陳國(guó)剛，郭璟瑜，于 譯，王 海

1-MCP和殼聚糖處理保持紅棗貯藏品質(zhì)及其機(jī)理研究

陳國(guó)剛1，郭璟瑜1，于 譯1，王 海2

（1. 石河子大學(xué)食品學(xué)院，石河子 832000 2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125）

以新疆灰棗為試材，研究紙片型1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）與殼聚糖（chitosan，COS）處理在（0±1）℃條件下對(duì)灰棗品質(zhì)及相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明：至貯藏90 d時(shí)，與對(duì)照（CK）相比，1-MCP＋COS的腐爛率、失質(zhì)量率分別降低53.4%、51.2%，可溶性固形物（total soluble solid, TSS）含量高出18.6%?？寡趸赶到y(tǒng)中的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）峰值水平提高58.2%，過(guò)氧化氫酶（catalase, CAT）峰值高出34.8%；貯藏結(jié)束時(shí)過(guò)氧化物酶（peroxidase, POD）活性是CK的1.98倍，抗壞血酸過(guò)氧化物酶（ascorbate peroxidase, APX）活性高出51.7%，差異顯著（＜0.05）。1-MCP、COS及1-MCP+COS處理均可不同程度地降低果實(shí)腐爛率、失質(zhì)量率，保持較高的果實(shí)硬度和TSS含量，推遲呼吸高峰和乙烯釋放速率高峰的到來(lái)并抑制丙二醛（malondialdehyde, MDA）的積累，抑制脂氧合酶（lipoxygenase,LOX）和多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）活性，顯著提高抗氧化酶系統(tǒng)活性。其中1.50L/L紙片型1-MCP與1% COS復(fù)合處理對(duì)保持果實(shí)貯藏品質(zhì)、延緩果實(shí)衰老、延長(zhǎng)貨架期最有利。

貯藏；品質(zhì)控制；農(nóng)產(chǎn)品；1-甲基環(huán)丙烯；殼聚糖；新疆灰棗；相關(guān)酶活性

0 引 言

灰棗是新疆喀什地區(qū)主栽棗品種，因其風(fēng)味獨(dú)特、核小肉厚、口感香甜而備受消費(fèi)者青睞[1]。由于新疆地處偏遠(yuǎn)，冷鏈物流及冷藏技術(shù)落后，新鮮棗果采后不能及時(shí)預(yù)冷保鮮，導(dǎo)致果實(shí)易失水失脆，酒軟霉?fàn)€。為降低生產(chǎn)損失，保證產(chǎn)品上市，多采用干制手段處理灰棗，使得大量干棗涌向市場(chǎng)，致使棗果產(chǎn)品單一，價(jià)格大幅下降，銷售面狹窄，嚴(yán)重影響灰棗的商品價(jià)值。事實(shí)上，鮮食灰棗風(fēng)味濃郁，口感更佳，具備相當(dāng)高的食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著新疆地區(qū)果蔬貯藏保鮮技術(shù)的不斷提高，將先進(jìn)的貯藏技術(shù)應(yīng)用于灰棗保鮮，即可增加灰棗多元化產(chǎn)品的上市，又可進(jìn)一步提高種植戶的收益。這無(wú)疑是分散干棗壟斷市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的最優(yōu)選擇。

采后鮮果品質(zhì)難以維持、易受病菌侵染是制約鮮食灰棗貯運(yùn)的重要因素[2]。因此，將貯藏保鮮技術(shù)用于灰棗貯運(yùn)成為亟待解決的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外棗果保鮮技術(shù)主要包括氣調(diào)貯藏、化學(xué)保鮮、減壓貯藏等[3]，上述保鮮技術(shù)均可在一定程度上延長(zhǎng)鮮棗貨架期。然而在實(shí)際推廣應(yīng)用時(shí)氣調(diào)保鮮費(fèi)用高昂，對(duì)氣體成分控制要求高；化學(xué)保鮮處理所用的赤霉素、氯化鈣等可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染、殘留物不利于健康；減壓處理可能會(huì)導(dǎo)致棗果失水、風(fēng)味降低且成本偏高。因此，開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保、便捷高效的灰棗保鮮技術(shù)，延長(zhǎng)果實(shí)貯藏保鮮期，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種無(wú)毒無(wú)味氣體，因其能阻斷乙烯與受體的正常結(jié)合，抑制乙烯所誘導(dǎo)的后熟老化作用[4]，而常被用于芒果[5]、獼猴桃[6]、蘋果[7]、菠蘿[8]等的保鮮中。1-MCP可有效抑制果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放率，在極低濃度下也能表現(xiàn)出良好的保鮮效果。目前，市售1-MCP多為粉末型產(chǎn)品，因其揮發(fā)產(chǎn)生的氣體性質(zhì)不穩(wěn)定、操作誤差較大而限制了該產(chǎn)品的應(yīng)用。臺(tái)灣利統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的紙片型1-MCP緩釋劑（安喜布，AnsiP-S）方便快捷，可精確控制使用濃度，在果蔬保鮮領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，目前AnsiP-S已被應(yīng)用于印度青棗[9]、李子[10]、油柿[11]等的貯藏保鮮中。

殼聚糖（chitosan，COS）是一種可降解的生物多糖聚合物，廣泛存在于蝦、蟹等的外殼中。其在抗菌和成膜方面效果顯著，通過(guò)在果實(shí)表明形成半透膜來(lái)阻止病原菌入侵并抑制生長(zhǎng)，還可降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度、減弱膜脂過(guò)氧化作用、減緩果實(shí)蒸騰作用和水分散失，以此延長(zhǎng)果蔬貯藏保鮮期。因其抗菌活性強(qiáng)、特性穩(wěn)定、安全性好，COS已廣泛應(yīng)用于草莓[12]、荔枝[13]、鱷梨[14]、臍橙[15]、梅杏[16]等的貯藏保鮮中，并被美國(guó)、日本、韓國(guó)和中國(guó)批準(zhǔn)作為天然食品防腐劑。

大量研究表明，1-MCP和COS均可應(yīng)用于不同果蔬貯藏保鮮中。但對(duì)新疆灰棗防腐保鮮應(yīng)用1-MCP和COS及兩者復(fù)合的研究甚少，針對(duì)棗果膜脂過(guò)氧化指標(biāo)與抗氧化酶系統(tǒng)在采后貯藏過(guò)程中的影響及作用方式尚不清楚。本試驗(yàn)以新鮮灰棗為材料，擬通過(guò)紙片型1-MCP和COS處理，探討不同處理對(duì)新鮮灰棗貯藏品質(zhì)及相關(guān)酶活性的影響，為灰棗貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

灰棗原料產(chǎn)自新疆喀什麥蓋提縣果園，于2018年8月20日采收，要求果實(shí)成熟度為八成熟，無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲害，且色澤大小均一?；覘棽珊笾弥苻D(zhuǎn)筐內(nèi)，立即運(yùn)回石河子大學(xué)食品學(xué)院果蔬貯藏保鮮中心，4 ℃敞口預(yù)冷24 h。

紙片型1-MCP（AnsiP-S，安喜布）臺(tái)灣利統(tǒng)股份有限公司；殼聚糖（脫乙酰度≥90%，黏度為50 mPa·S）上海西寶生物科技有限公司；聚乙烯微孔保鮮袋（厚度0.02 mmPE）濟(jì)南果品研究院；所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

普通冷庫(kù)；GY-2果實(shí)硬度計(jì)，浙江樂(lè)清市愛(ài)德堡儀器有限公司；WAY-Z自動(dòng)阿貝折光儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司；X3R高速冷凍離心機(jī)，美國(guó)賽默飛世爾；GC-2014氣相色譜儀、UV 2600紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，島津中國(guó)有限公司；XB 220A分析天平，Precisa稱質(zhì)量設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果實(shí)處理

預(yù)試驗(yàn)：灰棗用不同濃度（0.50、1.00、1.50、2.00L/L）紙片型1-MCP處理后，確定1.50L/L 1-MCP為最佳處理濃度，此濃度下灰棗果實(shí)再以不同濃度（0.50%、1.00%、1.50%、2.00%）COS處理，貯藏30 d后發(fā)現(xiàn)1.50L/L 1-MCP和1% COS濃度保鮮效果最佳。因此，選擇1.50L/L 1-MCP、1% COS及二者復(fù)合處理果實(shí)。

樣本處理：灰棗果實(shí)在0.5%的次氯酸鈉溶液中浸泡2 min后用蒸餾水沖洗，于自然條件下晾干。處理后的果實(shí)隨機(jī)分為4組，分別做如下處理：1）對(duì)照組（CK），不作任何處理；2）COS組，COS溶于質(zhì)量體積比1%的醋酸，配制成1%的COS-醋酸溶液，將果實(shí)放入溶液中浸泡處理3 min，取出晾干；3）1-MCP組，果實(shí)置于密封塑料箱中（5 L），根據(jù)處理劑量裁剪相應(yīng)面積的紙片型1-MCP，使?jié)舛缺３衷?.50L/L，用少量清水將1-MCP噴布均勻后迅速放入塑料箱中，在（20 ± 0.5）℃恒溫下密閉熏蒸24 h；4）1-MCP+COS復(fù)合處理，與2）、3）處理相同，經(jīng)紙片型1-MCP處理過(guò)的果實(shí)浸入膜液3 min，取出晾干。處理后的果實(shí)置于襯有微孔保鮮袋的塑料箱中，扎嚴(yán)袋口。于（0±1）℃、相對(duì)濕度約90%的冷庫(kù)內(nèi)貯藏。貯藏期間每隔10 d取樣1次，測(cè)定理化指標(biāo)及相關(guān)酶的活性，所有試驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)。

1.3.2 相關(guān)理化指標(biāo)及酶活性的測(cè)定

腐爛率、失質(zhì)量率測(cè)定：隨機(jī)選取50枚果實(shí)，果實(shí)出現(xiàn)菌斑、流水、霉變等均視為腐爛果實(shí)。按照公式計(jì)算

硬度、可溶性固形物（TSS）測(cè)定：采用GY-2硬度計(jì)、阿貝折光儀；呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率測(cè)定：采用靜置法[17]和氣相色譜法[18]；丙二醛（MDA）含量測(cè)定：采用硫代巴比妥酸法[19]；多酚氧化酶（PPO）活性測(cè)定[17]：采用比色法；超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定[8]：采用氮藍(lán)四唑法；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性測(cè)定：參照曹建康[17]的方法；過(guò)氧化物酶（POD）活性測(cè)定[20]：采用愈創(chuàng)木酚法；脂氧合酶（LOX）活性測(cè)定[21]：采用分光光度計(jì)法；抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）活性測(cè)定：參照章寧瑛[22]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Origin 2018整理制圖，采用SPSS 18.0進(jìn)行差異顯著性分析（＜0.05），通過(guò)Duncan多重檢驗(yàn)分析差異顯著性，所有數(shù)據(jù)表示為平均值±SE。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)灰棗果實(shí)腐爛率、失質(zhì)量率的影響

腐爛率是衡量貯藏期果實(shí)品質(zhì)和保鮮效果最直觀的指標(biāo)。不同處理的灰棗果實(shí)腐爛率在貯藏期逐漸遞增（圖 1a）。CK果實(shí)在30 d出現(xiàn)腐爛，在40 d時(shí)腐爛率迅速上升；而處理組果實(shí)則在40 d才出現(xiàn)腐爛，貯藏90 d時(shí)，1-MCP、COS和1-MCP＋COS處理的果實(shí)腐爛率分別比CK低31.5%、49.3%、53.4%。與CK相比，各處理均能顯著（＜0.05）抑制果實(shí)腐爛，使果實(shí)保持良好的品質(zhì)和新鮮度，以1-MCP＋COS效果最佳。COS果實(shí)腐爛率略高于復(fù)合處理，但二者差異不顯著（＞0.05），這可能與殼聚糖良好的抑菌抗病性有關(guān)[23]。

果實(shí)在貯藏過(guò)程中不斷發(fā)生蒸騰與呼吸作用，隨著貯藏期延長(zhǎng)，果實(shí)不斷失水皺縮。CK因未做任何保鮮處理，失質(zhì)量率在整個(gè)貯藏期呈快速上升趨勢(shì)；處理組失質(zhì)量率在0～40 d緩慢上升（圖1b）。至貯藏結(jié)束時(shí)，處理組的失質(zhì)量率均顯著低于CK（＜0.05），且各處理間失質(zhì)量率差異顯著（＜0.05），其中1-MCP＋COS和COS的果實(shí)失質(zhì)量率最低，分別為2.15%和2.7%，相比CK降低51.2%。結(jié)果表明，1-MCP＋COS能更有效維持灰棗果實(shí)水分和營(yíng)養(yǎng)成分，減少其采后貯藏質(zhì)量損失。

2.2 不同處理對(duì)灰棗果實(shí)硬度、TSS的影響

果實(shí)硬度是反映果實(shí)軟化和衰老程度的重要標(biāo)志，也是評(píng)價(jià)果實(shí)成熟度和貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同處理的果實(shí)硬度在貯藏期間整體呈下降趨勢(shì)（圖2a），處理組果實(shí)硬度下降速率相比CK均被明顯抑制，其中1-MCP＋COS果實(shí)硬度下降最為緩慢，貯藏90 d時(shí)果實(shí)硬度仍能維持在9.18 kg/cm2，依然保持果實(shí)堅(jiān)實(shí)的質(zhì)地，1-MCP的果實(shí)硬度為8.27 kg/cm2，略低于復(fù)合處理，但顯著優(yōu)于COS（＜0.05）。結(jié)果表明，1-MCP＋COS更有利于延緩果實(shí)硬度下降，保持果實(shí)品質(zhì)。

a. 腐爛率 a. Decay rateb. 失質(zhì)量率 b. Weight loss rate

隨著貯藏期延長(zhǎng)，灰棗果實(shí)TSS含量呈先上升后下降趨勢(shì)（圖2b）。貯藏前期TSS含量的增加可能與淀粉和糖的水解轉(zhuǎn)化有關(guān)，這是果實(shí)成熟前的重要過(guò)程。成熟過(guò)程中由于糖分、有機(jī)酸等物質(zhì)的積累使果實(shí)風(fēng)味香甜濃厚。但進(jìn)入全紅期的果實(shí)TSS有所下降，可能是呼吸消耗了果實(shí)積累的部分有機(jī)物質(zhì)[24]。1-MCP＋COS的TSS含量上升較平緩且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，60 d時(shí)TSS含量峰值為32.9%。與CK相比，處理組TSS高峰均推遲出現(xiàn)，但各處理TSS峰值與CK峰值并無(wú)顯著差異（＞0.05）。貯藏90 d時(shí)，COS、1-MCP、1-MCP＋COS的TSS含量分別比CK高3.8%、12%、18.6%。結(jié)果表明，1-MCP＋COS能有效保持較高水平果實(shí)TSS含量，可能是1-MCP＋COS能更好阻斷內(nèi)源乙烯與受體結(jié)合，進(jìn)而延遲TSS的分解消耗[25]。

a. 硬度 a. Hardnessb. 可溶性固形物含量 b. TSS

2.3 不同處理對(duì)灰棗果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率的影響

果實(shí)的呼吸代謝為其生命活動(dòng)提供能量，但也消耗果實(shí)體內(nèi)積累的有機(jī)養(yǎng)分，降低果實(shí)食用品質(zhì)和耐貯性，乙烯是調(diào)控果實(shí)成熟衰老的重要激素（圖3）。果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率在貯藏期間整體呈先升后降趨勢(shì)，均有呼吸峰和乙烯高峰出現(xiàn)，這說(shuō)明灰棗屬于呼吸躍變型果實(shí)。

CK在30 d出現(xiàn)了呼吸峰，峰值為33.5 mg/(kg?h)（以CO2計(jì)，下同）；處理組在40 d達(dá)到呼吸峰值，COS、1-MCP、1-MCP＋COS分別比CK峰值降低了4.2%、7.8%、12.5%。呼吸高峰出現(xiàn)后各處理的呼吸強(qiáng)度均有不同程度回落，說(shuō)明處理組既可抑制果實(shí)呼吸代謝速率，又可推遲呼吸高峰到來(lái)，以1-MCP＋COS處理效果最佳，該處理能更好的抑制呼吸代謝相關(guān)酶活性來(lái)降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度，降低呼吸峰值44.3%。不同處理的乙烯釋放速率高峰同呼吸峰同時(shí)出現(xiàn)，其中以CK峰值最高，為5.87L/(kg?h)，處理組乙烯高峰出現(xiàn)時(shí)間較晚且峰值較小，COS、1-MCP、1-MCP＋COS處理的乙烯峰值分別為CK峰值的75%、66%、55%。各處理一定程度上延緩了果實(shí)內(nèi)源乙烯的生成，還顯著降低了果實(shí)乙烯生成速率，從而延緩棗果實(shí)的成熟與衰老進(jìn)程。這與1-MCP降低乙烯生物合成相關(guān)酶活力，減少組織對(duì)乙烯的敏感性，消除乙烯效應(yīng)密切相關(guān)[26]。

a. 呼吸強(qiáng)度 a.Respiration intensityb. 乙烯釋放速率 b. Ethylene release rate

2.4 不同處理對(duì)PPO、LOX酶活性及MDA積累的影響

不同處理對(duì)灰棗貯藏期間膜脂過(guò)氧化相關(guān)指標(biāo)的影響如圖4。PPO是導(dǎo)致果實(shí)酶促褐變的主要酶，能氧化果實(shí)中的酚類物質(zhì)引起組織軟化褐變，并與果實(shí)抗病性呈一定負(fù)相關(guān)[27]；LOX專一催化多元不飽和脂肪酸的加氧反應(yīng)，生成過(guò)氧化物。二者是引起果實(shí)后熟衰老的重要酶類，嚴(yán)重影響果實(shí)貯藏期和貯藏品質(zhì)。PPO活性在果實(shí)貯藏過(guò)程中呈先升后降趨勢(shì)（圖4a）。1-MCP＋COS的PPO活性整體變化平緩，而CK和單一處理分別在貯藏30、40 d時(shí)達(dá)到PPO活性高峰。與貯藏開(kāi)始時(shí)相比，CK的PPO活性峰值提高了320%，COS、1-MCP的活性峰值分別提高了230%，220%。PPO活性的顯著提高可能是隨著果實(shí)成熟衰老，膜脂過(guò)氧化程度加劇導(dǎo)致細(xì)胞膜受損，酚類物質(zhì)與PPO接觸所致[23]。結(jié)果顯示，各處理均能有效抑制PPO活性增加，推遲PPO高峰，其中1-MCP＋COS對(duì)PPO活性抑制最為顯著（＜0.05），單一處理對(duì)維持低PPO活性效果差異不顯著。

LOX參與果實(shí)細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化作用，通過(guò)激活磷酸酯酶活性加速游離脂肪酸從膜脂釋放，加劇細(xì)胞膜的降解；MDA則是膜脂過(guò)氧化的終產(chǎn)物，反映細(xì)胞膜受損程度。二者是衡量果實(shí)衰老或受逆境脅迫的重要指標(biāo)。LOX活性在果實(shí)貯藏過(guò)程中呈先升后降趨勢(shì)（圖4b），不同處理都推遲了LOX活性高峰，還不同程度抑制了其活性。CK、COS分別在10、20 d達(dá)到LOX活性峰值，1-MCP、1-MCP＋COS在30 d時(shí)才到達(dá)LOX活性高峰，分別是CK峰值的75.9%、72.1%，差異顯著（＜0.05）。貯藏末期，CK的LOX活性高于處理組，是因?yàn)樵谄胀ɡ鋷?kù)貯藏條件下果實(shí)質(zhì)量損失較多，果實(shí)衰老軟化較快，膜脂過(guò)氧化加劇導(dǎo)致LOX活性較高。1-MCP、1-MCP＋COS顯著優(yōu)于COS處理（＜0.05），尤其在LOX峰值后始終維持低水平的酶活性，其中1-MCP＋COS對(duì)LOX活性降低作用最為顯著。

果實(shí)的MDA含量隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)不斷積累（圖 4c）。貯藏0～30 d，各處理MDA含量變化差異不顯著（＞0.05）；50 d時(shí)CK的MDA含量大幅增加，處理組MDA含量則一直保持較低水平，說(shuō)明各處理均可有效抑制果實(shí)MDA積累?？傮w來(lái)看，處理組MDA含量顯著低于CK（＜0.05）33.3%，復(fù)合處理MDA含量低于單一處理。貯藏結(jié)束時(shí)，1-MCP＋COS的MDA含量仍低于60 d的CK果實(shí)含量，復(fù)合處理有效抑制了果實(shí)MDA積累，更好的保持了細(xì)胞膜的完整性，降低了其對(duì)果實(shí)細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器的損傷。

a. PPO活性 a. PPO (polyphenol oxidase) activityb. LOX活性 b. LOX (lipoxygenase) activityc. 丙二醛含量 c.MDA(malondialdehyde) content

2.5 不同處理對(duì)灰棗果實(shí)抗氧化酶系統(tǒng)的影響

果實(shí)內(nèi)存在酶促過(guò)氧化物防御系統(tǒng)，包括SOD、CAT、POD、APX等抗氧化保護(hù)酶，這是果實(shí)體內(nèi)最重要的活性氧清除劑，其活性是果實(shí)成熟和衰老的主要指標(biāo)[28]。

SOD是果實(shí)貯藏過(guò)程中重要的自由基清除酶，它與CAT、POD、APX酶協(xié)同防御活性氧對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害，減少氧化物自由基對(duì)果實(shí)的損傷，從而延緩果實(shí)后熟衰老進(jìn)程[29]。SOD活性在果實(shí)貯藏過(guò)程中呈先上升后下降趨勢(shì)（圖5a）。CK在20 d時(shí)SOD活性達(dá)到峰值，COS、1-MCP、1-MCP＋COS在30 d時(shí)達(dá)到峰值，分別比CK峰值提高了31.9%、43.5%、58.2%，差異顯著（＜0.05）。各處理不但延遲了SOD活性高峰，還明顯提升了其峰值水平。貯藏至60 d，不同處理果實(shí)SOD活性又開(kāi)始小幅上升，SOD活性變化呈“雙峰”曲線。結(jié)果表明，各處理SOD活性均明顯高于CK，其中1-MCP＋COS效果最佳，該處理快速激發(fā)了果實(shí)SOD活性，顯著提升SOD活性水平，減緩了細(xì)胞衰老進(jìn)程。

CAT是果實(shí)后熟衰老過(guò)程中重要的保護(hù)酶，可有效清除自由基，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。貯藏期間，灰棗果實(shí)CAT活性整體呈先降后升再下降的趨勢(shì)（圖5b）。貯藏前期，與CK相比，處理組均有效提升了CAT活性，1-MCP＋COS和1-MCP還推遲了CAT活性最低值出現(xiàn)時(shí)間。處理組在60 d達(dá)到峰值，推遲CAT峰值10 d，COS、1-MCP、1-MCP＋COS分別比CK峰值高出7.1%、19.6%、27.2%，差異顯著（＜0.05）。貯藏結(jié)束時(shí)，處理組CAT活性均顯著高于CK（＜0.05），各處理對(duì)CAT活性保持的差異也達(dá)到顯著水平，其中1-MCP＋COS最有效的提升了CAT活性34.8%，減少了細(xì)胞內(nèi)過(guò)量H2O2積累，降低了其對(duì)果實(shí)的氧化傷害。

POD是果實(shí)體內(nèi)一種重要的氧化還原酶，能夠維持活性氧系統(tǒng)的代謝平衡。果實(shí)POD活性在貯藏期先上升后下降（圖5c）。CK在30 d出現(xiàn)POD活性峰值，而單一、復(fù)合處理分別在40、50 d時(shí)才達(dá)到POD活性峰值，可能是此時(shí)也正是果實(shí)呼吸高峰期，果實(shí)生命代謝旺盛，產(chǎn)生大量自由基，POD酶大幅上升以維持果實(shí)代謝氧系統(tǒng)平衡。之后POD活性逐步下降，可能是隨著果實(shí)成熟衰老，本身氧化和清除自由基的能力總體降低[30]。貯藏至90 d，CK的POD活性僅為其峰值的33.6%，而1-MCP＋COS的POD活性為其峰值的51%，差異顯著（＜0.05）?？傮w來(lái)看，1-MCP＋COS處理顯著提高了果實(shí)的POD活性（為CK的1.98倍），降低了自由基的積累，提升了灰棗果實(shí)的抗衰老能力。

APX是抗壞血酸氧化破壞的主要酶，能夠清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧，APX活性的升高也標(biāo)志著果實(shí)對(duì)活性氧清除能力的提高，是其對(duì)逆境脅迫做出的抵御反應(yīng)?；覘椆麑?shí)的APX活性整體呈先上升后下降趨勢(shì)（圖5d），至30 d出現(xiàn)APX活性峰值，以1-MCP＋COS的APX活性最高。貯藏40～50 d時(shí)，各處理APX活性差異不明顯。貯藏60 d時(shí)CAT達(dá)到了活性高峰，SOD小幅提升，1-MCP＋COS的APX活性隨之再次上升，可能是因?yàn)楣麑?shí)在受到逆境脅迫時(shí)，復(fù)合處理的抗氧化酶系統(tǒng)較為完整，各類酶之間的協(xié)同能力更強(qiáng)[31]；而單一處理APX活性緩慢下降后在末期稍有回升，CK則急劇下降至最低值后趨于平穩(wěn)。1-MCP＋COS的APX再次提升使果實(shí)在貯藏末期仍維持較高活性水平，清除果實(shí)內(nèi)部活性氧能力更強(qiáng)。而單一處理在貯藏末期時(shí)APX雖有提升，但此時(shí)果實(shí)細(xì)胞衰老嚴(yán)重，細(xì)胞膜受損加劇，APX活性無(wú)法有效表達(dá)。貯藏結(jié)束時(shí)，1-MCP＋COS的APX活性比CK高出51.7%，并與單一處理差異顯著（＜0.05）。

a. SOD活性 a. SOD(superoxide dismutase) activityb. CAT活性 b. CAT(catalase) activityc. POD活性 c.POD(peroxidase) activityd. APX活性 d. APX(ascorbate peroxidase) activity

3 討 論

新鮮灰棗采后呼吸旺盛導(dǎo)致內(nèi)源乙烯濃度高、易受病菌侵染導(dǎo)致果實(shí)易軟化霉?fàn)€，是影響其商品價(jià)值的主要原因。試驗(yàn)說(shuō)明灰棗是躍變型果實(shí)，這與張婷等[32]的研究結(jié)果一致。1-MCP已被證明對(duì)呼吸躍變型果實(shí)的貯藏保鮮較為有效[33]，本研究表明：1-MCP在保持果實(shí)良好硬度，降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯呼吸速率方面作用突出，可能是因?yàn)?-MCP通過(guò)抑制乙烯作用，進(jìn)而抑制了果實(shí)軟化相關(guān)蛋白和細(xì)胞壁降解酶的基因表達(dá)，延緩了果實(shí)代謝速率，這一結(jié)果與Le Nguyen等[34]在微泡1-MCP對(duì)甜瓜采后生理品質(zhì)研究中結(jié)論一致；COS較1-MCP更能保持果實(shí)的完整性，減少病菌侵染，進(jìn)而降低果實(shí)腐爛率和失質(zhì)量率，是因?yàn)镃OS可滲入病菌體與病菌外膜結(jié)合，影響其細(xì)胞壁發(fā)育和膜質(zhì)代謝，這一結(jié)果與Gong等[3]在COS對(duì)棗果黑斑病控制研究中結(jié)論相一致。

1-MCP、COS單一處理均對(duì)灰棗果實(shí)有較好的保鮮效果，1-MCP＋COS復(fù)合處理比單一貯藏效果更佳。1-MCP＋COS能更有效維持灰棗果實(shí)生理品質(zhì)，抑制果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放速率、推遲其峰值到來(lái)。還通過(guò)減少M(fèi)DA積累，穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)果實(shí)細(xì)胞質(zhì)膜，延緩果實(shí)品質(zhì)的下降。說(shuō)明1-MCP與COS復(fù)合使用對(duì)灰棗果實(shí)貯藏保鮮有協(xié)同增效作用。Gago等[7]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP＋CaCl2比1-MCP單一處理更能抑制蘋果果實(shí)新陳代謝，護(hù)色效果明顯，果實(shí)風(fēng)味更佳，這與本研究結(jié)果類似。

灰棗果實(shí)貯藏期間果肉軟化褐變，品質(zhì)下降，這與果實(shí)后熟過(guò)程中酶活力的變化密切相關(guān)。貯藏前期，1-MCP＋COS處理能夠保持較高的LOX活性，其活性高峰先于呼吸峰和乙烯速率高峰出現(xiàn)，這可能與LOX可以啟動(dòng)膜脂過(guò)氧化作用、參與乙烯生物合成有關(guān)[35]。果實(shí)處于呼吸高峰時(shí)產(chǎn)生大量乙烯，MDA逐漸積累，膜脂過(guò)氧化產(chǎn)生的自由基進(jìn)而毒害細(xì)胞膜系統(tǒng)，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)膜受損、降解，細(xì)胞膜逐漸喪失完整性，細(xì)胞功能逐步喪失，LOX活性得以進(jìn)一步提升。可見(jiàn)，LOX活性變化與MDA積累存在相關(guān)性，Chen等[36]等也發(fā)現(xiàn)LOX活性與MDA作為膜脂過(guò)氧化作用的重要指標(biāo)，二者密切相關(guān)。果實(shí)內(nèi)的酚類物質(zhì)與PPO酶接觸后，果實(shí)發(fā)生酶促褐變，PPO活性大幅上升，果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分流失加快，表皮出現(xiàn)皺縮，果實(shí)硬度快速下降，這與果實(shí)成熟后的組織衰老、微生物侵染有關(guān)。

灰棗果實(shí)受到逆境脅迫后，體內(nèi)的活性氧動(dòng)態(tài)平衡被打破，迅速激發(fā)了SOD活性，誘導(dǎo)SOD大幅上升，通過(guò)歧化反應(yīng)清除果實(shí)細(xì)胞中的O2-，使POD活性得以升高催化H2O2，也促使APX、CAT活性大量表達(dá)來(lái)降低H2O2和O2-的積累，協(xié)同防御活性氧對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害，這與Zhao等[37]在近冰溫貯藏提高櫻桃品質(zhì)與抗氧化能力中的結(jié)論類似。CAT活性達(dá)到峰值時(shí)SOD及時(shí)響應(yīng)防御，達(dá)到第二次高峰水平，致使SOD活性呈現(xiàn)“雙峰”曲線，這可能與二者協(xié)同對(duì)果實(shí)進(jìn)行自我修復(fù)有關(guān)[38]，但因前期清除自由基時(shí)消耗了部分酶活，SOD二次峰值水平明顯下降。POD活性提升的同時(shí)，灰棗果實(shí)褐變程度也進(jìn)一步加劇，這是由于POD氧化酚類物質(zhì)產(chǎn)生醌類化合物，進(jìn)一步縮合成顏色較深的化合物所致。貯藏期間PPO與POD變化趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明兩者對(duì)果實(shí)的酶促褐變存在協(xié)同效應(yīng)，這與王禮群等[39]探討鮮切甘薯褐變機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)果肉組織褐變與PPO和POD協(xié)同催化有關(guān)的研究結(jié)果一致?？梢?jiàn)，果實(shí)內(nèi)的酶促過(guò)氧化物防御系統(tǒng)能夠協(xié)同清除果實(shí)內(nèi)的活性氧[40]，達(dá)到保持果實(shí)品質(zhì)，延緩果實(shí)衰老，延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期的作用。

4 結(jié) 論

通過(guò)比較（0 ± 1）℃的COS、1-MCP、1-MCP＋COS 3種處理對(duì)灰棗理化性質(zhì)及相關(guān)酶活性的影響，結(jié)果表明，1-MCP＋COS復(fù)合處理是延緩灰棗果實(shí)衰老、提高果實(shí)采后品質(zhì)的有效貯藏保鮮方式。與CK相比，復(fù)合處理能有效維持灰棗硬度和TSS，貯藏90 d時(shí)分別比CK高出31.5%、18.6%（＜0.05）；抑制果實(shí)呼吸速率并保持低水平的乙烯釋放速率，推遲呼吸高峰和乙烯速率高峰10 d，分別降低峰值12.5%、44.3%（＜0.05）；顯著延緩果實(shí)腐爛率、失質(zhì)量率的增加，提高SOD、CAT、POD、APX等抗氧化防御酶活性；抑制PPO、LOX活性及MDA積累，貯藏結(jié)束時(shí)，MDA含量比CK低33.3%（＜0.05）。此外，與單一處理相比，1-MCP＋COS能更好的保持灰棗品質(zhì)，彌補(bǔ)單一處理在灰棗貯藏中的不足。因此，1-MCP＋COS處理是延長(zhǎng)灰棗采后貨架期和提高商品品質(zhì)的有效貯藏保鮮技術(shù)。但復(fù)合處理對(duì)灰棗果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的影響仍待研究。此外，1-MCP和COS處理對(duì)不同種類棗果的貯藏保鮮效果或許會(huì)因貯藏條件、處理濃度的不同而產(chǎn)生差異，后續(xù)也會(huì)在此基礎(chǔ)上研究與不同貯藏溫度或其他保鮮劑復(fù)合處理，以期獲得更佳的棗果貯藏保鮮方法。

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1-methylcyclopropene (1-MCP) and chitosan maintaining quality and its mechanization of postharvest jujube fruit

Chen Guogang1, Guo Jingyu1, Yu Yi1, Wang Hai2

(1.,,832000,; 2.,100125,)

Gray jujube has been planted in Xinjiang for more than 50 years, and is considered as the leading variety of jujube industry in Xinjiang. However, the harvesting period of gray jujube is concentrated, and it is easy to soften and mildew. Therefore, dry gray jujube has become the main commodity mode, even if this will seriously affect its nutritional quality and commodity value. In fact, fresh gray jujube has better flavor and higher quality than other fresh jujube varieties. Therefore, it is necessary to build a green and efficient preservation technology to extend the storage and preservation period, and promote the commercialization of fresh gray jujube. AnsiP-S, a paper-type 1-MCP sustained-release agent, which can maintain good stability during storage, accurately controls treatment concentration, and is easy to operate, so it can be used for commercial storage of fruits; Chitosan (COS) is a kind of biodegradable polysaccharide polymer with remarkable effects on disease inhibition and antibacterial activity, which is considered to be an effective and pollution-free storage and preservation method. Taking gray jujube as test materials and dealing with AnsiP-S and COS, to study the effect of optimal concentration and compound treatment on the storage quality of fresh gray jujube. The polyphenol oxidase (PPO) ,lipoxygenase (LOX) and malondialdehyde (MDA) on fruit senescence and membrane lipid peroxidation were described, and the importance of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POD) and ascorbate peroxidase (APX) in antioxidant enzyme system were explored, it is hoped to provide theoretical reference for the application of jujube preservation technology. The results showed that 1.50L/L 1-MCP treatment had a better effect on the storage of gray jujube fruit at (0 ± 1)°C (relative humidity 90%–95%); 1% COS had a good effect on inhibiting fruit rot rate and weight loss rate; while the combination of 1.50L/L 1-MCP and 1% COS had the best effect, which was conducive to maintaining the storage quality of gray jujube fruits, delaying the senescence of gray jujube fruits and prolonging the shelf life. The decay rate and weight loss rate of 1-MCP+COS decreased by 53.4% and 51.2% respectively compared with CK, and the TSS content increased by 18.6% at the end of storage,The difference was significant (<0.05), and the hardness of 1-MCP+COS was still higher than that of CK for 60 days, the peak of respiration and ethylene rate were delayed for 10 days, and the peak values decreased by 12.5% and 44.3% respectively. The activities of PPO, LOX and MDA were significantly inhibited, and the activities of antioxidant defense enzymes were increased: the peak level of SOD increased by 58.2%, the peak value of CAT increased by 34.8%, the POD activity of 90 days was 1.98 times of CK, and the APX activity was 51.7%. It can be seen that 1-MCP+COS treatment is an effective storage technology to prolong the shelf life and improve the quality of gray jujube after harvest.

storage; quality control; agricultural products; 1-methylcyclopropene; chitosan; gray jujube; related enzyme activities

陳國(guó)剛，郭璟瑜，于 譯，王 海. 1-MCP和殼聚糖處理保持紅棗貯藏品質(zhì)及其機(jī)理研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(22)：338－344. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.040 http://www.tcsae.org

Chen Guogang, Guo Jingyu, Yu Yi, Wang Hai. 1-methylcyclopropene (1-MCP) and chitosan maintaining quality and its mechanization of postharvest jujube fruit[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(22): 338－344. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.040 http://www.tcsae.org

2019-07-30

2019-09-10

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)向南發(fā)展創(chuàng)新專項(xiàng)（2018DB002）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計(jì)劃項(xiàng)目（2018CB024）；石河子大學(xué)科技特派員服務(wù)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（KJTP201902）

陳國(guó)剛，博士，教授，主要從事果蔬貯藏與加工研究。Email：cgg611@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.040

TS255.36

A

1002-6819(2019)-22-0338-07