1－MCP处理对菠萝蜜采后生理效应的影响

王俊宁，陈俊鹏，弓德强，丰 锋，

吕庆芳1，叶春海1*

(1.广东海洋大学 农学院，广东 湛江 524088;2.中国热带农业科学院 南亚热带作物研究所，广东 湛江 524091)

菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)为桑科木菠萝属植物，是一种著名的热带水果。菠萝蜜果实因果肉肥厚柔软清甜可口、香味浓郁，富含糖、蛋白质、VA、VC［1］和钙、镁、钠、钾、锌等多种微量元素［2］而深受人们的喜爱。然而，菠萝蜜属于典型的呼吸跃变型果实，又成熟于高温季节(一般集中在5—9月成熟)，果实采后代谢旺盛，常温下很难长久贮放。一般湿包整果采后3 d即可后熟，干包5～7 d也能后熟，而鲜果切开后数小时后风味大幅度下降，这是当前国内尚无经长期保鲜的鲜果面市的主要原因。因此，采取何种措施保鲜，是解决菠萝蜜长期贮运和延长货架期的当务之急。

l－甲基环丙烯(l－methylcyclopropene，1－MCP)通过阻断乙烯与受体蛋白的结合，抑制乙烯诱导的果实成熟与衰老，延缓植物叶片、花和芽器官的衰老和脱落［3－5］，从而控制花卉、果品和蔬菜的成熟和衰老。大量研究表明，1－MCP在延长果蔬采后货架期并改善贮藏品质方面发挥了重要的作用［6］，但同时也在苹果、梨、桃、柑橘、草莓等果蔬上的研究发现，l－MCP的作用机制比较复杂，使用效果受浓度、处理时间、水果种类、品种及成熟度等很多因素的影响［7－11］。为了阐明适宜浓度的1－MCP处理是否对菠萝蜜的成熟衰老有抑制作用等科学问题，本试验以干胞75株系菠萝蜜为材料，研究不同浓度1－MCP处理对菠萝蜜果实的保鲜效果，旨在为菠萝蜜果实的贮藏保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2012年6月—8月进行，试材为干包75株系菠萝蜜(成熟期110～120 d)，取自广东海洋大学菠萝蜜种质资源圃。在开花期，选择生长势、花期一致的花做标记挂牌，于谢花后16周采收果实，然后挑选果实大小及成熟度基本一致且无病、虫、伤的果实作为试验用果。

将果实放入容积为0.3 m3的聚乙烯薄膜帐内，塑料帐除留有一个操作孔外，其它部分先密封好，然后把配制好的0(CK)、0.1、0.5和 1.0 mg/L 1－MCP 的药剂分别放入塑料帐内，打开瓶盖，然后尽快将塑料帐封闭，l－MCP气体迅速从瓶中释放到密封的塑料帐内。在(25±1)℃条件下进行熏蒸处理17 h。处理完毕后，打开薄膜帐通风半小时。然后将各处理果放在22℃条件下贮藏。对照和0.1、0.5、1.0 mg/L 1－MCP处理果分别于采后贮藏第8、14、18和18天果实全部成熟腐烂，结束贮藏。贮藏期间每天取样1次，每次随机取果3～5个。每次取样时将果键与果肉分开，将果肉立即放入液氮灌速冻，然后转移至－80℃保存，以备试验之用。试验设3个重复，每个重复测定2次，取平均值。

1.2 试验方法

乙烯释放量的测定参照Min和Arthotomew［12］的方法进行，气相色谱条件:Agilent 6890气相色谱仪，HP－PLOT9弹性石英毛细柱，柱温60℃，载气为高纯N，流速为6 mL/min，检测器温度250℃，进样口温度60℃。

淀粉含量测定采用蒽酮比色法［13］，可溶性总糖含量测定采用蒽酮比色法［13］，蔗糖含量采用Roe比色法［14］测定，还原糖含量采用3，5－二硝基水杨酸试剂比色法［13］测定，纤维含量采用蒽酮－H2SO4法［13］测定，果胶采用咔唑比色法［15］测定，蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法［4］，VC含量的测定采用钼蓝比色法［13］，可滴定酸测定采用NaOH滴定法，以苹果酸计算［15］。

1.3 数据统计与分析

采用DPS数据处理软件进行数据整理与分析;用Fisher氏保护最小显著差数法(PLSD法)进行多重差异比较，显著性水平:显著(P＜0.05)，极显著(P＜0.01)。

2 结果与分析

2.1 1－MCP处理对菠萝蜜果实乙烯释放量的影响

如图1所示，干包菠萝蜜果实在采收时，乙烯释放量相对较低，仅为(1.09±0.01)μL/(kg·h)，随着果实的成熟，果实乙烯释放量急剧增高，于处理后第4天出现乙烯跃变高峰，为(74.28±3.56)μL/(kg·h)，约为跃变前的68倍。随后开始下降。1－MCP处理极显著地抑制了干包菠萝蜜果实采后乙烯的释放(P＜0.01)，延后了乙烯释放高峰的出现，其中0.1 mg/L 1－MCP处理果于处理后第8天出现一小峰，而0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理果均于处理后第14天出现一小峰后开始下降。在整个贮藏期间，不同浓度1－MCP处理果的乙烯释放量远低于对照，其中0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理果效果最好，且二者效果相当。

2.2 1－MCP处理对菠萝蜜果实中淀粉含量变化的影响

菠萝蜜果实采收时淀粉含量较高，随着果实的成熟衰老，淀粉快速降解，由最初的(216.10±5.74)mg/g FW下降至第4天的(39.34±0.17)mg/g FW，随后下降变慢(图2)。1－MCP处理果的淀粉含量在贮藏前2 d基本没变化，但2 d过后，0.1 mg/L 1－MCP处理果的淀粉含量呈直线下降，于第8天降至(71.17±1.00)mg/g FW 之后开始下降速度略有变缓;而 0.5 mg/g和 1.0 mg/g 1－MCP 处理果的淀粉含量下降速度较前两者均要缓慢。在贮藏前8 d，1－MCP处理极显著地抑制了菠萝蜜果实淀粉含量的下降。在贮藏第4—14天，0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理的抑制作用极显著高于0.1 mg/L 1－MCP处理，但二者无显著差异。

图1 1－甲基环丙烯处理对乙烯释放量的影响Fig.1 Effects of 1－MCP treatment on ethy lene production

图2 1－甲基环丙烯处理对淀粉含量的影响Fig.2 Effects of 1－MCP treatment on starch content

图3 1－甲基环丙烯处理对可溶性总糖含量的影响Fig.3 Effects of 1－MCP treatment on total soluble sugar content

图4 1－甲基环丙烯处理对蔗糖含量的影响Fig.4 Effects of 1－MCP treatment on sucrose content

2.3 1－MCP处理对菠萝蜜果实中可溶性总糖含量变化的影响

菠萝蜜果实采收时可溶性总糖含量较少，随后2 d也变化不大，但从贮藏第2天起，可溶性总糖含量急剧增加，于第6天达到最大(204.14±2.63)mg/g FW之后开始下降。而1－MCP处理均延缓了菠萝蜜果实中的可溶性总糖含量的增加，其中0.1 mg/L 1－MCP将可溶性总糖含量的增加延后至第4天，之后开始缓慢增加，于贮藏第 14 天达到最大(205.03±1.36)mg/g FW，而 0.5 mg/L 和 1.0 mg/L 1－MCP 处理则延后到第6天之后开始增加，分别于贮藏第18天和14天达到最大，分别为(142.40±11.18)mg/g FW和(149.07±0.92)mg/g FW(图3)。在整个贮藏期间，1－MCP处理显著或极显著地抑制了菠萝蜜果实可溶性总糖含量的升高，其中0.1 mg/L 1－MCP处理效果显著差于0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理。

2.4 1－MCP处理对菠萝蜜果实中蔗糖含量变化的影响

菠萝蜜果实采收之后，蔗糖含量迅速增加，从开始的(2.34±0.17)mg/g FW快速增至第4天的(52.48±0.28)mg/g FW，之后缓慢增加，于第 6 天达到最大(54.07±1.22)mg/g FW，之后开始下降。1－MCP处理极显著地抑制菠萝蜜果实中蔗糖含量的升高，其中0.1 mg/L 1－MCP处理的抑制效果略差于0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理，而后两者抑制效果十分接近(图4)。

2.5 1－MCP处理对菠萝蜜果实中还原糖含量变化的影响

同蔗糖含量变化相同，菠萝蜜果实中还原糖含量在采收时较少(4.73±0.31)mg/g FW，随着果实的成熟，其含量持续快速增加，于贮藏第4天达到(47.16±0.60)mg/g FW，之后缓慢增加(图5)。0.1 mg/L 1－MCP处理果在贮藏前6 d、0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理果在贮藏前8 d的还原糖含量变化不大，但随后各1－MCP处理果的还原糖含量开始增加，其变化趋势与对照相似。可见，1－MCP处理延缓了菠萝蜜果实还原糖增加的时间，其中0.1 mg/L 1－MCP处理延缓到第6天才开始增加，而0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理则延缓到第8天才增加。在贮藏后期，0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP 处理还提高了菠萝蜜果实还原糖的含量。

2.6 1－MCP处理对菠萝蜜果实中纤维素含量变化的影响

菠萝蜜果实采收之后，纤维素含量迅速下降。1－MCP处理虽然不可以延缓菠萝蜜果实纤维素含量下降的时间，但可极显著地抑制纤维素含量下降的幅度，其中0.1 mg/L 1－MCP处理与0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理差异极显著，而后二者差异不显著(图6)。

图5 1－甲基环丙烯处理对还原糖含量的影响Fig.5 Effects of 1－MCP treatment on reducing sugar cotent

图6 1－甲基环丙烯处理对纤维素含量的影响Fig.6 Effects of 1－MCP treatment on cellulose content

2.7 1－MCP处理对菠萝蜜果实中原果胶含量变化的影响

菠萝蜜果实刚采收时原果胶含量较高，为(23.68±0.85)mg/g FW，随后迅速下降，到贮藏第4天时下降至(5.61±0.13)mg/g FW，之后缓慢下降(图7)。1－MCP处理延缓了菠萝蜜果实原果胶的下降，其中0.1 mg/L 1－MCP处理前2 d原果胶基本没变化，但自第2天起开始直线下降，于贮藏第8天下降至(8.52±0.17)mg/g FW，之后缓慢下降;而 0.5 mg/L 和1.0 mg/L 1－MCP 处理在处理后前 10 d，原果胶含量下降十分缓慢，仅下降了2.77 mg/g FW和2.51 mg/g FW，但在随后2 d快速下降之后又开始缓慢下降。在整个贮藏期间，1－MCP处理可极显著抑制菠萝蜜果实原果胶的降解，并将原果胶迅速下降的时间往后推迟2～10 d，其中0.5 mg/L 和1.0 mg/L 1－MCP 处理效果明显好于0.1 mg/L 1－MCP 处理，但两者差异不显著。

2.8 1－MCP处理对菠萝蜜果实中可溶性果胶含量变化的影响

菠萝蜜果实采收时可溶性果胶含量较少，为(1.49±0.08)mg/g FW，随着果实的成熟，可溶性果胶含量增加，于第4天达到最大(3.64±0.54)mg/g FW之后开始下降，在贮藏第8天时其含量下降至(2.55±0.79)mg/g FW(图8)。1－MCP处理均有延缓可溶性果胶这一变化的作用，其中0.1 mg/L 1－MCP处理将可溶性果胶含量高峰的时间延长至处理后第12天，而0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理则均延至处理后第 14 天达到高峰，峰值分别为(5.49±0.24)mg/g FW、(5.34±0.28)mg/g FW 和(5.16±0.14)mg/g FW，随后均开始下降。0.1 mg/L 1－MCP 处理在贮藏前 4 d、0.5 mg/L 和 1.0 mg/L 1－MCP 处理果在贮藏前6 d极显著地抑制了菠萝蜜果实可溶性果胶含量的快速升高，但处理间差异不显著。在3个浓度当中，0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理对可溶性果胶含量的增加抑制效果最好，但二者无显著差异。

图7 1－甲基环丙烯处理对原果胶含量的影响Fig.7 Effects of 1－MCP treatment on protopectin content

图8 1－甲基环丙烯处理对可溶性果胶含量的影响Fig.8 Effects of 1－MCP treatment on solublepectin content

2.9 1－MCP处理对菠萝蜜果实中有机酸含量变化的影响

在菠萝蜜果实采后成熟过程当中，其有机酸含量迅速增加，于采后贮藏第4天出现一高峰(1.31±0.02)%，之后迅速下降。1－MCP处理在贮藏初期反而降低了菠萝蜜果实中的有机酸含量，由最初的(0.48±0.04)%下降至第 2 天的(0.28±0.02)%～(0.32±0.03)%，之后各处理果的有机酸含量开始增加，0.1 mg/L、0.5 mg/L 和 1.0 mg/L 1－MCP 处理果分别在第 10 天、14 天、14 天达到最大，为(1.11±0.05)%、(1.17±0.00)%、(1.36±0.00)%，之后也开始下降(图 9)。1－MCP 处理极显著地抑制了菠萝蜜果实贮藏前6 d 的有机酸含量升高，其中0.1 mg/L 1－MCP 处理与0.5 mg/L、1.0 mg/L 1－MCP 处理差异达到极显著，而后两者差异不显著。

图9 1－甲基环丙烯处理对滴定酸含量的影响Fig.9 Effects of 1－MCP treatment on titratable acidity content

图10 1－甲基环丙烯处理对维生素C含量的影响Fig.10 Effects of 1－MCP treatment on Vc content

2.10 1－MCP处理对菠萝蜜果实中VC含量变化的影响

菠萝蜜果实采收时VC含量较低，为(21.86±0.52)mg/g FW，随着果实的成熟，VC含量在贮藏第4天出现高峰(73.01±0.32)mg/g FW，之后开始下降。1－MCP处理果实的VC含量变化趋势与对照相似，但其明显延缓了这一过程，其中0.1 mg/L与0.5 mg/L、1.0 mg/L 1－MCP处理分别将VC高峰延后至第8天、12天、12天(图10)。在贮藏前6 d，1－MCP处理极显著地抑制菠萝蜜果实VC含量的升高，其中0.1 mg/L 1－MCP处理在贮藏第2—4天和第8—10天极显著高于其他2个浓度，而0.5 mg/L和1.0 mg/L 1－MCP处理在整个贮藏期间差异不显著。

3 讨论

菠萝蜜是一种典型的呼吸跃变型果实，具有明显的乙烯跃变峰。跃变型果实成熟起始之前，乙烯释放率微不足道，此时使用1－MCP处理，可以强烈抑制乙烯的合成，推迟乙烯高峰的到来，同时降低峰值，具有强烈的成熟抑制作用。Song等［16］对金冠进行的试验表明，1－MCP可显著抑制和减少果实乙烯的合成，延迟果实乙烯高峰的出现，使乙烯浓度达到几乎检测不出的水平。李富军等［17］在红富士苹果跃变之前，采用适量的1－MCP处理可显著抑制苹果贮藏期间的乙烯产生速率，降低乙烯峰值。孙希生等［18］发现，在番茄绿熟和半红期使用1－MCP处理，强烈地抑制了番茄乙烯的产生，延迟或抑制果实乙烯高峰的出现，延缓了果实的成熟和衰老。在猕猴桃上，1－MCP处理显著地推迟了乙烯跃变高峰的出现，并有效提高了美味猕猴桃“布鲁诺”的贮藏价值［19］。本试验也发现，在干包75株系菠萝蜜果实成熟之前采用1－MCP处理，极显著地抑制了果实内源乙烯的释放(P＜0.01)，推迟了乙烯释放高峰的出现，并将果实中淀粉降解的启动时间延后了2 d，而且在淀粉降解过程中极显著地抑制了菠萝蜜果实的淀粉转化速率，这与孙希生等［20］在苹果、王文辉等［21］在梨和Fan等［9］在桃上的研究结果一致。1－MCP处理还极显著地抑制了菠萝蜜果实可溶性果胶含量的升高和原果胶的降解，并将原果胶迅速下降的时间往后推迟了2～10 d，这与陈金印等［22］在美味猕猴桃上和Liu等［23］在桃上的研究类似。本研究还发现，1－MCP处理虽然不可以延缓菠萝蜜果实纤维素含量下降的时间，但可极显著地抑制纤维素含量下降的幅度。

在苹果［20］、梨［21］和桃［9］上，1－MCP 能够延缓果实可溶性固形物和可滴定酸含量的降低，维持了果实贮藏后期糖酸比，抑制了果实贮藏后期风味的损失，显著延长果实的贮藏期和货架期，提高果实的贮藏质量。本试验发现，1－MCP处理极显著地抑制了菠萝蜜果实可溶性总糖、还原糖、蔗糖、有机酸和VC含量的升高，且显著地降低了果实中蔗糖的含量，但提高了还原糖的含量。总体上讲，1－MCP处理明显地提高了干包75株系菠萝蜜果实的货架寿命，将菠萝蜜果实的成熟衰老延迟了6～10 d，保持果实的贮藏质量，这与他人的研究结果基本一致［3，5，16－22］。

1－MCP作为一种新型的乙烯抑制剂，它生理作用的发挥是通过其与乙烯竞争受体位点而抑制了乙烯的作用来实现［24］。因此，它对果蔬成熟和衰老的抑制效率决定于其浓度的大小，当结合的受体位点到达饱合时，1－MCP效率发挥至最大。一般较长时间的低浓度1－MCP处理对果蔬具有较强烈的生理影响［3］。然而，一些果蔬(如豌豆夹)则需要较高浓度的1－MCP处理［25］。本研究发现，在常温条件下，0.1 mg/L与0.5 mg/L和1.0 mg/L 3个浓度处理与菠萝蜜的保鲜效果之间存在效应－剂量关系，0.5 mg/L和1.0 mg/L的效果好于0.1 mg/L处理的果实，高浓度处理之间，差异不大，在实际应用中，建议使用1－MCP的浓度为 0.5 mg/L。

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