1-MCP处理和PE膜包装对冷藏李果实品质及抗氧化酶活性的影响

高 芳，郝 义，郝邢维，纪淑娟，周 鑫，周 倩

（1.沈阳农业大学 食品学院，沈阳 110161；2.辽宁省果树科学研究所，辽宁营口 115009）

国峰2号李果实为蔷薇科（Rosaceae）植物李属（

Prunus

）的果实，是晚熟香蕉李与猎人李杂交而成的新品种。我国辽宁省部分地区盛产，成熟后果肉出现淡黄色，其富含糖、有机酸、类黄酮和酚类物质，具有天然的抗氧化能力。李果实采收季节为夏末初秋，该时期气温较高，采后逐渐后熟软化，不易贮运，并且在贮藏过程中容易出现腐烂及果肉褐变现象。果实采后活性氧代谢平衡被破坏，造成更多的活性氧自由基积累，加剧细胞膜脂过氧化作用，加快了果实的成熟衰老。因此，寻求一种高效安全的处理方式来提升采后李果实的抗氧化能力，延缓果实品质下降是研究人员的重要方向。

1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是一种安全有效的乙烯受体抑制剂，其主要作用是与乙烯竞争受体，造成乙烯无法与受体结合，从而消除乙烯效应。研究报道，1-MCP可以显著提高鳄梨的总酚、类黄酮和总抗氧化能力水平，适当提高1-MCP浓度则效果更佳显著。同时，1-MCP可抑制低温下“拉里安”李果实乙烯的产生和ACC的积累，降低果实的冷害症状，并对果实的抗氧化能力产生直接的影响。已有文献证明，采摘后的苹果经过1-MCP保鲜后可降低果皮和果肉中超氧阴离子（O）和过氧化氢（HO）的积累，不同程度地提高了超氧化物歧化酶的活性。1-MCP熏蒸果实过程中，若未进行包装则会大量散发流失，熏蒸不完全。PE保鲜膜能够有效地抑制1-MCP气体流失，与1-MCP结合广泛用于多种水果的保鲜，如猕猴桃、苹果、蓝莓等。目前缺少1-MCP结合PE保鲜膜对采后李果实保鲜效果以及抗氧化能力变化的研究。因此，本研究以国峰2号李果实为试材，探索低温下1-MCP结合PE保鲜膜对果实品质指标的影响，并探索结合处理对李果实抗氧化能力的影响，以期为1-MCP结合PE保鲜膜在李果实保鲜贮藏中的作用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

国峰2号李果实采自辽宁省营口市盖州市小石棚乡（40.25°N，122.45°E）。剔除病果、伤果，挑选大小均一、成熟度一致的新鲜成熟果实。1-MCP果蔬保鲜剂，采购于青岛绿诺生物科技有限公司。PE保鲜膜来自国家农产品保鲜工程研究中心生产的果蔬专用保鲜袋，大小为650mm×650mm。试剂：乙二胺四乙酸二钠、硫代巴比妥酸、抗坏血酸，均由国药集团化学试剂有限公司提供，为国产分析纯；邻苯二酚（纯度>99%）、愈创木酚（化学纯）、聚乙烯吡咯烷酮（优级纯），均由上海源叶生物有限公司提供；聚乙二醇（6000）、核黄素（生化试剂）、曲拉通（纯度>99%）、交联聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、盐酸羟胺（纯度>98.5%）、对氨基苯磺酸（分析纯），均由北京鼎盛昌盛生物技术有限公司提供；L-甲硫氨酸（纯度>99%）、氯化硝基四氮唑蓝（纯度>98%）、二硫代苏糖醇（纯度>99%）、四氯化钛（分析纯）、α-萘胺（分析纯），均由上海瑞永生物科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

CR-100色差仪（日本Konica Minolta公司）、WYT手持折光仪（杭州陆恒生物科技有限公司）、TU-1810紫外-可见分光光度计（北京普析通用有限公司）、CT3质构仪（美国Brookfield Engineering Laboratoriesa公司）、AR5120电子天平（美国AHOMS公司）、台式高速离心机（上海天美生化仪器设备工程有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 试验材料处理 由表1可知，李果实分成10组，任选一组不做处理作为对照组，记为CK；随机选取李果实装入厚度分别为0.01，0.02，0.03mm的PE袋中，每袋装入70个李果实，用浓度分别为0.4，0.8，1.2μL·L1-MCP进行处理，即加入2，4，6袋便携式1-MCP小包（0.2μL·L·包），用40℃温水浸湿后立即放入PE袋内扎口后置于(0±0.5)℃、相对湿度85%~90%的恒温库中，每组设置3次生物学重复，每隔7d取样对相关指标测定。

表1 不同浓度1-MCP结合不同厚度PE膜处理李果实
Table 1 Different concentrations of 1-MCPcombined with different thicknesses of PE film treated plum fruit

?

1.3.2 果实硬度的测定 参照王亮等方法，略作修改。采用质构仪进行测定，预测试速度1.00mm·s，测试速度2.00mm·s，测试深度10mm，触发点负载50g。

1.3.3 果皮亮度的测定 采用色差仪测定，测定点对称分布于果实赤道面，每个处理取3个果，每果测3个点，记录每个点L*、a*值。

1.3.4 品质指标的测定 抗坏血酸采用肖丽梅等的测定方法，2,6-二氯酚靛酚法测定。还原糖采用曹建康等方法，3，5-二硝基水杨酸法测定，并制定标准曲线。可溶性固形物（total soluble solids，TSS）采用千春录等的测定方法。可滴定酸（titrated acid，TA）采用周志强等的测定方法。

1.3.5 相对电导率和丙二醛含量的测定 相对电导率采用金怡等的测定方法；丙二醛（malondialdehyde，MDA）采用王艳颖等的测定方法。

1.3.6 超氧阴离子和过氧化氢含量的测定 超氧阴离子（superoxide anion，O）、过氧化氢（hydrogen，HO）含量采用曹建康等的测定方法，并根据具体测定方法制作标准曲线。

1.3.7 总酚、类黄酮的测定 总酚、类黄酮含量采用曹建康等的测定方法。

1.3.8 抗氧化酶活性的测定 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性采用曹建康等的测定方法。

1.4 数据统计分析

试验数据采用Origin 8.5进行统计并绘图，采用SPSS20.0软件进行差异性显著分析，显著水平为0.05。采用SIMCA软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度1-MCP结合不同厚度PE膜处理对李果实品质指标的影响

硬度是判断李果实品质的重要标准之一。由表2可知，不同浓度的1-MCP结合不同厚度的PE膜处理均可以延缓李果实硬度的下降。在贮藏第42天，T5中果实硬度值显著高于CK（

p

<0.05），效果最佳。

表2 1-MCP结合PE保鲜膜处理对冷藏42d的李果实品质指标的影响
Table 2 Effects of 1-MCPcombined with PE film treatment on plum fruit quality indexes after 42 days of cold storage

注：同列数据后不同小写字母代表差异显著。
Note:Different lowercase letters after data in the same column indicated significant difference.

?

TSS含量可以反映李果实中糖含量和营养物质的多少。在贮藏过程中，不同浓度的1-MCP结合不同厚度的PE膜处理的果实中TSS均显著高于CK（

p

<0.05），各处理组间有明显的差异。贮藏至42d，T5处理后的李果实TSS含量最高。TA含量是评价李果实风味的重要指标。贮藏后期，果实TA含量逐渐降低，T5处理果实的酸度值显著高于CK（

p

<0.05）。果皮亮度值可以粗略反映果皮褐变情况。T5中亮度值均显著高于CK（

p

<0.05），T5处理果实后果肉的亮度值最佳，表明褐变程度最轻。

综上可知，0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜处理为维持李果实品质的最佳处理，以此保鲜组合处理李果实，进一步验证1-MCP结合PE膜对李果实低温贮藏中的保鲜效果。

2.2 1-MCP结合PE膜处理对李果实抗坏血酸含量的影响

由图1可知，贮藏21d内，对照与T5组李果实抗坏血酸含量呈上升趋势。贮藏前14d，对照组李果实抗坏血酸含量显著高于T5组（

p

<0.05），这是由于贮藏前期对照组果实成熟度高，而抗坏血酸含量高。贮藏第21天，抗坏血酸含量达到峰值。贮藏从21d起，各组李果实抗坏血酸含量呈下降的趋势，贮藏后期，1-MCP结合PE膜处理组果实抗坏血酸含量显著高于对照组（

p

<0.05），表明T5处理更显著延缓果实抗坏血酸含量的降低。

图1 1-MCP结合PE膜处理对李果实抗坏血酸含量的影响Figure 1 Effect of 1-MCPcombined with PE film treatment on ascorbic acid content in plum

2.3 1-MCP结合PE膜处理对李果实还原糖含量的影响

图2为还原糖标准曲线。由图3可知，在整个贮藏期间，还原糖含量呈现先上升后下降的趋势，贮藏前期上升幅度较大，贮藏后期下降幅度较慢，且在贮藏28d时达到高峰，对照与处理组最大含量值分别为4.8%和5.8%，并且处理组始终保持着较高水平。表明处理组推迟了还原糖高峰的出现，为果实提供能量。

图2 还原糖标准曲线Figure 2 Standard curves of reducing sugar

图3 1-MCP结合PE膜处理对李果实还原糖含量的影响Figure 3 Effect of 1-MCPcombined with PE film treatment on reducing sugar content in plum

2.4 1-MCP结合PE膜处理对李果实总酚和类黄酮含量的影响

由图4可知，整个贮藏期间，果实总酚和类黄酮含量呈现先上升后下降的趋势。贮藏21d内，对照组李果实总酚、类黄酮含量显著高于处理组（

p

<0.05）。贮藏第21天，对照和T5组李果实总酚、类黄酮含量均达到峰值。从21d起，总酚和类黄酮含量呈现下降趋势，处理组果实的总酚、类黄酮含量显著高于对照组（

p

<0.05），这是由于处理组出现的后熟效应慢于对照组。整个贮藏后期，T5理组果实总酚、类黄酮含量始终处于较高水平，表明结合处理有效延缓果实的后熟，并且显著延缓果实总酚、类黄酮含量的降低（

p

<0.05）。

图4 1-MCP结合PE膜处理对李果实总酚（a）和类黄酮（b）含量的影响Figure 4 Effect of 1-MCPcombined with PE film treatment on total phenol（a）and flavonoid（b）in plum

2.5 1-MCP结合PE膜处理对李果实相对电导率和MDA含量的影响

由图5a可知，整个贮藏期间，对照组和处理组果实相对电导率值均呈现持续上升趋势。处理组相对电导率值始终显著低于对照组（

p

<0.05），保持较低水平，贮藏至42d，对照组电导率值增长77.8%，处理组电导率值增长50.7%。由图5b可知，整个贮藏期间，对照组和处理组MDA含量呈现整体上升趋势，对照组MDA含量始终高于处理组。贮藏至35d，MDA含量最高，表明膜脂过氧化程度最高。T5组李果实在贮藏28，35，42d时MDA含量分别为5.06，7.73，5.85nmol.gFW，均显著低于同期对照组（

p

<0.05），说明0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜处理能够抑制果实MDA含量的积累，维持细胞正常代谢。

图5 1-MCP结合PE膜处理对李果实相对电导率（a）和丙二醛（b）含量的影响Figure 5 Effect of 1-MCPcombined with PE film treatment on relative conductivity（a）and MDA（b）content in plum

2.6 1-MCP结合PE膜处理对李果实O2-产生速率和H 2O2含量的影响

图6为O和HO标准曲线。由图7a可知，贮藏期间李果实O产生的速率呈现不断增加且增速减缓的现象。对照组果实O产生速率始终显著高于T5组水平（

p

<0.05）。贮藏至14d，T5组中O生成速率比对照组低20%。贮藏至35d时，对照组出现峰值，O产生的速率值达到最大，O产生的速率增加36.5%。贮藏末期，由于果实的衰老O生成速率均下降。由图7b可知，在整个贮藏期间，HO含量呈现先增高后降低的趋势。对照组HO含量始终显著高于T5组（

p

<0.05），贮藏至14d，对照和T5组均出现了峰值，此时对照组中HO含量达到8.2μmoL·g。贮藏后期，HO含量缓慢下降，0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜处理有效延缓HO含量的累积。

图6 超氧阴离子（a）和过氧化氢（b）标准曲线Figure 6 Standard curves of superoxide（a)and anionhydrogen（b）

图7 1-MCP结合PE膜处理对李果实O2（-a）产生速率和H 2O（2b）含量的影响Figure 7 Effect of 1-MCP combined with PE film treatment on the O2-yield rate（a）and H 2O（2b）content in plum

2.7 1-MCP结合PE膜处理对李果实PPO和POD活性的影响

由图8a可知，各组PPO活性呈现先上升后下降的趋势。贮藏7~21d内，对照组PPO活性呈现直线上升趋势，从0.05 U·gFW上升至0.1U·gFW，21d出现峰值，可能是因为果实受到低温胁迫，导致PPO活性增强。处理组PPO活性峰值推迟7d，表明T5组能够推迟PPO的峰值，PPO活性始终处于较低水平。由图8b可知，对照组POD活性呈现持续下降的趋势，T5组POD活性在整个贮藏期间呈现先升高后下降的趋势，并在贮藏14d时达到高峰。贮藏7~28d，T5组POD活性显著高于对照组（

p

<0.05），表明0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜能够延缓POD活性下降，果实POD活性始终保持较高水平。

图8 1-MCP结合PE膜处理对李果实多酚氧化酶（a）和过氧化物酶（b）活性的影响Figure 8 Effect of 1-MCPcombined with PE film treatment on PPO（a）and POD（b）activity in plum

2.8 1-MCP结合PE膜处理对李果实SOD、CAT和APX活性的影响

由图9a可知，贮藏期间各组李果实SOD活性均呈现先上升后下降的趋势，贮藏21d时对照和T5组SOD活性均达到峰值，分别为2.67U·gFW和2.81U·gFW，对照组果实SOD活性略低于处理果实。此后，SOD活性开始下降，说明果实在贮藏后期机体抗氧化能力逐渐减弱，至贮藏42d结束时，对照组果实SOD始终处于较低水平，表明0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜能够显著提高李果实的SOD活性。由图9b可知，整个贮藏期间，果实CAT活性呈现先增加后减弱的趋势，T5组贮藏至21d时出现活性高峰，而对照组提前一周出现峰值，峰值分别为22.91U·gFW和19.47U·gFW。贮藏后期由于果实后熟衰老而造成CAT活性下降。对照组CAT活性下降最快，说明1-MCP结合PE膜能够抑制李果实CAT活性的下降，贮藏至42d，对照处理的李果实CAT活性为7.76U·gFW，而T5处理的李果实CAT活性为10.65U·gFW，比较发现，处理组能够更好地保持李果实CAT活性，从而延缓李果实衰老。由图9c可知，整个贮藏期间，对照组APX活性呈现持续下降的趋势，处理组贮藏至7d时达到高峰，其峰值为52.22U·gFW，说明此时果实的抗氧化能力最强。但下降过程中处理组始终保持较高水平，APX活性显著高于对照组（

p

<0.05）。结果表明0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜处理显著减缓果实APX活性的下降趋势。

图9 1-MCP结合PE膜处理对李果实SOD（a）,CAT（b）和APX（c）活性的影响Figure 9 Effect of 1-MCP combined with PE film treatment on SOD（a）,CAT（b）and APX（c）activity in plum

2.9 1-MCP结合PE膜处理对李果实品质及抗氧化相关指标的主成分分析

主成分分析（principal component analysis，PCA）可以考察多个变量之间的相关性。利用本试验测得的感官品质、营养指标、抗氧化酶活性等共计17个指标，自动拟合出2个主成分。由图10可知，第一主成分与第二主成分贡献率分别为50.4%与18.7%，总贡献率为69.1%。由空间位置分布可见，对照组几乎完全分布于纵坐标的正半轴，负半轴几乎涵盖了整个处理组，可见二者差异显著。由载荷图可看出处理组与TSS、TA、L*、O、还原糖、POD、APX等指标相关性强，对照组与硬度、Vc、MDA、相对电导率、过氧化氢、总酚、类黄酮、PPO、SOD等指标相关度较强。

图10 （PCA-X）不同处理李果实的PCA得分图（a）与载荷图（b）Figure 10（PCA-X）Effect of different treatment on Principal Component Analysis score scatter plot(a)and loading plot(b)of plum fruits

为直观看出李果实不同处理间的差异较大的指标，利用OPLS-DA模型中的SUS-plot图和VIP值对本试验测定的17个指标进行统计分析，通过模型拟合后得到图11。由图11b可知，VIP值大于1的指标为图中从左到右—L*到相对电导率。因此对照组和处理组的主要差异指标为L*、PPO、POD、TSS、TA、相对电导率。表现果实品质的主要差异指标是L*、TSS、TA，表示衰老褐变的主要指标为PPO、POD、相对电导率。结合图11a可看出，图11b中的主要差异指标分布在SUS-Plot图的两端，Y轴正半轴与负半轴的指标呈现一定的负相关。例如POD活性的上升，PPO活性下降。

图11 不同处理李果实的共享独有结构图SUS-plot（a）与变量投影重要度VIP值（b）Figure 11 Effect of different treatment on SUS-plot(a)and VIPgraph(b)of plum fruits

3 讨论与结论

1-MCP在呼吸跃变型果实的贮藏保鲜上具有良好的效果。PE膜包装是果蔬依赖呼吸作用，调节薄膜透气性之间的动态平衡，内部形成高CO浓度、低O浓度的微环境，抑制果蔬的代谢作用，从而延长保鲜期。1-MCP结合PE保鲜膜贮藏成本大大低于气调贮藏成本。研究发现，PE膜的厚度影响保鲜效果，可能是PE膜厚度与其透湿性和透气性有关。PE膜越厚，透气性越差，影响果蔬呼吸，从而对其品质指标产生影响。因此，试验得出0.02mmPE膜包装内形成的微环境结合1-MCP抑制果实进行呼吸作用，最终达到果实保鲜效果。

由于李果实采后代谢活动仍然进行，衰老与外界胁迫会促使果实品质下降。本研究利用不同浓度1-MCP结合不同厚度PE膜处理李果实，在0℃贮藏42d以后，观测得0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜可以显著延缓果实硬度、TSS含量和TA含量的下降，并维持果皮亮度值。这与穆茜等的报道相似，即1-MCP可维持“丽格”海棠果硬度、可溶性固形物，延迟呼吸高峰的出现，并提高了果实风味。此外，王志华等发现1-MCP处理能明显延缓‘红香酥’果皮转黄，提高果皮色泽和亮度，延长果实贮藏期。

有研究证实，抗氧化物质的含量和抗氧化酶活性在一定程度上能够反映果实的抗氧化能力。APX可以将抗坏血酸分解为脱氢抗坏血酸。贮藏后期APX活性同抗坏血酸含量一并逐渐降低，表明二者具有一定的相关性。本研究得出1-MCP结合PE膜处理后的李果实保持了较高的抗坏血酸含量和APX活性，总酚、类黄酮的含量也处于较高水平。总酚和类黄酮作为次生代谢产物，结合处理提高了果实次生代谢产物的合成，即提高了果实的抗氧化能力。

采后果实受到胁迫致使细胞膜损伤加重，出现相对电导率、O-的产生速率不断上升的状态，但这种趋势处理组远远低于对照组果实，说明处理组可以有效缓解ROS及超氧自由基的生成速率，从而降低细胞膜受损害程度。随着贮藏时间的延长，果实相对电导率逐渐增加，表明果实细胞中电解质严重外渗，细胞膜透性增加。1-MCP结合PE膜能够提高李果实抗氧化能力，维持细胞膜结构的完整性，从而减轻了细胞膜的损伤。果实HO含量从21d后出现下降的趋势，可能是POD、CAT在贮藏后期将HO分解生成HO，有效缓解果实衰老。膜透性的变化是细胞膜损伤的重要标志,MDA是膜脂过氧化作用的最终产物。大量MDA的积累不仅能破坏细胞膜结构的完整性，而且是果实衰老的标志。本研究得出果实经处理后MDA含量趋于稳定的变化，并显著低于对照组。说明处理组能够保护细胞膜减少损害，并延缓果实的细胞膜透性。成协设研究和MDA与李果实果肉褐变具有显著相关性这一结论，说明果肉褐变与膜脂过氧化作用关系密切。处理后的果实PPO活性一直处于较低水平，POD活性处于较高水平。王荣花等研究1-MCP处理有效抑制MDA含量的增加和PPO活性的上升，减轻了果肉褐变。陈柏等同样证实了1-MCP处理皇冠梨果实极显著提高果心的SOD、POD活性并抑制PPO活性的增加和MDA含量的累积，极显著抑制皇冠梨褐心病发病趋势。

酶促消除体系主要包括SOD、CAT、APX、POD等多种酶，这几种酶协同作用清除植物体内的HO和O。SOD、CAT、POD的主要作用是清除细胞的ROS，而SOD是将O转化为HO，POD和CAT则将HO催化生成HO，这3种酶相互发挥协同作用，才能够使果实处于一个低水平活性氧状态。试验结果表明，采后的李果实贮藏过程中SOD、CAT高峰出现的峰值一致同为21d，证明酶之间需要互相协同来抵御ROS及自由基对细胞膜造成的损害，不难解释到可能是1-MCP直接参与了李果实贮藏过程中对ROS的清除作用。1-MCP结合PE膜处理提高了SOD、CAT、POD等活性，即提高了果实的抗氧化能力，可能是1-MCP结合PE膜处理后改变了细胞内的氧化还原状态，从而提高了抗氧化酶活性，也可能是抗氧化酶之间的相互作用以及抗氧化物质含量的变化而起到提高抗氧化能力的作用，直接减弱果实的氧化伤害，进而有助于维持细胞膜结构完整性，延长果实的贮藏期，提高果实的保鲜效果。因此，0.8μL·L1-MCP结合0.02mmPE膜处理李果实后保鲜效果显著优于对照。较好地维持了抗坏血酸、总酚、类黄酮含量，延缓相对电导率、MDA含量的上升，保持果实品质的同时延缓了果实衰老；显著提高了果实的总抗氧化能力，减弱了PPO的活性，从而减轻了细胞膜的氧化损伤，延长果实的贮藏期。