1-MCP對‘粉紅女士’蘋果果實采后生理及其品質的影響

王曉飛，楊艷青，任小林*，孫海亭，向春燕，孫煒尚

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

1-MCP對‘粉紅女士’蘋果果實采后生理及其品質的影響

王曉飛，楊艷青，任小林*，孫海亭，向春燕，孫煒尚

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

為探討1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）處理對‘粉紅女士’蘋果采后生理特性及其品質的影響。用1.0 μL/L的1-MCP處理‘粉紅女士’蘋果24 h，以不處理為對照，20 ℃條件下貯藏，定期測定貯藏期間的主要品質及相關生理指標。結果表明：1-MCP處理可保持蘋果貯藏過程中的硬度、可滴定酸含量，延緩果 皮油膩化的發生，顯著抑制果實的呼吸強度和乙烯釋放速率，推遲果實過氧化氫酶、過氧化物酶兩種酶活性峰值的出現，并在一定程度上提高了超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性，有效抑制丙二醛含量的積累。因此，1-MCP處理可較好地調控‘粉紅女士’蘋果的相關生理代謝，改善果實的貯藏品質，從而有效延緩果實采后的成熟衰老進程。

‘粉紅女士’蘋果；1-甲基環丙烯；品質；采后生理

‘粉紅女士’蘋果由澳大利亞培育，由于其果實含酸量較高，硬度大，外觀漂亮，被歐洲人士所喜愛，成為目前歐洲市場最走俏的蘋果品種之一。‘粉紅女士’蘋果具有豐產、穩產、易管理、抗逆性強等優點，已在我國廣泛栽培。但是‘粉紅女士’蘋果在貯藏過程中會發生果實表皮油膩化現象，果面如同涂有一層油脂，影響其外觀品質，并且國外學者研究發現果皮油膩化嚴重影響消費者對蘋果的選擇[1]，因此果皮油膩化可作為衡量果實品質的指標之一。隨著‘粉紅女士’蘋果栽培面積的迅速擴大和產量的逐年增加，如何保持其良好的品質和調控相關生理代謝，已是生產者及研究者十分關注的問題。

1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種乙烯受體抑制劑，通過競爭乙烯作用受體而抑制植物的成熟和衰老，目前已廣泛應用于果蔬保鮮業[2-4]。近年來，1-MCP對于‘粉紅女士’蘋果采后保鮮效應的研究已有一些，其中1-MCP對于果皮油膩化及抗氧化酶類的影響鮮有報道[5-6]。本研究用1-MCP處理‘粉紅女士’蘋果，對其常

溫貯藏期間的品質及相關生理代謝進行了研究，旨為‘粉紅女士’蘋果的貯藏保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試‘粉紅女士’蘋果于2012年10月31日采自陜西省白水縣一長勢良好的果園，采收當天運回實驗室，剔除殘次、病蟲、機械傷害果后，挑選成熟度為八成熟，果實質量、大小和顏色均勻一致的果實進行實驗處理。

供試1-MCP（有效成分0.14%的粉劑） 美國陶氏化學（上海）公司。

1.2 儀器與設備

GS-15型水果質地分析儀 南非Guss Manufacturer公司；GMK-835F型蘋果酸度計 韓國G-WON Hitech公司；ETONG-7001型CO2分析儀 江蘇億通電子有限公司；TRACE GC ULTRA型氣相色譜儀 美國GC公司。

1.3 方法

1.3.1 處理

將挑選的‘粉紅女士’蘋果果實隨機分為2 組，所有處理均設3 個重復，分別進行以下處理：1）對照組（CK）：果實不采用任何處理，密封于氣調箱中；2）1-MCP處理：參照孫希生等[7]的方法，1-MCP劑量為1.0 μL/L。對照和處理在20 ℃條件下密封24 h后，裝入厚度0.02 mm的聚乙烯保鮮袋中于20 ℃條件下貯藏。每7 d取一次果，測定各項生理指標。

1.3.2 果實品質指標測定

硬度測定：采用GS-15型水果質地分析儀測定，探頭直徑11 mm；參數設定為：感應強度0.10 kg；測前速率10 mm/s；探頭測試速率10 mm/s；探頭回返速率5 mm/s；探頭下壓距離10.0 mm。

可滴定酸含量測定：用GMK-835F型蘋果酸度計測定。

果皮油膩化程度測定：采用感官評定的方法，參照劉春香等[8]的方法。依據每個果實上果皮油膩化的面積占整個果面面積的百分比（I）分為11 個等級：未油膩化為等級0；0＜I≤10%為等級1；10%＜I≤20%為等級2；20%＜I≤30%為等級3；30%＜I≤40%為等級4；40%＜I≤50%為等級5；50%＜I≤60%為等級6；60%＜I≤70%為等級7；70%＜I≤80%為等級8；80%＜I≤90%為等級9；90%＜I≤100%為等級10。感官評定小組由6 人組成，為縮小人為誤差，對6 個人進行統一培訓。油膩化程度是6 個人感官評定結果的平均值。感官評定果為固定的20 個果實。

1.3.3 乙烯釋放速率與呼吸強度的測定

乙烯釋放速率：用TRACE GC ULTRA型氣相色譜儀測定，果實密閉1 h后抽取氣體，GDX-502色譜柱，載氣N2，柱溫70 ℃，進樣口溫度70 ℃，氫氣流量0.7 kg/cm2，空氣流量0.7 kg/cm2，氮氣流量1.0 kg/cm2，進樣量1 mL，氫火焰離子化檢測器檢測，檢測室溫度150 ℃；呼吸強度：用ETONG-7001型CO2分析儀測定[9]。

1.3.4 抗氧化酶類活性及丙二醛含量測定

果實用不銹鋼刀片去皮1 mm，取樣果肉部分。過氧化物酶（peroxidase，POD）活性測定：采用愈創木酚氧化法[10]，以每分鐘1 g果實在470 nm波長處吸光度變化0.01為1 個酶活力單位；超氧化物岐化酶（superoxide dismutase，SOD）活性測定：采用氮藍四唑（nitro-blue tetrazolium，NBT）光化還原法[11]，以抑制NBT光化學還原50%為1 個酶活力單位；過氧化氫酶（catalase，CAT）活性測定：參照鄒琦[12]的方法進行酶活性的測定，以1 min OD240nm值變化0.10為1 個酶活單位；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定：按照郝再彬[13]的方法測定，采用硫代巴比妥酸比色法進行。

1.4 數 據處理

采用 Excel 軟件對數據進行分析與作圖，并用SPSS專業統計軟件進行差異顯著性分析。P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果品質的影響

2.1.1 1-MCP處理對果實硬度和可滴定酸含量的影響

圖1 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果硬度（A）和可滴定酸含量（B）的影響Fig.1 Effect of 1-MCP on firmness (A) and titratable acid content (B) of ‘Pink Lady’ apple fruits

果實硬度是衡量果實耐貯性的一個重要指標，貯藏期間‘粉紅女士’蘋果的硬度呈逐漸下降的趨勢。由圖

1A可知，1-MCP處理的果實能更好地維持果實硬度，下降速率較對照果實緩慢，差異顯著（P＜0.05）。這說明，1-MCP可較好地延緩貯藏期內‘粉紅女士’蘋果果實硬度的下降，保持果實品質。

由圖1B可以看出，隨著貯藏時間的延長，果實的可滴定酸被逐漸消耗或轉化，含量逐漸降低。貯藏初期‘粉紅女士’蘋果的酸度達0.61%，至貯藏末期，對照、1-MCP處理果實的可滴定酸含量分別為0.33%、0.39%，差異顯著（P＜0.05）。說明1-MCP處理果實在一定程度上保持了‘粉紅女士’蘋果的果實酸度。

2.1.2 1-MCP處理對果皮油膩化程度的影響

圖2 貯藏期間‘粉紅女士’蘋果果皮油膩化程度的變化Fig.2 Changes in greasiness level of fruit peels of ‘Pink Lady’ apples during storage

貯藏期間，隨著果實成熟衰老，有些品種的蘋果表皮逐步發生油膩化現象，嚴重影響果實的外觀品質和商品價值。圖2表明，在貯藏初期果實表皮未出現油膩化，在貯藏過程中，對照和1-MCP處理的果實先后出現油膩化現象，1-MCP處理果實的油膩化出現時間較對照推遲7 d。果皮在出現油膩化現象之后，隨貯藏期延長油膩化程度不斷加重。1-MCP處理果實的油膩化程度始終低于對照果實，差異顯著（P＜0.05）。這說明1-MCP處理可有效抑制‘粉紅女士’蘋果的果皮油膩化程度，對果實外觀品質的保持具有較好的利用價值。

2.2 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果呼吸強度和乙烯釋放速率的影響

圖3A表明，在常溫貯藏條件下，對照、處理果實均出現典型的呼吸躍變峰。對照果實14 d時出現呼吸躍變峰，1-MCP處理果實呼吸高峰出現時間較對照推遲了7 d。與對照果實相比，在整個貯藏期間，1-MCP處理果實的呼吸強度低于對照果實，差異極顯著（P＜0.01）。從以上結果分析，1-MCP處理能明顯降低果實的呼吸強度。

從圖3B結果顯示，在采后貯藏過程中，果實出現乙烯釋放高峰的時間與呼吸躍變峰出現時間相一致，1-MCP處理果實的乙烯釋放高峰值只有對照果實乙烯釋放峰值的46.94%，并且在整個貯藏期內，1-MCP處理果實的乙烯釋放速率明顯低于對照果實（P＜0.05）。由此可以看出，1-MCP能顯著抑制‘粉紅女士’蘋果果實的乙烯釋放速率，延遲乙烯釋放高峰的出現。

圖3 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果呼吸強度（A）和乙烯釋放速率（B）的影響Fig.3 Effect of 1-MCP on respiratory rate (A) and ethylene production rate (B) of ‘Pink Lady’ apple fruits

2.3 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果常溫貯藏期間活性氧代謝相關酶活性及MDA含量的影響

圖4 1-MCP處理對‘粉紅女士’蘋果POD（A）、SOD（B）、CAT（C）活性和MDA含量（D）的影響Fig.4 Effect of 1-MCP on POD (A), SOD (B) and CAT (C) activities and MDA content (D) of ‘Pink Lady’ apple fruits

POD具有清除植物體內過氧化物的作用，可將 H2O2降解為對細胞無傷害的H2O和O2。由圖4A可以看出，在常溫貯藏期間，對照組、處理組果實的POD活性均呈現先上升后下降再緩慢上升的趨勢，后者POD活性變化較緩慢，其峰值在第14天出現，較對照組延緩了7 d，峰值差異不顯著（P＞0.05）。在貯藏28 d以后，1-MCP處理果實的POD活性始終低于對照組，差異不顯著（P＞0.05）。

SOD可清除植物體內過量的超氧化物自由基，SOD活性的升高，對于保護果實起到一定作用。如圖4B所示，‘粉紅女士’蘋果在貯藏過程中SOD達到高峰值后急劇下降后期緩慢上升。1-MCP處理和對照果實的SOD活性變化趨勢相類似，均在第14天達到峰值且差異顯著（P＜0.05），貯藏28 d后處理果實的SOD活性始終高于對照果實，差異不顯著（P＞0.05）。因此，1-MCP處理‘粉紅女士’蘋果對保護果實起到一定的作用。

CAT可清除植物體內的活性氧，其活性的升高對于延緩果實的氧化衰老起著重要作用。從圖4C可知，蘋果的CAT活性在貯藏初期下降，對照果實在第7天達到最低值，而1-MCP處理果實峰值出現時間推遲到第14天，隨后均呈現總體上升趨勢。在28 d后，1-MCP處理果實的CAT活性明顯高于對照組，差異顯著（P＜0.05）。由此可知，1-MCP處理明顯延緩‘粉紅女士’蘋果果實的CAT活性變化并提高酶活性，延緩果實衰老。

MDA是細胞膜脂過氧化作用生成的初級產物，其含量的增加是膜結構損傷的重要標志。圖4D表明，‘粉紅女士’蘋果的MDA含量隨著貯藏時間的延長逐漸升高。在貯藏21 d內，對照與處理組間MDA含量差異不顯著（P＞0.05），從貯藏21 d開始1-MCP處理果實的MDA含量明顯低于對照組，差異顯著（P＜0.05）。上述結果表明，1-MCP處理可延緩‘粉紅女士’蘋果果實MDA含量的增加，延緩衰老。

3 討 論

1-MCP作為乙烯受體的特異性抑制劑，能不可逆的與乙烯受體相結合，抑制乙烯誘導的與果蔬成熟、衰老等一系列生理生 化反應，使果實保持良好的品質[14-18]。研究表明，1-MCP可有效降低‘蜜脆’[19]、‘寒富’[20]、‘紅富士’[21]等蘋果果實的呼吸強度和乙烯釋放速率，推遲其呼吸峰和乙烯峰的出現， 進而延緩貯藏期間果實的硬度、可滴定酸含量下降速率，明顯改善果實品質。本實驗結果表明，經1-MCP處理后的‘粉紅女士’蘋果，呼吸高峰和乙烯釋放高峰出現的時間推遲了7 d，呼吸強度和乙烯釋放速率明顯受到抑制，貯藏過程中的硬度、可滴定酸含量較對照果實高，這與前人研究結論相符。

目前，國內外學者普遍認為，蘋果果皮油膩化是由果實表皮蠟質在含量和超微形態上的變化所引起，是果實成熟衰老的結果[22]。研究[23-24]發現，1-MCP處理可抑制不同品種蘋果在貯藏過程中的果皮油膩化程度。本實驗中，1-MCP處理延緩‘粉紅女士’蘋果果實表皮油膩化現象的發生時間且較好地控制果皮油膩化的發展，并且所有蘋果果皮油膩化的發生均是在乙烯峰、呼吸峰出現之后。這可能是由于乙烯峰、呼吸峰出現后果實開始進入衰老階段，因此發生油膩化現象，如果呼吸峰、乙烯峰出現時間被延遲，果皮油膩化的發生也相應推遲，這與Curry[22]在‘嘎拉’蘋果上的研究結論一致，但是具體的發生機理還不清楚，有待進一步研究。

果蔬采后的呼吸和乙烯可促進體內活性氧的產生和積累，促進膜脂過氧化進程而導致組織衰老。植物組織活性氧清除體系中SOD可以催化O2-·生成H2O2后者再被POD或CAT催化生成H2O和O2，3 種酶協調一致，使活性氧維持在一個較低的水平，從而防止其毒害[25]。程順昌等[20]對‘寒富’蘋果的研究表明，1-MCP處理在一定程度上提高其常溫貯藏期間的POD、SOD和CAT活性，抑制MDA含量的增加。樊秀彩等[26]研究證明，1-MCP能推遲獼猴桃采后SOD、POD活性峰值的出現，并提高這兩種酶的活性。本實驗研究發現，1-MCP推遲了‘粉紅女士’蘋果CAT、POD兩種酶活性峰值的出現時間，不同程度地提高SOD和CAT兩種酶活性，抑制MDA含量的積累，從而保持膜系統的完整性，延緩果實的衰老，這與前人的研究結果相類似。本實驗中，28 d后1-MCP處理果實的POD活性較對照低，這可能是由于在逆境或衰老后期POD表現為傷害效應，1-MCP處理延緩果實后期POD活性的升高、降低其活性進而降低其傷害，這與沈廣寧等[25]的研究一致。

本研究表明，1-MCP處理明顯抑制‘粉紅女士’蘋果在常溫貯藏過程中的呼吸、乙烯代謝，有效調節抗氧化酶的活性及降低膜脂過氧化程度，保持果實的貯藏品質，從而延緩采后的成熟衰老進程。

[1] RICHARDSON-HARMAN N, PHELPS T, McDERMOTT S, et al. Use of tactile and visual cues in consumer judgments of apple ripeness[J]. Journal of Sensory Studies, 1998, 13: 121-126.

[2] 董萍, 辛廣, 張博, 等. 1-MCP處理對南國梨20 ℃貯藏期間香氣成分的影響[J]. 食品科學, 2010, 31(22): 477-479.

[3] PIETRO R, EMILIANO C, SANTINA R, et al. Effect of 1-MCP treatment and N2O MAP on physiological and quality changes of freshcut pineapple[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 51(3): 371-377.

[4] JUAN F M, ANALIA C, ALICIA R C, et al. 1-Methylcyclopropene (1-MCP) delays senescence, maintains quality and reduces browning of non-climacteric eggplant (Solanum melongena L.) fruit[J]. Postharvest Biology and Technology, 2011, 59(1): 10-15.

[5] 任艷, 任小林, 王勝男. 蜂膠對粉紅女士蘋果的保鮮效應[J]. 果樹學報, 2010, 27(2): 289-292.

[6] 高華, 魯玉妙, 袁景軍. 粉紅女士蘋果冷藏與常溫貯藏的乙烯代謝及果實品質變化[J]. 西北林學院學報, 2005, 20(1): 46-48.

[7] 孫希生, 王文輝, 王志華, 等. 1-MCP對蘋果采后生理的影響[J]. 果樹學報, 2003, 20(1): 12-17.

[8] 劉春香, 何啟偉, 孟靜靜. 黃瓜感官檢驗與主要芳香物質、可溶性糖的相關關系[J]. 中國蔬菜, 2005(1): 12-14.

[9] 董曉慶, 饒景萍, 田改妮, 等. 草酸復合清洗劑對紅富士蘋果貯藏品質的影響[J]. 園藝學報, 2009, 36(4): 577-582.

[10] CHANCE B, MAEHLY A C. Assay of catalase and peroxidase[J]. Method Enzymol, 2001, 22(2): 764-771.

[11] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000: 167-169.

[12] 鄒琦. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國農業出版社, 2000: 163-170.

[13] 郝再彬. 植物生理實驗[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業大學出版社, 2004.

[14] 楊虎清, 王允祥, 龐林江, 等. 1-MCP對不同成熟度白鳳桃冷害發生的影響[J]. 果樹學報, 2008, 25(1): 111-114.

[15] SISLER E C, SEREK M, DUPILLE E. Comparison of cyclopropene, 1-methylcyclopropene and 3,3’-dimethylcyclopropene as ethylene antagonists in plant[J]. Plant Growth Regulation, 1996, 18(3): 169-174.

[16] HASSAN F A S, MAHFOUZ S A. Effect of 1-methylcyclopropene (1-MCP) treatment on sweet basil leaf senescence and ethylene productionduring shelf-life[J]. Postharvest Biology and Technology, 2010, 55(1): 61-65.

[17] QIU Songshan, LU Changwen, LI Xihong, et al. Effect of 1-MCP on quality and antioxidant capacity of in vitro digests from‘Sunrise’apples stored at different temperatures[J]. Food Research International, 2009, 42(3): 337-342.

[18] 張四奇, 陳發河. 1-MCP在果蔬采后保鮮上應用的研究進展[J]. 食品科學, 2006, 27(8): 262-265.

[19] 李倩倩, 任小林, 安慧珍, 等. 1-MCP和延遲預冷對‘蜜脆’蘋果冷藏效果的影響[J]. 果樹學報, 2012, 29(3): 398-403.

[20] 程順昌, 冷俊穎, 任小林, 等. 不同環丙烯類乙烯抑制劑對蘋果常溫貯藏保鮮效果的影響[J]. 農業工程學報, 2012, 28(6): 269-273.

[21] 陳丹生, 蘇新國, 鄭永華, 等. 1-甲基環丙烯對紅富士蘋果貯藏品質的影響[J]. 食品科學, 2003, 24(9): 143-146.

[22] 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.

[23] FA N X T, B L A N K E N S H I P S M, M AT T H E I S J P. 1-Methylcyclopropene inhibits apple ripening[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1999, 124(6): 690-695.

[24] DONG Xiaoqing, RAO Jingping, DONALD J, et al. Wax composition of ‘Red Fuji’ apple fruit during development and during storage after 1-methylcyclopropene treatment[J]. Horticulture, Environment and Biotechnology, 2012, 53(4): 288-297.

[25] 沈廣寧, 魏樹偉, 王少敏. 1-MCP處理對套袋紅富士蘋果貯藏期間抗氧化酶活性和丙二醛含量的影響[J]. 山東農業科學, 2011(12): 31-34.

[26] 樊秀彩, 張繼澍. 1-甲基環丙烯對采后獼猴桃果實生理效應的影響[J].園藝學報, 2001, 28(5): 399-402.

Effects of 1-MCP on Postharvest Physiology and Quality of ‘Pink Lady’ Apple Fruits

WANG Xiao-fei, YANG Yan-qing, REN Xiao-lin*, SUN Hai-ting, XIANG Chun-yan, SUN Wei-shang
(College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

This study was aimed to investigate the effects of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on the postharvest physiology and storage quality of ‘Pink Lady’ apple fruits. The apples were stored at ambient temperature (20 ℃) after being fumigated with 1.0 μL/L 1-MCP. The firmness, titratable acidity content, the greasiness of the epicuticular wax, respiration rate, ethylene production rate, malondialdehyde content, and the activities of peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) w ere measured regularly during storage. The results i ndicated that 1-MCP delayed the decrease of fi rmness and titratable acidity content of apples, and inhibited the greasiness of epicuticular wax. Fruits treated with 1-MCP experienced a significant r eduction of respiration rate and ethylene production compared with control fruits. Treatment with 1-MCP not only retarded the changes in the activities of CAT and POD, but also increased the activities of SOD and CAT. Malondialdehyde content of apples was delayed obviously by 1-MCP. In conclusion, 1-MCP treatment could inhibit physiological metabolism, maintain fruit quality, and delay the senescence of ‘Pink Lady’ apple fruits.

‘Pink Lady’ apples; 1-methylcyclopropene (1-MCP); quality; postharvest physiology

TS205

A

1002-6630（2014）18-0219-05

10.7506/spkx1002-6630-201418042

2013-11-30

國家現代農業（蘋果）產業技術體系建設專項（MATS）

王曉飛（1988—），女，碩士，研究方向為園藝產品采后生理及貯藏保鮮。E-mail：88.xiaofei@163.com

*通信作者：任小林（1964—），男，教授，博士，研究方向為園藝產品采后生理及貯藏保鮮。E-mail：rxl9152@yahoo.com.cn