1-MCP采前處理對葡萄采后相關酶活性與品質的影響

李江闊，曹 森，張 鵬，顏廷才，陳紹慧

（1.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384；2.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866）

1-MCP采前處理對葡萄采后相關酶活性與品質的影響

李江闊1，曹 森2，張 鵬1，顏廷才2，陳紹慧1

（1.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384；2.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866）

以不同劑量（1、2、3 μL/L）1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）處理無核寒香蜜葡萄，研究1-MCP采前處理對冷藏期間葡萄貯藏品質和生理指標的影響。結果表明：與對照相比，3 個1-MCP劑量采前處理均在不同程度上抑制了葡萄質量損失率、落粒率和腐爛率的上升，保持較好的可溶性固形物和可滴定酸含量，降低了果實的呼吸強度和乙烯生成速率，抑制了丙二醛含量和脂氧合酶活性的增加，貯藏后期維持較高的過氧化物酶、過氧化氫酶活性和較低的多酚氧化酶活性。3 個1-MCP劑量處理中，采前1 μL/L 1-MCP處理葡萄保鮮效果最好，能夠顯著延緩葡萄的衰老進程，保持較高的貯藏品質。

葡萄；1-甲基環丙烯；生理；品質；保鮮

葡萄的水分和含糖量都很高，營養豐富，味道可口，深受消費者的歡迎。由于葡萄皮較薄，在采摘過程中容易受損，貯藏期間容易受病菌侵染，導致葡萄出現落粒、褐變、腐爛等問題，影響葡萄的保鮮效果，從而造成一定的經濟損失[1]。目前，國內外葡萄保鮮技術主要是低溫結合SO2防腐貯藏[2-4]。但是，由于SO2導致葡萄發生傷害的劑量和對葡萄有效殺菌的劑量相近，并且SO2的使用會伴隨著異味、傷害等問題，使葡萄商品價值大大降低[5-7]。所以，研究開發葡萄新型保鮮劑已經成為該領域的重要內容。

1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）為新型的乙烯受體拮抗劑，研究[8-14]發現，1-MCP可以對乙烯的生理活動產生影響，從而抑制或延緩果蔬的成熟與衰老。目前1-MCP處理時間主要是采后處理，而1-MCP在采前處理報道的較少，本實驗通過用不同劑量1-MCP對無核寒香蜜葡萄進行采前熏蒸處理，研究其對葡萄貯藏品質和生理變化的影響，以為提高葡萄貯藏期間的價值，豐富1-MCP對葡萄的處理方式及選擇使用的適宜劑量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無核寒香蜜葡萄于2013年8月13日采自遼寧興城庭院式葡萄園。

1-MCP 國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）；三氯乙酸、鄰苯二酚、愈創木酚、兒茶酚天津光復精細化工研究所；磷酸氫二鈉 天津市江天化工技術有限公司；濃硫酸、亞油酸鈉、磷酸二氫鈉 天津科威試劑公司。

1.2 儀器與設備

TA.XT.Plus物性測定儀 英國SMS公司；PAL-1便攜式手持折光儀 日本愛宕公司；TU-1810紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；3-30K高速冷凍離心機 德國Sigma公司；Check PiontⅡ便攜式殘氧儀 丹麥Dansensor公司；2010氣相色譜儀 日本島津公司；916Ti-Touch電位滴定儀 瑞士萬通中國有限公司。

1.3 方法

1.3.1 1-MCP處理

在采摘前1 d，選擇無病變、無損傷、無霉變，并且成熟度一致的果實，做好標記，用不同劑量（1、2、3 μL/L）1-MCP對葡萄進行熏蒸處理，以不用1-MCP處理為對照，記作CK。

1-MCP處理方法：自制的聚乙烯袋（厚度0.03 mm、長0.20 m×寬0.20 m×高0.40 m，頂部0.10 m用于后續密封處理）體積0.012 m3，根據體積將不同劑量的1-MCP原藥裝入無紡布中袋密封。處理時，將標記好的葡萄串裝入自制的聚乙烯袋中，然后取出裝有對應劑量的1-MCP原藥無紡布袋用純凈水浸濕后立即密封，處理時間24 h。

第2天開始采摘并立刻運到實驗室，挑選大小一致并且完好的葡萄，每6 串放入內襯微孔袋的塑料筐中，預冷24 h，放入溫度為（0±0.5）℃冷庫中扎口貯藏。每個處理每次測定用3 筐葡萄（6 串/筐），每隔15 d測定葡萄的感官指標、生理指標以及衰老指標，測定周期為2 個月。

1.3.2 指標測定

采用稱重法測定葡萄的質量損失率、落粒率、腐爛率，計算如公式（1）～（3）所示：

葡萄果皮硬度測定：采用英國TA.XT.Plus物性測定儀測定，利用P/2柱頭（Φ=2 mm）對葡萄進行穿刺測試，穿刺深度6 mm，測試速率2 mm/s，重復測定10 次，單位kg/cm2；可滴定酸（titratable acid，TA）含量測定：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》用自動電位滴定儀進行測定[15]；可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量測定：采用PAL-1便攜式手持折光儀測定；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定：采用硫代巴比妥酸比色法[16]；VC含量測定：參照鉬藍比色法測定[17]；呼吸強度測定：采用靜置法進行測定[18]；乙烯生成速率測定：采用氣相色譜儀程序升溫法進行測定[19]；多酚氧化酶（polyphenoloxidas，PPO）活性測定：采用兒茶酚比色法測定[20]；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性測定：參考愈創木酚比色法[21]；脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）活性測定：參考陳昆松等[22]方法；過氧化氫酶（catalas，CAT）活性測定：參考李合生等[23]方法。

1.4 數據統計分析

采用Excel 2003軟件對數據進行統計處理，采用SPSS 19.0軟件Duncan氏新復極差法進行數據差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同劑量1-MCP對葡萄外觀品質的影響

由圖1A可以看出，在整個貯藏期間，葡萄的質量損失率總體呈上升趨勢，在貯藏前期，各個處理的質量損失率差異不是很大，但從45 d開始，對照處理的質量損失率迅速上升，而通過1-MCP處理的葡萄質量損失率明顯降低，說明1-MCP可以抑制葡萄質量損失率的上升，在貯藏60 d時，經由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄質量損失率分別為1.694%、2.704%、2.975%，而對照處理葡萄的質量損失率為4.563%，因此通過1 μL/L 1-MCP處理的葡萄明顯抑制了葡萄的質量損失率，并且效果最好。與對照組比較，3 個1-MCP劑量處理均有顯著性差異（P＜0.05）。

由圖1B可以看出，葡萄的落粒率在整個貯藏期間呈上升趨勢，從貯藏開始到15 d內，不同處理間葡萄的落粒率幾乎沒有變化，而從15 d開始到貯藏后期，對照處理葡萄的落粒率都高于1-MCP處理的葡萄，說明1-MCP能夠使葡萄的落粒率降低，而通過3 μL/L 1-MCP處理的葡萄與對照差異不大，說明劑量太大的1-MCP反而對葡萄落粒率的影響沒有效果，在葡萄貯藏60d時，對照處理的落粒率為15.55%，而由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄落粒率分別為9.35%、13.46%、13.17%，表明通過1 μL/L 1-MCP處理的葡萄更能有效抑制葡萄落粒率的上升，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理差異不顯著（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異（P＜0.05）。

由圖1C可以看出，在葡萄整個貯藏期間，其腐爛率總體來說呈現上升趨勢，從貯藏開始，對照處理葡萄的腐爛率就高于其他處理，說明1-MCP可以降低葡萄的腐爛率，在貯藏60 d時，通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄腐爛率分別為6.97%、10.00%、8.63%，而對照處理葡萄的腐爛率為10.51%，表明各1-MCP處理均可以抑制葡萄腐爛率的上升，作用效果次序為1 μL/L＞3 μL/L＞2 μL/L。

圖1 1-MCP采前處理對葡萄質量損失率（A）、落粒率（B）和腐爛率（C）的影響Fig.1 Effects of 1-MCP on weight loss rate (A), abscission rate (B) and rotting incidence (C) of grapes

2.2 不同劑量1-MCP對葡萄貯藏品質的影響

2.2.1 硬度

圖2 1-MCP采前處理對葡萄硬度的影響Fig.2 Effects of 1-MCP on firmness of grapes

圖2表明，葡萄硬度在整個貯藏期間總體呈現下降趨勢，在貯藏前期，葡萄的硬度變化不是很大，而從30 d開始，葡萄在貯藏期間硬度下降的比較快，并且對照處理下降的最快，說明1-MCP可以延緩葡萄硬度的降低，到60 d時，1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄硬度分別為14.944 8、13.133 7、13.896 2 kg/cm2，而對照處理葡萄的硬度僅為12.678 5 kg/cm2，表明各1-MCP處理均可以有效抑制葡萄硬度的下降，其中劑量為1 μL/L 1-MCP處理延緩葡萄硬度下降最為明顯。

2.2.2 TA含量

圖3 1-MCP采前處理對葡萄TA含量的影響Fig.3 Effects of 1-MCP on titratable acid content of grapes

從圖3可以看出，在整個貯藏期間，通過1-MCP處理的葡萄的TA含量總體變化不是很大，但對照處理的葡萄TA含量變化較大，說明1-MCP可以延緩葡萄TA含量的減小。到60 d時，通過1、2、3 μL/L處理的葡萄TA含量分別為0.908%、0.881%、0.765%，而對照處理葡萄的TA含量為0.613%，通過比較可以看出，經由1 μL/L 1-MCP對葡萄TA含量的減小有更好的保護作用，與對照比較，均有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2.3 TSS含量

圖4 1-MCP采前處理對葡萄TSS含量的影響Fig.4 Effects of 1-MCP on soluble solid content of grapes

由圖4可知，從貯藏開始到15 d，葡萄的TSS含量逐漸上升，原因是果實采收時為8成熟果實，在貯藏初期果實中淀粉轉化可溶性糖的結果。而從15 d開始一直到貯藏后期，葡萄的TSS含量逐漸減少，原因是由于葡萄呼吸代謝比較快的結果。在從45 d開始，對照處理葡萄的TSS含量迅速下降，說明1-MCP對TSS含量的降低能起到延緩作用，到60 d時，對照處理葡萄的TSS含量為13.62%，而由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄TSS含量分別為15.35%、14.53%、14.52%，通過比較，1 μL/L 1-MCP處理的效果最好，能夠明顯延緩葡萄TSS含量的降低。

2.2.4 VC含量

圖5 1-MCP采前處理對葡萄VC含量的影響Fig.5 Effects of 1-MCP on vitamin C content of grapes

從圖5可以看出，在貯藏前期，葡萄VC的含量總體來說變化不是很大，但在貯藏后期葡萄VC含量下降的比較快，尤其對照處理從45 d開始快速下降，而由1-MCP處理的葡萄下降得不是很快，說明1-MCP可以抑制葡萄VC含量的下降。在60 d時，對照處理葡萄的VC含量僅為1.522 mg/100 g，而通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄含量分別為4.688、2.665、2.972 mg/100 g，比較發現，通過1 μL/L 1-MCP處理的葡萄VC含量下降的最慢，說明1 μL/L 1-MCP對葡萄VC的損失起到較好的保護作用，與對照組比較，均有顯著性差異（P＜0.05）。

2.3 不同劑量1-MCP對葡萄呼吸強度和乙烯生成速率的影響

圖6 1-MCP采前處理對葡萄呼吸強度（A）和乙烯生成速率（B）的影響Fig.6 Effects of 1-MCP on respiratory intensity (A) and ethylene production rate (B) of grapes

由圖6A可以看出，從貯藏開始到15 d，葡萄的呼吸強度呈現下降趨勢，原因有可能因為剛開始采摘的葡萄還保持著田間較高的呼吸強度，轉入冷庫中貯藏，使得剛開始葡萄的呼吸強度呈現下降趨勢，從15 d開始，葡萄的呼吸強度呈現迅速升高趨勢，而到45 d時，通過1-MCP處理的葡萄呼吸強度緩慢上升，而對照處理的葡萄呼吸強度快速上升，說明1-MCP抑制了葡萄呼吸強度的升高。在60 d時，對照處理葡萄的呼吸強度為59.485 mg CO2/（kg?h），而通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄呼吸強度分別為38.961、50.157、48.358 mg CO2/（kg?h）。比較發現通過1 μL/L 1-MCP處理的葡萄維持了較低的呼吸強度，說明1 μL/L 1-MCP更能有效地抑制葡萄呼吸強度的升高，與對照組比較，均有顯著性差異（P＜0.05）。

由圖6B可以看出，葡萄的乙烯生成速率在整個貯藏期間呈現上升趨勢，并且對照處理葡萄的乙烯生成速率上升的最快，說明1-MCP可以延緩葡萄乙烯生成速率的上升，60 d時，通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄乙烯生成速率分別為2.260、2.949、2.577 μL/（kg?h），而對照處理葡萄的乙烯生成速率為3.070 μL/（kg?h），比較發現，通過1 μL/L 1-MCP能夠更好地延緩葡萄乙烯生成速率的上升，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理無顯著性差異（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異（P＜0.05）。

2.4 不同劑量1-MCP對葡萄MDA含量和LOX活性的影響

圖7 1-MCP采前處理對葡萄MDA含量（A）和LOX活性（B）的影響Fig.7 Effects of 1-MCP on MDA content and LOX activity of grapes

MDA是膜脂過氧化主要產物之一，MDA可以與蛋白質和核酸發生反應，使這些大分子結構改變或者產生交聯反應，從而喪失生物功能，所以它的含量升高是膜結構損傷的關鍵因素，從圖7A可以看出，在貯藏前期葡萄的MDA含量變化不是很大，但在貯藏后期，對照處理葡萄的MDA含量快速上升，而1-MCP處理的葡萄MDA含量上升的緩慢，說明1-MCP可以抑制葡萄MDA含量的升高。到60 d時，對照處理MDA含量為2.43 μmol/g，而通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄MDA分別為1.54、1.88、1.97 μmol/g，比較而言，1 μL/L 1-MCP處理最好，與對照比較，均有顯著性差異（P＜0.05）。

LOX可以通過與多聚不飽和脂肪酸發生氧化，使細胞膜的完整性受損并且改變膜的通透性，在膜脂氧化過程中起到關鍵作用，它也是導致果蔬衰老的關鍵指標。由7B可以看出，葡萄的LOX活性在整個貯藏期間總體來說呈現上升趨勢，在60 d時，通過1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄LOX活性分別為8.823 8、11.617 0、10.941 9（0.01’A/（g?min）），而 對照處理的LOX活性為15.257 9（0.01’A/（g?min）），均大于1-MCP處理的LOX活性，說明1-MCP可以延緩葡萄LOX的升高，而通過比較可以發現，通過1 μL/L 1-MCP處理的效果最好，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理無顯著性差異（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異（P＜0.05）。

2.5 不同劑量1-MCP處理對葡萄PPO、POD、CAT活性的影響

圖8 1-MCP采前處理對葡萄PPO（A）、POD（B）和CAT（C）活性的影響Fig.8 Effects of 1-MCP on PPO (A), POD (B), and CAT (C) activities of grapes

PPO能夠催化酚類生成醌類的一種氧化酶，當果蔬組織受到逆境脅迫或病菌侵染時，PPO會快速上升來保護果蔬組織。從圖8A可以看出，葡萄的PPO活性在貯藏前期上升，原因有可能是由于葡萄在冷庫中，由于低溫環境受到脅迫而使PPO活性快速上升，而通過1-MCP處理的葡萄PPO活性上升的較慢，說明1-MCP可以延緩PPO活性的上升，它對葡萄起到保護作用。在60 d時，由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄PPO活性分別為0.332 5、0.450 7、0.442 8（0.01’A/（g?min）），而對照處理葡萄的PPO活性為0.485 2（0.01’A/（g?min）），通過比較發現，1 μL/L 1-MCP能夠更好地抑制PPO活性的上升，從而保護葡萄，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理無顯著性差異（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異（P＜0.05）。

POD能夠清除果蔬體內的H2O2，把H2O2分解成對細胞沒有傷害的H2O和O2。它也是果蔬衰老的重要指標之一。從圖8B可以看出，POD活性在整個貯藏期間呈現先增大后減小的趨勢，出現峰值在30 d，在貯藏15～45 d之間，對照處理葡萄POD活性明顯高于其他處理，說明1-MCP可以抑制葡萄POD活性的下降，在60 d時，由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄POD活性分別為0.179 4、0.162 8、0.169 1（0.01’A/（g?min））、而對照處理葡萄的POD活性為0.126 1（0.01’A/（g?min）），因此通過1 μL/L 1-MCP處理的葡萄能更好地抑制POD活性下降，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理無顯著性差異（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異（P＜0.05）。

CAT能夠在逆境或者植物衰老過程中清除體內多余的活性氧，來維持體內氧代謝平衡，從而抑制果蔬的衰老。從 圖8C可以看出，葡萄CAT活性在整個貯藏期間呈現先減小再增大，然后繼續減小趨勢，在貯藏前期葡萄CAT活性下降是由于葡萄剛放入冷庫，受到低溫脅迫的影響導致CAT活性下降，而貯藏后期CAT活性下降，原因是由于果實在貯藏期間衰老，從而導致CAT活性下降。總體而言，對照處理CAT活性下降的最快，說明1-MCP可以抑制葡萄CAT活性的下降，在60 d時，對照處理的葡萄CAT活性為0.066 4（0.01’A/（g?min）），而由1、2、3 μL/L 1-MCP處理的葡萄CAT活性分別為0.148 9、0.132 9、0.132 8（0.01’A/（g?min）），通過比較發現，由1 μL/L 1-MCP處理的葡萄更能有效地保護葡萄CAT活性，與對照比較，2 μL/L 1-MCP和3 μL/L 1-MCP處理無顯著性差異（P＞0.05），而1 μL/L 1-MCP處理有顯著性差異。

3 討論與結論

1-MCP作為新型的乙烯受體抑制劑，在葡萄采后處理方面已有一些報道。王寶亮等[24]探討1-MCP對巨峰葡萄貯藏效果研究結果表明，1.0 μL/L 1-MCP處理的葡萄能明顯抑制果梗呼吸強度和乙烯釋放量的上升，在一定程度上還延緩了果粒的呼吸強度，顯著降低了果梗霉菌指數和果梗褐變指數，并且能夠保持較高的好果率。李志文等[25]研究不同劑量1-MCP處理對乍娜葡萄品質的影響表明，1 μL/L 1-MCP能夠降低果實質量損失率和果梗褐變指數，抑制果實MDA和LOX活性的增加，并保持超氧化物歧化酶和POD的活性。而1-MCP在采前熏蒸在果蔬保鮮方面報道的較少，在葡萄采前熏蒸方面幾乎沒有報道，由李秀杰等[26]研究采前1-MCP處理對西蘭花貯藏品質的影響結果表明，400 μL/L采前處理的西蘭花能夠有效減少質量損失、糖的損失以及TSS含量的降低，延緩了葉綠素和VC含量的下降，能夠保持較完整的細胞膜，阻止了POD活性和MDA含量升高，對采后貯藏品質的提高具有顯著性。本實驗的研究結果表明，1-MCP采前處 理能夠抑制葡萄質量損失率、落粒率和腐爛率的上升，延緩TSS和VC含量的下降，降低了果實呼吸強度和乙烯生成速率，貯藏保鮮效果優于對照組，這與以往1-MCP采后處理葡萄的保鮮效果有相似之處，但1-MCP采前和采后兩種處理方式，哪種更有利于葡萄的貯藏保鮮，這有待于進一步研究。本實驗還研究了不同劑量1-MCP采前處理對葡萄生理相關酶的影響，結果表明劑量為1 μL/L 1-MCP處理可以抑制PPO、LOX的活性升高，延緩POD、CAT活性的降低，進而延緩果實的衰老，保持冷藏期間葡萄良好的貯藏品質。

采前1-MCP熏蒸處理能夠有效延緩葡萄的生理代謝，維持了貯藏期間葡萄的營養品質。通過比較，1 μL/L 1-MCP采前處理葡萄貯藏期間保鮮效果最好，能夠顯著抑制質量損失率、落粒率、腐爛率的上升，保持果實原有的TSS、TA、VC等營養品質，并可以抑制貯藏后期呼吸強度、乙烯生成速率、MDA含量和LOX活性的增加，以及延緩POD和CAT活性的降低和PPO活性的增大。綜上所述，葡萄采前適宜的1-MCP處理劑量為1 μL/L。

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Effects of Preharvest 1-MCP Treatments on Postharvest Quality and Related Enzyme Activities of Grapes

LI Jiang-kuo1, CAO Sen2, ZHANG Peng1, YAN Ting-cai2, CHEN Shao-hui1
(1. Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China; 2. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

The effects of preharvest treatments with different concentrations (1, 2 and 3 μL/L) of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on storage quality and physiological indexes of ‘Hanxiangmi’ seedless grapes during cold storage were studied. The results showed that all concentrations of 1-MCP could inhibit the rise of weight loss rate, abscission rate and rotting incidence to different degrees, maintain higher total soluble solids (TSS) and titratable acid (TA) contents, decrease respiratory intensity and ethylene production rate, control the increase in malondialdehyde (MDA) content and lipoxygenase (LOX) activity, and maintain higher peroxidase (POD) and catalas (CAT) activities and lower polyphenoloxidas (PPO) activity during later cold storage, compared with the control. Among the different concentrations of 1-MCP, the quality of grapes treated with 1 μL/L 1-MCP was the best, which delayed the senescence of grapes, and maintained higher storage quality.

grape; 1-methylcyclopropene (1-MCP); physiology; quality; quality preservation

S663.1

A

1002-6630（2014）22-0270-06

10.7506/spkx1002-6630-201422053

2014-04-01

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD38B01）

李江闊（1974—），男，副研究員，博士，研究方向為農產品安全與果蔬貯運保鮮新技術。E-mail：lijkuo@sina.com