92 U/g）显著低于其他各组（P＜0.05），其他各组PPO活力依CK、SY1、SY2分别为10.65、10.28、10.17 U/g。可见，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能够降低PPO活性，抑制果实褐变。

2.7 不同处理方式对青皮鲜核桃CAT活性的影响

CAT属于抗氧化酶，能及时清除活性氧，CAT在木质素生物合成的最后一步反应过程中催化H2O2分解而发挥作用[14]，有效延缓了果实衰老。

如图7显示，各组的CAT活性均呈先增后降的趋势，CK的CAT比活力变化趋势为单峰曲线，而1-MCP处理结合聚乙烯处理的CAT比活力变化趋势则为双峰曲线，由此看出，1-MCP处理诱导了CAT活性高峰的出现，说明1-MCP处理能诱导机体防御反应的发生。在贮藏15 d时1-MCP处理组出现了第一个峰值，且SY3的CAT比活力（9 752.48 U/g）显著高于其他各组（P＜0.05），CK、SY1、SY2的CAT活力分别为5 145.28、6 790.46、8 177.75 U/g。在贮藏45 d时各组均出现了峰值，且以SY3的CAT活性最高，其值为9 455.16 U/g。在整个贮藏期间，青皮鲜核桃的CAT活性大小顺序为SY3＞SY2＞SY1＞CK。由此可知，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能提高青皮鲜核桃CAT活性，更好地保持果实的品质。

图7 不同处理方式对青皮鲜核桃CAT活性的影响Fig.7 Effects of different treatment methods on CAT activity of green waltuts

2.8 不同处理方式对青皮鲜核桃LOX活性的影响

LOX以细胞膜释放的游离脂肪酸为底物，催化形成氢过氧化物、自由基和茉莉酸等促进衰老的物质，故其直接或间接地参与组织的衰老进程[15]。

图8 不同处理方式对青皮鲜核桃LOX活性的影响Fig.8 Effects of different treatment methods on LOX activity of green walnuts

图8所示，各组的LOX活性均呈先缓慢增加，在45 d出现高峰后下降，在60 d再缓慢上升的趋势。这与黄凯等[2]的实验变化趋势一样。在贮藏前期，各组的LOX活力差异不显著，在贮藏60 d时，SY3的LOX活性（14.89 U/g）显著低于CK（38.39 U/g）、SY1（34.93 U/g）、SY2（29.61 U/g）（P＜0.05）。之后由于青皮核桃的品质急剧下降，衰老加速导致LOX的活性增加，在贮藏75 d，SY3的LOX的活性仅为19.85 U/g，显著低于SY1、SY2（P＜0.05）。由此可知，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能够有效抑制LOX的活性，抑制膜脂过氧化作用，减缓果实组织衰老。

3 讨论与结论

青皮鲜核桃采后呼吸旺盛，贮藏时极易腐烂，影响其市场供应期。因此，青皮鲜核桃的保鲜技术亟待解决。薄膜包装是依靠果实自身呼吸代谢降低O2和提高CO2，达到抑制自身呼吸代谢和延缓衰老的目的，由于其简单、节能和实用，在我国果品保鲜领域中占有比较重要的地位[16-17]。目前，1-MCP能够改善梨、桃、苹果等呼吸跃变型果实的外观品质，延缓果实衰老进程，抑制果实的质量损失与腐烂衰败[18-19]。本实验研究表明，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能够保持青皮鲜核桃原有的色泽和水分，延缓酸败进程，同时能够有效降低青皮鲜核桃的霉腐率，在贮藏75 d时还具有相对较低的霉腐率及较好的品质。

果蔬采后的呼吸和乙烯可促进体内活性氧的产生和积累，加剧膜脂过氧化进程从而促进其贮藏过程中的衰老和腐败[20]。果蔬组织衰老时常常伴随着PPO和LOX活性的升高，LOX启动膜脂过氧化作用，使膜磷脂不断水解，产生游离脂肪酸；PPO含量增加能够氧化酚类物质造成酶促褐变。此外，果实的成熟和衰老与活性氧有着密切的关系[21]，CAT属于抗氧化酶，能够及时清除活性氧重要保护酶，从而防止膜脂的过氧化，延缓果实衰老。刘玲等[22]研究表明，1-MCP处理能抑制磨盘柿PPO、LOX活性，有效地提高过CAT活性。这与本实验的结果相似，本实验研究表明，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理可以使PPO和LOX活性维持在较低的水平，并可以有效地提高青皮鲜核桃CAT的活性，从而增强果实的抗氧化能力。

1-MCP结合聚乙烯袋包装处理能有效降低果实霉腐率，保持青皮鲜核桃的原有水分和色泽，降低果实乙烯生成速率，抑制酸败，诱导青皮鲜核桃仁CAT的活性，降低PPO和LOX活性，从而延缓果实衰老，在本实验设计的处理中，3 øL/L的1-MCP加聚乙烯袋包装处理能更好地保持果实的品质。

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Effects of 1-MCP and Film Packaging Treatments on Postharvest Quality of Green Walnuts

GUO Yuan-yuan1, LU Xiao-xiang1,*, LI Jiang-kuo2, CHEN Shao-hui2, ZHANG Peng2, LI Bo-qiang3
(1. Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China; 3. Key Laboratory of Resource Plants Research and Development, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China)

The effects of 1-methylcyclopropene (1-MCP) at different levels (0, 1, 2 and 3 øL/L) combined with plyethylene (PE) film (40 øm thick) packaging were investigated on postharvest physiological and quality changes of green walnuts stored at (0 ± 0.5) ℃. The results showed that 1-MCP in combination with PE packaging was effective in reducing decay incidence, slowing down fruit deterioration, maintaining the original moisture content and color of green walnuts, lowering ethylene production rate, delaying the increase in acid value, increasing catalase activity, and maintaining the activities of polyphenol oxidas (PPO) and lipoxygenase (LOX) at lower levels. As a consequence, the storage life of green walnuts was prolonged up to 90 d. 1-MCP at 3 øL/L in combination with PE packaging was the most effective treatment.

green walnuts; 1-methylcyclopropene (1-MCP); physiological metabolism; quality

TS255.1

A

1002-6630（2014）10-0252-06

10.7506/spkx1002-6630-201410047

2013-07-29

“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD38B01）；天津市高等学校创新团队培养计划项目（TD12-5049）；林业公益性行业科研专项（201004048-2）

郭园园（1987—），女，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail：gyuanyuan1987@163.com

*通信作者：鲁晓翔（1962—），女，教授，硕士，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail：lxxiang@tjcu.edu.cn