1- MCP對(duì)黃花梨冷藏品質(zhì)和抗氧化特性的影響

千春錄，何志平，林 菊，米紅波，趙宇瑛，茅林春，*

(1.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江杭州 310058;

2.浙江農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)與工程系，浙江臨安 311300;

3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程系，江西南昌 330000;

4.長(zhǎng)江大學(xué)園藝系，湖北荊州 434025)

1- MCP對(duì)黃花梨冷藏品質(zhì)和抗氧化特性的影響

千春錄1，何志平2，林 菊3，米紅波1，趙宇瑛4，茅林春1，*

(1.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江杭州 310058;

2.浙江農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)與工程系，浙江臨安 311300;

3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程系，江西南昌 330000;

4.長(zhǎng)江大學(xué)園藝系，湖北荊州 434025)

為探討1－MCP處理對(duì)黃花梨冷藏品質(zhì)及氧化還原水平的作用，黃花梨果實(shí)采后先經(jīng)1μL/L的1－MCP處理12h，再在1℃下貯藏120d，隨后20℃存放7d，監(jiān)測(cè)果實(shí)硬度、可溶性固形物、失重率、電導(dǎo)率、丙二醛(MDA)含量、超氧陰離子(O2－·)生成速率、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性的變化。結(jié)果顯示，1－MCP處理可顯著抑制果實(shí)可溶性蛋白分解，提高超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)的活性，促進(jìn)過(guò)氧化氫酶(CAT)活性下降，降低MDA含量和·生成速率，同時(shí)可延緩失重率和電導(dǎo)率上升，保持果實(shí)硬度，抑制可溶性固形物含量上升。本研究表明，貯前1－MCP處理可延緩黃花梨果實(shí)的衰老變質(zhì)，其作用與較高的抗氧化水平有關(guān)。

黃花梨，1－甲基環(huán)丙烯(1－MCP)處理，冷藏，衰老，抗氧化活性

黃花梨是一種呼吸躍變果實(shí)［1］，乙烯是其采后果實(shí)后熟和組織衰老的主要因素［2］。1－甲基環(huán)丙烯(1－MCP)作為乙烯受體抑制劑，能阻斷乙烯對(duì)果實(shí)的催熟作用［3］。最近發(fā)現(xiàn)，1－MCP能改善紅星蘋果［4］和西洋梨［5］的抗氧化能力，從而提高果實(shí)的抗逆性。李志強(qiáng)等［3］研究表明1－MCP處理可抑制常溫貯藏下黃花梨過(guò)氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性下降和脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量增加，降低果實(shí)呼吸速率，推遲呼吸峰和乙烯峰的出現(xiàn)，從而延緩果實(shí)成熟衰老。任俊等［1］發(fā)現(xiàn)1－MCP處理結(jié)合聚乙烯薄膜包裝可以推遲常溫和低溫貯藏下黃花梨果實(shí)采后呼吸和乙烯高峰，降低多酚氧化酶(PPO)和POD的活性，抑制果實(shí)硬度下降和水分喪失，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。張寅等［6］研究表明1－MCP處理磨盤柿可以顯著提高常溫和低溫貯藏期間果實(shí)可溶性單寧含量，保持抗壞血酸含量和清除自由基能力。Cao等［7］發(fā)現(xiàn)1－MCP處理可以降低冷藏期間枇杷果實(shí)電導(dǎo)率、MDA含量和氧化脅迫，提高其SOD、過(guò)氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性，同時(shí)降低LOX、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶D(PLD)活性。本實(shí)驗(yàn)以黃花梨為試材，研究1－MCP處理對(duì)采后黃花梨果實(shí)冷藏品質(zhì)和抗氧化水平的影響，并探討其保鮮作用與氧化還原調(diào)控的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

優(yōu)質(zhì)黃花梨(Pyrus pyrifoliaNakai，cv.Huanghua)

采自浙江臨安果園，挑選大小均勻，無(wú)機(jī)械傷、無(wú)病蟲害、無(wú)畸形的果實(shí)為材料，2h內(nèi)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室; 1－MCP(SmartFreshTM，0.14%) AgroFresh Inc.China提供。

TA－XT2i物性測(cè)定儀 英國(guó)穩(wěn)定微系統(tǒng)公司; PAL－1型手持折光儀 日本ATAGO(愛拓)中國(guó)分公司;DDS－Ⅱ型電導(dǎo)儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;賽多利斯萬(wàn)分之一分析天平BSA－124S 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;Eppendorf臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)5417R Eppendorf中國(guó)有限公司;島津紫外可見分光光度計(jì)UV－1750 島津中國(guó)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 處理方法 在預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選1－MCP適當(dāng)處理濃度的基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理。將黃花梨果實(shí)放置于密封塑料箱(10L)中，在20℃溫度下用0 (CK)、1μL/L的1－MCP熏蒸處理12h。上述每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)約60個(gè)果實(shí)。處理結(jié)束后，所有果實(shí)置于(1±1)℃、90%濕度環(huán)境中。每隔30d取樣，120d后移至(20±1)℃恒溫下放置7d模擬貨架期。

1.2.2 果實(shí)硬度測(cè)定 在果實(shí)赤道部取3個(gè)測(cè)點(diǎn)，用以測(cè)定果實(shí)硬度。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為探頭直徑5mm，預(yù)壓和穿透速度2.00mm/s，穿透深度5mm。穿透特征曲線的最高峰即為果實(shí)硬度。每次測(cè)定用5個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.2.3 可溶性固形物測(cè)定 將果肉充分打碎混勻，用四層紗布擠出濾液，棄去最初幾滴，雙層濾紙過(guò)濾后收集濾液，用于測(cè)定可溶性固形物。

1.2.4 失重率測(cè)定 果實(shí)失重率計(jì)算公式:失重率(%)=(貯藏前果重－檢測(cè)時(shí)果重)/貯藏前果重×100

1.2.5 電導(dǎo)率測(cè)定 用打孔器和刀片將樣品切成大小和形狀一致的圓柱，稱取一定的重量，放入盛有20mL去離子水的燒杯中，振蕩1h后，立即測(cè)定浸提液的電導(dǎo)度，再將燒杯在電爐上加熱煮沸10min，殺死組織，待冷卻后再測(cè)定提取液的電導(dǎo)度，兩個(gè)電導(dǎo)度的比值為電導(dǎo)率。

1.2.6 MDA含量測(cè)定 參照茅林春等［8］方法。

1.2.8 可溶性蛋白質(zhì)測(cè)定 稱取2g樣品于離心管中，加入6mL 50mmol/L(含0.2mmol/L EDTA)pH7.8磷酸緩沖液(PBS)。再加2%的PVP研磨，12000r/min離心20min，取上清液?？扇苄缘鞍诇y(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)染色法［10］。

1.2.9 超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定 參照Beyer和Fridovich［11］方法。

1.2.10 過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定 參照Cakmak和Marschner［12］的方法。

1.2.11 過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定 參照Hammerschmidt等［13］方法。

1.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，差異顯著性測(cè)定采用Tukey多重比較法。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)硬度和可溶性固形物的影響

硬度是許多果品和蔬菜品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)［14］。黃花梨果實(shí)冷藏和貨架期間果實(shí)硬度呈下降趨勢(shì)，整個(gè)過(guò)程中1－MCP處理果實(shí)硬度高于對(duì)照(圖1A)。該現(xiàn)象表明，1－MCP處理可以有效保持果實(shí)硬度。

可溶性固形物含量直接影響果實(shí)的風(fēng)味［3］。由圖1B可知，冷藏前90d期間對(duì)照果實(shí)可溶性固形物呈上升趨勢(shì)，而冷藏結(jié)束時(shí)則降低至冷藏前水平。1－MCP處理果實(shí)可溶性固形物在整個(gè)冷藏期間都呈下降趨勢(shì)。貨架期間，所有果實(shí)可溶性固形物都顯著升高(圖1B)。

圖1 1－MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)硬度(A)和可溶性固形物(B)的影響Fig.1 Effect of 1－MCP treatment on firmness(A) and soluble solid content(B)in‘Huanghua’pear fruit

2.2 1-MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)失重率和電導(dǎo)率的影響

在冷藏和其后的貨架期間黃花梨果實(shí)失重率和電導(dǎo)率逐漸上升，1－MCP處理能延緩果實(shí)失重率和電導(dǎo)率上升(圖2)。該現(xiàn)象說(shuō)明1－MCP處理能很好的降低呼吸底物消耗并保持果實(shí)細(xì)胞膜完整性。

2.3 1-MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)MDA含量和O2-·生成速率的影響

圖2 1－MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)失重率(A)和電導(dǎo)率(B)的影響Fig.2 Effect of 1－MCP treatment on weight loss rate(A) and electrolyte leakage(B)in‘Huanghua’pear fruit

MDA是膜脂過(guò)氧化作用的主要產(chǎn)物，所以一般將MDA含量作為判斷衰老程度的指標(biāo)之一［3］。由圖3A可知，黃花梨果實(shí)中MDA在冷藏前30d無(wú)明顯積累，而后冷藏和貨架期間其含量逐漸增加。冷藏30d后1－MCP處理組的MDA含量低于對(duì)照組，到冷藏結(jié)束和貨架期結(jié)束其差異達(dá)到顯著水平(p＜0.05)(圖3A)。該現(xiàn)象表明1－MCP處理可減輕冷藏中黃花梨膜脂氧化作用，抑制黃花梨果實(shí)MDA積累。

圖3 1－MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)MDA含量(A)和·生成速率(B)的影響Fig.3 Effect of 1－MCP treatment on MDA content(A) and ·production rate(B)in‘Huanghua’pear fruit

2.4 1-MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)可溶性蛋白含量、SOD、CAT、POD活性的影響

可溶性蛋白含量下降是果實(shí)衰老的典型生理現(xiàn)象［16］。如圖4A所示，對(duì)照組果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量在冷藏中增加，在30d達(dá)到最大值，而后含量減少。1－MCP處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量在冷藏前期增加，到冷藏90d達(dá)到最高，其后下降并一直顯著(p＜0.05)高于對(duì)照組(圖4A)，該現(xiàn)象表明1－MCP處理可減緩果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量的損失，從而延緩果實(shí)的衰老。

圖4 1－MCP處理對(duì)黃花梨果實(shí)可溶性蛋白含量(A)、SOD(B)、CAT(C)、POD(D)活性的影響Fig.4 Effect of 1－MCP treatment on soluble protein content(A)，SOD(B)，CAT(C)，POD(D) activities in‘Huanghua’pear fruit

SOD可以直接清除O－2·［17］。如圖4B所示，所有SOD活性在冷藏中下降，在30d達(dá)到最小值，而后其活性增加，常溫貨架期兩組都有不同程度的下降。冷藏前和冷藏30d內(nèi)的活性下降期間，1－MCP處理組SOD活性低于對(duì)照組，而后冷藏過(guò)程和貨架期間其迅速增加并顯著(p＜0.05)高于對(duì)照組(圖4B)。

CAT是生物防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一［17］。如圖4C所示，對(duì)照組CAT活性在冷藏中下降，在30d達(dá)到最小值，而后其活性增加。1－MCP處理組CAT活性在冷藏90d內(nèi)呈下降趨勢(shì)，而后冷藏和貨架期間CAT活性急劇增加(圖4C)。冷藏期間1－MCP處理組CAT活性低于對(duì)照果實(shí)，而貨架期后高于對(duì)照，但都未達(dá)到顯著(p＜0.05)差異水平。

POD是活性較高的適應(yīng)性酶，能夠反映植物生長(zhǎng)發(fā)育的特性、體內(nèi)代謝狀況以及對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性，同時(shí)也是植物體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成部分［17］。如圖4D所示，所有果實(shí)POD活性在冷藏前30d均急劇下降，而后緩慢上升，其中冷藏30d后的1－MCP處理組POD活性顯著(p＜0.05)高于對(duì)照組。貨架期間對(duì)照組POD活性升高，而1－MCP處理組其活性降低，但仍稍高于對(duì)照組。

3 討論與結(jié)論

1－MCP是一種無(wú)毒、高效的乙烯作用抑制劑，能延緩果實(shí)成熟衰老，其主要表現(xiàn)是延緩果實(shí)品質(zhì)下降［3］。1－MCP處理采后果實(shí)最顯著的效果是保持果實(shí)硬度，而1－MCP處理對(duì)果實(shí)硬度的影響與果皮所含果膠含量以及細(xì)胞壁水解酶的活性有關(guān)。羅自生［14］研究表明，1－MCP處理能推遲柿果實(shí)PE、PG和β－Gal酶活性的增加，從而延緩原果膠降解以及水溶性果膠含量增加，從而保持果肉硬度。本研究發(fā)現(xiàn)，1－MCP處理可延緩冷藏及貨架期黃花梨果實(shí)硬度下降和可溶性固形物含量上升(圖1)，同時(shí)可以延緩失重率和電導(dǎo)率上升(圖2)，說(shuō)明1－MCP處理可延緩果實(shí)衰老，更好的保持果實(shí)冷藏品質(zhì)。該結(jié)果與前人在黃花梨［1］和西洋梨［5］上的研究結(jié)果類似。

自由基與植物組織衰老和逆境損傷密切相關(guān)。植物組織的衰老和逆境代謝可產(chǎn)生大量的自由基，如果其清除系統(tǒng)不及時(shí)清除，自由基可積累而直接對(duì)植物組織產(chǎn)生傷害［17］。1－MCP處理可通過(guò)增加植物抗氧化能力而減輕采后果蔬逆境傷害［3－5］。該實(shí)驗(yàn)中黃花梨·生成速率和SOD、CAT和POD活性在冷藏中先降后升(圖3～圖4)，表明低溫可以暫時(shí)延緩氧化脅迫，而長(zhǎng)時(shí)間低溫冷藏卻使活性氧代積累，過(guò)量的活性氧可攻擊細(xì)胞膜導(dǎo)致膜脂氧化作用，使細(xì)胞膜透性和MDA積累(圖3)，同時(shí)活性氧的積累則可能激發(fā)抗氧化酶活性提高來(lái)緩解氧化脅迫。冷藏后貨架期常溫貯藏則加速黃花梨果實(shí)衰老，使果實(shí)硬度急劇下降，失重率增加，·生成速率提高，促進(jìn)膜脂氧化過(guò)程，使MDA積累和細(xì)胞膜透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞可溶性固形物增加(圖1～圖3);同時(shí)貨架期黃花梨SOD活性降低(圖4B)，說(shuō)明黃花梨對(duì)·清除能力降低，而可能致使2·脅迫增加(圖3B)。1－MCP處理稍微降低了貯藏前黃花梨SOD、CAT和POD活性，但是可以在冷藏及貨架期保持相對(duì)高SOD、POD活性(圖4)，說(shuō)明1－MCP處理可以提高黃花梨抗氧化能力來(lái)減緩活性氧脅迫，從而延緩蛋白分解和膜脂氧化進(jìn)程，進(jìn)而延緩衰老并保持品質(zhì)。綜上所述，1－MCP可以使黃花梨果實(shí)在冷藏及其后貨架期保持較高的抗氧化機(jī)能，減輕活性氧對(duì)果實(shí)的氧化脅迫，保持細(xì)胞膜的完整性，從而延緩果實(shí)的衰老進(jìn)程并保持產(chǎn)品的冷藏品質(zhì)。因此，1－MCP處理作為一種簡(jiǎn)易高效的處理方法，具有改進(jìn)黃花梨冷藏品質(zhì)的潛在推廣應(yīng)用價(jià)值。

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Influence of 1－MCP treatment on the quality and antioxidative properties in cold stored‘huanghua’pear fruit

QIAN Chun－lu1，HE Zhi－ping2，LIN Ju3，MI Hong－bo1，ZHAO Yu－ying4，MAO Lin－chun1，*
(1.Department of Food Science and Nutrition，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China;
2.Department of Food Science and Engineering，Zhejiang Agricultural＆Forest University，Lin’an 311300，China;
3.Department of Food Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330000，China; 4.Department of Horticulture，Yangtze University，Jingzhou 434025，China)

Postharvest‘Huanghua’pear fruit was treated with 1μL/L 1－MCP for 12h，and then stored at 1℃ for 120d followed by ripening at 20℃ for 7d.Fruit firmness，soluble solid content，weight loss rate，electrolyte leakage，MDA content，superoxide anion radical(O2－·)production rate，soluble protein content and activity of antioxidative enzymes were determined to investigate the effect of 1－MCP treatment on the quality and antioxidative levels in fruit.Results showed that fruit firmness，soluble protein content，and activities of SOD，POD in 1－MCP treated fruit were higher than control fruit，while soluble solid content，weight loss rate，electrolyte leakage，MDA content and· production rate，CAT activity were lower.These results indicated that 1－MCP treatment improved quality of‘Huanghua’pear after storage，which might be related to the enhancement of activities of antioxidative enzymes and the reduction of active oxygen accumulation.

Huanghua pear;1－MCP treatment;cold storage;senescence;antioxidative activity

TS205.7

A

1002－0306(2012)21－0326－05

2012－05－08 *通訊聯(lián)系人

千春錄(1982－)，男，博士，主要從事果蔬貯藏研究。

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2009C12031)。