林炎娟，周丹蓉，葉新福，方智振，梁華俤，潘少霖

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，福建福州350013）

芙蓉李是福建主栽李樹品種之一，果實(shí)成熟時果皮紫紅色，上覆果粉，果肉深紅色，肉質(zhì)致密，甜酸適口，營養(yǎng)豐富，是適合鮮食與加工的優(yōu)良品種。但芙蓉李與其他李果一樣屬于呼吸躍變型，果實(shí)成熟于七八月高溫季節(jié)，采后生理代謝旺盛，成熟軟化速度快，易腐爛變質(zhì)，商品貨架期短，影響其長期貯運(yùn)與遠(yuǎn)距離銷售[1]，嚴(yán)重制約芙蓉李鮮食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。果實(shí)成熟軟化是一個復(fù)雜、受遺傳基因調(diào)控的過程，伴隨果實(shí)色澤、風(fēng)味、質(zhì)地和營養(yǎng)成分等一系列變化，該過程中乙烯被認(rèn)為是引發(fā)呼吸躍變型果實(shí)后熟與衰老的關(guān)鍵激素[2-3]。乙烯作為信號分子，通過信號傳導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)，控制多種生理活動[4]。1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種乙烯作用抑制劑，通過與乙烯競爭乙烯受體結(jié)合位點(diǎn)，致使乙烯作用信號傳導(dǎo)和相關(guān)基因表達(dá)受阻，從而抑制乙烯所誘導(dǎo)的果實(shí)成熟與衰老，延長貯藏貨架壽命[2-3]。1-MCP與硫代硫酸銀和重氮基環(huán)戊二烯等其他乙烯作用抑制劑相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、無毒無味、穩(wěn)定性好且易合成、有效濃度低等優(yōu)點(diǎn)[5]，具有良好應(yīng)用前景。目前，利用 1-MCP 在蘋果[6]、梨[7-8]、櫻桃[9]、獼猴桃[10-11]、李[12]等果品上保鮮已有大量研究。此外，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用上，利用乙烯引發(fā)果實(shí)成熟的特性，乙烯利作為能釋放外源乙烯的物質(zhì)，加速果實(shí)成熟軟化，使處理后的果實(shí)在短期內(nèi)成熟從而具有良好食用品質(zhì)和加工適應(yīng)性，亦具有重要應(yīng)用意義，目前，在蘋果[13]、梨[14]、番木瓜[15]等果品上應(yīng)用也有研究報道。但1-MCP和乙烯利在不同果品、不同品種上的應(yīng)用效果有所差異[16]。因此，本試驗(yàn)利用乙烯利和1-MCP處理果實(shí)，分析果實(shí)采后品質(zhì)和生理相關(guān)指標(biāo)變化，從品質(zhì)和生理層面上來探討兩種處理對芙蓉李果實(shí)成熟與衰老的影響，旨在為乙烯利和1-MCP在芙蓉李果實(shí)采后成熟調(diào)控和保鮮技術(shù)的有效應(yīng)用提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

芙蓉李，采自福建省古田縣一個芙蓉李果園，剔除病蟲害果和機(jī)械損傷果，選取大小、果皮顏色相對一致、成熟度八九成為試驗(yàn)果。設(shè)3個處理，乙烯利處理：用600 mg/L乙烯利溶液浸泡果實(shí)3 min，后稍晾干置于常溫密閉熏蒸24 h；1-MCP處理：用20 μL/L 1-MCP常溫密閉熏蒸24 h；對照（CK）：不進(jìn)行處理，常溫密閉熏蒸24 h；每個處理重復(fù)3次。將處理完畢的果實(shí)分別裝入扎孔透氣紙箱，貯于溫度為（25±1）℃、相對濕度為85%的恒溫恒濕箱，每2天觀察、取樣測定，直至乙烯利處理組果實(shí)全部軟爛。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GY-1型果實(shí)硬度計(jì)：樂清市艾德堡儀器有限公司；GY-2型果實(shí)硬度計(jì)：浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司；PAL-1型數(shù)顯折射儀：日本ATAGO公司；TU-1900型雙光束紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；UNIQUE-S15型超純水機(jī)：銳思捷科學(xué)儀器有限公司；JA2003N型電子分析天平：上海佑科儀器儀表有限公司；B-220型恒溫水浴鍋：上海亞榮生化儀器廠。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

果實(shí)硬度采用GY-1和GY-2硬度計(jì)測定。可溶性固形物含量采用PAL-1型手持折光儀測定?？傻味ㄋ岷坎捎盟釅A中和法測定，參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》，結(jié)果以蘋果酸計(jì)?；ㄉ蘸坎捎胮H-示差法測定，參照Fang等[17]報道的方法。丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）酶活性、過氧化物酶（peroxidase，POD）酶活性采用蘇州科銘生物科技有限公司測試盒測定，其中，MDA采用硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid）法測定；SOD酶活性根據(jù)黃嘌呤及黃嘌呤氧化酶反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生超氧陰離子，超氧陰離子可還原氮藍(lán)四唑生成藍(lán)色甲臜，在此反應(yīng)體系中抑制率為50%時，定義為一個酶活力單位（U）；POD酶活性以每克果實(shí)每分鐘催化H2O2氧化特定底物在470 nm波長下變化0.01為一個酶活力單位（U）。過氧化氫酶（catalase，CAT）酶活性由蘇州科銘生物科技有限公司代測（微量法），以每克果實(shí)每分鐘催化1 nmol H2O2降解定義為一個酶活力單位（U）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用DPS軟件處理進(jìn)行差異顯著分析，并用Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)硬度的影響

硬度是果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接反映果實(shí)軟化程度和耐貯性。乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)硬度的影響，見圖1。

圖1 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)硬度的影響Fig.1 Effects of ethephon and 1-MCP treatment on firmness

如圖1所示，隨著貯藏時間延長，各處理組的李果實(shí)硬度均呈逐漸下降趨勢。乙烯利處理后果實(shí)硬度均顯著低于對照和1-MCP處理（P<0.05），到貯藏第10天，乙烯利處理組果實(shí)硬度已降至0.6 kg/cm2，而對照組和1-MCP組硬度分別為4.0 kg/cm2和5.6 kg/cm2。1-MCP處理組果實(shí)硬度與對照組在前6 d無顯著差異（P>0.05），到第6天時1-MCP處理組果實(shí)硬度顯著高于對照組（P<0.05）。由此可見，1-MCP處理主要是在常溫貯藏后期有效抑制了果實(shí)硬度下降，這可能是由于躍變型果實(shí)逐漸成熟時，乙烯合成能力激增到躍變高峰加速果實(shí)軟化[18]，而1-MCP可有效抑制乙烯作用延緩了果實(shí)軟化。

2.2 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)中可溶性固形物、可滴定酸和花色苷含量的影響

可溶性固形物含量（total soluble solids）和可滴定酸含量（titrate acid）含量直接影響果實(shí)風(fēng)味，是判斷果實(shí)成熟和評價貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)TSS、TA和花色苷含量的影響，見圖2。

由圖2a可知，芙蓉李果實(shí)采后常溫貯藏期間，TSS含量呈先上升后下降的變化趨勢，且各處理組均在貯藏第8天時含量最高。在第2天至第6天貯藏期間，乙烯利處理組含量均顯著高于1-MCP處理組和對照組（P<0.05）。由圖2b可知，各處理組TA含量均呈逐漸下降的變化趨勢，且乙烯利處理組TA含量下降速度較1-MCP組和對照組快。在貯藏至第10天時，乙烯利處理組果實(shí)TA含量為9.1%，下降了20.87%，而1-MCP組和對照組分別僅下降了12.17%和10.43%，差異顯著（P<0.05）。1-MCP處理組和對照組在10 d貯藏期間TSS和TA含量均無顯著差異（P>0.05）。

圖2 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸和花色苷的影響Fig.2 Effects of ethephon and 1-MCP treatment on content of TSS，TA，anthocyanins

芙蓉李果實(shí)成熟時富含花色素苷，是其品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由圖2c可知，貯藏期間各處理組果實(shí)花色苷含量呈逐漸上升的變化趨勢，且乙烯利處理組積累速度較快，1-MCP組積累速度較慢。在貯藏至第10天時，乙烯利處理組花色苷含量為25.3 mg/100 g比對照高11.86%，而1-MCP處理組花色苷含量為21.1mg/100 g，比對照低5.38%。由此推斷，乙烯利處理加速了果實(shí)花色苷含量的積累，而1-MCP處理延緩了果實(shí)花色苷含量的積累。

2.3 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物之一，其含量可作為細(xì)胞膜脂過氧化程度的指標(biāo)，反映細(xì)胞膜的損傷程度和果實(shí)成熟與衰老程度[19]。乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)丙二醛含量的影響，見圖3。

圖3 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)丙二醛含量的影響Fig.3 Effects of ethephon and 1-MCP treatment on content of MDA

結(jié)果如圖3所示，隨著貯藏時間延長，各處理組的MDA含量均呈上升趨勢。其中，乙烯利處理組上升速率高于1-MCP處理組和對照組，到貯藏第10天，乙烯利處理組MDA含量積累至31.4 nmol/g，比對照組高73.48%，顯著高于對照組（P<0.05）；而 1-MCP組含量僅為15.8 nmol/g，顯著低于對照組（P<0.05）。由此推斷，乙烯利處理促進(jìn)了細(xì)胞膜過氧化，而1-MCP抑制了細(xì)胞膜過氧化。

2.4 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)中抗氧化酶類的影響

SOD、POD、CAT是植物體內(nèi)重要的抗氧化類酶，在維持植物細(xì)胞內(nèi)氧自由基平衡上起著重要的作用。SOD可催化超氧陰離子自由基發(fā)生歧化反應(yīng)生成H2O2和O2，從而減輕活性氧對組織的毒害作用[18]。乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)SOD、POD和CAT酶活性的影響，見圖4。

圖4 乙烯利、1-MCP處理對芙蓉李果實(shí)SOD、POD、CAT酶活性的影響Fig.4 Effects of ethephon and 1-MCP treatment on activity of SOD，POD，CAT

如圖4a可知，各處理組芙蓉李果實(shí)在整個貯藏過程中SOD活性變化相似，均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在貯藏前6天芙蓉李果實(shí)SOD酶活性均不斷上升，到第6天各處理組SOD酶活性均達(dá)到最大值，其中對照組為142.0 U/g，乙烯利處理組為125.4 U/g，1-MCP處理組為153.0 U/g，3個處理組之間差異均顯著（P<0.05），隨后均緩慢下降。POD和CAT均是誘導(dǎo)酶，它們能清除細(xì)胞內(nèi)H2O2生成H2O和O2，與SOD協(xié)同作用[18]。如圖4b所示，芙蓉李在貯藏期間果實(shí)POD酶活性變化呈現(xiàn)總體先上升后下降的趨勢。其中，在貯藏第6天至第10天之間，乙烯利處理組的POD酶活性極顯著高于對照組和1-MCP組（P<0.01）。如圖4c所示，各處理組果實(shí)CAT酶活性變化均呈現(xiàn)先下降后上升的總體趨勢。1-MCP組在整個貯藏期間果實(shí)CAT酶活性差異不顯著（P>0.05），而乙烯利處理組CAT酶活性在不同貯藏期間有顯著差異（P<0.05），到第6天至第8天，乙烯利組果實(shí)CAT酶活性顯著高于對照組和1-MCP組（P<0.05）?？梢?，乙烯利處理組芙蓉李果實(shí)在貯藏一段時間后POD和CAT酶活性顯著提高，這可能是由于果實(shí)組織嚴(yán)重衰老產(chǎn)生大量活性氧所誘導(dǎo)造成[20]；1-MCP處理則是提高了貯藏前期POD和CAT的酶活性，可提高果實(shí)自由基清除能力。

3 討論與結(jié)論

乙烯是果實(shí)成熟軟化進(jìn)程中參與調(diào)控果實(shí)成熟相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯的重要啟動因子，可誘發(fā)果實(shí)成熟過程中相關(guān)生理與品質(zhì)變化，且內(nèi)源乙烯或外源乙烯均能發(fā)揮作用[18，21]。乙烯作用是通過乙烯信號傳導(dǎo)途徑發(fā)生，已有大量研究揭示了乙烯受體在信號傳導(dǎo)中如何起作用[22]；而1-MCP處理便是通過與乙烯競爭受體并且緊密結(jié)合使乙烯作用受到阻斷，從而阻止了內(nèi)源乙烯的合成和外源乙烯的誘導(dǎo)，有效抑制果實(shí)采后成熟衰老[23]。因此，可利用外源乙烯或乙烯作用抑制劑等調(diào)控果實(shí)采后乙烯作用，從而有效加速或延緩果實(shí)采后成熟衰老進(jìn)程，在果實(shí)采后生產(chǎn)應(yīng)用具有重要意義。

果實(shí)軟化是成熟與衰老的一個重要特征，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成變化是果實(shí)軟化的主要原因[18]，莫億偉等[23]在對嵊州桃形李采后保鮮研究中通過掃描電鏡觀察到采后李果實(shí)成熟過程中果肉細(xì)胞變化，發(fā)現(xiàn)較快軟化的果實(shí)中果肉細(xì)胞壁明顯降解、細(xì)胞壁塌陷變形等，表明細(xì)胞壁代謝對果實(shí)硬度的重要影響。而乙烯在細(xì)胞壁降解相關(guān)酶基因的表達(dá)過程中起著重要作用[18，24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，芙蓉李果實(shí)采后經(jīng)乙烯利處理硬度顯著下降，提高了果實(shí)加工適應(yīng)性，而1-MCP處理則可有效延緩果實(shí)硬度下降，可保持果實(shí)具有良好貯藏性，該結(jié)果與顧玉紅等[25]在大石早生李和Khan等[16]在‘Tegan Blue’李等果實(shí)的研究報道有類似結(jié)論，與呂靜祎等[13]在‘金冠’蘋果、邵遠(yuǎn)志等[26]在‘日升’番木瓜上的研究也有類似結(jié)論。

果實(shí)中TSS和TA含量主要反映了果實(shí)中糖酸含量變化，直接影響果實(shí)的食用感官品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙烯利處理可顯著提高芙蓉李果實(shí)TSS含量、加速TA含量下降，而1-MCP處理則無顯著影響，已有大量研究報道，乙烯利和1-MCP處理對果實(shí)采后TSS含量和TA含量的影響因園藝產(chǎn)品的不同而有不同影響結(jié)果[13，27-28]?；ㄉ帐擒饺乩罟麑?shí)正常成熟時的主要著色物質(zhì)且具營養(yǎng)保健功效，其生物合成過程由一系列的酶促反應(yīng)完成[29-30]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，乙烯利處理可促進(jìn)芙蓉李果實(shí)花色苷含量積累，而1-MCP處理則相反，延緩了果實(shí)花色苷含量積累。有研究報道，乙烯作用能促進(jìn)這類與花色苷生物合成相關(guān)酶基因的表達(dá)，從而加速花色苷含量積累，而當(dāng)乙烯反應(yīng)受到抑制，花色苷含量的積累亦受到抑制[29，30]。余建等[21]研究報道乙烯利處理能夠誘導(dǎo)桑椹花青素生物合成相關(guān)基因的上調(diào)表達(dá)，促進(jìn)桑椹花青素含量的積累，而1-MCP處理則會抑制桑椹中花青素的積累；及華等[31]研究報道‘安哥諾’李果實(shí)經(jīng)1-MCP處理顯著抑制了花色苷含量積累，這與本研究結(jié)果一致。

丙二醛含量直接反映果實(shí)脂質(zhì)過氧化程度，間接反映果實(shí)組織衰老程度。本研究結(jié)果顯示，乙烯利處理顯著加速了MDA含量的積累，表明乙烯利處理加快果實(shí)的成熟衰老，這與閆師杰等[32]在梨棗上報道結(jié)果有類似結(jié)論，但與胡位榮等[33]在沙田柚上報道結(jié)果有所不同，這可能與果種不同、處理濃度高低和貯藏時間長短有關(guān)；1-MCP處理有效抑制了芙蓉李果實(shí)采后MDA含量積累，表明1-MCP處理可延緩果實(shí)衰老，這與吳雪瑩等[34]在麥李、青脆李和歪嘴李等李果實(shí)上應(yīng)用1-MCP處理的報道結(jié)果一致。

SOD、POD、CAT是生物體內(nèi)活性氧防御系統(tǒng)的主要抗氧化酶，可協(xié)同作用清除活性氧，降低活性氧對果實(shí)組織造成的傷害[18]。本研究結(jié)果顯示，乙烯利處理抑制了果實(shí)SOD酶活性，誘導(dǎo)貯藏后期POD酶活性和CAT酶活性提高，值得注意的是，乙烯利處理果實(shí)POD活性變化出現(xiàn)了兩次酶活性高峰，有研究報道，POD酶活性的第一次高峰標(biāo)志著果實(shí)的成熟，而第二次高峰標(biāo)志著果實(shí)的衰老[35]；1-MCP處理提高了SOD酶活性，誘導(dǎo)前期POD和CAT酶活性提高。這與前人研究報道有所差異，莫億偉等[23]用1-MCP處理桃形李可提高整個貯藏期SOD和CAT活性，吳雪瑩等[34]研究報道1-MCP處理降低貯藏前期李果實(shí)的抗氧化酶活性、抑制貯藏后期抗氧化酶活性下降。此外，POD、CAT酶活性在其他果種上研究報道均有不同結(jié)論，呂靜祎等[13]報道1-MCP處理蘋果有效提高SOD、POD、CAT酶活性，而乙烯利處理抑制了SOD、POD、CAT酶活性，樊秀彩等[36]報道1-MCP處理可提高獼猴桃SOD、POD酶活性，出現(xiàn)不同結(jié)論的原因可能與果種、品種有關(guān)，具體誘導(dǎo)機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，芙蓉李采后經(jīng)600 mg/L乙烯利處理可提高TSS含量、降低TA含量及加速果實(shí)硬度下降和花色苷含量積累，從而較快提高果實(shí)部分食用品質(zhì)和果實(shí)加工適應(yīng)性，但同時也加速了果實(shí)組織衰老，使貯藏保鮮期隨之縮短。芙蓉李采后經(jīng)20 μL/L 1-MCP處理可延緩果實(shí)硬度下降、花色苷含量及MDA含量的積累，有效延長果實(shí)采后貯藏保鮮期，減少采后損失。該研究可為芙蓉李采后生產(chǎn)應(yīng)用提供重要理論依據(jù)。