不同濃度1-MCP和1-OCP 處理對青熟期芒果后熟和衰老的影響*

何曉慧，孫海娟，徐方旭，馮敘橋，3

1(沈陽農業(yè)大學食品營養(yǎng)、質量與安全研究所，遼寧沈陽，110866)

2(沈陽農業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽，110866)3(渤海大學化學化工與食品安全學院，遼寧錦州，121013)

芒果(Mangifera indica L.)屬于典型的呼吸躍變型果實，果實的成熟有明顯的階段性，在青熟期后果實就逐漸轉向生理衰老，在呼吸躍變發(fā)生之后迅速進入軟化階段，顏色轉黃，硬度下降，貯藏期大大縮短［1］。芒果的呼吸躍變可由體內乙烯觸發(fā)，抑制芒果體內乙烯的產生或作用成為延長芒果貯藏壽命的有效途徑［1］。芒果采后的呼吸作用、硬度降低、后熟變色、衰老軟化等生理變化與果實品質和耐貯運性密切相關［2］。

1-MCP是一種有效的乙烯效應抑制劑，能夠在一定貯藏期內與乙烯受體結合，從而阻斷乙烯與受體的正常結合，抑制乙烯所誘導的與果實后熟相關的一系列生理生化反應［3］已在許多研究中被證實，如可延緩蘋果［2］、梨［4］、獼猴桃［5］等呼吸躍變型果蔬的后熟。1-MCP具有結構簡單、易于合成、使用劑量小和高效無污染等特點［6］。近些年，又發(fā)現1-MCP的8種結構類似物(1-BCP，1-PentCP，1-HCP，1-HeptCP，1-OCP，1-DCP，1-ECP 和1-PCP)也有相類似的作用［7］。本研究以青熟期芒果為試材，探討了不同濃度1-MCP及其結構相似物中相互間分子質量差異最大的化合物1-OCP處理對青熟期芒果常溫貯藏期間生理品質的影響，并對2種乙烯抑制劑的作用效果進行比較。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

1-MCP粉劑，由中國農科院果樹所提供(質量分數為3.4%)。1-OCP的合成，主要參照Al Dulayymi［8-9］方法，在沈陽農業(yè)大學食品學院實驗室合成(質量分數為30%，液體)，樣品被分裝成0.5 mL的小包裝，保藏于-80℃超低溫冰箱中備用，使用前用乙醚稀釋。

離心機(CR-21G型，日立工機株式會社);旋轉蒸發(fā)儀(RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠);低溫生化培養(yǎng)箱(SHP-2500型，上海精宏實驗設備有限公司);硬度計(GY-1型，東莞市塘廈精工儀器廠);真空泵(AP-01P型，天津奧特塞恩斯儀器有限公司);紫外分光光度計(UV-2000型，上海尤尼克儀器有限公司);電子天平(FA2004型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司);數顯恒溫水浴鍋(HH-4型，國華電器有限公司)。

1.2 材料與處理

本實驗材料選用成熟度為80%～85%的芒果，品種為金龍，購買于芒果收獲季節(jié)的沈陽水果市場，當天運回實驗室，剔除殘次，挑選出無病蟲害、無機械損傷、質量及顏色均勻一致、帶果柄1cm左右的芒果作為試驗果。將挑選出的果實隨機分為7組，每組30個果，分別放入體積為0.125 m3的塑料帳內，并在室溫條件下密閉進行以下處理。

(1)1-MCP 處理:參照孫希生［10］的方法進行，分別稱取一定量的質量分數為3.4%1-MCP粉劑，放入開放的培養(yǎng)皿中，置于3個放置有待處理果實的塑料帳內，加入一定量40℃溫水，使1-MCP濃度分別為1，5，50 μL/L，迅速封閉塑料帳。

(2)1-OCP處理:分別量取一定體積1-OCP的乙醚溶液滴于濾紙上，置于3個放置有待處理果實的塑料帳內，使1-OCP 的濃度分別為 1，5，50 μL/L，迅速封閉塑料帳。

(3)對照:果實不采用任何處理，密封于塑料帳內。

各處理在常溫下［(20±2)℃］下密封20 h后，裝入厚度0.02 mm的PE果蔬專用保鮮袋(國家農產品保鮮工程研究中心生產)中于常溫［(20±2)℃］條件下貯藏，每個處理5袋(每袋6個果實)，每隔2 d測定1次相關理化指標。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 成熟度觀察

成熟度的分級標準采用Kobiler等［11］的方法。

成熟度指數/%=〔∑(轉黃級別 ×該級別個數)/(4×檢查總果數)〕×100

1.3.2 失重率的測定采用稱重法

失重率/%=［(最初質量-測定時質量)/最初質量］×100

1.3.3 硬度

果實硬度用GY-1型果實硬度計測定，每次取3個果實進行測定，每個果實測定3個位置點的硬度，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物(SSC)測定

采用WYT-1型(上海精密儀器儀表公司生產)手持折光儀進行測定。

1.3.5 可滴定酸含量的測定

參照寧正祥［12］的方法，采用酸堿滴定法法測定。

1.3.6 呼吸強度

呼吸強度的測定參照馮雙慶［13］的方法測定。

1.3.7 過氧化物酶(POD，EC 1.11.1.7)活性

POD活性的測定參照曹建康［14］的方法測定。

1.3.8 丙二醛(MDA)含量測定

MDA含量按照李合生［15］的方法進行測定，采用硫代巴比妥酸比色法進行。

1.3.9 多酚氧化酶(PPO，EC 1.10.3.1)活性

PPO參考林植芳等［16］的方法進行測定。

1.4 數據統(tǒng)計與分析

本試驗所有數據均為鮮重狀態(tài)下測得，采用SPSS 13.0專業(yè)統(tǒng)計軟件進行數據計算和作圖，并用t檢驗方法進行差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 1-MCP和1-OCP處理對果實生理特性與衰老的影響

2.1.1 對果實呼吸強度的影響

在本次實驗采用的3種濃度處理中，50 μL/L 1-OCP和5 μL/L 1-MCP處理抑制芒果果實的呼吸強度的效果優(yōu)于其他濃度處理。從圖1可以看出，在常溫貯藏條件下，各組芒果果實的呼吸強度呈先上升后下降趨勢，且呼吸速率出現了明顯的高峰，但不同處理之間的變化幅度有明顯差異。對照組果實在貯藏后的第13天出現了明顯的呼吸躍變高峰，呼吸強度為202.3 mg CO2/(kg·h)，之后呼吸強度逐漸下降;而不同濃度的1-MCP和1-OCP處理的果實呼吸強度高峰出現在第16天，且均低于對照，分別為190.7 mg CO2/(kg·h)和 152.1 mg CO2/(kg·h)，僅為對照組呼吸峰值的94.3%和75.1%。以1-OCP的抑制效果較好，1-MCP次之。

圖1 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實呼吸強度的影響

2.1.2 對果實MDA含量的影響

由圖2可以看出，1-MCP和1-OCP處理均能對芒果MDA含量變化產生影響，在芒果采后貯藏期間，對照、1-MCP和1-OCP處理果實的MDA含量變化趨勢相似，均表現為隨貯藏時間的增加緩慢上升，但不同處理的上升幅度有明顯差異。對照組上升幅度尤為明顯;1-MCP處理組的上升幅度最小，且果實的MDA含量明顯低于對照組，貯藏第10天時，對照組果實MDA含量為8.1 μmol/g，1-MCP處理果實的MDA含量還不到對照組果實的65%;而1-OCP處理MDA含量在整個貯藏過程中高于對照果實。上述結果表明，1-MCP與1-OCP處理對芒果果實膜脂過氧化作用具有一定的差異，其中1-MCP處理能抑制MDA含量的增加，對延緩果實的衰老有顯著效果。

圖21 -MCP和1-OCP處理對芒果果實丙二醛含量的影響

2.2 1-MCP和1-OCP處理對芒果常溫貯藏期間活性氧代謝相關酶活性的影響

2.2.1 對果實POD活性的影響

過氧化物酶(POD)活性的變化常用來作為果實后熟和衰老的一種指標，一般認為果實衰老時POD活性上升，參與衰老有關的氧化反應，抑制該酶的活性可抑制果實的衰老過程［4］。從圖3可以看出，貯藏期間對照組果實的POD活性呈上升趨勢，經1-MCP和1-OCP處理的果實均不同程度地降低了POD的活性，在整個貯藏過程中POD活性均明顯低于對照。在貯藏初期，2個處理組的POD活性保持較低水平，在第7天后開始迅速上升，13 d達到峰值，但峰值也小于對照組果實，此后開始下降，其中1-MCP處理的峰值僅為對照組的78%，1-OCP為89%，1-MCP作用效果要優(yōu)于1-OCP。說明采用1-MCP處理可以更好地抑制果實POD的活性，明顯延緩黃皮果實采后衰老速度，延長其貯藏時間。

圖31 -MCP和1-OCP處理對芒果果實POD活性的影響

2.2.2 對果實PPO活性的影響

PPO是含銅的氧化酶，該酶催化內源性多酚物質氧化成醌，再聚合成黑色素，使果蔬的色澤變劣，品質下降［5］。由圖4可知，1-MCP和1-OCP處理均能有效抑制芒果果實PPO活性的變化，3組均呈逐漸增大趨勢，在貯藏初期，PPO活性較低，之后PPO活性逐漸增強，貯藏到16 d時，各組果實的PPO活性均出現高峰，然后開始逐漸下降;1-MCP和1-OCP處理果實的PPO活性明顯低于對照組，其中1-MCP處理的峰值僅為對照組峰值的62%，1-OCP為76%，與對照組存在顯著性差異(P＜0.05)，其中1-MCP處理效果較好;但在貯藏后期，處理組與對照組果實PPO活性基本相同。

圖4 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實PPO活性的影響

2.3 1-MCP和1-OCP處理對芒果常溫貯藏期果實品質的影響

2.3.1 對果實硬度的影響

硬度是衡量果實本身特性和貯藏過程中及結束貯藏時果實品質好壞的重要指標［7］。由圖5可以看出，隨著常溫貯藏時間的增加，對照組和處理組果實硬度均呈下降趨勢。1-MCP和1-OCP處理延緩了硬度的下降，在貯藏期間硬度均高于對照。第10天時，對照組果實硬度降為7.82 kg/cm2，1-OCP為12.63 kg/cm2、1-MCP 為 14.59 kg/cm2，各個處理果實硬度均顯著高于對照果實，處理間差異顯著(P＜0.05)。其中以1-OCP的抑制硬度下降的效果較好。表明1-MCP和1-OCP處理均能顯著抑制果實硬度的下降，防止果實軟化，保持貯藏期間果實品質。

圖5 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實硬度的影響

2.3.2 對SSC含量的影響

由圖6可以看出，芒果在后熟過程中，隨著貯藏時間的延長SSC含量總體表現為上升趨勢。對照組果實的SSC含量在貯藏初期有一個明顯的升高過程，之后變化不大。1-MCP和1-OCP處理在一定程度上抑制了果實貯藏初期SSC含量增加，果實中SSC含量均低于對照，貯藏第13 d時，對照組SSC含量為12.3%，1-MCP為10.7%，1-OCP為7.9%，以1-OCP處理的效果較好。在貯藏后期，對照組與處理組之間沒有顯著差異。表明1-MCP及1-OCP處理均抑制了芒果果實成熟衰老的進程，更好地保持了果實的品質，其中以1-OCP處理效果更顯著，但對芒果貯藏后期的品質影響不大。

圖6 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實SSC含量的影響

2.3.3 對果實成熟度指數和失重率的影響

果實的色澤變化是果實成熟的最直觀表現。芒果采收時果肉類胡蘿卜素含量較低，隨著后熟期延長，類胡蘿卜素含量不斷上升，葉綠素含量逐漸下降，果實轉變?yōu)槌墒斓狞S色。同時在芒果采后貯藏期間，由于機體的代謝消耗，果實重量不斷下降［9］。1-MCP和1-OCP處理均能有效抑制芒果果實重量的損失和成熟度進程，由圖7中可看出，經過1-MCP和1-OCP處理后果實的成熟度指數均顯著低于對照組，較好地延緩了果實成熟度進程。

圖7 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實成熟度指數的影響

由圖8中可看出，在貯藏期間，經過1-MCP和1-OCP處理后果實的失重率均維持在較低水平，到14 d時，5 μL/L 1-MCP處理果實的失重率僅為1.21%，50 μL/L 1-OCP處理果實的失重率僅為1.92%，而對照果實的失重率已達到2.71%。

圖8 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實失重率的影響

2.3.4 對可滴定酸含量的影響

由圖9中可看出，各組芒果果實中可滴定酸含量在貯藏過程中總體呈現緩慢下降的趨勢，對照組的降低速度明顯高于處理組。1-MCP和1-OCP處理均能有效減輕芒果可滴定酸含量的下降程度，可滴定酸含量始終大于對照組果實，并且與對照差異顯著(P＜0.05)，其中1-MCP的抑制效果優(yōu)于1-OCP，但在貯藏后期，處理組和對照組果實中可滴定酸含量之間差異不顯著。

圖9 1-MCP和1-OCP處理對芒果果實可滴定酸含量的影響

3 討論

1-MCP和1-OCP是分別具有1、8個碳原子支鏈的環(huán)丙烯類化合物，Sisler等［6，17］比較了 20 種環(huán)丙烯類化合物對香蕉貯藏保鮮的作用，結果表明它們均能抑制乙烯的作用，但是作用濃度和時間差異較大。芒果是一種典型的呼吸躍變型果實，而呼吸作用與采后果蔬的成熟、品質變化及貯藏壽命有密切的關系。芒果貯藏前采用1-MCP處理可以對果實呼吸強度產生影響，通過阻斷乙烯與受體的結合，抑制乙烯對果實后熟與衰老的催化調節(jié)作用，延遲果實的后熟與衰老［1］。在本次試驗中，研究了不同濃度1-OCP和1-MCP對芒果貯藏效果的影響。結果表明，1-MCP的較好處理濃度為 5 μL/L，1-OCP 的為50 μL/L。處理濃度直接影響其處理效果，在一定范圍內，增加濃度可以縮減處理時間和提高處理效果，但過高濃度的處理可能導致反效果［18］。對于1-MCP，濃度為1 μL/L時不能較好的抑制乙烯與受體結合，因此效果沒有濃度為5 μL/L的1-MCP效果好。當濃度達到50 μL/L時，濃度過高可能抑制了某些有利的代謝系統(tǒng)，因而使得處理效果不佳。而對于1-OCP，由于其分子量及結構支鏈長度的增加，抑制劑效果相對較弱，所以50 μL/L的1-OCP在處理芒果效果較1 μL/L和5 μL/L要好。本實驗結果以1-MCP和1-OCP最佳濃度處理效果進行了分析。實驗結果顯示1-MCP的綜合效果優(yōu)于1-OCP，可能是由于1-OCP的分子量和C1碳鏈長度的增加影響了作用效果。Apelbaum［6］、Feng［18］、Sisler［17］等研究結果表明，1-MCP結構類似物乙烯效應抑制劑是在乙烯受體的結合點上與乙烯進行競爭性的結合，而這種結合受環(huán)丙烯類化合物的空間位置，分子質量大小結構，誘導效應，雙鍵與甲基位置等因素的影響，與C1位上的碳鏈長短有直接關系，并且不同植物組織的反應與1-MCP及其結構類似物的濃度有關，有的組織需要更高的濃度來達到同樣的抑制效應。所以在本實驗中相同處理溫度及時間，1-OCP處理效果不如1-MCP的主要原因很可能是由于其分子質量大，C1位上碳鏈長而導致其作用效果不如1-MCP處理效果。不同分子質量的乙烯抑制劑對乙烯的抑制作用機理，在果實乙烯受體基因表達調控方面的作用機制有待進一步研究。

1-MCP和1-OCP處理與對照相比，均有效地抑制了果實的呼吸強度，推遲了呼吸峰的出現，延緩了成熟進程。果實硬度的降低是影響其貯藏和運輸過程中品質的重要問題［3］。1-MCP和1-OCP處理均能有效地抑制芒果硬度的下降速度，有效地防止果實的變軟，這與梨［4］、蘋果［2］、獼猴桃［6］等研究結果是一致的;同時，各處理果實的SSC含量的上升速度也均得到抑制，改善了果實貯藏品質，這與陳丹生等［19］的研究結果一致。但是，也有研究發(fā)現1-MCP處理對柑橘、香蕉［6］等果實的SSC含量幾乎沒有什么影響，這可能是不同果實材料對1-MCP處理的反映不相同。果實貯藏生理變化與酶的變化密切相關。POD被稱為果實后熟衰老中的保護酶，它活性的高低一定程度上反映了果實衰老的程度［20］。1-MCP和1-OCP處理均不同程度地抑制了后熟期果實中POD的活性變化，這與Apelbaum等人［18］在鱷梨上的研究結果相似。其中1-MCP作用效果較好。MDA是膜脂過氧化產物之一，它的增加是膜滲漏、衰老加速的一種體現，MDA積累越多，表明組織保護能力越弱［20］。1-MCP處理減緩了芒果MDA含量的累積，維持了質膜的完整性，而1-OCP處理卻在貯藏后期出現了傷害作用。這在梨、油柿、油桃等果實上有類似的報道［21］。PPO酶可促成黑色素聚合，使果蔬的色澤變劣，品質下降［10］。1-MCP和 1-OCP處理均延緩了PPO活性的上升，大大降低了酶促褐變發(fā)生的機率，其中1-MCP處理效果較好。同時有效抑制了可滴定酸含量的下降速度和果實重量的損失，延緩了果實的后熟衰老，更好的保持果實的品質。

4 結論

本研究表明，2種乙烯抑制劑1-OCP和1-MCP在芒果的貯藏保鮮中都具有保持果實品質，抑制生理代謝和調節(jié)貯藏期間活性氧代謝相關酶活性等積極作用，有可能應用于農業(yè)生產實踐;5 μl/L 1-MCP處理綜合效果要優(yōu)于50 μl/L 1-OCP處理效果。

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