1-MCP處理對楊梅果實貯藏期間品質(zhì)及活性氧代謝的影響

黃鈺萍，劉青娥

（麗水學(xué)院，浙江 麗水323000）

楊梅是我國南方著名的特色水果之一，主要分布于浙江、江蘇、福建等省，因其果實色澤鮮艷，酸甜多汁，風味濃郁，營養(yǎng)豐富，深受消費者的青睞。然而，楊梅果實無外部保護層，加之成熟于溫暖多雨的梅雨季節(jié)，呼吸作用旺盛，采摘后若不加以及時處理，2～3 d便腐爛變質(zhì)，素有“一日采收、二日變色、三日變味”的說法[1]，致使楊梅采后貯運困難，耗損嚴重。近年來，大量研究表明膜脂過氧化是果蔬衰老變質(zhì)的主要內(nèi)因，其表現(xiàn)為：采后活性氧清除系統(tǒng)功能下降，活性氧大量累積，致使膜脂過氧化加重，加劇了丙二醛（MDA）、超氧陰離子等的生成及細胞膜透性的升高，引起果蔬細胞膜的氧化損傷和組織衰老[2-3]。因此，研究楊梅保鮮技術(shù)，延緩果實衰老，對于楊梅規(guī)?；a(chǎn)和市場流通具有重要意義。

1-甲基環(huán)丙烯（l-MCP）是一種乙烯受體抑制劑，能抑制乙烯與受體蛋白結(jié)合，從而延緩果實衰老，延長貯藏期，因其具有高效、無毒、穩(wěn)定性好、作用濃度低等優(yōu)點，已被廣泛用于呼吸躍變型果實的保鮮[4-5]。已有研究表明，1-MCP處理能顯著抑制楊梅采后呼吸強度、乙烯釋放量和相對電導(dǎo)率，同時能有效降低楊梅總糖、總酸、水分含量等指標[6-8]。此外，1-MCP處理還可維持桃果實較高的活性氧（ROS）清除能力，并能降低MDA含量[9]。另有研究表明，1-MCP處理也能提高蘋果[10]、香梨[11]、甜瓜[12]等果實的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）等活性氧代謝相關(guān)酶的活性，從而降低果實活性氧水平，延緩果實衰老。但近年來關(guān)于1-MCP處理對楊梅果實活性氧代謝影響的研究報道較少。因此，本試驗以“東魁”楊梅為試材，以1-MCP處理濃度和處理時間為考察因素，研究其對楊梅果實活性氧代謝、相關(guān)抗氧化酶活性及抗氧化活性物質(zhì)含量的影響，以期為楊梅保鮮技術(shù)的改進提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

“東魁”楊梅于2020年6月采自浙江省麗水市蓮都區(qū)巖泉街道里佳源村，采后當天用加冰袋的泡沫箱運回實驗室。挑選顆粒飽滿、大小均勻、無損傷、無病蟲害的果實作為試材。

SOD、CAT、POD、還原型谷胱甘肽（GSH）、VC、H2O2等試劑盒，均購于南京建成生物工程研究所；1-MCP（含有效成分0.14%粉劑），購于咸陽西秦生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Synergy H1多通道酶標測定儀，美國伯騰儀器有限公司；UV-1780型紫外可見分光光度計，日本島津公司；3K15型臺式高速冷凍離心機，德國希格瑪實驗室離心機公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

將挑選出的楊梅分為兩大部分：一部分用于進行不同濃度1-MCP處理試驗；另一部分用于進行1-MCP不同處理時間試驗。

將挑選的一部分楊梅分成4組（每組2 kg），其中：一組作為空白對照，不做任何處理；另外3組分別用0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理16 h。1-MCP處理參考錢驊等[13]方法，根據(jù)容積大小和相應(yīng)濃度，稱取1-MCP粉劑，溶于裝有蒸餾水的小瓶中，搖勻后迅速放入聚乙烯薄膜袋包裹的塑料筐內(nèi)釋放出1-MCP氣體，于0～4℃熏蒸相應(yīng)時間，熏蒸結(jié)束后打開薄膜袋，將楊梅放入聚乙烯塑料袋中，于0～4℃下貯藏。每3 d取一次樣進行相關(guān)指標的測定。

同時，將挑選出的另一部分楊梅分成4組，一組不做任何處理，另外3組用1.0 μL/L 1-MCP分別處理8、16、24 h。將處理后的楊梅放入聚乙烯塑料袋中，于0～4℃下貯藏。每3 d取一次樣進行相關(guān)指標的測定。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 腐爛率

以表面有霉菌、破裂、流水現(xiàn)象記為腐爛，計算公式為：

腐爛率（%）=腐爛果實數(shù)量/總果實數(shù)量×100

1.2.2.2 生理生化指標

稱取2.5 g楊梅果肉組織用5 mL經(jīng)預(yù)冷的提取緩沖液（0.05 mol/L Tris-HCl，0.35 mmol/L山梨醇，2 mmol/L EDTA和2.5 mmol/L DTT，pH 7.5）冰浴勻漿破碎后紗布過濾，取濾液于4℃，10 000 r/min離心20 min，取上清液用于各項生理生化指標的測定。

SOD、CAT、POD活性和GSH、H2O2、VC含量的測定均根據(jù)試劑盒說明書操作，其中SOD、CAT、POD活性以每毫克蛋白所含的活力單位數(shù)表示（U/mg Pro）；GSH含量以每毫克蛋白所含的GSH含量計算（mg/mgPro）；H2O2含量以每毫克蛋白所含的H2O2含量計算（mmol/mg Pro）；VC含量以每100 g樣品所含的VC含量計算（mg/100g）。每個處理重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析及顯著性檢驗（P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著）[14]。采用GraphPad Prism 4.0軟件對數(shù)據(jù)進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對楊梅果實腐爛率的影響

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，各組楊梅果實的腐爛率均呈上升趨勢，但經(jīng)不同濃度1-MCP處理的果實腐爛率均極顯著低于對照組（P＜0.01）。貯藏15 d時，經(jīng)0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理的果實腐爛率分別比對照組低23.95、44.79和44.24個百分點。在貯藏期間，1.0 μL/L 1-MCP處理組與2.0 μL/L 1-MCP處理組間的果實腐爛率差異不顯著。

圖1 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中腐爛率的影響Fig.1 Effects of different 1-MCP concentrations on decay rates of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

由圖2可知，1-MCP處理時間對楊梅果實腐爛率具有較大影響。隨著貯藏時間的延長，經(jīng)1-MCP處理的果實腐爛率上升趨勢明顯慢于對照組，且隨著處理時間的延長，其腐爛率上升越緩慢，貯藏至15 d時，經(jīng)1-MCP處理24 h的果實腐爛率為36.61%，較對照組下降了48.25個百分點。

圖2 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中腐爛率的影響Fig.2 Effects of different 1-MCP treatment time on decay rates of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述結(jié)果表明，1-MCP處理可有效降低楊梅果實采后的腐爛率，使果實保持良好的品質(zhì)和新鮮度，且最適濃度為1.0～2.0 μL/L，最適處理時間為24 h。

2.2 1-MCP處理對楊梅果實H2O2含量的影響

H2O2是植物體內(nèi)一種主要的活性氧，其含量變化在一定程度上可反映活性氧的積累情況[15]，而活性氧的產(chǎn)生正是造成果實衰老的重要誘因之一。由圖3～4可知，與對照相比，1-MCP處理對楊梅果實H2O2含量影響極顯著（P＜0.01）。隨著貯藏時間的延長，各處理組楊梅果實H2O2含量均呈上升趨勢，但對照組的上升趨勢最為顯著，貯藏至3 d時，其H2O2含量就高達300 mmol/mg Pro以上。而各1-MCP處理組的H2O2含量上升緩慢，貯藏0～9 d時，各濃度1-MCP處理組的H2O2含量均低于320 mmol/mg Pro，且不同處理濃度間無顯著差異；貯藏12～15 d，1.0 μL/L 1-MCP處理組的H2O2含量最低，較對照組下降了87.45～187.88 mmol/mg Pro。貯藏0～6 d時，經(jīng)1 μL/L 1-MCP處理8、16、24 h的果實H2O2含量均較低，且各組間無顯著性差異；貯藏9～15 d時，經(jīng)1 μ/L 1-MCP處理24 h的果實H2O2含量增速最慢，貯藏15 d時，其H2O2含量較對照下降了128.58 mmol/mg Pro。

圖3 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中H2O2含量的影響Fig.3 Effects of different 1-MCP concentrations on H2O2 contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

圖4 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中H2O2含量的影響Fig.4 Effects of different 1-MCP treatment time on H2O2 contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述結(jié)果說明，1-MCP處理能顯著抑制楊梅果實采后H2O2累積，且以1.0 μL/L 1-MCP處理24 h的抑制效果最佳。

2.3 1-MCP處理對楊梅果實VC含量的影響

由圖5～6可知，隨著貯藏時間的延長，楊梅果實的VC含量逐漸降低（貯藏3 d時1.0 μL/L 1-MCP處理組除外）。在貯藏期內(nèi)（貯藏15 d除外），1.0 μL/L和2 μL/L 1-MCP處理組的果實VC含量均極顯著高于對照組（P＜0.01），且1.0 μL/L 1-MCP處理組的VC含量下降程度最為緩慢，在貯藏12 d時，其VC含量比0.5 μL/L和2 μL/L 1-MCP處理組分別上升了10.57 mg/100 g和4.7 mg/100 g。在貯藏期內(nèi)，經(jīng)1.0 μL/L 1-MCP處理8 h的楊梅果實VC含量與對照之間差異不顯著，而處理16 h和24 h楊梅果實則極顯著高于對照組（P＜0.01），且24 h處理組的VC含量下降最為緩慢，貯藏15d時，其VC含量較對照高7.71mg/100 g。

圖5 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中VC含量的影響Fig.5 Effects of different 1-MCP concentrations on VC contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

圖6 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中VC含量的影響Fig.6 Effects of different 1-MCP treatment time on VC contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述結(jié)果表明，1-MCP處理可以顯著減緩楊梅果實貯藏期間VC的降解，且以1.0 μL/L 1-MCP處理24 h的緩解效果最佳。

2.4 1-MCP處理對楊梅果實SOD活性的影響

果實作為植物特有的發(fā)育器官，采摘后容易受到活性氧的傷害而導(dǎo)致衰老[16]。SOD是果實內(nèi)非常重要的抗氧化酶，能有效清除果實內(nèi)的活性氧，催化組織內(nèi)的O2變?yōu)镠2O2，延緩果實的衰老[17]。由圖7～8可知，與對照相比，不同濃度1-MCP處理與不同1-MCP處理時間對楊梅果實SOD活性均具有極顯著影響（P＜0.01）。由圖7可知：貯藏0～9 d時，隨著貯藏時間的延長，各處理組的楊梅果實SOD活性均明顯上升；貯藏9 d時達到最高峰，且從高到低依次為1.0 μL/L 1-MCP組（109.86 U/mg Pro）、2.0 μL/L 1-MCP組（102.39 U/mg Pro）、0.5 μL/L 1-MCP組（81.47 U/mg Pro）和CK組（75.88 U/mg Pro）；貯藏9 d后，各組SOD活性逐漸下降；貯藏至15 d時，1.0 μL/L和2.0 μL/L 1-MCP處理組之間SOD活性差異不顯著，但極顯著高于0.5 μL/L 1-MCP處理組和對照組（P＜0.01）。由圖8 可知：貯藏0～9 d時，各組楊梅果實SOD活性均顯著升高（P＜0.05），貯藏9d時各組果實的SOD活性最高，且1-MCP處理時間越長，其活性越高，24 h處理組果實的SOD活性較對照組升高了48.03 U/mg Pro；之后隨著貯藏時間的延長，各組果實SOD活性均下降，但對照組下降最為顯著，貯藏15 d時，其SOD活性僅為37.82 U/mg Pro，而8、16、24 h 1-MCP（1.0 μL/L）處理的果實SOD活性分別為73.51、81.15、94.74 U/mg Pro。

圖7 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中SOD活性的影響Fig.7 Effects of different 1-MCP concentrations on SOD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

圖8 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中SOD活性的影響Fig.8 Effects of different 1-MCP treatment time on SOD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

由以上分析可知，1-MCP處理能誘導(dǎo)楊梅果實SOD活性的升高，并在整個貯藏期間保持較高活性，且以1.0 μL/L 1-MCP處理24 h的誘導(dǎo)效果最佳。

2.5 1-MCP處理對楊梅果實CAT活性的影響

造成果實成熟衰老的重要原因之一是活性氧積累，因此當果實體內(nèi)活性氧積累過多時，必須通過抗氧化酶系統(tǒng)來維持活性氧水平的動態(tài)平衡[18]。CAT是果實后熟衰老過程中重要的保護酶之一，它可有效清除體內(nèi)多余的H2O2，維持活性氧代謝平衡[19]。由圖9～10可知，貯藏期間，楊梅果實CAT活性整體雖呈下降趨勢，但1-MCP各濃度處理組的CAT活性均顯著高于對照組（P＜0.05），1.0 μL/L和2.0 μL/L處理組的CAT活性差異不顯著。由圖10可知，貯藏0～6d，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸16 h和24 h處理組的CAT活性極顯著高于熏蒸8 h處理組和對照組（P＜0.01），其活性高達23～24 U/mg Pro，且兩者間差異不大。貯藏9～12 d，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸24 h處理組的CAT活性極顯著高于其他組（P＜0.01）。

圖9 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中CAT活性的影響Fig.9 Effects of different 1-MCP concentrations on CAT activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

圖10 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中CAT活性的影響Fig.10 Effects of different 1-MCP treatment time on CAT activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

綜合以上分析可知，1-MCP處理可顯著延緩楊梅果實CAT活性的下降，從而可在一定時間內(nèi)維持果實中氧自由基代謝的穩(wěn)定，且最適濃度為1.0～2.0 μL/L，最適處理時間為24 h。

2.6 1-MCP處理對楊梅果實POD活性的影響

圖12 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中POD活性的影響Fig.12 Effects of different 1-MCP treatment time on POD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

POD是果實中一種重要的氧化還原酶，具有清除過氧化物的作用，可將H2O2降解為H2O和O2，能夠維持活性氧系統(tǒng)的代謝平衡[20]。由圖11～12可知，在貯藏期間，楊梅果實POD活性總體呈先上升后下降趨勢，且貯藏結(jié)束時不同濃度1-MCP處理組和相同濃度不同處理時間組的楊梅果實極顯著高于對照組（P＜0.01）。濃度為1.0和2.0 μL/L 1-MCP處理組果實的POD活性在貯藏6 d時出現(xiàn)峰值，高達681.23、639.43 U/mg Pro，兩者間無顯著差異；而0.5 μL/L 1-MCP組在貯藏9 d時出現(xiàn)峰值，且極顯著低于1.0、2.0 μL/L 1-MCP處理組（P＜0.01）。這可能是貯藏前期，果實處于呼吸高峰期，生命代謝旺盛，產(chǎn)生大量的自由基，而POD活性的上升可以有效維持果實活性氧代謝系統(tǒng)平衡[21]。貯藏9～15 d，1.0 μL/L 1-MCP處理組的POD活性極顯著高于其他各濃度處理組（P＜0.01）。貯藏0～6 d內(nèi)，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸8 h組與對照組之間無顯著差異，而熏蒸24 h和16 h處理組相較熏蒸8 h組和對照組增速較快，貯藏6 d時，各組果實均出現(xiàn)POD活性峰值，由高到低分別為1-MCP熏蒸24 h組（697.43 U/mg Pro）、1-MCP熏蒸16 h組（609.67 U/mg Pro）、1-MCP熏蒸8 h組（471.8 U/mg Pro）和對照組（448.43 U/mg Pro）。整個貯藏期間，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸24 h組楊梅果實的POD活性始終處于較高水平。

圖11 不同濃度1-MCP處理對楊梅果實0～4℃貯藏過程中POD活性的影響Fig.11 ffects of different 1-MCP concentrations on POD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述結(jié)果表明，1-MCP處理能誘導(dǎo)楊梅果實POD活性的升高，從而較好地清除果實內(nèi)的活性氧，維持活性氧代謝平衡，以延緩果實衰老，且以1.0 μL/L 1-MCP處理24 h的效果最好。

2.7 1-MCP處理對楊梅果實GSH含量的影響

GSH是植物體中的一種抗氧化劑，在GSH過氧化物酶（GSH-Px）和GSH轉(zhuǎn)移酶（GST）的作用下能將H2O2還原成H2O，從而減少自由基的產(chǎn)生；同時GSH可通過其側(cè)鏈的巰基直接與自由基結(jié)合并將其清除，以發(fā)揮其抗氧化作用[22]。由圖13可知，在貯藏期內(nèi)，各處理組楊梅果實GSH含量均呈下降趨勢，但1 μL/L和2 μL/L 1-MCP處理組的GSH含量均顯著高于對照組和0.5 μL/L 1-MCP處理組，且在貯藏的6～15 d，1 μL/L 1-MCP處理組果實的GSH含量最高。由圖14可知，在整個貯藏過程中，經(jīng)1 μL/L 1-MCP熏蒸24 h的楊梅果實GSH含量均顯著高于其他3組（P＜0.05）。

圖13 不同1-MCP濃度對楊梅果實0～4℃貯藏過程中GSH含量的影響Fig.13 Effects of different 1-MCP concentrations on GSH contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

圖14 不同1-MCP處理時間對楊梅果實0～4℃貯藏過程中GSH含量的影響Fig.14 Effects of different 1-MCP treatment time on GSH contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述結(jié)果說明，1-MCP處理能延緩楊梅果實GSH含量的下降，維持活性氧的代謝平衡，以延緩果實的衰老，且以1 μL/L 1-MCP熏蒸24 h的效果最佳。

3 討論與結(jié)論

楊梅是一種典型的呼吸躍變型果實[23]，采后果實呼吸作用強，果面微生物活性高，極易發(fā)生霉爛變味，及時預(yù)冷是保鮮的關(guān)鍵[8]。因此，本試驗將楊梅采摘后馬上用加冰袋的泡沫箱運回實驗室，且在0～4℃下進行處理與貯藏。1-MCP是一種無毒、無污染的新型乙烯競爭抑制劑，目前已廣泛應(yīng)用于果蔬的貯藏保鮮[24]。腐爛率是衡量貯藏期果實品質(zhì)和保鮮效果最直觀的指標。VC不僅是植物體中普遍存在的非酶系統(tǒng)抗氧化劑，也是影響果實風味和品質(zhì)的重要因素之一[25]。兩者常作為保鮮研究的重要檢測指標。王威等[8]研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)冷后的楊梅經(jīng)1-MCP處理，其貨架期可達5 d，腐爛率低于10%。杜林笑等[11]研究表明，1.0 μL/L 1-MCP處理可保持庫爾勒香梨果實的VC含量。本試驗也發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理可有效降低楊梅果實的腐爛率，同時延緩VC的降解。這說明1-MCP處理可較好地保持果蔬的品質(zhì)和新鮮度。此外，有研究表明，1-MCP處理延緩果蔬衰老的效果與其處理溫度、處理濃度和處理時間有關(guān)[7]。但近年來關(guān)于1-MCP對楊梅保鮮的研究主要集中在處理濃度的篩選上，而關(guān)于處理時間的研究較少，而且一般認為，1-MCP的處理時間至少需要12 h[26]。茅林春等[7]在研究1-MCP對楊梅果實采后生理和品質(zhì)的影響時對楊梅處理了15 h。而本試驗研究發(fā)現(xiàn)，隨著1-MCP處理時間的延長，楊梅果實腐爛率的上升和VC含量下降程度越小，經(jīng)1 μL/L 1-MCP處理24 h的效果最佳。由此可知，1-MCP處理時間是影響果蔬保鮮程度的重要因素之一。

活性氧（ROS）是植物體內(nèi)主要的自由基，主要包括O2·、H2O2等，其產(chǎn)生速率和清除與果實的衰老腐爛密切相關(guān)[27]。采后果實在貯藏期間活性氧的異常累積，易破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細胞內(nèi)部平衡失調(diào)和功能喪失，從而造成果實的衰老腐爛。而SOD、POD、CAT等保護酶系統(tǒng)和GSH、VC等非酶保護系統(tǒng)的存在可有效清除活性氧自由基，保持體內(nèi)活性氧平衡，從而延緩衰老，因此其活性和含量的高低可作為判定果實成熟衰老的重要標志[17,28]。本試驗研究表明，隨著貯藏時間的延長，楊梅果實的H2O2含量呈上升趨勢，但對照組的上升趨勢最為顯著，而各1-MCP處理組的H2O2含量上升緩慢。同時研究發(fā)現(xiàn)，在貯藏期間1-MCP處理組楊梅果實的SOD、CAT、POD活性以及GSH、VC含量均高于對照組。杜林笑等[11]研究同樣表明，經(jīng)1-MCP處理的庫爾勒香梨果實的CAT和SOD活性均高于對照組。穆茜等[29]發(fā)現(xiàn)，1-MCP能抑制海棠果實POD活性的下降，在貨架15 d時1-MCP處理組的POD活性達最大值，之后呈下降趨勢，而對照組基本檢測不到POD活性。這說明，1-MCP處理能通過誘導(dǎo)果實SOD和POD活性的升高，減緩CAT活性和GSH、VC含量的下降，以清除活性氧自由基，有效地保持細胞膜結(jié)構(gòu)，延緩果實的衰老。此外，有研究表明酚類物質(zhì)和類黃酮也是清除活性氧自由基的關(guān)鍵成分。Zhang等[30]研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP可顯著提高鱷梨果實中可溶性總酚、類黃酮和總抗氧化能力的積累水平，且當1-MCP濃度升高時效果更加顯著。但1-MCP處理是否可提高楊梅果實酚類物質(zhì)和類黃酮含量還有待進一步研究。

綜上所述，1-MCP處理可通過提高楊梅果實的SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性以及GSH和VC含量以有效地清除活性氧自由基，從而延緩楊梅果實采后衰老，延長其保鮮時間，且1-MCP最適處理濃度為1.0 μL/L，處理時間為24 h。