1-甲基環(huán)丙烯對岳冠蘋果采后生理及抗氧化酶活性的影響

張佰清，姜海峰，魏寶東，周爽，郝義，郭丹，韓英群（.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽0866；.遼寧省果樹科學研究所，遼寧營口5009）

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1-甲基環(huán)丙烯對岳冠蘋果采后生理及抗氧化酶活性的影響

張佰清1，姜海峰1，魏寶東1，周爽1，郝義2，*，郭丹2，韓英群2
（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽110866；2.遼寧省果樹科學研究所，遼寧營口115009）

摘要：以優(yōu)新品種“岳冠”蘋果為試材，用不同濃度的1-甲基環(huán)丙烯（1-methylecyclopropene，1-MCP）處理采后果實，并用0.04mm保鮮袋包裝，低溫（0±1）℃環(huán)境下貯藏，探究1-MCP處理對‘岳冠’蘋果采后生理變化和抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明：與對照相比，1-MCP處理有效降低了呼吸強度和乙烯釋放率，其中1.0、1.5和2.0μL/L1-MCP處理的果實呼吸高峰和乙烯峰均延遲了15d出現(xiàn)，1-MCP還增加了脯氨酸的積累，貯藏120d時，處理組分別是對照的1.10、1.53、1.39倍和1.36倍，同時，1-MCP抑制了細胞膜相對電導率的升高，在貯藏后期，維持了果實較高的抗氧化酶（過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶）的活性，后3個處理活性高峰比對照分別晚15、15、30d出現(xiàn)，從而延緩了果實衰老，綜合各指標分析得出，用1.0μL/L的1-MCP處理岳冠蘋果，其貯藏效果最好。

關(guān)鍵詞：岳冠蘋果；1-甲基環(huán)丙烯；貯藏；生理；酶活性

“岳冠”蘋果是遼寧省果樹科學研究所于1996年用“寒富”和“岳帥”人工雜交選育而成的晚熟新品種蘋果，品質(zhì)好，產(chǎn)量高，連續(xù)結(jié)果能力較強，抗寒性強，耐貯藏。目前，其母本寒富蘋果和父本岳帥蘋果已在遼寧地區(qū)被大面積種植，與其相關(guān)的貯藏保鮮技術(shù)研究也有報道[1-3]，但新品種“岳冠”蘋果的貯藏保鮮技術(shù)研究鮮見詳細報道。目前，國內(nèi)外關(guān)于1-MCP對蘋果貯藏保鮮效果的報道較多[4-9]，有研究[10-12]已表明，1-甲基環(huán)丙烯（1-methylecyclopropene，1-MCP）能夠抑制乙烯的合成，并阻礙乙烯所誘導的各種生理反應(yīng)，延長果實貯藏期，從而起到保鮮作用。但由于不同品種蘋果特性的差異，1-MCP作用的效果也會有所不同，“岳冠”蘋果作為新品種出現(xiàn)，1-MCP對其貯藏保鮮方面的研究報道尚未出現(xiàn)，項目組對其進行貯藏保鮮綜合技術(shù)研究試驗，采用1-MCP對新品種“岳冠”蘋果進行處理，在0.04 mm保鮮袋包裝和低溫（0±1）℃貯藏的條件下，探究1-MCP對“岳冠”果實采后的生理變化及抗氧化酶活性的影響。從而解決制約新品種蘋果推廣和未來發(fā)展的問題，為順利推廣新品種“岳冠”蘋果，促進“岳冠”蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及更好地貯藏“岳冠”果實，延長其貯藏期提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料

試驗用“岳冠”蘋果：采自遼寧省果樹科學研究所蘋果示范基地。

1-MCP果蔬保鮮劑：購于咸陽西秦生物科技有限公司。

保鮮袋：國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程研究中心生產(chǎn)的果蔬專用保鮮袋。

1.2處理方法

選擇大小均勻，色澤基本一致，無病蟲害的適熟期（成熟度8～9成）套袋栽培的果實，當天運回實驗室，進行如下處理：隨機分成5組，每組約15 kg蘋果，分別裝入相同厚度（0.04 mm）的保鮮袋中，并放于體積為0.05 m3的泡沫箱里，分別稱取適量的1-MCP保鮮劑（布袋包裝），放入任意4組裝有蘋果的保鮮袋中，用40℃左右的溫水潤濕布袋后迅速封口，使1-MCP的釋放體積分數(shù)依次為0.5、1.0、1.5、2 μL/L，最后一組不做任何處理，直接封口做為對照，以上5組果實均在室溫下密封24 h，之后敞口預冷24 h，結(jié)束后封口放在低溫條件下（0±1）℃貯藏。每15 d測定一次以下指標。

1.3主要儀器設(shè)備與試劑

CP-3800氣相色譜儀：美國瓦里安公司；Sigma 2-16PK臺式高速冷凍離心機：北京興達恒信科技有限公司；UV1101紫外可見分光光度計：成都貝斯達儀器有限公司；Check Point O2/CO2測定儀：PBI Dansensor公司；DDS-11A數(shù)顯電導率儀：上海雷磁創(chuàng)益儀器儀表有限公司。

茚三酮、PVP（Japan分裝）、核黃素（Genview分裝）：北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉：天津市大茂化學試劑廠；磺基水楊酸：國藥集團化學試劑有限公司；蛋氨酸：上海瑞永生物科技有限公司；以上試劑均為分析純。

1.4指標測定

1.4.1呼吸強度測定

參照程順昌等[13]的方法，計算公式：

式中：c為CO2體積濃度變化差，%；v為玻璃容器密閉空間體積與試材的體積之差，L；t為測定時間，h；m為蘋果的質(zhì)量，kg。

1.4.2乙烯釋放率測定參照程順昌等[13]的方法，計算公式：

式中：c為氣相色譜測定的樣品氣體中乙烯的含量，μL；v為玻璃容器密閉空間體積與試材的體積之差，L；t為測定時間，h；m為蘋果的質(zhì)量，kg。

1.4.3游離脯氨酸含量

參照曹建康等[14]的方法，單位μg/g。

1.4.4相對電導率測定

參照曹建康等[14]的方法，單位%。

1.4.5過氧化氫酶（catalase，CAT）活性

參照曹建康等[14]的方法，酶活性單位以0.01△OD240/min·g表示。

1.4.6過氧化物酶（peroxidase，POD）活性

參照曹建康等[14]的方法，酶活性單位以△OD470/min·g表示。

1.4.7超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性

參照曹建康等[14]的方法測定，以每分鐘果蔬組織（鮮重）的反應(yīng)體系對氮藍四唑（NBT）光化還原的抑制為50 %為一個SOD活性單位（U）表示。

1.5數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel2003和SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析，并用Ducan多重比較法進行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.11-MCP處理對冷藏岳冠蘋果采后生理的影響2.1.1 1-MCP處理對果實呼吸強度的影響

不同濃度的1-MCP處理對岳冠果實呼吸強度的影響見圖1。

圖1　1-MCP處理對果實呼吸強度的影響Fig.1 Effects of 1-MCP treatments on respiration rate of Yueguan apples

由圖1可知，各組果實的呼吸強度在整個貯藏期間呈先逐漸上升后迅速下降趨勢，與對照（ck）相比，1-MCP處理的果實呼吸強度均低于ck，由此表明，1-MCP可以有效的抑制其呼吸強度，其中，1、1.5 μL/L和2 μL/L1-MCP處理的呼吸高峰均延遲15 d出現(xiàn)且峰值明顯低于對照，在貯藏120 d時，1 μL/L1-MCP處理的呼吸強度顯著低于其他組（p＜0.05）。因此認為1μL/L 1-MCP處理不僅延遲呼吸高峰出現(xiàn)，還更有效地抑制了呼吸強度。

2.1.21-MCP處理對果實乙烯釋放率的影響

貯藏期間，乙烯釋放率出現(xiàn)了峰值，不同濃度的1-MCP處理對果實乙烯釋放率的影響見圖2。

圖2　1-MCP處理對果實乙烯釋放率的影響Fig.2 Effects of 1-MCP treatments on the rate of ethylene production of Yueguan apples

由圖2可知，各處理果實的乙烯釋放率均呈先上升后下降的趨勢，在貯藏第60 d時，對照（ck）和0.5 μL/L 1-MCP處理果實的乙烯峰出現(xiàn)，而后3個處理的乙烯峰推遲15 d出現(xiàn)，其中1 μL/L 1-MCP處理果實的乙烯釋放率在貯藏期間明顯低于其他處理，在貯藏120 d時，1-MCP處理的乙烯釋放率依次為ck的 0.87、0.45、0.65、0.63倍，由此表明，1 μL/L 1-MCP可以有效的降低岳冠蘋果冷藏期間的乙烯釋放率，延遲乙烯峰出現(xiàn)，處理效果最好。

2.1.31-MCP處理對果實脯氨酸含量的影響

隨著貯藏時間的延長，果實脯氨酸含量總體呈上升趨勢，不同濃度的1-MCP處理對其影響見圖3。

圖3　1-MCP處理對果實脯氨酸含量的影響Fig.3 Effects of 1-MCP treatments on the content of proline in Yueguan apples

由圖3可知，脯氨酸含量隨冷藏時間的延長而呈現(xiàn)上升趨勢，貯藏前期各組果實之間脯氨酸含量差異不明顯，貯藏15 d之后，對照和0.5 μL/L 1-MCP處理果實的脯氨酸含量快速升高，其他處理脯氨酸含量從第30 d開始迅速增加，并在貯藏后期維持較高的水平，明顯高于前兩組。可見，適宜濃度的1-MCP處理延遲了脯氨酸含量的升高且在貯藏后期脯氨酸含量較高，保護果實以抵抗低溫帶來的危害。

2.1.41-MCP處理對果實相對電導率的影響

貯藏期間，不同濃度1-MCP處理對果實相對電導率的影響見圖4。

圖4　1-MCP處理對果實相對電導率的影響Fig.4 Effects of 1-MCP treatments on relative electrical conductivity of Yueguan apples

由圖4可知，各處理的果實相對電導率均呈上升趨勢，經(jīng)過1-MCP處理的果實相對電導率始終低于對照果實，這表明1-MCP處理明顯抑制了果實相對電導率的增加，其中，1 μL/L1-MCP處理的果實相對電導率增加最緩慢，數(shù)值最低，與ck相比差異極顯著（p＜0.01），與其他處理相比也達到了顯著水平（p＜0.05），從而保持了細胞膜的完整性，延緩果實組織衰老，處理效果最好。

2.21-MCP處理對冷藏岳冠蘋果抗氧化酶活性的影響2.2.1 1-MCP處理對果實過氧化氫酶（CAT）活性的影響

CAT具有清除植物體內(nèi)活性氧和維持細胞內(nèi)氧自由基平衡的作用，其活性的升高對于延緩果實的氧化衰老非常重要，不同濃度的1-MCP處理對果實過氧化氫酶（CAT）活性的影響見圖5。

圖5　1-MCP處理對果實CAT活性的影響Fig.5 Effects of 1-MCP treatments on CAT activity of Yueguan apples

由圖5可知，各處理的CAT活性均呈先升高再降低的趨勢，ck和0.5 μL/L 1-MCP處理在第75 d時CAT活性達到最大，其他處理的CAT活性在第90 d達到最大值且高于前兩個處理，其中1 μL/L 1-MCP處理的CAT活性最高。在貯藏120 d時，1 μL/L 1-MCP處理的CAT活性顯著高于其他處理（p＜0.05），由此表明，1 μL/L 1-MCP處理效果最好，可有效延緩果實氧化衰老。

2.2.21-MCP處理對果實過氧化物酶（POD）活性的影響

POD具有清除植物體內(nèi)過氧化物使機體免受過氧化物毒害的作用，不同濃度的1-MCP對果實過氧化物酶活性的影響見圖6。

圖6　1-MCP處理對果實POD活性的影響Fig.6 Effects of 1-MCP treatments on POD activity of Yueguan apples

由圖6可以看出，ck和1-MCP處理的POD活性均呈先升高后降低的趨勢，在貯藏第75 d時，ck和 0.5 μL/L 1-MCP處理的POD活性達到最大，在貯藏第90 d，其他處理的POD活性達到最大，峰值均高于對照，各1-MCP處理同ck之間相比差異顯著（p＜0.05），由此表明，適宜濃度的1-MCP可以保持POD較高的活性，降低過氧化物的傷害，其中1 μL/L的1-MCP處理效果最好。

2.2.31-MCP處理對果實超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

SOD可清除植物體內(nèi)過量的超氧化物自由基，其活性的升高，可保護果實抵抗活性氧毒性，預防衰老。不同濃度1-MCP處理對果實超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響見圖7。

圖7　1-MCP處理對果實SOD活性的影響Fig.7 Effects of 1-MCP treatments on SOD activity of Yueguan apples

由圖7可以看出，各處理的果實SOD活性均呈現(xiàn)先上升下降的趨勢，并且ck的SOD活性在貯藏期間均低于1-MCP處理，在貯藏45 d，ck和0.5 μL/L1-MCP處理的SOD活性出現(xiàn)峰值，在貯藏第75 d，其他處理的SOD活性達到最大，其中1 μL/L1-MCP處理的SOD活性峰值大小明顯高于其他處理（p＜0.01），并在貯藏后期始終保持較高的活性，由此表明，1 μL/L1-MCP處理效果最好。

3　結(jié)論

1-MCP處理有效地抑制了呼吸強度和乙烯釋放，并延遲了二者峰值的出現(xiàn)，其中1 μL/L1-MCP抑制效果最佳，而且1-MCP處理后的果實，脯氨酸含量的增加得到延遲，并在貯藏后期脯氨酸積累量較高，增強了果實抵抗低溫環(huán)境的能力，從而減輕冷傷害，適宜濃度的1-MCP也降低了相對電導率的增加速度，還有效地保持了過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶較高的酶活性，進而延緩了果實衰老的進程，綜合分析各濃度1-MCP處理對“岳冠”蘋果生理指標及抗氧化酶活性的影響得出，1 μL/L1-MCP處理岳冠蘋果保鮮效果最好。

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Effects of 1-Methylcyclopropene on Postharvest Physiology and Activity of Antioxidative Enzyme of Yueguan Apple

ZHANG Bai-qing1，JIANG Hai-feng1，WEI Bao-dong1，ZHOU Shuang1，HAO Yi2，*，GUO Dan2，HAN Ying-qun2
（1.College of Food Science，Shenyang Agriculture University，Shenyang 110866，Liaoning，China；2.Fruit Tree Scientific Research Institute of Liaoning Province，Yingkou 115009，Liaoning，China）

Abstract：The new variety of apple，Yueguan，was used as test material.The postharvest apples with the cling film of 0.04 mm thickness packaging were treated by 1-MCP with different concentrations and were stored at low temperature（0±1）℃.Effects of 1-MCP treatment on postharvest physiological changes and the activity of Antioxidative enzymes of Yueguan apple were investigated.The results showed that compared with the control fruit，1-MCP treatment had obvious effects for the fruit in lowering respiration rate and ethylene release.1.0，1.5 μL/L and 2.0 μL/L treatment of all delayed the appearance of respiration peak and ethylene peak of fruit for 15 d.Moreover，1-MCP also increased the accumulation of proline.At storage 120 d，the treated was respectively 1.10 times，1.53 times，1.39 times and 1.36 times than the controlled.1-MCP inhibited the increase of cell membrane relative permeability，and maintained the higher activity of catalase，peroxidase and superoxide dismutase of the fruit during the late period of storage than those of the control fruit.The appearance of activity peak with the last three treatments was 15，15，30 d later than others.So，the process of fruit caducity was postponed.Comprehensive analysis of all the indexes showed that the storage effect of Yueguan apple with 1 μL/L 1-MCP treatment was the best.

Key words：Yueguan；1-methylecyclopropene；storage；physiology；enzyme activity

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.034

基金項目：國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系晚熟育種崗位項目（CARS-28）；遼寧省果樹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系無公害貯藏及商品化處理技術(shù)崗位項目（LNGSCYTX-13/14-Ⅹ）

作者簡介：張佰清（1966—），男（漢），教授，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

*通信作者：郝義（1969—），男（漢），研究員。

收稿日期：2015-09-10