1-OCP作为乙烯效应抑制剂与1-MCP对芒果低温贮藏品质影响的比较研究

冯叙桥 ， 孙海娟 ， 徐方旭 ，3， 何晓慧 ， 程 蕾

（1.沈阳农业大学 食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.渤海大学 食品科学研究院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁 锦州 121013；3.辽宁省食品质量与安全学会，辽宁 沈阳 110866）

芒果（Mangifera indica L.）是著名的热带水果之一，其果实维生素A含量远高于其他水果，维生素B1、B2和维生素C含量也高于柑橘、菠萝等热带水果，且含有人体所必需的Ca、P、K、Se等多种微量元素，因此被誉为 “热带果王”。然而，芒果是典型的呼吸跃变型果实，采后易发生变黄、变软等现象，不利于贮运及加工，直接影响其食用价值和商品价值[1]。芒果的贮藏保鲜，主要以物理法和化学法为主[2]，但都不能完全满足生产实际的要求。物理保鲜法中较先进的为气调贮藏，但存在投资大、设备要求高，技术上也较难控制等不足；而化学保鲜法虽然操作简单、效果较好，但是一些残留的药剂不适于可食性果蔬的处理[3-4]，因而寻求一种安全、高效的贮藏保鲜方法对芒果的采后贮藏保鲜尤为重要。

1-MCP（1-methylcyclopropene，1-甲基环丙烯）是近年来发现的一种高效、无残留的乙烯效应抑制剂[5]，可与细胞膜上的乙烯受体结合，抑制乙烯受体复合物的形成，阻断乙烯所诱导的信号传导[6]。研究表明，1-MCP能有效地抑制跃变型果实的后熟，并且在一定的浓度范围内不会对果实产生毒害作用[7-8]。 目前 1-MCP 已用于延缓香蕉[9]、苹果[10]、梨[11]、猕猴桃[12]、番茄[13]等呼吸跃变型果实后熟的贮藏保鲜研究中。近年发现一些1-MCP的结构相似物，也有类似于1-MCP的作用，并被应用于抑制乙烯效应反应的研究中[14-16]。Feng等[14]研究发现 1-ECP（1-ethylcyclopropene，1-已基环丙烯） 和 1-PCP （1-propylcycloprpene，1-丙基环丙烯）处理均能抑制鳄梨和番茄的乙烯生物合成。Apelbaum等[15]研究了1-MCP及其8种相似物对鳄梨乙烯反应的影响，结果表明这8种1-MCP结构相似物同样能够抑制乙烯效应。程顺昌等[16]对寒富苹果的研究结果显示，1-MCP 和 1-PentCP （1-pentylcyclopropene，1-戊基环丙烯）处理可以抑制寒富苹果的生理代谢，保持果实品质和降低膜脂伤害程度。这些研究报道都为寻求可能应用于农业生产实际的新型乙烯效应抑制剂提供了切实的依据。1-OCP是具有8个碳原子支链的环丙烯类化合物，也是与1-MCP分子量差异较大的一种结构类似物。研究发现，1-OCP与1-MCP都能够抑制鳄梨[15]、苹果[16]、番茄[17]果实贮藏期间乙烯的释放量、保持果实硬度及其他贮藏品质。而1-OCP作为一种新型的乙烯效应抑制剂在芒果的贮藏保鲜研究中还未见报道，且1-OCP对芒果的保鲜效果是否与1-MCP一致或者优于1-MCP等都值得研究。

1-MCP处理效果与温度有关，在低温条件下，1-MCP与受体结合减少，这可能与低温下膜上乙烯受体蛋白构象发生改变有关[18]。高温条件下1-MCP可能会更好地接近乙烯结合位点并与其结合[19]。但是，在低温下如果加大1-MCP的浓度也能够起到常温下的效果[20]。目前世界上商品化贮藏芒果的主要手段仍然是低温贮藏，低温贮藏不仅可以抑制果实的呼吸作用和乙烯的产生，而且也可以抑制病原菌的繁殖。而在室温贮藏条件下，芒果采后6～7 d便达到可食成熟度，且随着果实的后熟，果实逐渐发病并出现严重腐烂。因此研究1-MCP和1-OCP处理在低温贮藏条件下的保鲜效果，对提高目前最广泛采用的冷库保鲜的效率有重要意义。

本试验以“贵妃”芒果为试材，以1-MCP处理为对照，研究不同浓度的1-OCP处理对芒果果实低温贮藏期间品质变化的影响，为寻求更有效的乙烯效应抑制剂提供理论参考，并为今后芒果果实的贮藏保鲜方法提供更多可能的选择。

1 材料与方法

1.1 试剂和仪器

1-MCP粉剂，由中国农科院果树研究所提供（质量分数为3.4%）。1-OCP的合成主要参照Al Dulayymi[21-22]的方法，在沈阳农业大学食品学院实验室合成（质量分数为30%，液体），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。

CXH-3010D红外线CO2分析仪，北京市华云分析仪器研究所有限公司产品；CR-21G型离心机，日立工机株式会社产品；RE-52AA型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品；SHP-2500型低温生化培养箱，上海精宏实验设备有限公司产品；GY-1型硬度计，东莞市塘厦精工仪器厂产品；AP-01P型真空泵，天津奥特塞恩斯仪器有限公司产品；UV-2000型紫外分光光度计，上海尤尼克仪器有限公司产品；FA2004型电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司产品；HH-4型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司产品。

1.2 材料与处理

试验用“贵妃”芒果，采自海南省并立即运回沈阳农业大学食品学院实验室。剔除残次、病虫害及机械损伤的果实后，挑选质量、大小、颜色均一，成熟度为八成熟的果实，并剪留0.5 cm的果柄为实验材料，待进一步处理。

将挑选出的果实随机分为7组，每组36个果，分别放入塑料帐（50 cm×50 cm×50 cm）内，并在室温条件下密闭进行以下处理。

1）1-MCP处理:分别称取一定量的1-MCP溶于蒸馏水中，置于3个塑料帐内，使1-MCP的释放体积分数分别为1，5，50 μL/L，迅速封闭塑料帐。

2）1-OCP处理:分别取一定体积1-OCP的乙醚溶液滴于滤纸上，置于3个塑料帐内，使1-OCP的释放体积分数分别为1，5，50 μL/L，迅速封闭塑料帐。

3）对照:果实不采用任何处理，密封于塑料帐内。

各处理在常温（20±1）℃下密封20 h后，装入0.02 mm的PE果蔬专用保鲜袋（国家农产品保鲜工程研究中心生产）中，于低温 （4±1）℃，RH 85%～90%条件下贮藏，定期测定相关理化指标。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 呼吸强度的测定 采用CXH-3010D红外线CO2分析仪进行测定。

1.3.2 失重率的测定 以最初果实质量（m0）与每次测定果实质量（m1）之差占最初果实质量的百分比表示。

1.3.3 可溶性固形物测定 采用WYT-1型 （上海精密仪器仪表公司生产）手持折光仪测定。

1.3.4 硬度的测定 采用便携式果实硬度计 （FT-327，Fruit TestTM 意大利）测其中部（去皮）硬度，每个果实测3次，取其平均值。

1.3.5 可滴定酸含量测定 参照宁正祥[23]的方法，采用酸碱滴定法测定。

1.3.6 PPO活性测定 PPO（polyphenol oxidase，EC 1.10.3.2，多酚氧化酶）活性测定，参照曹建康[24]邻苯二酚比色法。

1.3.7 POD活 性 的 测 定 POD（peroxidase，EC 1.11.1.7，过氧化物酶）活性测定，参照朱广廉[25]愈创木酚比色法。

1.3.8 MDA含量的测定 MDA（malondialdehyde，丙二醛）含量测定，参照李合生[26]硫代巴比妥酸法。

1.4 统计分析

采用 Excel进行数据计算和作图，采用SPSS“one-way ANOVA”进行差异显著性分析。p＜0.05表示差异显著，p＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 1-OCP对呼吸强度的影响及比较

芒果是典型的呼吸跃变型果实，采后有明显的呼吸跃变峰。对照果实在贮藏初期呼吸旺盛，并在贮藏第6天达到呼吸最大值，而不同体积分数1-OCP和1-MCP处理果实的呼吸强度均得到了不同程度抑制，呼吸高峰也得到了推迟（图1）。5 μL/L 1-OCP与1 μL/L 1-MCP处理果实在采后第9天达到呼吸最大值，即较未处理果实的呼吸峰值推迟了3 d。 而 1 μL/L 和 50 μL/L 1-OCP 处理的果实与5 μL/L和50 μL/L 1-MCP处理的果实的呼吸峰值均出现在第12天，较未处理果实的呼吸峰值延迟了6 d。此外，至贮藏结束时，对照果实已经呈现完熟状态，其呼吸强度最低，而各处理果实仍维持较高的呼吸强度，即各处理果实的品质相对较好，亦说明低温贮藏可以减弱呼吸强度，从而延长贮藏时间。

2.2 1-OCP对失重率的影响及比较

随着芒果贮藏期的延长，机体的代谢消耗不断增加，致使果实质量不断下降。在整个贮藏过程中，未处理果实的失重率增加较快，至贮藏末期，失重率已达2.3%，而各处理果实的质量损失均得到了不同程度的抑制。由图2可知，随着贮藏时间的推进，不同体积分数1-OCP处理果实的失重率呈现不同程度的增加，至贮藏结束时各处理间差异不显著。相比较 1-OCP 处理果实，5 μL/L 和 50 μL/L 1-MCP处理果实均维持较低的失重率，即在贮藏过程中，果实的质量损失较1 μL/L 1-MCP处理的要少，且5 μL/L 1-MCP处理的果实效果较佳。

图1 1-OCP对芒果呼吸强度的影响Fig.1 Effect of treatment with 1-OCP on respiration intensity of mango fruit

图2 1-OCP对芒果失重率的影响及比较Fig.2 Effect of treatment with 1-OCP on weight-loss rate of mango fruit

2.3 1-OCP对果实可溶性固形物的影响及比较

可溶性固形物含量的变化直接影响着果实的口感和风味，同时也反映果实的衰老过程[27]。从图3可以看出，随着贮藏时间的延长，1-OCP和1-MCP处理果实的可溶性固形物含量不断增加，但是均较未处理果实增加缓慢，即各处理果实的可溶性固形物含量的增加均得到了不同程度的抑制。在贮藏前期，5 μL/L 和 50 μL/L1-MCP 处理果实的可溶性固形物含量显著低于未处理果实，且至贮藏末期，1-MCP处理果实可溶性固形物增加缓慢。在整个贮藏过程中，50 μL/L 1-OCP处理果实的可溶性固形物始终低于其他体积分数处理的果实。

图3 1-OCP对芒果可溶性固形物的影响及比较Fig.3 Effect of treatment with 1-OCP on SSC content of mango fruit

2.4 1-OCP对硬度的影响及比较

芒果果实的软化伴随着其衰老程度的加深而不断增加。芒果在采后贮藏过程中，由于淀粉酶的催化，淀粉被水解并转化为可溶性糖，从而引起细胞膨胀力的下降，导致了果实软化[28]。由图4可知，在整个贮藏过程中，对照和处理的芒果果实硬度均呈下降趋势，且对照果实硬度下降得较快，其次是50 μL/L 1-OCP或1-MCP处理的果实， 而1 μL/L 1-OCP处理果实与5 μL/L 1-MCP处理果实的硬度均略高于其他处理。在贮藏末期各处理果实与对照相比，均维持了较高的硬度。

图4 1-OCP对芒果硬度的影响Fig.4 Effect of treatment with 1-OCP on firmness of mango fruit

2.5 1-OCP对可滴定酸的影响及比较

果实可滴定酸含量变化反映了果实成熟过程中风味的变化。如图5所示，芒果果实可滴定酸含量在贮藏过程中总体呈下降趋势，且对照果实可滴定酸含量下降较处理果实显著（p＜0.05）。1-OCP处理果实的可滴定酸含量下降缓慢，且在整个贮藏过程中各浓度处理间差异不明显。1-MCP处理的果实在贮藏前期各体积分数处理间差异不明显，至贮藏后期，50 μL/L 1-MCP处理果实的可滴定酸含量较高，即果实风味较其他处理果实为佳。

2.6 1-OCP对PPO活性的影响及比较

不同体积分数1-OCP处理对芒果PPO活性的影响与1-MCP处理果实的变化趋势相同，即先上升后下降 （图 6）。 5 μL/L 1-OCP处理果实与 1 μL/L 1-MCP处理果实的PPO活性均在第12天达到活性高峰，较未处理果实推迟了3 d，而1 μL/L和50 μL/L 1-OCP处理果实的PPO活性高峰出现在第15天，与 5 μL/L和 50 μL/L 1-MCP处理的果实一样，较未处理果实的PPO活性高峰推迟了6 d。PPO活性的高低与果蔬组织的褐变程度有关，但在整个贮藏过程中，50 μL/L 1-MCP处理的果实始终维持较低的PPO活性，因而降低了芒果果实贮藏期间褐变的发生。

图5 1-OCP对芒果可滴定酸的影响及比较Fig.5 Effect of treatment with 1-OCP on titratable acid content of mango fruit

图6 1-OCP对芒果PPO活性的影响及比较Fig.6 Effect of treatment with 1-OCP on PPO activity of mango fruit

2.7 1-OCP对POD活性的影响及比较

对照和处理果实POD活性变化如图7所示，即呈现先下降后上升再下降的变化趋势。其中5 μL/L 1-OCP和1 μL/L 1-MCP处理果实与未处理果实的POD活性均在第12天达到最高，但5 μL/L 1-OCP和1 μL/L 1-MCP处理果实的活性峰值明显低于未处理果实（p＜0.05）。而其他体积分数1-OCP和1-MCP处理果实均在第15天达到POD活性高峰，较5 μL/L 1-OCP和1 μL/L 1-MCP处理果实延迟了3 d。POD活性的变化常用来作为果实后熟和衰老的一种指标，且抑制该酶的活性可抑制果实的衰老过程[29]。在达到贮藏后期之前，处理果实的POD活性始终低于对照果实，因此可以较好地延缓芒果果实衰老的进程，从而延长了贮藏时间。

图7 1-OCP对芒果POD活性的影响及比较Fig.7 Effect of treatment with 1-OCP on POD activity of mango fruit

2.8 1-OCP对MDA含量的影响及比较

MDA是植物器官衰老或在逆境下受伤害其组织或器官膜脂质发生过氧化而产生的，其含量与植物衰老和逆境伤害有密切关系[30]。由图8可知，1-OCP处理果实的MDA含量变化与1-MCP处理果实相似，均呈上升趋势，且均较对照果实上升得缓慢。在整个贮藏过程中，1 μL/L 1-OCP和1-MCP处理果实的MDA含量上升较其他处理果实快。至贮藏后期，5 μL/L 1-OCP和1-MCP处理果实仍然维持较低的MDA含量，且5 μL/L1-OCP较5 μL/L 1-MCP处理效果佳。

图8 1-OCP对芒果MDA含量的影响及比较Fig.8 Effect of treatment with 1-OCP on MDA content of mango fruit

3 讨论

芒果是典型的呼吸跃变型果实，具有明显的呼吸跃变峰。1-MCP和1-OCP是分别具有1、8个碳原子支链的环丙烯类乙烯效应抑制剂，能够通过抑制乙烯与受体的结合而影响乙烯效应的发挥。试验结果表明，不同浓度1-OCP和1-MCP处理均能有效延缓芒果果实呼吸高峰的出现，抑制芒果果实软化进程及贮藏期间质量的损失，从而延缓了果实的后熟衰老。同时，1-OCP和1-MCP处理果实的可溶性固形物含量的增加以及可滴定酸含量的降低都得到了不同程度的抑制，因而较好地保持了芒果果实的风味。芒果果实采后生理生化的变化过程也与酶活性变化息息相关，PPO和POD与植物的成熟衰老密切相关。通常认为果实衰老时，POD活性上升，加速与衰老有关的氧化反应，而PPO则被认为与果实采后褐变有关[23]。MDA是膜脂过氧化的重要产物，通常把MDA含量的增加看做是果实衰老的标志之一[31]。试验结果表明，1-OCP和1-MCP处理均能不同程度地抑制果实PPO（图6）和POD（图7）活性，延迟其活性峰值的出现，与此同时还抑制了与衰老有关的氧化反应及MDA含量的积累（图8），从而延缓了芒果果实的衰老，保持了较好的贮藏效果。

冷库温度是影响果蔬贮藏保鲜的重要因素之一。通常认为低温贮藏可以抑制果蔬采后的呼吸作用和内源乙烯的释放，有利于保持果蔬生理代谢及营养物质的相对稳定[32]。相关研究结果显示，低温贮藏有利于延缓红芒6号芒果果实色泽的转变和软化后熟的进程[33]，这与对猕猴桃[34]、火龙果[35]方面的研究结果一致。本试验的贮藏（（4±1）℃，RH 85%～90%）过程中，处理果实仅在贮藏末期出现不同程度的冷害症状，这可能是由于1-MCP和1-OCP的作用浓度减弱所致。因此，在研究降低贮藏温度有利于提高芒果果实贮藏品质的同时，还应该着重于提高果实抗冷害能力方法的研究，以减少果蔬低温贮藏期间冷害的发生。

4 结语

本实验结果显示，在冷藏条件下，不同体积分数1-MCP和1-OCP处理对芒果果实贮藏保鲜效果均较对照果实佳，且50 μL/L1-OCP和5 μL/L 1-MCP处理在保持“贵妃”芒果果实贮藏品质方面要优于其他处理体积分数，但5 μL/L 1-MCP处理比50 μL/L 1-OCP处理效果佳。这可能是由于1-OCP支链较长，作用效果不明显，因而对芒果果实贮藏品质的保持要逊色于1-MCP处理。付琳[17]等人也比较了1-MCP、1-PentCP和1-OCP处理对绿熟期番茄常温贮藏的影响，结果表明，3种乙烯效应抑制剂中，1-MCP、1-PentCP和1-OCP处理随其支链长度的增加，抑制后熟衰老的效果依次降低。此外，Feng等[14，36]比较了不同浓度的 1-MCP、1-ECP 和 1-PCP对鳄梨和番茄的作用，结果表明抑制剂效应与其分子大小和结构有很大的关系，而且对于跃变型果实在乙烯产生之前处理才能获得较好的抑制效果。本实验结果显示，在冷藏条件下，50 μL/L 1-OCP和5 μL/L 1-MCP处理果实保持了较好的贮藏品质。然而，不同相对分子质量的1-MCP和1-OCP对芒果果实乙烯受体基因表达调控的机制，尚需做更进一步的研究。

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