1-甲基环丙烯处理对金冠苹果冷藏期间果实软化的影响

郭 丹， 韩英群， 魏 鑫， 魏 潇， 王柏松， 郝 义， 张景娥

(辽宁省果树科学研究所，辽宁营口 115009)

金冠苹果别称黄香蕉、黄元帅、金帅，该品种丰产个大、肉质细密、品质优良，深受人们的喜爱，是我国20世纪80年代的主栽品种，但其耐贮性差，贮藏期果实软化严重、品质下降迅速，近年来栽培面积逐渐缩小[1-2]。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene，简称1-MCP)为乙烯受体抑制剂，无毒、无残留、绿色高效，广泛应用于园艺果品贮藏保鲜[3-4]，对调控果蔬质地变化具有明显效果[5]，可显著抑制苹果[6]、梨[7]、柿子[8]、猕猴桃[9]等果实的成熟软化。目前，已有1-MCP对金冠苹果贮藏保鲜的应用研究，但未见其对金冠苹果呼吸、细胞壁组成成分、细胞壁降解酶活性等方面的综合评价研究，本试验采用不同浓度1-MCP对金冠苹果软化生理进行综合测定，以期筛选出适宜、高效的1-MCP处理技术，延缓金冠苹果贮期软化并应用于生产实践。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用金冠苹果于2016年9月29日采自辽宁省果树科学研究所苹果示范园；1-MCP缓释剂(有效浓度为1 μL/L)购自陕西省咸阳西秦生物科技有限公司。试验地点为辽宁省果树科学研究所。

1.2 仪器与设备

GL-16G-Ⅱ型离心机，购自上海安亭科学仪器厂；UV-2550 型紫外可见分光光度计，购自岛津国际贸易(上海)有限公司；ME204E型分析天平，购自瑞士梅特勒-托利多仪器(中国)有限公司；Milli-Q超纯水系统，购自默克化工技术(上海)有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计与处理 选取树冠中部靠外围无病虫害、无机械损伤、大小均匀、着色程度一致、八九成成熟的果实，装入内衬厚0.04 mm聚乙烯保鲜膜的塑料箱中备用。试验共设4个处理，于室温(20～25 ℃)下分别用0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP 密闭熏蒸18～24 h，以密闭不加1-MCP为对照(CK)，每个处理约300个苹果。处理后于(0±0.5)℃敞口预冷 24 h，于(0±0.5)℃、相对湿度为90%～95%的冷库内贮藏。15 d测定1次，每次随机取10个苹果于实验室内进行相关指标分析测定，所有测定均重复3次。

1.3.2 测定项目及方法

1.3.2.1 硬度 采用53205型意大利数显果实硬度计测定，探头直径为8 mm。

1.3.2.2 呼吸强度 选取6～8个苹果装入保鲜盒内，采用G100型二氧化碳培养箱分析仪测定，参考曹建康等的方法[10]。

1.3.2.3 乙烯释放量 采用美国Varian CP-3800气相色谱仪测定，参考程顺昌等的方法[11]。

1.3.2.4 可溶性果胶和原果胶含量 采用咔唑比色法[10]测定。

1.3.2.5 纤维素含量 采用比色法进行测定，参考王鸿飞等的方法[12]。

他带领我国盐行业的科技水平实现了历史性进步，促进新技术、新工艺、新设备在盐产品生产的过程中得到广泛应用；他治下的中盐集团在保障突发自然灾害期间的食盐供应、化解全国性食盐抢购风潮、普及碘盐供应、消除碘缺乏病等方面作出了积极贡献。

1.3.2.6 多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase，简称PG) 采用比色法[10]测定，以1 h内1 g果蔬组织样品在37 ℃催化多聚半乳糖醛酸水解形成半乳糖醛酸的质量表示。

1.3.2.7 果胶甲酯酶(pectinesteras，简称PME) 参考索标的方法[13]，以1 min内1 g果蔬组织样品在620 nm处吸光度变化0.01为1个活力单位。

1.3.2.8 纤维素酶(cellulose，简称Cx) 采用比色法[10]测定，以1 h内1 g果蔬组织样品在37 ℃催化羧甲基纤维素水解形成还原糖的质量表示。

1.3.2.9β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase) 采用水杨苷水解法[10]测定。

1.4 数据与分析

试验数据采用Excel进行统计分析与绘图，采用 DPS 7.05 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对金冠苹果果实硬度的影响

由图1可知，各处理金冠苹果冷藏期间果实硬度不断降低，1-MCP处理可以延缓果实硬度下降，其浓度越大，效果越明显。冷藏15 d时，2.0 μL/L 1-MCP与1.0 μL/L 1-MCP 处理之间果实硬度差异不显著，但两者均显著高于对照(P<0.05)，与 0.5 μL/L 1-MCP处理差异均不显著；冷藏30～90 d时，2.0 μL/L 1-MCP与1.0 μL/L 1-MCP处理之间果实硬度差异不显著，但显著高于0.5 μL/L 1-MCP处理和对照，后2个处理之间的差异达显著水平(P<0.05)；冷藏105～120d时，各处理之间果实硬度差异达显著水平(P<0.05)。冷藏120 d时，CK与各浓度 1-MCP 处理果实的硬度分别为采收时的48.8%、57.8%、72.2%、78.5%。

2.2 1-MCP处理对金冠苹果果实呼吸强度及乙烯释放量的影响

2.2.1 1-MCP处理对金冠苹果果实呼吸强度的影响 由图2-A可知，各处理果实采收后均出现呼吸强度高峰，对照和0.5 μL/L 1-MCP处理果实分别于冷藏30、75 d出现2次呼吸强度高峰，第1次峰值高于第2次，对照呼吸强度高峰值高于0.5 μL/L 1-MCP处理，1.0、2.0 μL/L 1-MCP 处理果实的呼吸强度高峰出现于冷藏60 d，峰值比前者低。冷藏120 d时，对照与0.5 μL/L 1-MCP处理果实呼吸强度差异不显著，但两者均显著高于1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理，1.0 μL/L 1-MCP处理果实的呼吸强度显著高于2.0 μL/L 1-MCP 处理(P<0.05)。低浓度的1-MCP(0.5 μL/L)降低了金冠果实呼吸强度，但未改变其变化规律，高浓度的 1-MCP(1.0、2.0 μL/L)明显降低了果实呼吸强度，且延缓了果实呼吸高峰的出现。

2.2.2 1-MCP处理对金冠苹果果实乙烯释放量的影响 由图2-B可知，各处理果实冷藏期间均出现2次乙烯释放高峰，第2次峰值均低于第1次。对照、0.5 μL/L 1-MCP处理果实均于冷藏30 d时出现第1次乙烯释放高峰，峰值分别为7.05、5.77 μL/(kg·h)，75 d时均出现第2次乙烯释放高峰，峰值分别为5.29、4.62 μL/(kg·h)，1.0、2.0 μL/L 1-MCP 处理果实有着相同的乙烯变化规律，二者乙烯释放高峰分别出现于冷藏60、105 d。1-MCP处理可以降低金冠苹果乙烯释放量，高浓度的1-MCP(1.0、2.0 μL/L)处理推迟乙烯释放高峰的出现，2.0 μL/L 1-MCP处理果实冷藏期间乙烯释放量显著低于其他处理，各处理间差异达显著水平(P<0.05)。

2.3 1-MCP处理对金冠苹果细胞壁组成成分的影响

2.3.1 1-MCP处理对金冠苹果果实可溶性果胶含量的影响 由图3-A可知，金冠苹果采收时可溶性果胶含量很低，为0.002%，冷藏期间各处理果实可溶性果胶含量不断升高，冷藏至120 d时，0(对照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理果实可溶性果胶的含量分别升至0.072%、0.064%、0.041%、0.029%，各处理之间的差异均达显著水平(P<0.05)。可见1-MCP抑制金冠苹果可溶性果胶的分解生成，浓度越大效果越明显。

2.3.2 1-MCP处理对金冠苹果果实原果胶含量的影响 由图3-B可知，各处理金冠苹果冷藏期间原果胶分解为可溶性果胶，含量不断降低。冷藏120 d时，0(对照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理果实原果胶含量与采收时相比的降幅分别为92%、89%、79%、75%，各处理原果胶含量差异达显著水平(P<0.05)。可见1-MCP 处理可以抑制原果胶的分解，浓度越大，效果越明显。

2.3.3 1-MCP处理对金冠苹果果实纤维素含量的影响 由图3-C可知，金冠苹果采收时纤维素含量为0.11%，冷藏期间纤维素不断分解，各处理果实冷藏120 d时，0(对照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理纤维素含量分别降为 0.013%、0.017%、0.028%、0.031%，与采收时相比降幅分别为88.4%、84.9%、74.5%、71.8%，1-MCP处理可以抑制金冠苹果纤维素的分解，其中，1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理之间差异不显著，但两者显著高于对照与0.5 μL/L 1-MCP处理，而对照与0.5 μL/L 1-MCP处理间差异显著(P<0.05)。

2.4 1-MCP处理对金冠苹果果实细胞壁降解酶活性的影响

2.4.1 1-MCP处理对金冠苹果果实PG活性的影响 由图4-A可知，各处理金冠苹果冷藏期间PG活性出现2次高峰，分别在冷藏45、90 d，第2次活性峰值高于第1次。整体上看，1-MCP浓度越高PG活性受抑制越明显。在2次PG活性高峰时，对照果实的PG活性显著高于3个处理，各处理之间差异显著(P<0.05)。冷藏120 d时，对照和0.5 μL/L 1-MCP处理果实的PG活性升高，而1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理果实的PG活性下降，0(对照)、0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理的PG活性分别为896、614、175、32 μg/(h·g)，各处理之间的PG活性差异显著(P<0.05)。

2.4.2 1-MCP处理对金冠苹果果实PME活性的影响 由图4-B可知，金冠苹果冷藏期间PME活性出现2次高峰，对照和0.5 μL/L 1-MCP处理果实分别于45、90 d出现2次活性高峰，冷藏120 d时PME活性仍呈升高趋势；1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理果实分别于冷藏75、105 d出现2次活性高峰。对照果实的PME活性峰值较高，1-MCP处理可以抑制PME活性，高浓度处理(1.0、2.0 μL/L)推迟PME活性高峰的出现，2.0 μL/L 1-MCP的处理效果较明显，冷藏120 d时，对照果实的PME活性显著高于0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理，且各处理之间差异显著(P<0.05)。

2.4.3 1-MCP处理对金冠苹果果实Cx活性的影响 由图4-C可知，金冠苹果冷藏期间Cx活性不断变化，对照果实分别于冷藏30、60 d出现2次活性高峰，峰值分别为301、615 μg/(h·g)，冷藏120 d时升至412 μg/(h·g)；0.5 μL/L 1-MCP处理果实分别于冷藏30、75 d出现2次活性高峰，峰值分别为238、494 μg/(h·g)，冷藏120 d时升至291 μg/(h·g)；1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理分别于冷藏45、90 d出现2次活性高峰，峰值分别为174、137，328、175 μg/(h·g)，冷藏120 d时分别升至235、132 μg/(h·g)。冷藏 120 d 时，对照果实的Cx活性显著高于0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP 处理，且各处理之间差异显著(P<0.05)。说明1-MCP处理可以抑制果实Cx活性，并推迟活性高峰的出现。

2.4.4 1-MCP处理对金冠苹果果实β-葡萄糖苷酶活性的影响 由图4-D可知，各处理金冠苹果冷藏期间β-葡萄糖苷酶活性出现2次高峰，对照果实分别于冷藏45、90 d出现2次β-葡萄糖苷酶活性高峰，峰值分别为1 810、2 900 μg/(h·g)，0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理果实第1次β-葡萄糖苷酶活性高峰出现在冷藏60 d，峰值分别为 1 795、1 462、1 335 μg/(h·g)，三者第2次活性高峰均出现在冷藏105 d，峰值分别为2 405、1 920、1 765 μg/(h·g)，冷藏120 d时各处理的β-葡萄糖苷酶活性分别降为 1 972、1 595、1 181、941 μg/(h·g)，且各处理之间的β-葡萄糖苷酶活性差异显著(P<0.05)。可见1-MCP处理可以推迟β-葡萄糖苷酶活性高峰的出现并降低其活性。

3 讨论与结论

软化是果实成熟与衰老的典型特征，是限制果实长期贮藏的关键因素，其间经历细胞壁的降解、内容物的变化、呼吸速率变化等一系列生理生化变化[14]。其中，呼吸作用是果实采收后新陈代谢的主导，在果实采收后品质生理变化、贮藏寿命、病原微生物侵染、商品化处理等方面具有重要意义[15]，乙烯是一种成熟衰老激素，是调节果实成熟衰老的关键因子，在果实采收后成熟与软化过程中起着重要的调控作用[16-17]。本试验中，金冠苹果是呼吸跃变型果实，乙烯释放与呼吸强度变化趋势相同，金冠苹果冷藏期间出现2次呼吸强度高峰和乙烯释放高峰，低浓度1-MCP(0.5 μL/L)处理可以降低其峰值，高浓度1-MCP(1.0、2.0 μL/L)处理可以使峰值降低且延缓二者高峰的出现，这与孙希生等对金冠苹果呼吸强度的研究结果[18]一致，呼吸和乙烯释放高峰后出现细胞壁降解酶活性高峰，说明呼吸强度与乙烯释放引起果实软化，这与刘超超等的研究结果[19]类似。

1-MCP既能阻断内源乙烯的生理效应，抑制外源乙烯对内源乙烯的诱导作用，进而抑制乙烯所诱导的与成熟衰老相关的生理生化反应[20]。本试验中，金冠苹果冷藏期间软化严重，1-MCP处理可以延缓果实可溶性果胶、纤维素的生成和原果胶的分解，抑制细胞壁降解，从而延缓果实软化[21]。PG、PME、Cx、β-葡萄糖苷酶等细胞壁降解酶冷藏期间均出现活性峰值，1-MCP处理降低各种酶活性，高浓度的1-MCP处理可以推迟各种酶活性高峰的到来，这与魏建梅等的研究结果[22]一致。除Cx活性高峰与呼吸强度高峰、乙烯释放高峰同时出现，其余细胞壁降解酶活性高峰均出现得较晚，说明Cx在金冠苹果软化中起关键作用。

综上可知，金冠苹果冷藏期间果实硬度不断降低，细胞壁水解酶活性不断变化，细胞壁组成成分不断降解，果实软化严重。1-MCP处理可以延缓果实硬度下降及果实可溶性果胶、纤维素的生成及原果胶的分解，降低呼吸强度和乙烯释放的峰值，降低PG、PME、Cx、β-葡萄糖苷酶的活性，高浓度的1-MCP(1.0、2.0 μL/L)处理可以推迟各指标高峰的到来。呼吸作用与乙烯释放引起金冠苹果果实软化，Cx是导致金冠苹果软化的关键酶。

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