1-MCP对鲜切刺嫩芽保鲜效果的影响

张丹，赵焓羽，周飘飘，赵露露，董艳娇，刘欢, *

1.吉林工程技术师范学院食品工程学院（长春 130052）；2.吉林省山葡萄资源开发创新团队（长春 130052）

刺嫩芽（Aralia elata seem），别名刺龙芽、刺老芽，俗称“山野菜之王”。春季4月末5月初发芽生长，生长到5～15 cm时采摘，淡黄绿色嫩芽为可食部位。在东北地区吉林、黑龙江和辽宁三省蕴藏量最大，每年可达6 500 t以上。目前，已经实现人工繁殖和栽培，每亩产量达1.5 t，供应时间也由原来1个月延长至6个月以上。刺嫩芽因其具有独特香味和丰富的营养价值受到国内外市场青睐，并且已经成为餐桌上常见的特色蔬菜。刺嫩芽采后代谢旺盛，生鲜产品储藏期仅为2～3 d，市场多为速冻、腌制和干制刺嫩芽产品，但这些产品已经失去了原有的风味和营养成分[1-3]。

鲜切果蔬加工保鲜技术因其能保持原有果蔬的新鲜、营养和风味等特点，并且经过保鲜处理后也更加清洁卫生，极大满足现代人们的需要[4-5]，然而鲜切果蔬在加工过程中，细胞组织结构会被破坏，造成汁液外流，营养物质损失加快，抵抗力变弱，易受微生物侵染，从而导致鲜切果蔬颜色、质地以及风味等品质恶化，大大降低了鲜切果蔬的商品价值[6-7]。不同鲜切蔬菜的主要品质劣变现象也存在差异，如马铃薯品质质劣变现象是褐变，竹笋是木质化，而生菜则以微生物腐败为主[8-10]。刺嫩芽其植物生理性质决定了其易发生褐变、木质化和腐败，所以需要研究出行之有效的保鲜技术。

近年来，鲜切果蔬保鲜技术研究发展较快。1-甲基环丙烯（1-MCP）是一种安全无毒无害、价格低廉、非常有效的乙烯受体抑制剂，具有较好保鲜作用。大量研究表明，1-MCP能有效减缓营养成分消耗，抑制MDA对细胞膜系统损伤，降低POD、PPO和PAL等酶促褐变相关酶的活力，提升SOD和CAT等抗逆性酶活性，从而达到保鲜的目的[11-12]。郭衍银等[13]研究1-甲基环丙烯和壳聚糖对鲜切西兰花活性氧代谢及保鲜效果的影响，结果表明1-MCP能维持较高的SOD、POD酶活性，减少MDA浓度的上升，减缓叶绿素和维生素C含量的下降。马跃等[14]研究1-MCP处理对鲜切胡萝卜生理变化的影响，结果表明1-MCP可抑制PAL、PPO、POD的酶活力，降低总酚含量减少。Fan等[15]研究发现1-MCP处理在不同程度上抑制了乙烯的产生和呼吸速率，延缓了菌落总数的增加，提高了CAT活性。

已有研究表明1-MCP在鲜切保鲜方面取得了较理想的成果，因此，研究以鲜切刺嫩芽为原料，采用低温冷藏结合不同浓度的1-MCP对鲜切刺嫩芽进行保鲜处理，研究在冷藏过程中鲜切刺嫩芽的各品质指标变化情况，探讨不同浓度1-MCP对鲜切刺嫩芽保鲜效果的影响，以期解决刺嫩芽鲜切后品质劣变问题，并为鲜切刺嫩芽保鲜技术开发提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

成熟刺嫩芽枝条，嫩芽长8～10 cm，枝条长15～20 cm，购于辽宁省抚顺市农业科技研究院双河村栽培基地，成熟刺嫩芽枝条从生产基地到实验室运输时间＜24 h。为保持刺嫩芽鲜切前新鲜度，将购买成熟刺嫩芽枝条垂直放入水（水高3～5 cm）中防止萎蔫和变质。试验处理前，成熟刺嫩芽枝条水中培养时间＜24 h。

1.1.2 试剂

1-甲基环丙烯（1-methylcycloplopene，1-MCP）（西安北农华农作物保护有限公司）；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸等（国药集团化学试剂有限公司）；草酸、乙二胺四乙酸、乙酸等（天津市科密欧化学试剂有限公司）。平板计数琼脂培养基（plate count agar，PCA）、营养琼脂培养基（nutrient agar，NA）、过氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和苯丙氨酸解氨酶活力测定试剂盒[生工生物工程（上海）股份有限公司]。

1.2 仪器与设备

PHS-3E雷磁pH酸度计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；SW-CJ-1F单人双面净化工作台（苏州净化设备有限公司）；MP51001电子分析天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；BJ-2CD超净工作台（上海博迅实业有限公司）；UV-2600型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；HHS-11-2恒温水浴锅（上海博讯实业有限公司）；BSD-100BOXUN培养箱（上海博迅医疗生物仪器股份有限公司）；3-30K-SIGMA台式超高速冷冻离心机（河南兄弟仪器设备有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 鲜切刺嫩芽的保鲜处理

用无菌剪刀摘选大小一致、新鲜、无机械伤、无病虫害的刺嫩芽；用10～15 ℃的清水进行清洗，洗去表面的杂质；采用无菌小刀，去掉外皮和皮刺，将刺嫩芽修理成7～8 cm长；将1-MCP药包（剂量为10，30和50 μL/L）用纯净水浸湿后分别放入塑料保鲜盒（15 cm×10 cm×8 cm），同时将3～4颗大小一致的鲜切刺嫩芽放入塑料保鲜盒中，置于4 ℃下冷藏，分别为10，30和50 μL/L处理组；装有未经1-MCP处理的鲜切刺嫩芽塑料保鲜盒分别置于4 ℃和常温下储藏，为冷藏对照组和常温对照组。当各个处理组出现50%以上萎蔫或褐变或腐烂或异味时，即终止储藏，每隔2 d测定各项指标。

1.3.2 菌落总数

菌落总数测定参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 菌落总数测定》的方法计菌落总数[16]。

1.3.3 失重率

失重率采用称重法测定，失重率按式（1）进行计算。

1.3.4 总酚

参照Caldwell[17]方法。样品处理后，在波长765 nm下测其吸光度。采用没食子酸标品建立标准曲线，总酚质量分数单位为mg/100 g，结果以鲜重质量计。

1.3.5 总糖

采用蒽酮-硫酸法，样品处理后，在波长620 nm下测定吸光度。采用葡萄糖标品建立标准曲线，总糖质量分数单位为mg/g，结果以鲜重质量计。

1.3.6 丙二醛

参照乔永祥等[18]方法。样品处理后，取上清液分别测定450，532和600 nm处的吸光度MDA，含量单位为μmol/g，结果以鲜重质量计。

1.3.7 酶活性

分别取2 g样品低温研磨，测定样品酶活力。过氧化物酶活力（peroxidase，POD）、多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）采用酶测定试剂盒测定。（1）POD酶活力：每克样品每分钟吸光度变化0.01作为1个POD活力单位（U）表示。（2）PPO酶活力：每克样品每分钟吸光度变化0.01作为1个PPO活力单位（U）表示。（3）CAT酶活力：每克样品每分钟催化1 μmol的H2O2降解定义为1个CAT活力单位（U）。（4）SOD酶活力：每克样品抑制反应体系百分率为50%时定义为1个SOD活力单位（U）。

1.4 数据统计

采用Origin 8.0作图。采用SPSS 19.0软件进行试验数据分析（ANOVA），Duncan’s新复极差法进行分析，检验其差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽叶绿素含量的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽叶绿素含量的影响见图1。

由图1可知，在储藏过程中不同处理的鲜切刺嫩芽叶绿素含量都在减小。在0～2 d时，常温对照组和1-MCP处理组无显著性差异（p≥0.05）。常温对照组在2～4 d时急剧下降，4～8 d时趋于平缓，储藏后期叶绿素含量仅为冷藏对照组的42%。不同浓度1-MCP处理鲜切刺嫩芽的叶绿素含量缓慢下降，在冷藏第8天时，10 μL/L处理组和30 μL/L处理组叶绿素含量显著高于其他组（p＜0.05）。由此可知，在1-MCP作用下呼吸作用减小，使得叶绿素降解速度减慢[19]。30 μL/L处理组结合冷藏的效果优于常温、冷藏和其他浓度处理组，能更好地有效减缓叶绿素的降解，防止鲜切刺嫩芽变色。

图1 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩叶绿素含量影响

2.2 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽菌落总数和失重率的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽菌落总数和失重率的影响见图2和图3。

由图2可知：随着储藏时间的延长，菌落总数的生长趋势都呈上升的趋势，常温对照组始终显著高于冷藏对照组（p＜0.05）；在储藏过程中，第4天冷藏各处理差异不明显（p≥0.05），至6 d后30 μL/L处理组和50 μL/L处理组结合低温冷藏处理显著低于其他组（p＜0.05），但30 μL/L处理组和50 μL/L处理组差异不显著（p≥0.05），其原因是由于刺嫩芽鲜切后物质流出，为微生物生长繁殖提供营养，未采用任何保鲜处理的常温对照组微生物生长繁殖最快。至储藏后期，冷藏和1-MCP处理共同作用显著减缓微生物的生长繁殖。

图2 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽菌落总数影响

由图3可知，随着储藏时间的延长，冷藏各组的鲜切刺嫩芽失重率均显著低于常温对照组（p＜0.05），说明冷藏条件下可延缓水分的蒸发，减缓鲜切刺嫩芽失重率的增长。在冷藏第6天时，各1-MCP处理失得率显著低于冷藏对照组（p＜0.05），由于蒸腾作用会出现植物细胞失水的现象，从而使失重率增加，1-MCP有效抑制蒸腾作用[20]。其中30 μL/L处理组失重率显著低于其他组（p＜0.05），其控制水分和营养成分流失效果较好。

图3 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽失重率影响

2.3 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽总糖和总酚含量的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽总糖和总酚含量的影响见图4和图5。

由图4可知：在储藏过程中，鲜切刺嫩芽总糖含量逐渐下降；在储藏4 d前，各处理差异不显著；第6和第8天时，30 μL/L处理组显著高于其他组（p＜0.05），常温对照组显著低于其他组（p＜0.05）。果蔬鲜切后呼吸作用加强，总糖被逐渐转化为能量、水和二氧化碳，采后果蔬营养价值下降。冷藏会降低呼吸作用，从而减缓总糖氧化分解；而1-MCP阻止乙烯与其受体结合，抑制果实的生理生化反应，减缓果蔬呼吸代谢作用[21]。因此，冷藏结合1-MCP处理可以减缓总糖含量下降，其中30 μL/L处理效果最好。

图4 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽总糖含量影响

由图5可知：在储藏过程中，鲜切刺嫩芽总酚含量迅速下降；1-MCP各处理组的总酚含量显著高于冷藏和常温对照组（p＜0.05），冷藏对照组和常温对照组差异不明显（p≥0.05）；在储藏8 d时，30 μL/L处理组总酚含量显著高于其他组（p＜0.05）。鲜切果蔬在储藏过程中较容易发生褐变，其褐变的主要原因是果蔬中所含的酚类物质与氧接触，易使多酚氧化酶和过氧化物酶氧化酚为醌类物质，随着贮存时间的延长，褐变会加重，酚含量会逐渐减少[22]。低温可以降低氧化酚类物质的酶活性，而1-MCP抑制果蔬呼吸代谢作用，所以1-MCP处理结合冷藏能够更好地抑制酚类物质的氧化，减缓总酚含量的降低。其中30 μL/L处理组抑制作用优于其他组，能显著控制鲜切刺嫩芽总糖和总酚等营养物质流失。

图5 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽总酚含量影响

2.4 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽MDA含量的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽MDA含量的影响见图6。

由图6可知：在储藏过程中，鲜切刺嫩芽MDA含量先上升后下降；常温对照组显著高于其他组（p＜0.05）；第4和第6天时，30 μL/L和50 μL/L处理组显著低于其他组（p＜0.05）；第8天时，10，30和50 μL/L处理组显著低于其他组（p＜0.05）。MDA含量是反映细胞膜过氧化作用的强弱，判断果实是否进入衰老阶段的指标之一[23]。MDA含量越高，鲜切刺嫩芽细胞膜损伤和细胞衰老越严重，而冷藏和1-MCP处理可以控制MDA产生，尤其是30 μL/L和50 μL/L浓度的1-MCP处理组可以有效调控细胞膜系统平衡，降低MDA含量，延缓鲜切刺嫩芽老化。

图6 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽MDA含量影响

2.5 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽POD和PPO的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽POD和PPO的影响见图7和图8。

POD与PPO在果蔬组织内作用相似，是参与酶促褐变反应相关酶，其活力影响鲜切果蔬品质[24]。由图7和图8可知：在储藏过程中，鲜切刺嫩芽POD活力先下降后上升，PPO先下降再上升之后下降；常温对照组POD和PPO活力显著高于其他组（p＜0.05）；第4和第6天时，30 μL/L和50 μL/L处理组POD活力、30 μL/L处理组PPO活力显著低于其他组（p＜0.05）；第8天时，30 μL/L处理组POD和PPO活力显著低于其他组（p＜0.05）。冷藏减缓鲜切刺嫩芽的POD和PPO活力；1-MCP处理抑制鲜切刺嫩芽呼吸代谢作用，从而减缓酶促反应，所以冷藏结合1-MCP处理有效控制鲜切刺嫩芽褐变，尤其是30 μL/L处理组降低鲜切刺嫩芽POD和PPO活力效果最好。

图7 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽POD活力影响

图8 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽PPO活力影响

2.6 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽SOD和CAT活力的影响

不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽SOD和CAT活力的影响见图9和图10。

由图9可知：在储藏过程中，常温对照组鲜切刺嫩芽SOD活力逐渐上升，而其他处理组先下降后上升；常温对照组显著高于其他组（p＜0.05）；第6天时，30 μL/L处理组显著低于其他组（p＜0.05）。果蔬组织内自由基导致膜质过氧化作用，破坏膜结构，SOD可以消除O2-自由基，使自由基水平降低，达到保护细胞的作用[13]。鲜切刺嫩芽中自由基过多，使组织出现衰老变质现象。冷藏和30 μL/L 1-MCP处理抑制鲜切刺嫩芽呼吸代谢作用，减小自由基累积，从而减缓SOD活力上升，保护细胞不受损伤，起到延缓衰老作用。

图9 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽SOD活力影响

由图10可知：在储藏过程中，常温对照组鲜切刺嫩芽CAT活力先上升后下降，而其他处理组先下降后上升；常温对照组显著高于其他组（p＜0.05）；第6天时，30 μL/L和50 μL/L处理组显著低于其他组（p＜0.05）。刺嫩芽鲜切后代谢作用使H2O2大量累积，导致CAT活力增加。冷藏和30 μL/L 1-MCP处理抑制鲜切刺嫩芽代谢作用，减小H2O2累积，减缓CAT活力上升，保护组织不受H2O2毒害，起到延缓衰老作用。

图10 不同1-MCP浓度对鲜切刺嫩芽CAT活力影响

3 结论

研究1-MCP 结合冷藏处理对鲜切刺嫩芽保鲜效果的影响，综合各项品质指标研究结果发现，常温对照组保鲜效果显著低于冷藏对照组和1-MCP处理组（p＜0.05）；30 μL/L和50 μL/L处理组保鲜效果显著高于其他组（p＜0.05）；尤其在储藏后期，30 μL/L处理组的叶绿素、总糖和总酚含量以及SOD和CAT活力显著高于其他组，菌落总数、失重率、MDA含量以及POD和PPO活力显著低于其他组。研究表明在储藏过程中，30 μL/L 1-MCP处理组结合冷藏能更好地阻止乙烯与其受体结合，致使乙烯信号传导受阻，从而抑制果实的生理生化反应，有效地控制呼吸作用和蒸腾作用，显著抑制微生物生长繁殖、水分流失以及叶绿素、糖类和酚类物质消耗，降低MDA积累以及POD和PPO，提高SOD和CAT活力，从而保护细胞膜系统和酶系统动态平衡，延缓褐变、木质化和腐烂，达到延长鲜切刺嫩芽保鲜期的目的。