1-MCP采前处理对葡萄采后相关酶活性与品质的影响

李江阔，曹 森，张 鹏，颜廷才，陈绍慧

（1.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；2.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

1-MCP采前处理对葡萄采后相关酶活性与品质的影响

李江阔1，曹 森2，张 鹏1，颜廷才2，陈绍慧1

（1.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；2.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

以不同剂量（1、2、3 μL/L）1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理无核寒香蜜葡萄，研究1-MCP采前处理对冷藏期间葡萄贮藏品质和生理指标的影响。结果表明：与对照相比，3 个1-MCP剂量采前处理均在不同程度上抑制了葡萄质量损失率、落粒率和腐烂率的上升，保持较好的可溶性固形物和可滴定酸含量，降低了果实的呼吸强度和乙烯生成速率，抑制了丙二醛含量和脂氧合酶活性的增加，贮藏后期维持较高的过氧化物酶、过氧化氢酶活性和较低的多酚氧化酶活性。3 个1-MCP剂量处理中，采前1 μL/L 1-MCP处理葡萄保鲜效果最好，能够显著延缓葡萄的衰老进程，保持较高的贮藏品质。

葡萄；1-甲基环丙烯；生理；品质；保鲜

葡萄的水分和含糖量都很高，营养丰富，味道可口，深受消费者的欢迎。由于葡萄皮较薄，在采摘过程中容易受损，贮藏期间容易受病菌侵染，导致葡萄出现落粒、褐变、腐烂等问题，影响葡萄的保鲜效果，从而造成一定的经济损失[1]。目前，国内外葡萄保鲜技术主要是低温结合SO2防腐贮藏[2-4]。但是，由于SO2导致葡萄发生伤害的剂量和对葡萄有效杀菌的剂量相近，并且SO2的使用会伴随着异味、伤害等问题，使葡萄商品价值大大降低[5-7]。所以，研究开发葡萄新型保鲜剂已经成为该领域的重要内容。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）为新型的乙烯受体拮抗剂，研究[8-14]发现，1-MCP可以对乙烯的生理活动产生影响，从而抑制或延缓果蔬的成熟与衰老。目前1-MCP处理时间主要是采后处理，而1-MCP在采前处理报道的较少，本实验通过用不同剂量1-MCP对无核寒香蜜葡萄进行采前熏蒸处理，研究其对葡萄贮藏品质和生理变化的影响，以为提高葡萄贮藏期间的价值，丰富1-MCP对葡萄的处理方式及选择使用的适宜剂量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

无核寒香蜜葡萄于2013年8月13日采自辽宁兴城庭院式葡萄园。

1-MCP 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）；三氯乙酸、邻苯二酚、愈创木酚、儿茶酚天津光复精细化工研究所；磷酸氢二钠 天津市江天化工技术有限公司；浓硫酸、亚油酸钠、磷酸二氢钠 天津科威试剂公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT.Plus物性测定仪 英国SMS公司；PAL-1便携式手持折光仪 日本爱宕公司；TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；3-30K高速冷冻离心机 德国Sigma公司；Check PiontⅡ便携式残氧仪 丹麦Dansensor公司；2010气相色谱仪 日本岛津公司；916Ti-Touch电位滴定仪 瑞士万通中国有限公司。

1.3 方法

1.3.1 1-MCP处理

在采摘前1 d，选择无病变、无损伤、无霉变，并且成熟度一致的果实，做好标记，用不同剂量（1、2、3 μL/L）1-MCP对葡萄进行熏蒸处理，以不用1-MCP处理为对照，记作CK。

1-MCP处理方法：自制的聚乙烯袋（厚度0.03 mm、长0.20 m×宽0.20 m×高0.40 m，顶部0.10 m用于后续密封处理）体积0.012 m3，根据体积将不同剂量的1-MCP原药装入无纺布中袋密封。处理时，将标记好的葡萄串装入自制的聚乙烯袋中，然后取出装有对应剂量的1-MCP原药无纺布袋用纯净水浸湿后立即密封，处理时间24 h。

第2天开始采摘并立刻运到实验室，挑选大小一致并且完好的葡萄，每6 串放入内衬微孔袋的塑料筐中，预冷24 h，放入温度为（0±0.5）℃冷库中扎口贮藏。每个处理每次测定用3 筐葡萄（6 串/筐），每隔15 d测定葡萄的感官指标、生理指标以及衰老指标，测定周期为2 个月。

1.3.2 指标测定

采用称重法测定葡萄的质量损失率、落粒率、腐烂率，计算如公式（1）～（3）所示：

葡萄果皮硬度测定：采用英国TA.XT.Plus物性测定仪测定，利用P/2柱头（Φ=2 mm）对葡萄进行穿刺测试，穿刺深度6 mm，测试速率2 mm/s，重复测定10 次，单位kg/cm2；可滴定酸（titratable acid，TA）含量测定：参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》用自动电位滴定仪进行测定[15]；可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量测定：采用PAL-1便携式手持折光仪测定；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量测定：采用硫代巴比妥酸比色法[16]；VC含量测定：参照钼蓝比色法测定[17]；呼吸强度测定：采用静置法进行测定[18]；乙烯生成速率测定：采用气相色谱仪程序升温法进行测定[19]；多酚氧化酶（polyphenoloxidas，PPO）活性测定：采用儿茶酚比色法测定[20]；过氧化物酶（peroxidase，POD）活性测定：参考愈创木酚比色法[21]；脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）活性测定：参考陈昆松等[22]方法；过氧化氢酶（catalas，CAT）活性测定：参考李合生等[23]方法。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2003软件对数据进行统计处理，采用SPSS 19.0软件Duncan氏新复极差法进行数据差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同剂量1-MCP对葡萄外观品质的影响

由图1A可以看出，在整个贮藏期间，葡萄的质量损失率总体呈上升趋势，在贮藏前期，各个处理的质量损失率差异不是很大，但从45 d开始，对照处理的质量损失率迅速上升，而通过1-MCP处理的葡萄质量损失率明显降低，说明1-MCP可以抑制葡萄质量损失率的上升，在贮藏60 d时，经由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄质量损失率分别为1.694%、2.704%、2.975%，而对照处理葡萄的质量损失率为4.563%，因此通过1 μL/L 1-MCP处理的葡萄明显抑制了葡萄的质量损失率，并且效果最好。与对照组比较，3 个1-MCP剂量处理均有显著性差异（P＜0.05）。

由图1B可以看出，葡萄的落粒率在整个贮藏期间呈上升趋势，从贮藏开始到15 d内，不同处理间葡萄的落粒率几乎没有变化，而从15 d开始到贮藏后期，对照处理葡萄的落粒率都高于1-MCP处理的葡萄，说明1-MCP能够使葡萄的落粒率降低，而通过3 μL/L 1-MCP处理的葡萄与对照差异不大，说明剂量太大的1-MCP反而对葡萄落粒率的影响没有效果，在葡萄贮藏60d时，对照处理的落粒率为15.55%，而由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄落粒率分别为9.35%、13.46%、13.17%，表明通过1 μL/L 1-MCP处理的葡萄更能有效抑制葡萄落粒率的上升，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理差异不显著（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异（P＜0.05）。

由图1C可以看出，在葡萄整个贮藏期间，其腐烂率总体来说呈现上升趋势，从贮藏开始，对照处理葡萄的腐烂率就高于其他处理，说明1-MCP可以降低葡萄的腐烂率，在贮藏60 d时，通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄腐烂率分别为6.97%、10.00%、8.63%，而对照处理葡萄的腐烂率为10.51%，表明各1-MCP处理均可以抑制葡萄腐烂率的上升，作用效果次序为1 μL/L＞3 μL/L＞2 μL/L。

图1 1-MCP采前处理对葡萄质量损失率（A）、落粒率（B）和腐烂率（C）的影响Fig.1 Effects of 1-MCP on weight loss rate (A), abscission rate (B) and rotting incidence (C) of grapes

2.2 不同剂量1-MCP对葡萄贮藏品质的影响

2.2.1 硬度

图2 1-MCP采前处理对葡萄硬度的影响Fig.2 Effects of 1-MCP on firmness of grapes

图2表明，葡萄硬度在整个贮藏期间总体呈现下降趋势，在贮藏前期，葡萄的硬度变化不是很大，而从30 d开始，葡萄在贮藏期间硬度下降的比较快，并且对照处理下降的最快，说明1-MCP可以延缓葡萄硬度的降低，到60 d时，1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄硬度分别为14.944 8、13.133 7、13.896 2 kg/cm2，而对照处理葡萄的硬度仅为12.678 5 kg/cm2，表明各1-MCP处理均可以有效抑制葡萄硬度的下降，其中剂量为1 μL/L 1-MCP处理延缓葡萄硬度下降最为明显。

2.2.2 TA含量

图3 1-MCP采前处理对葡萄TA含量的影响Fig.3 Effects of 1-MCP on titratable acid content of grapes

从图3可以看出，在整个贮藏期间，通过1-MCP处理的葡萄的TA含量总体变化不是很大，但对照处理的葡萄TA含量变化较大，说明1-MCP可以延缓葡萄TA含量的减小。到60 d时，通过1、2、3 μL/L处理的葡萄TA含量分别为0.908%、0.881%、0.765%，而对照处理葡萄的TA含量为0.613%，通过比较可以看出，经由1 μL/L 1-MCP对葡萄TA含量的减小有更好的保护作用，与对照比较，均有显著性差异（P＜0.05）。

2.2.3 TSS含量

图4 1-MCP采前处理对葡萄TSS含量的影响Fig.4 Effects of 1-MCP on soluble solid content of grapes

由图4可知，从贮藏开始到15 d，葡萄的TSS含量逐渐上升，原因是果实采收时为8成熟果实，在贮藏初期果实中淀粉转化可溶性糖的结果。而从15 d开始一直到贮藏后期，葡萄的TSS含量逐渐减少，原因是由于葡萄呼吸代谢比较快的结果。在从45 d开始，对照处理葡萄的TSS含量迅速下降，说明1-MCP对TSS含量的降低能起到延缓作用，到60 d时，对照处理葡萄的TSS含量为13.62%，而由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄TSS含量分别为15.35%、14.53%、14.52%，通过比较，1 μL/L 1-MCP处理的效果最好，能够明显延缓葡萄TSS含量的降低。

2.2.4 VC含量

图5 1-MCP采前处理对葡萄VC含量的影响Fig.5 Effects of 1-MCP on vitamin C content of grapes

从图5可以看出，在贮藏前期，葡萄VC的含量总体来说变化不是很大，但在贮藏后期葡萄VC含量下降的比较快，尤其对照处理从45 d开始快速下降，而由1-MCP处理的葡萄下降得不是很快，说明1-MCP可以抑制葡萄VC含量的下降。在60 d时，对照处理葡萄的VC含量仅为1.522 mg/100 g，而通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄含量分别为4.688、2.665、2.972 mg/100 g，比较发现，通过1 μL/L 1-MCP处理的葡萄VC含量下降的最慢，说明1 μL/L 1-MCP对葡萄VC的损失起到较好的保护作用，与对照组比较，均有显著性差异（P＜0.05）。

2.3 不同剂量1-MCP对葡萄呼吸强度和乙烯生成速率的影响

图6 1-MCP采前处理对葡萄呼吸强度（A）和乙烯生成速率（B）的影响Fig.6 Effects of 1-MCP on respiratory intensity (A) and ethylene production rate (B) of grapes

由图6A可以看出，从贮藏开始到15 d，葡萄的呼吸强度呈现下降趋势，原因有可能因为刚开始采摘的葡萄还保持着田间较高的呼吸强度，转入冷库中贮藏，使得刚开始葡萄的呼吸强度呈现下降趋势，从15 d开始，葡萄的呼吸强度呈现迅速升高趋势，而到45 d时，通过1-MCP处理的葡萄呼吸强度缓慢上升，而对照处理的葡萄呼吸强度快速上升，说明1-MCP抑制了葡萄呼吸强度的升高。在60 d时，对照处理葡萄的呼吸强度为59.485 mg CO2/（kg•h），而通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄呼吸强度分别为38.961、50.157、48.358 mg CO2/（kg•h）。比较发现通过1 μL/L 1-MCP处理的葡萄维持了较低的呼吸强度，说明1 μL/L 1-MCP更能有效地抑制葡萄呼吸强度的升高，与对照组比较，均有显著性差异（P＜0.05）。

由图6B可以看出，葡萄的乙烯生成速率在整个贮藏期间呈现上升趋势，并且对照处理葡萄的乙烯生成速率上升的最快，说明1-MCP可以延缓葡萄乙烯生成速率的上升，60 d时，通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄乙烯生成速率分别为2.260、2.949、2.577 μL/（kg•h），而对照处理葡萄的乙烯生成速率为3.070 μL/（kg•h），比较发现，通过1 μL/L 1-MCP能够更好地延缓葡萄乙烯生成速率的上升，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理无显著性差异（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异（P＜0.05）。

2.4 不同剂量1-MCP对葡萄MDA含量和LOX活性的影响

图7 1-MCP采前处理对葡萄MDA含量（A）和LOX活性（B）的影响Fig.7 Effects of 1-MCP on MDA content and LOX activity of grapes

MDA是膜脂过氧化主要产物之一，MDA可以与蛋白质和核酸发生反应，使这些大分子结构改变或者产生交联反应，从而丧失生物功能，所以它的含量升高是膜结构损伤的关键因素，从图7A可以看出，在贮藏前期葡萄的MDA含量变化不是很大，但在贮藏后期，对照处理葡萄的MDA含量快速上升，而1-MCP处理的葡萄MDA含量上升的缓慢，说明1-MCP可以抑制葡萄MDA含量的升高。到60 d时，对照处理MDA含量为2.43 μmol/g，而通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄MDA分别为1.54、1.88、1.97 μmol/g，比较而言，1 μL/L 1-MCP处理最好，与对照比较，均有显著性差异（P＜0.05）。

LOX可以通过与多聚不饱和脂肪酸发生氧化，使细胞膜的完整性受损并且改变膜的通透性，在膜脂氧化过程中起到关键作用，它也是导致果蔬衰老的关键指标。由7B可以看出，葡萄的LOX活性在整个贮藏期间总体来说呈现上升趋势，在60 d时，通过1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄LOX活性分别为8.823 8、11.617 0、10.941 9（0.01’A/（g•min）），而 对照处理的LOX活性为15.257 9（0.01’A/（g•min）），均大于1-MCP处理的LOX活性，说明1-MCP可以延缓葡萄LOX的升高，而通过比较可以发现，通过1 μL/L 1-MCP处理的效果最好，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理无显著性差异（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异（P＜0.05）。

2.5 不同剂量1-MCP处理对葡萄PPO、POD、CAT活性的影响

图8 1-MCP采前处理对葡萄PPO（A）、POD（B）和CAT（C）活性的影响Fig.8 Effects of 1-MCP on PPO (A), POD (B), and CAT (C) activities of grapes

PPO能够催化酚类生成醌类的一种氧化酶，当果蔬组织受到逆境胁迫或病菌侵染时，PPO会快速上升来保护果蔬组织。从图8A可以看出，葡萄的PPO活性在贮藏前期上升，原因有可能是由于葡萄在冷库中，由于低温环境受到胁迫而使PPO活性快速上升，而通过1-MCP处理的葡萄PPO活性上升的较慢，说明1-MCP可以延缓PPO活性的上升，它对葡萄起到保护作用。在60 d时，由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄PPO活性分别为0.332 5、0.450 7、0.442 8（0.01’A/（g•min）），而对照处理葡萄的PPO活性为0.485 2（0.01’A/（g•min）），通过比较发现，1 μL/L 1-MCP能够更好地抑制PPO活性的上升，从而保护葡萄，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理无显著性差异（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异（P＜0.05）。

POD能够清除果蔬体内的H2O2，把H2O2分解成对细胞没有伤害的H2O和O2。它也是果蔬衰老的重要指标之一。从图8B可以看出，POD活性在整个贮藏期间呈现先增大后减小的趋势，出现峰值在30 d，在贮藏15～45 d之间，对照处理葡萄POD活性明显高于其他处理，说明1-MCP可以抑制葡萄POD活性的下降，在60 d时，由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄POD活性分别为0.179 4、0.162 8、0.169 1（0.01’A/（g•min））、而对照处理葡萄的POD活性为0.126 1（0.01’A/（g•min）），因此通过1 μL/L 1-MCP处理的葡萄能更好地抑制POD活性下降，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理无显著性差异（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异（P＜0.05）。

CAT能够在逆境或者植物衰老过程中清除体内多余的活性氧，来维持体内氧代谢平衡，从而抑制果蔬的衰老。从 图8C可以看出，葡萄CAT活性在整个贮藏期间呈现先减小再增大，然后继续减小趋势，在贮藏前期葡萄CAT活性下降是由于葡萄刚放入冷库，受到低温胁迫的影响导致CAT活性下降，而贮藏后期CAT活性下降，原因是由于果实在贮藏期间衰老，从而导致CAT活性下降。总体而言，对照处理CAT活性下降的最快，说明1-MCP可以抑制葡萄CAT活性的下降，在60 d时，对照处理的葡萄CAT活性为0.066 4（0.01’A/（g•min）），而由1、2、3 μL/L 1-MCP处理的葡萄CAT活性分别为0.148 9、0.132 9、0.132 8（0.01’A/（g•min）），通过比较发现，由1 μL/L 1-MCP处理的葡萄更能有效地保护葡萄CAT活性，与对照比较，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP处理无显著性差异（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP处理有显著性差异。

3 讨论与结论

1-MCP作为新型的乙烯受体抑制剂，在葡萄采后处理方面已有一些报道。王宝亮等[24]探讨1-MCP对巨峰葡萄贮藏效果研究结果表明，1.0 μL/L 1-MCP处理的葡萄能明显抑制果梗呼吸强度和乙烯释放量的上升，在一定程度上还延缓了果粒的呼吸强度，显著降低了果梗霉菌指数和果梗褐变指数，并且能够保持较高的好果率。李志文等[25]研究不同剂量1-MCP处理对乍娜葡萄品质的影响表明，1 μL/L 1-MCP能够降低果实质量损失率和果梗褐变指数，抑制果实MDA和LOX活性的增加，并保持超氧化物歧化酶和POD的活性。而1-MCP在采前熏蒸在果蔬保鲜方面报道的较少，在葡萄采前熏蒸方面几乎没有报道，由李秀杰等[26]研究采前1-MCP处理对西兰花贮藏品质的影响结果表明，400 μL/L采前处理的西兰花能够有效减少质量损失、糖的损失以及TSS含量的降低，延缓了叶绿素和VC含量的下降，能够保持较完整的细胞膜，阻止了POD活性和MDA含量升高，对采后贮藏品质的提高具有显著性。本实验的研究结果表明，1-MCP采前处 理能够抑制葡萄质量损失率、落粒率和腐烂率的上升，延缓TSS和VC含量的下降，降低了果实呼吸强度和乙烯生成速率，贮藏保鲜效果优于对照组，这与以往1-MCP采后处理葡萄的保鲜效果有相似之处，但1-MCP采前和采后两种处理方式，哪种更有利于葡萄的贮藏保鲜，这有待于进一步研究。本实验还研究了不同剂量1-MCP采前处理对葡萄生理相关酶的影响，结果表明剂量为1 μL/L 1-MCP处理可以抑制PPO、LOX的活性升高，延缓POD、CAT活性的降低，进而延缓果实的衰老，保持冷藏期间葡萄良好的贮藏品质。

采前1-MCP熏蒸处理能够有效延缓葡萄的生理代谢，维持了贮藏期间葡萄的营养品质。通过比较，1 μL/L 1-MCP采前处理葡萄贮藏期间保鲜效果最好，能够显著抑制质量损失率、落粒率、腐烂率的上升，保持果实原有的TSS、TA、VC等营养品质，并可以抑制贮藏后期呼吸强度、乙烯生成速率、MDA含量和LOX活性的增加，以及延缓POD和CAT活性的降低和PPO活性的增大。综上所述，葡萄采前适宜的1-MCP处理剂量为1 μL/L。

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Effects of Preharvest 1-MCP Treatments on Postharvest Quality and Related Enzyme Activities of Grapes

LI Jiang-kuo1, CAO Sen2, ZHANG Peng1, YAN Ting-cai2, CHEN Shao-hui1
(1. Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China; 2. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

The effects of preharvest treatments with different concentrations (1, 2 and 3 μL/L) of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on storage quality and physiological indexes of ‘Hanxiangmi’ seedless grapes during cold storage were studied. The results showed that all concentrations of 1-MCP could inhibit the rise of weight loss rate, abscission rate and rotting incidence to different degrees, maintain higher total soluble solids (TSS) and titratable acid (TA) contents, decrease respiratory intensity and ethylene production rate, control the increase in malondialdehyde (MDA) content and lipoxygenase (LOX) activity, and maintain higher peroxidase (POD) and catalas (CAT) activities and lower polyphenoloxidas (PPO) activity during later cold storage, compared with the control. Among the different concentrations of 1-MCP, the quality of grapes treated with 1 μL/L 1-MCP was the best, which delayed the senescence of grapes, and maintained higher storage quality.

grape; 1-methylcyclopropene (1-MCP); physiology; quality; quality preservation

S663.1

A

1002-6630（2014）22-0270-06

10.7506/spkx1002-6630-201422053

2014-04-01

“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD38B01）

李江阔（1974—），男，副研究员，博士，研究方向为农产品安全与果蔬贮运保鲜新技术。E-mail：lijkuo@sina.com