1-MCP处理对不同期采收的阿克苏富士苹果在采后贮藏期糖代谢的影响

谢季云，赵晓敏，汪永琴，马少帅，白友强，杜林笑，马楠，李丹，李学文

（新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830052）

富士苹果作为我国的优质栽培果品，具有皮薄肉厚、味甜汁多、色泽光亮等特点，阿克苏地区作为新疆苹果产量大区，据统计，2015年其苹果种植面积达到1.8万公顷，苹果产量达到42万吨，占全疆产量的36.17%[1]。苹果果实生长过程中积累糖的种类、含量及比率是决定果实品质和商品价值的重要因素之一[2,3]，有研究表明，苹果果实中糖的积累受果实库强、碳水化合物代谢、山梨醇代谢、韧皮部卸载，跨膜运输、蔗糖代谢及相关酶活性等方面的调控[2～4]。

1-MCP(1-Methylcyclopropene，1-甲基环丙烯)是一种含双键的环丙烯类化合物，是一种乙烯受体抑制剂具有无毒、无味和无毒副作用等特点，在环丙烯类化合物中其活性强，使用效果好，对苹果果实采后品质的保持有明显作用，美国环保局（U.S.EPA）已批准其在苹果的贮藏过程使用。人们通过研究 1-MCP处理对苹果、香梨、桃、草莓和杏等果实在贮藏过程中的衰老及保鲜效果，发现1-MCP通过与乙烯受体结合，阻断了乙烯反馈调节的生物合成，抑制了乙烯诱导的成熟作用，从而延长了水果和蔬菜的保鲜[5,6]。

果实的糖酸含量调控着果实贮藏过程中果实风味物质品质的变化，且果实糖含量受果实糖代谢相关酶活性的变化影响，目前，对果实糖代谢的研究主要集中在果实的发育过程中，对于1-MCP处理对不同采收期苹果采后糖代谢的影响机理研究报道较少，因此本实验通过使用浓度为1.0 μL/L的1-MCP对不同采收期苹果进行熏蒸处理，研究苹果果实在贮藏过程中糖含量及相关酶活性的变化，以期探讨1-MCP处理对采后苹果果实采后糖代谢的影响机理，为提高果实采后品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验用材料采自阿克苏红旗坡农场管理良好的商品苹果园，在果园不同区域随机选择15棵盛果期“富士”苹果树，并标记，每次从标记果树随机采摘大小均匀，无病虫害和无机械损伤的果实，分三批采摘，采收日期分别为2016年10月22日（采收期Ⅰ）、11月1日（采收期Ⅱ）、11月12日（采收期Ⅲ），每次采摘90 kg，运回实验室，剔除机械损伤果实，装箱，放置在-1～0 ℃，相对湿度90%～95%的冷库中贮藏。1-MCP，美国罗门哈斯中国公司提供；果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇标准品购自Sigma公司，均为色谱纯级。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理方法

1-MCP处理方法参照谢季云等[7]的方法。

1.2.2 样品的制备

样品的制备参照王艳颖等[8]、Zhang等[9]的方法并加以改进。准确称取3 g果肉，加入了7 mL超纯水研磨成匀浆后转入10 mL高心管中，80 ℃水浴超生提取1 h，使可溶性糖充分浸出。冷却后11000 r/min离心20 min，将上清液过滤到25 mL的容量瓶中，残渣加超纯水再提取，合并上清液，用超纯水定容至25 mL容量瓶中。用0.22 μm的有机滤膜过滤后待测。

1.2.3 标准溶液的配置

准确称取果糖、蔗糖、葡萄糖和山梨醇标样各500 mg，用超纯水定溶于10 mL容量瓶中，摇匀50 mg/mL的糖标准母液，再用超纯水稀释成浓度为0.25、0.50、1.00、2.00、2.50、5.00 mg/mL的混标溶液。

1.2.4 高效液相色谱条件

可溶性糖测定的色谱条件为：Athena NH2，（120 A,4.6 mm×250 mm，3 μm）色谱柱及保护柱，柱温40 ℃，流动相为乙腈：水=75：25，（V/V），流速 1.00 mL/min，进样量20 μL；检测器为示差折光检测器。外标法定量。

1.2.5 酶液制备及酶活性的测定

1.2.5.1 酶液的制备

蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合酶（SS）、酸性转化酶（AI）、中性转化酶（NI）酶液制备方法参照Lowell[10]的方法并加以改动：称取1 g去皮果肉于冰浴的研钵中，分批加入5 mL提取缓冲液，提取液成分：100 mmol/L Tris-HCL（pH 7.0）缓冲液，内含5 mmol/L MgCl2，2 mmol/L EDTA-Na，2%乙二醇，0.2%牛血清清蛋白（BSA），2%PVP，5 mmol/L LDTT，冰浴研磨提取，2 ℃下10000 r/min离心20 min，取上清液3 mL装入透析袋中，透析袋置于透析缓冲液中4 ℃透析过夜，其间更换透析液三次，透析后酶液备用。透析液成分，25 mmol/L Tris-HCL（pH 7.0）缓冲液，内含 2.5 mmol/L MgCl2，1 mmol/L EDTA-Na2，1%乙二醇，1 mmol/L DTT。

山梨醇脱氢酶（SDH）酶液制备方法参照Yamamguchi[11]等的方法并有所改动：称取1 g新鲜去皮果肉于冰浴的研钵中，加入8 mL提取缓冲液，冰浴研磨提取，经滤纸过滤后，滤液经11000 r/min离心15 min，上清夜加入NH4SO4至达到40%饱和度，经11000 r/min离心20 min，将沉淀颗粒去除，将上清液装入透析袋中，用其10倍体积的稀释10倍的提取液（去除TritonX-100）透析缓冲液4 ℃透析过夜，其间更换透析液三次，透析后酶液备用。

1.2.5.2 酶活性测定

SS-C活性测定：通过480 nm比色测定分解方向生成的果糖来定量，反应体系包括：0.4 mL酶反应液（100 mmol/L tris-MES (pH 7.0)缓冲液，内含 10 mmol/L蔗糖，5 mmol/L醋酸镁，5 mmol/L DTT），0.1 mL 10 mmol/L UDP，0.05 mL透析后的酶液，补水至1 mL，在30 ℃下反应30 min后加入0.2 mL 30%KOH，转入沸水浴10 min终止反应，冷却至室温，混匀后加入3 mL蒽酮溶液[0.15 g蒽酮溶于100 mL 81%硫酸]在40 ℃下反应20 min后冷却，测定在480 nm下测定吸光值。计算蔗糖的合成量，对照用蒸馏水代替UDP，表示蔗糖合成酶活性，单位mg/(g·h FM)。

SS-S活性测定：酶反应液改为[10 mmol/L果糖，5 mmol/L醋酸镁，5 mmol/L DTT]把 0.1 mL、10 mmol/L的UDP换成10 mmol/L的UDPG，对照用蒸馏水代替UDPG。

SPS活性测定：除反应液改为 UDP-葡萄糖 10 mmol/L，果糖-6-磷酸 5 mmol/L，葡萄糖-6-磷酸 15mmol/L，15 mmol/L MgCl2，1 mmol/L EDTA，0.1 mol/L硼酸缓冲液（pH 8.0）外，其余与蔗糖合成酶活性测定相同，对照用蒸馏水代替UDPG，单位mg/(g·h FM)。

NI活性测定：参考王惠聪等[12]并加以改进，取0.2 mL酶液加入1 mL的反应液[1%蔗糖，0.1 ml/L磷酸缓冲液（pH 7.0），5 mmol/L MgCl2，1 mmo/L EDTA]在37 ℃下水浴30 min后，加1.2 mL DNS试剂终止反应，沸水浴5 min，冷却后加2.4 mL蒸馏水，混匀后在540 nm下测定吸光值，用3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖含量，计算还原糖产生速率，表示转化酶的的活性，单位 mg/(g·h FM)。

AI活性的测定：参考王惠聪[12]等并加以改进，除反应液改为1%蔗糖，0.1 mol/L醋酸缓冲液，pH 4.7，其余于NI活性测定相同。

SDH活性的测定：SDH活性测定参照Yamaguchi等[11]的方法并有所改动：通过 340 nm比色测定NAD+(氧化型辅酶Ⅰ)在 D-山梨醇存在的情况下的还原量来测定。反应混合液包括：1 mM NAD+，0.1 Mtris-HCL(pH 9.0)，500 mM D-山梨醇，0.6 mL酶液。

1.3 数据分析

采用Excel 2010进行数据分析与作图，SAS V8.0进行差异显著性分析，*表示差异显著（p＜0.05），**表示差异显著（p＜0.01）。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖含量变化的影响

由图1可见，随着贮藏时间的延长，不同采收期果实在贮藏过程中变化趋势不同，且总体呈下降趋势，采期Ⅱ、Ⅲ在贮藏30 d出现上升峰值后下降，采期Ⅰ未有这一现象，1-MCP处理在整个贮藏期内，均抑制了果实蔗糖的积累，采期Ⅰ处理组果实蔗糖含量在整个贮藏期内均低于对照组，且对照组果实在贮藏120 d蔗糖含量达到最小值为14.3 mg/g，随后蔗糖含量呈上升趋势，至贮藏结束，对照组果实蔗糖含量为 18.6 mg/g，处理组果实较对照组变化趋势较为平稳；采期Ⅱ处理组与对照组果实蔗糖含量在贮藏 0～60 d时变化趋势差异显著（p＜0.05），对照组果实在0～30 d内呈现上升趋势，至贮藏30 d蔗糖含量达到30.3 mg/g为整个贮藏期内的峰值，此时处理组果实蔗糖含量为20.1 mg/g；采期Ⅲ对照组与处理组果实在整个贮藏期内呈现先上升后下降趋势，但上升趋势不明显，处理组在贮藏30～120 d平均低于对照组9.6 mg/g，表明1-MCP处理对苹果果实蔗糖含量与很好的抑制作用。以采期Ⅲ较为明显。

图1 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖含量变化的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on changes of sucrose content in different harvested fruits

2.2 1-MCP处理对不同采收期果实葡萄糖含量变化的影响

由图2可见，随着贮藏期的延长，采期Ⅰ、Ⅲ果实在不同采收期苹果果实葡萄糖含量变化均呈现先下降后上升的趋势，采期Ⅰ对照组果实由采收时 10.56 mg/g至贮藏90 d下降为4.56 mg/g随后呈现上升趋势，处理组果实在贮藏0～60 d内下降，随后平稳上升，至贮藏结束葡萄糖含量低于对照组3.96 mg/g；采期Ⅱ果实葡萄糖与蔗糖含量在整个贮藏期内变化趋势不平稳，对照组与处理组均出现了两个明显的峰值，但峰值大小差异显著（p＜0.05）至贮藏结束处理组果实葡萄糖含量低于对照组果实6.24 mg/g；采期Ⅲ对照组果实在贮藏0～150 d内呈平缓下降趋势，处理组果实在贮藏0～90 d内抑制了果实葡萄糖的生成，较对照组差异不显著，但在贮藏90～150 d内含量明显上升，至贮藏结束（150 d）高于对照组5.02 mg/g；表明1-MCP处理可以抑制果实葡萄糖含量的生成，但效果不明显，且对不同采收期果实效果差异显著。

图2 1-MCP处理对不同采收期果实葡萄糖含量变化的影响Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on changes of glucose content in different harvesting fruits

2.3 1-MCP处理对不同采收期果实果糖含量变化的影响

由图3可见，随着贮藏期的延长，不同采收期果实在整个贮藏期间果实果糖含量变化趋势均不相同，采期Ⅰ对照组与处理组果实在整个贮藏期内出现两个峰值，且处理组果实与对照组均在贮藏第30 d、90 d出现峰值，处理组果糖含量峰值分别高于对照组13.3 mg/g、16.8 mg/g。

图3 1-MCP处理对不同采收期果实果糖含量变化的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on fruit fructose content in different harvesting periods

在贮藏后期（120 d～150 d）处理组含量低于对照组；采期Ⅱ处理组果实在整个贮藏期间对果实果糖含量的积累有明显的抑制作用，在贮藏0～90 d处理组与对照组果实果糖含量差异显著（p＜0.01），在贮藏

90～150 d内，处理组果实的果糖含量高于对照组，且在贮藏120 d时，处理组果实果糖含量达到整个贮藏期的峰值，高于对照组果实30.3%，随后呈下降趋势，至贮藏结束处理组果实高于对照组10 mg/g；采期Ⅲ对照组果实果糖含量在整个贮藏期内平缓下降，处理组果实在贮藏0～90 d内呈下降趋势，但在贮藏90 d后果实果糖含量呈快速上升趋势，至贮藏结束果糖含量上升了34.38 mg/g；表明1-MCP处理可以抑制果实在贮藏过程中果糖含量的积累，但对不同采收期果实在贮藏前、中、后期的抑制效果不同，以采收期Ⅰ的后期（120～150 d）采收期Ⅱ的前期（0～60 d）采收期Ⅲ的前中期（0～120 d）最为显著（p＜0.05）。

2.4 1-MCP处理对不同采收期果实山梨醇含量变化的影响

图4 1-MCP处理对不同采收期果实山梨醇含量变化的影响Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on sorbitol content in fruits at different harvesting times

由图4可见，在贮藏过程中，不同采收期果实的山梨醇含量变化呈现先下降后上升的趋势，以采期Ⅰ果实下降幅度最为显著（p＜0.01），且采期Ⅱ对照组果实在贮藏0～30 d出现上升趋势后下降，采期Ⅰ处理组与对照组果实在贮藏前期山梨醇含量呈快速下降趋势，较处理组，对照组果实在贮藏0～90 d山梨醇含量平均比其低2.96 mg/g，贮藏90 d以后对照组果实山梨醇含量呈上升趋势，至贮藏结束对照组果实山梨醇含量比处理组果实山梨醇含量高3.85 mg/g；采期Ⅱ处理组果实在整个贮藏期内山梨醇含量变化趋势平稳，在贮藏期内平均山梨醇含量低于对照组果实，对照组果实在贮藏0～30 d内上升后呈下降趋势，采期Ⅲ处理组果实在贮藏 0～90 d内山梨醇含量平均低于对照组3.5 mg/g，较其他两个采收期相比，至贮藏结束处理组果实山梨醇含量高于对照组，表面1-MCP处理可以抑制果实在低温贮藏过程中山梨醇含量的下降，但对成熟度较低的果实有相反作用。对采期Ⅱ和采期Ⅲ抑制效果较好，但至贮藏后期（120～150 d）1-MCP处理效果均有差异。

图5 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖磷酸合成酶活性的影响Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on sucrose phosphate synthase activity in different harvested fruits

2.5 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖磷酸合成酶活性的影响

由图5可见，随着贮藏期的延长，不同采收期果实在贮藏过程中蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性变化趋势不同，采期Ⅰ对照组果实在贮藏过程中SPS活性呈上升趋势，至贮藏结束，对照组果实SPS活性远高于处理组果实；采期Ⅱ处理组果实SPS活性在贮藏0～90 d低于对照组，较对照组在贮藏30 d、60 d、90 d的酶活性，处理组果实酶活性分别只有对照组的 46.6%、46.7%、24.7%；采期Ⅲ处理组果实 SPS活性在贮藏60～150 d显著（p＜0.05）低于对照组果实，但在贮藏前期（0～30 d）没有明显效果，表明1-MCP处理可以抑制不同采收期果实的SPS活性，对采收期Ⅰ的果实SPS酶活性抑制效果较好，对于采期Ⅱ的前中期（0～90 d）、采期Ⅲ的中后期（60～150 d）同样有明显的抑制效果。

2.6 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖合成酶（分解方向）活性的影响

由图6可见，随着贮藏期的延长，不同采收期果实 SS-C活性在贮藏过程均呈上升趋势，采期Ⅰ处理组果实在整个贮藏期 SS-C活性均高于对照组，在贮藏0～30 d处理组果实SS-C酶活性迅速上升，而对照组果实则是缓慢下降，至贮藏30 d对照组果实酶活性仅为处理组果实酶活性的 44.3%；采期Ⅱ果实在贮藏0～60 d内处理组与对照组果实酶活性差异不显著，至贮藏60 d后，差异明显（p＜0.01），在贮藏60～90 d内对照组果实酶活性呈下降趋势，至贮藏90 d后酶活性逐渐上升，较对照组，处理组果实在贮藏90 d后呈先下降后上升趋势，且在贮藏30～120 d内酶活性均高于对照组；采期Ⅲ处理组果实SS-C活性在贮藏0～60 d内酶活性低于对照组，在贮藏 90～120 d内高于对照组。

图6 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖合成酶（分解方向）活性的影响Fig.6 Effect of 1-MCP treatment on sucrose synthase(decomposition direction) activity in different harvesting periods

比较其他两个采收期果实处理效果不明显，且至贮藏结束，对照组酶活性高于处理组果实酶活性；表明1-MCP处理在贮藏过程中可以提升果实的SS-C酶活性从而加快果实蔗糖含量的下降，对采收期Ⅰ、采收期Ⅱ、采收期Ⅲ果实均有明显的效果。

2.7 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖合成酶（合成方向）活性的影响

由图7可见，在贮藏过程中，随着贮藏期的延长，不同采收期果实SS-S活性变化趋势差异不明显，采期Ⅰ处理组与对照组果实在贮藏过程中 SS-S活性呈下降趋势，除贮藏60 d处理组果实SS-S酶活性低于对照组，在整个贮藏期内处理组果实SS-S活性均高于对照组，但差异不显著；采期Ⅱ处理组果实SS-S酶活性除在贮藏60 d高于对照组，在整个贮藏期内SS-S酶活性均低于对照组，至贮藏结束（150 d），与对照组果实SS-S酶活性差异显著（p＜0.05），处理组果实酶活性为对照组果实酶活性的 65.2%；采期Ⅲ对照组果实在贮藏过程中呈重复的先下降后上升趋势，处理组较对照组在贮藏前期（0～60 d）和贮藏后期（120～150 d）抑制的果实SS-S的活性；表明1-MCP处理可以在贮藏过程抑制果实在贮藏过程中SS-S的酶活性，且不同采收期间差异显著（p＜0.05），以采期Ⅱ和采期Ⅲ效果明显。

图7 1-MCP处理对不同采收期果实蔗糖合成酶（合成方向）活性的影响Fig.7 Effect of 1-MCP treatment on sucrose synthase (synthesis direction) activity at different harvest time

2.8 1-MCP处理对不同采收期果实酸性转化酶活性的影响

由图8可见，随着贮藏期的延长，不同采收期果实酸性转化酶（AI）活性在贮藏过程中呈上升趋势，采期Ⅰ处理组果实 AI活性在整个贮藏期中显著高于对照组（p＜0.01）且处理组果实AI活性在贮藏0～30 d内迅速升高，在贮藏60 d达到峰值后逐渐下降，对照组果实在贮藏120 d达到活性峰值，且活性为处理组的77.3%；采期Ⅱ果实处理组果实AI活性在整个贮藏过程中低于对照组果实AI活性，在贮藏第60 d、90 d、120 d处理组果实AI活性仅为对照组活性的84.5%、54.1%、51.9%；采期Ⅲ果实AI活性在贮藏过程中变化趋势同采期Ⅰ相似，在贮藏0～90 d处理组果实AI活性显著高于（p＜0.05）对照组果实，但贮藏90 d后，差异不明显，至贮藏结束，处理组和对照组果实 AI活性无明显差别；表明1-MCP处理可以改变贮藏过程中 AI活性，且对不同采收期果实的效果不同，对采收期Ⅰ、Ⅲ为提升作用，而对采收期ⅡAI活性为抑制作用。

图8 1-MCP处理对不同采收期果实酸性转化酶活性的影响Fig.8 Effect of 1-MCP treatment on acid invertase activity at different harvest times

2.9 1-MCP处理对不同采收期果实中性转化酶活性的影响

由图9可见，不同采收期果实中性转化酶（NI）活性在贮藏过程中呈先上升后下降的趋势，采期Ⅰ处理组果实NI活性在贮藏0～150 d内高于对照组果实，且在贮藏60 d时，对照组果实AI活性仅为处理组果实的45.4%，在贮藏90～150 d内处理组与对照组果实AI活性变化趋势相同，较贮藏0～90 d差异不明显；采期Ⅱ处理组果实在贮藏0～60 d内表现为对AI活性的提升，但在贮藏90～150 d内表现为对AI活性的抑制，且抑制效果明显高于提升效果；采期Ⅲ处理组果实AI活性在贮藏0～60 d内同样高于对照组果实，但在贮藏60 d后与对照组果实相比呈交替上升趋势，至贮藏结束，处理组果实AI活性比对照组果实AI活性高17%；表明1-MCP处理对不同采收期果实AI活性的表现上效果差异很大，但在贮藏0～60 d内均表现为提升AI活性，且效果明显，较采期Ⅰ与采期Ⅲ相比，至贮藏结束，采期Ⅱ果实NI活性较低。

图9 1-MCP处理对不同采收期果实中性转化酶活性的影响Fig.9 Effect of 1-MCP treatment on the activity of neutral invertase in different harvested fruits

2.10 1-MCP处理对不同采收期果实山梨醇脱氢酶酶活性的影响

图10 1-MCP处理对不同采收期果实山梨醇脱氢酶酶活性的影响Fig.10 Effect of 1-MCP treatment on sorbitol dehydrogenase activity in different harvesting periods

由图 10可见，不同采收期果实山梨醇脱氢酶（SDH）活性在贮藏过程中呈下降趋势，采期Ⅰ1-MCP处理组果实与对照组果实在贮藏前期（0～30 d）时活性差异不显著，从贮藏60 d后处理组SDH活性明显低于对照组果实SDH活性，至贮藏150 d处理组果实SDH活性高于对照组；采期Ⅱ1-MCP处理组果实在整个贮藏过程中高于对照组，以贮藏0～60 d较为明显，贮藏60 d后差异不显著；采期Ⅲ处理组果实与对照组组果实在贮藏过程中 SDH的活性高于采期Ⅰ和采期Ⅱ，且处理组果实较采期Ⅰ、采期Ⅱ处理组果实在贮藏过程中明显提升了贮藏过程中果实的 SDH活性，在贮藏30 d、60 d、120 d、150 d对照组果实SDH活性仅为处理组果实SDH活性的66.67%、83.33%、60%、57.14%；表明 1-MCP处理对不同采收期果实在贮藏过程中 SDH的活性影响效果不同，以对采期Ⅰ果实表现为抑制效果，对采期Ⅱ、采期Ⅲ果实表现为提升酶活性。

2.11 果实中糖含量与糖代谢相关酶活性的相关分析

在苹果整个贮藏过程中，富士苹果果实的可溶性糖含量与糖代谢相关酶活性的相关性表如表1所示。可以看出，在整个贮藏过程中，果实中的SPS活性与蔗糖含量的变化呈极显著的正相关且相关系数为0.434**，与葡萄糖含量变化呈负相关性，与果糖和山梨醇含量的变化均呈正相关；在贮藏过程中，果实SS-C的活性与果实在贮藏过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量变化均呈显著的正相关性，与山梨醇含量变化呈极显著相关性，相关系数为0.513**。果实SS-S活性与果实在贮藏过程中果实蔗糖、葡萄糖、山梨醇含量变化呈负相关性，与果糖含量变化呈显著的负相关性，相关系数为-0.854*；果实中酸性转化酶与中性转化酶活性变化与蔗糖含量及山梨醇含量变化均呈负相关性。

AI活性变化与果实中葡萄糖含量含量变化呈显著的负相关性，相关系数为-0.375**，且与果糖含量变化呈正相关性，NI活性变化与葡萄糖含量及果糖含量变化相关性相反，其与葡萄糖含量活性变化呈正相关，与果糖含量变化呈负相关。在贮藏过程中果实的SDH活性变化与果实果糖含量、山梨醇含量呈正相关性，且与蔗糖含量呈显著的正相关，与葡萄糖含量的变化呈负相关。

表1 苹果贮藏过程中果实中可溶性糖与相关酶活性的相关分析Table 1 Correlation analysis of soluble sugar and related enzyme activities in apple fruits during storage

3 结论

3.1 1-MCP作为一种高效的乙烯受体抑制剂被广泛应用在苹果、香蕉、桃和香梨等水果保鲜上，在商业化的应用上前进广泛，糖代谢是一个复杂的过程，目前人们对糖代谢开展了一些研究，但对采后经过保鲜剂处理后的果实糖代谢的研究还很缺乏。采收期是影响苹果在低温贮藏过程中的重要因素，本实验通过使用 1-MCP对三个采收期果实进行熏蒸处理，发现1-MCP处理可以明显抑制不同采收期果实在低温贮藏过程中蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇含量的增加，且以前期表现较为明显，魏建梅等[13]对嘎拉苹果研究表明，1-MCP处理在一定程度上抑制了果实在贮藏前期葡萄糖、果糖和蔗糖含量的增加与本实验结果相同。

3.2 蔗糖位于苹果果实细胞的细胞质和自由空间中，在贮藏过程中受到多种酶活性的调控，AI和NI是两种主要起分解蔗糖作用的酶，在贮藏过程中中期采摘果实的AI和NI活性呈下降趋势，其他两个采收期果实在贮藏过程中 AI、NI活性均呈逐渐上升后下降趋势，三个采收期果实的蔗糖含量在贮藏过程中均呈现下降趋势，由表1可见蔗糖含量的变化与AI和NI的活性变化呈现负相关性，但与 AI活性的相关系数仅为-0.058，且差异不显著，蔗糖含量变化与NI活性的相关系数为-0.304，Stepansky等[14]在甜瓜的研究上发现低酸性转化酶是蔗糖积累的前提条件，而较高的酸性转化酶活性有利于蔗糖的分解和己糖的积累，刘卫晓等[15]在对甘蔗研究上的结果与本实验相似，然而蔗糖的合成与分解并不仅仅受AI和NI活性的调控，果实采后蔗糖合成酶具有合成和分解蔗糖的双重属性[16]，在本实验中，蔗糖分解酶的总活性大于合成酶的总活性从而导致蔗糖含量下降，这与王君在采后黄冠梨的研究上结论相同[17]。本实验中蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS-S）在贮藏过程中表现对蔗糖合成的促进，Macrae等[18]在对猕猴桃的研究上表明，随着果实进入后熟阶段，SPS活性增加，蔗糖不断积累，蔗糖的积累与SPS活性的提高表现为显著的正相关，在本实验中蔗糖含量的变化与SPS活性变化同样表现为正相关，相关系数到达0.434**，与SS-S活性相关系数为-0.652，陈美霞等[19]在研究杏果实蔗糖含量变化中也发现蔗糖的积累与蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性提高相关，在本实验中三个采收期果实SPS与SS-S活性主要呈下降趋势，且经1-MCP处理的果实SPS活性显著低于对照组，表明SPS与SS-S是影响阿克苏富士苹果蔗糖含量变化的重要酶，且1-MCP处理在贮藏过程中降低了SPS与 SS-S的活性从而延缓了蔗糖含量的增加，这与Moriguchi[20]在日本梨的研究上结果一致。

3.3 在本实验中，三个采收期果实的果糖含量均占总糖的比例最高，达到 54%，这与赵尊行[21]刘金豹[22]的研究结论相符，宋烨等[23]在瑞星苹果的研究上发现蔗糖含量占总糖的比例最高，表明不同品种苹果果实可溶性糖含量的差异明显，经1-MCP处理的果实在贮藏过程，不同采收期果实果糖含量在贮藏过程中影响效果差异显著，分析认为可能是成熟度差异造成这一影响，孙希生[24]等在金冠苹果上的研究表明，1-MCP处理作用效果随果实成熟度增加而减弱，这与本实验对果糖含量在贮藏过程影响效果不同，分析认为可能是品种差异造成这一影响，Yamaki等[25]对苹果在低温贮藏过程中的研究发现果实中果糖的增加与山梨醇脱氢酶活性的增强是相关的，而王永章等[26]对富士苹果的研究表明，红富士苹果在发育过程中果实果糖、葡萄糖的积累与SS活性显著相关，与SPS和NI活性无显著相关性，表明苹果果实在发育与贮藏过程中果糖含量的变化受到不同酶活性共同调控，在本实验中发现与果糖含量变化呈显著相关的酶为蔗糖合酶（SS-S），相关系数为-0.854*，NI活性与果糖含量相关系数为-0.115且与葡萄糖的相关系数仅为0.021，而1-MCP处理对于不同采收期果实NI的活性影响效果也不同，表明 NI对于果实果糖和葡萄糖的调控影响不显著。

3.4 山梨醇作为苹果叶片的主要光合同化产物，在苹果果实内只有分解没有从头合成的过程，在果实发育过程中，山梨醇在苹果果实内占可溶性碳水化合物的3%～8%，但在叶片中达到 70%～80%，山梨醇由叶片进入果实后大部分在山梨醇脱氢酶和山梨醇氧化酶的作用下，催化转化为果糖和葡萄糖[3,27]，在本实验中，1-MCP处理在贮藏过程中对SDH的调控表现为采收期Ⅰ抑制，采收期Ⅱ、Ⅲ提高，对不同采收期果实效果差异显著，山梨醇脱氢酶活性与山梨醇含量变化相关系数为 0.448，与蔗糖合成酶（SS-C）的相关系数达到0.513**，分析认为是由于在果实贮藏过程中山梨醇含量受山梨醇脱氢酶催化转化为果糖，果糖含量出现上升趋势，果糖作为信号分子可能诱导了果实中SS-C的活性从而引起酶活性的升高，这与Yamaki的研究结果相符合，Suzuki等[28]对4年生的富士苹果上同样研究表明，果糖含量变化与 SDH活性变化在不同时期表现不同的相关性，且以前期表现为相关，后期表现为不相关。这与本实验果糖含量与山梨醇活性在贮藏前期的变化趋势相符合。

3.5 本实验通过对贮藏过程中果实蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇含量的测定，以及对糖代谢相关酶活性的测定，发现1-MCP处理对贮藏过程中可溶性糖含量的影响效果显著，对酶活性的调控明显，进一步表明，果实可溶性糖作为呼吸消耗代谢的能量和底物，1-MCP作为乙烯受体抑制剂通过调控呼吸调节了糖代谢相关酶活性，从而延缓了果实糖代谢的进程以达到延缓果实品质的下降，在今后的研究中，应多从分子水平探讨糖代谢相关酶在采后果实中作用，为果实品质改善提供可行方式，并能在实际中得到运用。