1—MCP对冷藏花牛苹果生理活性及香气合成相关酶活性的影响

吴小华 颉敏华 王宝春 陈柏 慕钰文 张鑫

摘要：以花牛苹果为试材，研究了1-甲基环丙烯（1-MCP）处理对花牛苹果冷藏期间果实呼吸强度、乙烯释放速率及香气成分相关酶活性的影响。结果表明，1-MCP能够显著抑制冷藏期间花牛苹果果实呼吸强度和乙烯生成，推迟呼吸和乙烯释放高峰的出现，同时能够抑制花牛苹果香气合成的相关酶活性，从而延缓果实的后熟与衰老，有效保持花牛苹果贮藏期间的生理品质。冷藏120 d，果实LOX酶活性峰值较同期对照降低了21.6%；PDC酶活性于冷藏180 d时达到最大，较同期对照低了51.5%。1-MCP 处理降低了AAT酶活性峰值，但并未推迟峰值的来临。

关键词：花牛苹果；1-MCP；冷藏；生理活性；香气合成相关酶

中图分类号：S661.1 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）02-0001-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.02.001

Effects of 1-MCP on Physiological Activity and Enzyme Activity Related to Aroma Components of Huaniu Apples during Cold Storage

WU Xiaohua 1， 2， XIE Minhua 1， 2， WANG Baochun 3， CHEN Bai 1， 2， MU Yuwen 1， 2， ZHANG Xin 3

（1. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China；2. Engineering and Technology Research Center for Agricultural Product Storage and Processing of Gansu Province， Lanzhou Gansu 730070， China；3. College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：With Huaniu apple as test materials， the effects of 1-methylcyclopropene（1-MCP） treatment on fruit respiration rate， ethylene release rate and enzyme activity of aroma components during cold storage were studied. The results show that 1-MCP can significantly inhibit the respiration and ethylene production， delay the peak of respiration and ethylene release；at the same time， it can inhibit the enzyme activity related to aroma synthesis of Huaniu apple during cold storage， accordingly delay fruit ripening， and improve fruit storage quality. After 120 days of cold storage， the peak value of LOX enzyme activity in fruit decreased by 21.6% compared with the control over the same period， PDC enzyme activity reached the maximum at 180 days after cold storage， which was 51.5% lower than that of the same period in the control；1-MCP treatment reduced the peak activity of AAT， but did not delay the advent of the peak.

Key words：Huaniu apple；1-MCP；Cold storage；Physiological activity；Aroma synthesis-related enzyme

甘肃天水花牛苹果具有果型端庄，色泽嫣红、鲜亮，味道甜酸可口，果味清香等品质，被认为是可与美国蛇果、日本富士齐名的世界三大著名苹果品牌之一，是中国在国际市场上第一个获得正式商标的苹果品种[1 ]，其果实香气具有含量低、成分复杂且不稳定等特点[2 ]。香气作为果实品质的重要组成部分，倍受众多学者重视。尽管一些保鲜措施显著地延长了果实的贮藏保鲜期，但同时对果实的香气品质产生影响，而香气的缺失影响了果实的商品价值，大大降低了广大消费者的购买欲[3 ]。

1-MCP（1-甲基環丙烯）是一种新型乙烯作用抑制剂，通过阻断乙烯与受体的结合，从而抑制乙烯的生理效应，进而抑制乙烯对水果等园艺产品的催熟作用[4 - 6 ]，很好地保持产品的硬度、营养成分，从而达到保鲜的效果。2002年美国环保局已批准1-MCP在园艺鲜活产品上应用，目前1-MCP已在世界范围内推广应用。苹果属于典型的呼吸跃变型果实，1-MCP 对苹果采后贮藏品质的保持有着显著效果，但对果实香气的形成影响较大[7 ]。研究表明，1-MCP 处理能够抑制苹果、梨、桃、猕猴桃等果实香气物质的形成，降低香气成分含量，尤其是酯类物质的含量[8 - 11 ]。我们研究了1-MCP处理在冷藏期间对花牛苹果果实生理活性及香气物质合成相关酶——脂氧合酶（LOX）、丙酮酸脱羧酶（PDC）、乙醇脱氢酶（ADH）和醇酰基转移酶（AAT）活性的影响，探讨1-MCP 处理对花牛苹果在冷藏期间香气物质变化的影响，以期为花牛苹果的品质鉴定和贮藏保鲜提供可靠的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料與仪器

供试花牛苹果于2015年 9 月 26 日采自甘肃省天水市麦积区花牛镇花牛村苹果园。果实采收成熟度控制在八成熟，采收标准为盛花后 135～140 d，碘-碘化钾染色反应指数为 3 级。在管理良好的 6 年生果树采摘，挑选大小适中、无机械损伤和病虫害、成熟度一致的果实，套发泡网装入垫有厚5 μm 的塑料薄膜内衬的瓦楞纸箱，当天运到天水裕源果蔬有限公司处理。

供试试剂1-MCP 美国罗门哈斯中国公司提供。供试仪器SP-3420 型气相色谱仪由北京北风瑞利分析仪器（集团）有限责任公司生产；GXH- 3051H 型果蔬呼吸测定仪由北京均方理化科技研究所生产；Cary-100 紫外分光光度计由美国瓦里安公司生产；TGL-16LM 型高速台式冷冻离心机由湖南星科科学仪器有限公司生产；MC（BT 224s） 电子天平由赛多利斯科学仪器（北京）有限公司生产。

1.2 实验处理

1-MCP 设 0（CK）和1 μL/L两个浓度，每处理用果75 kg，重复3 次。选取大小均匀、颜色相对一致、无病虫害和机械伤的果实，在厚 0.1 mm的塑料大帐内按 1-MCP 设计浓度密闭熏蒸处理 24 h，然后通风。处理后的果实装入内衬 厚5 μm 的塑料薄膜的纸箱内，置（-1±0.5） ℃、相对湿度 85%～90%的冷库内贮藏。每2 个月测定1 次相关生理生化指标。

1.3 测定方法

果实呼吸强度用 GXH3051 型红外CO2分析仪测定，采用气流法，气体流速 1.0 L/min[12 ]。果实乙烯释放速率用 SP-3420 型气相色谱仪测定，色谱条件： 氢火焰检测器；GDX-502 型色谱柱，柱温 50 ℃；FID 检测室温度 240 ℃；载气为氮气，流速 30 mL/min，外标法定量[10 ]。酯氧合酶（LOX）的提取与活性测定参照陈昆松等[13 ]的方法并加以改进。丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH）活性测定参照Ke等 [14 ] 的方法并加以改进。醇酰基转移酶（AAT）活性测定根据Fellman等[15 ]和Perez等[16 ]的方法并加以改进。

1.4 统计分析方法

采用 Excel 2007 软件和 DPS7.0 数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对冷藏期间花牛苹果乙烯释放速率的影响

从图1可以看出，冷藏过程中，花牛苹果果实乙烯释放速率的变化趋势为先升高后下降，CK组在冷藏60 d时果实达到乙烯释放高峰，峰值为 38.18 μL/（kg·h），随后下降。1-MCP处理能显著抑制果实乙烯的合成，推迟乙烯释放高峰出现的时间，从而延缓果实后熟衰老进程。冷藏120 d时，果实乙烯释放峰值为16.47 μL/（kg·h），较同期对照降低了48.5%，差异达到极显著水平（p < 0.01）。

2.2 1-MCP处理对冷藏期间花牛苹果呼吸速率的影响

从图2可以看出，冷藏过程中的果实呼吸速率变化趋势与乙烯释放速率一致，表现为先升高后下降，CK组在冷藏 60 d时果实达到呼吸峰值，为58.05 mg/（kg·h）。1-MCP处理能显著抑制冷藏期间果实呼吸速率，推迟呼吸高峰的出现。果实呼吸速率于冷藏120 d达到峰值，为43.84 mg/（kg·h），较CK组降低了24.5%，差异达到极显著水平（p < 0.01）。

2.3 1-MCP处理对冷藏期间苹果脂氧合酶（LOX）活性的影响

从图3可以看出，冷藏期间，果实LOX酶活性呈先升高后下降的趋势，CK组在冷藏60 d时达到高峰，峰值为95.937 U/g FW。1-MCP处理能抑制果实冷藏期间的LOX酶活性，延缓LOX酶活性高峰的出现时间，于冷藏120 d时达到峰值，峰值为77.758 U/g FW，较同期对照组降低了21.6%。说明1-MCP 能显著（p < 0.05）抑制冷藏期以及推迟酶活性高峰的出现。通过LOX途径合成的酯类香气辛酸己酯在CK组果实中冷藏60 d时含量最高，而在1-MCP处理组中冷藏120 d时含量最高，说明酯类香气辛酸己酯的生物合成与LOX活性相关。

2.4 1-MCP 处理对冷藏期间苹果丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH）活性的影响

从图4可以看出，冷藏过程中，花牛苹果果实 PDC酶活性总体呈上升趋势， ADH酶活性呈先下降后上升的趋势。由图4（A）可知，在冷藏180 d时，CK组的PDC酶活性增至最高，为2.94 U/g FW，而1-MCP 处理组为1.94 U/g FW，较同期对照低51.5%，说明1-MCP 处理组能极显著（p < 0.01）抑制花牛苹果PDC酶活性的增长。而此期也正是多数酯类香气释放的峰值，说明PDC酶在花牛苹果贮藏后期对香气成分合成方面起到重要作用。由图4（B）可知，在冷藏120 d时，CK组ADH酶活性降至最低，为0.45 U/g FW，而1-MCP 处理组为0.40 U/g FW，较同期对照降低了11.1%，说明1-MCP 处理组对花牛苹果ADH酶活性的影响不显著。

2.5 1-MCP处理对贮藏期间苹果醇酰基转移酶（AAT）活性的影响

从图5可以看出，冷藏期间，花牛苹果果实AAT酶活性呈先上升后下降的趋势，且整个贮藏期CK组AAT酶活性整体高于1-MCP 处理组。在冷藏120 d时，CK组AAT酶活性达到高峰，峰值为2.30 U/gFW，而1-MCP 处理组为1.79 U/gFW，较同期对照降低了22.2%，说明1-MCP 处理能显著（p < 0.05）抑制花牛苹果AAT酶活性的增加。

3 小结与讨论

降低果实呼吸强度和乙烯释放速率对延长果实贮藏期起着决定性的作用， 1-MCP可通过抑制乙烯与其受体的结合而抑制乙烯的产生[17 ]。1-MCP对大部分果实呼吸强度和乙烯生成都具有抑制作用，如“红星”、“ 富士”、“ 嘎啦”等苹果。本研究表明，1-MCP处理显著抑制了花牛苹果贮藏期间的呼吸强度和乙烯生成，推迟了乙烯释放高峰的出现时间，并降低了其峰值，从而延缓了果实的后熟衰老，较好的保持了花牛苹果品质。

1-MCP处理对冷藏期间花牛苹果果实香气成分合成关键酶的变化有较大影响。1-MCP处理在保持果实品质的同时，也显著抑制了果实与香气形成相关酶（LOX、PDC、ADH、ATT）的活性，从而使花牛苹果果实在贮藏期间香气品质下降[18 ]。本研究表明，1-MCP 能显著抑制冷藏期LOX酶活性以及推迟酶活性出现的高峰（p < 0.05），能极显著抑制花牛苹果冷藏180 d时PDC酶活性的增长（p < 0.01），而此时也正是多数酯类香气释放的峰值，说明PDC酶是花牛苹果贮藏后期香气物质合成的关键酶。

1-MCP处理对花牛苹果酯类香气成分释放的影响，主要是通过降低乙烯释放量、对脂肪酸和香气形成相关酶的抑制作用来实现的。

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（本文责编：郑立龙）