1-甲基环丙烯和二氧化氯复合处理对冬枣采后生理及贮藏品质的影响

金童，韩聪，杨晓颖，孙斐，杜雅珉，傅茂润，*，姜健美，于有良，吴廷俊

（1.齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东济南250353；2.青岛诚誉食品检测有限公司，山东青岛266000；3.海汇集团天宝食品有限公司，山东日照276500）

冬枣皮薄肉脆、甘甜清香、味道鲜美，并且富含碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质和多酚等多种营养成分，深受消费者喜爱[1-2]。然而，冬枣不耐贮运，容易出现失水、转色、褐变和腐烂等问题[3]，导致品质下降、货架期缩短，严重制约了冬枣产业的发展。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一种乙烯受体抑制剂，不可逆地作用于乙烯受体，从而阻断与乙烯的正常结合，进而延缓果实的成熟、衰老。1-MCP 的保鲜效果已经在苹果[4]、蓝莓[5]、油菜[6]、苦瓜[7]等大量果蔬中得到证实，并已在苹果、猕猴桃保鲜中商业化应用。二氧化氯（chlorine dioxide，ClO2）作为Al 级安全消毒剂，是目前国际上公认的安全、无毒、性能优良的食品保鲜剂[8]。ClO2具有广谱杀菌性，能杀灭一般细菌、病毒、真菌、芽孢等，已在草莓[9]、哈密瓜[10]、番茄[11]、生菜[12]等果蔬保鲜中取得了良好的应用效果。

目前，关于冬枣的保鲜技术主要为物理、化学的单一保鲜方法，这些方法通常存在自身的缺陷，很难全方位的保持冬枣品质。近期，有报道称通过超声波复合钙处理能提高冬枣贮藏期间品质特性，并延缓其果实细胞壁多糖的降解[13]，但对于一般生产者很难在实际生产中应用。本研究针对冬枣品质劣变的主要问题，采用方便、简单、安全的1-MCP 和ClO2复合保鲜技术，研究其对冬枣低温贮藏期间转色、腐烂、品质、含水量和抗氧化能力的影响，以期达到协同优化的保鲜效果，为采后冬枣提供切实可行的保鲜技术。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冬枣：山东省滨州市沾化县下洼镇。选择无机械伤、无病虫害、大小均匀、果面整洁的七成熟的全青果实为试验材料。

酚酞指示剂、氢氧化钠、草酸、2，6-二氯靛酚：天津市江天化工有限公司；抗坏血酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠：天津市博迪化工股份有限公司；石英砂、草酸、三氯乙酸、碳酸钠、铁氰化钾、三氯化铁：天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

YP20002 型电子天平：余姚市金诺天平仪器有限公司；CP114 型分析天平：奥豪斯仪器上海有限公司；Universal TA 质构仪：上海腾拔仪器科技有限公司；PAL-型数字手持折光仪：日本ATAGO 爱宕；V-1100D型分光光度计：上海美欧达公司；X-Rite528 型色差仪：杭州三锦仪器设备有限公司；NMI20-Analyst 核磁共振成像分析仪：纽迈公司。

1.3 试验方法

冬枣当日采摘后立即运往实验室，用0.05%次氯酸钠溶液浸泡消毒2 min，取出自然风干后，随机将30 个果实放入1 个0.03 mm 厚的聚乙烯保鲜袋内，共60 袋，用于以下4 组处理：①对照组（CK）：无任何处理；②1-MCP 处理组：袋中放置一袋用蒸馏水浸湿的1-MCP 粉包，1-MCP 最终浓度为 3 μL/L；③ ClO2处理组：袋中放置1 g 用压片法制成的有效浓度为0.2%的二氧化氯固体缓释剂，ClO2最终浓度为100 μL/L；④ClO2+1-MCP 处理组：采用1-MCP 和ClO2同时处理，方法与单独处理相同。

将所有保鲜袋扎口、密封，置于4 ℃保鲜柜中，避光贮藏40 d。每隔10 d，各组随机抽取3 袋用于取样和指标测定。

1.3.1 指标测定

1.3.1.1 转红指数的测定

转红级别参照胡晓艳等[14]的方法：0 级，果面无红色；1 级，0 ～25 %果面着色；2 级，25 %～50 %果面着色；3 级，50%～75%果面着色；4 级，75%～100%果面着色。

转红指数/%=∑[（转红级别×该级别果数）/（转红最高级×总果数）]×100。

1.3.1.2 颜色的测定

使用X-Rite528 型色差仪进行果实色差的测定，选取果实赤道部位，每个果实测定3 次，记录L*值，a*值。

1.3.1.3 腐烂指数的测定

腐烂级别：0 级，果面无腐烂；1 级，0～1/4 果面腐烂；2 级，1/4～2/4 果面腐烂；3 级，2/4～3/4 果面腐烂；4级，3/4～4/4 果面腐烂。

腐烂指数/%=∑[（腐烂级别×该级别果数）/（腐烂最高级×总果数）]×100。

1.3.1.4 含水量的测定

采用烘干称重法[15]测定果实含水量。

1.3.1.5 低场核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）

采用多层自旋回波序列（multislice spin echo，MSE）采集样品横断面的质子H 质子密度图像[16]，采用MRI 成像软件进行核磁共振成像试验。

MRI 成像参数：选层层厚2.0 mm，层间隙1.5 mm，重复时间300 ms，回波时间20 ms，频率编码方向视野80 mm，相位编码方向视野80 mm，采集次数16，频率方向256，编码步数192。

1.3.1.6 硬度的测定

采用Universal TA 质构仪对冬枣果实赤道部位硬度进行测定。

1.3.1.7 可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量的测定

参照李晓芳等[17]，取样后将待测部位果肉迅速挤压得到果汁，并利用PAL-1 型数字手持折光仪测定冬枣汁中可溶性固形物的含量。

1.3.1.8 可滴定酸（titratable acid，TA）含量的测定

采用酸碱滴定法[18]进行测定。

1.3.1.9 VC含量的测定

采用2，6-二氯靛酚法[18]进行测定。

1.3.1.10 总酚含量的测定

采用Folin 酚法[19]测定样品中总酚含量。

1.3.1.11 还原力的测定

参照Mao 等[20]的方法进行测定。

1.3.1.12 DPPH 自由基清除率的测定

参照Jagtap 等[21]的方法进行测定。

1.3.2 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 软件处理数据，采用SPSS-11.5 进行显著性分析。采用ANOVA 程序进行差异性分析，数值用平均值±标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对冬枣转色的影响

贮藏40 d 冬枣外观见图1。

图1 贮藏40 d 后冬枣外观Fig.1 Overall appearance of winter jujube after stored for 40 days

贮藏期间，冬枣容易转红及腐烂。从图1 可以看出，贮藏40 d 后，对照组几乎全部转红，腐烂严重，复合处理组没有明显染菌情况。

转色是指冬枣由青变红、由浅变深的过程，是冬枣成熟衰老的重要标志。不同处理方式对冬枣果实转红指数、颜色（L*，a*）和腐烂指数的影响见表1。

从表1 中可以看出，整个贮藏期间冬枣的转红指数持续上升。贮藏40 d 后，CK 组的转红指数最高，为95.1%，其次为1-MCP 和ClO2处理组，复合处理组最低，为73.1%，说明1-MCP 和ClO2单独处理均能抑制冬枣转红，但复合处理的效果要好于单独处理。L*值反映明暗度，a*值反映红绿色，与转红指数相对应，CK组的果实L*值最低、a*值最高，而复合处理组果实L*值最高、a*值最低，说明复合处理能较好的保持冬枣的绿色，并使果实表面明亮有光泽。在低温贮藏期间，由于湿度较高常常会导致腐烂的发生。贮藏30 d 后，CK 组果实的腐烂指数已经超过60%，1-MCP 处理、ClO2处理和复合处理均能不同程度的抑制冬枣腐烂的发生，其中，ClO2的效果优于1-MCP，而复合处理组效果最佳。

表1 不同处理方式对冬枣果实转红指数、颜色（L*，a*）和腐烂指数的影响Table 1 Effects of different treatments on red index，color（L*，a*）and decay index of winter jujube

续表1 不同处理方式对冬枣果实转红指数、颜色（L*，a*）和腐烂指数的影响Continue table 1 Effects of different treatments on red index，color（L*，a*）and decay index of winter jujube

2.2 不同处理方式对冬枣含水量的影响

不同处理方式对贮藏40 d 冬枣含水量的影响见图2。

含水量影响冬枣果实脆度，是评价果实品质的重要指标。从图2 可以看出，储藏至40 d，CK 组冬枣含水量最低，为69.4%，其次为1-MCP 组和ClO2组，复合处理组含水量最高，为77.2%。不同处理方式对冬枣MRI 图像的影响见图3。

图2 不同处理方式对贮藏40 d 冬枣含水量的影响Fig.2 Effects of different treatments on water content of winter jujube after 40 days storage

图3 不同处理方式对冬枣MRI 图像的影响Fig.3 Effects of different treatments on MRI images of winter jujube

磁共振图像能更直观反映果实内部含水量及分布，对照组果实内部水分分布不均匀，自由水含量较少，而复合处理组果实内部水分分布均匀，自由水含量较高，说明复合处理可以有效保持贮藏期间冬枣果实含水量，保持其品质。

2.3 不同处理对冬枣硬度的影响

不同处理方式对冬枣果实硬度的影响见图4。

由图4 可以看出，冬枣果实硬度在贮藏期间逐渐降低，前10 d 硬度下降较慢，随后下降较快。贮藏至40 d，CK 组硬度下降了67.8%，ClO2处理组下降65%，它们之间没有显著差异（P＞0.05），而1-MCP 处理和复合处理可以有效减缓冬枣硬度的下降，其中复合处理效果最佳，果实硬度比对照组高66.9%。

图4 不同处理方式对冬枣果实硬度的影响Fig.4 Effects of different treatments on firmness of winter jujube

2.4 不同处理方式对冬枣营养品质的影响

不同处理方式对冬枣果实TSS 含量、TA 含量、VC含量和总酚含量的影响见图5。

图5 不同处理方式对冬枣果实TSS 含量、TA 含量、VC 含量和总酚含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on TSS content，TA content，VC contentand total phenolics content of winter jujube

TSS 和TA 是决定冬枣果实味道的重要指标。冬枣果实的TSS 含量在贮藏前期呈上升趋势，在20 d 时达到峰值，随后开始下降。在贮藏前30 d，复合处理组的TSS 含量与1-MCP 处理组相比没有明显差异（P＞0.05），但在贮藏结束时显著高于1-MCP 处理组。在整个贮藏期间，复合处理组的TSS 含量均高于ClO2处理和CK 组（图5 A）。TA 含量在贮藏期间一直下降，贮藏至 40 d，对照组、ClO2处理组、1-MCP 处理分别下降了40%、35%、34%，而复合处理组下降最少，为27%（图5 B）。冬枣VC含量很高，是衡量冬枣品质的重要指标。整个贮藏期间，冬枣VC呈缓慢下降趋势（图5 C）。贮藏40 d 后，对照组果实VC含量最低，为160 mg/100 g，其次为单独处理组，复合处理组VC含量最高，为206 mg/100 g，是对照组的1.3 倍。酚类物质是果实中重要的抗氧化物质。在贮藏期间，冬枣采后总酚含量整体呈先上升后下降的趋势，CK 组的总酚含量始终保持最低水平，而复合处理组果实的总酚含量保持较高水平（图5 D）。

2.5 不同处理方式对冬枣抗氧化能力的影响

不同处理对冬枣还原力和DPPH 自由基清除率的影响见图6。

还原力和DPPH 自由基清除率是反映果实抗氧化能力的指标。与总酚趋势一致，它们都呈现先上升后下降的趋势。不同处理都可以不同程度减缓冬枣果实贮藏期间还原力和DPPH 自由基清除率的下降，其中复合处理效果最佳。贮藏结束时，复合处理组果实还原力和DPPH 自由基清除率分别比对照高48.2 %和46.7%，说明复合处理可以有效保持冬枣果实抗氧化能力。

图6 不同处理对冬枣还原力和DPPH 自由基清除率的影响Fig.6 Effect of different treatments on reducing power and DPPH free radical scavenging rate of winter jujube

3 结论与讨论

试验以沾化冬枣为试验材料，研究了1-MCP 与ClO2单独和复合处理对冬枣果实低温贮藏品质的影响。在贮藏期间，果皮转红是冬枣最直观的外观变化，直接影响冬枣的贮藏品质和消费者的可接受程度。已有研究报道，单独1-MCP 或ClO2处理能减缓果蔬中叶绿素的降解速度。在本试验中，与单独处理相比，1-MCP 和ClO2复合处理抑制冬枣果实转红的效果更为明显，能更好的保持冬枣果实表面明亮有光泽。

冬枣极易受到真菌侵染，造成腐烂发生[22]。ClO2是防腐保鲜剂，具有广谱杀菌性。前人的研究表明，ClO2可以有效抑制灰霉对冬枣果实的侵染。本试验中，复合处理对腐烂的抑制效果要好于单独ClO2处理，这可能是由于1-MCP 处理提高了果实的整体品质，从而间接增强了其对外源病菌的耐受能力。此外，含水量对于冬枣果实外形和口感也至关重要。同时发现复合处理能提高冬枣果实的水分含量，MRI 图像也直观表明复合处理能阻止冬枣失水，保持果实原有球形。此外，复合处理还可以有效减缓冬枣果实硬度的下降，这可能是因为1-MCP 抑制与细胞壁酶相关基因的表达[23]，ClO2也有抑制细胞壁蛋白合成的作用[24]，两者结合，达到协同效果。

已有大量研究表明，1-MCP、ClO2作为采后保鲜剂可以有效保持果蔬的营养品质。例如，1-MCP 可以延缓油菜[6]、菠萝[25]的硬度、可溶性固形物、VC含量的下降，ClO2也可以有效保持夏黑葡萄[26]可溶性固形物和可滴定酸的含量。本试验的结果与前人报道相一致，1-MCP、ClO2单独处理都能不同程度的抑制冬枣可溶性固形物、可滴定酸、VC含量和总酚含量的下降，但将二者结合后效果更佳。另外，以还原力和DPPH 自由基清除率反映冬枣的抗氧化能力，发现对照果实抗氧化能力下降明显，而经过复合处理的果实能保持最高的抗氧化能力。

因此，研究结果表明，1-MCP、ClO2单独及复合处理都能不同程度的延缓果实转色，减少果实腐烂，有效保持果实含水量、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、VC含量和总酚含量，提高果实的抗氧化能力。其中，与1-MCP、ClO2单独处理相比，复合处理能克服单一处理的缺点，从生理、病理两方面有效延缓了冬枣果实采后衰老和品质劣变，保鲜效果更佳。