焦 艳，李 武，张 超，马 越，李喜宏，赵晓燕,*
(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 100097；2.天津科技大学 食品营养与安全省部共建教育部重点实验室，天津 300457)
1-甲基环丙烯处理对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响
焦 艳1,2，李 武1，张 超1，马 越1，李喜宏2，赵晓燕1,*
(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 100097；2.天津科技大学 食品营养与安全省部共建教育部重点实验室，天津 300457)
系统比较仅在鲜切前或鲜切后用1-甲基环丙烯(1-MCP)处理和鲜切前后均采用1-MCP处理西瓜对鲜切西瓜呼吸强度、乙烯释放量、可溶性固形物、硬度和颜色等指标的影响。研究结果显示使用1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜24h是一种最佳处理方式，该处理方式在7d的贮藏期内不仅有效降低鲜切西瓜呼吸速率和乙烯产生量，而且有效维持鲜切西瓜的硬度和颜色。
鲜切西瓜；1-甲基环丙烯(1-MCP)；呼吸速率；硬度；乙烯释放量
鲜切西瓜具有安全、方便和卫生等特点[1]，但是，鲜切西瓜在去皮、切分、包装等处理过程中致使细胞组织破裂、生理环境变化，导致鲜切西瓜不仅呼吸速率和乙烯合成量增加[2]，而且其颜色和硬度发生改变[3]，使消费者对鲜切西瓜认同度下降。1-甲基环丙烯(1-MCP)是一种新型乙烯抑制剂[4]，可以结合到乙烯受体中一个金属原子上，阻止乙烯与受体结合，降低乙烯作用效果，达到减缓组织衰老、延长鲜切水果货架期的目的。1-MCP处理已经成功应用于延长苹果、梨、猕猴桃、柿子和李子等水果货架期的研究中[5]。但是，关于采用1-MCP处理鲜切西瓜的研究还未见报道。
本实验拟系统研究1-MCP处理对鲜切西瓜生理代谢和贮藏品质的影响，研究1-MCP处理对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响。通过比较上述3种处理方式对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响，不仅获得1-MCP处理鲜切西瓜的最佳工艺，而且为鲜切西瓜产业化发展提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
京欣1号西瓜 北京市农林科学院蔬菜研究中心延庆农场；1-MCP 北京奥凯德生物医药科技有限公司；乙烯标准气体(含量为9.9×10-6mg/kg) 北京兆格气体科技有限公司。
1.2 仪器与设备
TA-XT plus型质构仪 英国SMSTA公司；GB-14B型气相色谱仪 日本岛津公司；CM-3700d型色差仪 日本Konica Minolta公司；3-18K冷冻离心机 德国Sigma公司。
1.31 -MCP处理鲜切西瓜的方法
为降低西瓜个体差异对实验结果的影响，挑选成熟的、位于同一垡地、授粉日期相同、大小、形状以及皮色相近的西瓜为原料。1-MCP处理分为3组实验，每组实验处理9个西瓜，鲜切采用西瓜的红色瓜瓤部位，每块质量约10g，从开始处理西瓜开始计时[3]。
1.3.11 -MCP处理鲜切前西瓜对鲜切西瓜的影响
分别采用0、1、2mg/L的1-MCP处理整个西瓜24h，然后用1%双氧水清洗整个西瓜5min，晾干表面水分。在无菌条件下，将西瓜纵向切开，果肉切割成3cm3小块，装入塑料盒内包装，5℃贮藏。
1.3.21 -MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜的影响
首先用1%双氧水清洗整个西瓜5min，晾干表面水分。在无菌条件下，将西瓜纵向切开，果肉切割成3cm3小块，鲜切果肉分别使用0、1、2mg/L的1-MCP处理24h后装入塑料盒内包装，5℃贮藏。
1.3.3 使用1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜的影响
采用0、1、2mg/L 1-MCP处理整个西瓜24h，然后用1%双氧水清洗整个西瓜5min，晾干表面水分。在无菌条件下，将西瓜纵向切开，果肉切割成3cm3小块，果肉相应采取0、1、2mg/L的1-MCP处理24h后装入塑料盒内包装，5℃贮藏。
1.4 呼吸速率测定方法
参照Jiang等[6]的方法，计算参见式(1)：
式中：c为草酸溶液浓度/(mol/L)；v1为空白滴定中消耗草酸溶液用量/mL；v2为样品滴定中消耗草酸溶液用量/mL；m为果蔬质量/kg；t为测定时间/h；22为测定中NaOH与CO2质量转换数。
1.5 乙烯释放量测定
参照Ergun等[7]的方法。色谱条件：固定相为GDX-502，检测器为FID，柱温50℃，进样口温度100℃，检测器为温度100℃，载气为N2(压力60kPa)，燃气为H2(压力400kPa)，助燃气为空气(压力50kPa)，重复3次。外标法定量，参见式(2)：
式中：c为气相色谱测定的样品气体中乙烯含量/ (μL/L)；v为玻璃容器密闭空间的容积/mL；t为测定时间/h；m为果蔬质量/kg。
1.6 硬度、颜色、可溶性固形物和pH值测定方法
样品硬度采用p/5圆柱型探头刺入鲜切西瓜块横切面，应变达到10%时所需的最大压力定义为样品硬度；样品颜色采用色差计测定；样品可溶性固形物和pH值测定方法参考Ukuku等[3]的方法。
2 结果与分析
2.11 -MCP处理鲜切前西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响
图1 1-MCP处理鲜切前西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon
图1a显示在7d贮藏期内对照组和鲜切前1mg/L 1-MCP处理后样品呼吸速率均随贮藏时间而增加，而鲜切前2mg/L的1-MCP处理的呼吸速率未发生显着变化。因此，鲜切前2mg/L的1-MCP处理有效降低鲜切西瓜呼吸速率，减少鲜切西瓜中有机物质消耗，该结论与Mao等[8]的实验结论一致。图1b显示在贮藏第3天，1-MCP处理使样品乙烯释放量显着低于对照组，而在第5天和第7天与对照组无显着性差异，因此，1-MCP处理仅在贮藏前3d有效降低样品乙烯释放量。
1-MCP处理对完整果实可溶性固形物含量具有不同影响[8]。图1c显示贮藏期内鲜切西瓜可溶性固形物呈下降趋势，原因在于随着生理代谢的进行，西瓜内可溶性固形物代谢减少[9]。鲜切前2mg/L的1-MCP处理未显着影响鲜切西瓜的生理代谢，因此其可溶性固形物含量未发生显着变化。
图1d显示样品pH值均呈现下降趋势，1-MCP处理组pH值变化比对照组变化慢。研究发现pH值变化主要与鲜切西瓜微生物繁殖有关[10]。Zhou等[11]指出1-MCP可以抑制微生物生长，减少由微生物酸败引起样品pH值下降，本实验结果也验证1-MCP处理有助于抑制鲜切西瓜中微生物的生长。
表1 1-MCP处理鲜切前西瓜对鲜切西瓜硬度的影响Table 1 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon
表1显示贮藏期内1-MCP处理组和对照组样品的硬度值均呈下降趋势，对照组硬度值与初值比较下降了15.4%，而1mg/L和2mg/L的1-MCP组样品的硬度值分别下降了3.8%和7.4%，因此，1-MCP处理延缓鲜切西瓜的硬度值变化，且与1-MCP处理剂量没有显着性差别，该结论与Eduardo等[12]的研究结果一致。
表2 1-MCP处理鲜切前西瓜对鲜切西瓜a值的影响Table 2 Effect of 1-MCP treatment before cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon
表2显示1-MCP处理鲜切前西瓜对其颜色的影响。可以发现对照组和鲜切前1mg/L组样品的a值呈现上升趋势，而鲜切前2mg/L组样品的a值呈现下降趋势。研究认为鲜切西瓜的a值直接与番茄红素和β-胡萝卜素含量有关，随着西瓜自身代谢进行，番茄红素和β-胡萝卜素含量降低，a值减小[13]，与本实验鲜切前2mg/L组结果一致。而对照组和鲜切前1mg/L组上升的原因可能在于在贮藏期间样品的水渍化损伤引起西瓜表面呈现出与新鲜鲜切西瓜不同的表面形态，从而引起测定颜色未显示其番茄红素和β-胡萝卜素含量。
因此，2mg/L的1-MCP处理鲜切前西瓜降低鲜切西瓜的呼吸速率，并且在贮藏前3d有效降低乙烯释放量，在贮藏期内维持样品的硬度，减缓样品颜色变化，减少水渍化损伤。
2.21 -MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响
图2 1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响Fig.2 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon
图2a显示贮藏期内1-MCP处理使样品呼吸速率显着低于对照组，而且2 mg/L的1-MCP处理组样品的呼吸速率比1mg/L的1-MCP处理组低，因此，1-MCP处理鲜切后西瓜显着降低鲜切西瓜的呼吸速率。同时，在贮藏第3天1-MCP处理也显着抑制乙烯释放量(图2b)。类似的结果Perkins-Veazie等[10]也曾报道，而且Luna-Guzman等[14]指出鲜切哈密瓜中也存在类似现象。
图2c显示在贮藏期内鲜切西瓜的可溶性固形物呈下降趋势，并且在第3天以后，1-MCP处理组样品可溶性固形物含量显着低于对照组。
图2d显示贮藏期内样品的pH值均呈现下降的趋势，2mg/L的1-MCP处理样品的pH值显着高于对照组pH值。
表3 1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜硬度的影响Table 3 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon
表3显示1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜硬度的影响。对照组样品的硬度在7d内显着降低，而1-MCP处理组样品硬度没有发生显着变化，因此，1-MCP处理有效抑制样品硬度变化。比较表1、3的结果可以发现1-MCP处理鲜切后西瓜比处理鲜切前西瓜更加有效的维持鲜切西瓜硬度。
表4 1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜a值的影响Table 4 Effect of 1-MCP treatment after cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon
表4显示在贮藏第7天，对照组样品的a值升高，而1-MCP处理组样品a值降低，可以推断对照组发生水渍化损伤。进一步比较发现鲜切后1mg/L组和2mg/L组与其贮藏第1天a值的变化率分别为3.59%和8.03%，因此，1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜有助于维持鲜切西瓜的颜色。
因此，1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜能够显着降低鲜切西瓜的呼吸速率和乙烯产生量，维持鲜切西瓜的硬度和颜色。进一步比较图1、2和表1～4可以发现，1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜比2mg/L的1-MCP处理鲜切前西瓜更加有降低样品的呼吸速率和乙烯产生量。
2.31 -MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响
图3 1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜生理代谢和品质的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on metabolism and qualities of fresh-cut watermelon
比较发现图3a、3b、3c与图2a、3b、3c中1-MCP处理对鲜切西瓜的影响相似，因此，1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜的影响与1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜的影响类似。
表5显示贮藏期内1-MCP处理有效维持西瓜的硬度。在贮藏第8天，1-MCP处理后样品的硬度均与对照组有显着性差异，其中，1mg/L的1-MCP处理后样品硬度值最大，因此，1mg/L的1-MCP处理鲜切前后西瓜有效保持西瓜原有硬度和品质。
表5 1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜硬度的影响Table 5 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on the hardness of fresh-cut watermelon
表6 1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜a值的影响Table 6 Effect of 1-MCP treatment before and after cutting-up on the color parameter a of fresh-cut watermelon
表6显示在贮藏期内对照组样品a值增加，因此对照组发生水渍化损伤。而鲜切后1mg/L组和2mg/L组均未发生水渍化损伤，而且与其贮藏第1天a值的变化率分别为11.93%和5.24%。比较表4和表6可以发现1mg/L的1-MCP处理鲜切前后西瓜对鲜切西瓜a值影响较大，还是1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜a值影响最小。
上述结论可以证明1mg/L的1-MCP处理鲜切前后西瓜虽然有效抑制鲜切西瓜的呼吸作用和乙烯产生量，但是对鲜切西瓜颜色的影响较大。综合比较，还是1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜对鲜切西瓜品质保持最佳。
3 结 论
研究通过系统比较不同1-MCP处理方式对鲜切西瓜品质的影响发现使用1mg/L的1-MCP处理鲜切后西瓜是一种最佳处理方式，该处理方式在7d的贮藏期内不仅可以有效抑制鲜切西瓜的呼吸作用和乙烯产生量，而且有效维持鲜切西瓜的硬度和颜色。
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Effect of 1-Methylcyclopropene Treatment on Metabolism and Qualities of Fresh-cut Watermelon
JIAO Yan1,2， LI Wu1，ZHANG Chao1，MA Yue1，LI Xi-hong2，ZHAO Xiao-yan1,*
(1. Vegetable Research Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China；2. Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Ministry of Education, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)
Watermelon was treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) before and/or after being cut up before storage at 5 ℃ in plastic boxes to investigate the effect of 1-MCP treatment on the respiratory rate, ethylene production, firmness, and color of fresh-cut watermelon. Cutting-up followed by treatment with 1 mg/L 1-MCP for 24 h proved optimal. As a result, the respiratory rate and ethylene production of watermelon were effectively reduced, and the color and firmness were well maintained during 7 days of storage
fresh-cut watermelon；1-methylcyclopropene；respiratory rate；firmness；ethylene production
TS255.3
A
1002-6630(2011)14-0318-05
2010-10-11
国家现代农业(西甜瓜)产业技术体系项目(CARS-26-22)
焦艳(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品保鲜加工。E-mail：jiaoyan.1985@163.com
*通信作者：赵晓燕(1969—)，女，研究员，博士，研究方向为食品中的功能性因子。E-mail：zhaoxiaoyan@nercv.org
