1-MCP處理對“麗格”海棠果實采后生理及品質的影響

穆 茜 ，張丹丹，楊祎凡，張 龍，卞 健，張往祥

（1.南京林業大學林學院，南方協同中心，江蘇 南京 210037；2.揚州小蘋果園藝有限公司，江蘇 揚州 225200）

海棠（Malusspp.）屬薔薇科（Rosaceae）蘋果屬（MalusMill.），是一種果實直徑較小的落葉灌木或小喬木，其果實營養豐富且耐貯藏[1]。“麗格”海棠果實是揚州市江都區海棠種質資源圃中果實品質及口感最好的海棠果實品種之一，有小蘋果“黃元帥”之稱，已在江蘇地區廣泛栽培。但“麗格”海棠果實在貯藏時間內，果皮會變黃、果肉失去水分，同時果肉也會變軟，不利于果實的商品價值和經濟效益，所以如何保持果實良好的品質和調控相關生理代謝，是目前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1-MCP在國內外已被廣泛應用于鮮切花和果蔬的貨架期延長方面[2-4]。研究發現，1-MCP處理可有效延緩蘋果[5-6]、番茄[7]、李子等[8]果蔬的衰老。韓冬芳等[9]研究表明，1-MCP能有效地抑制蘋果的乙烯釋放，乙烯的高峰被延遲，同時也延遲了果實硬度的降低。李志文等[10]采用1-MCP對乍娜葡萄進行處理后發現，1-MCP延緩了乍娜葡萄的變軟，同時能夠保持很好的硬度。可食用型海棠果實的營養價值和經濟效益是極其可觀的，近年來，關于海棠果實貨架期品質的研究有一些報道[11]，其中1-MCP對于可食用“麗格”海棠果實貨架期品質的研究尚未見其報道。本試驗以江都海棠種質資源圃中的“麗格”海棠果實為試材，置于室溫(20±1)℃條件下，研究1-MCP處理對其貨架期品質和生理指標的影響，旨在為“麗格”海棠果實的貨架期提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

“麗格”海棠果實，2017年7月中下旬采自揚州市江都區國家海棠種質資源圃。選擇樹體和成熟度一致、果形整齊、無病蟲害和機械損傷的果實，于采收當天運回南京林業大學實驗常溫庫。

供試1-MCP（有效成分0.14%的粉劑），美國陶氏化學（上海）公司產品。

1.1.2 儀器與設備

TA-XT.Plus型質構儀，PR-101α型手持糖度儀，Telaire7001型紅外線CO2測定儀，AL204-IC型電子分析天平，GXH-3051H型果蔬呼吸測定儀，XMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將海棠果實放入塑料周轉箱內，放置于聚乙烯（PE）膜（0.1 mm）制成的1 m3封閉罩中，精確稱取1.58 g 1-MCP 粉劑放入 50 mL 燒杯中，按 1∶5（m/V）的比例加入超純水，搖晃，所得1-MCP濃度為1 μL/L，迅速封上封閉罩PE膜在25℃條件下熏蒸1 d，之后通風1 h，用雙向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）保鮮袋包裝海棠果實并封口，處理組與對照組果實各自分裝12袋，每袋裝10~12個果實，并將果實放入塑料果箱內，置于(20±1)℃、相對濕度85%~90%的常溫庫，每5 d測定果實各項生理指標，進行3次平行試驗，以不加1-MCP為對照組（CK）。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 硬度

使用TA-XT.Plus型質構儀測定，使用P/2N探頭（直徑2 mm），測試深度10 mm，測試速度2 mm/s；每次測定取5個海棠果實在胴部帶皮測定，單果重復測定3次，結果取平均值，單位為kg/cm2。

1.2.2.2 可溶性固形物（TSS）含量

使用PR-101α型手持糖度儀測定，平行測定3次，結果取平均值。

1.2.2.3 VC含量

采用二甲苯萃取比色法[12]測定，每個處理重復3次，取平均值，單位為mg/g。

1.2.2.4 果皮葉綠素含量

參照仝月澳等[13]的方法測定。

1.2.2.5 果肉POD活性

采用愈創木酚法[14]測定。

1.2.2.6 相對電導率

用直徑為8 mm的打孔器打取果肉，把果肉用刀片切成厚度為2 mm的果片，取同樣數目的果片放在燒杯中，加入40 mL蒸餾水沖洗5次，最后沖洗的蒸餾水不倒掉，使用電導率儀進行測定后，用沸水煮沸5 min后再進行測定，單位為%。

1.2.2.7 呼吸強度

使用GXH-3051H型果蔬呼吸測定儀測定，結果以 CO2計，單位為 mg CO2/(kg·h)。

1.2.2.8 乙烯釋放量

參照李艷嬌等[15]的方法測定并有所改進，每個處理重復3次，取平均值，單位為μL/(kg·h)。

1.2.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2013進行統計，用SPSS19.0軟件進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 1-MCP處理對“麗格”海棠果實品質的影響

2.1.1 1-MCP處理對海棠果實硬度的影響

果實硬度是衡量貨架期品質的重要指標之一。由圖1可見，貨架期間“麗格”海棠果實的硬度整體呈下降趨勢，經1-MCP處理后的海棠果實可以更好地維持果實硬度，硬度下降幅度較對照組果實整體緩慢（P＜0.05），在20 d后尤為明顯。

2.1.2 1-MCP處理對海棠果實可溶性固形物含量的影響

由圖2可知，隨著貨架時間的延長，海棠果實TSS含量先上升后下降，在貯藏初期果實的TSS含量增高，可能是因為果實內的淀粉轉化為糖的緣故。CK組果實在貨架15 d時TSS含量最高，可達28.08%，1-MCP組在貨架期15 d時也達到最大值24.03%；貨架15~30 d，TSS含量呈下降趨勢，1-MCP組極顯著低于CK（P＜0.01）。結果表明，1-MCP處理可以有效抑制海棠果實可溶性固形物含量的上升。

2.1.3 1-MCP處理對海棠果實VC含量的影響

由圖3可知，隨著貨架時間的延長，海棠果實VC含量先上升后下降。在貯藏初期果實的VC含量呈上升趨勢，CK組果實在貨架期10 d時VC含量最高，達到212.34 mg/g，1-MCP組在貨架期10 d時也達到最大值216.94 mg/g；貨架10~30 d，果實的VC含量開始呈下降趨勢，且1-MCP處理組顯著高于對照（P＜0.05），結果表明，1-MCP處理可以有效抑制海棠果實VC含量的下降。

2.1.4 1-MCP處理對海棠果皮葉綠素含量的影響

果皮葉綠素代表了果實的色澤度，同時也是感官評價的重要指標之一。由圖4可知，貨架期間“麗格”海棠果實的果皮葉綠素含量呈整體下降趨勢。經1-MCP處理后的海棠果實可以更好地維持果皮葉綠素的含量，下降幅度較CK組果實緩慢，差異極顯著（P＜0.01）。

2.1.5 1-MCP處理對海棠果實POD活性及相對電導率的影響

POD具有清除植體內過氧化物的作用，將H2O2降解為對細胞無傷害的H2O和O2。由圖5可知，在常溫貨架期間，“麗格”海棠果實的POD活性呈先下降后上升的趨勢，CK組POD活性變化較緩慢，在貨架期15 d后基本檢測不到POD活性，1-MCP組在貨架15d時POD活性達到最大值1915.947U·g-1FW，之后呈下降趨勢。從結果可以看出，1-MCP對抑制海棠果實POD活性的下降及緩解果實的成熟衰老具有一定作用。

相對電導率是衡量果實細胞膜完整性的一個指標。由圖6可知，貨架期間“麗格”海棠果實的相對電導率呈整體上升趨勢。經1-MCP處理后的海棠果實可以更好地維持果實細胞結構的完整性，升高幅度較CK組果實緩慢，差異顯著（P＜0.05）。

2.1.6 1-MCP處理對海棠果實呼吸強度及乙烯釋放量的影響

由圖7可知，海棠果實在整個貯藏期內，呼吸強度呈先緩慢上升后下降的趨勢，由于海棠果實屬于呼吸躍變型果實，所以對照組果實15 d時出現呼吸高峰，峰值達 39.58 mg CO2/(kg·h)，經過 1-MCP 處理的海棠果實呼吸高峰延遲5 d，峰值為31.75 mg CO2/(kg·h)。結果表明，1-MCP可以有效延緩果實呼吸高峰的出現，從而延長果實的貯藏期。

由圖8可知，在整個貨架期間，“麗格”海棠果實出現乙烯釋放高峰時間與呼吸高峰出現時間基本一致，1-MCP處理果實的乙烯釋放高峰值較CK組果實乙烯釋放量高峰值高33.12 μL/(kg·h)，并且在整個貨架期間，1-MCP處理果實的乙烯釋放量明顯低于CK組果實（P＜0.05）。結果表明，1-MCP能顯著抑制“麗格”海棠果實的乙烯釋放量，從而能夠延緩果實的成熟。

2.2 1-MCP處理貨架期海棠果實生理指標間主成分分析

貨架期間1-MCP處理“麗格”海棠果實8個生理指標主成分分析結果見表1，其中特征值大于1的前2個主成分累積方差貢獻率達到84.435%（代表1-MCP處理貨架期間果實生理指標的絕大部分信息），把原來的8個生理指標綜合為2個相互獨立的因子，同時PC1、PC2的方差貢獻率為52.696%、31.739%。

表1 相關系數矩陣的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率Table 1 Eigenvalues of two principal components and their variance contribution and cumulative variance contribution rates

由表2生理指標變量負荷量可知，原始變量和前2個主成分之間的相關性。PC1主要代表1-MCP處理貨架期間“麗格”海棠果實生理指標的果肉硬度和葉綠素含量，其中這些指標均與PC1間呈正相關；PC2主要代表生理指標的乙烯釋放量，與PC2間呈正相關。同時也表明，在探究1-MCP處理貨架期海棠果實對生理指標的影響中，果肉硬度、葉綠素含量和乙烯釋放量這些指標相比其他生理指標受1-MCP處理后的影響相對較大。

表2 生理指標變量因子負荷量Table 2 Physiological index variable factor load

3 討論

果蔬貯藏的目的是能夠有效延長果實的食用價值與經濟效益，但不經處理常溫放置的果實，其食用和外觀品質很快就會變得不理想。本試驗對“麗格”海棠果實經1-MCP處理后發現，1-MCP能夠有效延長果實的貨架期，與李鑫[16]研究海棠果實貨架期保鮮結果基本一致。同時還發現，1-MCP可以延緩“麗格”海棠果實的變軟，與Minas等[17]對李子和Supapvanich等[18]對甜瓜的研究基本一致。1-MCP處理還可以較好地抑制海棠果實可溶性固形物含量的上升，這與李騰飛等[19]研究“亞特”獼猴桃的結果基本一致。貯藏期間，果實會因后熟作用使其VC含量隨貯藏時間的延長呈先升高后降低的趨勢，這使得果實的營養價值降低，楊玉榮等[20]對1-MCP處理采后庫爾勒香梨貨架期的研究結果來看，證實了香梨在貯藏期間，VC含量呈先升高后降低的趨勢，同時也與本試驗結果基本一致。研究還發現，1-MCP處理對“麗格”海棠果皮葉綠素的分解有抑制作用，使得海棠果實感官品質方面得到了較好的保持。POD是果蔬衰老的重要指標之一，它可以有效清除自由基，從而降低自由基對膜的損害，達到延緩細胞衰老的效果[21]。研究發現，1-MCP處理可以延緩“麗格”海棠果實POD活性的降低，從而有效清除自由基，達到延長貨架期的目的。海棠果實作為呼吸躍變型果實，經過1-MCP處理后可以明顯地降低呼吸強度和乙烯釋放量，從而延遲呼吸強度和乙烯釋放量高峰出現的時間，這與Zhang等[22]研究棗的呼吸強度和呼吸高峰的結果基本一致。同時還發現，1-MCP處理對延緩“麗格”海棠果實相對電導率的升高也有作用。

主成分分析可以通過將多個指標降維、建模、特征向量進行線性分類，使得分析結果更加完整和具有科學性[23]。曹森等[24]對經1-MCP處理艷紅桃貨架期品質指標進行主成分分析，得到1-MCP處理的適宜濃度。本試驗采用主成分分析對8個采后生理指標進行分析后發現，前2個主成分累積方差貢獻率可達84.44%，說明前2個主成分可以較好地反映整體數據，前2個主成分分別代表了果肉硬度、葉綠素和乙烯釋放量等生理指標。通過前人及本試驗的研究結果來看，1-MCP對果實保鮮和貨架期延長方面的作用還是較大的，同時由于條件的制約，只對“麗格”海棠果實進行了研究分析，同時本研究僅從果實采后貨架期間生理代謝方面進行了研究，對于后期果實內部代謝酶及基因差異表達等方面需要進一步探索。

4 結論

上述試驗結果表明，與對照組相比，1-MCP處理可保持“麗格”海棠果實在常溫貯藏過程中的果實硬度，減緩VC含量、果皮葉綠素含量及POD活性的降低，保持較低的可溶性固形物含量，推遲果實的呼吸峰值的出現，降低乙烯釋放量，延緩果實細胞膜透性的上升，保持果實的貯藏品質，從而延緩采后的成熟衰老進程；對8個生理指標進行主成分分析可知，果肉硬度、葉綠素含量和乙烯釋放量這3個指標相比其余指標受1-MCP的影響更大。