1-MCP处理结合冰温贮藏对磨盘柿果实软化衰老的影响

魏宝东，梁 冰，张 鹏，李江阔,*，陈绍慧

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）

1-MCP处理结合冰温贮藏对磨盘柿果实软化衰老的影响

魏宝东1，梁 冰1，张 鹏2，李江阔2,*，陈绍慧2

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）

目的：探讨冷藏、冰温贮藏、1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）处理结合冰温贮藏对采后柿果硬度和软化相关物质代谢的影响。结果：与冷藏处理相比，冰温贮藏有效抑制了乙烯生成，抑制了多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）、淀粉酶活性的增加，抑制了可溶性果胶含量的升高，延缓了果肉硬度的降低，而1-MCP处理结合冰温贮藏对柿果实硬度的保持、抑制PG、Cx、淀粉酶活性升高的作用好于冰温单一贮藏，因此，1-MCP处理结合冰温贮藏是保持柿果实硬度较为适宜的贮藏方法。

磨盘柿；1-甲基环丙烯；冰温贮藏；硬度；软化

磨盘柿（Diospyros kaki Thunb. cv. Mopanshi）是我国北方的主栽品种，是北京、河北主要经济型特色水果，果大汁多，鲜食品质极优，无裂果和褐斑，抗寒抗旱性强。磨盘柿属于呼吸跃变型水果，其成熟软化与乙烯密切相关[1]。磨盘柿低温贮藏时容易产生褐心，高温条件下又容易腐烂，保鲜时间短，严重影响果农的利益。冰温贮藏是将果蔬贮藏在0 ℃以下至接近冰点的温度范围内，属于非冻结保存，是继冷藏、气调贮藏后的第三代保鲜技术[2]；近年来，科研人员利用1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）对呼吸跃变型果品贮藏保鲜作了大量研究，研究[3-7]表明，1-MCP可以有效的延缓果蔬的成熟与衰老，避免了过早成熟及提前进入衰老，对果实采后的营养成分、风味物质、硬度保持和减轻病害均有一定作用，与传统的保鲜技术相比，可以说是果蔬 贮藏保鲜领域的一项革命性突破[8]。本实验通过冰温贮藏、1-MCP处理结合冰温贮藏手段，探讨对柿果实采后硬度和软化相关物质代谢的影响，延长柿果实贮藏期，保持柿果实品质。

1 材料与方法

1.1 材料

磨盘柿：采摘于北京平谷，选取表面70%以上为橙黄色，底部为黄绿色，无病、虫、伤的果实。

1.2 仪器与设备

BW-120冰温保鲜库、普通冷库 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）；TU-1810系列紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；3-30K高速离心机 德国Sigma实验室离心机公司；Check point便携式气体成分测定仪 丹麦PBI Dansensor公司；TA.XT.Plus物性测定仪 英国Stable Micro Systems公司；2010气相色谱仪、AUW220D电子分析天平 日本岛津公司；SHZ-88台式水浴恒温振荡器 江苏太仓市实验设备厂。

1.3 方法

1.3.1 果实1-MCP处理及冰温贮藏

果实采收后24 h内运回实验室，置阴凉处预冷后分别进行如下处理：1）对照（CK）组：不做任何处理，直接将经过预冷果实放入微孔袋中（封口）置于普通冷藏条件（（0.0±0.5） ℃）贮藏；2）冰温组：将经预冷的果实放入微孔袋置于冰温条件下（-0.5～-0.2 ℃）贮藏；3）1-MCP结合冰温组：供试磨盘采收24 h内用1.0 μL/L 1-MCP在闭容帐内熏蒸24 h，然后通风将果实放入微孔袋置于冰温条件下（-0.5～-0.2℃）贮藏。

每个处理设3 次重复，每次重复用果10 kg，分别于冷藏0、15、45、75 d取样，以及75 d后出库常温货架（18～20 ℃）第3天取样进行理化指标测定。

1.3.2 指标测定

呼吸强度：采用静置法，用红外线CO2分析仪测定，单位为mg CO2/（kg·h）；乙烯释放量：采用岛津2010型气相色谱仪程序升温法测定[9]，单位为μL/（kg·h）。

果实硬度：采用英国产TA.XT.PLus物性测定仪测定，每次取6 个果在胴部去皮测定，单果重复2 次，取每次测量的最大值，最后取其平均值。测试深度为10 mm，P/2柱头（Ø=2 mm），测试速率为2 mm/s。

多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）活性：参考Lohani等[10]的方法测定，酶活力用生成的半乳糖醛酸量表示，单位为μmol/（g·h）；纤维素酶（cellulase，Cx）活性：参考Chin等[11]的方法测定，酶活力用生成的葡萄糖量表示，单位为mg/（g·h）；淀粉酶活性：参考李雯等[12]的方法测定，酶活力用生成的麦芽糖量表示，单位为mg/（g·h）；可溶性果胶含量：采用硫酸-咔唑比色法[13]测定，略有改动。

1.4 数据处理

测定各项指标化学数据并计算整理后采用Excel软件分析，采用Origin 8.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对柿果实呼吸强度的影响

图1 不同处理对柿果实呼吸强度的影响Fig.1 Effects of different treatments on respiration rate of persimmon fruits

从图1可以看出，在整个贮藏过程中，柿果的呼吸强度整体呈上升趋势，在45 d过后增长迅速。冰温组及1-MCP结合冰温组与冷藏组相比，在15 d和45 d极显著抑制了呼吸强度的增长（P＜0.01），在75 d时也达到了显著水平（P＜0.05），在货架期时，与对照组区别不大（P＞0.05），两者之间差异不显著（P＞0.05）。可见，冰温和1-MCP结合冰温处理在贮藏过程中前期明显抑制了柿果实的呼吸强度的增长，到了贮藏后期，对呼吸强度的作用已不大。

2.2 不同处理对柿果实乙烯释放速率的影响

从图2可以看出，贮藏过程中，乙烯释放速率呈现上升趋势，15 d时，3 组处理无显著差异（P＞0.05）。45 d之后乙烯释放速率上升较快，1-MCP结合冰温组柿果乙烯释放速率显著低于冷藏组（P＜0.05）；冰温组与冷藏组则无显著差异（P＞0.05）。75 d时，1-MCP结合冰温组乙烯释放速率显著低于冰温组（P＜0.05），冰温组乙烯释放速率显著低于冷藏组（P＜0.05）。货架3 d时，1-MCP结合冰温组乙烯释放速率显著低于冰温组（P＜0.05），冰温组和冷藏组则无明显差异（P＞0.05）。

2.3 不同处理对柿果实硬度的影响

图3 不同处理对柿果硬度的影响Fig.3 Effects of different treatments on flesh firmness of persimmon fruits

从图3可以看出，处理和对照柿果的硬度均随着贮期的延长而下降，在15～75 d时下降较快，75 d出库后变化平缓。1-MCP结合冰温组在15 d时硬度显著高于冷藏组（P＜0.05），而冰温组与冷藏组差异不显著（P＞0.05）。45 d时，冰温组与1-MCP结合冰温组的硬度极显著高于冷藏组（P＜0.01），两者之间差异不显著（P＞0.05）。到75 d、货架3 d时，1-MCP结合冰温组硬度值极显著高于冰温组（P＜0.01），冰温组极显著高于冷藏组（P＜0.01）。结果表明，冰温贮藏和1-MCP结合冰温贮藏均可以显著抑制柿果的软化，保持果实硬度，贮藏后期，1-MCP结合冰温贮藏可显著提高冰温处理对硬度降低的抑制作用。

2.4 不同处理对柿果实PG活性的影响

图4 不同处理对柿果PG活力的影响Fig.4 Effect of different treatments on PG activity of persimmon fruits

果实细胞壁中的PG与果实软化有关。从图4可以看出，在贮藏期PG活性呈现先上升后下降的趋势。冷藏组从0 d起开始迅速上升，到15 d时出现最大值，随后缓慢降低，45 d时迅速降低，75 d时降至最小值，货架3 d时又有所升高。15 d时，1-MCP结合冰温组PG活性极显著低于冰温组（P＜0.01），冰温组PG活性极显著低于冷藏组（P＜0.01）。45 d时，1-MCP结合冰温组PG活性显著低于冰温组和冷藏组（P＜0.05），冰温组和冷藏组之间差异不显著（P＞0.05）。75 d和货架3 d，3 组差异不显著（P＞0.05）。可见，冰温贮藏期中前期明显抑制了PG活性的升高，而1-MCP结合冰温贮藏在中前期的抑制作用更显著。

2.5 不同处理对柿果实Cx活性的影响

图5 不同处理对柿果Cx活力的影响Fig.5 Effect of different treatments on Cx activity of persimmon fruits

Cx可以水解柿果的纤维组织从而引起柿果软化。从图5可以看出，冷藏贮藏的柿果的Cx活性先上升后下降，在15 d和75 d时，出现两个活性高峰；冰温组仅在45 d时出现一个酶活性高峰，且峰值明显低于冷藏组；1-MCP结合冰温组也仅在45 d时出现一个酶活性高峰，且峰值低于冷藏组和冰温组。结果表明，冰温贮藏能显著抑制Cx活性的升高（P＜0.05），并且能降低峰值，1-MCP结合冰温贮藏能显著促进冰温条件下对Cx活性升高的抑制（P＜0.05）。

2.6 不同处理对柿果实淀粉酶活性的影响

图6 不同处理对柿果淀粉酶活力的影响Fig.6 Effect of different treatments on amylase activity of persimmon fruits

淀粉酶通过将柿果的淀粉分解为小分子物质而影响柿果的软化。从图6可以看出，处理和对照柿果的淀粉酶活性均呈先上升后下降的趋势，在15 d时开始迅速上升，到45 d时出现峰值，然后迅速下降。冰温组和1-MCP结合冰温组在15 d和45 d时均显著降低了酶活力（P＜0.05），在75 d时极显著降低酶活力（P＜0.01），但在货架期3 d时，两者与冷藏组无明显差异（P＞0.05）。整个贮藏过程中，冰温组和1-MCP结合冰温组两者差异不显著（P＞0.05）。可见，冰温和1-MCP结合冰温贮藏在贮藏中期对淀粉酶活性有显著的抑制作用。

2.7 不同处理对柿果实可溶性果胶含量的影响

图7 不同处理对柿果可溶性果胶含量的影响Fig.7 Effect of different treatments on WSP content of persimmon fruits

在柿果贮藏过程中，相关酶将原果胶水解为可溶性果胶，致使可溶性果胶含量不断增加，从而促进果实的软化。从图7可以看出，处理和对照柿果可溶性果胶含量整体呈现上升趋势。在15 d和45 d时，冰温组和1-MCP结合冰温组可溶性果胶含量显著低于冷藏组（P＜0.05），冰温组和1-MCP结合冰温组之间差异不显著（P＞0.05），45 d后，可溶性果胶含量迅速上升，75 d时，冰温组和1-MCP结合冰温组可溶性果胶含量显著低于冷藏组（P＜0.05），冰温组和1-MCP结合冰温组之间差异不显著（P＞0.05）。由此可见，冰温贮藏和1-MCP结合冰温贮藏均能够比冷藏显著降低可溶性果胶的含量，但是两者间差异不显著。

3 讨论与结论

果实成熟软化不仅和乙烯的释放联系紧密，而且和细胞壁物质果胶降解及水解酶密切相关。在柿果贮藏过程中，乙烯释放速率和呼吸速率迅速上升，贮藏品质迅速下降。细胞中各种天然高分子物质及其复合物以空间网状结构存在，使H2O分子的移动和接近受到一定阻碍而产生冻结回避。因此，果蔬在0 ℃与冻结点之间的狭小温度带内仍能保持细胞活性，降低果蔬采后的呼吸强度，提高果蔬品质，减少果蔬营养成分流失，有效抑制有害微生物的活动，延长其保鲜期。1-MCP作为乙烯受体作用抑制剂，与果蔬组织中的乙烯受体发生不可逆的结合，从而阻断乙烯与其受体的结合，抑制了乙烯所诱导的与成熟衰老相关的一系列生理生化反应，以控制与果实成熟衰老相关的物质降解过程[14-15]。实验表明冰温贮藏和1-MCP结合冰温贮藏两组柿果乙烯释放速率明显低于冷藏组，有效降低了乙烯释放速率，延缓了果实硬度的下降，1-MCP结合冰温组硬度则显著高于冰温贮藏组硬度。

PG作用于植物细胞壁和胞间层的果胶，它对果胶的水解作用又能使其他细胞壁水解酶的活性升高[16]。吴明江等[17]对苹果成熟软化研究中发现，起主要作用的是PG，果实硬度的下降和PG活性呈现负相关。柿果当中的PG在软化过程中的作用存在争议，在一些研究中表明柿的软化与PG的活性密切相关[18-19]，而另一些研究发现，在柿的果胶大量降解时，PG活性却未检出[20]。本实验中，随着乙烯释放速率的上升，PG活性也迅速升高，可溶性果胶含量迅速积累，可见PG活性的增加与果实的软化进程一致。本实验中，冰温贮藏能够显著抑制PG活性的升高，从而降低可溶性果胶含量的升高，抑制柿果的软化，此外1-MCP能够促进冰温贮藏中前期对PG活性升高的抑制。

果实的软化除了与PG活性有关之外，还与Cx活性有关。纤维素是细胞壁的骨架物质，在鳄梨和草莓果实软化过程中，Cx活性增加，纤维素降解，形成微纤丝，并导致细胞壁的膨胀疏松[21]。赵博等[22]研究表明，纤维素酶可能引起纤维素和难溶的半纤维素向易溶的半纤维素转化，从而导致了柿果实硬度的下降。实验表明，在柿果贮藏过程中，Cx活性逐渐升高，纤维素降解加快，果实迅速软化，冰温贮藏和1-MCP结合冰温贮藏能够延缓Cx活性的升高，减少纤维素降解，延缓果实软化，1-MCP结合冰温贮藏能显著促进冰温条件下对Cx活性升高的抑制。

在果实软化前期，当淀粉被淀粉酶水解为可溶性糖后，对细胞的支撑作用下降，导致果肉软化[23]。胡留申等[24]对桃研究表明，果实硬度下降主要是淀粉酶活性升高导致淀粉水解所致。林河通等[25]对黄花梨的研究表明，果实采后5 d内果肉软化，主要是由淀粉酶活性的快速上升进而催化淀粉的快速水解造成的。王英超等[26]研究表明，随着柿果硬度的降低，α-淀粉酶的活性逐渐增大。实验表明，在柿果贮藏过程中，淀粉酶活性先上升，然后迅速下降，果实硬度下降，冰温贮藏和1-MCP结合冰温贮藏能降低淀粉酶活性的升高，延缓果实软化。

果蔬贮藏环境温度波动的大小直接影响其商品品质，普通冷藏库内的温度呈锯齿波动，是造成果蔬品质下降的主要原因。冰温保鲜技术是使果蔬在贮藏环境中温度接近其冰点温度，而且温度波动幅度小，贮藏环境的温度几乎呈直线型的变化趋势，抑制硬度的下降，延缓了果实软化，有效保证了所贮藏产品的品质。

在柿果采后贮藏过程中，冰温贮藏与冷藏处理相比，有效抑制了乙烯生成，抑制了PG、Cx、淀粉酶活性的增加，抑制了可溶性果胶含量的升高，延缓了果肉的硬度的降低，提高了柿果的贮藏品质；而1-MCP结合冰温贮藏可显著提高冰温贮藏在抑制果实硬度下降、抑制乙烯生成、抑制PG、Cx、淀粉酶活性升高方面的作用，由此可见，1-MCP结合冰温贮藏是较适宜处理方式，下一步可从分子生物学水平上对冰温结合1-MCP抗乙烯积累、抗软化机制方面进一步研究。

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Effect of 1-MCP Treatment Combined with Controlled Freezing Point Storage on Fruit Softening and Senescent of Mopan Persimmon

WEI Bao-dong1, LIANG Bing1, ZHANG Peng2, LI Jiang-kuo2,*, CHEN Shao-hui2
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. 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)

This research was designed to discover the comparative effects of cold storage as well as controlled freezing point storage (CFPS) alone and combined with 1-methylcyclopropene (1-MCP) treatment on fruit firmness and metabolites related to fruit softening in Mopan persimmon. Results showed that in comparison with cold storage, CFPS not only effectively reduced ethene production and delayed the los ses of fruit firmness, but also significantly inhibited the activities of polygalacturonase (PG), cellulase (Cx) and amylase, suppressed the increase in water soluble pectin (WSP) and delayed softening. 1-MCP in combination with CFPS was more effective than single CFPS in maintaining the firmness, and inhibiting the activities of PG, Cx and amylase, providing a more suitable way to maintain the firmness of Mopan persimmon.

Mopan persimmon; 1-methylcyclopropene (1-MCP); controlled freezing point storage; firmness; softening

TS255.3

A

1002-6630（2014）10-0236-05

10.7506/spkx1002-6630-201410044

2013-08-17

“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD38B01）；天津市自然科学基金项目（11JCYBJC08500）

魏宝东（1969—），男，副教授，博士，研究方向为食品制造与冷藏。E-mail：bdwei2003@yahoo.com

*通信作者：李江阔（1974—），男，副研究员，博士，研究方向为农产品安全与果蔬贮运保鲜新技术。Email：lijkuo@sina.com