林媛　孫鈞政　陳藝暉　林藝芬　蔣璇靚　林河通

摘 要 研究紙片型1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）處理對(duì)采后‘香蜜甜楊桃果實(shí)病害指數(shù)、抗病相關(guān)酶活性和總酚含量的影響。采后楊桃果實(shí)用0（對(duì)照）和0.6 μL/L的紙片型1-MCP處理12 h后，在（15±1）℃下貯藏。貯藏期間定期測定果實(shí)病害指數(shù)、果實(shí)抗病相關(guān)酶如幾丁質(zhì)酶（CHI）、β-1，3-葡聚糖酶（GLU）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性及總酚含量的變化。結(jié)果顯示：與對(duì)照果實(shí)相比，紙片型1-MCP處理能有效降低楊桃果實(shí)病害指數(shù)，提高CHI、GLU、PAL、PPO和POD的活性，保持較高的總酚含量。表明紙片型1-MCP對(duì)抑制楊桃果實(shí)采后病害的發(fā)生與抗病相關(guān)酶活性的升高及酚類物質(zhì)的合成有關(guān)。

關(guān)鍵詞 楊桃；果實(shí)；紙片型1-MCP；采后病害；抗病相關(guān)酶；總酚

中圖分類號(hào) TS255.3；S663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract The effects of paper containing 1-methylcyclopropene（1-MCP）treatment on fruit disease index， the activities of defense-related enzymes and total phenolic content in harvested‘XiangmiAverthoa carambola（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）fruit were investigated. The harvested fruit were treated with 0 and 0.6 μL/L 1-MCP for 12 h respectively， and then stored at（15±1）℃. During storage， fruit disease index and activities of defense-related enzymes including chitinase（CHI）， β-1，3-glucanase（GLU）， phenylalanine ammonia-lyase（PAL）， polyphenol oxidase （PPO）and peroxidase（POD）， and content of total phenolic in harvested fruit were determined. The results showed that compared with the control fruit， paper containing 1-MCP treatment could significantly decrease fruit disease index， whereas， increase activities of CHI， GLU， PAL， PPO and POD as well as the levels of total phenolic content. From the results， it could be concluded that inhibition of postharvest disease of Averthoa carambola fruit by paper containing 1-MCP treatment was related to the increment of the activities of defense-related enzymes and biosynthesis of phenolics.

Key words Carambola（Averrhoa carambola Linn.）； Fruit； Paper containing 1-MCP； Postharvest disease； Defense-related enzymes； Total phenolic

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.06.020

楊桃（Averrhoa carambola Linn.），又名五星果，屬熱帶、南亞熱帶呼吸躍變型水果，果實(shí)以其皮薄肉厚、清爽多汁、酸甜可口而深受廣大消費(fèi)者青睞[1]。然而，楊桃果實(shí)采后不耐貯藏，采后易遭受病原菌侵染而發(fā)生腐爛變質(zhì)[2]。低溫結(jié)合化學(xué)殺菌劑能較好的抑制病原菌生長、防治楊桃果實(shí)采后病害的發(fā)生。但化學(xué)殺菌劑處理不符合消費(fèi)者的需求，由化學(xué)殺菌劑引起的藥物殘留、環(huán)境污染及危害人體健康等問題日益凸顯，使得越來越多的化學(xué)殺菌劑已被禁止用于果蔬采后處理。因此，開發(fā)安全、高效和環(huán)保的采后病害防控技術(shù)是當(dāng)前生產(chǎn)亟待解決的問題。

紙片型1-MCP（紙片型1-甲基環(huán)丙烯，paper containing 1-MCP）是采用獨(dú)特的包埋技術(shù)研制開發(fā)的新型乙烯受體抑制劑，具有無毒、高效、安全等優(yōu)點(diǎn)，提高了1-MCP存儲(chǔ)期的穩(wěn)定性，在果蔬采后處理現(xiàn)場使用方便、可精確控制濃度[3]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP不僅能有效控制采后果實(shí)的軟化和腐爛，其在誘導(dǎo)果實(shí)抗性方面的效果尤為顯著[4-6]。如1-MCP能顯著抑制棗果實(shí)和桃果實(shí)貯藏期間青霉病的發(fā)生[4-5]。1-MCP還能顯著抑制梨果實(shí)冷藏期間黑皮病的發(fā)生[6]。筆者前期的研究表明，紙片型1-MCP能有效降低楊桃果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，抑制楊桃果實(shí)外觀顏色轉(zhuǎn)變，延緩楊桃果實(shí)硬度的下降，保持楊桃果實(shí)較高的活性氧清除能力，降低楊桃果實(shí)超氧自由基產(chǎn)生速率和膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛的含量，有效延緩采后楊桃果實(shí)衰老進(jìn)程，較好保持楊桃果實(shí)品質(zhì)，減少采后楊桃果實(shí)失重和腐爛[1-2，7]。但目前未見紙片型1-MCP對(duì)采后楊桃果實(shí)病害控制效果及抗病相關(guān)酶活性影響的研究報(bào)道。本研究以‘香蜜甜楊桃果實(shí)為材料，研究紙片型1-MCP處理對(duì)采后楊桃果實(shí)病害指數(shù)、抗病相關(guān)酶活性和總酚含量的影響，以期為生產(chǎn)上應(yīng)用紙片型1-MCP控制楊桃果實(shí)采后病害、延長果實(shí)保鮮期提供科學(xué)依據(jù)和生產(chǎn)實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

紙片型1-MCP購自臺(tái)灣利統(tǒng)股份有限公司，產(chǎn)品規(guī)格為20 cm×25 cm。根據(jù)處理濃度裁取適宜大小的紙片型1-MCP，將其用蒸餾水噴濕后平鋪于果實(shí)表面，在密閉的泡沫箱中可緩慢釋放1-MCP氣體。

‘香蜜甜楊桃（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）果實(shí)約八成熟，于2014年11月采自福建省漳州市漳浦縣石榴鎮(zhèn)果園。果實(shí)采用泡沫網(wǎng)袋單果包裝，當(dāng)天運(yùn)至福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后技術(shù)研究所，挑選大小和色澤基本一致、無損傷、無病蟲害的果實(shí)為試驗(yàn)材料。果實(shí)先用無菌水清洗，然后用0.5%（V/V）二氧化氯溶液浸泡消毒5 min，晾干后待用。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 筆者前期研究了在（15±1）℃條件下，0.3、0.6和0.9 μL/L紙片型1-MCP處理對(duì)‘香蜜甜楊桃果實(shí)保鮮效果的影響。結(jié)果表明，0.6 μL/L紙片型1-MCP處理的效果最好，楊桃果實(shí)腐爛率最低[7]。因此，本試驗(yàn)選取紙片型1-MCP的處理濃度為0.6 μL/L。

隨機(jī)取30個(gè)楊桃果實(shí)用于測定采收當(dāng)天有關(guān)指標(biāo)。另外1 440個(gè)果實(shí)隨機(jī)分成6組（240個(gè)果實(shí)/組），其中3組作為對(duì)照處理，另外3組作為紙片型1-MCP處理。（1）對(duì)照處理：果實(shí)在（15±1）℃下密閉12 h；（2）紙片型1-MCP處理：果實(shí)在（15±1）℃下用0.6 μL/L紙片型1-MCP密閉處理12 h。上述每一處理重復(fù)3次。將各處理組果實(shí)用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋包裝，每個(gè)處理40袋，每袋裝果6個(gè)，之后在（15±1）℃、相對(duì)濕度90%條件下貯藏，貯藏期間每隔3 d取5袋（30個(gè)）果實(shí)觀察果實(shí)病害指數(shù)和測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 測定指標(biāo)與方法

（1）果實(shí)病害指數(shù)的測定。每次隨機(jī)取5袋（30個(gè)）楊桃果實(shí)，按照陳藝暉等[8]的方法測定楊桃果實(shí)病害指數(shù)。楊桃果實(shí)病害指數(shù)=Σ（病害級(jí)數(shù)×該級(jí)果數(shù)）/（總果數(shù)×發(fā)病最重級(jí)的代表數(shù)值）。

（2）果實(shí)幾丁質(zhì)酶（CHI）和β-1，3-葡聚糖酶（GLU）活性的測定。按照李輝等[9]的方法測定楊桃果實(shí)CHI和GLU活性，以每小時(shí)生成1 nmol N-乙酰葡糖胺為1個(gè)CHI活力單位（U）、以每小時(shí)生成1 μmol葡萄糖為1個(gè)GLU活力單位（U），結(jié)果以U/mg protein表示。

（3）果實(shí)苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）活性和總酚含量的測定。按照李輝等[9]的方法測定楊桃果實(shí)PAL、PPO、POD活性和總酚含量，以反應(yīng)液在OD290 nm每小時(shí)變化0.01為一個(gè)PAL活力單位（U）、以反應(yīng)液在OD410 nm每分鐘變化0.01為一個(gè)PPO活力單位（U）、以反應(yīng)液在OD460 nm每分鐘變化0.01為一個(gè)POD活力單位（U），結(jié)果以U/mg protein表示。楊桃果實(shí)總酚含量以沒食子酸做標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算，結(jié)果以μg/g FW表示。

（4）果實(shí)酶提取液的蛋白質(zhì)含量測定。按照陳藝暉等[8]的考馬斯亮藍(lán)G250染色法測定楊桃果實(shí)酶提取液的蛋白質(zhì)含量，以牛血清蛋白作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 數(shù)據(jù)處理

以上各指標(biāo)測定均重復(fù)3次，采用SPSS17.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紙片型1-MCP處理對(duì)采后楊桃果實(shí)病害指數(shù)的影響

由圖1可知，在貯藏0～6 d內(nèi)，對(duì)照楊桃果實(shí)無感病；在貯藏6～15 d內(nèi)，楊桃果實(shí)病害指數(shù)緩慢上升；貯藏15 d后，楊桃果實(shí)病害指數(shù)快速上升，貯藏24 d時(shí)，其果實(shí)病害指數(shù)高達(dá)0.87。而經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)在整個(gè)采后貯藏期間，其病害指數(shù)上升緩慢，貯藏24 d時(shí)，其果實(shí)病害指數(shù)僅為0.31。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，在貯藏15～24 d內(nèi)，經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)病害指數(shù)極顯著（p<0.01）低于對(duì)照楊桃果實(shí)。上述結(jié)果表明，紙片型1-MCP處理能有效控制楊桃果實(shí)貯藏后期（15～24 d）病害的發(fā)生。

2.2 紙片型1-MCP處理對(duì)采后楊桃果實(shí)CHI和GLU活性的影響

由圖2可知，在貯藏0～9 d內(nèi)，對(duì)照楊桃果實(shí)CHI和GLU活性上升緩慢；在貯藏9～15 d內(nèi)快速上升，而貯藏15 d后則下降。經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)CHI和GLU活性在貯藏0～18 d內(nèi)快速上升，貯藏18 d時(shí)達(dá)到酶活性高峰，其活性分別是采收當(dāng)天的2.9倍和2.6倍；貯藏18 d后則緩慢下降。統(tǒng)計(jì)分析表明，在貯藏15～24 d內(nèi)，紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)CHI和GLU活性極顯著（p<0.01）高于對(duì)照組楊桃果實(shí)。上述結(jié)果表明，紙片型1-MCP處理能顯著提高采后楊桃果實(shí)CHI、GLU等抗病相關(guān)酶活性。

2.3 紙片型1-MCP處理對(duì)采后楊桃果實(shí)PAL、PPO、POD活性和總酚含量的影響

由圖3-A可知，在貯藏0～6 d內(nèi)，對(duì)照與紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)PAL活性均呈快速下降趨勢。貯藏6 d之后，對(duì)照楊桃果實(shí)PAL活性下降緩慢；而紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)PAL活性在貯藏6～21 d內(nèi)急劇上升。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，在貯藏12～24 d內(nèi)，紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)PAL活性極顯著（p<0.01）高于對(duì)照組楊桃果實(shí)。

由圖3-B可以看出，對(duì)照楊桃果實(shí)PPO活性在貯藏0～3 d內(nèi)快速上升，3～15 d內(nèi)變化不顯著，貯藏15 d之后則快速下降。而紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)PPO活性在貯藏0～21 d內(nèi)總體呈上升趨勢，貯藏21 d之后較快下降。在貯藏6～24 d內(nèi)，紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)PPO活性均高于對(duì)照楊桃果實(shí)。其中貯藏21 d時(shí)，紙片型1-MCP處理和對(duì)照楊桃果實(shí)的PPO活性分別為11.7和5.7 U/mg protein，兩者之間的差異極顯著（p<0.01）。

由圖3-C可以看出，對(duì)照楊桃果實(shí)POD活性在貯藏0～3 d內(nèi)較快下降，3～15 d內(nèi)快速上升，在15 d時(shí)達(dá)到高峰，之后快速下降。紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)POD活性在采后整個(gè)貯藏期間均高于對(duì)照楊桃果實(shí)。在貯藏3～24 d內(nèi)，經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)POD活性顯著（p<0.05）高于對(duì)照楊桃果實(shí)。

由圖3-D可知，在采后整個(gè)貯藏期間，對(duì)照和紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)總酚含量都呈現(xiàn)先快速上升而后下降的趨勢。在貯藏3～24 d內(nèi)，經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)總酚含量顯著（p<0.05）高于對(duì)照楊桃果實(shí)。

上述結(jié)果表明，紙片型1-MCP處理可提高采后楊桃果實(shí)PAL、PPO、POD等抗病相關(guān)酶活性，并保持較高的抗病相關(guān)物質(zhì)總酚的含量。

3 討論與結(jié)論

果實(shí)腐爛是楊桃果實(shí)采后最為突出的問題，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，是限制楊桃果實(shí)長期貯藏和遠(yuǎn)距離運(yùn)銷的主要因素[1，7]。楊桃果實(shí)采后腐爛與病原菌的侵染有關(guān)，由病原菌侵染引起的楊桃果實(shí)采后腐爛是目前生產(chǎn)上亟待解決的問題。本研究中，在貯藏0～12 d內(nèi)，處理組與對(duì)照組的楊桃果實(shí)病害指數(shù)差異不顯著（p>0.05），表明楊桃果實(shí)在采后貯藏初期（0～12 d）具有較強(qiáng)的抵御病原菌侵染能力。貯藏15 d后，對(duì)照組楊桃果實(shí)病害指數(shù)極顯著（p<0.01）高于處理組（圖1），這與貯藏后期（15～24 d）對(duì)照組楊桃果實(shí)抵御病原菌侵染能力下降、導(dǎo)致果實(shí)大量發(fā)病，而紙片型1-MCP處理能保持楊桃果實(shí)較高的抵御病原菌侵染能力有關(guān)。據(jù)此認(rèn)為，紙片型1-MCP處理能有效控制楊桃果實(shí)貯藏后期（15～24 d）病害的發(fā)生，這與1-MCP處理防治棗[4]、桃[5]、碭山酥梨[6]等果實(shí)采后真菌性病害的研究結(jié)果相似[4-6]。

植物在抵御病原微生物侵染的過程中，抗病相關(guān)酶發(fā)揮了重要作用，這主要包括病原相關(guān)蛋白（PR蛋白）家族如CHI和GLU，以及酚類物質(zhì)代謝系統(tǒng)中的一些酶如PAL、PPO和POD[9]。CHI和GLU都具有潛在的直接抗菌特性，以及間接的通過釋放降解真菌細(xì)胞壁物質(zhì)，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性[10]；PAL是苯丙烷類代謝途經(jīng)中的關(guān)鍵酶，與酚類化合物、木質(zhì)素、植物抗毒素的形成密切相關(guān)，能有效抑制病原微生物的進(jìn)一步擴(kuò)展[9]；PPO在病菌侵染過程中參與植物細(xì)胞木質(zhì)化作用構(gòu)成保護(hù)性屏障，以及氧化酚類物質(zhì)形成抗菌性更強(qiáng)的醌類化合物，使細(xì)胞免受病菌的侵染[11-12]；POD在抗病反應(yīng)中參與酚類物質(zhì)的氧化和木質(zhì)素的生物合成[11-12]。此外，酚類物質(zhì)的合成和積累在植物抵御病原微生物侵染的過程中也起重要作用[11]。前人研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP增強(qiáng)果實(shí)抗病性與其提高果實(shí)抗病相關(guān)酶活性和酚類物質(zhì)含量有關(guān)[12-14]。UV-C結(jié)合1-MCP復(fù)合處理提高了香梨果實(shí)抗病相關(guān)酶（CHI、GLU、PAL和POD）活性，有效抑制了香梨果實(shí)黑斑病的擴(kuò)展及發(fā)病率[13]。1 μL/L 1-MCP處理能夠誘導(dǎo)“紅富士”蘋果果實(shí)中PAL、PPO、POD、GLU、CHI活性的提高，促進(jìn)總酚、類黃酮和木質(zhì)素的積累，進(jìn)而增強(qiáng)了果實(shí)對(duì)灰霉菌的抵抗能力[14]。此外，Liu等[12]也證實(shí)了用濃度為0.2 μL/L 1-MCP處理桃果實(shí)24 h后，顯著提高了果實(shí)PAL、PPO和POD活性，減少了桃果實(shí)貯藏期間的發(fā)病率。

本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組楊桃果實(shí)CHI、GLU、PPO和POD活性在貯藏15 d后快速下降（圖2、圖3-B、圖3-C），PAL活性和總酚含量在貯藏15 d后始終保持較低水平（圖3-A、圖3-D）；楊桃果實(shí)病害指數(shù)在貯藏15 d后快速升高（圖1）。據(jù)此認(rèn)為，楊桃果實(shí)采后抗病相關(guān)酶活性和抗病相關(guān)物質(zhì)總酚含量的下降可能是導(dǎo)致楊桃果實(shí)采后抗病性下降而引起采后楊桃果實(shí)病害發(fā)生的重要原因。本研究還發(fā)現(xiàn)，貯藏15 d后，經(jīng)紙片型1-MCP處理的楊桃果實(shí)CHI、GLU、PAL、PPO和POD等抗病相關(guān)酶活性以及總酚含量顯著高于對(duì)照果實(shí)，而果實(shí)病害指數(shù)顯著低于對(duì)照組。據(jù)此認(rèn)為，紙片型1-MCP抑制楊桃果實(shí)采后病害的發(fā)生可能與抗病相關(guān)酶活性的升高及酚類物質(zhì)的合成有關(guān)。

綜上所述，0.6 μL/L的紙片型1-MCP處理可顯著提高采后楊桃果實(shí)CHI、GLU、PAL、PPO、POD等抗病相關(guān)酶的活性和總酚含量的積累，并且能夠延緩采后楊桃果實(shí)在貯藏后期病害的發(fā)生。因此，紙片型1-MCP處理在楊桃果實(shí)防腐保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。

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