1-MCP处理保持库尔勒香梨常温贮藏抗氧化酶活性与品质的关系

杜林笑，赵晓敏，李丹，马楠，李学文

（新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830052）

库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis Yü）属新疆梨种，原产于新疆巴州、阿克苏等地区，主要分布于巴州的库尔勒市、尉犁县、轮台县，阿克苏地区的库车县、沙雅县、阿克苏市，有一千多年的栽培历史，是新疆特色水果之一，因其味甜肉脆、皮薄多汁、石细胞少深受广大消费者的青睐[1]。据统计，2015年香梨产量达到70万t，占全疆梨产量的61.41%[2]；巴州为大陆性气候，有充足的光热；阿克苏地区为暖温带干旱型气候，降水量少，有较多的晴天和较长的日照时间，利于果实糖分的积累。香梨为呼吸跃变型果实[1]，耐贮藏，但在贮藏期间，果实的色度角会因叶绿素的分解而下降；组分降解导致果实硬度下降；果皮出现由光洁到油腻粘手的现象，称之油渍化现象；果实表皮有一层易溶于有机溶剂的脂类混合物，将其称为蜡质，影响果实水分平衡、气体交换[3,4]；果实色度角、硬度的变化和油渍化等现象均影响果实的品质和商品价值。目前，随着生活水平的提高，消费者更加关注食品的安全问题，因此，选用安全无毒的保鲜剂保持果实的贮藏品质显得尤为重要。

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种乙烯受体抑制剂，延缓果蔬衰老、增强对生理性或侵染性病害的抵御能力[5]，因其成本低、安全无毒、使用量少等特点而被广泛应用，以达到延长贮藏期和保持果实品质的目的。相关研究表明，1-MCP处理能够保持巴特利特梨、金莓果果实的色度角[6,7]；延缓梨果实硬度的下降[8,9]；降低杏、油桃、黄冠梨果实的呼吸速率[10～12]；减缓青枣、油㮈果实细胞膜渗透率的上升[13,14]；抑制脆肉梨果实MDA含量的增加[15]；对“粉红女士”苹果果实油渍化化指数和蜡质含量有一定的抑制作用[16]；调节菠萝果实 CAT、POD、SOD 的活性[17]。目前，对香梨果实常温贮藏期间抗氧化酶活性、品质和相关性的研究尚未见报道，本实验以库尔勒香梨为试材，研究常温贮藏期间香梨果实CAT、POD、SOD的活性、色度角、硬度、呼吸速率、细胞膜渗透率、MDA含量、油渍化指数、蜡质含量的变化以及相关性，以此丰富香梨采后贮藏理论知识。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采摘于2017年9月15日铁门关市26团的成龄商品果园，采收带有果柄，挑选果皮色泽基本一致、果形整齐、无机械损伤、无病虫害的果实（可溶性固形物含量(12.0±0.5)%），拷白纸（24 cm×16 cm）包果实，外套网袋后装入45 cm×27 cm×21 cm的瓦楞纸箱（平均单果重为(120±10) g），次日运至新疆农业大学食品科学与药学学院果蔬贮藏运输保鲜技术实验室。

1-MCP(1-甲基环丙烯)，美国罗门哈斯中国公司；GY-4硬度计，浙江省建德市梅城电化分析仪器厂；NH310电脑色差仪，深圳市三恩驰科技有限公司；0～150 mm游标卡尺，上海九量五金工具有限公司；KQ-250DE超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；GL-20G-Ⅱ高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；WYT-J手持糖度计，成都豪创光电仪器有限公司；ML204电子分析天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；UV-2600紫外分光光度计，日本岛津(中国)有限公司；氯仿(色谱纯)，天津市风船化学试剂科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

根据杜林笑等[18]筛选的浓度，参考李学文等[19]的方法，将香梨果实放入塑料周转箱（每箱80个）中，放置在由PE膜（0.1 mm厚）制成的密封的1 m3帐中，精确称量1.6 g 1-MCP粉剂（0.14%，聪明鲜粉剂）放入50 mL烧杯中，放入PE帐内，按1:5（m/V）加入去离子水，轻摇，迅速密封PE帐，其产生的1-MCP量为1.0 μL/L，在25 ℃条件下，熏蒸24 h后，揭开PE帐，通风30 min。处理结束后，将处理组和对照组果实装入纸箱内，贮藏于22～25 ℃、RH 80%～85%的常温贮藏库（50 m3）中。于0 d、5 d、10 d、15 d、20 d、25 d取样测定相应指标。每个处理30箱香梨，重复3次。CAT、POD、SOD活性和丙二醛含量的测定，取样为每处理每次取15个香梨，切取带果皮的果肉（除去果核），迅速用液氮进行冷冻，冷冻后贮藏至-80 ℃低温冰箱中。

1.2.2 CAT活性的测定

参照曹建康[20]的方法并略有改进。称取2.0 g冻样，加入5.0 mL 0.05 mmol/L磷酸缓冲液(降低酶溶液的浓度）。重复 5次，取平均值，CAT活性以 U/g FW·min表示。

1.2.3 POD活性的测定

参照曹建康[20]的方法并略有改进。称取2.0 g冻样，加入5.0 mL 0.05 mmol/L磷酸缓冲液(降低酶溶液的浓度）。重复 5次，取平均值，POD活性以 U/g FW·min表示。

1.2.4 SOD活性

参照氮蓝四唑(NBT)还原法测定[20]，重复5次，取平均值，SOD活性以U/g FW表示。

1.2.5 色度角的测定

参照齐会楠[21]方法，每处理每次取 30个果实，沿果实赤道4等分点测定a*、b*的值，取平均值，单位为度。

1.2.6 硬度的测定

参考李学文等[22]方法，每次随机取 30个果实，沿果实的赤道线均匀取4个点，削去果皮后测定，取平均值，单位为kg/cm2。

1.2.7 呼吸速率的测定

采用静置法测定[20]，每次随机取10个果实，重复3次，取平均值，单位为mg CO2/kg·h。

1.2.8 细胞膜渗透率的测定

参照曹建康[20]的方法，每次随机取8个果实，将果实用蒸馏水清洗干净，晾干，先用打孔器沿赤道部位对称打取相同大小（直径 8 mm）香梨果肉，再用刀片将果肉切成相同厚度（2 mm）的薄片，每个处理取15片圆片放入烧杯中，用40 mL蒸馏水冲洗5次，最后一次冲洗后的蒸馏水不倒掉，用电导率仪测定，测定电导率，煮沸5 min后加蒸馏水至40 mL放至常温再次测定电导率，重复3次，取平均值，单位为%。

1.2.9 丙二醛含量的测定

采用硫代巴比妥酸法[20]测定，重复3次，取平均值，单位为μmol/g FW。

1.2.10 油渍化指数的测定

果皮“油渍化”感官评定参照赵晓敏等[23]的方法。每处理固定的30个果实于常温下观察果皮“油渍化”。感官评定小组由10人组成，为减小误差，对10个人进行统一培训。每次测定结果称为“油渍化”指数，是10个人感官评定结果的平均值。

1.2.11 蜡质含量的测定

参照赵晓敏[24]方法测定，每次随机取15个果实，重复3次，取平均值，单位为μg/cm2。

1.3 数据处理

采用 Excel 2003进行数据汇总处理、分析，SPSS19.0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

2.1 1-MCP处理对香梨果实CAT活性的影响

图1 1-MCP处理对香梨果实CAT活性的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on the CAT activity of fragrant pear fruits

在常温贮藏期间，香梨果实CAT活性随贮藏时间的延长呈现先上升后下降的趋势（图1）。

整个贮藏期间，1-MCP处理组果实CAT活性高于对照组。1-MCP处理组和对照组果实CAT活性均在贮藏第 10 d达到高峰，峰值分别为 129.57 U/g FW·min、126.47 U/g FW·min。贮藏结束时，1-MCP处理组果实CAT活性比对照组多了8.67 U/g FW·min（p＜0.01）。

2.2 1-MCP处理对香梨果实POD活性的影响

图2 1-MCP处理对香梨果实POD活性的影响Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the POD activity of fragrant pear fruits

由图 2可知，香梨果实 POD活性呈下降-上升-下降的趋势，1-MCP处理组果实POD活性高于对照组。1-MCP处理组和对照组果实均在贮藏第20 d出现高峰，其峰值分别为 26.39 U/g FW·min、25.74 U/g FW·min。在贮藏第25 d，1-MCP处理组果实POD活性为 20.32 U/g FW·min，是对照组（16.16 U/g FW·min）的1.26 倍（p＜0.01）。

2.3 1-MCP处理对香梨果实SOD活性的影响

图3 1-MCP处理对香梨果实SOD活性的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on the SOD activity of fragrant pear fruits

1-MCP处理组和对照组果实SOD活性随贮藏时间的延长呈先下降（0～5 d）再上升（5～10 d）然后继续下降（10～25 d）的趋势（图3）。在贮藏第10 d出现活性高峰，1-MCP处理组和对照组果实的SOD活性峰值分别为4.82 U/g FW、2.14 U/g FW（p＜0.01）。贮藏结束时，1-MCP处理组（0.36 U/g FW）和对照组（0.13 U/g FW）果实SOD活性较贮藏0 d相比，分别下降了69.74%、89.08%。

2.4 1-MCP处理对香梨果实色度角的影响

图4 1-MCP处理对香梨果实色度角的影响Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the Hue-angle of fragrant pear fruits

如图4所示，香梨果实色度角随着贮藏时间的延长而下降，1-MCP处理组果实色度角较对照组下降的缓慢。1-MCP处理组果实色度角由0 d的100.83°下降至25 d的94.64°；对照组果实色度角由0 d的100.83°下降至25 d的81.53°；贮藏至25 d时，1-MCP处理组果实色度角是对照组1.16倍（p＜0.01）。

2.5 1-MCP处理对香梨果实硬度的影响

图5 1-MCP处理对香梨果实硬度的影响Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on the firmness of Fragrant Pear fruits

在整个贮藏期间，香梨果实的硬度呈不断下降的趋势，且1-MCP处理组果实硬度始终高于对照组（如图5所示）。贮藏25 d时，1-MCP处理组和对照组果实硬度与 0 d相比，分别下降了 12.01%、18.83%，1-MCP处理组果实硬度是对照组的1.08倍（p＜0.01）。

2.6 1-MCP处理对香梨呼吸速的影响

图6 1-MCP处理对香梨果实呼吸速率的影响Fig.6 Effect of 1-MCP treatment on the respiration rate of fragrant pear fruits

由图6可知，香梨果实的呼吸速率呈先上升后下降的趋势，1-MCP处理组果实的呼吸速率低于对照组。1-MCP处理组果实的呼吸速率在第20 d出现呼吸高峰，峰值为4.25 mg CO2/kg·h；对照组在第10 d出现呼吸高峰，峰值为5.83 mg CO2/kg·h，1-MCP处理组果实较对照组推迟10 d出现呼吸高峰；贮藏结束时，1-MCP处理组果实的呼吸速率比对照组少了20.39%。

2.7 1-MCP处理对香梨果实细胞膜渗透率的影响

图7 1-MCP处理对香梨果实细胞膜渗透率的影响Fig.7 Effect of 1-MCP treatment on the cell membrane permeability of fragrant pear fruits

如图7所示，对照组香梨果实细胞膜渗透率随贮藏时间的延长逐渐上升，1-MCP处理组则呈先下降后上升的趋势；对照组果实细胞膜渗透率始终高于1-MCP处理组（p＜0.01）。贮藏结束时，1-MCP处理组果实细胞膜渗透率（80.60%）低于对照组（93.695%）。

2.8 1-MCP处理对香梨果实MDA含量的影响

在贮藏期间，香梨果实MDA含量逐渐上升，对照组果实MDA含量高于1-MCP处理组（图8）。在贮藏第25 d时，对照组果实MDA含量为5.82 μmol/g FW，1-MCP处理组MDA含量为3.75 μmol/g FW，对照组果实 MDA含量是 1-MCP处理组的 1.55倍（p＜0.01）。

图8 1-MCP处理对香梨果实MDA含量的影响Fig.8 Effect of 1-MCP treatment on the MDA content of fragrant pear fruits

2.9 1-MCP处理对香梨果实油渍化指数的影响

图9 1-MCP处理对香梨果实油渍化指数的影响Fig.9 Effect of 1-MCP treatment on the greasiness level of fragrant pear fruits

在贮藏期间，香梨果实油渍化指数逐渐增大，对照组果实油渍化指数始终大于1-MCP处理组（图9）。贮藏至25 d时，1-MCP处理组和对照组果实油渍化指数由0 d的0分别增大至25 d的3.35、7.80，对照组果实油渍化指数是1-MCP处理组的2.33倍，两组果实油渍化指数差异极显著（p＜0.01）。

2.10 1-MCP处理对香梨果实蜡质含量的影响

由图10可知，香梨果实的蜡质含量随贮藏时间的延长而上升，1-MCP处理果实的蜡质含量与对照组相比，上升趋势较为缓慢。与贮藏0 d（417.81 μg/cm2）相比，在贮藏25 d时，1-MCP处理组和对照组果实的蜡质含量上升了 371.23 μg/cm2、577.92 μg/cm2（p＜0.01）。

图10 1-MCP处理对香梨果实蜡质含量的影响Fig.10 Effect of 1-MCP treatment on the wax content of fragrant pear fruits

2.11 香梨采后果实衰老相关性指标分析

1-MCP处理组和对照组香梨果实CAT活性与呼吸速率呈显著正相关，POD活性与细胞膜渗透率呈显著正相关。1-MCP处理组和对照组果实色度角与硬度的相关系数为0.880*、0.970*。1-MCP处理组和对照组果实硬度与细胞膜渗透率的相关系数为-0.942**、-0.971**；果实硬度与MDA含量呈极显著负相关，相关系数为-0.929**、-0.958**；果实硬度与油渍化指数相关系数分别为-0.986**、0.997**，达到极显著水平。1-MCP处理组和对照组果实MDA含量与油渍化指数相关系数分别为0.956**、0.970**，果实MDA含量增加时，油渍化指数不断增大；果实MDA含量与蜡质含量呈显著正相关，且相关系数为0.874*、0.860*。

3 结论

3.1 香梨果实在常温贮藏过程中，随着贮藏时间的延长，果实逐渐加速衰老，叶绿素被降解，色度角不断下降，1-MCP处理组果实的色度角高于对照组，1-MCP处理可以延缓色度角的下降，与李辉、杜林笑[11,18]结果相一致。硬度是水果直接的外观品质之一，果实硬度随时间的变化而改变，处理组果实硬度明显高于对照组，1-MCP处理可保持果实的硬度，这与孙思胜、王淑贞[25,26]的研究结果相似。呼吸速率的变化影响了果蔬的贮藏品质，贮藏结束时，1-MCP处理组果实呼吸速率比对照组少了0.83 mg CO2/kg·h，1-MCP处理可以降低果实的呼吸速率，和张绍阳[27]研究结果相同。细胞膜渗透率的变化可以表示果蔬在贮藏过程中是否收到不良环境的胁迫，贮藏25 d，对照组果实细胞膜渗透率比 1-MCP处理组高了 7.09%，1-MCP处理可以保持较低的细胞膜渗透率，保持香梨果实果实细胞膜的完整性，与 Hershkovitz V[28]研究结果一致。MDA的大量累积对果实细胞器和细胞质膜有一定的伤害，贮藏 25 d，对照组果实 MDA含量高于1-MCP处理组2.07 μmol/g FW，1-MCP处理可以抑制香梨果实MDA含量的上升，减轻对细胞膜的伤害，和王春红[29]研究结果相同。1-MCP处理组果实的CAT、POD、SOD活性得到了保持，和 Juan Kan[30]研究结果相似。果实抗氧化酶活性、品质之间的相关性分析发现，果实CAT活性增加时，果实呼吸速率增加；POD活性与细胞膜渗透率的相关系数为0.865*、0.841*，POD活性增加，细胞膜渗透率也随着不断增加；色度角下降时，果实硬度随之下降。1-MCP处理组和对照组果实硬度与细胞膜渗透率呈极显著负相关关系，当果实硬度下降时，细胞膜渗透率上升；果实MDA含量随硬度的下降而上升；果实硬度与油渍化指数呈极显著负相关，果实的油渍化指数随硬度的下降而上升。1-MCP处理组和对照组果实细胞膜渗透率与油渍化指数呈极显著正相关，相关系数为0.949**、0.961**，果实细胞膜渗透率增加时，油渍化指数也随之增加。果实油渍化指数与蜡质含量呈极显著正相关，相关系数为 0.948**、0.898**，油渍化指数增大时，蜡质含量随着增加。

3.2 综上所述，1-MCP处理可以保持香梨果实常温贮藏期间抗氧化酶活性，进而影响果实品质的变化，1-MCP处理可以有效延缓衰老进程，保持果实的品质。

表1 香梨果实抗氧化酶与品质相关性分析Table 1 Correlation analysis between antioxidant enzymes and quality of pear fruits