1-甲基环丙烯对岳冠苹果采后生理及抗氧化酶活性的影响

张佰清，姜海峰，魏宝东，周爽，郝义，郭丹，韩英群（.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳0866；.辽宁省果树科学研究所，辽宁营口5009）



1-甲基环丙烯对岳冠苹果采后生理及抗氧化酶活性的影响

张佰清1，姜海峰1，魏宝东1，周爽1，郝义2，*，郭丹2，韩英群2
（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866；2.辽宁省果树科学研究所，辽宁营口115009）

摘要：以优新品种“岳冠”苹果为试材，用不同浓度的1-甲基环丙烯（1-methylecyclopropene，1-MCP）处理采后果实，并用0.04mm保鲜袋包装，低温（0±1）℃环境下贮藏，探究1-MCP处理对‘岳冠’苹果采后生理变化和抗氧化酶活性的影响。结果表明：与对照相比，1-MCP处理有效降低了呼吸强度和乙烯释放率，其中1.0、1.5和2.0μL/L1-MCP处理的果实呼吸高峰和乙烯峰均延迟了15d出现，1-MCP还增加了脯氨酸的积累，贮藏120d时，处理组分别是对照的1.10、1.53、1.39倍和1.36倍，同时，1-MCP抑制了细胞膜相对电导率的升高，在贮藏后期，维持了果实较高的抗氧化酶（过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶）的活性，后3个处理活性高峰比对照分别晚15、15、30d出现，从而延缓了果实衰老，综合各指标分析得出，用1.0μL/L的1-MCP处理岳冠苹果，其贮藏效果最好。

关键词：岳冠苹果；1-甲基环丙烯；贮藏；生理；酶活性

“岳冠”苹果是辽宁省果树科学研究所于1996年用“寒富”和“岳帅”人工杂交选育而成的晚熟新品种苹果，品质好，产量高，连续结果能力较强，抗寒性强，耐贮藏。目前，其母本寒富苹果和父本岳帅苹果已在辽宁地区被大面积种植，与其相关的贮藏保鲜技术研究也有报道[1-3]，但新品种“岳冠”苹果的贮藏保鲜技术研究鲜见详细报道。目前，国内外关于1-MCP对苹果贮藏保鲜效果的报道较多[4-9]，有研究[10-12]已表明，1-甲基环丙烯（1-methylecyclopropene，1-MCP）能够抑制乙烯的合成，并阻碍乙烯所诱导的各种生理反应，延长果实贮藏期，从而起到保鲜作用。但由于不同品种苹果特性的差异，1-MCP作用的效果也会有所不同，“岳冠”苹果作为新品种出现，1-MCP对其贮藏保鲜方面的研究报道尚未出现，项目组对其进行贮藏保鲜综合技术研究试验，采用1-MCP对新品种“岳冠”苹果进行处理，在0.04 mm保鲜袋包装和低温（0±1）℃贮藏的条件下，探究1-MCP对“岳冠”果实采后的生理变化及抗氧化酶活性的影响。从而解决制约新品种苹果推广和未来发展的问题，为顺利推广新品种“岳冠”苹果，促进“岳冠”苹果产业的发展，以及更好地贮藏“岳冠”果实，延长其贮藏期提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料

试验用“岳冠”苹果：采自辽宁省果树科学研究所苹果示范基地。

1-MCP果蔬保鲜剂：购于咸阳西秦生物科技有限公司。

保鲜袋：国家农产品保鲜工程研究中心生产的果蔬专用保鲜袋。

1.2处理方法

选择大小均匀，色泽基本一致，无病虫害的适熟期（成熟度8～9成）套袋栽培的果实，当天运回实验室，进行如下处理：随机分成5组，每组约15 kg苹果，分别装入相同厚度（0.04 mm）的保鲜袋中，并放于体积为0.05 m3的泡沫箱里，分别称取适量的1-MCP保鲜剂（布袋包装），放入任意4组装有苹果的保鲜袋中，用40℃左右的温水润湿布袋后迅速封口，使1-MCP的释放体积分数依次为0.5、1.0、1.5、2 μL/L，最后一组不做任何处理，直接封口做为对照，以上5组果实均在室温下密封24 h，之后敞口预冷24 h，结束后封口放在低温条件下（0±1）℃贮藏。每15 d测定一次以下指标。

1.3主要仪器设备与试剂

CP-3800气相色谱仪：美国瓦里安公司；Sigma 2-16PK台式高速冷冻离心机：北京兴达恒信科技有限公司；UV1101紫外可见分光光度计：成都贝斯达仪器有限公司；Check Point O2/CO2测定仪：PBI Dansensor公司；DDS-11A数显电导率仪：上海雷磁创益仪器仪表有限公司。

茚三酮、PVP（Japan分装）、核黄素（Genview分装）：北京鼎国昌盛生物技术有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠：天津市大茂化学试剂厂；磺基水杨酸：国药集团化学试剂有限公司；蛋氨酸：上海瑞永生物科技有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.4指标测定

1.4.1呼吸强度测定

参照程顺昌等[13]的方法，计算公式：

式中：c为CO2体积浓度变化差，%；v为玻璃容器密闭空间体积与试材的体积之差，L；t为测定时间，h；m为苹果的质量，kg。

1.4.2乙烯释放率测定参照程顺昌等[13]的方法，计算公式：

式中：c为气相色谱测定的样品气体中乙烯的含量，μL；v为玻璃容器密闭空间体积与试材的体积之差，L；t为测定时间，h；m为苹果的质量，kg。

1.4.3游离脯氨酸含量

参照曹建康等[14]的方法，单位μg/g。

1.4.4相对电导率测定

参照曹建康等[14]的方法，单位%。

1.4.5过氧化氢酶（catalase，CAT）活性

参照曹建康等[14]的方法，酶活性单位以0.01△OD240/min·g表示。

1.4.6过氧化物酶（peroxidase，POD）活性

参照曹建康等[14]的方法，酶活性单位以△OD470/min·g表示。

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

参照曹建康等[14]的方法测定，以每分钟果蔬组织（鲜重）的反应体系对氮蓝四唑（NBT）光化还原的抑制为50 %为一个SOD活性单位（U）表示。

1.5数据分析方法

数据采用Excel2003和SPSS17.0软件进行统计分析，并用Ducan多重比较法进行差异显著性分析。

2　结果与分析

2.11-MCP处理对冷藏岳冠苹果采后生理的影响2.1.1 1-MCP处理对果实呼吸强度的影响

不同浓度的1-MCP处理对岳冠果实呼吸强度的影响见图1。

图1　1-MCP处理对果实呼吸强度的影响Fig.1 Effects of 1-MCP treatments on respiration rate of Yueguan apples

由图1可知，各组果实的呼吸强度在整个贮藏期间呈先逐渐上升后迅速下降趋势，与对照（ck）相比，1-MCP处理的果实呼吸强度均低于ck，由此表明，1-MCP可以有效的抑制其呼吸强度，其中，1、1.5 μL/L和2 μL/L1-MCP处理的呼吸高峰均延迟15 d出现且峰值明显低于对照，在贮藏120 d时，1 μL/L1-MCP处理的呼吸强度显著低于其他组（p＜0.05）。因此认为1μL/L 1-MCP处理不仅延迟呼吸高峰出现，还更有效地抑制了呼吸强度。

2.1.21-MCP处理对果实乙烯释放率的影响

贮藏期间，乙烯释放率出现了峰值，不同浓度的1-MCP处理对果实乙烯释放率的影响见图2。

图2　1-MCP处理对果实乙烯释放率的影响Fig.2 Effects of 1-MCP treatments on the rate of ethylene production of Yueguan apples

由图2可知，各处理果实的乙烯释放率均呈先上升后下降的趋势，在贮藏第60 d时，对照（ck）和0.5 μL/L 1-MCP处理果实的乙烯峰出现，而后3个处理的乙烯峰推迟15 d出现，其中1 μL/L 1-MCP处理果实的乙烯释放率在贮藏期间明显低于其他处理，在贮藏120 d时，1-MCP处理的乙烯释放率依次为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苹果冷藏期间的乙烯释放率，延迟乙烯峰出现，处理效果最好。

2.1.31-MCP处理对果实脯氨酸含量的影响

随着贮藏时间的延长，果实脯氨酸含量总体呈上升趋势，不同浓度的1-MCP处理对其影响见图3。

图3　1-MCP处理对果实脯氨酸含量的影响Fig.3 Effects of 1-MCP treatments on the content of proline in Yueguan apples

由图3可知，脯氨酸含量随冷藏时间的延长而呈现上升趋势，贮藏前期各组果实之间脯氨酸含量差异不明显，贮藏15 d之后，对照和0.5 μL/L 1-MCP处理果实的脯氨酸含量快速升高，其他处理脯氨酸含量从第30 d开始迅速增加，并在贮藏后期维持较高的水平，明显高于前两组。可见，适宜浓度的1-MCP处理延迟了脯氨酸含量的升高且在贮藏后期脯氨酸含量较高，保护果实以抵抗低温带来的危害。

2.1.41-MCP处理对果实相对电导率的影响

贮藏期间，不同浓度1-MCP处理对果实相对电导率的影响见图4。

图4　1-MCP处理对果实相对电导率的影响Fig.4 Effects of 1-MCP treatments on relative electrical conductivity of Yueguan apples

由图4可知，各处理的果实相对电导率均呈上升趋势，经过1-MCP处理的果实相对电导率始终低于对照果实，这表明1-MCP处理明显抑制了果实相对电导率的增加，其中，1 μL/L1-MCP处理的果实相对电导率增加最缓慢，数值最低，与ck相比差异极显著（p＜0.01），与其他处理相比也达到了显著水平（p＜0.05），从而保持了细胞膜的完整性，延缓果实组织衰老，处理效果最好。

2.21-MCP处理对冷藏岳冠苹果抗氧化酶活性的影响2.2.1 1-MCP处理对果实过氧化氢酶（CAT）活性的影响

CAT具有清除植物体内活性氧和维持细胞内氧自由基平衡的作用，其活性的升高对于延缓果实的氧化衰老非常重要，不同浓度的1-MCP处理对果实过氧化氢酶（CAT）活性的影响见图5。

图5　1-MCP处理对果实CAT活性的影响Fig.5 Effects of 1-MCP treatments on CAT activity of Yueguan apples

由图5可知，各处理的CAT活性均呈先升高再降低的趋势，ck和0.5 μL/L 1-MCP处理在第75 d时CAT活性达到最大，其他处理的CAT活性在第90 d达到最大值且高于前两个处理，其中1 μL/L 1-MCP处理的CAT活性最高。在贮藏120 d时，1 μL/L 1-MCP处理的CAT活性显著高于其他处理（p＜0.05），由此表明，1 μL/L 1-MCP处理效果最好，可有效延缓果实氧化衰老。

2.2.21-MCP处理对果实过氧化物酶（POD）活性的影响

POD具有清除植物体内过氧化物使机体免受过氧化物毒害的作用，不同浓度的1-MCP对果实过氧化物酶活性的影响见图6。

图6　1-MCP处理对果实POD活性的影响Fig.6 Effects of 1-MCP treatments on POD activity of Yueguan apples

由图6可以看出，ck和1-MCP处理的POD活性均呈先升高后降低的趋势，在贮藏第75 d时，ck和 0.5 μL/L 1-MCP处理的POD活性达到最大，在贮藏第90 d，其他处理的POD活性达到最大，峰值均高于对照，各1-MCP处理同ck之间相比差异显著（p＜0.05），由此表明，适宜浓度的1-MCP可以保持POD较高的活性，降低过氧化物的伤害，其中1 μL/L的1-MCP处理效果最好。

2.2.31-MCP处理对果实超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

SOD可清除植物体内过量的超氧化物自由基，其活性的升高，可保护果实抵抗活性氧毒性，预防衰老。不同浓度1-MCP处理对果实超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响见图7。

图7　1-MCP处理对果实SOD活性的影响Fig.7 Effects of 1-MCP treatments on SOD activity of Yueguan apples

由图7可以看出，各处理的果实SOD活性均呈现先上升下降的趋势，并且ck的SOD活性在贮藏期间均低于1-MCP处理，在贮藏45 d，ck和0.5 μL/L1-MCP处理的SOD活性出现峰值，在贮藏第75 d，其他处理的SOD活性达到最大，其中1 μL/L1-MCP处理的SOD活性峰值大小明显高于其他处理（p＜0.01），并在贮藏后期始终保持较高的活性，由此表明，1 μL/L1-MCP处理效果最好。

3　结论

1-MCP处理有效地抑制了呼吸强度和乙烯释放，并延迟了二者峰值的出现，其中1 μL/L1-MCP抑制效果最佳，而且1-MCP处理后的果实，脯氨酸含量的增加得到延迟，并在贮藏后期脯氨酸积累量较高，增强了果实抵抗低温环境的能力，从而减轻冷伤害，适宜浓度的1-MCP也降低了相对电导率的增加速度，还有效地保持了过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶较高的酶活性，进而延缓了果实衰老的进程，综合分析各浓度1-MCP处理对“岳冠”苹果生理指标及抗氧化酶活性的影响得出，1 μL/L1-MCP处理岳冠苹果保鲜效果最好。

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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

基金项目：国家苹果产业技术体系晚熟育种岗位项目（CARS-28）；辽宁省果树产业技术体系无公害贮藏及商品化处理技术岗位项目（LNGSCYTX-13/14-Ⅹ）

作者简介：张佰清（1966—），男（汉），教授，博士，研究方向：农产品加工与贮藏。

*通信作者：郝义（1969—），男（汉），研究员。

收稿日期：2015-09-10