1—MCP對(duì)冷藏花牛蘋(píng)果生理活性及香氣合成相關(guān)酶活性的影響

吳小華 頡敏華 王寶春 陳柏 慕鈺文 張?chǎng)?/p>

摘要：以花牛蘋(píng)果為試材，研究了1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）處理對(duì)花牛蘋(píng)果冷藏期間果實(shí)呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放速率及香氣成分相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明，1-MCP能夠顯著抑制冷藏期間花牛蘋(píng)果果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯生成，推遲呼吸和乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，同時(shí)能夠抑制花牛蘋(píng)果香氣合成的相關(guān)酶活性，從而延緩果實(shí)的后熟與衰老，有效保持花牛蘋(píng)果貯藏期間的生理品質(zhì)。冷藏120 d，果實(shí)LOX酶活性峰值較同期對(duì)照降低了21.6%；PDC酶活性于冷藏180 d時(shí)達(dá)到最大，較同期對(duì)照低了51.5%。1-MCP 處理降低了AAT酶活性峰值，但并未推遲峰值的來(lái)臨。

關(guān)鍵詞：花牛蘋(píng)果；1-MCP；冷藏；生理活性；香氣合成相關(guān)酶

中圖分類(lèi)號(hào)：S661.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）02-0001-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.02.001

Effects of 1-MCP on Physiological Activity and Enzyme Activity Related to Aroma Components of Huaniu Apples during Cold Storage

WU Xiaohua 1， 2， XIE Minhua 1， 2， WANG Baochun 3， CHEN Bai 1， 2， MU Yuwen 1， 2， ZHANG Xin 3

（1. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China；2. Engineering and Technology Research Center for Agricultural Product Storage and Processing of Gansu Province， Lanzhou Gansu 730070， China；3. College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：With Huaniu apple as test materials， the effects of 1-methylcyclopropene（1-MCP） treatment on fruit respiration rate， ethylene release rate and enzyme activity of aroma components during cold storage were studied. The results show that 1-MCP can significantly inhibit the respiration and ethylene production， delay the peak of respiration and ethylene release；at the same time， it can inhibit the enzyme activity related to aroma synthesis of Huaniu apple during cold storage， accordingly delay fruit ripening， and improve fruit storage quality. After 120 days of cold storage， the peak value of LOX enzyme activity in fruit decreased by 21.6% compared with the control over the same period， PDC enzyme activity reached the maximum at 180 days after cold storage， which was 51.5% lower than that of the same period in the control；1-MCP treatment reduced the peak activity of AAT， but did not delay the advent of the peak.

Key words：Huaniu apple；1-MCP；Cold storage；Physiological activity；Aroma synthesis-related enzyme

甘肅天水花牛蘋(píng)果具有果型端莊，色澤嫣紅、鮮亮，味道甜酸可口，果味清香等品質(zhì)，被認(rèn)為是可與美國(guó)蛇果、日本富士齊名的世界三大著名蘋(píng)果品牌之一，是中國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上第一個(gè)獲得正式商標(biāo)的蘋(píng)果品種[1 ]，其果實(shí)香氣具有含量低、成分復(fù)雜且不穩(wěn)定等特點(diǎn)[2 ]。香氣作為果實(shí)品質(zhì)的重要組成部分，倍受眾多學(xué)者重視。盡管一些保鮮措施顯著地延長(zhǎng)了果實(shí)的貯藏保鮮期，但同時(shí)對(duì)果實(shí)的香氣品質(zhì)產(chǎn)生影響，而香氣的缺失影響了果實(shí)的商品價(jià)值，大大降低了廣大消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲[3 ]。

1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）是一種新型乙烯作用抑制劑，通過(guò)阻斷乙烯與受體的結(jié)合，從而抑制乙烯的生理效應(yīng)，進(jìn)而抑制乙烯對(duì)水果等園藝產(chǎn)品的催熟作用[4 - 6 ]，很好地保持產(chǎn)品的硬度、營(yíng)養(yǎng)成分，從而達(dá)到保鮮的效果。2002年美國(guó)環(huán)保局已批準(zhǔn)1-MCP在園藝鮮活產(chǎn)品上應(yīng)用，目前1-MCP已在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。蘋(píng)果屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，1-MCP 對(duì)蘋(píng)果采后貯藏品質(zhì)的保持有著顯著效果，但對(duì)果實(shí)香氣的形成影響較大[7 ]。研究表明，1-MCP 處理能夠抑制蘋(píng)果、梨、桃、獼猴桃等果實(shí)香氣物質(zhì)的形成，降低香氣成分含量，尤其是酯類(lèi)物質(zhì)的含量[8 - 11 ]。我們研究了1-MCP處理在冷藏期間對(duì)花牛蘋(píng)果果實(shí)生理活性及香氣物質(zhì)合成相關(guān)酶——脂氧合酶（LOX）、丙酮酸脫羧酶（PDC）、乙醇脫氫酶（ADH）和醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）活性的影響，探討1-MCP 處理對(duì)花牛蘋(píng)果在冷藏期間香氣物質(zhì)變化的影響，以期為花牛蘋(píng)果的品質(zhì)鑒定和貯藏保鮮提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試花牛蘋(píng)果于2015年 9 月 26 日采自甘肅省天水市麥積區(qū)花牛鎮(zhèn)花牛村蘋(píng)果園。果實(shí)采收成熟度控制在八成熟，采收標(biāo)準(zhǔn)為盛花后 135～140 d，碘-碘化鉀染色反應(yīng)指數(shù)為 3 級(jí)。在管理良好的 6 年生果樹(shù)采摘，挑選大小適中、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害、成熟度一致的果實(shí)，套發(fā)泡網(wǎng)裝入墊有厚5 μm 的塑料薄膜內(nèi)襯的瓦楞紙箱，當(dāng)天運(yùn)到天水裕源果蔬有限公司處理。

供試試劑1-MCP 美國(guó)羅門(mén)哈斯中國(guó)公司提供。供試儀器SP-3420 型氣相色譜儀由北京北風(fēng)瑞利分析儀器（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)；GXH- 3051H 型果蔬呼吸測(cè)定儀由北京均方理化科技研究所生產(chǎn)；Cary-100 紫外分光光度計(jì)由美國(guó)瓦里安公司生產(chǎn)；TGL-16LM 型高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)由湖南星科科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)；MC（BT 224s） 電子天平由賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司生產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)處理

1-MCP 設(shè) 0（CK）和1 μL/L兩個(gè)濃度，每處理用果75 kg，重復(fù)3 次。選取大小均勻、顏色相對(duì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械傷的果實(shí)，在厚 0.1 mm的塑料大帳內(nèi)按 1-MCP 設(shè)計(jì)濃度密閉熏蒸處理 24 h，然后通風(fēng)。處理后的果實(shí)裝入內(nèi)襯 厚5 μm 的塑料薄膜的紙箱內(nèi)，置（-1±0.5） ℃、相對(duì)濕度 85%～90%的冷庫(kù)內(nèi)貯藏。每2 個(gè)月測(cè)定1 次相關(guān)生理生化指標(biāo)。

1.3 測(cè)定方法

果實(shí)呼吸強(qiáng)度用 GXH3051 型紅外CO2分析儀測(cè)定，采用氣流法，氣體流速 1.0 L/min[12 ]。果實(shí)乙烯釋放速率用 SP-3420 型氣相色譜儀測(cè)定，色譜條件： 氫火焰檢測(cè)器；GDX-502 型色譜柱，柱溫 50 ℃；FID 檢測(cè)室溫度 240 ℃；載氣為氮?dú)?，流?30 mL/min，外標(biāo)法定量[10 ]。酯氧合酶（LOX）的提取與活性測(cè)定參照陳昆松等[13 ]的方法并加以改進(jìn)。丙酮酸脫羧酶（PDC）和乙醇脫氫酶（ADH）活性測(cè)定參照Ke等 [14 ] 的方法并加以改進(jìn)。醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）活性測(cè)定根據(jù)Fellman等[15 ]和Perez等[16 ]的方法并加以改進(jìn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用 Excel 2007 軟件和 DPS7.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對(duì)冷藏期間花牛蘋(píng)果乙烯釋放速率的影響

從圖1可以看出，冷藏過(guò)程中，花牛蘋(píng)果果實(shí)乙烯釋放速率的變化趨勢(shì)為先升高后下降，CK組在冷藏60 d時(shí)果實(shí)達(dá)到乙烯釋放高峰，峰值為 38.18 μL/（kg·h），隨后下降。1-MCP處理能顯著抑制果實(shí)乙烯的合成，推遲乙烯釋放高峰出現(xiàn)的時(shí)間，從而延緩果實(shí)后熟衰老進(jìn)程。冷藏120 d時(shí)，果實(shí)乙烯釋放峰值為16.47 μL/（kg·h），較同期對(duì)照降低了48.5%，差異達(dá)到極顯著水平（p < 0.01）。

2.2 1-MCP處理對(duì)冷藏期間花牛蘋(píng)果呼吸速率的影響

從圖2可以看出，冷藏過(guò)程中的果實(shí)呼吸速率變化趨勢(shì)與乙烯釋放速率一致，表現(xiàn)為先升高后下降，CK組在冷藏 60 d時(shí)果實(shí)達(dá)到呼吸峰值，為58.05 mg/（kg·h）。1-MCP處理能顯著抑制冷藏期間果實(shí)呼吸速率，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。果實(shí)呼吸速率于冷藏120 d達(dá)到峰值，為43.84 mg/（kg·h），較CK組降低了24.5%，差異達(dá)到極顯著水平（p < 0.01）。

2.3 1-MCP處理對(duì)冷藏期間蘋(píng)果脂氧合酶（LOX）活性的影響

從圖3可以看出，冷藏期間，果實(shí)LOX酶活性呈先升高后下降的趨勢(shì)，CK組在冷藏60 d時(shí)達(dá)到高峰，峰值為95.937 U/g FW。1-MCP處理能抑制果實(shí)冷藏期間的LOX酶活性，延緩LOX酶活性高峰的出現(xiàn)時(shí)間，于冷藏120 d時(shí)達(dá)到峰值，峰值為77.758 U/g FW，較同期對(duì)照組降低了21.6%。說(shuō)明1-MCP 能顯著（p < 0.05）抑制冷藏期以及推遲酶活性高峰的出現(xiàn)。通過(guò)LOX途徑合成的酯類(lèi)香氣辛酸己酯在CK組果實(shí)中冷藏60 d時(shí)含量最高，而在1-MCP處理組中冷藏120 d時(shí)含量最高，說(shuō)明酯類(lèi)香氣辛酸己酯的生物合成與LOX活性相關(guān)。

2.4 1-MCP 處理對(duì)冷藏期間蘋(píng)果丙酮酸脫羧酶（PDC）和乙醇脫氫酶（ADH）活性的影響

從圖4可以看出，冷藏過(guò)程中，花牛蘋(píng)果果實(shí) PDC酶活性總體呈上升趨勢(shì)， ADH酶活性呈先下降后上升的趨勢(shì)。由圖4（A）可知，在冷藏180 d時(shí)，CK組的PDC酶活性增至最高，為2.94 U/g FW，而1-MCP 處理組為1.94 U/g FW，較同期對(duì)照低51.5%，說(shuō)明1-MCP 處理組能極顯著（p < 0.01）抑制花牛蘋(píng)果PDC酶活性的增長(zhǎng)。而此期也正是多數(shù)酯類(lèi)香氣釋放的峰值，說(shuō)明PDC酶在花牛蘋(píng)果貯藏后期對(duì)香氣成分合成方面起到重要作用。由圖4（B）可知，在冷藏120 d時(shí)，CK組ADH酶活性降至最低，為0.45 U/g FW，而1-MCP 處理組為0.40 U/g FW，較同期對(duì)照降低了11.1%，說(shuō)明1-MCP 處理組對(duì)花牛蘋(píng)果ADH酶活性的影響不顯著。

2.5 1-MCP處理對(duì)貯藏期間蘋(píng)果醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）活性的影響

從圖5可以看出，冷藏期間，花牛蘋(píng)果果實(shí)AAT酶活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，且整個(gè)貯藏期CK組AAT酶活性整體高于1-MCP 處理組。在冷藏120 d時(shí)，CK組AAT酶活性達(dá)到高峰，峰值為2.30 U/gFW，而1-MCP 處理組為1.79 U/gFW，較同期對(duì)照降低了22.2%，說(shuō)明1-MCP 處理能顯著（p < 0.05）抑制花牛蘋(píng)果AAT酶活性的增加。

3 小結(jié)與討論

降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率對(duì)延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期起著決定性的作用， 1-MCP可通過(guò)抑制乙烯與其受體的結(jié)合而抑制乙烯的產(chǎn)生[17 ]。1-MCP對(duì)大部分果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯生成都具有抑制作用，如“紅星”、“ 富士”、“ 嘎啦”等蘋(píng)果。本研究表明，1-MCP處理顯著抑制了花牛蘋(píng)果貯藏期間的呼吸強(qiáng)度和乙烯生成，推遲了乙烯釋放高峰的出現(xiàn)時(shí)間，并降低了其峰值，從而延緩了果實(shí)的后熟衰老，較好的保持了花牛蘋(píng)果品質(zhì)。

1-MCP處理對(duì)冷藏期間花牛蘋(píng)果果實(shí)香氣成分合成關(guān)鍵酶的變化有較大影響。1-MCP處理在保持果實(shí)品質(zhì)的同時(shí)，也顯著抑制了果實(shí)與香氣形成相關(guān)酶（LOX、PDC、ADH、ATT）的活性，從而使花牛蘋(píng)果果實(shí)在貯藏期間香氣品質(zhì)下降[18 ]。本研究表明，1-MCP 能顯著抑制冷藏期LOX酶活性以及推遲酶活性出現(xiàn)的高峰（p < 0.05），能極顯著抑制花牛蘋(píng)果冷藏180 d時(shí)PDC酶活性的增長(zhǎng)（p < 0.01），而此時(shí)也正是多數(shù)酯類(lèi)香氣釋放的峰值，說(shuō)明PDC酶是花牛蘋(píng)果貯藏后期香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶。

1-MCP處理對(duì)花牛蘋(píng)果酯類(lèi)香氣成分釋放的影響，主要是通過(guò)降低乙烯釋放量、對(duì)脂肪酸和香氣形成相關(guān)酶的抑制作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）