1-MCP處理對(duì)黃秋葵果實(shí)采后品質(zhì)的影響

龔 霄 ，曾燕珊 ， 胡小軍 ，陳梓漩 ，周 偉 ， 李積華

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524001；2.海南省果蔬貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524001；3.嶺南師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東湛江 524037；4.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江 524048）

黃秋葵是一種具有較高營養(yǎng)價(jià)值的新型保健蔬菜，近年來在中國發(fā)展迅速。它能為人體提供均衡飲食所需的維生素、不飽和脂肪酸、碳水化合物和礦物質(zhì)等，同時(shí)還具有抗疲勞、增強(qiáng)人體免疫力、降血脂的作用[1-3]。黃秋葵味道鮮美，果實(shí)呈羊角形，有6個(gè)纖維狀結(jié)構(gòu)的室莢，內(nèi)含大量種子，嫩莢表面積大，采后仍具有較強(qiáng)的呼吸作用，極易發(fā)生褐變、失水軟化、表面染菌、木質(zhì)化等現(xiàn)象，從而失去商品價(jià)值，成為黃秋葵商品流通的難題[4]。

目前，黃秋葵貯藏主要采用涂膜、氣調(diào)、冷藏等配合保鮮劑處理[5-7]。何國菊等人[2]研究了海藻糖配合過氧乙酸對(duì)黃秋葵保鮮效果的影響，結(jié)果表明配合處理能延緩黃秋葵商品率的降低、失質(zhì)量率的增加，推遲呼吸高峰的到來。韓聰?shù)热薣8]采用冷水預(yù)冷復(fù)合納他霉素處理黃秋葵，與單獨(dú)冷水預(yù)冷處理相比，復(fù)合保鮮劑處理能有效延緩果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)含量的下降，維持果實(shí)較高的總酚含量和抗氧化能力，延長果實(shí)的貨架期。1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP） 是一種乙烯抑制劑，實(shí)際上是一種環(huán)丙烯化合物。其1位上的氫離子被甲基取代。整個(gè)分子呈平面結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)十分活躍，具有比乙烯更高的應(yīng)變力和更強(qiáng)的首提抑制效應(yīng)。由于1-MCP與乙烯都存在不飽和雙鍵，都可以與乙烯受體中的金屬電子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)配對(duì)。定量模型表明，1-MCP與乙烯受體的結(jié)合親和力是乙烯與受體親和力的10倍[9]。即使在較低的濃度下，1-MCP也可以通過一些物種的反饋機(jī)制影響乙烯的合成。1-MCP的高親和力使乙烯受體與之牢固結(jié)合，并長期阻斷受體的解離，從而阻止乙烯與其受體結(jié)合，抑制乙烯的生理作用。環(huán)丙烯是目前所有乙烯拮抗劑中公認(rèn)的無毒高效化合物，而1-MCP是許多國家的第一個(gè)商業(yè)化環(huán)丙烯[10]。1-MCP能有效延緩果蔬成熟，延長采后作物在密閉空間的貯藏壽命，已被應(yīng)用于不同的氣候性果蔬（如獼猴桃、番荔枝、香蕉、冬棗、蘋果、黃冠梨、桃、菠菜等）中[11-18]，延長了采后貯藏時(shí)間，增加了商品價(jià)值，擴(kuò)大了新鮮農(nóng)產(chǎn)品冷藏渠道。Nguyen L P L等人[19]采用1-MCP微泡處理延長甜瓜貨架期，大大縮短了處理時(shí)間以及減少了密閉空間的限制。Niu J等人研究表明1-MCP處理蘋果能有效提高蘋果采購品質(zhì)和預(yù)防表面燙傷。

試驗(yàn)通過研究不同濃度1-MCP對(duì)黃秋葵失質(zhì)量率、葉綠素含量、木質(zhì)素含量及相關(guān)酶活的影響，探索1-MCP處理黃秋葵的最佳濃度，為商業(yè)生產(chǎn)中采用1-MCP處理黃秋葵提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品

黃秋葵，采自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所，要求無病蟲害、無機(jī)械損傷、新鮮、成熟度一致、果型大致相同。

1.1.2 主要試劑

1-MCP粉劑，武漢維斯?fàn)柭镉邢薰咎峁?；丙酮、碳酸鈣、乙醇、磷酸、正己烷、溴乙酰胺、冰醋酸、氫氧化鈉、羥胺鹽酸、焦性沒食子酸、過氧化氫，均為市售分析純。

1.1.3 試驗(yàn)儀器

UV1780型紫外可見分光光度計(jì)，日本島津公司產(chǎn)品；Sigma 3-30K型低溫高速離心機(jī)，德國Sigma公司產(chǎn)品；SK2210LHC型超聲波清洗器，上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司產(chǎn)品；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 樣品處理

1.2.1 1-MCP溶液的制備

根據(jù)公式[20]計(jì)算得出有效成分為0，0.4，0.8，1.2 μL/L所需1-MCP的量，稱取相應(yīng)質(zhì)量的1-MCP粉劑于密封小瓶中，加入1∶16的雙蒸水，立即擰緊蓋子搖勻。

1.2.2 處理方法

將挑選后的秋葵果莢與裝有1-MCP溶液的小瓶置于密封容器內(nèi)，擰開瓶蓋后，迅速密封容器，于25℃下熏蒸24 h；熏蒸完畢后，打開容器通風(fēng)0.5 h，將秋葵裝入保鮮盒內(nèi)；每3 d取樣1次。

1.2.3 取樣方法

取6個(gè)秋葵果實(shí)，將頭部、尾部和秋葵籽去掉，只保留中間果肉果皮。放入榨汁機(jī)將其打碎，于-20℃冰箱中貯藏。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1 黃秋葵失重率的測(cè)定

采用電子天平對(duì)黃秋葵進(jìn)行稱量。

1.3.2 黃秋葵葉綠素的測(cè)定

稱取1.0 g秋葵樣品于研砵中，加入少量石英砂和碳酸鈣粉及3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%丙酮溶液，研成勻漿，再加10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%丙酮溶液繼續(xù)研磨至組織發(fā)白，靜置5 min提??；轉(zhuǎn)入50 mL離心管，沖洗研砵，離心；將濾液移至50 mL容量瓶中，用80%丙酮定容，搖勻；以80%丙酮溶液為空白參比調(diào)零，用1 cm光徑比色皿于波長652 nm處測(cè)定提取液的吸光度；重復(fù)3次。

1.3.3 黃秋葵木質(zhì)素的測(cè)定

取1.0 g果肉，加5 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇研磨，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心7 min，沉淀物以體積分?jǐn)?shù)95%乙醇沖洗3次，再用乙醇∶正己烷（1∶2，V∶V）沖洗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℃恒溫水浴中加塞保溫30 min，然后加0.9 mL濃度為2 mol/L氫氧化鈉終止反應(yīng)，再加5 mL冰醋酸和0.1 mol/L羥胺鹽酸，并以冰醋酸定容至10 mL，以轉(zhuǎn)速1 000 r/min離心7 min，取上清液于波長280 nm處測(cè)定吸光度，以每克鮮質(zhì)量于波長280 nm處的吸光度表示木質(zhì)素含量。

1.3.4 黃秋葵PPO活性的測(cè)定

取1.0 g果肉，加入5 mL的濃度0.01 mol/L磷酸緩沖溶液于冰水浴研磨；低溫高速離心，取0.1 mL上清液于試管中，加入3.9 mL磷酸緩沖溶液和1.0 mL的濃度0.02 mol/L焦性沒食子酸溶液，混勻；以0.1 mL失活酶液代替粗酶液加入反應(yīng)體系中作為空白對(duì)照，于37℃下恒溫準(zhǔn)確孵育10 min；于波長420 nm處測(cè)定吸光度（A測(cè)定，A空白）。PPO活力（U/g鮮質(zhì)量） =

1.3.5 黃秋葵CAT活性的測(cè)定

參考相關(guān)測(cè)定方法，并加以改進(jìn)。取5.0 g果肉加入5 mL pH值6.4磷酸緩沖液，于冰水浴中研磨均勻，定容至10 mL，于4℃條件下以轉(zhuǎn)速12 000 r/min離心30min，上清液即為粗酶液；取2.9mL濃度為0.02mol/L的H2O2和0.1 mL粗酶液混合并以蒸餾水為參比測(cè)定吸光度變化。分別記錄混合后15 s和5 min反應(yīng)體系于波長240 nm的吸光度（A240，A240'）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)黃秋葵失質(zhì)量率的影響

1-M C P處理對(duì)黃秋葵失質(zhì)量率的影響見圖1。

圖1 1-MCP處理對(duì)黃秋葵失質(zhì)量率的影響

采收的果實(shí)仍是有生命的個(gè)體，并會(huì)進(jìn)行一系列的代謝活動(dòng)，其中水分的蒸發(fā)和營養(yǎng)物質(zhì)消耗是采后貯藏過程中果實(shí)失質(zhì)量的主要原因，同時(shí)，質(zhì)量損失也是導(dǎo)致果實(shí)萎蔫、變質(zhì)及腐爛的重要原因。

由圖1可見，對(duì)照組與處理組的失質(zhì)量率均呈上升趨勢(shì)。貯藏前6 d失質(zhì)量情況大致相同，6 d后未處理的和較高體積分?jǐn)?shù)處理的黃秋葵失質(zhì)量較為明顯，說明較低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理能有效的抑制果蔬質(zhì)量損失，其中0.4 μL/L體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理最為有效。

2.2 不同體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)黃秋葵葉綠素含量的影響

1-MCP處理對(duì)黃秋葵葉綠素含量的影響見圖2。

圖2 1-MCP處理對(duì)黃秋葵葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要色素物質(zhì)。在水果、蔬菜中也大量存在著葉綠素。然而隨著果蔬成熟衰老，葉綠素含量不斷下降。水果在成熟衰老過程中，葉綠素分解后，可使其他種類色素（如類胡蘿卜素、花青素）的顏色得以呈現(xiàn)。果蔬在采摘后，葉綠素含量下降，出現(xiàn)萎蔫發(fā)黃、新鮮度明顯降低，影響使用品質(zhì)、加工性能和商品價(jià)值。

由圖2可見，黃秋葵中的葉綠素含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)。這可能是由于采收回來的黃秋葵尚未達(dá)到完全成熟，貯藏一段時(shí)間后，黃秋葵達(dá)到成熟，葉綠素達(dá)到最高值。隨后葉綠素被分解利用，含量逐漸減少。其中1.2 μL/L的1-MCP處理的黃秋葵在貯藏3 d葉綠素含量達(dá)到峰值，而對(duì)照組與0.4 μL/L 1-MCP處理的黃秋葵在6 d達(dá)到峰值，0.8 μL/L 1-MCP處理的黃秋葵在9 d才達(dá)到峰值。說明較高體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)葉綠素的形成有害。而體積分?jǐn)?shù)為0.8 μL/L處理的效果最好，葉綠素含量最高，且成熟的最晚。

2.3 不同體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)黃秋葵木質(zhì)素含量的影響

1-MCP處理對(duì)黃秋葵木質(zhì)素含量的影響見圖3。

圖3 1-MCP處理對(duì)黃秋葵木質(zhì)素含量的影響

木質(zhì)素存在于木質(zhì)組織中，主要作用是通過形成交織網(wǎng)來硬化細(xì)胞壁，為次生壁主要成分。木質(zhì)素主要位于纖維素纖維之間，起抗壓作用。在木本植物中，木質(zhì)素占25%，是世界上第2位最豐富的有機(jī)物。隨著植物的成熟老化，木質(zhì)素含量不斷增加，影響食用口感，降低商品價(jià)值。

由圖3可見，處理組與對(duì)照組在貯藏期間，木質(zhì)素含量均呈上升趨勢(shì)。這是由于秋葵在成熟過程中，細(xì)胞壁不斷硬化，木質(zhì)素與纖維素不斷增加所形成。整體來看，對(duì)照組及較高體積分?jǐn)?shù)處理的黃秋葵木質(zhì)素含量增長速率比低濃度處理的要快，說明較低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理能降低黃秋葵木質(zhì)素的增長速率，能保持更好的口感，提高商品價(jià)值。

2.4 不同體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)黃秋葵PPO活性的影響

1-MCP處理對(duì)黃秋葵PPO活性的影響見圖4。

PPO與抗病性的關(guān)系人們已進(jìn)行了廣泛的研究。植物在抵御病原微生物的侵染過程中，抗性相關(guān)酶發(fā)揮了重要作用，這主要包括了酚類代謝系統(tǒng)中的一些酶和病原相關(guān)蛋白家族PPO通過催化木質(zhì)素及醌類化合物形成，構(gòu)成保護(hù)性屏蔽而使細(xì)胞免受病菌的侵害，也可以通過形成醌類物質(zhì)直接發(fā)揮抗病作用。隨著植物的成熟，PPO活性下降，易出現(xiàn)各種生理疾病，黃秋葵易受腐敗菌等侵染，發(fā)生霉變腐敗，因此在貯藏后期保持PPO活性尤為重要。

圖41 -MCP處理對(duì)黃秋葵PPO活性的影響

由圖4可見，對(duì)照組與處理組中黃秋葵PPO活性均呈先上升后下降趨勢(shì)，均在第3天達(dá)到峰值，其中體積分?jǐn)?shù)為0 μL/L和1.2 μL/L處理的黃秋葵PPO活性上升的幅度較0.4 μL/L和0.8 μL/L處理的黃秋葵PPO活性上升幅度緩慢。這可能是由于黃秋葵在成熟期間PPO活性不斷上升，低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理能保護(hù)PPO，使其不被其他物質(zhì)所分解。第3天以后，PPO活性均呈下降趨勢(shì)，其中0.4 μL/L處理的黃秋葵PPO活性下降的最緩慢。

2.5 不同體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理對(duì)黃秋葵CAT活性的影響

1-MCP處理對(duì)黃秋葵CAT活性的影響見圖5。

圖51 -MCP處理對(duì)黃秋葵CAT活性的影響

過氧化氫酶通常定位于一種被稱為過氧化物酶體的細(xì)胞器中。植物細(xì)胞中的過氧化物酶體參與了光呼吸(利用氧氣并生成二氧化碳)和分解組織中H2O2，減少H2O2產(chǎn)生的OH-對(duì)機(jī)體的危害。由圖5可見，對(duì)照組與處理組黃秋葵中CAT活力均呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，這可能由于在成熟期間呼吸作用較強(qiáng)，過氧化氫酶活性不斷增大，成熟后呼吸強(qiáng)度減少，活性降低。到貯藏后期，秋葵積累了過多的過氧化氫，需要更多的CAT去分解過多的過氧化氫，因此酶活增加。在貯藏前6 d，處理組的酶活持續(xù)增加，且低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理的黃秋葵CAT酶活增長速率最快，而對(duì)照組的酶活則在第3天就開始下降，這說明低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理能有效延緩果蔬成熟，其中0.4 μL/L處理效果最為明顯。

3 結(jié)論

通過與未經(jīng)處理的黃秋葵對(duì)比，1-MCP處理后能有效降低黃秋葵失質(zhì)量率，保持其PPO，CAT活性，抑制木質(zhì)素的合成與葉綠素分解，并延遲葉綠素峰值的出現(xiàn)，較好地保持了黃秋葵在貯藏過程中的商品價(jià)值，延長貨架期。但高體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理會(huì)傷害黃秋葵，因此低體積分?jǐn)?shù)1-MCP處理能有更好的保鮮效果，綜合分析各項(xiàng)生理指標(biāo)及酶活性影響得出，0.4 μL/L 1-MCP處理黃秋葵保鮮效果最好。1-MCP熏蒸操作簡(jiǎn)單，能同時(shí)處理大批量產(chǎn)品，已被應(yīng)用于多種果蔬保鮮中，試驗(yàn)有利于推動(dòng)黃秋葵保鮮的健康發(fā)展，為商業(yè)生產(chǎn)中1-MCP應(yīng)用于黃秋葵貯藏保鮮提供了一定的理論依據(jù)。