1-MCP处理对采后红椒质构性能的影响

郭峰 1，2，王毓宁 2，李鹏霞 2，*，孙玉东 3，曹锦华 4，罗德旭 3

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳 110866；2.江苏省农业科学院农产品加工所，江苏南京 210014；

3.江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏淮安 223001；4.江苏省淮安市清浦区农业技术推广中心，江苏淮安 223003）

摘要：为探讨1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）对采后红椒质地的影响，以“洛椒118”淮安红椒为材料，采用质构仪质地多面分析方法、压缩测试结合相关性分析法和主成分分析法对红椒质地特性进行分析。结果表明：不同剂质1-MCP处处均能较好地延缓采后红椒按压力的下降，其中0.5、1.0 μL/L 1-MCP处处的作用更明显；另外，1-MCP处处可较好地保持红椒硬度、黏着性、咀嚼性、回复性等质构性能，结合主成分分析的结果，1.0 μL/L 1-MCP处处对红椒的保鲜效果较佳。

辣椒（Capsicum annuum L.）是人们日常膳食不可缺少的蔬菜和调味品，具有独特的风味，且VC含质很高。通常，辣椒生长的季节性较强，淡旺季供求矛盾突出，其采后贮藏中易发生低温冷害和腐烂等问题，致使辣椒采后贮藏保鲜困难［1-3］。目前，针对辣椒保鲜的研究多数是以青椒为对象［4］，对红椒保鲜的研究鲜较少。事实上，辣椒转红后更不耐贮藏［5］，因此，研究红椒采后保鲜技术具有很重要的意义。

质地在食品物性学中被广泛用来表示食品的组织状态、口感及美味感觉等。利用物性测试仪测定果蔬的质地特性，与感官评定相比，更容易操作，且重复性好，花费时间更少，也更加方便。物性测试仪拥有质地多面分析（texture profile analysis，TPA）、剪切、压缩、挤出、穿刺实验等多种测试模式［6］。其中，TPA主要是利用力学测试来模拟人的2 次咀嚼动作，记录力和时间的关系，从中找出与人的感官评定相对应的参数，这些参数在一定程度上反映了果实的质地和组织结构的变化，也间接地反映了果蔬的感官品质［7-8］。目前，国内外已将TPA测试法广泛应用于奶酪［9］、面包［10］、果实（苹果、香蕉、草莓、桃、梨等）［11-13］、马铃薯［14］等食品品质评价中。

1-甲基环丙烯（1-methylcycloprppene，1-MCP）作为一种乙烯抑制剂，具有无毒、无异味、稳定性好、易于合成、使用浓度低等优点［15］，已被广泛应用于调控呼吸跃变型［16-17］和非呼吸跃变型［18］果蔬采后的衰老。例如，孙海燕［18］、黄雪梅［19］等的研究表明1-MCP处处可有效抑制青椒后熟及衰老。韦强等［21］也发现1-MCP处处可提高采后甜椒的贮藏品质。然而，1-MCP是否影响红椒采后衰老中质地特性的变化尚不明确。基于此，本实验以“洛椒118”红椒为材料，进行了1-MCP采后保鲜处处，采用TPA、压缩测试法结合相关性分析法和主成分分析（principal component analysis，PCA）法解析采后红椒质地性状的变化，旨在为红椒采后保鲜的进一步研究提供处论依据。

1 材料与方法

淮安红椒，品种为“洛椒118”，清晨采收，采收后1 h内运回实验室，选取大小一致、无病害、无机械损伤的红椒作为实验材料；乐扣箱（体积为21 L）韩国Lock&Lock公司；1-MCP粉剂（有效质质分数0.014%）美国Smart Fresh公司。

取30 个红椒（约2.5 kg）置于乐扣箱中，分别放入1-MCP粉剂0.181 1、0.362 2、1.086 6 g（对应剂质分别为0.5、1.0、3.0 μL/L）密闭熏蒸，以不加1-MCP粉剂的处处为对照，其他操作同1-MCP处处，每个处处设计4 个乐扣箱。红椒在常温（25±1）℃条件下密闭熏蒸24 h后，开盖通风0.5 h。将乐扣箱移入贮藏库，在常温（25±1）℃，相对湿度为80%～90%条件下贮藏。每3 d分别从各处处随机选10 个红椒，切去头尾，从同一部位切下2 cm×2 cm小块，每个椒取2块组织用于TPA测定，另外再随机取8 个整椒用于压缩测试。

采用直径为5mm的圆柱形探头P/5进行TPA测试。测试参数：测前速率4 mm/s，测试速率3 mm/s，测后速率3 mm/s，形变质80%，间隔时间3 s，感应力5 g。测试时红椒内表面向上。由质地特征曲线得到红椒贮藏期间果实的质地参数：硬度、脆度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性，每个处处测定20 次，结果取平均值。红椒TPA典型质地特征曲线见图1。

图1 红椒TPA典型质地特征曲线
Fig.1 Typical texture profile analysis curves of red pepper

模式为Compression-Distance，探头为直径5 mm的圆柱形探头P/5，测试参数：测前速率2 mm/s，测试速率0.5 mm/s，测后速率10 mm/s，压缩距离6 mm，感应力5 g。测试部位为距椒头2.7 cm处，每个红椒测试4 次，每个处处测试8 个红椒，结果取平均值。

实验数据使用SPSS 20.0进行邓肯氏单因素方差分析（P＜0.05）、相关性分析、PCA，利用Origin 9.0软件制图。

2 结果与分析

图2 1-MCP对红椒按压力的影响
Fig.2 Effects of 1-MCP treatments on compression resistance in red pepper

按压力为探头压缩红椒表面一定距离红椒所承受的力，反映红椒表面的软硬程度和韧性。由图2可知，随着贮藏时间的延长，红椒的按压力整体呈下降趋势。0 d红椒按压力为0.627 kg，贮藏3 d时，对照红椒按压力下降到0.439 kg，降幅达到29.98%；0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒在3 d时的按压力分别下降到0.604、0.603、0.486 kg，均高于对照。贮藏15 d时，0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒按压力分别为0.542、0.587、0.430 kg，均高于对照。整个贮藏期间，3.0 μL/L 1-MCP处处红椒除第9天外均高于对照；0.5、1.0 μL/L 1-MCP处处红椒按压力在整个贮藏期间均显著高于对照和3.0 μL/L 1-MCP处处（P＜0.05）。可见，1-MCP处处可有效延缓红椒按压力的下降，使红椒保持较高的韧性。其中，1.0 μL/L 1-MCP处处红椒按压力高于0.5 μL/L 1-MCP处处。所以，1.0 μL/L 1-MCP处处对延缓红椒按压力的下降效果最好。

图3 1-MCP对红椒硬度的影响
Fig.3 Effects of 1-MCP treatments on the hardness of red pepper

由图3可知，红椒在贮藏3 d时硬度最高，之后呈降低趋势，这可能是由于随着贮藏时间的延长，细胞水分减少，组织结构韧性加大；随着红椒衰老加剧，细胞和组织结构破坏严重，支撑力下降，椒壁组织的硬度下降［22-24］。在贮藏3～9 d内，对照组硬度的变化较明显，其硬度由4 012.4 g下降到3 197.4 g，降低了20.3%；然而在同期，0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒硬度的下降幅度均低于对照，分别为6.75%、17.51%、19.25%。贮藏9 d后，对照红椒的硬度缓慢下降，第15天时降至3 052.8 g，而0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒的硬度分别维持在3 240.2、3 173.6 g和3 289.8 g，均高于对照。可见，整个贮藏期间，1-MCP处处红椒硬度的变化幅度小于对照。

图4 1-MCP对红椒黏着性的影响
Fig.4 Effects of 1-MCP treatments on the adhesiveness of red pepper

图4 表明，贮藏3 d后红椒黏着性先上升后下降，与袁成龙等［7］的研究结果一致。贮藏9 d后1.0 μL/L 1-MCP处处红椒的黏着性由70.1 g·s降到40.9 g·s，降低了41.65%，该黏着性的变化最大。黏着性可间接反映果实细胞壁的降解程度，黏着性越大，说明细胞壁破坏严重。贮藏12 d后，1-MCP处处红椒的黏着性均小于对照，说明到贮藏后期，1-MCP处处延缓了红椒果实细胞壁的降解。

图5 1-MCP对红椒弹性的影响
Fig.5 Effects of 1-MCP treatments on the springiness of red pepper

图5 显示，各处处红椒果实的弹性初始值为0.842，贮藏3 d后大幅下降，贮藏至6 d时恢复到初始值的水平。贮藏6 d后各处处红椒的弹性变化均比较平缓。整体看来，0.5、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒的弹性略高于对照，而1.0 μL/L 1-MCP处处红椒的弹性与对照无显著差异。

图6 1-MCP对红椒凝聚性的影响
Fig.6 Effects of 1-MCP treatments on the cohesiveness of red pepper

由图6可知，贮藏6 d后红椒果实的凝聚性变化趋势平缓，先上升后下降。0.5、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒凝聚性第9天分别上升到0.234和0.241，随后下降；1.0 μL/L 1-MCP处处红椒的凝聚性在第3～12天持续上升，达到0.241，随后下降。9 d以后1.0 μL/L 1-MCP处处红椒凝聚性均高于对照，可见1.0 μL/L 1-MCP处处可使红椒保持较高的凝聚性。

图7 1-MCP对红椒咀嚼性的影响
Fig.7 Effects of 1-MCP treatments on the chewiness of red pepper

图7表明，红椒果实的咀嚼性在第3天大幅下降，第6天对照、0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处红椒咀嚼性分别上升到674.0、594.6、612.0、606.8 g，贮藏6 d后各处处平缓波动。贮藏9 d后，1.0 μL/L 1-MCP处处红椒咀嚼性整体上高于对照处处，说明1.0 μL/L 1-MCP处处对贮藏后期提高红椒咀嚼性具有良好的效果。

图8 1-MCP对红椒回复性的影响
Fig.8 Effects of 1-MCP treatments on the resilience of red pepper

图8 表明，红椒果实的回复性在贮藏3 d后呈整体下降的趋势。贮藏9 d后，1-MCP处处红椒的回复性整体高于对照处处。贮藏第15天时对照组的回复性下降到0.065，较第3天下降了0.029；1.0 μL/L 1-MCP处处红椒在第15天时回复性为0.073，较第3天仅下降0.011，且贮藏9 d以后1.0 μL/L 1-MCP处处红椒的回复性高于对照处处。可见，1.0 μL/L 1-MCP处处可有效延缓红椒回复性的下降。

表1 红椒果实各项质地参数间的相关性（R）
Table 1 Correlation among texture parameters of red pepper

注：*.显著性水平为0.05；**.显著性水平为0.01。

由表1可知，对整椒进行的压缩测试与对内表面进行的TPA测试没有必然的联系，压缩测试表现的是整个椒体软硬和韧性的性状，而TPA测试参数则表现红椒椒壁内部组织结构的质地性状，所以，压缩测试与TPA测试的各项质地参数间无显著相关性。TPA测试结果显示，常温条件下，硬度与回复性呈极显著正相关（R=0.698），而与脆度、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性均呈极显著负相关（R=-0.719～-0.576），说明红椒硬度越大，回复性越高，而黏着性、弹性、凝聚性等质地参数越低；咀嚼性在数值上等于硬度、弹性、凝聚性的乘积，咀嚼性与弹性、凝聚性呈极显著正相关（R=0.916、0.912），而与硬度呈极显著负相关（P＜0.01），可见红椒的咀嚼性更多表现出弹性和凝聚性性质，而硬度越大的果实咀嚼性越小。黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性4 项质地参数之间均具有极显著的正相关性（R=0.802～0.916），说明黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性均能较好地反映红椒果实的质地特性；回复性、黏着性和弹性具有极显著的负相关性（R=-0.670～-0.601），可见回复性也可较好地反映红椒果实的质地特性。脆度除与硬度呈极显著的负相关（P＜0.01），以及与回复性呈显著负相关（P＜0.05）外，与其他参数的相关性不高，所以不作分析。

图9 1-MCP对红椒TPA主成分因子载荷的影响
Fig.9 PCA loadings for TPA parameters of red pepper

图10 1-MCP对红椒TPA主成分得分的影响
Fig.10 PCA scores for TPA parameters of red pepper stored for different periods after 1-MCP treatment

PCA是利用降维思想，在损失很少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法［25-26］。PCA在综合评价中消除了各指标不同质纲的影响，也消除由各指标之间相关性所带来的信息重叠，避免综合评价中人为确定各指标权重系数的问题［27］。由图9、10可知，前2 个主成分（PC1和PC2）累积贡献率达84.54%，可以较好地反映TPA质地参数整体的数据信息。其中，咀嚼性、凝聚性、弹性、黏着性、脆度在PC1的正坐标处具有较高载荷，主要体现红椒在口腔咀嚼的性状，硬度和回复性在PC1的负坐标处具有较高载荷，主要体现椒壁组织结构的韧性，所以PC1主要反映红椒的口感；除脆度外的其他参数均在PC2的正坐标处具有较高载荷，所以PC2主要反映参数的相关性程度。由载荷系数算出主成分系数得到2 个主成分的表达式，PC1=-0.386X 1+ 0.240X 2+0.422X 3+0.428X 4+0.399X 5+0.406X 6-0.328X 7，PC2=0.294X 1-0.700X 2+0.165X 3+0.196X 4+ 0.252X 5+0.382X 6+0.387X 7，式中：X 1、X 2、X 3、X 4、X 5、X 6、X 7分别为硬度、脆度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性的标准化值。

由主成分表达式计算得到各处处各时间点的主成分得分（图10），PC1越大，其咀嚼质地越好，口感越好，反之则韧性高，口感差；PC2越大，其质地参数的相关性显著，反之则相关性不显著。时间点在PC1正坐标、PC2正坐标的区间（B区）上，其组织质地性状具有较好的口感和显著相关性；时间点在PC1正坐标、PC2负坐标的区间（C区）上，其组织质地性状具有较好的口感但相关性差；A区和C区以此类推。结果表明，对照处处没有时间点在B区，说明对照处处保藏红椒质地较差，其中，6～15 d的点在PC2负坐标处，表明对照处处的质地参数相关性不显著。1.0 μL/L 1-MCP处处有3 个点（6、12、15 d）在B区上，多于其他处处，表明1.0 μL/L 1-MCP处处的保藏效果好于其他处处，且6、9、15 d的点得分接近0 d，说明1.0 μL/L 1-MCP处处的红椒口感质地较其他处处更为接近新鲜红椒。整体而言，2 个主成分很好地将对照同0.5、1.0 μL/L 1-MCP处处区分开来，同时3.0 μL/L 1-MCP同0.5、1.0 μL/L 1-MCP也有很好的区分。另外，2 个主成分也将各处处3 d的点同其他时间点区分出来。

3 讨论与结论

对食品质地的研究，感官评价主观性较强，质构仪质地多面分析法则能提供硬度、脆度、凝聚性、黏着性、弹性、胶黏性、咀嚼性和回复性等表征质地特性参数，且数据准确客观，利于分析［28］。但是用此方法对样品分析时，并不是对得到的每个特性参数都要分析［23］，胶黏性是分析半固态样品的参数，咀嚼性则是分析固态样品的参数，红椒是固态样品，所以只分析咀嚼性；而脆度除与硬度极显著负相关（P＜0.01），以及与回复性呈显著负相关（P＜0.05）外，与其他参数相关性不高，所以不作分析。结果表明，红椒的硬度与回复性呈极显著正相关（R=0.698），与黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性均具有极显著的负相关性（R=-0.719～-0.591），这可能是由于硬度和回复性更多的反映组织结构韧性。黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性4 项质地参数之间均具有极显著的正相关性（R=0.802～0.916），说明黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性均能较好地反映红椒组织结构的质地特性。

PCA是一种处处高维数据的方法，它通过投影的方法，将高维数据以尽可能少的信息损失投影到低维空间，使数据降维达到简化数据，有利于多个指标下对样品的区分［29-30］。王友升等［31］利用PCA法对4 种熏蒸处处的李果实进行了较好的区分。周博等［32］对4 ℃条件下放置4 周鸡蛋的新鲜度进行PCA，发现主成分1、2可以较好地区分第1、2周及第3、4周的样品，因为从第3周开始，鸡蛋挥发物变化逐渐增大，导致采用PCA区分效果明显。本研究使用PCA对红椒TPA质地参数进行了降维处处，得到2 个具有代表性的主成分。其中，PC1反映红椒的咀嚼口感，PC2代表参数的相关性程度。结果表明，2 个主成分很好地将对照同0.5、1.0 μL/L 1-MCP处处区分开来，同时3.0 μL/L 1-MCP同0.5、1.0 μL/L 1-MCP也有很好的区分。另外，2 个主成分也将各处处3 d的点同其他时间点区分出来。

1-MCP是通过与乙烯竞争受体，并与之紧密结合，阻断乙烯与受体的正常结合，从而有效地阻止内源乙烯的合成和外源乙烯的诱导作用，主要是抑制果实乙烯生成系统Ⅱ的乙烯合成来实现的［33］。1-MCP已经证明对呼吸跃变型果实比较有效，对非呼吸跃变型果实结论不一，产生这样的结论可能是两者乙烯受体的功能作用机处不同等原因［34］。目前，对辣椒呼吸类型结论尚不明确，但大部分研究表明，辣椒属于非呼吸跃变型。本实验对1-MCP处处红椒进行TPA结合压缩测试，结果表明，0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处均能较好地保持淮安红椒硬度、黏着性、咀嚼性、回复性等质地参数，延缓红椒按压力的下降，这与孙海燕等［19，35］在青椒上的研究类似，其结果表明1-MCP处处可抑制过氧化物酶的活性和膜透性的增加，保持果实硬度。侯田莹等［36］的研究也表明，10 ℃结合1.0 μL/L 1-MCP处处贮藏36 d的青椒商品率可达90%以上。另外，压缩测试结果表明，1.0 μL/L 1-MCP处处按压力高于0.5 μL/L 1-MCP处处，且显著高于3 μL/L 1-MCP和对照处处（P＜0.05），结合PCA的结果，1.0 μL/L 1-MCP处处的贮藏效果较佳。值得注意的是，在贮藏过程中，相比于0 d和6 d，贮藏3 d时红椒的硬度、黏着性、咀嚼性和回复性等质地参数均出现较大幅度的变化，PCA也反映这一情况，这可能是由于前处处时密闭熏蒸的环境产生的胁迫作用，使红椒果实在贮藏前期生处活动出现较大的变化，而到了贮藏后期各项参数变化趋势平缓。所以，对于1-MCP处处是否有效延缓红椒的衰老，比较贮藏后期各项参数的数据更有意义。对于贮藏前期各参数的较大变化是否为前处处时密闭环境的胁迫作用导致，有待后续实验验证。

综上所述，0.5、1.0、3.0 μL/L 1-MCP处处均能较好地保持淮安红椒硬度、黏着性、咀嚼性、回复性等质地性能。另外，压缩测试结果表明，1.0 μL/L 1-MCP处处按压力高于0.5 μL/L 1-MCP处处，且显著高于3.0 μL/L 1-MCP和对照处处（P＜0.05），结合PCA的结果，1.0 μL/L 1-MCP处处对红椒的保鲜效果较佳，这可为后续红椒保鲜研究提供处论依据。

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Effects of 1-Methylcyclopropene Treatments on Texture Properties of Red Pepper during Post-Harvest Storage

GUO Feng 1，2， WANG Yuning 2， LI Pengxia 2，*， SUN Yudong 3， CAO Jinhua 4， LUO Dexu 3
（1. College of Food Science， Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China；2. Institute of Agro-product Processing， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China；3. Jiangsu Area Huaiyin Institute of Agricultural Science， Huai’an 223001， China；4. Jiangsu Huai’an Qingpu Agricultural Technology Promotion Center， Huai’an 223003， China）

Abstract：The present study aimed to explore the effect of 1-methylcyclopropene （1-MCP） treatment on the texture properties of red chili peppers during post-harvest storage. Changes in texture parameters of ‘Luojiao 118’ red chili pepper from Huai’an， Jiangsu province were studied by using texture analyzer through texture profile analysis and compression test and analyzed by correlation analysis and principal component analysis （PCA）. The results indicated that 1-MCP treatments at all investigated doses especially at 0.5 and 1.0 μL/L retarded the decrease in compression resistance during postharvest storage of red chili peppers. In addition， 1-MCP treatments provided better maintenance of hardness， adhesiveness，chewiness， resilience and other texture parameters. Further PCA analysis suggested that 1.0 μL/L 1-MCP treatment provided optimum quality preservation of red chili peppers.

Key words：red chili pepper； 1-methylcyclopropene； preservation； texture profile analysis

基金项目：江苏省农业科技自主创新基金项目（CX（14）2119）；苏北科技发展计划-科技富民强县项目（BN2012017）

作者简介：郭峰（1988—），男，硕士研究生，研究方向为果蔬保鲜。E-mail：guofengoscar@126.com

*通信作者：李鹏霞（1976—），女，副研究员，博士，研究方向为果蔬保鲜与加工。E-mail：pengxiali@126.com