采后乙烯利、1-MCP處理對蘋果梨蠟質組分的影響

唐　瑛，王文娟，李永才*，畢　陽

（甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070）

采后乙烯利、1-MCP處理對蘋果梨蠟質組分的影響

唐瑛，王文娟，李永才*，畢陽

（甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070）

通過氣相色譜-質譜聯用技術對不同劑量的乙烯利浸泡和1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）熏蒸處理貯藏5 個月的蘋果梨表皮蠟質化學組分進行分析比較。結果表明，采后乙烯利、1-MCP處理對蘋果梨蠟質化學組分的種類、含量均有一定的影響，且存在劑量效應，其中乙烯利處理明顯增加了蠟質化學組分的種類，降低了脂肪酸、烷烴的相對含量，提高了萜類物質的相對含量；而1-MCP熏蒸后果皮蠟質組分的種類略有增加，且提高了烷烴和醛類物質的相對含量，同時乙烯利和1-MCP處理對蠟質主要組分烷烴、脂肪酸和醛類的碳鏈長度也有一定的影響。

蘋果梨；乙烯利；1-甲基環(huán)丙烯；果皮蠟質；化學組分

植物表皮蠟質是覆蓋于陸生植物地上大部分器官表面、由各種脂類化合物組成的一層疏水屏障，主要由內嵌在角質基質的角質層內蠟質和覆蓋在植物表面的上表皮蠟質構成［1］。植物表皮蠟質組成成分復雜，主要是由碳原子數在C20～C34之間的特長鏈脂肪酸及其衍生物（包括烷烴、醇、醛、脂肪酸和酯等）組成，還包括萜類和其他微量次級代謝物如固醇和類黃酮類物質，其組成和分布因物種、組織及器官的不同而存在差異［1-3］。植物表皮蠟質具有阻止水分散失［4-6］、保護植物免受病原菌、食草動物、紫外輻射和機械損害等作用［5-7］。果實表皮蠟質的結構和化學組分會隨著發(fā)育及環(huán)境脅迫（如光、溫度、酸雨和輻射）和藥物處理而變化［8-11］。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種乙烯抑制劑，它可能通過與乙烯競爭乙烯受體位點而影響乙烯作用，從而抑制果蔬衰老過程中酶和基因的變化［12］，推遲果實的成熟和軟化［13］，保持果蔬良好的品質，因而在果蔬采后處理中得到廣泛的應用［14-17］。近期研究表明1-MCP處理對水果表皮蠟質的組分也有一定的影響，其中Curry等［18-19］研究表明采后1.0 μL/L的1-MCP處理抑制了‘Autumn Gold’和‘Royal Gala’兩種蘋果果實乙烯的產生，對果皮蠟質組分的種類和含量也有一定的影響，尤其發(fā)現‘Royal Gala’蘋果經過1-MCP處理后，雖然與對照組相比，80%的蠟質組分沒有差異，但與果實油膩相關的化學組分諸如9，12-十八碳二烯酸、二十九烷-10-醇、二十九烷-10-酮含量顯著降低，從而有效地減輕了果皮的油膩感，提高果實的品質，同時董曉慶等［20］在紅富士蘋果上也得到了類似的結果。

乙烯利（2-氯乙基膦酸）是一種乙烯釋放劑類促進植物生長的調節(jié)劑，被廣泛應用于蔬菜水果等農作物，它可以促進果蔬提早著色、成熟、調節(jié)花期，縮短作物生長期和提高產量等［21］。另外Cajuste等［22］研究發(fā)現，采后乙烯處理后的柑橘果實表皮總蠟質含量提高，且誘導表皮蠟質結構的改變。

目前本實驗室已對發(fā)育、貯藏期間以及采前套袋處理后蘋果梨果皮蠟質組分和結構的變化進行了系統(tǒng)的研究［23-24］。本研究擬在前期研究的基礎上，以蘋果梨為試材，采用氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectromenty，GC-MS）聯用技術，系統(tǒng)分析采后1-MCP和乙烯利處理對低溫貯藏后蘋果梨果實果皮蠟質化學組分的影響，以期為全面揭示采后1-MCP處理的保鮮機理提供一定的依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

實驗所采用蘋果梨（Pyru sbretchneideri Rehd）在2013年10月采摘于甘肅省景泰縣條山農場，采收后當即進行單果包裝，然后裝箱，并運至實驗室冷庫貯藏（0 ℃、相對濕度（85±5）%）。挑選大小均一、無任何機械傷口及病蟲害的蘋果梨，清洗果實表面，隨后自然晾干，備用。

1-MCP（粉劑，有效成分3%） 山東營養(yǎng)源食品科技有限公司；乙烯利（液體，劑量40%） 廣州合通農化供應鏈有限公司；氯仿（分析純） 天津市光復科技發(fā)展有限公司。

1.2儀器與設備

DF-II集成式磁力攪拌器 金壇市順華儀器有限公司；6890N/MSD5973N GC-MS聯用儀（美國NIST02譜庫） 美國Agilent公司。

1.3方法

1.3.1采后1-MCP、乙烯利處理

1.3.1.11-MCP處理

參照Renate等［25］的處理方法，稱取定量1-MCP粉劑（有效成分3%）置于小燒杯并放入用聚氯乙烯薄膜制作容積為1 m3的塑料帳內，用移液管吸取定量蒸餾水（1∶10），澆注1-MCP粉劑，使容器內1-MCP的劑量分別為0.25、0.50、1.00 μL/L，以清水處理為對照，立即密封塑料帳，在室溫條件下熏蒸處理12 h，每個塑料帳中處理30 個蘋果梨，取出將每組果實分裝后貯藏于冷庫（0 ℃、相對濕度（85±5）%），150 d取樣測定。

1.3.1.2乙烯利處理

將40%的乙烯利分別調配成劑量為0、200、400、800 mL/L的溶液，將清洗晾干后的果實浸于其中，每個處理組5 L的溶液中浸泡8 個蘋果梨，3 min后將果實取出，自然晾干后，分別裝入厚度0.02 mm聚乙烯袋，放入冷庫（0 ℃、相對濕度（85±5）%）貯藏，150 d取樣測定。

1.3.2果實蠟質提取

參照李永才等［23］方法，不同處理組的蘋果梨貯藏到150 d時，挑選大小均一、無傷口以及病蟲害的果實，表面清洗后自然晾干，分別浸入含600 mL氯仿的1 000 mL的燒杯中，放置在磁力攪拌器上，室溫條件下洗刷浸泡提取60 s。提取液經8 層紗布過濾，轉入已稱質量的蒸餾瓶，用減壓蒸餾法除去溶劑（水溫40 ℃）。得蠟質粗提物用于組分分析。

1.3.3蠟質成分鑒定

參照Yin等［24］方法，蠟質用MeOH/BF3酯化后經GC-MS分析。GC-MS色譜條件為：AT-SE54石英毛細管柱（30 m×320 μm，250 μm），升溫程序為：始溫80 ℃，以4 ℃/min程序升溫至290 ℃，恒溫30 min，進樣口溫度280 ℃，載氣為氦氣，氦氣流量2 mL/min，線速率40 cm/s。質譜條件為：電離方式為電子電離源，電離能量70 eV，GC-MS接口溫度280 ℃，離子源溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃。

1.4數據分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0（SPSS Inc，Chicago， IL， USA）對實驗數據進行統(tǒng)計和處理。

2　結果與分析

2.1采后1-MCP和乙烯利處理對蘋果梨蠟質組分的影響

表1　采后乙烯利、1-MCP處理后低溫貯藏150 d蘋果梨果皮蠟質化學組分種類和相對含量Table1　Chemical components and their relative contents in cuticular wax of postharvest Pinggguoli pear pretreated with either ethylene or 1-MCP and cold stored for 150 days %

續(xù)表1 %

蘋果梨表皮蠟質的化學組分較為復雜，與對照組相比，經過采后乙烯利和1-MCP處理的果實，在果皮蠟質化學組分的種類、相對含量均存在差異（表1）。對照組果實僅檢出32 種物質，而3 個劑量的乙烯利處理的果實分別檢出了54、50 種和47 種，檢出種類隨處理劑量的增加而減少，3 個劑量的1-MCP處理，果實檢出的物質分別為41、41 種和33 種，比乙烯利處理檢出的物質少。不同劑量的乙烯處理果皮蠟質組分的種類變化較大，200、800 mL/L乙烯利處理后蠟質中檢測到了12-甲氧基-十八酸、13-甲氧基-十八酸、14-甲氧基-十八酸、15-甲氧基-十八酸、16-甲氧基-十八酸、17-甲氧基-十八酸、正二十四烷、正二十六烷、A環(huán)-四氫化-咔噠烯、B環(huán)-四氫化-咔噠烯、24-甲撐-環(huán)丙羊毛甾烯-3-酮、烏散-20-烯-3，16-二酮、24-甲撐-羊毛甾烯-3-酮、A，D-新奧利12，14-二烯、A，D-新奧利-二烯、奧利二烯、烏散-12-烯-28-醛。而在1-MCP處理蘋果梨果實后，未檢測到二十七烷酸、二十九烷酸兩種物質，劑量為0.50 μL/L和1.00 μL/L的1-MCP處理后還檢出了烏散-12-烯-3-酮。

采后乙烯利和1-MCP處理的果實蠟質中主要化學組分的含量也存在較大差異（表1）。如對照組中十六烷酸相對含量為15.1%，在經過采后乙烯利處理后，其相對含量明顯下降，僅為0.03%；而經過采后1-MCP處理后，其相對含量為對照組的50%。經過乙烯利處理后8，10-二甲氧基-十八烷酸相對含量明顯增加到對照組的1.5 倍，而經過采后1-MCP處理后，其相對含量降低為1/3。乙烯利和1-MCP處理后二十六烷酸、二十八烷酸、正二十七烷的相對含量均有降低。對于蘋果梨蠟質中相對含量最高的成分二十九烷，200 mL/L乙烯利處理后，相對含量降低了63.8%，并且隨著處理劑量增大，降低的幅度變小。而0.5 μL/L的1-MCP處理后正二十九烷的相對含量升高了58%。

2.2采后1-MCP和乙烯利處理對蘋果梨主要蠟質組分的影響

2.2.1對各類主要化學組分相對含量的影響

圖1　采后乙烯利（A）和1-MCP（B）處理對蘋果梨蠟質各類組分的影響Fig.1　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the relative contents of different chemical classes of compounds in cuticular wax of Pingguoli pear

蘋果梨表皮蠟質的組分主要包括脂肪酸、烷烴、烯烴、萜類和醛類等。采后經過乙烯利和1-MCP處理后，作為蠟質中第1大類組分脂肪酸的相對含量均低于對照組，但各處理劑量之間存在差異，并且隨著乙烯利劑量的增加脂肪酸相對含量呈現先升高后減少的趨勢（圖1A），而1-MCP處理隨著劑量的增加，呈現先減少后增加的趨勢（圖1B）。對于第2大類組分烷烴，1-MCP處理能較顯著地提高其相對含量，且隨著處理劑量增加呈先增加后減少的趨勢（圖1B），而乙烯利處理后其相對含量低于或接近對照，且存在劑量效應（圖1A）。盡管存在劑量效應，1-MCP和乙烯利處理均能在不同程度上增加烯烴的相對含量。另外果實蠟質中的萜類相對含量隨乙烯利處理劑量增加呈先減少后增加的趨勢，而對照和1-MCP處理果實中未檢出或只有少量檢出。采后1-MCP處理可提高蠟質中醛類相對含量，并隨著劑量增加，呈現出先增加后減少的趨勢（圖1B），但乙烯利處理果實中未檢測出該類物質（圖1A）。

2.2.2對脂肪酸飽和度的影響

圖2　采后乙烯利（A）和1-MCP（B）處理對蘋果梨蠟質脂肪酸飽和度的影響Fig.2　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the saturation of fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

脂肪酸的飽和度因不同劑量乙烯利和1-MCP的處理而存在差異（圖2）。尤其采后乙烯利處理其變化因處理劑量而存在較大差異，200 mL/L和800 mL/L乙烯利處理后蠟質中不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸的相對含量均低于對照組，且飽和脂肪酸占脂肪酸的相對含量大于50%，而400 mL/L乙烯利處理后結果與200 mL/L和800 mL/L乙烯利處理后的結果正好相反（圖2A）。經過1-MCP處理后，不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸相對含量略低于對照組，飽和脂肪酸占脂肪酸相對含量大于50%（圖2B）。

2.3采后乙烯利、1-MCP處理對蘋果梨蠟質組分碳鏈長度的影響

2.3.1對烷烴鏈長的影響

圖3　采后乙烯利（A）和1-MCP（B）處理對烷烴鏈長的影響Fig.3　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the carbon chain length distribution of alkanes in cuticular wax of Pingguoli pear

蘋果梨蠟質中的烷烴的碳鏈長度范圍是C14～C31，并且表現出奇數優(yōu)勢，由圖3可知，其中C25、C27、C29鏈長的烷烴相對含量相對豐富，C29鏈長的烷烴相對含量最高。經過不同劑量的乙烯利處理后，C25、C27鏈長的烷烴相對含量降低，并且在劑量為400 mL/L時，降低量最小，C29鏈長的烷烴含量增加，當乙烯利劑量為800 mL/L時，C29烷烴的相對含量高出對照組23%（圖3A）。而經過不同劑量的1-MCP處理后，C25、C27鏈長的烷烴相對含量下降，在0.5 μL/L 1-MCP處理后，C25鏈長的烷烴相對含量下降了57.45%（圖3B，表1）。C29鏈長的烷烴相對含量均高于對照組，在0.5 μL/L 1-MCP處理后，C29烷烴的相對含量高于對照組16.28%（圖3B，表1）。

2.3.2對飽和脂肪酸鏈長的影響

圖4　采后乙烯利（A）和1-MCP（B）處理對飽和脂肪酸鏈長的影響Fig.4　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the carbon chain length distribution of saturated fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

飽和脂肪酸種類豐富，碳鏈長度跨度大，以明顯的偶數碳的存在優(yōu)勢，其中以C16、C18、C20、C26、C28、C30的存在為優(yōu)勢特征，其中C16相對含量高達50%。與對照組相比，經過乙烯利處理的C16相對含量明顯降低，200 mL/L乙烯利處理后其相對含量為對照組的40%，且在400 mL/L和800 mL/L乙烯利處理后C16脂肪酸的相對含量不到1%。而C20的相對含量在經過乙烯利處理后顯著增加，在800 mL/L乙烯利處理后，C20的相對含量是對照組的4 倍（圖4A）。蘋果梨蠟質中C16脂肪酸在0.25 μL/L和0.5 μL/L 1-MCP處理后相對含量有所升高。而1 μL/L 1-MCP處理后C16的相對含量降低。另外C28的相對含量經過1-MCP處理后有所增加，其中0.5 μL/L 1-MCP處理后其相對含量增加了50%，可見1-MCP可促進蠟質中飽和脂肪酸碳鏈的延長（圖4B）。

2.3.3對不飽和脂肪酸鏈長的影響

圖5　采后乙烯利（A）、1-MCP（B）處理對不飽和脂肪酸鏈長的影響Fig.5　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the carbon chain length distribution of unsaturated fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

不飽和脂肪酸碳鏈長度從C16～C26，有明顯的偶數碳的優(yōu)勢，對照組中C18的相對含量高達80%（圖5A）。采后乙烯利處理果實后，C18的相對含量明顯降低，800 mL/L處理后，減少到對照組的1/4。在對照組中沒有檢出C16不飽和脂肪酸，而乙烯利處理后檢出了C16，并且800 mL/L乙烯利處理的C16的相對含量高達80%（圖5A）。1-MCP處理后對各碳鏈長度的不飽和脂肪酸相對含量影響不大（圖5B）。

2.3.4對醛類鏈長的影響

蘋果梨表皮蠟質中的醛類以C24、C26、C28、C30存在為明顯的存在特征，并且呈現出明顯的偶數碳的優(yōu)勢。400 mL/L的乙烯利處理C24、C28醛類相對含量增加，C30沒有檢出。而200 mL/L和800 mL/L乙烯利處理未檢出醛類（圖6A）。經過1-MCP處理后C20、C22醛類物質沒有檢出，C24、C26、C28醛類相對含量變化不大，0.5 μL/L 1-MCP處理后C24醛類相對含量降低了33%，而C28的相對含量增加了40.6%（圖6B）。

圖6　采后乙烯利（A）和1-MCP（B）處理對醛類鏈長的影響Fig.6　Effect of postharvest ethylene （A） and 1-MCP （B） treatments on the carbon chain length distribution of aldehydes in cuticular wax of Pingguoli pear

3　討 論

采后乙烯利和1-MCP處理對蘋果梨蠟質組分的種類及其相對含量均有影響，其中不同劑量的乙烯利處理可使梨果皮蠟質化學組分的種類較對照增加了15～21 種，且新檢測到了A環(huán)-四氫化-咔噠烯、B環(huán)-四氫化-咔噠烯、24-甲撐-環(huán)丙羊毛甾烯-3-酮、烏散-20-烯-3，16-二酮、24-甲撐-羊毛甾烯-3-酮、A，D-新奧利12，14-二烯、A，D-新奧利-二烯、奧利二烯、烏散-12-烯-28-醛等二酮、咔噠烯和二烯類物質，可見乙烯利處理能顯著地提高果實蠟質組分的合成及轉化，同樣Cajuste等［22］研究也發(fā)現采后乙烯處理的柑橘果實表皮總蠟質含量提高。而采后1-MCP處理果皮蠟質化學組分種類雖較對照有所增加，但增加較少，這與Curry等［18-19］在蘋果上的研究結果相似，發(fā)現經1-MCP處理后‘Royal Gala’蘋果果皮蠟質化學組分只有少部分存在差異，而80%的蠟質組分與對照組一致，表明1-MCP可能會抑制或延緩果實蠟質化學組分的變化。同時乙烯利和1-MCP對蠟質化學組分的影響還存在劑量效應，因此關于其具體的調控機理尚需進一步研究。

乙烯利和1-MCP處理對蘋果梨蠟質各類組分的相對含量也具有一定的影響，1-MCP處理后蠟質中烷烴相對含量升高，尤其是C27、C29烷烴，這與董曉慶等［20］在富士蘋果上的研究結果相似，其發(fā)現采后1-MCP處理延緩了紅富士蘋果表皮蠟質組分中的二十七烷和二十九烷的相對含量在貯藏期間的延長而降低，同時他們還發(fā)現1-MCP處理能降低與蘋果油膩相關的物質如9，12-十八碳二烯酸、二十九烷-10-醇、二十九烷-10-酮相對含量［20］，但在梨果并沒有檢測到類似組分，這說明不同水果的蠟質組分具有特異性。脂肪酸是果實表皮蠟質中含量最高的組分，大部分脂肪酸都是C16～C18脂肪酸形式存在［26］，1-MCP處理后紅富士蘋果蠟質中與油膩相關的組分如十六烷酸的相對含量下降，這與本研究結果相一致，表明1-MCP處理后降低了果實表皮油膩感的產生，保持了果實的品質［20］。但有關1-MCP對果皮蠟質合成或轉化的具體調控機理尚需進一步研究。

4　結 論

采后乙烯利、1-MCP處理均不同程度地增加了蘋果梨果皮蠟質化學組分檢出的物質種類，其中不同劑量乙烯利處理檢出的物質種類增加了15～21 種，而1-MCP處理的果實蠟質組分檢出種類略有增加。蘋果梨蠟質組分主要包括烷烴、脂肪酸、萜類、醛類等，乙烯利處理降低了脂肪酸、烷烴的相對含量，提高了萜類物質的相對含量；而1-MCP處理提高了烷烴和醛類物質的相對含量。蘋果梨表皮蠟質中的烷烴以奇數碳的優(yōu)勢存在，而脂肪酸、醛類以偶數碳的優(yōu)勢存在，乙烯利和1-MCP處理對烷烴、脂肪酸、醛類碳鏈的長度均具有一定的影響。由此可見，采后1-MCP處理可通過影響果皮蠟質組分而提高水果的耐貯性。

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Effect of Postharvest Ethephon and 1-MCP Treatments on the Chemical Composition of Cuticular Wax in Pingguoli Pear Fruit

TANG Ying， WANG Wenjuan， LI Yongcai*， BI Yang
（College of Food Science and Engineering， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

The chemical composition of the cuticular wax of postharvest Pingguoli pear which were either dipped into different concentrations of ethephon or fumigated with 1-methylcyclopropene （1-MCP） and then stored for 150 days was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. Results showed that the postharvest ethylene and 1-MCP treatments had an effect on the types and contents of compounds in the cuticular wax of Pinggguoli pear in a concentrationdependent manner. Ethephon treatment could significantly increase the diversity of compounds in cuticular wax， reduce the contents of fatty acids and alkanes， and enhance the content of terpenoids， while the diversity of compounds in cuticular wax was slightly increased in pear fruit treated with 1-MCP with a simultaneous increase in the contents of alkanes and aldehydes. Meanwhile carbon chain lengths of the main composition alkanes， fatty acids and aldehydes were affected by either postharvest treatment.

Pingguoli pear； ethephon； 1-methylcyclopropene； cuticular wax； chemical composition

10.7506/spkx1002-6630-201618036

TSS255.1

A

1002-6630（2016）18-0223-07

唐瑛， 王文娟， 李永才， 等. 采后乙烯利、1-MCP處理對蘋果梨蠟質組分的影響［J］. 食品科學， 2016， 37（18）: 223-229. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618036. http://www.spkx.net.cn

TANG Ying， WANG Wenjuan， LI Yongcai， et al. Effect of postharvest ethephon and 1-MCP treatments on the chemical composition of cuticular wax in Pingguoli pear fruit［J］. Food Science， 2016， 37（18）: 223-229. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618036. http://www.spkx.net.cn

2015-12-30

國家自然科學基金地區(qū)科學基金項目（30960243；31260494）

唐瑛（1990—），女，碩士研究生，研究方向為采后生物學與技術。E-mail：15294152681@163.com

李永才（1972—），男，副教授，博士，研究方向為采后生物學與技術。E-mail：liyongcai@gsau.edu.cn