1-甲基環(huán)丙烯處理對金冠蘋果冷藏期間果實軟化的影響

郭 丹， 韓英群， 魏 鑫， 魏 瀟， 王柏松， 郝 義， 張景娥

(遼寧省果樹科學(xué)研究所，遼寧營口 115009)

金冠蘋果別稱黃香蕉、黃元帥、金帥，該品種豐產(chǎn)個大、肉質(zhì)細(xì)密、品質(zhì)優(yōu)良，深受人們的喜愛，是我國20世紀(jì)80年代的主栽品種，但其耐貯性差，貯藏期果實軟化嚴(yán)重、品質(zhì)下降迅速，近年來栽培面積逐漸縮小[1-2]。1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene，簡稱1-MCP)為乙烯受體抑制劑，無毒、無殘留、綠色高效，廣泛應(yīng)用于園藝果品貯藏保鮮[3-4]，對調(diào)控果蔬質(zhì)地變化具有明顯效果[5]，可顯著抑制蘋果[6]、梨[7]、柿子[8]、獼猴桃[9]等果實的成熟軟化。目前，已有1-MCP對金冠蘋果貯藏保鮮的應(yīng)用研究，但未見其對金冠蘋果呼吸、細(xì)胞壁組成成分、細(xì)胞壁降解酶活性等方面的綜合評價研究，本試驗采用不同濃度1-MCP對金冠蘋果軟化生理進(jìn)行綜合測定，以期篩選出適宜、高效的1-MCP處理技術(shù)，延緩金冠蘋果貯期軟化并應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用金冠蘋果于2016年9月29日采自遼寧省果樹科學(xué)研究所蘋果示范園；1-MCP緩釋劑(有效濃度為1 μL/L)購自陜西省咸陽西秦生物科技有限公司。試驗地點為遼寧省果樹科學(xué)研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

GL-16G-Ⅱ型離心機(jī)，購自上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-2550 型紫外可見分光光度計，購自島津國際貿(mào)易(上海)有限公司；ME204E型分析天平，購自瑞士梅特勒-托利多儀器(中國)有限公司；Milli-Q超純水系統(tǒng)，購自默克化工技術(shù)(上海)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計與處理 選取樹冠中部靠外圍無病蟲害、無機(jī)械損傷、大小均勻、著色程度一致、八九成成熟的果實，裝入內(nèi)襯厚0.04 mm聚乙烯保鮮膜的塑料箱中備用。試驗共設(shè)4個處理，于室溫(20～25 ℃)下分別用0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP 密閉熏蒸18～24 h，以密閉不加1-MCP為對照(CK)，每個處理約300個蘋果。處理后于(0±0.5)℃敞口預(yù)冷 24 h，于(0±0.5)℃、相對濕度為90%～95%的冷庫內(nèi)貯藏。15 d測定1次，每次隨機(jī)取10個蘋果于實驗室內(nèi)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)分析測定，所有測定均重復(fù)3次。

1.3.2 測定項目及方法

1.3.2.1 硬度 采用53205型意大利數(shù)顯果實硬度計測定，探頭直徑為8 mm。

1.3.2.2 呼吸強(qiáng)度 選取6～8個蘋果裝入保鮮盒內(nèi)，采用G100型二氧化碳培養(yǎng)箱分析儀測定，參考曹建康等的方法[10]。

1.3.2.3 乙烯釋放量 采用美國Varian CP-3800氣相色譜儀測定，參考程順昌等的方法[11]。

1.3.2.4 可溶性果膠和原果膠含量 采用咔唑比色法[10]測定。

1.3.2.5 纖維素含量 采用比色法進(jìn)行測定，參考王鴻飛等的方法[12]。

他帶領(lǐng)我國鹽行業(yè)的科技水平實現(xiàn)了歷史性進(jìn)步，促進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備在鹽產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中得到廣泛應(yīng)用；他治下的中鹽集團(tuán)在保障突發(fā)自然災(zāi)害期間的食鹽供應(yīng)、化解全國性食鹽搶購風(fēng)潮、普及碘鹽供應(yīng)、消除碘缺乏病等方面作出了積極貢獻(xiàn)。

1.3.2.6 多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase，簡稱PG) 采用比色法[10]測定，以1 h內(nèi)1 g果蔬組織樣品在37 ℃催化多聚半乳糖醛酸水解形成半乳糖醛酸的質(zhì)量表示。

1.3.2.7 果膠甲酯酶(pectinesteras，簡稱PME) 參考索標(biāo)的方法[13]，以1 min內(nèi)1 g果蔬組織樣品在620 nm處吸光度變化0.01為1個活力單位。

1.3.2.8 纖維素酶(cellulose，簡稱Cx) 采用比色法[10]測定，以1 h內(nèi)1 g果蔬組織樣品在37 ℃催化羧甲基纖維素水解形成還原糖的質(zhì)量表示。

1.3.2.9β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase) 采用水楊苷水解法[10]測定。

1.4 數(shù)據(jù)與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行統(tǒng)計分析與繪圖，采用 DPS 7.05 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對金冠蘋果果實硬度的影響

由圖1可知，各處理金冠蘋果冷藏期間果實硬度不斷降低，1-MCP處理可以延緩果實硬度下降，其濃度越大，效果越明顯。冷藏15 d時，2.0 μL/L 1-MCP與1.0 μL/L 1-MCP 處理之間果實硬度差異不顯著，但兩者均顯著高于對照(P<0.05)，與 0.5 μL/L 1-MCP處理差異均不顯著；冷藏30～90 d時，2.0 μL/L 1-MCP與1.0 μL/L 1-MCP處理之間果實硬度差異不顯著，但顯著高于0.5 μL/L 1-MCP處理和對照，后2個處理之間的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)；冷藏105～120d時，各處理之間果實硬度差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。冷藏120 d時，CK與各濃度 1-MCP 處理果實的硬度分別為采收時的48.8%、57.8%、72.2%、78.5%。

2.2 1-MCP處理對金冠蘋果果實呼吸強(qiáng)度及乙烯釋放量的影響

2.2.1 1-MCP處理對金冠蘋果果實呼吸強(qiáng)度的影響 由圖2-A可知，各處理果實采收后均出現(xiàn)呼吸強(qiáng)度高峰，對照和0.5 μL/L 1-MCP處理果實分別于冷藏30、75 d出現(xiàn)2次呼吸強(qiáng)度高峰，第1次峰值高于第2次，對照呼吸強(qiáng)度高峰值高于0.5 μL/L 1-MCP處理，1.0、2.0 μL/L 1-MCP 處理果實的呼吸強(qiáng)度高峰出現(xiàn)于冷藏60 d，峰值比前者低。冷藏120 d時，對照與0.5 μL/L 1-MCP處理果實呼吸強(qiáng)度差異不顯著，但兩者均顯著高于1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理，1.0 μL/L 1-MCP處理果實的呼吸強(qiáng)度顯著高于2.0 μL/L 1-MCP 處理(P<0.05)。低濃度的1-MCP(0.5 μL/L)降低了金冠果實呼吸強(qiáng)度，但未改變其變化規(guī)律，高濃度的 1-MCP(1.0、2.0 μL/L)明顯降低了果實呼吸強(qiáng)度，且延緩了果實呼吸高峰的出現(xiàn)。

2.2.2 1-MCP處理對金冠蘋果果實乙烯釋放量的影響 由圖2-B可知，各處理果實冷藏期間均出現(xiàn)2次乙烯釋放高峰，第2次峰值均低于第1次。對照、0.5 μL/L 1-MCP處理果實均于冷藏30 d時出現(xiàn)第1次乙烯釋放高峰，峰值分別為7.05、5.77 μL/(kg·h)，75 d時均出現(xiàn)第2次乙烯釋放高峰，峰值分別為5.29、4.62 μL/(kg·h)，1.0、2.0 μL/L 1-MCP 處理果實有著相同的乙烯變化規(guī)律，二者乙烯釋放高峰分別出現(xiàn)于冷藏60、105 d。1-MCP處理可以降低金冠蘋果乙烯釋放量，高濃度的1-MCP(1.0、2.0 μL/L)處理推遲乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，2.0 μL/L 1-MCP處理果實冷藏期間乙烯釋放量顯著低于其他處理，各處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。

2.3 1-MCP處理對金冠蘋果細(xì)胞壁組成成分的影響

2.3.1 1-MCP處理對金冠蘋果果實可溶性果膠含量的影響 由圖3-A可知，金冠蘋果采收時可溶性果膠含量很低，為0.002%，冷藏期間各處理果實可溶性果膠含量不斷升高，冷藏至120 d時，0(對照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理果實可溶性果膠的含量分別升至0.072%、0.064%、0.041%、0.029%，各處理之間的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)?？梢?-MCP抑制金冠蘋果可溶性果膠的分解生成，濃度越大效果越明顯。

2.3.2 1-MCP處理對金冠蘋果果實原果膠含量的影響 由圖3-B可知，各處理金冠蘋果冷藏期間原果膠分解為可溶性果膠，含量不斷降低。冷藏120 d時，0(對照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理果實原果膠含量與采收時相比的降幅分別為92%、89%、79%、75%，各處理原果膠含量差異達(dá)顯著水平(P<0.05)?？梢?-MCP 處理可以抑制原果膠的分解，濃度越大，效果越明顯。

2.3.3 1-MCP處理對金冠蘋果果實纖維素含量的影響 由圖3-C可知，金冠蘋果采收時纖維素含量為0.11%，冷藏期間纖維素不斷分解，各處理果實冷藏120 d時，0(對照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理纖維素含量分別降為 0.013%、0.017%、0.028%、0.031%，與采收時相比降幅分別為88.4%、84.9%、74.5%、71.8%，1-MCP處理可以抑制金冠蘋果纖維素的分解，其中，1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理之間差異不顯著，但兩者顯著高于對照與0.5 μL/L 1-MCP處理，而對照與0.5 μL/L 1-MCP處理間差異顯著(P<0.05)。

2.4 1-MCP處理對金冠蘋果果實細(xì)胞壁降解酶活性的影響

2.4.1 1-MCP處理對金冠蘋果果實PG活性的影響 由圖4-A可知，各處理金冠蘋果冷藏期間PG活性出現(xiàn)2次高峰，分別在冷藏45、90 d，第2次活性峰值高于第1次。整體上看，1-MCP濃度越高PG活性受抑制越明顯。在2次PG活性高峰時，對照果實的PG活性顯著高于3個處理，各處理之間差異顯著(P<0.05)。冷藏120 d時，對照和0.5 μL/L 1-MCP處理果實的PG活性升高，而1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理果實的PG活性下降，0(對照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理的PG活性分別為896、614、175、32 μg/(h·g)，各處理之間的PG活性差異顯著(P<0.05)。

2.4.2 1-MCP處理對金冠蘋果果實PME活性的影響 由圖4-B可知，金冠蘋果冷藏期間PME活性出現(xiàn)2次高峰，對照和0.5 μL/L 1-MCP處理果實分別于45、90 d出現(xiàn)2次活性高峰，冷藏120 d時PME活性仍呈升高趨勢；1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理果實分別于冷藏75、105 d出現(xiàn)2次活性高峰。對照果實的PME活性峰值較高，1-MCP處理可以抑制PME活性，高濃度處理(1.0、2.0 μL/L)推遲PME活性高峰的出現(xiàn)，2.0 μL/L 1-MCP的處理效果較明顯，冷藏120 d時，對照果實的PME活性顯著高于0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理，且各處理之間差異顯著(P<0.05)。

2.4.3 1-MCP處理對金冠蘋果果實Cx活性的影響 由圖4-C可知，金冠蘋果冷藏期間Cx活性不斷變化，對照果實分別于冷藏30、60 d出現(xiàn)2次活性高峰，峰值分別為301、615 μg/(h·g)，冷藏120 d時升至412 μg/(h·g)；0.5 μL/L 1-MCP處理果實分別于冷藏30、75 d出現(xiàn)2次活性高峰，峰值分別為238、494 μg/(h·g)，冷藏120 d時升至291 μg/(h·g)；1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理分別于冷藏45、90 d出現(xiàn)2次活性高峰，峰值分別為174、137，328、175 μg/(h·g)，冷藏120 d時分別升至235、132 μg/(h·g)。冷藏 120 d 時，對照果實的Cx活性顯著高于0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP 處理，且各處理之間差異顯著(P<0.05)。說明1-MCP處理可以抑制果實Cx活性，并推遲活性高峰的出現(xiàn)。

2.4.4 1-MCP處理對金冠蘋果果實β-葡萄糖苷酶活性的影響 由圖4-D可知，各處理金冠蘋果冷藏期間β-葡萄糖苷酶活性出現(xiàn)2次高峰，對照果實分別于冷藏45、90 d出現(xiàn)2次β-葡萄糖苷酶活性高峰，峰值分別為1 810、2 900 μg/(h·g)，0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理果實第1次β-葡萄糖苷酶活性高峰出現(xiàn)在冷藏60 d，峰值分別為 1 795、1 462、1 335 μg/(h·g)，三者第2次活性高峰均出現(xiàn)在冷藏105 d，峰值分別為2 405、1 920、1 765 μg/(h·g)，冷藏120 d時各處理的β-葡萄糖苷酶活性分別降為 1 972、1 595、1 181、941 μg/(h·g)，且各處理之間的β-葡萄糖苷酶活性差異顯著(P<0.05)。可見1-MCP處理可以推遲β-葡萄糖苷酶活性高峰的出現(xiàn)并降低其活性。

3 討論與結(jié)論

軟化是果實成熟與衰老的典型特征，是限制果實長期貯藏的關(guān)鍵因素，其間經(jīng)歷細(xì)胞壁的降解、內(nèi)容物的變化、呼吸速率變化等一系列生理生化變化[14]。其中，呼吸作用是果實采收后新陳代謝的主導(dǎo)，在果實采收后品質(zhì)生理變化、貯藏壽命、病原微生物侵染、商品化處理等方面具有重要意義[15]，乙烯是一種成熟衰老激素，是調(diào)節(jié)果實成熟衰老的關(guān)鍵因子，在果實采收后成熟與軟化過程中起著重要的調(diào)控作用[16-17]。本試驗中，金冠蘋果是呼吸躍變型果實，乙烯釋放與呼吸強(qiáng)度變化趨勢相同，金冠蘋果冷藏期間出現(xiàn)2次呼吸強(qiáng)度高峰和乙烯釋放高峰，低濃度1-MCP(0.5 μL/L)處理可以降低其峰值，高濃度1-MCP(1.0、2.0 μL/L)處理可以使峰值降低且延緩二者高峰的出現(xiàn)，這與孫希生等對金冠蘋果呼吸強(qiáng)度的研究結(jié)果[18]一致，呼吸和乙烯釋放高峰后出現(xiàn)細(xì)胞壁降解酶活性高峰，說明呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放引起果實軟化，這與劉超超等的研究結(jié)果[19]類似。

1-MCP既能阻斷內(nèi)源乙烯的生理效應(yīng)，抑制外源乙烯對內(nèi)源乙烯的誘導(dǎo)作用，進(jìn)而抑制乙烯所誘導(dǎo)的與成熟衰老相關(guān)的生理生化反應(yīng)[20]。本試驗中，金冠蘋果冷藏期間軟化嚴(yán)重，1-MCP處理可以延緩果實可溶性果膠、纖維素的生成和原果膠的分解，抑制細(xì)胞壁降解，從而延緩果實軟化[21]。PG、PME、Cx、β-葡萄糖苷酶等細(xì)胞壁降解酶冷藏期間均出現(xiàn)活性峰值，1-MCP處理降低各種酶活性，高濃度的1-MCP處理可以推遲各種酶活性高峰的到來，這與魏建梅等的研究結(jié)果[22]一致。除Cx活性高峰與呼吸強(qiáng)度高峰、乙烯釋放高峰同時出現(xiàn)，其余細(xì)胞壁降解酶活性高峰均出現(xiàn)得較晚，說明Cx在金冠蘋果軟化中起關(guān)鍵作用。

綜上可知，金冠蘋果冷藏期間果實硬度不斷降低，細(xì)胞壁水解酶活性不斷變化，細(xì)胞壁組成成分不斷降解，果實軟化嚴(yán)重。1-MCP處理可以延緩果實硬度下降及果實可溶性果膠、纖維素的生成及原果膠的分解，降低呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放的峰值，降低PG、PME、Cx、β-葡萄糖苷酶的活性，高濃度的1-MCP(1.0、2.0 μL/L)處理可以推遲各指標(biāo)高峰的到來。呼吸作用與乙烯釋放引起金冠蘋果果實軟化，Cx是導(dǎo)致金冠蘋果軟化的關(guān)鍵酶。

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