1-甲基环丙烯处理对采后‘油㮈’果实呼吸速率和活性氧代谢的影响

林静颖，李 辉，袁 芳，林育钊，林河通,*

（1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002；2.亚热带特色农产品采后生物学（福建农林大学）福建省高校重点实验室，福建 福州 350002；3.福建农林大学农产品产后技术研究所，福建 福州 350002；4.闽南师范大学生物科学与技术学院，福建 漳州 363000）

㮈（Prunus salicinaLindl.）又称桃形李、㮈李，属蔷薇科（Rosaceae）李属（Pruns），是原产于福建省的特色水果之一，另外在广东、广西、浙江、湖北等省区也有种植[1]。㮈皮薄核小、果大肉厚、酸甜可口，富含膳食纤维、果胶等多糖物质，果实中的多种生物活性物质对人体健康有益，因此具有较高的经济价值[2-3]。㮈果成熟期集中于7月中下旬到8月上旬的高温季节，且㮈果属于呼吸跃变型果实，果实采后生理代谢旺盛，易导致果实迅速后熟、果肉褐变、软化和腐烂现象，造成极大经济损失[4]。近年来，随着市场的扩张以及消费水平的上升，其种植面积增大、总产量不断提高，因此㮈果的采后贮藏保鲜成为产业发展和生产上亟待解决的难题。

活性氧（reactive oxygen species，ROS）主要在线粒体内产生，是植物在有氧代谢过程中电子传递至氧分子时产生的活跃的、具有毒害作用的含氧物质的总称，包括H2O2、超氧阴离子自由基（O2-·）、羟自由基（·OH）等[5-7]。正常情况下，ROS的产生和清除处于动态平衡，对植物细胞不会产生伤害；当植物衰老或受外界胁迫时，能量物质被大量消耗，呼吸代谢产能速率降低，能量供应不足以供防御系统清除过多的ROS，导致细胞内的ROS大量积累，从而产生氧化损伤，促进膜脂氧化，破坏细胞膜完整性，造成细胞区室化消失和离子泄露，进而加速细胞凋亡，促进采后果蔬衰老，导致采后果蔬耐贮性、缩短其果蔬保鲜期[8-10]。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）可与乙烯受体相互作用，阻碍乙烯信号转导，延缓乙烯浓度的增加，从而抑制果蔬的后熟及衰老进程[11-12]。1-MCP具有高效、安全、无毒、无残留等优点，在采后园艺产品中有广泛应用。有研究报道，1-MCP能延缓苹果[13]、黄花梨[14]、台湾青枣[15]、杨桃[16]和油桃[17]等果实衰老及腐烂，保持果实采后品质并延长贮藏期。本实验室前期研究也表明，1-MCP处理可提高采后‘油㮈’果实耐贮性，延长果实保鲜期[18]。另外，王慧等[19]研究发现，1-MCP处理可有效延缓采后安溪油柿果实衰老，提高安溪油柿果实的耐贮性和延长其果实保鲜期，而且能保持较高的安溪油柿果实超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）等活性氧清除酶活性，以及较高的还原型抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）和还原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）等内源抗氧化物质的含量，降低O2-·产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的积累。Kumar等[20]研究发现，1-MCP处理采后香蕉果实，能提升果实POD、CAT活性，从而有效延长果实的货架期。然而，目前鲜有研究报道1-MCP处理对采后‘油㮈’果实呼吸速率和活性氧代谢的影响及其与果实耐贮性的关系。因此，本实验通过研究1-MCP处理对‘油㮈’果实呼吸速率和活性氧代谢的影响，旨在为‘油㮈’果实采后保鲜提供技术参考和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试果实是㮈李青皮黄肉类中的优良品种‘油㮈’，采自福建省古田县科技示范果园，在果实九成熟（即果实外观鲜绿色、果肉黄绿色，所测果实表面色调角h值114.54°、果实硬度90.77 N/cm2、果实可溶性固形物质量分数11.43%）时采收，采收当天运至福建农林大学农产品产后技术研究所食品保鲜实验室。

1-MCP（纸片型的安喜布） 台湾利统股份有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙二胺四乙酸二钠、盐酸羟胺、三氯乙酸、过氧化氢、乙醇、磷酸、三氯化铁、抗坏血酸、甲醇、盐酸、愈创木酚 国药集团化学试剂有限公司；对氨基苯磺酸、α-萘胺、硫代巴比妥酸、氮蓝四唑、甲硫氨酸、核黄素、邻菲罗啉、二硫代硝基苯甲酸、考马斯亮蓝G-250、聚乙烯吡络烷酮北京索莱宝科技有限公司；硫酸 北京化工厂。

1.2 仪器与设备

GXH-3051H果蔬呼吸测定仪 北京均方理化科技研究所；HH-4数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司；GL-20G-II高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器有限公司；T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；BSA224S电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

挑选大小均匀、色泽一致、无病虫害、无机械损伤的果实进行实验。采后果实清洗后用60 mg/L的二氧化氯溶液浸泡5 min，晾干后进行以下两组处理：1）1-MCP处理组：本课题组前期采用不同剂量1-MCP处理对采后‘油㮈’果实保鲜效应的影响，发现1.2 μL/L 1-MCP处理能最有效提高‘油㮈’果实采后品质和延长贮藏期[18,21]，因此本实验采用1.2 μL/L作为1-MCP的处理剂量。将100 个‘油㮈’果实放入体积约0.04 m3的泡沫箱内，根据处理剂量裁取适宜大小的纸片型1-MCP，用蒸馏水喷湿后平铺于果实上，迅速将泡沫箱密封，在（25±1）℃下处理12 h。2）对照组：将100 个‘油㮈’果实放入体积约0.04 m3的泡沫箱内密封，在（25±1）℃下处理12 h。以上每组各处理5 箱，每箱100 个果实，共500 个果实。

经上述处理的果实用聚乙烯薄膜袋（0.015 mm厚，10 个/袋）密封包装，1-MCP处理和对照处理各50 袋，然后放置于恒温箱（25±1）℃下贮藏。贮藏期间定期取样，测定果实呼吸速率、·产生速率、MDA含量、ROS清除酶活力、内源抗氧化物质含量等。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 呼吸速率测定

呼吸速率参照李辉等[18]的方法测定，以每千克样品每小时所释放的CO2质量表示，单位为mg/（kg·h）。

从随机选取的5 个果实中各取果肉5 g，参照林艺芬等[22]的方法测定·产生速率，以NaNO2作标准曲线，以每分钟每克样品产生的超氧阴离子的物质的量作为·的产生速率，单位为μmol/（min·g）。

1.3.2.3 MDA含量测定

从随机选取的5 个果实中取果肉5 g，参照Sun Junzheng等[23]的方法测定MDA含量，单位为nmol/g。

1.3.2.4 果实ROS清除酶活力测定

SOD、CAT、APX活力：从随机选取的5 个果实中各取果肉5 g，参照林毅雄等[24]的方法测定。以每克样品在560 nm波长处每分钟对氮蓝四唑光化还原抑制50%所消耗的酶量为一个SOD活力单位（U）；以每克样品在240 nm波长处吸光度每分钟变化0.01所消耗的酶量为一个CAT活力单位（U）；以样品在290 nm波长处吸光度每分钟变化0.01所消耗的酶量为一个APX活力单位（U）。

果实POD活力：从随机选取的5个果实中取果肉5 g，参照王慧等[19]的方法进行测定，以样品在470 nm波长处吸光度每分钟变化0.01所消耗的酶量为一个POD活力单位（U）。

蛋白质量浓度测定：按照考马斯亮蓝G-250染色法[25]测定蛋白质量浓度，以牛血清白蛋白作标准曲线。

以上酶活力单位均为U/mg，结果以蛋白质量计。

1.3.2.5 果实内源抗氧化物质含量测定

总酚含量：从随机选取的5 个果实中各取5 g果肉，参照林艺芬等[22]的方法进行测定。以没食子酸（gallic acid，GA）作标准曲线，测定每克样品提取液在280 nm波长处的OD值，以每千克样品中所含的GA质量表示总酚含量，单位为g/kg。

果实AsA、GSH含量：从随机选取的5 个果实中各取5 g果肉，参照林艺芬等[22]的方法进行测定，分别以标准抗坏血酸和还原型谷胱甘肽作标准曲线，单位为g/kg。

1.4 数据统计与处理

各指标均重复测定3 次，再取其平均值；采用SPSS 17.0分析软件对数据统计分析并利用T检验法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实呼吸速率的影响

图1 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实呼吸速率的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on respiration rate of harvested‘Younai’ plum fruit

呼吸速率是评价采后果实耐贮性的重要指标之一，‘油㮈’属于呼吸跃变型果实，果实的呼吸代谢与多种营养物质的分解代谢相关[18,21]。由图1可知，对照组果实的呼吸速率在贮藏0～12 d内持续升高，于第12天出现呼吸高峰，12～15 d内急剧下降，贮藏15 d之后则快速上升；而1-MCP处理组果实的呼吸速率在0～9 d内较快上升，于第9天出现呼吸高峰，9～15 d内则快速下降，15～18 d内快速升高。进一步比较可知，贮藏至第9、12天时，1-MCP处理组的呼吸速率分别比对照组低29.68%和63.81%，两组之间呈极显著差异（P＜0.01），且1-MCP处理组的呼吸速率峰值明显低于对照组的呼吸速率峰值。上述结果表明，1.2 μL/L 1-MCP处理可降低采后‘油㮈’果实的呼吸速率及其峰值，这与吴雪莹等[26]研究报道1-MCP处理可降低采后‘麦李’、‘青脆李’和‘歪嘴李’等李果实呼吸速率的结论相似。

2.2 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实O2-·产生速率的影响

呼吸作用过程中氧分子进入植物体内接受电子后转变为O2-·，之后引发细胞质膜上不饱和脂肪酸的脂质过氧化反应，产生一系列ROS自由基，进而加速植物衰老进程[27-28]。由图2可知，对照组果实·产生速率在贮藏0～9 d呈缓慢上升趋势，9～12 d内快速上升，12～15 d急速下降，随后上升；而1-MCP处理组果实的·产生速率于贮藏0～6 d内急速下降，6～12 d内急速升高，12 d之后则缓慢下降。进一步比较可知，在采后贮藏3～12 d内，1-MCP处理组果实的·产生速率均极显著低于对照组（P＜0.01），贮藏结束时1-MCP处理组比对照组低23.12%（P＜0.05）。上述结果表明，1.2 μL/L 1-MCP处理可有效降低采后‘油㮈’果实·产生速率，延缓果实衰老，这与陈艺晖等[16]研究发现1-MCP处理可延缓‘香蜜’杨桃果实细胞膜相对渗透率增大，抑制·产生速率从而提高杨桃果实耐贮性的结果相似。

2.3 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实MDA含量的影响

图3 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实MDA含量的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on MDA content of harvested‘Younai’ plum fruit

MDA是植物衰老后膜脂过氧化的最终产物，其积累会对植物的细胞质膜和细胞器造成一定伤害，因此MDA含量能直接反映果实膜脂被破坏的程度[27-28]。由图3可知，各处理组果实的MDA含量在贮藏期间均呈上升趋势，且1-MCP处理组果实的MDA含量在整个贮藏期均低于对照组，在贮藏第9、12、15天的MDA含量分别比对照组低27.06%、33.06%和30.56%，差异极显著（P＜0.01）。上述结果表明，1.2 μL/L 1-MCP处理可减少采后‘油㮈’果实膜脂过氧化产物MDA的累积，从而降低细胞膜的损伤，延缓果实衰老，这与陈惠云等[29]研究发现1-MCP处理可抑制采后毛笋MDA积累从而延缓毛笋采后木质化结果相似。

2.4 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实ROS清除酶活力的影响

ROS具有启动果实衰老的作用，低浓度的ROS作为信号分子来调控植物体内的生理代谢反应，高浓度的ROS则会造成氧化损伤进而阻碍植物生长，为了保持自身的正常的生理代谢，植物会通过ROS清除酶系统（SOD、POD、CAT和APX）对ROS的清除作用来维持植物的正常生理活动[16,19,24,30]。SOD能催化植物体内·生成H2O2和O2，POD、CAT、APX可与H2O2反应使其转化为H2O，减少H2O2可能产生的氧化伤害。通常采后果实衰老、耐贮性下降与ROS清除酶活性的降低呈正相关；ROS清除酶活性高，则果实对ROS的清除能力强，有利于果实的贮藏[31-32]。

图4 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实SOD（A）、POD（B）、CAT（C）和APX（D）活力的影响Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the activities of SOD (A), POD (B),CAT (C) and APX (D) in harvested ‘Younai’ plum fruit

由图4A可知，对照组果实SOD活力在贮藏0～6 d内急速下降，6～15 d内缓慢降低，贮藏15 d之后略有上升；而1-MCP处理组果实SOD活力在整个贮藏期均高于对照组，且在贮藏6、9、12、15、18 d，SOD活力分别比对照组高34.56%、44.94%、27.11%和15.42%，差异均达极显著水平（P＜0.01）。

由图4B可知，对照组果实POD活力在贮藏0～3 d内急速下降，3～6 d内变化不大，6～9 d内缓慢上升，9～12 d内缓慢降低，12～15 d内略有升高，贮藏15 d之后略微下降；而1-MCP处理组果实POD活力在贮藏3～12 d内均高于对照组，且在贮藏第3、9天比对照组高80.08%和49.94%，差异达显著水平（P＜0.05），在贮藏第6天是对照组的2.78 倍，差异呈极显著水平（P＜0.01）。

由图4C可知，对照组果实和1-MCP处理组果实的CAT活力在贮藏0～3 d内都急速下降；但在贮藏3 d之后表现不同。其中对照组果实CAT活力在贮藏3～9 d内较快上升，9～15 d内快速下降，15～18 d内较快上升；而1-MCP处理组果实的CAT活力在贮藏3～9 d内急速升高，9～15 d内急速下降，贮藏后期（15～18 d）缓慢上升。进一步比较可知，1-MCP处理组果实CAT活力在贮藏6～18 d内均高于对照组，且在贮藏第6、9、12天比对照组分别高5.89%、7.01%和5.78%，差异均达极显著水平（P＜0.01），在贮藏第15天比对照组高4.29%，差异呈显著水平（P＜0.05）。

由图4D可知，对照组果实和1-MCP处理组果实的APX活力在贮藏0～6 d内均急速下降；但在贮藏6 d之后表现不同。其中对照组果实APX活力在贮藏6～12 d内缓慢上升，12～15 d内较快下降，15～18 d内则快速升高；而1-MCP处理组果实APX活力在6～15 d内快速上升，贮藏15 d之后则急速下降。进一步比较可知，1-MCP处理组果实APX活力在贮藏6～15 d内均高于对照组，且在贮藏第12、15天比对照组分别高81.42%和2.8 倍，差异达极显著水平（P＜0.01）。

上述结果表明，随着贮藏时间的延长，果实内ROS清除酶的活力整体呈下降趋势，使细胞内清除ROS能力下降，导致ROS积累并加速了膜脂过氧化作用。与对照组相比，1.2 μL/L 1-MCP处理可保持采后‘油㮈’果实较高的SOD、POD、CAT和APX等ROS清除酶的活力，从而抑制果实中·和MDA产生，延缓果实采后衰老，提高果实采后贮藏品质，这在毛笋[29]、菠萝蜜[33]、苹果[34]果实的研究中也有相似的结论。

2.5 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实内源抗氧化物质含量的影响

植物也通过内源抗氧化物质（总酚、AsA和GSH）来调控自身代谢，酚类物质具有抗氧化能力，AsA和GSH属于非酶清除系统，具有清除体内自由基和ROS的能力，AsA-GSH循环是植物体内重要的抗氧化系统，可与其他ROS清除系统协同作用一起清除植物体内积累的ROS[35-36]。

图5 1-MCP处理对采后‘油㮈’果实总酚（A）、AsA（B）和GSH（C）含量的影响Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on the contents of total phenols (A),AsA (B) and GSH (C) in harvested ‘Younai’ plum fruit

由图5A可知，对照组果实总酚含量在贮藏0～3 d内略有上升，3～6 d内大幅度降低，6～9 d内缓慢升高，9～15 d内缓慢下降，贮藏15 d之后则缓慢升高；而1-MCP处理组果实总酚含量在贮藏0～3 d内快速下降，3～9 d急速升高，9～12 d快速降低，贮藏12 d之后则持续上升。进一步比较可知，在贮藏6～18 d内1-MCP处理组果实的总酚含量均极显著高于对照组（P＜0.01），其中最大差异发生在贮藏第9天，此时总酚含量比对照组高6.28%。

由图5B可知，各组果实的AsA含量在贮藏期间均呈下降趋势，且1-MCP处理组果实的AsA含量在整个贮藏期均高于对照组，在贮藏第12、15、18天的AsA含量分别比对照组高40.63%、55.72%和49.06%，差异均达极显著水平（P＜0.01）。

由图5C可知，对照组和1-MCP处理组果实的GSH含量在0～3 d内都急速下降；但在贮藏3 d之后表现不同。其中对照组果实GSH含量在贮藏3～6 d内缓慢升高，6～9 d内较快下降，9～15 d内缓慢上升，贮藏后期（15～18 d）快速下降；而1-MCP处理组果实GSH含量在贮藏3～6 d内急速上升，6～9 d内快速下降，9～15 d内变化不大，贮藏15 d之后则缓慢下降。进一步比较可知，1-MCP处理组果实的GSH含量在贮藏6～18 d内均高于对照组，且在贮藏第6天时1-MCP处理组含量比对照组高22.93%，差异达显著水平（P＜0.05）。

上述结果表明，随着贮藏时间的延长，果实逐渐衰老，体内ROS代谢平衡被打破，酚类物质、AsA和GSH与自由基反应共同抵抗ROS的伤害，施加1.2 μL/L 1-MCP可延缓采后‘油㮈’果实内源抗氧化物质总酚、AsA和GSH含量的下降，使果实具有更好的抗氧化能力，从而保持品质并延长果实贮藏期，这与刘红霞[37]的研究结果相似。

3 讨 论

㮈是中国南方的一种特产水果，成熟于盛夏高温季节，采后果实生理代谢旺盛且皮包汁多，果实贮藏期短，常温下10 d左右就会后熟、软化和腐烂，严重影响其贮运、销售和消费。因此，寻找一种安全有效的保鲜方法具有重要意义。本课题组前期研究发现，1-MCP处理可保持采后‘油㮈’果实较高的果实硬度、可滴定酸和果皮叶绿素含量，延缓果实外观颜色变化，减少‘油㮈’果实质量损失率及腐烂程度，延缓‘油㮈’果实衰老，延长果实保鲜期[18]。本研究发现，与对照相比，1-MCP处理能有效降低采后‘油㮈’果实呼吸速率和O2-·产生速率，延缓MDA的积累；且1-MCP处理能有效地延缓采后‘油㮈’果实细胞膜相对渗透率的上升，提高果实耐贮性[18]。据此认为，1-MCP处理提高采后‘油㮈’果实耐贮性与1-MCP处理能有效降低采后‘油㮈’果实呼吸作用，减少ROS产生、积累及膜脂过氧化作用，减轻ROS对‘油㮈’果实细胞膜结构的破坏有关。‘油㮈’果实在采后贮藏过程中，与对照组相比，1-MCP处理能提高其果实ROS清除酶（SOD、POD、CAT和APX）活性，抑制内源抗氧化物质（总酚、AsA和GSH）含量的下降，进而提升果实采后ROS清除能力，有利于减轻ROS积累对果实细胞膜的氧化损伤、稳定细胞膜结构的完整，最终增强采后‘油㮈’果实耐贮性，延长果实保鲜期。

4 结 论

与对照相比，1.2 μL/L 1-MCP处理可有效降低采后‘油㮈’果实呼吸速率，抑制·产生速率和MDA的累积，提高SOD、POD、CAT和APX等ROS清除酶活性，抑制总酚、AsA和GSH等内源抗氧化物质含量的下降。因此认为，1.2 μL/L 1-MCP处理能有效提高采后‘油㮈’果实的ROS清除能力，降低ROS积累及抑制膜脂过氧化作用，从而延缓采后‘油㮈’果实衰老，提高果实耐贮性，延长其保鲜期。