1-MCP处理对杨梅果实贮藏期间品质及活性氧代谢的影响

黄钰萍，刘青娥

（丽水学院，浙江 丽水323000）

杨梅是我国南方著名的特色水果之一，主要分布于浙江、江苏、福建等省，因其果实色泽鲜艳，酸甜多汁，风味浓郁，营养丰富，深受消费者的青睐。然而，杨梅果实无外部保护层，加之成熟于温暖多雨的梅雨季节，呼吸作用旺盛，采摘后若不加以及时处理，2～3 d便腐烂变质，素有“一日采收、二日变色、三日变味”的说法[1]，致使杨梅采后贮运困难，耗损严重。近年来，大量研究表明膜脂过氧化是果蔬衰老变质的主要内因，其表现为：采后活性氧清除系统功能下降，活性氧大量累积，致使膜脂过氧化加重，加剧了丙二醛（MDA）、超氧阴离子等的生成及细胞膜透性的升高，引起果蔬细胞膜的氧化损伤和组织衰老[2-3]。因此，研究杨梅保鲜技术，延缓果实衰老，对于杨梅规模化生产和市场流通具有重要意义。

1-甲基环丙烯（l-MCP）是一种乙烯受体抑制剂，能抑制乙烯与受体蛋白结合，从而延缓果实衰老，延长贮藏期，因其具有高效、无毒、稳定性好、作用浓度低等优点，已被广泛用于呼吸跃变型果实的保鲜[4-5]。已有研究表明，1-MCP处理能显著抑制杨梅采后呼吸强度、乙烯释放量和相对电导率，同时能有效降低杨梅总糖、总酸、水分含量等指标[6-8]。此外，1-MCP处理还可维持桃果实较高的活性氧（ROS）清除能力，并能降低MDA含量[9]。另有研究表明，1-MCP处理也能提高苹果[10]、香梨[11]、甜瓜[12]等果实的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等活性氧代谢相关酶的活性，从而降低果实活性氧水平，延缓果实衰老。但近年来关于1-MCP处理对杨梅果实活性氧代谢影响的研究报道较少。因此，本试验以“东魁”杨梅为试材，以1-MCP处理浓度和处理时间为考察因素，研究其对杨梅果实活性氧代谢、相关抗氧化酶活性及抗氧化活性物质含量的影响，以期为杨梅保鲜技术的改进提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

“东魁”杨梅于2020年6月采自浙江省丽水市莲都区岩泉街道里佳源村，采后当天用加冰袋的泡沫箱运回实验室。挑选颗粒饱满、大小均匀、无损伤、无病虫害的果实作为试材。

SOD、CAT、POD、还原型谷胱甘肽（GSH）、VC、H2O2等试剂盒，均购于南京建成生物工程研究所；1-MCP（含有效成分0.14%粉剂），购于咸阳西秦生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

Synergy H1多通道酶标测定仪，美国伯腾仪器有限公司；UV-1780型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；3K15型台式高速冷冻离心机，德国希格玛实验室离心机公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

将挑选出的杨梅分为两大部分：一部分用于进行不同浓度1-MCP处理试验；另一部分用于进行1-MCP不同处理时间试验。

将挑选的一部分杨梅分成4组（每组2 kg），其中：一组作为空白对照，不做任何处理；另外3组分别用0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理16 h。1-MCP处理参考钱骅等[13]方法，根据容积大小和相应浓度，称取1-MCP粉剂，溶于装有蒸馏水的小瓶中，摇匀后迅速放入聚乙烯薄膜袋包裹的塑料筐内释放出1-MCP气体，于0～4℃熏蒸相应时间，熏蒸结束后打开薄膜袋，将杨梅放入聚乙烯塑料袋中，于0～4℃下贮藏。每3 d取一次样进行相关指标的测定。

同时，将挑选出的另一部分杨梅分成4组，一组不做任何处理，另外3组用1.0 μL/L 1-MCP分别处理8、16、24 h。将处理后的杨梅放入聚乙烯塑料袋中，于0～4℃下贮藏。每3 d取一次样进行相关指标的测定。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 腐烂率

以表面有霉菌、破裂、流水现象记为腐烂，计算公式为：

腐烂率（%）=腐烂果实数量/总果实数量×100

1.2.2.2 生理生化指标

称取2.5 g杨梅果肉组织用5 mL经预冷的提取缓冲液（0.05 mol/L Tris-HCl，0.35 mmol/L山梨醇，2 mmol/L EDTA和2.5 mmol/L DTT，pH 7.5）冰浴匀浆破碎后纱布过滤，取滤液于4℃，10 000 r/min离心20 min，取上清液用于各项生理生化指标的测定。

SOD、CAT、POD活性和GSH、H2O2、VC含量的测定均根据试剂盒说明书操作，其中SOD、CAT、POD活性以每毫克蛋白所含的活力单位数表示（U/mg Pro）；GSH含量以每毫克蛋白所含的GSH含量计算（mg/mgPro）；H2O2含量以每毫克蛋白所含的H2O2含量计算（mmol/mg Pro）；VC含量以每100 g样品所含的VC含量计算（mg/100g）。每个处理重复3次，结果取平均值。

1.2.3 数据处理

采用DPS统计软件对试验数据进行方差分析及显著性检验（P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著）[14]。采用GraphPad Prism 4.0软件对数据进行作图。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对杨梅果实腐烂率的影响

由图1可知，随着贮藏时间的延长，各组杨梅果实的腐烂率均呈上升趋势，但经不同浓度1-MCP处理的果实腐烂率均极显著低于对照组（P＜0.01）。贮藏15 d时，经0.5、1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理的果实腐烂率分别比对照组低23.95、44.79和44.24个百分点。在贮藏期间，1.0 μL/L 1-MCP处理组与2.0 μL/L 1-MCP处理组间的果实腐烂率差异不显著。

图1 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中腐烂率的影响Fig.1 Effects of different 1-MCP concentrations on decay rates of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

由图2可知，1-MCP处理时间对杨梅果实腐烂率具有较大影响。随着贮藏时间的延长，经1-MCP处理的果实腐烂率上升趋势明显慢于对照组，且随着处理时间的延长，其腐烂率上升越缓慢，贮藏至15 d时，经1-MCP处理24 h的果实腐烂率为36.61%，较对照组下降了48.25个百分点。

图2 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中腐烂率的影响Fig.2 Effects of different 1-MCP treatment time on decay rates of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述结果表明，1-MCP处理可有效降低杨梅果实采后的腐烂率，使果实保持良好的品质和新鲜度，且最适浓度为1.0～2.0 μL/L，最适处理时间为24 h。

2.2 1-MCP处理对杨梅果实H2O2含量的影响

H2O2是植物体内一种主要的活性氧，其含量变化在一定程度上可反映活性氧的积累情况[15]，而活性氧的产生正是造成果实衰老的重要诱因之一。由图3～4可知，与对照相比，1-MCP处理对杨梅果实H2O2含量影响极显著（P＜0.01）。随着贮藏时间的延长，各处理组杨梅果实H2O2含量均呈上升趋势，但对照组的上升趋势最为显著，贮藏至3 d时，其H2O2含量就高达300 mmol/mg Pro以上。而各1-MCP处理组的H2O2含量上升缓慢，贮藏0～9 d时，各浓度1-MCP处理组的H2O2含量均低于320 mmol/mg Pro，且不同处理浓度间无显著差异；贮藏12～15 d，1.0 μL/L 1-MCP处理组的H2O2含量最低，较对照组下降了87.45～187.88 mmol/mg Pro。贮藏0～6 d时，经1 μL/L 1-MCP处理8、16、24 h的果实H2O2含量均较低，且各组间无显著性差异；贮藏9～15 d时，经1 μ/L 1-MCP处理24 h的果实H2O2含量增速最慢，贮藏15 d时，其H2O2含量较对照下降了128.58 mmol/mg Pro。

图3 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中H2O2含量的影响Fig.3 Effects of different 1-MCP concentrations on H2O2 contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

图4 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中H2O2含量的影响Fig.4 Effects of different 1-MCP treatment time on H2O2 contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述结果说明，1-MCP处理能显著抑制杨梅果实采后H2O2累积，且以1.0 μL/L 1-MCP处理24 h的抑制效果最佳。

2.3 1-MCP处理对杨梅果实VC含量的影响

由图5～6可知，随着贮藏时间的延长，杨梅果实的VC含量逐渐降低（贮藏3 d时1.0 μL/L 1-MCP处理组除外）。在贮藏期内（贮藏15 d除外），1.0 μL/L和2 μL/L 1-MCP处理组的果实VC含量均极显著高于对照组（P＜0.01），且1.0 μL/L 1-MCP处理组的VC含量下降程度最为缓慢，在贮藏12 d时，其VC含量比0.5 μL/L和2 μL/L 1-MCP处理组分别上升了10.57 mg/100 g和4.7 mg/100 g。在贮藏期内，经1.0 μL/L 1-MCP处理8 h的杨梅果实VC含量与对照之间差异不显著，而处理16 h和24 h杨梅果实则极显著高于对照组（P＜0.01），且24 h处理组的VC含量下降最为缓慢，贮藏15d时，其VC含量较对照高7.71mg/100 g。

图5 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中VC含量的影响Fig.5 Effects of different 1-MCP concentrations on VC contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

图6 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中VC含量的影响Fig.6 Effects of different 1-MCP treatment time on VC contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述结果表明，1-MCP处理可以显著减缓杨梅果实贮藏期间VC的降解，且以1.0 μL/L 1-MCP处理24 h的缓解效果最佳。

2.4 1-MCP处理对杨梅果实SOD活性的影响

果实作为植物特有的发育器官，采摘后容易受到活性氧的伤害而导致衰老[16]。SOD是果实内非常重要的抗氧化酶，能有效清除果实内的活性氧，催化组织内的O2变为H2O2，延缓果实的衰老[17]。由图7～8可知，与对照相比，不同浓度1-MCP处理与不同1-MCP处理时间对杨梅果实SOD活性均具有极显著影响（P＜0.01）。由图7可知：贮藏0～9 d时，随着贮藏时间的延长，各处理组的杨梅果实SOD活性均明显上升；贮藏9 d时达到最高峰，且从高到低依次为1.0 μL/L 1-MCP组（109.86 U/mg Pro）、2.0 μL/L 1-MCP组（102.39 U/mg Pro）、0.5 μL/L 1-MCP组（81.47 U/mg Pro）和CK组（75.88 U/mg Pro）；贮藏9 d后，各组SOD活性逐渐下降；贮藏至15 d时，1.0 μL/L和2.0 μL/L 1-MCP处理组之间SOD活性差异不显著，但极显著高于0.5 μL/L 1-MCP处理组和对照组（P＜0.01）。由图8 可知：贮藏0～9 d时，各组杨梅果实SOD活性均显著升高（P＜0.05），贮藏9d时各组果实的SOD活性最高，且1-MCP处理时间越长，其活性越高，24 h处理组果实的SOD活性较对照组升高了48.03 U/mg Pro；之后随着贮藏时间的延长，各组果实SOD活性均下降，但对照组下降最为显著，贮藏15 d时，其SOD活性仅为37.82 U/mg Pro，而8、16、24 h 1-MCP（1.0 μL/L）处理的果实SOD活性分别为73.51、81.15、94.74 U/mg Pro。

图7 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中SOD活性的影响Fig.7 Effects of different 1-MCP concentrations on SOD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

图8 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中SOD活性的影响Fig.8 Effects of different 1-MCP treatment time on SOD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

由以上分析可知，1-MCP处理能诱导杨梅果实SOD活性的升高，并在整个贮藏期间保持较高活性，且以1.0 μL/L 1-MCP处理24 h的诱导效果最佳。

2.5 1-MCP处理对杨梅果实CAT活性的影响

造成果实成熟衰老的重要原因之一是活性氧积累，因此当果实体内活性氧积累过多时，必须通过抗氧化酶系统来维持活性氧水平的动态平衡[18]。CAT是果实后熟衰老过程中重要的保护酶之一，它可有效清除体内多余的H2O2，维持活性氧代谢平衡[19]。由图9～10可知，贮藏期间，杨梅果实CAT活性整体虽呈下降趋势，但1-MCP各浓度处理组的CAT活性均显著高于对照组（P＜0.05），1.0 μL/L和2.0 μL/L处理组的CAT活性差异不显著。由图10可知，贮藏0～6d，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸16 h和24 h处理组的CAT活性极显著高于熏蒸8 h处理组和对照组（P＜0.01），其活性高达23～24 U/mg Pro，且两者间差异不大。贮藏9～12 d，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸24 h处理组的CAT活性极显著高于其他组（P＜0.01）。

图9 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中CAT活性的影响Fig.9 Effects of different 1-MCP concentrations on CAT activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

图10 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中CAT活性的影响Fig.10 Effects of different 1-MCP treatment time on CAT activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

综合以上分析可知，1-MCP处理可显著延缓杨梅果实CAT活性的下降，从而可在一定时间内维持果实中氧自由基代谢的稳定，且最适浓度为1.0～2.0 μL/L，最适处理时间为24 h。

2.6 1-MCP处理对杨梅果实POD活性的影响

图12 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中POD活性的影响Fig.12 Effects of different 1-MCP treatment time on POD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

POD是果实中一种重要的氧化还原酶，具有清除过氧化物的作用，可将H2O2降解为H2O和O2，能够维持活性氧系统的代谢平衡[20]。由图11～12可知，在贮藏期间，杨梅果实POD活性总体呈先上升后下降趋势，且贮藏结束时不同浓度1-MCP处理组和相同浓度不同处理时间组的杨梅果实极显著高于对照组（P＜0.01）。浓度为1.0和2.0 μL/L 1-MCP处理组果实的POD活性在贮藏6 d时出现峰值，高达681.23、639.43 U/mg Pro，两者间无显著差异；而0.5 μL/L 1-MCP组在贮藏9 d时出现峰值，且极显著低于1.0、2.0 μL/L 1-MCP处理组（P＜0.01）。这可能是贮藏前期，果实处于呼吸高峰期，生命代谢旺盛，产生大量的自由基，而POD活性的上升可以有效维持果实活性氧代谢系统平衡[21]。贮藏9～15 d，1.0 μL/L 1-MCP处理组的POD活性极显著高于其他各浓度处理组（P＜0.01）。贮藏0～6 d内，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸8 h组与对照组之间无显著差异，而熏蒸24 h和16 h处理组相较熏蒸8 h组和对照组增速较快，贮藏6 d时，各组果实均出现POD活性峰值，由高到低分别为1-MCP熏蒸24 h组（697.43 U/mg Pro）、1-MCP熏蒸16 h组（609.67 U/mg Pro）、1-MCP熏蒸8 h组（471.8 U/mg Pro）和对照组（448.43 U/mg Pro）。整个贮藏期间，1.0 μL/L 1-MCP熏蒸24 h组杨梅果实的POD活性始终处于较高水平。

图11 不同浓度1-MCP处理对杨梅果实0～4℃贮藏过程中POD活性的影响Fig.11 ffects of different 1-MCP concentrations on POD activities of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述结果表明，1-MCP处理能诱导杨梅果实POD活性的升高，从而较好地清除果实内的活性氧，维持活性氧代谢平衡，以延缓果实衰老，且以1.0 μL/L 1-MCP处理24 h的效果最好。

2.7 1-MCP处理对杨梅果实GSH含量的影响

GSH是植物体中的一种抗氧化剂，在GSH过氧化物酶（GSH-Px）和GSH转移酶（GST）的作用下能将H2O2还原成H2O，从而减少自由基的产生；同时GSH可通过其侧链的巯基直接与自由基结合并将其清除，以发挥其抗氧化作用[22]。由图13可知，在贮藏期内，各处理组杨梅果实GSH含量均呈下降趋势，但1 μL/L和2 μL/L 1-MCP处理组的GSH含量均显著高于对照组和0.5 μL/L 1-MCP处理组，且在贮藏的6～15 d，1 μL/L 1-MCP处理组果实的GSH含量最高。由图14可知，在整个贮藏过程中，经1 μL/L 1-MCP熏蒸24 h的杨梅果实GSH含量均显著高于其他3组（P＜0.05）。

图13 不同1-MCP浓度对杨梅果实0～4℃贮藏过程中GSH含量的影响Fig.13 Effects of different 1-MCP concentrations on GSH contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

图14 不同1-MCP处理时间对杨梅果实0～4℃贮藏过程中GSH含量的影响Fig.14 Effects of different 1-MCP treatment time on GSH contents of M.rubra fruits during storage at 0～4℃

上述结果说明，1-MCP处理能延缓杨梅果实GSH含量的下降，维持活性氧的代谢平衡，以延缓果实的衰老，且以1 μL/L 1-MCP熏蒸24 h的效果最佳。

3 讨论与结论

杨梅是一种典型的呼吸跃变型果实[23]，采后果实呼吸作用强，果面微生物活性高，极易发生霉烂变味，及时预冷是保鲜的关键[8]。因此，本试验将杨梅采摘后马上用加冰袋的泡沫箱运回实验室，且在0～4℃下进行处理与贮藏。1-MCP是一种无毒、无污染的新型乙烯竞争抑制剂，目前已广泛应用于果蔬的贮藏保鲜[24]。腐烂率是衡量贮藏期果实品质和保鲜效果最直观的指标。VC不仅是植物体中普遍存在的非酶系统抗氧化剂，也是影响果实风味和品质的重要因素之一[25]。两者常作为保鲜研究的重要检测指标。王威等[8]研究发现，预冷后的杨梅经1-MCP处理，其货架期可达5 d，腐烂率低于10%。杜林笑等[11]研究表明，1.0 μL/L 1-MCP处理可保持库尔勒香梨果实的VC含量。本试验也发现，1-MCP处理可有效降低杨梅果实的腐烂率，同时延缓VC的降解。这说明1-MCP处理可较好地保持果蔬的品质和新鲜度。此外，有研究表明，1-MCP处理延缓果蔬衰老的效果与其处理温度、处理浓度和处理时间有关[7]。但近年来关于1-MCP对杨梅保鲜的研究主要集中在处理浓度的筛选上，而关于处理时间的研究较少，而且一般认为，1-MCP的处理时间至少需要12 h[26]。茅林春等[7]在研究1-MCP对杨梅果实采后生理和品质的影响时对杨梅处理了15 h。而本试验研究发现，随着1-MCP处理时间的延长，杨梅果实腐烂率的上升和VC含量下降程度越小，经1 μL/L 1-MCP处理24 h的效果最佳。由此可知，1-MCP处理时间是影响果蔬保鲜程度的重要因素之一。

活性氧（ROS）是植物体内主要的自由基，主要包括O2·、H2O2等，其产生速率和清除与果实的衰老腐烂密切相关[27]。采后果实在贮藏期间活性氧的异常累积，易破坏细胞膜结构，导致细胞内部平衡失调和功能丧失，从而造成果实的衰老腐烂。而SOD、POD、CAT等保护酶系统和GSH、VC等非酶保护系统的存在可有效清除活性氧自由基，保持体内活性氧平衡，从而延缓衰老，因此其活性和含量的高低可作为判定果实成熟衰老的重要标志[17,28]。本试验研究表明，随着贮藏时间的延长，杨梅果实的H2O2含量呈上升趋势，但对照组的上升趋势最为显著，而各1-MCP处理组的H2O2含量上升缓慢。同时研究发现，在贮藏期间1-MCP处理组杨梅果实的SOD、CAT、POD活性以及GSH、VC含量均高于对照组。杜林笑等[11]研究同样表明，经1-MCP处理的库尔勒香梨果实的CAT和SOD活性均高于对照组。穆茜等[29]发现，1-MCP能抑制海棠果实POD活性的下降，在货架15 d时1-MCP处理组的POD活性达最大值，之后呈下降趋势，而对照组基本检测不到POD活性。这说明，1-MCP处理能通过诱导果实SOD和POD活性的升高，减缓CAT活性和GSH、VC含量的下降，以清除活性氧自由基，有效地保持细胞膜结构，延缓果实的衰老。此外，有研究表明酚类物质和类黄酮也是清除活性氧自由基的关键成分。Zhang等[30]研究发现，1-MCP可显著提高鳄梨果实中可溶性总酚、类黄酮和总抗氧化能力的积累水平，且当1-MCP浓度升高时效果更加显著。但1-MCP处理是否可提高杨梅果实酚类物质和类黄酮含量还有待进一步研究。

综上所述，1-MCP处理可通过提高杨梅果实的SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性以及GSH和VC含量以有效地清除活性氧自由基，从而延缓杨梅果实采后衰老，延长其保鲜时间，且1-MCP最适处理浓度为1.0 μL/L，处理时间为24 h。