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

郭衍银，姜 颜，彭 楠，赵炳坤，于 瑞，庞 芳

(1.山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255049；2.山东经贸职业学院，山东 潍坊 261011)

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

郭衍银1，姜 颜1，彭 楠1，赵炳坤1，于 瑞1，庞 芳2

(1.山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255049；2.山东经贸职业学院，山东 潍坊 261011)

研究1-甲基环丙烯(1-MCP)、壳聚糖对鲜切西兰花贮藏期间活性氧代谢及保鲜效果的影响。实验设置1-MCP(2μL/L)、壳聚糖(2%)及1-MCP联合壳聚糖3个处理，以未加处理的鲜切西兰花为对照，对鲜切西兰花10℃贮藏期间的相关指标进行测定。结果表明：1-MCP处理能显著降低呼吸作用，维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性，减少了O2－·和H2O2及MDA在体内的积累，延缓VC和叶绿素含量的下降，表现出很好的贮藏效果；壳聚糖处理与1-MCP处理效果相反，缩短了鲜切西兰花的贮藏时期；与对照相比，1-MCP联合壳聚糖虽有一定保鲜效果，但两者差异不明显。

鲜切；西兰花；1-甲基环丙烯；壳聚糖；活性氧；保鲜

国际鲜切产品协会(The International Fresh-cut Produce Association)指出，鲜切果蔬是指经由修剪、剥皮或切割处理，制成100%能食用的、包装好的、保持新鲜状态的、能给消费者方便且具高营养和风味的果蔬。近年来，随着人们经济水平的提高和生活节奏的加快，鲜切果蔬逐渐为国人所接受，摆上了超市的货架。对于鲜切处理的果蔬，由于受到机械伤害，其生理生化反应与整体有很大差异，如表现在伤乙烯产生、呼吸速率提高、微生物大量滋生，容易导致鲜切表面皱缩、风味降低、颜色丧失、腐烂、维生素快速丧失等[1-3]现象，加大了鲜切果蔬保鲜的难度。

研究表明，壳聚糖处理能在果实表面形成一层薄膜，调节果实内外的气体交换，使果实内形成一个低O2、高CO2的环境，减少果实内物质的转化和呼吸基质的消耗[4-5]，抑制微生物生长繁殖[6-7]，延长果蔬保鲜期。但也有研究指出，壳聚糖处理可提高鲜切草莓[8]和芹菜[9]呼吸速率，从而缩短其保鲜期。

1-甲基环丙烯(1-MCP)是近年来发现的一种新型乙烯受体抑制剂，它能不可逆作用于乙烯受体，从而阻断与乙烯的正常结合，抑制其所诱导的与果实后熟相关的一系列生理生化反应[10]。研究表明，1-MCP处理可延长鲜切胡萝卜[11]、鲜切西瓜[12]货架期，表现出很好的保鲜效果。

西兰花(Brassica oleraceaL.)的食用部分为带有花蕾群的肥嫩花茎，因其营养丰富、颜色翠绿、清香柔嫩、味道鲜美而备受消费者青睐。但由于西兰花花球是由幼嫩的小花梗和无数小花蕾组成，代谢十分旺盛，采后室温1～2d花球即表现出黄化衰老，致使丧失其经济价值及食用价值[13]。本实验拟通过1-MCP和壳聚糖处理，研究鲜切西兰花贮藏过程中活性氧代谢及品质指标的变化，探求适于鲜切西兰花保鲜的1-MCP或壳聚糖处理条件，为延长鲜切西兰花的货架期提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

西兰花来源于山东省淄博市临淄区皇城镇南卧石村蔬菜基地，品种为“优秀”，采收后当天运回山东理工大学农业工程与食品科学学院冷库，于3℃预冷6h后进行试验处理。

1.2 试剂与仪器

氯化三苯基四氮唑、盐酸羟胺、2,6-二氯靛酚、愈创木酚、草酸、丙酮、磷酸氢二钠 北京化学试剂厂；核黄素、EDTA-Na2、过氧化氢、Triton-X100、对氨基苯磺酸、聚乙烯吡咯烷酮 天津化学试剂厂；α-萘胺、氮蓝四唑、二氯化钛 美国Aldrich公司。所有试剂均为分析纯。

UV-1750紫外-可见分光光度计 岛津国际贸易有限公司；GL-20G-2型高速冷冻离心机 上海安亭仪器制造厂；AL-1D4型分析天枰 梅特勒-托利多仪器有限公司；GXZ-260B型光照培养箱 宁波江南仪器厂；XMTD-4000型电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂；ADC2250远红外CO2分析仪 英国ADC Bioscientific 公司。

1.3 保鲜实验设计

将预冷后的西兰花分成两份，一份置于0.4m3气调箱内，并用2μL/L 1-MCP 于20℃处理24h；另一份置于气调箱内不加任何处理。将上述2份西兰花用流水清洗，然后掰成直径约1.0～1.2cm的小花球，所得花球用5%过氧化氢溶液消毒处理10min，流水冲洗干净。然后，将1-MCP处理的西兰花片分成2份，一份使用2%壳聚糖溶液处理10min(1-MCP＋壳聚糖)，另一份不用壳聚糖处理(1-MCP)。气调箱中不加1-MCP处理的西兰花片也分成2份，一份使用2%壳聚糖处理10min(壳聚糖)，另一份不用壳聚糖处理为对照(CK)。

将各处理的西兰花分别放入30cm×20cm灭菌塑料盘中，然后将塑料盘放入聚乙烯袋中，聚乙烯袋打6～8个孔，以利于保湿和气体进出。每个处理分别装20袋，放在恒温培养箱中10℃保存。保存过程中，从鲜切处理的第1天开始，每隔1d进行取样，进行相关指标测定。

1.4 指标测定

1.5 数据处理

所得数据经SPSS 13.0进行显著性分析，P＜0.01为极显著水平，P＜0.05为显著水平。

2 结果与分析

图1 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花·(A)和H2O2(B)含量的影响Fig.1 Effects of 1-MCP and chitosan on(A) and H2O2 (B) contents in fresh-cut broccoli

如图1B所示，各处理对H2O2含量的影响趋势与相似，也是1-MCP处理H2O2含量最低，壳聚糖处理提高鲜切西兰花贮藏前期的H2O2含量。由于鲜切西兰花腐烂或完全黄化，不宜再贮藏，所以所有图中壳聚糖处理数据只列到第9天，CK和1-MCP＋壳聚糖处理列到第11天，而1-MCP处理可到第13天。

2.2 不同保鲜处理对SOD和POD比活力的影响

图2 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花SOD(A)和POD(B)活性的影响Fig.2 Effects of 1-MCP and chitosan on SOD (A)and POD (B) activities of fresh-cut broccoli

图2A表明，CK处理SOD比活力在第7天上升到最高点后下降，而1-MCP处理最高点出现在第9天且之后处于较高水平。壳聚糖处理的最高点则出现在第5天，之后迅速下降。与CK相比，1-MCP＋壳聚糖SOD比活力最高点也是出现在第7天，但其比活力在整个贮藏期间一直低于CK。

图2B表明，与SOD变化趋势相似，1-MCP显著提高鲜切西兰花贮藏期间的POD比活力，贮藏后期表现尤为明显。壳聚糖、1-MCP＋壳聚糖处理在贮藏期间含量低于CK。

2.3 不同保鲜处理对MDA含量的影响

图3 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花MDA含量的影响Fig.3 Effects of 1-MCP and chitosan on MDA content of fresh-cut broccoli

贮藏期间，各处理的鲜切西兰花MDA含量均呈上升趋势(图3)。其中以壳聚糖处理上升最快，第9天比第1天上升了9.67倍；1-MCP＋壳聚糖处理与CK处理差别不大，但稍高于CK；1-MCP处理虽稍有上升，但上升幅度不大。第9天时，壳聚糖、1-MCP＋壳聚糖和1-MCP处理的MDA含量分别为CK的151.90%、120.25%和53.16%。

2.4 不同保鲜处理对呼吸速率的影响

图4 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花呼吸速率的影响Fig.4 Effects of 1-MCP and chitosan on respiration intensity of freshcut broccoli

图4表明，壳聚糖处理显著提高贮藏前期鲜切西兰花的呼吸速率，在1～7d贮藏期间，壳聚糖处理的呼吸速率高于CK，但之后迅速下降，这与壳聚糖处理鲜切西兰花贮藏后期迅速腐烂有关。1-MCP＋壳聚糖处理的呼吸速率变化与CK相似，只是含量稍低于CK，但差异不明显。整个贮藏期间，1-MCP处理表现出较低的呼吸速率，且未见明显的呼吸高峰，对呼吸表现出明显的抑制作用。

2.5 不同保鲜处理对叶绿素含量的影响

图5表明，随着贮藏时间的延长，各处理叶绿素含量均呈下降趋势，但下降速率各异。壳聚糖处理叶绿素含量下降最快，其次为1-MCP＋壳聚糖处理，1-MCP处理显著抑制叶绿素含量的下降，其下降速率最慢。第9天时，壳聚糖、1-MCP＋壳聚糖和1-MCP处理的叶绿素含量分别为CK的75.04%、77.65%和150.44%。

2.6 不同保鲜处理对VC含量的影响

图5 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花叶绿素含量的影响Fig.5 Effects of 1-MCP and chitosan on chlorophyll content of fresh-cut broccoli

图6 1-MCP、壳聚糖对鲜切西兰花VC含量的影响Fig.6 Effects of 1-MCP and chitosan on vitamin C content of fresh-cut broccoli

由图6可知，与叶绿素变化趋势相似，各处理对VC含量的影响趋势均随贮藏时间的延长呈下降趋势。1-MCP处理显著抑制鲜切西兰花VC下降，而壳聚糖处理VC下降最快。至第9天，壳聚糖、1-MCP＋壳聚糖、CK和1-MCP的VC含量分别仅为最初含量的18.76%、36.15%、47.83%和77.66%。

3 讨 论

SOD是植物体内清除活性氧自由基的关键酶系之一，它能催化植物体内分子氧活化的第一个中间产物发生歧化反应，生成·和H2O2，H2O2可由POD催化分解成无毒的H2O和。因此，SOD和POD比活力的高低可以反映果蔬清除自由基的能力及机体的生理状态[16-17]。MDA是膜质氧化的产物，通常可以用MDA的含量衡量细胞膜的氧化程度和植物对逆境反应的强弱[18]。本实验中，1-MCP处理可显著提高鲜切西兰花SOD、POD比活力，进而降低了·和H2O2含量，表现出较好的贮藏品质；壳聚糖处理却降低了SOD、POD比活力，造成·、H2O2及MDA的累积。

孙晓飞等[19]使用1%壳聚糖处理鲜切莲藕，表明壳聚糖可有效抑制褐变和提高抗氧化比活力；万丽等[20]利用1%壳聚糖＋1%柠檬酸＋2%乳清蛋白＋0.3%氯化钙处理鲜切冬枣，也取得不错的保鲜效果。但本研究中，鲜切西兰花表现出较高的·、H2O2含量和呼吸速率，以及较低的SOD、POD比活力，VC含量下降速率显著较快，可能与本实验使用壳聚糖质量分数过高(2%)有关，降低壳聚糖浓度是否能起到保鲜效果，尚需进一步研究。

研究证明，1-MCP能抑制果蔬的呼吸作用并推迟呼吸高峰出现的时间[21]，延缓软化进程[22]，提高果蔬贮藏品质[23]。本实验中，1-MCP处理同样降低了鲜切西兰花的呼吸速率，并延缓了VC含量的降低速率，表现出很好的贮藏效果。

4 结 论

4.1 西兰花经2μL/L 1-MCP处理24h后，鲜切贮藏表现出很好的贮藏特性，提高了鲜切西兰花SOD、POD比活力，减少了·和H2O2及MDA的积累，从而有效防止了膜质过氧化作用。同时，1-MCP处理可降低鲜切西兰花的呼吸速率，延缓VC和叶绿素含量下降，表现出很好的贮藏品质。

4.2 鲜切西兰花经2%壳聚糖处理后，贮藏期间其SOD、POD比活力降低，累积了大量的·和H2O2，提高了MDA含量，未能有效调节鲜切西兰花的比活力氧代谢。同时，2%壳聚糖处理提高了鲜切西兰花的呼吸速率，促使VC和叶绿素含量迅速下降。

4.3 1-MCP联合壳聚糖处理的鲜切西兰花贮藏效果虽稍好于CK处理，但差异不明显。

[1] BARRY R C, BEIRNE O D. Quality and shelf-life of fresh cut carrot slices as affected by slicing method[J]. Journal of Food Science, 1998, 63 (5): 851-856.

[2] WATADA A E, QUI L. Quality of fresh-cut produce[J]. Postharvest Biology and Technology, 1999, 15(3): 201-205.

[3] AGAR I T, HESS P B, KADER A A. Postharvest CO2and ethylene production and quality maintenance of fresh-cut kiwifruit slices[J]. Journal of Food Science, 1999, 64(3): 433-440.

[4] 刘亚平, 焦凌霞. 壳聚糖在鲜切果蔬保鲜中的应用进展[J]. 河北农业科学, 2008, 12(8): 81-83.

[5] 孙慧清, 刘美玲, 张晨, 等. 壳聚糖果蔬保鲜技术研究进展[J]. 保鲜与加工, 2006, 6(4): 1-3.

[6] SANGSUWAN J, RATTANAPANONE N, RACHTANAPUN P. Effect of chitosan/methyl cellulose films on microbial and quality characteristics of fresh-cut cantaloupe and pineapple[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 49(3): 403-410.

[7] CHIEN P J, SHEU F, YANG F H. Effects of edible chitosan coating on quality and shelf life of sliced mango fruit[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 78(1): 225-229.

[8] GHAOUTH E, ARUL A, GRENIER J, et al. Antifungal activity of chitosan on two postharvest pathogens of strawberry[J]. Phytopathology, 1992, 82(4): 398-402.

[9] DEVLIEGHERE F, VERMEULEN A, DEBEVERE J. Chitosan: antimicrobial activity, interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables[J]. Food Microbiology, 2004, 21(6): 703-714.

[10] CHRISTOPHER B W. Overview of 1-methylcyclopropene trials and uses for edible horticultural crops[J]. HortScience, 2008, 43(1): 86-94.

[11] 马跃, 胡文忠, 程双, 等. 1-MCP处理对鲜切胡萝卜生理生化变化的影响[J]. 食品工业科技, 2011, 32(4): 341-344.

[12] 毛林春, 阙斐, HUBER J D. 1-甲基环丙烯和氯化钙处理对鲜切西瓜果实脂质水解酶的作用[J]. 植物学报, 2004, 46(12): 1402-1407.

[13] 蒋欣梅, 于锡宏. 青花菜采收后花球衰老生理[J]. 北方园艺, 2004(2): 9-10.

[14] 中国科学院上海植物生理研究所, 上海市植物生理学会. 现代植物生理学实验指南[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1999: 302-322.

[15] 赵世杰, 刘华山, 董新纯. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 1998: 56-124.

[16] 殷奎德, 马连菊, 刘世强. 逆境条件下植物比活力氧(AOS)的研究进展[J]. 沈阳农业大学学报, 2003, 34(2): 147-149.

[17] 赵丽坤, 廖祥儒, 蒋继志. 比活力氧与植物系统获得抗病性研究进展[J]. 河北农业大学学报, 2002, 25(增刊1): 173-176.

[18] 李合生. 现代植物生理学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002: 188-420.

[19] 孙晓飞, 丁永川, 马建平. 壳聚糖处理对鲜切莲藕和抗氧化比活力的影响[J]. 作物杂志, 2011(2): 57-60.

[20] 万丽, 申琳, 赵丹莹, 等. 壳聚糖复合涂膜对鲜切冬枣安全性和贮藏品质的影响[J]. 食品科学, 2009, 30(4): 277-281.

[21] JIANG Y M, JOYCE D C, MACNISH A J. Extension of the shelf life of banana fruit by 1-methylcyclopropene in combination with polyethylene bags[J]. Postharvest Biology and Technology, 1999, 16(2): 187-193.

[22] 苏小军, 蒋跃明. 新型乙烯受体抑制剂: 1-甲基环丙烯在采后园艺作物中的应用[J]. 植物生理学通讯, 2001, 37(4): 361-364.

[23] 魏好程, 潘永贵. 1-MCP对采收果蔬生理及品质影响的研究进展[J].华中农业大学学报, 2003, 22(3): 307-312.

Effects of 1-MCP and Chitosan on Active Oxygen Metabolism and Quality of Fresh-Cut Broccoli (Brassica oleraceaL.) during Storage

GUO Yan-yin1，JIANG Yan1，PENG Nan1，ZHAO Bing-kun1，YU Rui1，PANG Fang2
(1. School of Agricultural and Food Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China；2. Professional College of Shandong Economic and Trade, Weifang 261011, China)

In order to explore the effects of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and chitosan on active oxygen metabolism and storage quality of fresh-cut broccoli during storage at 10 ℃, 3 treatments including 2μL/L 1-MCP, 2% chitosan, and their combination for fresh-cut broccoli were set up in this study. Fresh-cut brococoli without receiving any treatment was used as control. The results showed that 1-MCP treatment could decrease the respiration intensity, increase the activities of SOD and POD, and delay the decrease of vitamin C and chlorophyll contents of fresh-cut brococoli, thus revealing an excellent freshkeeping effect on fresh-cut broccoli. However, contrary results were observed for 1-MCP treated samples with shorted shelf life. The combination of 1-MCP and chitosan presented a certain fresh-keeping effect with no significant difference from that of the control.

fresh-cut；broccoli；1-methylcyclopropene；chitosan；active oxygen；storage

S609.3；S635.3

A

1002-6630(2012)18-0270-05

2011-07-24

山东理工大学大学生创新研究项目(2011224)；山东经贸职业学院2012黄河三角洲地区第二批引进急需人才项目

郭衍银(1976—)，男，副教授，博士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：guoyy@sdut.edu.cn