何曉慧，孫海娟，徐方旭，馮敘橋，3

1(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)量與安全研究所，遼寧沈陽(yáng)，110866)

2(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)，110866)3(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院，遼寧錦州，121013)

芒果(Mangifera indica L.)屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，果實(shí)的成熟有明顯的階段性，在青熟期后果實(shí)就逐漸轉(zhuǎn)向生理衰老，在呼吸躍變發(fā)生之后迅速進(jìn)入軟化階段，顏色轉(zhuǎn)黃，硬度下降，貯藏期大大縮短［1］。芒果的呼吸躍變可由體內(nèi)乙烯觸發(fā)，抑制芒果體內(nèi)乙烯的產(chǎn)生或作用成為延長(zhǎng)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(shí)品質(zhì)和耐貯運(yùn)性密切相關(guān)［2］。

1-MCP是一種有效的乙烯效應(yīng)抑制劑，能夠在一定貯藏期內(nèi)與乙烯受體結(jié)合，從而阻斷乙烯與受體的正常結(jié)合，抑制乙烯所誘導(dǎo)的與果實(shí)后熟相關(guān)的一系列生理生化反應(yīng)［3］已在許多研究中被證實(shí)，如可延緩蘋(píng)果［2］、梨［4］、獼猴桃［5］等呼吸躍變型果蔬的后熟。1-MCP具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于合成、使用劑量小和高效無(wú)污染等特點(diǎn)［6］。近些年，又發(fā)現(xiàn)1-MCP的8種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)相似物中相互間分子質(zhì)量差異最大的化合物1-OCP處理對(duì)青熟期芒果常溫貯藏期間生理品質(zhì)的影響，并對(duì)2種乙烯抑制劑的作用效果進(jìn)行比較。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

1-MCP粉劑，由中國(guó)農(nóng)科院果樹(shù)所提供(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.4%)。1-OCP的合成，主要參照Al Dulayymi［8-9］方法，在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院實(shí)驗(yàn)室合成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)(CR-21G型，日立工機(jī)株式會(huì)社);旋轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);硬度計(jì)(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(jì)(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(xué)儀器有限公司);數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-4型，國(guó)華電器有限公司)。

1.2 材料與處理

本實(shí)驗(yàn)材料選用成熟度為80%～85%的芒果，品種為金龍，購(gòu)買于芒果收獲季節(jié)的沈陽(yáng)水果市場(chǎng)，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，剔除殘次，挑選出無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷、質(zhì)量及顏色均勻一致、帶果柄1cm左右的芒果作為試驗(yàn)果。將挑選出的果實(shí)隨機(jī)分為7組，每組30個(gè)果，分別放入體積為0.125 m3的塑料帳內(nèi)，并在室溫條件下密閉進(jìn)行以下處理。

(1)1-MCP 處理:參照孫希生［10］的方法進(jìn)行，分別稱取一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.4%1-MCP粉劑，放入開(kāi)放的培養(yǎng)皿中，置于3個(gè)放置有待處理果實(shí)的塑料帳內(nèi)，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(gè)放置有待處理果實(shí)的塑料帳內(nèi)，使1-OCP 的濃度分別為 1，5，50 μL/L，迅速封閉塑料帳。

(3)對(duì)照:果實(shí)不采用任何處理，密封于塑料帳內(nèi)。

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(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程研究中心生產(chǎn))中于常溫［(20±2)℃］條件下貯藏，每個(gè)處理5袋(每袋6個(gè)果實(shí))，每隔2 d測(cè)定1次相關(guān)理化指標(biāo)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 成熟度觀察

成熟度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用Kobiler等［11］的方法。

成熟度指數(shù)/%=〔∑(轉(zhuǎn)黃級(jí)別 ×該級(jí)別個(gè)數(shù))/(4×檢查總果數(shù))〕×100

1.3.2 失重率的測(cè)定采用稱重法

失重率/%=［(最初質(zhì)量-測(cè)定時(shí)質(zhì)量)/最初質(zhì)量］×100

1.3.3 硬度

果實(shí)硬度用GY-1型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定，每次取3個(gè)果實(shí)進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)果實(shí)測(cè)定3個(gè)位置點(diǎn)的硬度，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物(SSC)測(cè)定

采用WYT-1型(上海精密儀器儀表公司生產(chǎn))手持折光儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 可滴定酸含量的測(cè)定

參照寧正祥［12］的方法，采用酸堿滴定法法測(cè)定。

1.3.6 呼吸強(qiáng)度

呼吸強(qiáng)度的測(cè)定參照馮雙慶［13］的方法測(cè)定。

1.3.7 過(guò)氧化物酶(POD，EC 1.11.1.7)活性

POD活性的測(cè)定參照曹建康［14］的方法測(cè)定。

1.3.8 丙二醛(MDA)含量測(cè)定

MDA含量按照李合生［15］的方法進(jìn)行測(cè)定，采用硫代巴比妥酸比色法進(jìn)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(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均為鮮重狀態(tài)下測(cè)得，采用SPSS 13.0專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和作圖，并用t檢驗(yàn)方法進(jìn)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(jié)果與分析

2.1 1-MCP和1-OCP處理對(duì)果實(shí)生理特性與衰老的影響

2.1.1 對(duì)果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

在本次實(shí)驗(yàn)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(shí)的呼吸強(qiáng)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(shí)的呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降趨勢(shì)，且呼吸速率出現(xiàn)了明顯的高峰，但不同處理之間的變化幅度有明顯差異。對(duì)照組果實(shí)在貯藏后的第13天出現(xiàn)了明顯的呼吸躍變高峰，呼吸強(qiáng)度為202.3 mg CO2/(kg·h)，之后呼吸強(qiáng)度逐漸下降;而不同濃度的1-MCP和1-OCP處理的果實(shí)呼吸強(qiáng)度高峰出現(xiàn)在第16天，且均低于對(duì)照，分別為190.7 mg CO2/(kg·h)和 152.1 mg CO2/(kg·h)，僅為對(duì)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(duì)芒果果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

2.1.2 對(duì)果實(shí)MDA含量的影響

由圖2可以看出，1-MCP和1-OCP處理均能對(duì)芒果MDA含量變化產(chǎn)生影響，在芒果采后貯藏期間，對(duì)照、1-MCP和1-OCP處理果實(shí)的MDA含量變化趨勢(shì)相似，均表現(xiàn)為隨貯藏時(shí)間的增加緩慢上升，但不同處理的上升幅度有明顯差異。對(duì)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(shí)的MDA含量明顯低于對(duì)照組，貯藏第10天時(shí)，對(duì)照組果實(shí)MDA含量為8.1 μmol/g，1-MCP處理果實(shí)的MDA含量還不到對(duì)照組果實(shí)的65%;而1-OCP處理MDA含量在整個(gè)貯藏過(guò)程中高于對(duì)照果實(shí)。上述結(jié)果表明，1-MCP與1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)膜脂過(guò)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(duì)延緩果實(shí)的衰老有顯著效果。

圖21 -MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)丙二醛含量的影響

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

2.2.1 對(duì)果實(shí)POD活性的影響

過(guò)氧化物酶(POD)活性的變化常用來(lái)作為果實(shí)后熟和衰老的一種指標(biāo)，一般認(rèn)為果實(shí)衰老時(shí)POD活性上升，參與衰老有關(guān)的氧化反應(yīng)，抑制該酶的活性可抑制果實(shí)的衰老過(guò)程［4］。從圖3可以看出，貯藏期間對(duì)照組果實(shí)的POD活性呈上升趨勢(shì)，經(jīng)1-MCP和1-OCP處理的果實(shí)均不同程度地降低了POD的活性，在整個(gè)貯藏過(guò)程中POD活性均明顯低于對(duì)照。在貯藏初期，2個(gè)處理組的POD活性保持較低水平，在第7天后開(kāi)始迅速上升，13 d達(dá)到峰值，但峰值也小于對(duì)照組果實(shí)，此后開(kāi)始下降，其中1-MCP處理的峰值僅為對(duì)照組的78%，1-OCP為89%，1-MCP作用效果要優(yōu)于1-OCP。說(shuō)明采用1-MCP處理可以更好地抑制果實(shí)POD的活性，明顯延緩黃皮果實(shí)采后衰老速度，延長(zhǎng)其貯藏時(shí)間。

圖31 -MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)POD活性的影響

2.2.2 對(duì)果實(shí)PPO活性的影響

PPO是含銅的氧化酶，該酶催化內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化成醌，再聚合成黑色素，使果蔬的色澤變劣，品質(zhì)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(shí)PPO活性的變化，3組均呈逐漸增大趨勢(shì)，在貯藏初期，PPO活性較低，之后PPO活性逐漸增強(qiáng)，貯藏到16 d時(shí)，各組果實(shí)的PPO活性均出現(xiàn)高峰，然后開(kāi)始逐漸下降;1-MCP和1-OCP處理果實(shí)的PPO活性明顯低于對(duì)照組，其中1-MCP處理的峰值僅為對(duì)照組峰值的62%，1-OCP為76%，與對(duì)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(duì)照組果實(shí)PPO活性基本相同。

圖4 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)PPO活性的影響

2.3 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果常溫貯藏期果實(shí)品質(zhì)的影響

2.3.1 對(duì)果實(shí)硬度的影響

硬度是衡量果實(shí)本身特性和貯藏過(guò)程中及結(jié)束貯藏時(shí)果實(shí)品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)［7］。由圖5可以看出，隨著常溫貯藏時(shí)間的增加，對(duì)照組和處理組果實(shí)硬度均呈下降趨勢(shì)。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(duì)照。第10天時(shí)，對(duì)照組果實(shí)硬度降為7.82 kg/cm2，1-OCP為12.63 kg/cm2、1-MCP 為 14.59 kg/cm2，各個(gè)處理果實(shí)硬度均顯著高于對(duì)照果實(shí)，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(shí)硬度的下降，防止果實(shí)軟化，保持貯藏期間果實(shí)品質(zhì)。

圖5 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)硬度的影響

2.3.2 對(duì)SSC含量的影響

由圖6可以看出，芒果在后熟過(guò)程中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)SSC含量總體表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。對(duì)照組果實(shí)的SSC含量在貯藏初期有一個(gè)明顯的升高過(guò)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(shí)貯藏初期SSC含量增加，果實(shí)中SSC含量均低于對(duì)照，貯藏第13 d時(shí)，對(duì)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(duì)照組與處理組之間沒(méi)有顯著差異。表明1-MCP及1-OCP處理均抑制了芒果果實(shí)成熟衰老的進(jìn)程，更好地保持了果實(shí)的品質(zhì)，其中以1-OCP處理效果更顯著，但對(duì)芒果貯藏后期的品質(zhì)影響不大。

圖6 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)SSC含量的影響

2.3.3 對(duì)果實(shí)成熟度指數(shù)和失重率的影響

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

圖7 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)成熟度指數(shù)的影響

由圖8中可看出，在貯藏期間，經(jīng)過(guò)1-MCP和1-OCP處理后果實(shí)的失重率均維持在較低水平，到14 d時(shí)，5 μL/L 1-MCP處理果實(shí)的失重率僅為1.21%，50 μL/L 1-OCP處理果實(shí)的失重率僅為1.92%，而對(duì)照果實(shí)的失重率已達(dá)到2.71%。

圖8 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)失重率的影響

2.3.4 對(duì)可滴定酸含量的影響

由圖9中可看出，各組芒果果實(shí)中可滴定酸含量在貯藏過(guò)程中總體呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)，對(duì)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(duì)照組果實(shí)，并且與對(duì)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(duì)照組果實(shí)中可滴定酸含量之間差異不顯著。

圖9 1-MCP和1-OCP處理對(duì)芒果果實(shí)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(gè)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(duì)香蕉貯藏保鮮的作用，結(jié)果表明它們均能抑制乙烯的作用，但是作用濃度和時(shí)間差異較大。芒果是一種典型的呼吸躍變型果實(shí)，而呼吸作用與采后果蔬的成熟、品質(zhì)變化及貯藏壽命有密切的關(guān)系。芒果貯藏前采用1-MCP處理可以對(duì)果實(shí)呼吸強(qiáng)度產(chǎn)生影響，通過(guò)阻斷乙烯與受體的結(jié)合，抑制乙烯對(duì)果實(shí)后熟與衰老的催化調(diào)節(jié)作用，延遲果實(shí)的后熟與衰老［1］。在本次試驗(yàn)中，研究了不同濃度1-OCP和1-MCP對(duì)芒果貯藏效果的影響。結(jié)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(nèi)，增加濃度可以縮減處理時(shí)間和提高處理效果，但過(guò)高濃度的處理可能導(dǎo)致反效果［18］。對(duì)于1-MCP，濃度為1 μL/L時(shí)不能較好的抑制乙烯與受體結(jié)合，因此效果沒(méi)有濃度為5 μL/L的1-MCP效果好。當(dāng)濃度達(dá)到50 μL/L時(shí)，濃度過(guò)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(duì)于1-OCP，由于其分子量及結(jié)構(gòu)支鏈長(zhǎng)度的增加，抑制劑效果相對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果以1-MCP和1-OCP最佳濃度處理效果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhǎng)度的增加影響了作用效果。Apelbaum［6］、Feng［18］、Sisler［17］等研究結(jié)果表明，1-MCP結(jié)構(gòu)類似物乙烯效應(yīng)抑制劑是在乙烯受體的結(jié)合點(diǎn)上與乙烯進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性的結(jié)合，而這種結(jié)合受環(huán)丙烯類化合物的空間位置，分子質(zhì)量大小結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)效應(yīng)，雙鍵與甲基位置等因素的影響，與C1位上的碳鏈長(zhǎng)短有直接關(guān)系，并且不同植物組織的反應(yīng)與1-MCP及其結(jié)構(gòu)類似物的濃度有關(guān)，有的組織需要更高的濃度來(lái)達(dá)到同樣的抑制效應(yīng)。所以在本實(shí)驗(yàn)中相同處理溫度及時(shí)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(zhì)量大，C1位上碳鏈長(zhǎng)而導(dǎo)致其作用效果不如1-MCP處理效果。不同分子質(zhì)量的乙烯抑制劑對(duì)乙烯的抑制作用機(jī)理，在果實(shí)乙烯受體基因表達(dá)調(diào)控方面的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

1-MCP和1-OCP處理與對(duì)照相比，均有效地抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，推遲了呼吸峰的出現(xiàn)，延緩了成熟進(jìn)程。果實(shí)硬度的降低是影響其貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中品質(zhì)的重要問(wèn)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(shí)的變軟，這與梨［4］、蘋(píng)果［2］、獼猴桃［6］等研究結(jié)果是一致的;同時(shí)，各處理果實(shí)的SSC含量的上升速度也均得到抑制，改善了果實(shí)貯藏品質(zhì)，這與陳丹生等［19］的研究結(jié)果一致。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)1-MCP處理對(duì)柑橘、香蕉［6］等果實(shí)的SSC含量幾乎沒(méi)有什么影響，這可能是不同果實(shí)材料對(duì)1-MCP處理的反映不相同。果實(shí)貯藏生理變化與酶的變化密切相關(guān)。POD被稱為果實(shí)后熟衰老中的保護(hù)酶，它活性的高低一定程度上反映了果實(shí)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(shí)中POD的活性變化，這與Apelbaum等人［18］在鱷梨上的研究結(jié)果相似。其中1-MCP作用效果較好。MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物之一，它的增加是膜滲漏、衰老加速的一種體現(xiàn)，MDA積累越多，表明組織保護(hù)能力越弱［20］。1-MCP處理減緩了芒果MDA含量的累積，維持了質(zhì)膜的完整性，而1-OCP處理卻在貯藏后期出現(xiàn)了傷害作用。這在梨、油柿、油桃等果實(shí)上有類似的報(bào)道［21］。PPO酶可促成黑色素聚合，使果蔬的色澤變劣，品質(zhì)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(jī)率，其中1-MCP處理效果較好。同時(shí)有效抑制了可滴定酸含量的下降速度和果實(shí)重量的損失，延緩了果實(shí)的后熟衰老，更好的保持果實(shí)的品質(zhì)。

4 結(jié)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(shí)品質(zhì)，抑制生理代謝和調(diào)節(jié)貯藏期間活性氧代謝相關(guān)酶活性等積極作用，有可能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)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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