1-MCP對寒富蘋果常溫貯藏效果的影響

魏寶東，朱 瑩，程順昌，張佰清

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽110866）

寒富蘋果是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)于1978年用“東光”和“富士”雜交培育出的抗寒優(yōu)質(zhì)蘋果新品種。經(jīng)過十幾年的試栽，1998年在遼寧通過品種審定，開始大面積推廣[1]。寒富蘋果平均單果重250g，最大果重500g，多汁味濃，品質(zhì)極佳[2]。近年來，蘋果中酸味濃的品種受到消費(fèi)者的歡迎，而寒富的風(fēng)味正迎合了這種趨勢，將成為發(fā)展的首選品種[1]。北方山區(qū)由于地理壞境和經(jīng)濟(jì)條件的限制，沒有氣調(diào)庫、冷藏庫和通風(fēng)庫，蘋果的貯藏是棘手問題[3]。因此，通過研究果實(shí)采后成熟、衰老過程的生理生化規(guī)律尋找到簡單易行、成本低的科學(xué)貯藏方法顯得尤為重要。1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是一種乙烯作用抑制劑，它能與乙烯受體發(fā)生不可逆結(jié)合，進(jìn)而阻礙了外源乙烯對果實(shí)衰老的誘導(dǎo)作用，并能抑制有關(guān)果實(shí)后熟的生理生化反應(yīng)[4-5]。且與其他乙烯抑制劑相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、無毒、無難聞氣味、穩(wěn)定性好、易于合成、使用濃度極低等優(yōu)點(diǎn)[6-7]。1-MCP對其他品種的蘋果應(yīng)用效果已有較多研究[8-14]，但對寒富蘋果的貯藏目前還鮮有報道，本實(shí)驗(yàn)旨在借鑒對其他品種蘋果的研究方法基礎(chǔ)上，選擇用不同濃度1-MCP結(jié)合自發(fā)氣調(diào)包裝（MAP）處理寒富蘋果于室溫下貯藏，研究其貯藏過程中的品質(zhì)和生理變化，為寒富蘋果采后貯藏技術(shù)提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

寒富蘋果 2011年10月從沈陽沈北新區(qū)一個管理良好的蘋果園，采收大小均勻，色澤基本一致，無病蟲害的適熟期（8～9成熟）套袋寒富蘋果，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室；1-MCP：1-MCP粉劑 由中國農(nóng)科院（興城）果樹所王文輝研究員提供（3.4%含量）。

CP-3800型氣相色譜儀 瓦里安公司；UV-5100紫外可見分光光度計(jì) 上海元析儀器公司；PBI Dansensor CheckPoint O2/CO2測定儀 丹麥；TD-45數(shù)顯糖度計(jì) 浙江；FT-327水果硬度計(jì) 意大利；CT14RD臺式高速冷凍離心機(jī) 上海天美科學(xué)儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 隨機(jī)抽取20個寒富蘋果，留作測定初始值。將采收的蘋果分成四份，放入四個體積為1m3塑料帳內(nèi)，稱取1-MCP粉末，倒入無蓋培養(yǎng)皿中，分別放入其中三個帳內(nèi)，用蒸餾水溶解，釋放后使帳內(nèi)1-MCP氣體濃度分別為0.3、0.6、0.9μL/L，以下分別以0.3、0.6、0.9代替。參照孫希生的方法[15]，一個只放蒸餾水作為對照（CK），立即將塑料帳密封，在室溫下熏蒸24h。然后把每種處理的蘋果放入0.04mm厚的聚乙烯（PE）保鮮袋中，每袋裝8個果，每個處理裝8袋，扎緊袋口，放于敞口塑料網(wǎng)格箱中，于空調(diào)控制的恒溫室內(nèi)（20±2）℃貯藏。

1.2.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.2.1 呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的測定 參照程順昌的方法[16]。

式中：c為CO2濃度變化差，%；v為玻璃容器密閉空間的體積，L；t為測定時間，h；m為蘋果的質(zhì)量，g。

式中：c為氣象色譜測定的樣品氣體中乙烯的含量，μL；v為玻璃容器密閉空間的體積，L；t為測定時間，h；m為蘋果的質(zhì)量，g。

1.2.2.2 丙二醛和總酚含量的測定 硫代巴比妥酸（TBA）比色法[17]測定丙二醛（MDA）含量，單位為μmol·g-1·mF-1。

c=6.45×（OD532-OD600）-0.56×OD450

式中：c為反應(yīng)混合液中丙二醛濃度，μmol/L；V為樣品提取液總體積，mL；VS為測定時所取樣品提取液體積，mL；m為樣品質(zhì)量，g。

總酚含量的測定采用HCl-甲醇提取法[18]；

1.2.2.3 后熟衰老相關(guān)酶活性的測定 多酚氧化酶（PPO）活性的測定采用鄰苯二酚比色法[18]，單位為U：△OD420·min-1·g-1。

式中：△OD420為每分鐘反應(yīng)混合液吸光度變化值；OD420F為反應(yīng)混合液吸光度終止值；OD420I為反應(yīng)混合液吸光度初始值；tF為反應(yīng)終止時間，min；tI為反應(yīng)初始時間，min。

過氧化物酶（POD），單位為U：△OD470·min-1·g-1，參照ZHANG等的愈創(chuàng)木酚法[20]。

過氧化氫酶（CAT），單位為U：0.01△OD240·min-1·g-1，參照WANG等的過氧化氫消耗法19]；

超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑還原法[18]，單位為U：以抑制NBT光化學(xué)還原50%為1個酶活力單位。

式中：ODC為照光對照管反應(yīng)混合液的吸光度值；ODS為樣品管反應(yīng)混合液的吸光度值；V為樣品提取液總體積，mL；VS為測定時所取樣品提取液體積，mL；t為光照反應(yīng)時間，min；m為樣品質(zhì)量，g。

所有取樣方法均為果周身120°去皮取果肉。

1.2.2.4 硬度和可滴定酸含量的測定 用硬度計(jì)測定果實(shí)去皮硬度，沿果實(shí)最大直徑，每120°取點(diǎn)測定，每次取5個果；酸堿滴定法測定可滴定酸含量；

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003進(jìn)行處理，并用DPS 2000的Duncan法比較處理間差異的顯著性：顯著（p＜0.05），極顯著（p＜0.01）

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的影響

蘋果是典型的呼吸躍變型果實(shí)，呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的大小直接影響果實(shí)的貯藏品質(zhì)。其值越高，越不利于貯藏。由圖1和圖2可知，與對照（CK）相比，果實(shí)經(jīng)1-MCP處理后，可以有效降低呼吸峰和乙烯釋放峰，并推遲了峰值出現(xiàn)的時間。0.3和0.9處理的呼吸峰比對照推遲4d，0.6處理比對照推遲8d；各處理的乙烯峰比對照推遲4d。且呼吸和乙烯峰值的高低順序均為：CK＞0.9＞0.3＞0.6，處理之間相比，0.6的呼吸高峰明顯低于0.3和0.9（p＜0.01），0.3和0.9之間無明顯差異（p＞0.05），0.6的乙烯峰略低于0.3（p＞0.05），明顯低于0.9（p＜0.01）。由此表明，1-MCP可以有效的抑制呼吸強(qiáng)度和乙烯的釋放，0.6μL/L的處理效果最好，呼吸峰和乙烯峰分別為對照的82.87%和67.59%。

圖1 1-MCP處理對果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatments on respiration rate of Hanfu apples

2.2 1-MCP處理對果實(shí)丙二醛含量的影響

圖2 1-MCP處理對果實(shí)乙烯釋放量的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatments on ethylene production of Hanfu apples

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，它的含量可以反映細(xì)胞膜脂過氧化的程度。MDA的積累能對果蔬細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器造成一定的傷害。由圖3可知，各個處理的MDA含量均在貯藏前20d上升速度較快，之后平緩上升。但經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)的MDA含量在整個貯藏過程中始終低于對照，在貯藏后期MDA含量的高低順序?yàn)椋篊K＞0.3＞0.6＞0.9，差異顯著（p＜0.05）。由此表明，1-MCP可以抑制寒富蘋果在貯藏過程中丙二醛的積累。

圖3 1-MCP處理對果實(shí)丙二醛含量的影響Fig.3 Effect of 1-MCP treatments on malondialdehyde（MDA）of Hanfu apples

2.3 1-MCP處理對果實(shí)總酚含量的影響

果蔬組織中存在的酚類物質(zhì)是次生代謝產(chǎn)物，它與果蔬的成熟衰老過程、組織褐變、抗逆性和抗病性代謝等作用密切相關(guān)，對果蔬的貯藏有重要影響。由圖4可知，對照和處理果實(shí)的總酚含量在整個貯藏期間呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，但處理果實(shí)的總酚含量始終高于對照。由此表明，1-MCP可以延緩總酚含量的下降，在處理果實(shí)中，0.6和0.3的處理效果明顯好于0.9，差異極顯著（p＜0.01），且在貯藏末期仍保留較高的總酚含量，因此用0.6μL/L和0.3μL/L 1-MCP處理寒富蘋果，可以提高果實(shí)的抗逆性和抗病性。

圖4 1-MCP處理對果實(shí)總酚含量的影響Fig.4 Effect of 1-MCP treatments on total phenolic content of Hanfu apples

2.4 1-MCP處理對果實(shí)后熟衰老相關(guān)酶活性的影響

2.4.1 1-MCP處理對PPO活性的影響 多酚氧化酶（PPO）是一種以銅為輔基的酶，能催化多種酚類物質(zhì)發(fā)生氧化。在后熟衰老或貯藏加工過程中，果蔬出現(xiàn)的組織褐變與PPO活性密切相關(guān)。由圖5可以看出，處理和對照果實(shí)的PPO活性變化趨勢相同，均呈先升高后降低的規(guī)律。對照果實(shí)在第20d活性最強(qiáng)，而處理果實(shí)在第40d活性最強(qiáng)，且對照果實(shí)的PPO活性在貯藏期間始終高于處理果實(shí)。處理之間相比，0.3和0.6明顯好于0.9（p＜0.01），而0.3和0.6之間差異不顯著（p＞0.05），由此表明1-MCP能有效抑制寒富蘋果的PPO活性，以0.3μL/L和0.6μL/L的處理效果最佳。

圖5 1-MCP處理對果實(shí)PPO活性的影響Fig.5 Effect of 1-MCP treatments on PPO activity of Hanfu apples

2.4.2 1-MCP處理對POD活性的影響 過氧化物酶（POD）是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要的氧化還原酶，它能清除果蔬體內(nèi)的過氧化物，使機(jī)體免受過氧化物的毒害。由圖5可以看出，對照和處理的POD活性的變化都呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在貯藏后期又略有升高的趨勢，均在貯藏第40d時POD活性達(dá)到最大，峰值大小順序?yàn)椋?.6＞0.3＞CK＞0.9（p＜0.01）。由此表明，不同濃度的1-MCP對POD活性的作用效果不同，濃度過高會抑制POD活性，濃度過低作用效果不明顯，四種處理相比，0.6μL/L的處理效果最好（p＜0.01）。

圖6 1-MCP處理對果實(shí)POD活性的影響Fig.6 Effect of 1-MCP treatments on POD activity of Hanfu apples

2.4.3 1-MCP處理對CAT活性的影響 過氧化氫酶（CAT）能催化植物體內(nèi)積累的過氧化氫（H2O2）分解為水和分子氧，從而減少H2O2對果蔬組織可能造成的氧化傷害。由圖7可以看出，對照和處理的CAT活性的變化規(guī)律都是先降低后升高再降低的趨勢，對照在第60d活性達(dá)到最大，處理在第80d活性達(dá)到最大，0.3和0.6的最大活性峰值明顯高于對照（p＜0.01），而0.9的峰值卻低于對照，峰值大小順序?yàn)椋?.6＞0.3＞CK＞0.9。由此表明，0.6μL/L 1-MCP處理可以更好的提高寒富蘋果的CAT活性，而濃度過高反而會抑制CAT活性。

圖7 1-MCP處理對果實(shí)CAT活性的影響Fig.7 Effect of 1-MCP treatments on CAT activity of Hanfu apples

2.4.4 1-MCP處理對SOD活性的影響 超氧化物歧化酶（SOD）能夠清除超氧自由基，它與CAT、POD等輔酶協(xié)同作用來防御活性氧或其他過氧化物自由基對機(jī)體的毒害。由圖8可以看出，對照和處理的SOD活性變化規(guī)律相似，均呈M形，在貯藏前40d，對照和處理無明顯差別，酶活性峰值也基本一樣，但在貯藏第60d后，0.6和0.3處理的SOD活性明顯高于對照和0.9（p＜0.01），且在貯藏末期仍保留較高的酶活性，0.6和0.3相比，在貯藏后階段保持更高的酶活性。由此表明，適當(dāng)濃度1-MCP可以延緩寒富蘋果的SOD活性的下降，以0.6μL/L 1-MCP處理效果最好。

圖8 1-MCP處理對果實(shí)SOD活性的影響Fig.8 Effect of 1-MCP treatments on SOD activity of Hanfu apples

2.5 1-MCP處理對果實(shí)品質(zhì)的影響

2.5.1 1-MCP處理對果實(shí)硬度的影響 由圖9所示，對照和處理果實(shí)的硬度均隨貯藏時間的延長呈下降趨勢，在貯藏第60d時，對照和0.9處理的硬度下降的比較明顯，而0.6和0.3處理始終下降得比較緩慢，在貯藏末期100d時，0.6處理的硬度最大，為6.8kg·cm-2，比對照高1.6kg·cm-2。由此表明，1-MCP可以延緩寒富蘋果硬度的下降，0.6μL/L和0.3μL/L的作用效果明顯好于0.9μL/L（p＜0.01），而0.6和0.3之間無明顯差異（p＞0.05）。

圖9 1-MCP處理對果實(shí)硬度的影響Fig.9 Effect of 1-MCP treatments on firmness of Hanfu apples

2.5.2 1-MCP處理對果實(shí)可滴定酸含量的影響 由圖10所示，隨著貯藏時間的延長，對照和處理果實(shí)的可滴定酸含量逐漸降低，在貯藏前60d，下降得比較緩慢，而超過60d后，可滴定酸含量下降的速度較快。與對照相比，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)的可滴定酸含量始終高于對照，其中0.6處理最為明顯，且在貯藏末期仍保留較高的含量為0.117%，是對照的5.85倍。由此表明，1-MCP對抑制寒富蘋果可滴定酸含量的下降有一定的作用，處理之間相比，以0.6μL/L效果最佳（p＜0.01）。

圖10 1-MCP處理對果實(shí)可滴定酸含量的影響Fig.10 Effect of 1-MCP treatments on titratable acid content of Hanfu apples

3 討論

呼吸作用是有機(jī)體生命活動的基本代謝過程，也是果蔬在采收后進(jìn)行的最重要的生理活動之一。但是，呼吸作用消耗了果蔬體內(nèi)積累的有機(jī)養(yǎng)分，降低了果蔬食用品質(zhì)和貯藏性，同時呼吸過程釋放的呼吸熱也是影響果蔬貯藏性的重要因素。乙烯是重要的植物內(nèi)源激素之一，它能促進(jìn)果蔬的后熟衰老過程。因此，尋找降低呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的方法對果蔬的貯藏具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出1-MCP有效的降低了呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量，這與王瑞慶、孫希生等在“嘎啦”、“金冠”等上的研究結(jié)果一致[10-12，14]，并推遲了呼吸和乙烯峰值的出現(xiàn)。處理中0.6比0.3和0.9的呼吸峰推遲4d，且峰值最小；0.6的乙烯峰低于0.3和0.9。

POD、CAT和SOD是植物細(xì)胞中清除活性氧的主要酶類。SOD能夠?qū)Ｒ坏膶2-歧化為H2O2和O2，CAT和POD則催化H2O2轉(zhuǎn)化為H2O，只有三者的協(xié)調(diào)一致，才能使活性氧維持在一個較低的水平，從而防止其毒害[13]。本實(shí)驗(yàn)的SOD和POD活性均在第40d達(dá)到高峰，CAT活性也呈上升趨勢，說明活性氧自由基大量積累，果實(shí)開始進(jìn)入衰老，而經(jīng)0.6μL/L 1-MCP處理果實(shí)的酶活性與其他處理相比能維持更高的酶活性，從而能更好的防御活性氧對果實(shí)機(jī)體的侵害。本實(shí)驗(yàn)得出，寒富蘋果經(jīng)1-MCP處理后，與對照相比，0.3和0.6處理可以提高這三種酶的活性，與程順昌、邵遠(yuǎn)志等在寒富蘋果、芒果上的研究結(jié)果一致[16，21]，而0.9處理卻降低了酶的活性，這與在富士蘋果上的研究一致[13]。不同1-MCP濃度對提高酶活性的程度不同，本實(shí)驗(yàn)POD、CAT、SOD結(jié)果均為0.6μL/L＞0.3μL/L＞CK＞0.9μL/L。處理果實(shí)的PPO活性與對照相比受到了抑制，這與在巴仁杏上的研究一致[22]，并推遲了酶活性峰值的出現(xiàn)，與在大果水晶梨上的研究結(jié)果一致[23]。

呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量受到抑制，有關(guān)后熟衰老的酶活性得到調(diào)節(jié)，就可達(dá)到較好的貯藏效果。經(jīng)1-MCP處理后的果實(shí)，與對照相比，在貯藏100d后仍保持較高的硬度、總酚和可滴定酸含量，并能減少丙二醛的積累。在硬度和總酚方面，0.3和0.6處理明顯好于0.9處理；在丙二醛方面，0.6和0.9處理明顯好于0.3處理。

4 結(jié)論

通過本實(shí)驗(yàn)對10個指標(biāo)進(jìn)行測定分析后，表明1-MCP在寒富蘋果貯藏保鮮中可以起到積極作用。綜合考慮認(rèn)為在常溫貯藏條件下，用0.6μL/L 1-MCP處理效果較為明顯，能更好的維持寒富蘋果的貯藏品質(zhì)。

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