1－MCP及其结构相似物处理对番茄采后贮藏效果的影响*

付琳，程顺昌，魏宝东，冷俊颖，冯叙桥

1(沈阳农业大学食品营养、质量与安全研究所，辽宁沈阳，110866)2(沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳，110866)

1－MCP及其结构相似物处理对番茄采后贮藏效果的影响*

付琳1，2，程顺昌1，2，魏宝东2，冷俊颖2，冯叙桥1，2

1(沈阳农业大学食品营养、质量与安全研究所，辽宁沈阳，110866)2(沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳，110866)

为了研究环丙烯类乙烯抑制剂的作用效果，以绿熟期番茄为试材，用1-甲基环丙烯(1-MCP)、1-戊基环丙烯(1-PentCP)、1-辛基环丙烯(1-OCP)处理后，常温(18℃ ±2℃)贮藏，每隔3 d测定1次理化指标，研究三者对番茄果实后熟衰老和贮藏效果的影响。结果表明:1-MCP及其结构相似物处理番茄不同程度地降低了呼吸强度和乙烯释放量的峰值，抑制了番茄果实硬度的下降，延缓了可溶性固形物含量的上升，同时也有效抑制了后熟期番茄果实过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性，延缓了果实的后熟衰老。3种试验的抑制剂中，1-MCP、1-PentCP和1-OCP处理随支链长度的增加，抑制后熟衰老的效果依次降低。

番茄，1-MCP，1-PentCP，1-OCP，贮藏

番茄(Solanum lycopersicum)是茄科茄属番茄亚属的多年生草本植物，又称西红柿。番茄果实色泽艳丽，含有多种维生素和营养成分，深受消费者喜欢。番茄是一种典型的呼吸跃变型果实，具有果皮薄，易损伤等特点，其具有的模式植物特性使之常被作为贮藏保鲜研究的对象。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene、1-MCP)是一种有效的乙烯效应抑制剂，它能不可逆地作用于乙烯受体，从而阻断其与乙烯的正常结合，抑制其所诱导的与果实后熟相关的一系列理化反应［1］。而且经处理的果实在达到一定贮藏期后能正常成熟，使其在果蔬保鲜及农业生产中的应用越来越普遍。如在苹果、番茄、猕猴桃、绿芦笋等果蔬保鲜上应用日益增多［2－4］。近些年，一些人工合成的新型环丙烯类化合物不断出现并被用于抑制乙烯作用的研究中。Sisler［5－6］等研究了1-MCP 的8 种结构相似物对乙烯的效应，结果表明1-MCP结构相似物同样有抑制乙烯效应的作用。本试验研究了1-MCP及其结构相似物 1-戊基环丙烯(1-pentylcyclopropene、1-PentCP) 和 1-辛基环丙烯 (1-octylcyclopropene、1-OCP)处理对绿熟期番茄采后贮藏效果的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

1-MCP粉剂，由中国农科院(兴城)果树所提供(3.4%含量)。

1-PentCP 和 1-OCP 主要参照 Al Dulayymi［7］的方法，在沈阳农业大学食品学院实验室合成，样品被分装成0.5 mL的小包装，保藏于－80℃超低温冰箱中备用，使用前用乙醚稀释至50 mL。

供试番茄“达尔文”，于2011年3月27日采自辽宁省新民市周坨子乡，采收当日运回实验室，挑选大小均匀、无病虫害、成熟度一致的果实用于试验。将挑选出的果实随机分为4组，分别放入体积1 m3的塑料大帐内并进行以下处理:

(1)1-MCP 处理，参照孙希生的方法进行［8］，使用浓度为0.75μL/L。

(2)1-PentCP处理，取1-PentCP的乙醚溶液1.13 mL滴于滤纸上，置于塑料大帐内，迅速封闭塑料帐，1-PentCP浓度为0.5μL/L。

(3)1-OCP处理，取1-OCP的乙醚溶液3.3 mL滴于滤纸上，置于塑料大帐内，迅速封闭塑料帐，1-OCP 浓度为2 μL/L。

(4)对照，果实不采用任何处理，密封于塑料帐内。各处理在常温(18℃ ±2℃)下密封20 h，处理后的番茄果实，每10个果实装入一个0.02 mm的PE保鲜袋中于常温条件下贮藏，每隔3 d测定1次相关理化指标。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 乙烯释放量

称取1 kg左右番茄果实置于2.5 L的真空干燥器内，于室温密闭1 h后，顶空抽气，抽取1 mL样气用气相色谱测定(CP-3800型，瓦里安公司)。色谱条件:FID检测器，柱温60℃，检测器温度270℃，N2流

速4.0 mL/min。测定用外标法定量，重复3次，取平均值。计算公式如:

式中:c为气相色谱测定的样品气体中乙烯的含量;V为玻璃容器密闭空间的体积;t为样品在密闭容器中的放置时间;m为番茄的质量。

1.3.2 呼吸强度

呼吸强度的测定参照冯双庆的方法测定［9］。

1.3.3 硬度

果实硬度用GY-1型果实硬度计测定，每次取3个果实进行测定，每个果实测定3个位置点的硬度，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物

用手持式折光仪进行测定。

1.3.5 过氧化物酶活性

过氧化物酶(POD)活性的测定，参照曹建康［10］的方法测定。

1.3.6 过氧化氢酶活性

过氧化氢酶(CAT)活性的测定，参照曹建康［10］的方法测定。

1.4 数据统计与分析

本试验所有数据均为鲜重状态下测得，数据处理采用Excel 2003完成，并使用SPSS 13.0专业统计软件，用t检验方法进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实乙烯释放量的影响

乙烯是重要的成熟衰老激素，与果蔬采后生理活动过程密切相关。

图1 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实乙烯释放量的影响

由图1可以看出，在整个贮藏过程中，对照和3个处理的番茄果实乙烯释放量均是总体下降的趋势。采后贮藏第4天和第16天分别测得各处理番茄果实乙烯释放量达到最大值，与番茄这一典型的呼吸跃变型果实的2个呼吸强度高峰相符。对照果实乙烯释放量始终高于各处理果实。说明1-MCP及其结构相似物处理显著地抑制了番茄果实乙烯的释放(P＜0.05)。

2.2 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实呼吸强度的影响

番茄属于典型的呼吸跃变型果实，采后有明显的呼吸高峰。

图2 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实呼吸强度的影响

由图2可以看出，不论对照果还是处理果在采后贮藏第4天时均测定出呼吸最大值。对照果峰值为18.61 mg/(kg·h)，1-MCP处理果峰值为15.4 mg/(kg·h)，1-PentCP处理果和1-OCP处理果峰值分别为17.61 mg/(kg·h)和17.93 mg/(kg·h)，对照果峰值是1-MCP处理果峰值的1.2倍，两者差异显著。总体上看，经处理后的番茄呼吸强度均能得到抑制，1-MCP处理明显降低了呼吸峰值。

2.3 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实硬度的影响

硬度是衡量果实品质的重要指标。

图3 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实硬度的影响

由图3可知，随着贮藏期的延长，各处理番茄果实硬度均呈下降趋势，且对照果的下降幅度比处理果明显。贮藏至20 d时，对照果实硬度降至3.9 kg/cm2，而处理果硬度在8.48～5.56 kg/cm2，与对照相比差异显著(P＜0.05)。贮藏至第24天，3个处理果实硬度也迅速下降，果肉基本软化。

2.3 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实可溶性固形物的影响

番茄果实中可溶性固形物含量是衡量果实成熟度和食用品质的重要指标。

图4 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实可溶性固形物的影响

从图4中可看出，无论是对照果实还是处理果实，可溶性固形物含量总体均呈先上升后下降的趋势，贮藏的前12 d，各处理番茄果实中可溶性固形物含量的上升速度均低于对照，此后对照组的可溶性固形物含量迅速下降，至贮藏第20天时为4.22%;处理组至贮藏第20天时的数值分别为4.42%、4.33%和4.318%，结果说明1-MCP及其相似物处理抑制了番茄果实成熟衰老的进程，更好地保持了果实的品质。

2.5 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实POD活性的影响

POD(过氧化物酶)作为一种重要的氧化还原酶类，与果蔬许多生理和生化代谢过程都有密切关系［11］。

图5 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实POD活性的影响

从图5可以看出，各处理番茄果实POD活性均呈先上升后下降的趋势。贮藏第12天，对照果POD活性出现最大值，为1.53ΔOD470/(min·g)，但是处理果POD活性仍在上升。贮藏第16天，对照果POD活性降至1.01ΔOD470/(min·g)，处理果POD活性分别为1.51、1.46和1.45ΔOD470/(min·g)。3个处理有效地抑制了POD活性，其中1-MCP处理抑制效果明显。

2.6 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实CAT活性的影响

CAT(过氧化氢酶)能催化植物体内积累的过氧化氢分解为水和分子氧，从而减少过氧化氢对果蔬组织可能造成的氧化伤害［11］。由图6可以看出，在贮藏期间，番茄果实CAT活性波动较大。贮藏第12天，各处理番茄果实CAT活性达到最大值。贮藏第20天时，对照果CAT活性降至4.23 U/(min·g);1-MCP、1-PentCP和1-OCP处理果实CAT活性分别是对照果的2.1、2.1和1.3倍，对照果和处理果差异显著(P＜0.05)

图6 1-MCP及其结构相似物处理对番茄果实CAT活性的影响

3 结论与讨论

番茄是一种典型的呼吸跃变型果实，具有明显的乙烯跃变峰。1-MCP、1-PentCP和1-OCP属于乙烯作用抑制剂，被认为是影响了乙烯与受体的结合过程，从而影响了乙烯效应的发挥。通过试验表明，1-MCP及其结构相似物1-PentCP和1-OCP能有效抑制番茄果实乙烯生成和呼吸高峰的出现，明显降低了峰值，延缓了果实的成熟和衰老。番茄果实采后迅速软化是其感官品质最显著的变化之一，直接影响其贮藏时间。1-MCP、1-PentCP和1-OCP抑制了乙烯的生成进而促使软化作用大大降低，所以不同程度地推迟了跃变型果实的后熟进程。试验表明，1-MCP及其结构相似物均不同程度地抑制了果实硬度的下降;与此同时，各处理果实的可溶性固形物含量的上升速度也均得到抑制。番茄果实采后生理变化的过程也与酶的变化息息相关，POD、CAT被称为保护酶。1-MCP及其结构相似物均抑制了后熟期番茄果实POD和CAT的活性，延缓了衰老期POD和CAT活性的下降，因此能延缓果实的衰老，保持较好的贮藏效果。

1-MCP及其结构类似物的乙烯效用抑制作用被认为是在乙烯受体的结合点上与乙烯进行竞争性结合的结果。Sisler［12－13］等比较了20种环丙烯类化合物对香蕉贮藏保鲜的作用，结果表明它们均能抑制乙烯的作用，但是作用浓度和时间差异较大。Feng［6，14］等以鳄梨和番茄为材料，比较了1-MCP、1-ECP(1-ethylcyclopropene，1-乙基环丙烯)和 1-PCP(1-propylcyclopropene，1-丙基环丙烯)抑制乙烯效用的作用，结果表明不同组织的反应与抑制剂的浓度有关，抑制剂效应与其分子大小和结构有很大关系;对于跃变型果实，在乙烯效用产生之前处理才能获得最好的抑制效果。本试验结果表明，1-MCP及其结构类似物处理同样都有抑制番茄果实中乙烯效用的作用，0.75μL/L 1-MCP处理优于0.5μL/L 1-PentCP和2.0μL/L 1-OCP处理。1-MCP及其类似物在番茄果实中对乙烯效用的抑制差异，可能是因为1-MCP结构相似物的碳链长度的增加影响了作用效果，改变其浓度也许能达到1-MCP同样的作用效果，此点有待进一步研究。

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Effects of 1-MCP and Its Structural Analogues Treatment on Post-harvest Storage of Tomato

Fu Lin1，2，Cheng Shun-chang1，2，Wei Bao-dong2，Leng Jun-ying2，Feng Xu-qiao1，2
1(Institue of Food Nutrition，Quality and Safety，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China)2(College of Food Science，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China)

Effect of Treatments with 1-MCP and its Structural Analogues on Post-harvest Storage of Tomato was investigated.The effect of three cyclopropene compounds were used as ethylene action inhibitors on postharvest storage and senescence of tomato fruits.Green mature tomato fruits were treated with 1-MCP(1-methylcyclopropene)，or its structural analogue 1-PentCP(1-pentylcyclopropene)or 1-OCP(1-octylcyclopropene)and stored at ambient temperature.Physiological and biochemical analyses related to fruit ripening and senescence were conducted every three days during fruit storage.The results indicate that treatment with 1-MCP or its structural analogues inhibited the respiration rate and ethylene production rate of tomato fruits，restrained the decline of fruit firmness remarkably，delayed the raise of soluble solid contents.The activity of POD and CAT in after-ripening stage fruits were inhibited effectively as well.Therefore，the ripening and softening of tomato fruits were postponed by treatment with the compounds.However，the effect decreased when the side chain changed from methyl to pentyl and to octyl.

tomato，1-MCP，1-PentCP，1-OCP，storage

硕士研究生(冯叙桥教授为通讯作者)。

*国家自然科学基金资助项目(30972064)

2011－09－15，改回日期:2011－11－29