程 蕾 ， 馬 蓉 ， 徐方旭 ， 馮敘橋 *，2

（1.沈陽農業(yè)大學 食品學院，遼寧 沈陽，110866；2.渤海大學 食品科學研究院，遼寧 錦州 121013）

番茄（Solanum lycopersicum L.）原產于南美洲西部太平洋沿岸安第斯山脈的秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞和智利等國的高原或谷地[1]。由于番茄具有較高的營養(yǎng)價值，因此在各國的蔬菜作物種植中占有很大的比例。番茄為典型的呼吸躍變型果實，果實的成熟受乙烯的調控，且具有果實皮薄，不易貯藏的特點。 1-MCP（1-methylcyclopropene）是一種有效的乙烯效應抑制劑，它被認為能作用于乙烯受體，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反應[2]。目前，國內外對1-MCP處理番茄采后貯藏效果的研究已經有很多[3-5]。Sisler[4-5]等分別以鱷梨、柑橘葉片、豌豆苗、番茄為試材研究了1-MCP的8種結構相似物：1-ECP （1-乙基環(huán)丙烯）、1-PCP （1-丙基環(huán)丙烯）、1-BCP（1-丁基環(huán)丙烯）、1-PentCP（1-戊基環(huán)丙烯）、1-HCP（1-己基環(huán)丙烯）、1-HeptCP（1-庚基環(huán)丙烯）、1-OCP（1-辛基環(huán)丙烯）、1-PCP（1-癸基環(huán)丙烯）對乙烯效應的影響，結果表明這些結構相似物對抑制乙烯效應均具有一定作用。但這些結構相似物在結構、濃度、作用效應等方面的關系，有待進一步闡明。

雖然1-MCP在果蔬貯藏的應用方面具有用量少、低毒和良好的穩(wěn)定性等特點，但由于尚未確定出1-MCP的使用濃度、時間、溫度與果實成熟度的最佳搭配，使得其在商業(yè)上的應用受到一定的限制[6]。1-PentCP是1-MCP的結構相似物，作者研究了常溫條件下，不同體積分數的1-PentCP和1-MCP對貯藏期間番茄果實品質的影響，探討了它們在常溫條件下的最佳處理濃度、抑制乙烯效應的時間與果實貯藏效果，為這兩種新型乙烯效應抑制劑能應用于農業(yè)實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

1-PentCP的合成主要參照Al Dulayymi的方法[7]，在沈陽農業(yè)大學食品學院實驗室合成，合成后的1-PentCP被分裝成0.5 mL的小包裝，保藏于-80℃超低溫冰箱中備用，使用前用乙醚稀釋至50 mL。1-MCP（質量分數3.4%）粉劑，由中國農科院（興城）果樹所提供。

離心機：CR-21G型，日立工機株式會社產品；旋轉蒸發(fā)儀：RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠產品；低溫生化培養(yǎng)箱：SHP-2500型，上海精宏實驗設備有限公司產品；硬度計：GY-1型，東莞市塘廈精工儀器廠產品；真空泵：AP-01P型，天津奧特塞恩斯儀器有限公司產品；紫外分光光度計：UV-2000型，上海尤尼克儀器有限公司產品；電子天平：FA2004型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產品；恒溫磁力攪拌器：JB-2型，常州博遠實驗分析儀器廠產品；數顯恒溫水浴鍋：HH-4型，國華電器有限公司產品；數字式照度計：LX-1010B型，深圳市佳信儀器儀表貿易有限公司產品；恒溫培養(yǎng)振蕩器：2DP-250型，上海精宏實驗設備有限公司產品。

1.2 材料與處理

供試番茄“粉太郎”，于2012年4月25日采自遼寧省沈陽市于洪區(qū)馬三家子鎮(zhèn)，采收當日運回實驗室，挑選大小均勻、無病蟲害、成熟度一致的果實用于試驗。將挑選出的果實隨機分為10組，每組60個果，分別放入10個體積為0.125 m3的塑料帳內并進行以下處理。

1.2.1 1-PentCP處理 在室溫 （18±2）℃條件下，分別取一定體積1-PentCP的乙醚溶液滴于濾紙上，并置于3個塑料帳內，使1-PentCP的釋放濃度分別為 0.4，0.8，1.2 μL/L，迅速封閉塑料帳，處理 20 h。

1.2.2 1-MCP處理 參照孫希生的方法進行[8]。在室溫條件下，用分析天平分別精確稱取一定量的1-MCP粉劑，把藥品放入可密封已標記好的小瓶里，按1 g∶16 mL的比例加入溫度約為40℃的溫水，然后立即扣緊瓶蓋，充分搖勻后放入塑料帳內，打開瓶蓋，迅速密封塑料帳，使其釋放體積分數分別為0.4，0.8，1.2 μL/L，處理 20 h。

1.2.3 對照 果實不采取任何處理，密封于塑料帳內20 h。果實經處理后，每9個番茄果實裝入一個0.02 mm的PE保鮮袋 （天第包裝材料有限公司，佛山市南海區(qū)里水鎮(zhèn)和同工業(yè)區(qū)）中置于常溫（18±2℃）條件下貯藏，每隔3 d測定1次生理生化指標，每次測定取3個果，重復3次。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 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。

1.3.2 SOD活性 SOD活性采用NBT還原法測定，按照孫群等[9]的方法。

1.3.3 VC質量分數 2，6-二氯靛酚法[10]。

1.3.4 單寧質量分數 高錳酸鉀滴定法[10]。

1.3.5 可溶性總糖質量分數 蒽酮比色法[10]。

1.3.6 MDA質量分數 按照朱廣廉[11]的方法。

1.4 數據統(tǒng)計與分析

所有試驗數據均為鮮重狀態(tài)下測得，采用Excel 2003進行數據計算和作圖，用SPSS 13.0專業(yè)統(tǒng)計軟件，利用t檢驗方法進行差異顯著性分析，p＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 1-PentCP體積分數對番茄果實硬度的影響

果實硬度是衡量果實本身特性和貯藏過程中及結束貯藏時果品品質好壞的重要指標之一[12]。兩種乙烯抑制劑均能較好地延緩果實硬度的下降，1-PentCP的最佳體積分數是0.4 μL/L，1-MCP的最佳體積分數是0.8 μL/L。處理后貯藏期間，番茄果實硬度均呈不斷下降的趨勢，但處理組的果實硬度要比對照組下降的速度緩慢得多。在貯藏到第20 d時，對照組果實硬度為 6.2 kg/cm2，而 0.4 μL/L 1-PentCP 處理組的果實硬度為 10.7 kg/cm2，0.8 μL/L 1-MCP處理組的果實硬度為11.8 kg/cm2，差異達到顯著水平（p＜0.05）。 當到達貯藏后期（16～24 d）時，無論哪種處理的番茄果實硬度均會迅速下降 （圖1）。兩種處理對于貯藏期在20 d之內的番茄來說，作用更加明顯，且1-MCP處理的效果更好；而對于貯藏到第24 d的番茄來說影響很小或無效，此結果與趙英凱對不同成熟度番茄硬度的測定結果相一致[12]。1-PentCP與 1-MCP一樣，在處理后一定時期番茄果實能恢復對乙烯的敏感性，這一特性說明經1-PentCP處理的番茄果實不會出現難以成熟或畸形成熟的問題，使1-PentCP有可能應用于果實貯藏保鮮的實踐中。

圖1 1-PentCP和1-MCP處理對番茄果實硬度的影響Fig.1 Effect of treatment with 1-PentCP or 1-MCP on firmness of tomato fruit

2.2 1-PentCP體積分數對番茄果實可溶性單寧質量分數的影響 可溶性單寧是番茄澀感的來源，是影響口感的重要指標[13]。實驗結果表明，各處理都能有效保持番茄果實單寧質量分數。當1-PentCP的體積分數為 0.4 μL/L，1-MCP的體積分數為 0.8 μL/L時對番茄中單寧質量分數的保持效果最好 （圖2）。無論是處理組還是對照組的番茄果實中單寧質量分數都呈現逐步遞減的趨勢，而且在貯藏第12 d之前單寧含量下降的速度比貯藏后期 （16～24 d）的要快。第12 d之后，對照組番茄單寧的質量分數由0.025%下降至0.019%，而0.4 μL/L 1-PentCP處理組番茄的單寧質量分數由0.029%下降至0.026%，0.8 μL/L 1-MCP處理組番茄的單寧質量分數由0.029%下降至 0.027%。在貯藏后期（16～24 d），對照組番茄單寧質量分數的下降明顯 （p＜0.05）比0.4 μL/L 1-PentCP處理組番茄單寧質量分數的下降更加迅速，0.4 μL/L 1-PentCP處理組番茄單寧質量分數的下降明顯 （p＜0.05）比0.8 μL/L 1-MCP處理組番茄單寧質量分數的下降更加迅速。

2.3 1-PentCP體積分數對番茄果實VC質量分數的影響

VC質量分數是衡量果蔬品質的一個重要指標[12]。由實驗得出，對于降低番茄果實VC質量分數損失而言，0.4 μL/L 1-PentCP 和 0.8 μL/L 1-MCP 處理都有較好效果，均優(yōu)于相應處理的其他濃度（圖3）。對照組番茄在貯藏第12 d時出現VC質量分數的最高值28.89 mg/hg，貯藏到第24 d時VC的質量分數下降為 17.07 mg/hg，0.4 μL/L 1-PentCP 和 0.8 μL/L 1-MCP處理則在第16 d時出現最高值（分別為31.54和32.88 mg/hg），而貯藏到第24 d時質量分數分別為21.00和24.00 mg/hg。貯藏到第16 d時，0.4 μL/L 1-PentCP 和 0.8 μL/L 1-MCP 處理番茄的VC質量分數分別為31.54和32.88 mg/hg，均顯著高于對照組22.67 mg/hg的質量分數（p＜0.05）。

圖2 1-PentCP和1-MCP體積分數對番茄果實可溶性單寧質量分數的影響Fig.2 Effect of treatment with 1-PentCP or 1-MCP on tannin content of tomato fruit

圖3 1-PentCP和1-MCP體積分數對番茄果實維生素C質量分數的影響Fig.3 Effect of treatment with 1-PentCP or1-MCP on VC content of tomato fruit

2.4 1-PentCP體積分數對番茄果實可溶性總糖質量分數的影響

番茄果實品質的高低在很大程度上決定于果實內所含可溶性總糖的含量[14]。在有效抑制番茄可溶性總糖質量分數上升的方面，1-PentCP的最佳體積分數是0.4 μL/L，1-MCP的最佳體積分數是0.8 μL/L。由圖4可知，對照組番茄在第12 d之前，可溶性總糖的質量分數不斷上升，貯藏到第12 d時達到了最大值 10.07%。 0.4 μL/L 1-PentCP 和 0.8 μL/L 1-MCP處理組的番茄中可溶性總糖質量分數在第16 d之前不斷上升，在第16 d時達到最大值，分別為9.6%和9.0%?？梢钥闯?，在貯藏到第12 d時，0.4 μL/L 1-PentCP和0.8 μL/L 1-MCP處理番茄中可溶性總糖質量分數分別為7.11%和7.07%，顯著低于對照組10.07%的質量分數（p＜0.05），而兩種處理間無明顯差異（p＜0.05）。

圖4 1-PentCP和1-MCP體積分數對番茄果實可溶性總糖質量分數的影響Fig.4 Effect of treatment with 1-PentCP or 1-MCP on soluble sugar content of tomato fruit

2.5 1-PentCP體積分數對番茄果實中MDA質量分數的影響

MDA是膜脂過氧化產物之一，也是LOX（脂肪氧合酶）催化產生氫過氧化產物所分解的醛類物質之一，它的產生與增加是膜滲漏、衰老加速的一種體現[15]。實驗發(fā)現，體積分數為0.4 μL/L的1-PentCP和 0.8 μL/L的 1-MCP抑制番茄果實中MDA積累的效果最佳（圖5），兩種處理的番茄果實中MDA含量明顯低于對照組，均在第16 d時出現了MDA含量的最高峰，比對照組最高峰的出現時間晚了4 d，且0.4 μL/L 1-PentCP處理組番茄MDA的最高峰值比對照組低了 34 nmol/g，0.8 μL/L 1-MCP處理組番茄MDA的最高峰值比對照組低了43 nmol/g。從而推斷，1-PentCP能夠明顯的抑制番茄中MDA的積累，但效果沒有1-MCP處理明顯（p＜0.05）。

圖5 1-PentCP和1-MCP體積分數對番茄果實中MDA含量的影響Fig.5 Effect of treatment with 1-PentCP or 1-MCP on MDA content of tomato fruit

2.6 1-PentCP對番茄果實中SOD活性的影響

SOD具有清除自由基的作用[16]，其活性的高低反映了果實的衰老程度[12]。0.4 μL/L 1-PentCP和0.8 μL/L 1-MCP在推遲番茄果實SOD活性高峰出現時間和提高其高峰值方面，表現出了更好的效果。由圖6可見，在貯藏前期（0-12 d），兩種處理組番茄的SOD值都低于對照組；貯藏后期（16-24 d），兩種處理均延遲了番茄SOD高峰出現的時間。對照組番茄SOD活性最高峰出現在第12 d，峰值為48.52 U/g；0.4 μL/L 1-PentCP 和 0.8 μL/L 1-MCP處理都出現在第16 d，峰值分別為50.33 U/g和54.07 U/g。說明這兩種處理都具有保持SOD活性水平的作用，使處理果實具有較強的清除其產生的自由基的能力。

圖6 1-PentCP和1-MCP體積分數對番茄果實中SOD活性的影響Fig.6 Effect of treatment with 1-PentCP or 1-MCP on SOD content of tomato fruit

3 討論與結語

1-MCP是一種乙烯效應抑制劑，其抑制乙烯效應的作用，被認為是與乙烯受體結合來實現的[17]。它能夠抑制蘋果、南國梨、香梨等的后熟和衰老，其抑制作用在具有呼吸高峰的果實上表現更為明顯[18]。近年來，又發(fā)現1-MCP的結構類似物也有相似作用[19]。1-PentCP是具有5個碳支鏈的環(huán)丙烯類物質，是1-MCP的結構相似物[17]。番茄屬于典型的躍變型果實，具有明顯的呼吸高峰[20]，果實存在著一個后熟的過程，番茄的后熟軟化是影響其貯藏和運輸過程中品質的重要問題[20]。組織結構解體是果實后熟衰老過程中重要的變化之一。組織結構解體的直接表現就是果實硬度的降低[12]。不同體積分數的1-PentCP和1-MCP均能抑制番茄果實硬度的下降。與此同時，兩種乙烯抑制劑還能夠減少果實VC和單寧質量分數的損失，抑制可溶性總糖質量分數的上升。

1-MCP對果蔬采后衰老的延緩影響，一是通過減緩內源抗氧化劑的分解，維持組織內活性氧代謝的平衡。另外可能是由于1-MCP可以象影響乙烯的生物合成與信號傳導那樣調節(jié)抗氧化酶系統(tǒng)，從而達到延緩果蔬采后衰老的效果[21]。SOD是植物內源的活性氧清除劑，屬保護酶系統(tǒng)，是果實后熟衰老中的保護性酶類，它可以清除活性氧自由基[22-12]。在逆境中維持較高的酶活性，才能有效地清除活性氧并使之保持在較低水平，從而減少其對膜結構和膜功能的破壞，達到延緩細胞衰老的目的，所以它的活性高低在一定程度上也反映了果實衰老的程度[12]。 在貯藏前期（0～12 d），經過 1-PentCP 和 1-MCP處理的番茄SOD活性比對照組番茄的要低，但在貯藏后期（16～24 d），1-PentCP 和 1-MCP 處理延遲了SOD活性高峰出現的時間，提高了活性高峰值，降低了SOD活性下降的速度。這可能是因為處理前期，兩種處理抑制了果實的軟化，產生的自由基少，SOD活性被激活的程度低；但貯藏后期，隨著果實自由基的積累增多，從而激發(fā)了SOD的活性。

MDA是膜脂過氧化產物之一，也是LOX催化產生氫過氧化產物所分解的醛類物質之一。它的產生與增加是膜滲漏和衰老加速的一種體現[15]。同時，MDA積累的速率也可以代表組織總清除自由基能力的大小，MDA積累越多，表明組織保護能力越弱[15]。1-PentCP和1-MCP處理推遲了番茄MDA含量高峰出現的時間，降低了其峰值。這表明，1-PentCP和1-MCP均可減弱果實膜脂過氧化程度，使質膜透性保持在較低水平，在一定程度上維持了質膜的完整性。這與程順昌等研究不同環(huán)丙烯對寒富蘋果中MDA含量的影響結果基本一致[17]。

1-PentCP和1-MCP對番茄采后貯藏效果的影響與處理濃度的高低有關。同樣處理20 h后，1-PentCP的最佳處理體積分數為0.4 μL/L，1-MCP的為 0.8 μL/L。據 Ku 和 Wills報道（1999）[23]，用不同體積分數的1-MCP處理草莓果實來抑制乙烯效應，在一定范圍內，增加體積分數可以縮減處理時間和提高處理效果，但過高體積分數的處理可能導致反效果。對于1-MCP而言，體積分數為0.4 μL/L時不能夠完全抑制乙烯與番茄乙烯受體的結合，因此效果沒有體積分數為0.8 μL/L的1-MCP效果好。當體積分數達到1.2 μL/L時，體積分數過高可能抑制了某些有利的代謝系統(tǒng)[23]，因而使得處理效果不佳。0.4 μL/L的1-PentCP在處理番茄20 h后效果達到最佳，當其體積分數為0.8 μL/L或1.2 μL/L時，因為抑制劑處于較高濃度，它可能激發(fā)某些不利的代謝系統(tǒng)，從而干預番茄本身的防御系統(tǒng)從而達不到最佳效果[23]。 Feng[5，24]等以鱷梨和番茄為材料，比較了 1-MCP、1-ECP （1-ethylcyclopropene，1-乙基環(huán)丙烯）和 1-PCP（1-propylcyclopropene，1-丙基環(huán)丙烯）抑制乙烯效應的作用，結果表明不同組織的反應與抑制劑的濃度有關，抑制劑效應與其分子大小和結構有很大關系。不同分子質量的乙烯抑制劑對乙烯的抑制作用機理，可能是通過對果實乙烯受體基因表達的調控而實現的，這方面問題有待進一步研究。

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