1-MCP处理对库尔勒香梨采后果皮蜡质变化的影响

赵晓敏，杨玉荣，李建鲲，袁 峰，程俊嘉，李学文，*

（1.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆昌吉州畜牧局，新疆 昌吉 831100）

1-MCP处理对库尔勒香梨采后果皮蜡质变化的影响

赵晓敏1，杨玉荣1，李建鲲2，袁 峰1，程俊嘉1，李学文1，*

（1.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆昌吉州畜牧局，新疆 昌吉 831100）

以库尔勒香梨为实验材料，采用1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理，研究其在库尔勒香梨常温贮藏过程中对果皮蜡质含量及超微结构的影响，探讨1-MCP处理对库尔勒香梨油渍化及衰老的影响。库尔勒香梨经1 μL/L 1-MCP处理后，放置在室温（20±1） ℃、80%～85%相对湿度的条件下，对香梨表皮油渍化程度、蜡质含量和蜡质超微形态结构进行测定。结果表明：常温贮藏条件下，随着贮藏时间的延长，库尔勒香梨果皮蜡质含量不断增加，果皮油渍化程度加深；果皮蜡质超微形态处于动态变化过程，蜡质颗粒不断进行融合；1-MCP处理能在一定程度上抑制果皮油渍化的发生，能较好地延缓果皮蜡质含量的上升。果皮油渍化的发生规律为：最先发生在萼部，后扩大至赤道部位，最后发生在梗部。1-MCP可能是通过抑制果皮蜡质超微结构变化从而延缓库尔勒香梨采后衰老。

库尔勒香梨；1-甲基环丙烯；蜡质；油渍化

植物表皮蜡质层是覆盖于植物最外层，与外界环境空气直接接触的一层保护膜，主要由碳链长度超过20 个碳原子的超长链脂肪族化合物和多环的芳香族化合物形成，具有阻止非气孔水分的散失，减少非气孔蒸腾的作用［1-2］，还能保护植物免受外来的机械损伤、病虫害入侵、紫外伤害、雾害等［3］。一些报道认为，苹果在贮藏过程或货架期期间果皮蜡质会发生油渍化现象，造成严重的经济损失［4-6］。另外发现，‘澳洲青苹’苹果在冷藏后期发生轻微果皮油渍化现象，但移入常温环境后，油渍化迅速加重［4］，说明油渍化现象在常温条件下较冷藏下严重。

库尔勒香梨是新疆特产果品，香味浓郁、皮薄肉脆、VC含量丰富［7］，品质十分优良，深受广大消费者所喜爱，在新疆园艺作物中占有重要地位。但由于库尔勒香梨在贮藏过程或货架期期间发生果皮变黄及油渍化现象，影响果实的外观品质，严重降低其商品价值和经济效益［8］，已成为影响香梨采后品质的主要因素。但到目前为止，库尔勒香梨果皮油渍化的发生过程及致病机理仍然不是十分清楚，相关学者推测其可能与果皮蜡质含量、蜡质超微形态的变化有关，具体有何种关系尚未研究［5］。因此，研究库尔勒香梨果皮油渍化发生机制，并运用适当的方法减轻常温贮藏过程中的油渍化现象，进而提高果实的外观品质具有重大的现实意义。

1-甲基环丙烯（1-m e t h y l c y c l o p r o p e n e，1-MCP）作为乙烯受体抑制剂，通过与乙烯作用受体结合来抑制乙烯的生理活动，进而实现对植物成熟和衰老的抑制作用［9-10］。国外学者发现1-MCP处理可显著降低果皮油渍化现象，认为果皮油渍化是苹果果实成熟衰老的结果［5，11］。本研究探讨常温贮藏条件下 1-MCP处理对库尔勒香梨果皮蜡质变化的影响，旨在为进一步深入研究香梨果皮油渍化现象提供理论依据，为香梨采后的保鲜提供良好的方法。

1　材料与方法

1.1材料

实验用库尔勒香梨于2014年9月采自新疆库尔勒市上户镇香梨园。选取成熟度相对一致、大小适中（质量大于120 g）、无机械伤和病虫害的果实，烤白纸包果，套网套，装箱。采收次日运回新疆农业大学果蔬采后生理研究室。

1.2试剂与仪器

氯仿（色谱纯） 天津市风船化学试剂科技有限公司；丙酮（分析纯） 天津永晟精细化工有限公司；1-MCP（有效成分3.33%的粉剂） 美国罗门哈斯公司。

DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；KQ-250DE型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；JEOLJSM-35C型扫描电镜 日本电子株式会社；FA2004型分析天平 上海天平仪器厂。

1.3方法

1.3.11-MCP 处理

参照李学文等［12］、赵晓敏［13］等的方法，处理剂量为1.0 μL/L。以未经1-MCP处理的香梨为对照，处理后的香梨贮藏于温度为（20±1） ℃、相对湿度为80%～85%贮藏库中。每隔5 d测定相关指标，处理重复3 次。

1.3.2香梨果皮油渍化指数的评定

果皮油渍化感官评定参照刘春香等［14］的方法。依据每个香梨果实上果皮油渍化的面积占整个果面面积的百分比（Ⅰ）分为11 个等级：未油渍化为等级0；0＜Ⅰ≤10%为等级1；10%＜Ⅰ≤20%为等级2；20%＜Ⅰ≤30%为等级3；30%＜Ⅰ≤40%为等级4；40%＜Ⅰ≤50%为等级5；50%＜Ⅰ≤60%为等级6；60%＜Ⅰ≤70%为等级7；70%＜Ⅰ≤80%为等级8；80%＜Ⅰ≤90%为等级9；90%＜Ⅰ≤100%为等级10。

感官评定小组由8 人组成，为减小人与人之间的误差，对8 个人进行统一培训。每次测定结果称为油渍化指数，是8 个人感官评定结果的平均值。感官评定果皮油渍化后，用奥林巴斯SZ-17型相机进行拍照。固定的20 个果实观察果皮油渍化。

1.3.3果皮蜡质含量测定

库尔勒香梨果皮蜡质含量测定参照李永才［15］、王美芳［16］等的方法，选取大小均一、无伤口及病虫害的1-MCP处理和对照组的香梨，经蒸馏水清洗后，采用常温加热结合法提取蜡质，每个处理5 个果实（果实横径75～80 mm），编号为 1#、2#、3#、4#、5#。每个处理重复3 次。首先于室温条件下将香梨置于含有400 mL三氯甲烷的1 000 mL烧杯中，浸泡1 min后迅速取出，然后将处理后的香梨加入到同样体积的60 ℃氯仿中，1 min 后取出，15 个果实依次进行，洗脱时置于超声波上，处理结束后对2 次的提取液进行混合、8 层纱布过滤，装瓶备用。

取50 mL上述提取溶液分别装入预先称质量的烧杯（m0）中，然后将其放在通风橱中，让其自然烘干，再对烧杯进行称质量（m1），记录数据。按下列公式计算蜡质的含量［17］：

式中：m0为烧杯的质量/μg；m1为烧杯和蜡质总质量/μg；As为果实表面积之和/cm2。

1.3.4果皮蜡质超微形态观察

香梨运回实验室开始取样作为起始样，分别在入库第10（中期）、25（末期）天取样进行果皮蜡质超微形态观察。每次取样的部位保持一致，用锋利的刀片（用丙酮擦拭）从各个果实的赤道部位切下一小块果皮，将其切成长5 mm×2 mm×2 mm左右的果皮样品数块，每切一块立即置于LGJ-18真空冷冻干燥机内干燥5 h，经CO2临界点干燥，干燥后用导电 胶把样品黏贴在样品台上，然后放入离子溅射仪进行镀铂膜，最后用扫描电镜选取有代表性视野进行拍照。

1.4数据处理

采用Excel软件对数据进行分析与作图，并用SPSS 17.0专业统计软件进行分析，同时利用Duncan多重式比较，进行差异显著性分析，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2　结果与分析

2.11-MCP处理对香梨果皮油渍化指数的影响

图1　常温贮藏期间库尔勒香梨果皮油渍化指数的动态变化Fig.1 Dynamic changes of greasiness level on fruit peels of Korle fragrant pear during storage at room temperature

香梨常温贮藏期间，随着果实衰老，表皮逐步变得油渍光滑（图1）。随着贮藏时间的延长，对照和1-MCP处理果实均出现油渍化现象，并且油渍化程度不断加重。在常温贮藏第5天时，对照油渍化指数迅速增加，1-MCP处理果实油渍化指数缓慢上升。在整个贮藏期间，1-MCP处理果实的油渍化指数均显著低于对照果实（P＜0.05）。由此可知，1-MCP可明显抑制并延缓库尔勒香梨果皮的油渍化现象。

2.21-MCP处理对库尔勒香梨果皮油渍化发生规律的影响

图2　常温贮藏期间库尔勒香梨果皮油渍化的变化Fig.2 Changes in greasiness on fruit peels of Korle fragrant pear during storage at room temperature

在常温贮藏初期，对照和1-MCP处理的果实均表现为果皮光滑和鲜绿色，未表现出油渍化现象（图2A、D）。到常温贮藏中期时，对照开始出现油渍（图2B），而1-MCP处理果实未见油渍化现象（图2E）。由图2C、F可知，常温贮藏结束时，与1-MCP处理果实相比，对照果皮颜色明显变黄、油渍化现象更加严重。

从图2a～c可看出，常温贮藏期间，库尔勒香梨的果皮油渍化发生规律为：首先出现在萼部，后扩大到赤道部位，最后发生在梗部，最终整个果实发生油渍化现象。从图2a可以看出，贮藏初期库尔勒香梨果萼、赤道、果梗部位均未发生油渍化现象。到贮藏中期时，香梨萼部、赤道以及梗部部位均出现油渍化现象，萼部油渍较赤道以及梗部部位明显。在常温贮藏末期时，果实油渍化现象扩至整个果面，发生严重油渍化现象（图2c）。由此看出，库尔勒香梨在常温贮藏期间，果皮油渍化现象是遵循萼部-赤道-梗部规律发生发展的。从图2可以看出，库尔勒香梨发生油渍化后，果面如同覆有一层油渍，严重影响其外观品质，同时失水也很严重。

2.31-MCP处理对库尔勒香梨果皮蜡质含量变化的影响

图3　常温贮藏期间1-MCP处理对库尔勒香梨果皮蜡质含量变化的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on wax content of fruit peels of Korle fragrant pear during storage at room temperature

常温贮藏过程中，对照和1-MCP处理库尔勒香梨的蜡质含量均呈现上升趋势，果实表面不断出现新的蜡质（图3）。在整个常温贮藏期间，1-MCP处理果实的蜡质含量始终低于对照组果实，在常温贮藏0～10 d期间，对照和1-MCP处理的蜡质含量变化趋势接近，但是在10～25 d期间，对照果实蜡质含量迅速升高，贮藏结束时，1-MCP处理和对照的果实蜡质含量分别为724、920 μg/cm2，后者较前者高21.30%，差异显著（P＜0.05）。由此可以看出，与对照果实相比，1-MCP处理可以明显抑制香梨果皮蜡质含量的上升。

2.41-MCP处理对常温贮藏期间库尔勒香梨果皮蜡质超微结构的影响

图4　常温贮藏期间库尔勒香梨果皮蜡质超微结构的图像Fig.4 Scanning electron micrographs of epicuticular wax of Korle fragrant pear during storage at room temperature

由图4可以看出，1-MCP处理香梨果实常温贮藏期间表皮蜡质结构变化与对照存在差异。通过图4A、B可知，在常温贮藏初期，库尔勒香梨果皮蜡质覆盖较为严密、不平整，蜡质结构粗糙。贮藏至中期时，对照果实表皮结构变化较大，形成了较完整的蜡膜，有塌陷现象，同时表皮覆有小颗粒状晶体（图4C）；同期1-MCP处理果实，未形成光滑蜡膜，覆有少量蜡质晶体（图4D）。由图4E可知，常温贮藏结束时，对照果实表皮蜡质丰厚，皮孔明显内陷，表面有大块晶体存在；此时1-MCP处理果实的表皮蜡质呈大量片状分层，较粗糙，无皮孔内陷现象，裂缝较对照多且大（图4F）。因此，1-MCP处理可以有效抑制库尔勒香梨果皮蜡质超微结构的变化。

3　讨论与结论

果实成熟和衰老是一个复杂的生理生化过程。一般果实表面覆盖着一层疏水性的表皮，也称为角质层，它可以防止水分散失、营养渗漏［18］。油渍化通常发生在较成熟的果实和较长的贮藏过程中。Curry［5］研究发现‘皇家嘎拉’在贮藏过程中发生油渍化现象且随着贮藏时间的延长油渍化现象越来越严重，这与常温贮藏过程中，库尔勒香梨果皮油渍化指数呈不断上升趋势相一致。1-MCP是一种有效的乙烯抑制剂，能保持库尔勒香梨在贮藏或货架期期间的品质，延缓果实成熟衰老［8，19］。1-MCP处理苹果可降低果实在贮藏过程中的果皮油渍化发生速率［20-21］，与1-MCP处理库尔勒香梨可延缓果实表皮油渍化现象发生，且能较好地控制果皮油渍化发展结果相似，这可能是1-MCP通过延缓果实衰老进而影响果实表皮油渍化的发生发展。由此认为，库尔勒香梨果皮油渍化现象是果实衰老的结果。

扫描电镜结果表明，库尔勒香梨在常温贮藏过程中，贮藏前库尔勒香梨表皮蜡质结构不平整，蜡质结构粗糙。贮藏至中期时，对照果实表皮结构变化较大，形成了较完整的蜡膜，有塌陷现象，同时表皮覆有小颗粒状晶体。同期1-MCP处理果实，未形成光滑蜡膜，覆有少量蜡质晶体。随着贮藏时间的延长，对照果实表皮蜡质出现明显塌陷，比贮藏初期果实蜡质丰厚；而1-MCP处理后的果实，表皮蜡质呈大量片状分层，较粗糙，裂缝多且大。Zabka等［22］研究表明，表皮蜡质成分的微小改变可能会引起蜡质结晶晶体大小和形态相当大的改变。在贮藏末期，对照果实表皮蜡质层逐渐形成较光滑的蜡膜，且有明显的塌陷现象，同期1-MCP处理果实表皮蜡质层表面仍较粗糙、不平整、裂缝多且大，这可能与贮藏期间果实表皮新生成的蜡质弥补了果实由于衰老和环境胁迫而引起的表皮蜡质层缺损和裂缝有关［23］，或是由于果实表皮蜡质开始融合并且变成不溶性角质的一部分，而在1-MCP处理果实的表面会观察到大量蜡质片层起翘现象，这可能是由于处理果实的这一过程突然被阻止，导致蜡质融合过程减慢或是被阻止。Curry［5］在研究贮藏到135 d 1-MCP处理的‘Autumn Gold’苹果时，发现果实表皮蜡质裂缝较对照多，而且有蜡质片层竖起现象。但有关1-MCP对果皮蜡质超微结构的调控机理及其与其化学组分的关系还需进一步研究。在整个常温贮藏期间，对照果皮油渍化现象比1-MCP处理严重，且蜡质含量也高于后者。由此可知，蜡质颗粒的不断变化会导致果实发生表皮油渍化现象，但当蜡质含量达到一定量时，才会发生油渍化现象。果皮蜡质含量持续增加，又使蜡质结构进行不断变化。因此认为，果皮蜡质在果实表面不断进行分泌，当蜡质含量达到一定的量时，果实就会表现出油渍化现象，常温贮藏时间越长，油渍化现象越严重。

综上所述，在常温贮藏过程中，库尔勒香梨果皮蜡质含量和蜡质超微结构的变化导致果皮油渍化现象。果皮油渍化的发生规律为：最先发生在萼部，后扩大至赤道部位，最后发生在梗部。1-MCP处理有效抑制果皮油渍化的发生和蜡质含量及结构的变化，从而延缓香梨果实衰老。

［1］ SIEBER P， SCHORDERET M， RYSER U， et al. Transgenic Arabidopsis plants expressing a fungal cutinase show alterations in the structure and properties of the cuticle and postgenital organ fusions［J］. The Plant Cell， 2000， 12（5）： 721-737.

［2］ 张正斌， 山仑. 小麦抗旱生理指标与叶片卷曲度和蜡质关系研究［J］.作物学报， 1998， 24（5）： 608-612.

［3］ MARTINM P， JUNJPER P E. Ultrastructure of lesions produced by cercospora beticolain leaves of Beta vulgaris［J］. Plant Pathology，1979， 15（1）： 13-26.

［4］ DADZIE B K， BANKS N H， HEWETT E W， et al. Reduced greasiness of ‘Granny Smith’ apples washed in tween 20 solution［J］. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science， 1995， 23（2）：219-222.

［5］ CURRY E. Effects of 1-MCP applied postharvest on epicuticular wax of apples （Malus domestica Borkh.） during storage［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2008， 88（6）： 996-1006.

［6］ VERAVERBEKE E A， LAMMERTYN J， SAEVELS S， et al. Changes in chemical wax composition of three different apple （Malus domestica Borkh.） cultivars during storage［J］. Postharvest Biology and Technology， 2001， 23（3）： 197-208.

［7］ 高启明， 李疆， 李阳. 库尔勒香梨研究进展［J］. 经济林研究， 2005，23（1）： 79-82

［8］ 杨艳萍. 预冷及 1-MCP处理对香梨采后品质及生理影响的研究［D］.乌鲁木齐： 新疆农业大学， 2013： 40-41.

［9］ 何德良. 1-MCP在蔬菜贮藏保鲜中的应用［J］. 保鲜与加工， 2007，7（1）： 45-48.

［10］ 孙思胜， 杨耀洲， 李雯. 1-MCP在果品贮藏保鲜上的应用［J］. 安徽农业科学， 2009， 37（30）： 14871-14872； 14906.

［11］ JU Z G， BRAMLAGE W J. Developmental changes of cuticular constituents and their association with ethylene during fruit ripening in ‘Delicious’ apples［J］. Postharvest Biology and Technology， 2001，21（3）： 257-263.

［12］ 李学文， 韩江. 1-MCP处理对香梨采后生理效应的影响［J］. 新疆农业大学学报， 2006， 29（2）： 30-32.

［13］ 赵晓敏， 杨静， 李学文， 等. 1-MCP常温处理对库尔勒香梨活性氧相关代谢的影响［J］. 食品与发酵工业， 2014， 40（9）： 219-223.

［14］ 刘春香， 何启伟， 孟静静. 黄瓜感官检验与主要芳香物质、可溶性糖的相关关系［J］. 中国蔬菜， 2005（1）： 8-10.

［15］ 李永才， 尹燕， 陈松江， 等. 采前套袋对苹果梨表皮蜡质结构和化学组分的影响［J］. 中国农业科学， 2012， 45（17）： 3661-3668.

［16］ 王美芳， 陈巨莲， 程髓发. 小麦叶片表面蜡质及其与品种抗蚜性的关系［J］. 应用与环境生物学报， 2008， 14（3）： 341-346.

［17］ 苑克俊， 李震三， 张道辉， 等. 苹果果实体积和表面积微机化计算方法［J］. 农业系统科学与综合研究， 1998， 14（2）： 124-125.

［18］ 柴凌燕， 董易凡， 李士伟， 等. 植物角质膜及其渗透性与抗旱性研究进展［J］. 植物研究， 2010， 30（6）： 763-768.

［19］ 李学文， 韩江. 不同成熟度香梨果实生理变化［J］. 新疆农业科学，2007， 44（3）： 264-267.

［20］ 王晓飞， 任小林， 杨艳青， 等. “粉红女士”苹果果皮蜡质油腻化的研究［J］. 东北农业大学学报， 2014， 12（6）： 12-14.

［21］ 董晓庆， 饶景萍， 朱守亮， 等. 气调包装与 1-MCP结合抑制苹果蜡质成分降低［J］. 农业工程学报， 2013， 29（16）： 269-277.

［22］ ZABKA V， STANGL M， BRINGMANN G， et al. Host surface properties affect prepenetration processes in the barley powdery mildew fungus［J］. New Phytologist， 2008， 177： 251-263.

［23］ SALA J M. Content， chemical composition and morphology of epicuticular wax of Fortune mandarin fruits in relation to peel pitting［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2000， 13：1887-1894.

Effect of 1-Methylcyclopropene Treatment on Postharvest Changes in Epicuticular Wax of Korle Fragrant Pear Fruits during Ambient Temperature St orage

ZHAO Xiaomin1， YANG Yurong1， LI Jiankun2， YUAN Feng1， CHENG Junjia1， LI Xuewen1，*
（1. College of Food Science and Pharmaceutics， Xinjiang Agricultural University， Ürümqi 830052， China；2. Xinjiang Changji Animal Husbandry Bureau， Changji 831100， Ch ina）

The present study investigated the effect of 1-methylcyclopropene （1-MCP） treatment on epicuticular wax content and wax morphology of Korle fragrant pear during storage at room temperature. The effect of 1-MCP treatment on epicuticular wax greasiness and fruit senescence was examined as well. Korle fragrant pear was treated with 1-MCP at 1 μL/L and then stored at （20 ± 1） ℃ and relative humidity （RH） of 80%-85%. Epicuticular greasiness， wax content and morphology were measured regularly. The results showed that epicuticular wax content and greasiness increased with the extension of storage time； meanwhile， epicuticular wax morphology was changed due to the integration of wax platelets. 1-MCP treatment could inhibit the changes of epicuticular wax greasiness and wax content to some extent. The greasiness of epicuticular wax was found fi rstly near the calyx， then on the equatorial location， and fi nally on the carpopodium. 1-MCP had a negative effect on greasiness and delayed senescence thr ough altering epicuticular wax morphol ogy.

Korle fragrant pear； 1-methylcyclopropene （1-MCP）； epicuticular wax； greasiness

TS255.3

A

1002-6630（2015）18-0262-05

10.7506/spkx1002-6630-201518049

2014-12-28

新疆自治区研究生创新项目（XJGRI2014080）；国家自然科学基金面上项目（31360418）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAD27B01）

赵晓敏（1989—），女，硕士研究生，主要从事果蔬采后生理及贮藏运输保鲜技术研究。E-mail：zhaoxm1224@qq.com

李学文（1964—），男，教授，博士，主要从事果蔬采后生理及贮藏保鲜技术研究。E-mail：xjndsp@sina.com