1-MCP处理对黄秋葵果实采后品质的影响

龚 霄 ，曾燕珊 ， 胡小军 ，陈梓漩 ，周 伟 ， 李积华

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所农业农村部热带作物产品加工重点实验室，广东湛江 524001；2.海南省果蔬贮藏与加工重点实验室，广东湛江 524001；3.岭南师范学院化学化工学院，广东湛江 524037；4.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江 524048）

黄秋葵是一种具有较高营养价值的新型保健蔬菜，近年来在中国发展迅速。它能为人体提供均衡饮食所需的维生素、不饱和脂肪酸、碳水化合物和矿物质等，同时还具有抗疲劳、增强人体免疫力、降血脂的作用[1-3]。黄秋葵味道鲜美，果实呈羊角形，有6个纤维状结构的室荚，内含大量种子，嫩荚表面积大，采后仍具有较强的呼吸作用，极易发生褐变、失水软化、表面染菌、木质化等现象，从而失去商品价值，成为黄秋葵商品流通的难题[4]。

目前，黄秋葵贮藏主要采用涂膜、气调、冷藏等配合保鲜剂处理[5-7]。何国菊等人[2]研究了海藻糖配合过氧乙酸对黄秋葵保鲜效果的影响，结果表明配合处理能延缓黄秋葵商品率的降低、失质量率的增加，推迟呼吸高峰的到来。韩聪等人[8]采用冷水预冷复合纳他霉素处理黄秋葵，与单独冷水预冷处理相比，复合保鲜剂处理能有效延缓果实营养物质含量的下降，维持果实较高的总酚含量和抗氧化能力，延长果实的货架期。1-甲基环丙烯（1-MCP） 是一种乙烯抑制剂，实际上是一种环丙烯化合物。其1位上的氢离子被甲基取代。整个分子呈平面结构，化学性质十分活跃，具有比乙烯更高的应变力和更强的首提抑制效应。由于1-MCP与乙烯都存在不饱和双键，都可以与乙烯受体中的金属电子发生竞争配对。定量模型表明，1-MCP与乙烯受体的结合亲和力是乙烯与受体亲和力的10倍[9]。即使在较低的浓度下，1-MCP也可以通过一些物种的反馈机制影响乙烯的合成。1-MCP的高亲和力使乙烯受体与之牢固结合，并长期阻断受体的解离，从而阻止乙烯与其受体结合，抑制乙烯的生理作用。环丙烯是目前所有乙烯拮抗剂中公认的无毒高效化合物，而1-MCP是许多国家的第一个商业化环丙烯[10]。1-MCP能有效延缓果蔬成熟，延长采后作物在密闭空间的贮藏寿命，已被应用于不同的气候性果蔬（如猕猴桃、番荔枝、香蕉、冬枣、苹果、黄冠梨、桃、菠菜等）中[11-18]，延长了采后贮藏时间，增加了商品价值，扩大了新鲜农产品冷藏渠道。Nguyen L P L等人[19]采用1-MCP微泡处理延长甜瓜货架期，大大缩短了处理时间以及减少了密闭空间的限制。Niu J等人研究表明1-MCP处理苹果能有效提高苹果采购品质和预防表面烫伤。

试验通过研究不同浓度1-MCP对黄秋葵失质量率、叶绿素含量、木质素含量及相关酶活的影响，探索1-MCP处理黄秋葵的最佳浓度，为商业生产中采用1-MCP处理黄秋葵提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品

黄秋葵，采自中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，要求无病虫害、无机械损伤、新鲜、成熟度一致、果型大致相同。

1.1.2 主要试剂

1-MCP粉剂，武汉维斯尔曼生物有限公司提供；丙酮、碳酸钙、乙醇、磷酸、正己烷、溴乙酰胺、冰醋酸、氢氧化钠、羟胺盐酸、焦性没食子酸、过氧化氢，均为市售分析纯。

1.1.3 试验仪器

UV1780型紫外可见分光光度计，日本岛津公司产品；Sigma 3-30K型低温高速离心机，德国Sigma公司产品；SK2210LHC型超声波清洗器，上海科导超声仪器有限公司产品；HH-2型数显恒温水浴锅，常州澳华仪器有限公司产品。

1.2 样品处理

1.2.1 1-MCP溶液的制备

根据公式[20]计算得出有效成分为0，0.4，0.8，1.2 μL/L所需1-MCP的量，称取相应质量的1-MCP粉剂于密封小瓶中，加入1∶16的双蒸水，立即拧紧盖子摇匀。

1.2.2 处理方法

将挑选后的秋葵果荚与装有1-MCP溶液的小瓶置于密封容器内，拧开瓶盖后，迅速密封容器，于25℃下熏蒸24 h；熏蒸完毕后，打开容器通风0.5 h，将秋葵装入保鲜盒内；每3 d取样1次。

1.2.3 取样方法

取6个秋葵果实，将头部、尾部和秋葵籽去掉，只保留中间果肉果皮。放入榨汁机将其打碎，于-20℃冰箱中贮藏。

1.3 指标测定方法

1.3.1 黄秋葵失重率的测定

采用电子天平对黄秋葵进行称量。

1.3.2 黄秋葵叶绿素的测定

称取1.0 g秋葵样品于研砵中，加入少量石英砂和碳酸钙粉及3 mL质量分数80%丙酮溶液，研成匀浆，再加10 mL质量分数80%丙酮溶液继续研磨至组织发白，静置5 min提取；转入50 mL离心管，冲洗研砵，离心；将滤液移至50 mL容量瓶中，用80%丙酮定容，摇匀；以80%丙酮溶液为空白参比调零，用1 cm光径比色皿于波长652 nm处测定提取液的吸光度；重复3次。

1.3.3 黄秋葵木质素的测定

取1.0 g果肉，加5 mL体积分数95%乙醇研磨，以转速3 000 r/min离心7 min，沉淀物以体积分数95%乙醇冲洗3次，再用乙醇∶正己烷（1∶2，V∶V）冲洗3次，收集沉淀物使其干燥，干燥物溶于25%溴乙酰冰醋酸溶液中，在70℃恒温水浴中加塞保温30 min，然后加0.9 mL浓度为2 mol/L氢氧化钠终止反应，再加5 mL冰醋酸和0.1 mol/L羟胺盐酸，并以冰醋酸定容至10 mL，以转速1 000 r/min离心7 min，取上清液于波长280 nm处测定吸光度，以每克鲜质量于波长280 nm处的吸光度表示木质素含量。

1.3.4 黄秋葵PPO活性的测定

取1.0 g果肉，加入5 mL的浓度0.01 mol/L磷酸缓冲溶液于冰水浴研磨；低温高速离心，取0.1 mL上清液于试管中，加入3.9 mL磷酸缓冲溶液和1.0 mL的浓度0.02 mol/L焦性没食子酸溶液，混匀；以0.1 mL失活酶液代替粗酶液加入反应体系中作为空白对照，于37℃下恒温准确孵育10 min；于波长420 nm处测定吸光度（A测定，A空白）。PPO活力（U/g鲜质量） =

1.3.5 黄秋葵CAT活性的测定

参考相关测定方法，并加以改进。取5.0 g果肉加入5 mL pH值6.4磷酸缓冲液，于冰水浴中研磨均匀，定容至10 mL，于4℃条件下以转速12 000 r/min离心30min，上清液即为粗酶液；取2.9mL浓度为0.02mol/L的H2O2和0.1 mL粗酶液混合并以蒸馏水为参比测定吸光度变化。分别记录混合后15 s和5 min反应体系于波长240 nm的吸光度（A240，A240'）。

2 结果与分析

2.1 不同体积分数1-MCP处理对黄秋葵失质量率的影响

1-M C P处理对黄秋葵失质量率的影响见图1。

图1 1-MCP处理对黄秋葵失质量率的影响

采收的果实仍是有生命的个体，并会进行一系列的代谢活动，其中水分的蒸发和营养物质消耗是采后贮藏过程中果实失质量的主要原因，同时，质量损失也是导致果实萎蔫、变质及腐烂的重要原因。

由图1可见，对照组与处理组的失质量率均呈上升趋势。贮藏前6 d失质量情况大致相同，6 d后未处理的和较高体积分数处理的黄秋葵失质量较为明显，说明较低体积分数1-MCP处理能有效的抑制果蔬质量损失，其中0.4 μL/L体积分数1-MCP处理最为有效。

2.2 不同体积分数1-MCP处理对黄秋葵叶绿素含量的影响

1-MCP处理对黄秋葵叶绿素含量的影响见图2。

图2 1-MCP处理对黄秋葵叶绿素含量的影响

叶绿素是植物进行光合作用的重要色素物质。在水果、蔬菜中也大量存在着叶绿素。然而随着果蔬成熟衰老，叶绿素含量不断下降。水果在成熟衰老过程中，叶绿素分解后，可使其他种类色素（如类胡萝卜素、花青素）的颜色得以呈现。果蔬在采摘后，叶绿素含量下降，出现萎蔫发黄、新鲜度明显降低，影响使用品质、加工性能和商品价值。

由图2可见，黄秋葵中的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势。这可能是由于采收回来的黄秋葵尚未达到完全成熟，贮藏一段时间后，黄秋葵达到成熟，叶绿素达到最高值。随后叶绿素被分解利用，含量逐渐减少。其中1.2 μL/L的1-MCP处理的黄秋葵在贮藏3 d叶绿素含量达到峰值，而对照组与0.4 μL/L 1-MCP处理的黄秋葵在6 d达到峰值，0.8 μL/L 1-MCP处理的黄秋葵在9 d才达到峰值。说明较高体积分数1-MCP处理对叶绿素的形成有害。而体积分数为0.8 μL/L处理的效果最好，叶绿素含量最高，且成熟的最晚。

2.3 不同体积分数1-MCP处理对黄秋葵木质素含量的影响

1-MCP处理对黄秋葵木质素含量的影响见图3。

图3 1-MCP处理对黄秋葵木质素含量的影响

木质素存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。在木本植物中，木质素占25%，是世界上第2位最丰富的有机物。随着植物的成熟老化，木质素含量不断增加，影响食用口感，降低商品价值。

由图3可见，处理组与对照组在贮藏期间，木质素含量均呈上升趋势。这是由于秋葵在成熟过程中，细胞壁不断硬化，木质素与纤维素不断增加所形成。整体来看，对照组及较高体积分数处理的黄秋葵木质素含量增长速率比低浓度处理的要快，说明较低体积分数1-MCP处理能降低黄秋葵木质素的增长速率，能保持更好的口感，提高商品价值。

2.4 不同体积分数1-MCP处理对黄秋葵PPO活性的影响

1-MCP处理对黄秋葵PPO活性的影响见图4。

PPO与抗病性的关系人们已进行了广泛的研究。植物在抵御病原微生物的侵染过程中，抗性相关酶发挥了重要作用，这主要包括了酚类代谢系统中的一些酶和病原相关蛋白家族PPO通过催化木质素及醌类化合物形成，构成保护性屏蔽而使细胞免受病菌的侵害，也可以通过形成醌类物质直接发挥抗病作用。随着植物的成熟，PPO活性下降，易出现各种生理疾病，黄秋葵易受腐败菌等侵染，发生霉变腐败，因此在贮藏后期保持PPO活性尤为重要。

图41 -MCP处理对黄秋葵PPO活性的影响

由图4可见，对照组与处理组中黄秋葵PPO活性均呈先上升后下降趋势，均在第3天达到峰值，其中体积分数为0 μL/L和1.2 μL/L处理的黄秋葵PPO活性上升的幅度较0.4 μL/L和0.8 μL/L处理的黄秋葵PPO活性上升幅度缓慢。这可能是由于黄秋葵在成熟期间PPO活性不断上升，低体积分数1-MCP处理能保护PPO，使其不被其他物质所分解。第3天以后，PPO活性均呈下降趋势，其中0.4 μL/L处理的黄秋葵PPO活性下降的最缓慢。

2.5 不同体积分数1-MCP处理对黄秋葵CAT活性的影响

1-MCP处理对黄秋葵CAT活性的影响见图5。

图51 -MCP处理对黄秋葵CAT活性的影响

过氧化氢酶通常定位于一种被称为过氧化物酶体的细胞器中。植物细胞中的过氧化物酶体参与了光呼吸(利用氧气并生成二氧化碳)和分解组织中H2O2，减少H2O2产生的OH-对机体的危害。由图5可见，对照组与处理组黄秋葵中CAT活力均呈先上升后下降再上升的趋势，这可能由于在成熟期间呼吸作用较强，过氧化氢酶活性不断增大，成熟后呼吸强度减少，活性降低。到贮藏后期，秋葵积累了过多的过氧化氢，需要更多的CAT去分解过多的过氧化氢，因此酶活增加。在贮藏前6 d，处理组的酶活持续增加，且低体积分数1-MCP处理的黄秋葵CAT酶活增长速率最快，而对照组的酶活则在第3天就开始下降，这说明低体积分数1-MCP处理能有效延缓果蔬成熟，其中0.4 μL/L处理效果最为明显。

3 结论

通过与未经处理的黄秋葵对比，1-MCP处理后能有效降低黄秋葵失质量率，保持其PPO，CAT活性，抑制木质素的合成与叶绿素分解，并延迟叶绿素峰值的出现，较好地保持了黄秋葵在贮藏过程中的商品价值，延长货架期。但高体积分数1-MCP处理会伤害黄秋葵，因此低体积分数1-MCP处理能有更好的保鲜效果，综合分析各项生理指标及酶活性影响得出，0.4 μL/L 1-MCP处理黄秋葵保鲜效果最好。1-MCP熏蒸操作简单，能同时处理大批量产品，已被应用于多种果蔬保鲜中，试验有利于推动黄秋葵保鲜的健康发展，为商业生产中1-MCP应用于黄秋葵贮藏保鲜提供了一定的理论依据。