1-MCP处理对“丽格”海棠果实采后生理及品质的影响

穆 茜 ，张丹丹，杨祎凡，张 龙，卞 健，张往祥

（1.南京林业大学林学院，南方协同中心，江苏 南京 210037；2.扬州小苹果园艺有限公司，江苏 扬州 225200）

海棠（Malusspp.）属蔷薇科（Rosaceae）苹果属（MalusMill.），是一种果实直径较小的落叶灌木或小乔木，其果实营养丰富且耐贮藏[1]。“丽格”海棠果实是扬州市江都区海棠种质资源圃中果实品质及口感最好的海棠果实品种之一，有小苹果“黄元帅”之称，已在江苏地区广泛栽培。但“丽格”海棠果实在贮藏时间内，果皮会变黄、果肉失去水分，同时果肉也会变软，不利于果实的商品价值和经济效益，所以如何保持果实良好的品质和调控相关生理代谢，是目前生产者及研究者十分关注的问题。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一种乙烯受体抑制剂，通过竞争乙烯作用受体而抑制植物的成熟和衰老，目前1-MCP在国内外已被广泛应用于鲜切花和果蔬的货架期延长方面[2-4]。研究发现，1-MCP处理可有效延缓苹果[5-6]、番茄[7]、李子等[8]果蔬的衰老。韩冬芳等[9]研究表明，1-MCP能有效地抑制苹果的乙烯释放，乙烯的高峰被延迟，同时也延迟了果实硬度的降低。李志文等[10]采用1-MCP对乍娜葡萄进行处理后发现，1-MCP延缓了乍娜葡萄的变软，同时能够保持很好的硬度。可食用型海棠果实的营养价值和经济效益是极其可观的，近年来，关于海棠果实货架期品质的研究有一些报道[11]，其中1-MCP对于可食用“丽格”海棠果实货架期品质的研究尚未见其报道。本试验以江都海棠种质资源圃中的“丽格”海棠果实为试材，置于室温(20±1)℃条件下，研究1-MCP处理对其货架期品质和生理指标的影响，旨在为“丽格”海棠果实的货架期提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

“丽格”海棠果实，2017年7月中下旬采自扬州市江都区国家海棠种质资源圃。选择树体和成熟度一致、果形整齐、无病虫害和机械损伤的果实，于采收当天运回南京林业大学实验常温库。

供试1-MCP（有效成分0.14%的粉剂），美国陶氏化学（上海）公司产品。

1.1.2 仪器与设备

TA-XT.Plus型质构仪，PR-101α型手持糖度仪，Telaire7001型红外线CO2测定仪，AL204-IC型电子分析天平，GXH-3051H型果蔬呼吸测定仪，XMTD-4000型电热恒温水浴锅。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将海棠果实放入塑料周转箱内，放置于聚乙烯（PE）膜（0.1 mm）制成的1 m3封闭罩中，精确称取1.58 g 1-MCP 粉剂放入 50 mL 烧杯中，按 1∶5（m/V）的比例加入超纯水，摇晃，所得1-MCP浓度为1 μL/L，迅速封上封闭罩PE膜在25℃条件下熏蒸1 d，之后通风1 h，用双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）保鲜袋包装海棠果实并封口，处理组与对照组果实各自分装12袋，每袋装10~12个果实，并将果实放入塑料果箱内，置于(20±1)℃、相对湿度85%~90%的常温库，每5 d测定果实各项生理指标，进行3次平行试验，以不加1-MCP为对照组（CK）。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 硬度

使用TA-XT.Plus型质构仪测定，使用P/2N探头（直径2 mm），测试深度10 mm，测试速度2 mm/s；每次测定取5个海棠果实在胴部带皮测定，单果重复测定3次，结果取平均值，单位为kg/cm2。

1.2.2.2 可溶性固形物（TSS）含量

使用PR-101α型手持糖度仪测定，平行测定3次，结果取平均值。

1.2.2.3 VC含量

采用二甲苯萃取比色法[12]测定，每个处理重复3次，取平均值，单位为mg/g。

1.2.2.4 果皮叶绿素含量

参照仝月澳等[13]的方法测定。

1.2.2.5 果肉POD活性

采用愈创木酚法[14]测定。

1.2.2.6 相对电导率

用直径为8 mm的打孔器打取果肉，把果肉用刀片切成厚度为2 mm的果片，取同样数目的果片放在烧杯中，加入40 mL蒸馏水冲洗5次，最后冲洗的蒸馏水不倒掉，使用电导率仪进行测定后，用沸水煮沸5 min后再进行测定，单位为%。

1.2.2.7 呼吸强度

使用GXH-3051H型果蔬呼吸测定仪测定，结果以 CO2计，单位为 mg CO2/(kg·h)。

1.2.2.8 乙烯释放量

参照李艳娇等[15]的方法测定并有所改进，每个处理重复3次，取平均值，单位为μL/(kg·h)。

1.2.3 数据处理

试验数据采用Excel 2013进行统计，用SPSS19.0软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对“丽格”海棠果实品质的影响

2.1.1 1-MCP处理对海棠果实硬度的影响

果实硬度是衡量货架期品质的重要指标之一。由图1可见，货架期间“丽格”海棠果实的硬度整体呈下降趋势，经1-MCP处理后的海棠果实可以更好地维持果实硬度，硬度下降幅度较对照组果实整体缓慢（P＜0.05），在20 d后尤为明显。

2.1.2 1-MCP处理对海棠果实可溶性固形物含量的影响

由图2可知，随着货架时间的延长，海棠果实TSS含量先上升后下降，在贮藏初期果实的TSS含量增高，可能是因为果实内的淀粉转化为糖的缘故。CK组果实在货架15 d时TSS含量最高，可达28.08%，1-MCP组在货架期15 d时也达到最大值24.03%；货架15~30 d，TSS含量呈下降趋势，1-MCP组极显著低于CK（P＜0.01）。结果表明，1-MCP处理可以有效抑制海棠果实可溶性固形物含量的上升。

2.1.3 1-MCP处理对海棠果实VC含量的影响

由图3可知，随着货架时间的延长，海棠果实VC含量先上升后下降。在贮藏初期果实的VC含量呈上升趋势，CK组果实在货架期10 d时VC含量最高，达到212.34 mg/g，1-MCP组在货架期10 d时也达到最大值216.94 mg/g；货架10~30 d，果实的VC含量开始呈下降趋势，且1-MCP处理组显著高于对照（P＜0.05），结果表明，1-MCP处理可以有效抑制海棠果实VC含量的下降。

2.1.4 1-MCP处理对海棠果皮叶绿素含量的影响

果皮叶绿素代表了果实的色泽度，同时也是感官评价的重要指标之一。由图4可知，货架期间“丽格”海棠果实的果皮叶绿素含量呈整体下降趋势。经1-MCP处理后的海棠果实可以更好地维持果皮叶绿素的含量，下降幅度较CK组果实缓慢，差异极显著（P＜0.01）。

2.1.5 1-MCP处理对海棠果实POD活性及相对电导率的影响

POD具有清除植体内过氧化物的作用，将H2O2降解为对细胞无伤害的H2O和O2。由图5可知，在常温货架期间，“丽格”海棠果实的POD活性呈先下降后上升的趋势，CK组POD活性变化较缓慢，在货架期15 d后基本检测不到POD活性，1-MCP组在货架15d时POD活性达到最大值1915.947U·g-1FW，之后呈下降趋势。从结果可以看出，1-MCP对抑制海棠果实POD活性的下降及缓解果实的成熟衰老具有一定作用。

相对电导率是衡量果实细胞膜完整性的一个指标。由图6可知，货架期间“丽格”海棠果实的相对电导率呈整体上升趋势。经1-MCP处理后的海棠果实可以更好地维持果实细胞结构的完整性，升高幅度较CK组果实缓慢，差异显著（P＜0.05）。

2.1.6 1-MCP处理对海棠果实呼吸强度及乙烯释放量的影响

由图7可知，海棠果实在整个贮藏期内，呼吸强度呈先缓慢上升后下降的趋势，由于海棠果实属于呼吸跃变型果实，所以对照组果实15 d时出现呼吸高峰，峰值达 39.58 mg CO2/(kg·h)，经过 1-MCP 处理的海棠果实呼吸高峰延迟5 d，峰值为31.75 mg CO2/(kg·h)。结果表明，1-MCP可以有效延缓果实呼吸高峰的出现，从而延长果实的贮藏期。

由图8可知，在整个货架期间，“丽格”海棠果实出现乙烯释放高峰时间与呼吸高峰出现时间基本一致，1-MCP处理果实的乙烯释放高峰值较CK组果实乙烯释放量高峰值高33.12 μL/(kg·h)，并且在整个货架期间，1-MCP处理果实的乙烯释放量明显低于CK组果实（P＜0.05）。结果表明，1-MCP能显著抑制“丽格”海棠果实的乙烯释放量，从而能够延缓果实的成熟。

2.2 1-MCP处理货架期海棠果实生理指标间主成分分析

货架期间1-MCP处理“丽格”海棠果实8个生理指标主成分分析结果见表1，其中特征值大于1的前2个主成分累积方差贡献率达到84.435%（代表1-MCP处理货架期间果实生理指标的绝大部分信息），把原来的8个生理指标综合为2个相互独立的因子，同时PC1、PC2的方差贡献率为52.696%、31.739%。

表1 相关系数矩阵的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率Table 1 Eigenvalues of two principal components and their variance contribution and cumulative variance contribution rates

由表2生理指标变量负荷量可知，原始变量和前2个主成分之间的相关性。PC1主要代表1-MCP处理货架期间“丽格”海棠果实生理指标的果肉硬度和叶绿素含量，其中这些指标均与PC1间呈正相关；PC2主要代表生理指标的乙烯释放量，与PC2间呈正相关。同时也表明，在探究1-MCP处理货架期海棠果实对生理指标的影响中，果肉硬度、叶绿素含量和乙烯释放量这些指标相比其他生理指标受1-MCP处理后的影响相对较大。

表2 生理指标变量因子负荷量Table 2 Physiological index variable factor load

3 讨论

果蔬贮藏的目的是能够有效延长果实的食用价值与经济效益，但不经处理常温放置的果实，其食用和外观品质很快就会变得不理想。本试验对“丽格”海棠果实经1-MCP处理后发现，1-MCP能够有效延长果实的货架期，与李鑫[16]研究海棠果实货架期保鲜结果基本一致。同时还发现，1-MCP可以延缓“丽格”海棠果实的变软，与Minas等[17]对李子和Supapvanich等[18]对甜瓜的研究基本一致。1-MCP处理还可以较好地抑制海棠果实可溶性固形物含量的上升，这与李腾飞等[19]研究“亚特”猕猴桃的结果基本一致。贮藏期间，果实会因后熟作用使其VC含量随贮藏时间的延长呈先升高后降低的趋势，这使得果实的营养价值降低，杨玉荣等[20]对1-MCP处理采后库尔勒香梨货架期的研究结果来看，证实了香梨在贮藏期间，VC含量呈先升高后降低的趋势，同时也与本试验结果基本一致。研究还发现，1-MCP处理对“丽格”海棠果皮叶绿素的分解有抑制作用，使得海棠果实感官品质方面得到了较好的保持。POD是果蔬衰老的重要指标之一，它可以有效清除自由基，从而降低自由基对膜的损害，达到延缓细胞衰老的效果[21]。研究发现，1-MCP处理可以延缓“丽格”海棠果实POD活性的降低，从而有效清除自由基，达到延长货架期的目的。海棠果实作为呼吸跃变型果实，经过1-MCP处理后可以明显地降低呼吸强度和乙烯释放量，从而延迟呼吸强度和乙烯释放量高峰出现的时间，这与Zhang等[22]研究枣的呼吸强度和呼吸高峰的结果基本一致。同时还发现，1-MCP处理对延缓“丽格”海棠果实相对电导率的升高也有作用。

主成分分析可以通过将多个指标降维、建模、特征向量进行线性分类，使得分析结果更加完整和具有科学性[23]。曹森等[24]对经1-MCP处理艳红桃货架期品质指标进行主成分分析，得到1-MCP处理的适宜浓度。本试验采用主成分分析对8个采后生理指标进行分析后发现，前2个主成分累积方差贡献率可达84.44%，说明前2个主成分可以较好地反映整体数据，前2个主成分分别代表了果肉硬度、叶绿素和乙烯释放量等生理指标。通过前人及本试验的研究结果来看，1-MCP对果实保鲜和货架期延长方面的作用还是较大的，同时由于条件的制约，只对“丽格”海棠果实进行了研究分析，同时本研究仅从果实采后货架期间生理代谢方面进行了研究，对于后期果实内部代谢酶及基因差异表达等方面需要进一步探索。

4 结论

上述试验结果表明，与对照组相比，1-MCP处理可保持“丽格”海棠果实在常温贮藏过程中的果实硬度，减缓VC含量、果皮叶绿素含量及POD活性的降低，保持较低的可溶性固形物含量，推迟果实的呼吸峰值的出现，降低乙烯释放量，延缓果实细胞膜透性的上升，保持果实的贮藏品质，从而延缓采后的成熟衰老进程；对8个生理指标进行主成分分析可知，果肉硬度、叶绿素含量和乙烯释放量这3个指标相比其余指标受1-MCP的影响更大。