采后1-MCP和MAP处理对‘红富士’苹果冷藏和货架期品质的影响

何近刚，冯云霄，程玉豆，李丽梅，关军锋*

（河北省农林科学院遗传生理研究所，河北 石家庄 050051）

采后1-MCP和MAP处理对‘红富士’苹果冷藏和货架期品质的影响

何近刚，冯云霄，程玉豆，李丽梅，关军锋*

（河北省农林科学院遗传生理研究所，河北 石家庄 050051）

对‘红富士’苹果进行1.0 μL/L 1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）和自发气调包装（modified atmosphere package，MAP）处理，继而进行0 ℃冷藏和20 ℃货架贮藏。结果表明：贮藏期间，‘红富士’苹果果实硬度和可滴定酸含量下降，可溶性固形物含量升高，虎皮病和果心褐变增多。1-MCP处理能较好维持冷藏期间‘红富士’苹果果实硬度和可溶性固形物含量，降低了包装内CO2和乙烯含量。同时，1-MCP明显降低了冷藏期间虎皮病发病指数、果心褐变指数以及果柄端果肉褐变率，显著抑制果皮α-法尼烯及共轭三烯的生成。1-MCP+MAP结合使用可较好维持果实可滴定酸含量和果皮色泽、抑制果柄端果肉褐变。综合分析认为，1-MCP+MAP处理能较好维持‘红富士’果实冷藏和货架期间的品质，并显著抑制果实虎皮病的发生。

‘红富士’苹果；1-甲基环丙烯；自发气调包装；品质；虎皮病

‘红富士’苹果是我国主栽苹果品种，其产量约占苹果总产量的65%左右。因其肉质松脆、酸甜适口且耐贮而深受消费者喜爱；但贮藏至后期，因其外观光亮度降低、易发虎皮病等问题，而导致后期果实商品价值明

显下降，经济效益大大降低。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作为一种新型乙烯受体抑制剂，可显著延缓跃变型果实成熟和延长货架期，抑制乙烯释放[1]。已有研究证明，1-MCP可明显降低苹果果实呼吸速率，抑制乙烯释放[2]，从而延缓果实采后成熟与衰老，维持果实品质[3]；并能显著降低果皮中α-法尼烯及其氧化产物共轭三烯的含量，减少虎皮病发病率，并减轻其发病程度[4-5]。

自发气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）利用具有一定透气性的保鲜膜产生一定的气调环境，从而调节果实的代谢，延缓果实衰老，以达到提高保鲜效果的方法[6]。已有研究证实MAP处理可较好地维持苹果果实品质，抑制苦痘病和虎皮病的发生[7-8]。1-MCP+MAP处理‘红富士’苹果，可延缓‘红富士’果实硬度、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释放速率，并可抑制苹果贮藏后期油腻的发生[9]，但对其虎皮病发生的影响尚不清楚。

本实验拟研究1-MCP及MAP包装对‘红富士’苹果果实品质的影响，着重从果皮中α-法尼烯和共轭三烯含量等的变化，探讨果皮虎皮病的发病机制，从而为虎皮病的防控提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试‘红富士’（Malus domestica Borkh var. ‘Red Fuji’）苹果于2014年10月31日采自于河北平山管理良好的果园。采后散去田间热，挑选大小均匀、八成熟、无病虫害的果实为实验材料。

聚氯乙烯包装保鲜膜 国家农产品保鲜中心（天津）。

1.2 仪器与设备

GY-4型果实硬度计 浙江托普公司；PAL-1型手持数字糖度计 日本爱拓公司；CR-400型全自动色差仪 日本美能达公司；99790Ⅱ型便携式气体分析仪（Oxybaby 6.0） 德国Witt公司；99790Ⅱ型气相色谱仪 浙江福立公司；Spectrum752型紫外-可见分光光度计 上海光谱仪器公司；3k30型高速冷冻离心机德国Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将果实经1.0 μL/L的1-MCP密闭熏蒸处理24 h，对照果实同样空气密封24 h。密封后的处理和对照果实均分为两部分：一部分果实直接装入纸箱贮藏，另一部分经聚氯乙烯膜（0.03 mm厚，尺寸65 cm×65 cm）包装后再分别装入纸箱（MAP处理）；每个纸箱30 个果实。贮藏库内温度为0 ℃，相对湿度保持在85%～95%之间。自冷藏90 d时，每隔60 d取样测定各项指标，每次取3箱果实；210 d时取出冷库，打开包装膜袋，测定其在20℃条件下货架3 d和7 d时各项指标。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 果实品质指标测定

硬度采用GY-4型果实硬度计测定；可溶性固形物含量采用PAL-1型便携式糖度计测定；可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定，以苹果酸计；L*、a*、b*值用CR-400型全自动测色色差仪测定，在每个果实的阴阳面分别进行测定，计算综合色度指标色泽比（a*/b*），以色度角（arctan（b*/a*））表示色泽的变化[10]。

1.3.2.2 包装内气体测定

包装内CO2、O2含量测定采用便携式气体分析仪测定，乙烯含量用气相色谱仪法测定，载气为氮气，进样量1 mL。每处理固定3 个包装膜袋进行气体测定。

1.3.2.3 虎皮病病情指数的测定

正常果为0级，发病面积＜1/4为1级，发病面积＜1/2 为2级，发病面积＞1/2为3级[4]。虎皮病病情指数计算如式（1）所示：

1.3.2.4 果柄端果肉褐变率的测定

纵切果实后，计果柄端果肉褐变果实数。计算如式（2）所示：

1.3.2.5 果心褐变指数的测定

正常果心为0级，果心褐变面积＜1/4为1级，果心褐变面积＜1/2为2级，果心褐变面积＞1/2为3级[11]。果心褐变指数计算如式（3）所示：

1.3.2.6 果皮中α-法尼烯、共轭三烯含量的测定

参照Isidor等[12]的方法，用直径1 cm的打孔器打果皮圆片，挑选10 片放入25 mL试管中，然后加入10 mL正己烷避光放置2 h。取2 mL提取液过Florisil柱（硅镁型吸附剂），用紫外分光光度计于232 nm波长处比色，测定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波长处比色，测定共轭三烯含量。结果以nmol/cm2表示。

1.4 数据处理

品质测定时每次测定10 个果实，重复3 次。数据采用Excel和SPSS数据处理软件进行统计分析，方差分析采用Duncan法，结果用3 次重复的平均值表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理对‘红富士’苹果冷藏品质的影响

图1 不同处理对‘红富士’果实冷藏以及货架期硬度（A）、可溶性固形物含量（B）、可滴定酸含量（C）的影响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

‘红富士’苹果冷藏90 d后，硬度开始下降。贮藏150 d时，1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实硬度大于对照。贮藏210 d时，1-MCP处理的果实硬度显著高于对照，货架7 d时1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实硬度显著高于对照果实（图1A）。这说明经1-MCP处理对于维持货架期果实的硬度有明显正作用，而MAP对1-MCP处理的保硬效果无显著增益。

如图1B所示，‘红富士’苹果在整个冷藏期可溶性固形物含量变化不大。在贮藏210 d时，货架期1-MCP处理的果实可溶性固形物含量显著高于未经1-MCP处理的果实。这说明经1-MCP对于‘红富士’维持货架期可溶性固形物含量有显著作用；1-MCP+MAP处理的果实在冷藏90、210 d时可溶性固形物含量降低，且在90 d和210 d后货架期时显著低于1-MCP处理。

冷藏后的‘红富士’果实可滴定酸含量显著下降，1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实可滴定酸含量显著高于对照（图1C），且1-MCP+MAP处理的果实可滴定酸含量在货架期显著高于1-MCP处理，即这两种处理对于‘红富士’维持货架期可滴定酸含量均有明显作用。

2.2 不同处理对‘红富士’苹果冷藏期包装内气体含量的影响

图2 不同处理对‘红富士’果实冷藏期间包装内O2（A）、CO2（B）和乙烯（C）含量的影响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

如图2A、B所示，1-MCP+MAP处理包装内O2含量比单独MAP包装袋内高，CO2含量较低，而两者之间没有显著差异。MAP包装袋内乙烯含量随着贮藏时间的延长明显增加，到冷藏150 d时乙烯含量达最高值，但1-MCP可明显抑制MAP包装袋内乙烯含量的升高（图2C）。

2.3 不同处理对‘红富士’苹果冷藏期虎皮病、果心及近果柄端果肉褐变的影响

冷藏210 d后，经1-MCP和1-MCP+MAP处理的‘红富士’苹果色泽鲜艳、未明显失水萎蔫现象，与入库时差别不大；而未经1-MCP处理的果实颜色暗淡。经过150 d冷藏后，发现1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实没有虎皮病发生，而对照果实开始发病。冷藏210 d后，对照果实发病指数达0.227 5，MAP发病指数为0.170 2；1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实刚刚开始发病。

210+3 d和210+7 d时1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实发病指数显著低于未经1-MCP处理的果实，其中1-MCP+ MAP处理的果实发病指数最低（图3A）。本实验观察到，‘红富士’果实在贮藏期间近果柄端果肉会发生褐变现象，而且随着贮藏时间的延长，褐变率升高，其中MAP包装的果实较为严重，而1-MCP可显著抑制果柄端果肉的褐变（图3B），且1-MCP与MAP结合处理效果最佳。同时，1-MCP处理对于抑制果心褐变也有显著效果，本研究中‘红富士’苹果在贮藏210 d时，1-MCP和1-MCP+MAP处理的果实果心褐变率明显低于对照（图3C），且MAP对于1-MCP处理的效应并无显著影响。

图3 不同处理对‘红富士’虎皮病病情指数（A）、果柄端果肉褐变率（B）和果心褐变指数（C）的影响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 不同处理对‘红富士’苹果冷藏期果皮色泽的影响

图4 不同处理对‘红富士’果实冷藏以及货架期果皮光泽度ΔL*（A）、色泽比a*/b*（B）和色度角（C）的影响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

‘红富士’苹果在贮藏90 d时，MAP处理以及1-MCP+MAP处理的果实果皮亮度值（ΔL*）优于对照果实；随着贮藏时间的延长，ΔL*值无明显差异（图4A），说明果实在冷藏期亮度变化不大；而在货架期（210+7）d时，1-MCP处理的果实果皮亮度显著大于对照果实。由图4B可知，随着货架时间的延长，富士苹果的色泽比a*/b*总体均呈下降趋势，相比于对照，1-MCP+ MAP显著延缓了果皮色泽比的下降。色度角随着贮藏时间的延长呈上升趋势（图4C）；在贮藏前期，即90 d和150 d时，1-MCP和1-MCP+MAP处理均可较好地抑制色度角的上升；而到210 d以及货架期（210+3）d时，1-MCP+MAP结合处理对色度角的升高仍有抑制作用，较好保持了果实的新鲜度。

2.5 不同处理对‘红富士’苹果货架期果皮α-法尼烯和共轭三烯含量的影响

图5 不同处理对‘红富士’果实冷藏以及货架期果皮α-法尼烯（A）和共轭三烯（B）含量的影响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

‘红富士’苹果经冷藏90 d后，对照果皮中α-法尼烯含量达84.83 nmol/cm2，而1-MCP和1-MCP+MAP处理果皮中α-法尼烯含量分别为3.54 nmol/cm2和3.01 nmol/cm2（图5A）；此后α-法尼烯含量在贮藏过程中呈下降趋势，但1-MCP和1-MCP+MAP处理的果皮α-法尼烯含量显著低于对照和MAP处理。因此，1-MCP处理可有效抑制‘红富士’苹果果皮中α-法尼烯含量的升高。

如图5B所示，‘红富士’苹果果皮中共轭三烯含量在冷藏期间升高，贮藏210 d时对照果实和MAP包装果实的共轭三烯含量达22.63 nmol/cm2和24.61 nmol/cm2，而1-MCP和1-MCP+MAP处理果实中共轭三烯含量仅为3.75 nmol/cm2和2.96 nmol/cm2。货架期果实共轭三烯含量有所下降，但1-MCP和1-MCP+MAP处理果实中共轭三烯含量仍显著低于未经1-MCP处理的果实。

3 讨 论

3.1 不同处理对‘红富士’苹果贮藏品质及气体成分的影响

已有报道，1-MCP可较好地维持澳洲青苹的硬度和色泽[13]，且明显抑制虎皮病的发生；‘McIntosh’和‘Spartan’苹果经1-MCP处理可保持硬度、酸含量，抑制果心褐变和虎皮病的发生[14]。同时，1-MCP可以通过抑制β-半乳糖苷酶和脂氧合酶的活性而延缓苹果果实在贮藏过程中软化[15-16]。MAP包装明显维持富士苹果硬度，抑制虎皮病和果心褐变发生[17]；对于‘Eva’苹果货架期品质的维持也有较好的作用[18]。1-MCP+MAP结合处理可较好维持‘Bramley’苹果贮藏和货架品质，尤其是保持较高的硬度和可滴定酸含量[19]。本研究进一步证实了1-MCP 与MAP处理对‘红富士’苹果品质的维持作用，其中1-MCP+MAP结合处理效果更为显著。富士苹果在贮藏期间的果心褐变，也是影响果实品质的重要因素，1-MCP的处理可显著降低富士苹果冷藏期间的果心褐变指数。

MAP包装在一定程度上可调节袋内气体成分，但过高的CO2含量易对果实造成伤害，而‘红富士’苹果对CO2较敏感。本实验观察到‘红富士’在冷藏期，其果柄端果肉易发生褐变，大大降低了果实的品质，此时CO2积累可能是导致果肉褐变的原因之一[6]。1-MCP+MAP处理降低了包装内的CO2含量，显著抑制果柄端果肉的褐变。本研究中1-MCP处理明显降低了MAP包装袋内乙烯含量和CO2含量，这一情况可能与1-MCP降低苹果果实乙烯生成和呼吸速率有关[20]。

果皮色泽比（a*/b*）是果皮色度指标的综合指标，能较直观地反映果皮色泽的变化情况。L*值表示果皮色泽的明亮度，值越大果实亮度越高。本研究中‘红富士’苹果在冷藏期间ΔL*值无明显变化，而a*/b*值呈下降趋势，说明果实在冷藏期间果皮红色消减，而1-MCP+ MAP处理，可减缓a/b值的下降，意味着较好保持了果实色泽。色度角变化幅度在0°～180°之间，值越小，表示红色越深。本实验中色度角在贮藏期升高，同样说明了‘红富士’苹果在冷藏期间红色减弱，1-MCP+MAP处理在冷藏150 d和210 d时可较好地维持果实色泽，但到货架期，其作用已不明显。

3.2 1-MCP以及MAP处理对‘红富士’苹果虎皮病发生的调节机制

研究证实，苹果中α-法尼烯被氧化为共轭三烯，导致虎皮病的发生[21]；同时，虎皮病的发生、α-法尼烯与共扼三烯的含量都与贮藏温度有一定关系[22]。乙烯被认为与α-法尼烯的产生有关，如‘Tsugaru’苹果和‘Law Rome’苹果中发现α-法尼烯合成关键基因pMdAFS1的表达受乙烯的调节；而1-MCP可抑制其α-法尼烯合成相关基因的表达，对于虎皮病也有较好的抑制作用[23-24]。

‘红富士’苹果属呼吸跃变型果实，在贮藏过程中产生一定量的乙烯，MAP包装的‘红富士’苹果在冷藏到150 d时产生乙烯量达到最高值，而此时未经1-MCP处理的果实也开始出现虎皮病，随着贮藏时间的延长，虎皮病病情指数升高；而1-MCP以及1-MCP+MAP处理的果实，虎皮病得到了明显的抑制。

本研究中对照与MAP包装‘红富士’苹果在贮藏期间α-法尼烯大量合成，到冷藏90d时其含量已达最高值，之后随着α-法尼烯被氧化为共轭三烯，其含量随之下降。1-MCP以及1-MCP+MAP处理的果实α-法尼烯含量显著低于未经1-MCP处理的果实，这说明1-MCP显著抑制了‘红富士’苹果果皮中α-法尼烯的合成。共轭三烯由α-法尼烯氧化而成，未处理与MAP包装‘红富士’果实共轭三烯含量在贮藏期升高，其高峰晚于α-法尼烯含量高峰，这与在元帅苹果[20]以及‘Cortland’和‘Law

Rome’苹果[25]中的研究一致。因此，1-MCP和1-MCP+ MAP处理明显减少了果实虎皮病的发生。

4 结 论

1-MCP和MAP处理在一定程度上都能显著改善‘红富士’苹果冷藏期和货架期品质，1-MCP还能降低果皮α-法尼烯和共轭三烯含量，抑制虎皮病的发生和果心褐变；除此之外，1-MCP+MAP处理具有维持果实可滴定酸含量和果皮色泽、抑制果柄端果肉褐变的效果。因此，1-MCP+MAP处理技术值得在‘红富士’苹果贮藏中应用。

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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

何近刚, 冯云霄, 程玉豆, 等. 采后1-MCP和MAP处理对‘红富士’苹果冷藏和货架期品质的影响[J]. 食品科学, 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资金项目

何近刚（1982—），女，助理研究员，硕士，研究方向为植物生理学与分子生物学。E-mail：hejingang2000@163.com

*通信作者：关军锋（1966—），男，研究员，博士，研究方向为果实采后生理与品质。E-mail：junfeng-guan@263.net