1-MCP处理对“早红考密斯”贮藏后货架期
品质及香气组分的影响

王传增1，董 飞2，孙家正1，季 静1，张雪丹1，王 丹1，王 超3，王淑贞1,*

（1.山东省果树研究所，山东 泰安 271000；2.山东种业集团股份有限公司，山东 济南 250100；

3.山东农业大学 作物生物学国家重点实验室，山东 泰安 271018）

摘 要：利用固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）与气相色谱-质谱（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）联用技术，分析西洋梨“早红考密斯”不同用量1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理0 ℃贮藏后货架期7 d的果实香气成分并对主要贮藏品质指标进行调查，旨在为西洋梨贮藏保鲜提供基本理论依据。结果表明：3 个处理条件下（1-MCP 0.5、1.0 µL/L和对照）果实中共鉴定7 类62 种香气成分，其中酯类32 种（占总香气成分51.6%）；酯类组分是各处理中组分数和香气含量最大的香气类别；1.0 µL/L 1-MCP处理条件下果实的香气成分种类数、独有香气组分数、特征香气成分的香气值总和、酯类和萜烯类含量及香气总含量均明显高于另两个处理；1.0 µL/L 1-MCP处理条件下果实硬度和腐烂率均显著低于另两个处理，官能评价与香气分析、品质调查结果一致。

关键词：西洋梨；1-甲基环丙烯；香气成分；固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术；品质

Effect of 1-Methylcyclopropene on Main Fruit Quality Traits and Aroma Components of “Early Red Comice” at Shelf Life after Storage

WANG Chuan-zeng1, DONG Fei2, SUN Jia-zheng1, JI Jing1, ZHANG Xue-dan1, WANG Dan1, WANG Chao3, WANG Shu-zhen1,*

(1. Shandong Institute of Pomology, Tai’an 271000, China; 2. Shandong Seed Group Co. Ltd., Jinan 250100, China;

3. State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China)

Abstract: The aim of this experiment was to analyze the fruit volatiles and the main fruit quality traits of “Early Red Comice” pear fruits treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) at different concentrations: 0.5, 1.0 µL/L and control (0 µL/L) on the seventh day of shelf life after storage at 0 ℃. The volatile components were identified using solid phase microextraction (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that: 1) 62 compounds, categorized into seven different chemical classes, were detected in the mature fruits with 3 different treatments, including 32 esters as the most abundant compounds (accounting for 51.6% of the total aroma compounds) and less than 32 compounds from six other classes each; 2) the number and amount of total volatiles, the number and total amount of unique aroma components, and the amounts of ester and terpenes in the 1.0 µL/L 1-MCP treatment were significantly higher than in the other treatments; 3) markedly lower firmness and decay incidence were observed by using 1.0 µL/L 1-MCP treatment. Furthermore, we found that the results of volatile composition and fruit quality traits were consistent with sensory evaluation.

Key words: Pyrus communis L.; 1-methylcyclopropene; aroma components; SPME-GC-MS; quality traits

中图分类号：S661.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）20-0296-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201420058

“早红考密斯”（Pyrus communis L. cv. early red comice）是一个世界广泛栽培的西洋梨品种，其果皮易着红色，着色面积通常可以达到100%，外观艳丽，香味浓郁，具有很高的商品价值和保健价值。但“早红考密斯”常温条件下不耐贮藏，果实后熟过程中果实腐烂严重，影响了果实品质和价值[1-2]。

已有研究[3-4]结果表明，果实香气物质的组分种类及其含量是风味品质的重要构成因素之一，是评价果实风味品质的重要指标。目前，对梨采后不同贮藏时期果实香气成分变化以及采用乙烯释放抑制剂如1-MCP等延长贮藏期及对果实香气合成的影响已有较多报道。徐怀德等[5]研究表明，木瓜在贮藏期间香气成分体现为酯类、萜烯类等组分相对含量上升，而醇类、醛类等组分含量有下降趋势；Chen Jiluan等[6]对鸭梨研究结果显示贮藏期间鸭梨果实酯类物质也呈上升趋势。一些报道研究了l-MCP等对苹果[7]、西洋梨[8]等果实香气成分的影响，Susan等[9] 研究表明1 μL/g的1-MCP能较好地抑制苹果乙烯的生成，使果品保持了良好的贮藏性；田长平等[10]研究发现，1-MCP处理有效抑制了黄金梨贮藏期间醛类、醇类总量的下降以及酯类总量的增加，从而维持较好的贮藏品质。但纵观近年来的研究，尚未见关于西洋梨贮藏期后货架期的香气组分分析的报道，因此探讨西洋梨1-MCP处理冷藏后货架期香味物质变化，揭示其货架期品质变化趋势，对于西洋梨的贮藏保鲜有重要意义。

本研究以西洋梨品种“早红考密斯”为实验材料，采用不同用量1-MCP处理，0 ℃贮藏货架期末利用固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）与气相色谱-质谱（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）联用技术分析货架期香气组分的差异；旨在探讨西洋梨1-MCP处理低温贮藏后其货架期风味品质影响，为“早红考密斯”梨的贮藏保鲜、货架期品质维持等提供基本资料和依据，对西洋梨产业发展和果农增收有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西洋梨品种“早红考密斯”采自山东省德州市齐河县，果实采收后2 h内运回实验室，选果实质量大小均匀一致、无机械损伤、无病虫害、色泽成熟度基本一致的果实作实验材料。

1-MCP粉剂由美国罗门哈斯公司提供。

1.2 仪器与设备

QP2010Plus气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；TA.XT.Plus型质构仪 英国Stable Micro System公司；WY032T型手持式折光仪 成都万辰光学仪器厂；磁力搅拌加热板、固相微萃取器手柄、SPME纤维萃取头（50/30 μm DVB/CAR/PDMS） 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将挑选的果实随机分处理和对照组，进行如下处理。处理Ⅰ：1.0 µL/L 1-MCP处理，聚氯乙烯（polyvinyl chloride polymer，PVC）塑料帐密闭熏蒸16 h；处理Ⅱ：0.5 µL/L 1-MCP处理，PVC塑料帐密闭熏蒸16 h；处理Ⅲ：对照处理，果实在PVC塑料帐内密闭处理16 h。

以上处理均设置3 个重复，每个重复用果80 个。处理后入山东省果树研究所自主研发的高湿无霜试验库（库温设置为（0±1）℃）内，库内相对湿度为80%～85%。冷藏4 个月取出贮藏的果实放置于室温（（25±5）℃）7 d后测定相关指标，鉴评货架期表现。

1.3.2 香气成分分析

1.3.2.1 顶空固相微萃取

参照王传增等[11]的方法略作修改。随机取果实6 个洗净切碎后准确称取50 g放入100 mL锥形瓶中，加入内标物3-壬酮加盖封口后放在50 ℃磁力搅拌加热板上平衡15 min。将纤维萃取头插入250 ℃的GC进样口老化20 min，后插入已平衡好的样品瓶中萃取35 min，然后插入GC进样口，230 ℃解吸2 min，进行GC-MS检测。

1.3.2.2 气相色谱质谱分析

参照王传增等[11]的方法略做修改：利用GC/MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪。色谱条件：色谱柱Rtx-1MS柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度200 ℃；柱温为初始温度35 ℃保持2 min，以4 ℃/min速率升至130 ℃保持1 min，然后以7 ℃/min速率升至180 ℃后以20 ℃/min速率升至230 ℃保持5 min。质谱条件：载气为He，流速1.03 mL/min；电离方式电子电离，电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；扫描质量范围45～450 u。进样：不分流进样。

1.3.2.3 定性与定量分析

定性方法：得到GC-MS分析总离子流图后，经计算机检索同时与NIST 08、08s质谱库相匹配，并结合人工图谱解及资料分析[12-14]，确认香味物质的各种化学成分。定量方法：按峰面积归一化法求得各成分相对质量百分含量，并采用内标进行定量。利用已有相关香气阈值报道[15-18]来计算香气物质的香气值，通过香气值确定特征香气成分。香气值[19]为某种化合物的含量与该化合物香气阈值的比值，香气值大于1的成分称为特征香气[20-21] 。

1.3.3 硬度测定

采用TA.XT.Plus型质构仪测定（P/2型号探头直径 2 mm，测定深度10 mm，探测力98 N，穿刺方向垂直于果实赤道面），测前速率2 mm/s、贯入速率1 mm/s、测后速率5 mm/s、穿刺深度8 mm、最小感知力10 g。单果重复4 次，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物含量测定

采用WY032T型手持式折光仪进行测定。

1.3.5 腐烂率、腐烂指数调查

调查各处理果实贮藏期间的腐烂率和腐烂指数。按果实腐烂程度分成0～4级：无腐烂为0级；腐烂面积＜
1/10为1级；腐烂面积＜1/4为2级；腐烂面积＜1/2为3级；腐烂面积＞1/2为4级。按公式（1）、（2）计算腐烂率和腐烂指数。

（1）

（2）

1.3.6 官能鉴评分析

成立7 人品评小组，按照曹玉芬等[22]的方法，评价果实感官风味品质。

1.4 数据分析

数据采用Excel软件进行统计处理，差异显著性分析采用DPS 3.0数据分析软件。

2 结果与分析

2.1 “早红考密斯”不同处理条件下主要香气组分分析

表 1 “早红考密斯”不同处理条件下主要香气组分

Table 1 Main aroma components of “Early Red Comice” in different treatment groups

μg/g

注：空白部分为未检出。

实验3 个处理果实由GC-MS分析后，各组分经计算机检索分析同时与NIST library05、08谱库和资料比对，得到各处理果实的香气组分及其含量（表1）。由表1可以看出，3 个处理果实共鉴定出7 类62 种香气成分，包括酯类32 种、醇类5 种、萜烯类6 种、醛类6 种、烷烃类8 种、酮类3 种和杂环类2种；酯类组分是各处理中组分数和香气含量最大的香气类别。在62 种成分中，3 个参试材料均能检测到的有2-甲基丁酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸己酯和α-法尼烯等17 种成分；在17 种成分中含酯类11 种，在共有组分的数量和质量分数上均占较大比重；乙酸己酯均是各处理中最大质量分数的单一组分，分别为各自总含量的49.97%、58.66%和60.96%。各处理的香气组分数分别是45、42、33 种，香气总含量分别为3.2070、2.282 0、1.737 5 μg/g，总含量和香气组分数随1-MCP的用量减小均呈现递减趋势，差异显著。

在共有的17 种组分中，有10 种香气成分在处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中呈递减趋势，如乙酸庚酯在3 个处理中含量分别为0.040 9、0.038 1、0.027 1 μg/g，呈递减趋势；3 个处理中各自独有香气组分数分别为11、6 种和5 种，与各处理香气组分总含量变化情况一致。

2.2 “早红考密斯”不同处理条件下各类别香气总含量比较

表 2 “早红考密斯”不同处理条件下各类别香气总含量

Table 2 Total contents of different compound categories in “Early Red Comice” from different treatment groups

μg/g

注：不同处理特征香气值间差异显著性检验采用邓肯氏新复极差法。小写字母表示0.05水平，大写字母表示0.01水平，下同。同行字母不同表示差异显著。

表2列出了各处理的香气类别及其含量，酯类组分是各处理中组分数和香气含量最大的香气类别。可以看出，7 类组分中酯类、醇类、萜烯类组分含量在3 个处理中均呈递减趋势，其他类别香气组分含量无规律性的变化。（3-甲基环氧乙烷-2-基）-甲醇是处理Ⅰ中醇类组分含量最大的组分，但在另外两个处理上没有检测到；乙醇在处理Ⅰ没有检测到，而在两个处理中均有一定含量（表1）。如酯类含量在3 个处理中分别为2.908 157、2.149 939 μg/g和1.622 362 μg/g，差异极显著（P＜0.01）；萜烯类含量在3 个处理中分别为0.146 328、0.056 344 μg/g和0.050 942 μg/g，差异显著
（P＜0.05）。酮类物质未在处理Ⅱ检测到，且处理Ⅰ中酮类含量小于处理Ⅲ的含量。

2.3 特征香气成分及其香气值比较

表 3 “早红考密斯”不同处理条件下特征香气成分及其香气值

Table 3 Characteristic aroma compounds with aroma value in “Early Red Comice” from different treatment groups

香气组分含量与其香气阈值的比值大于1的为其特征香气，表3列出了各处理的特征香气及其香气值。由表3可以看出，3 个处理中香气组分和香气值均存在一定差异。乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、乙酸辛酯是3 个处理中共有的特征香气成分，其中3 个特征香气的香气值在3 个处理中均呈明显的递减趋势。如乙酸己酯在3 个处理中达到801.330 9、669.254 1和529.617 1，差异极显著（P＜0.01）。

2.4 1-MCP处理对“早红考密斯”货架期果实品质的影响

表 4 “早红考密斯”不同处理条件下的果实品质

Table 4 Fruit quality traits in “Early Red Comice” from different treatment groups

注：同列字母不同表示差异显著。

从表4可以看出，将低温条件下贮藏120 d后的“早红考密斯”取出于常温条件下放置7 d后，果实硬度差异较大，如1.0 µL/L 1-MCP处理果实硬度为33 N，而对照仅为18 N，差异极显著（P＜0.01），但可溶性固形物含量变化不明显；并且1-MCP处理2 种用量条件下果实腐烂率和腐烂指数仍然显著低于对照处理（P＜0.05），腐烂果实多为西洋梨顶腐病。

“早红考密斯”货架期期间感官风味品质评价存在明显差异，与对照相比较，贮藏120 d并经历7 d货架期后3 种处理的风味品质有明显差异，1-MCP处理贮藏后明显延缓了风味品质下降，更有利于风味品质的保持。香味官能鉴评的这种差异性变化与香味物质等成分测定结果基本一致，其中酯类、醇类、萜烯类3 类物质含量在3 种处理中依次递减，使其风味品质表现为依次递减的趋势。

3 讨 论

梨是世界范围内深受消费者喜爱的水果之一，近年来西洋梨市场份额增加，是我国梨产业的重要组成部分[23]。在西洋梨品种中，果实采摘后必须在采收后放置一段时间才能变软、成熟，即完成果实后熟后，才表现出品种特有的品质和风味[24]。一些鲜食与外观品质优良的品种如“早红考密斯”等在常温条件下不耐贮藏。生产中发现成熟度高的烂果率高、货架期短，失去商品价值，因而严重影响到西洋梨的市场竞争力[24]。研究表明在冷藏状态下，西洋梨一般需要30～70 d完成后熟[25-27]。

1-MCP是一种新型乙烯受体抑制剂，能优先与乙烯受体结合从而抑制乙烯的生物效应[28-29]。由于其对许多园艺产品均具有保鲜的效果，能消除外源乙烯引起的衰老作用，目前已广泛应用于果蔬等园艺作物的采后品质维持及货架期延长[30]。1-MCP处理的“Packham’s Triumph”梨在冷藏6个月后，果实总酯量比对照降低了，产生的乙醇量最少，乙酸己酯和己酸己酯与乙烯产生量高度相关[31]。香蕉采用1-MCP处理后减少了乙烯的释放，推迟果实软化过程，同时也减少了挥发性香气物质的水平，且醇类含量上升酯类含量下降[32]。本研究结果表明，1.0 μL/L 1-MCP处理“早红考密斯”，其香气组分数和香气总含量均显著高于其他处理，且酯类含量明显高于其他处理；1.0 μL/L 1-MCP的处理没有检测到乙醇，另外两个处理均检测到，对果实的酒化腐败有一定作用。推测是由于1.0μL/L 1-MCP处理果实在贮藏期减少了乙烯的释放，推迟果实软化过程，同时也减少了香气物质的挥发；恢复室温后，温度的提升促进了果实的衰老进程，在货架期7 d时处于近后熟状态，果实香气挥发达到高峰；而另外两个处理已完成后熟，浓郁香气挥发高峰已过。官能鉴评结果与香气分析、品质调查情况一致，1.0 μL/L 1-MCP处理冷藏后后货架期7 d时果实既保持了较好的质地品质，又表现为尚佳的风味品质。因此认为，参试果品的香气组分变化与其果品后熟有关，并且与调控果实成熟软化的乙烯有关，进一步探讨贮藏过程中西洋梨香气组分变化、乙烯释放量与果实后熟期之间的关系，对丰富西洋梨贮藏理论、指导西洋梨生产有重要意义，是今后研究的重点和切入点。

Johannes等[33]研究表明，果实的整体香气不仅与香味物质含量有直接关系，还与其种类多少相关，由于感观相互作用，香气成分种类多的品种整体香气更为强烈。初步研究表明，1.0 μL/L 1-MCP处理条件下有乙酸丁酯、乙酸戊酯等5 种特征香气，香气值显著高于其他处理，同时感官评价表明香气更加浓郁。

后熟是西洋梨生产过程中的关键环节，与其他环节紧密相连，共同决定西洋梨贮藏后货架期品质。因此，生产上注意适时采收，及时处理、入库，适温贮藏，适时出库，冷链运输，低温展柜销售等措施，在保证较好的外观和风味品质同时，得以延长果品货架期。

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