吳小華 頡敏華 王寶春 陳柏 慕鈺文 張鑫

摘要：以花牛蘋果為試材，研究了1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）處理對花牛蘋果冷藏期間果實呼吸強度、乙烯釋放速率及香氣成分相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明，1-MCP能夠顯著抑制冷藏期間花牛蘋果果實呼吸強度和乙烯生成，推遲呼吸和乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，同時能夠抑制花牛蘋果香氣合成的相關(guān)酶活性，從而延緩果實的后熟與衰老，有效保持花牛蘋果貯藏期間的生理品質(zhì)。冷藏120 d，果實LOX酶活性峰值較同期對照降低了21.6%；PDC酶活性于冷藏180 d時達到最大，較同期對照低了51.5%。1-MCP 處理降低了AAT酶活性峰值，但并未推遲峰值的來臨。

關(guān)鍵詞：花牛蘋果；1-MCP；冷藏；生理活性；香氣合成相關(guān)酶

中圖分類號：S661.1 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2018）02-0001-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.02.001

Effects of 1-MCP on Physiological Activity and Enzyme Activity Related to Aroma Components of Huaniu Apples during Cold Storage

WU Xiaohua 1， 2， XIE Minhua 1， 2， WANG Baochun 3， CHEN Bai 1， 2， MU Yuwen 1， 2， ZHANG Xin 3

（1. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China；2. Engineering and Technology Research Center for Agricultural Product Storage and Processing of Gansu Province， Lanzhou Gansu 730070， China；3. College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：With Huaniu apple as test materials， the effects of 1-methylcyclopropene（1-MCP） treatment on fruit respiration rate， ethylene release rate and enzyme activity of aroma components during cold storage were studied. The results show that 1-MCP can significantly inhibit the respiration and ethylene production， delay the peak of respiration and ethylene release；at the same time， it can inhibit the enzyme activity related to aroma synthesis of Huaniu apple during cold storage， accordingly delay fruit ripening， and improve fruit storage quality. After 120 days of cold storage， the peak value of LOX enzyme activity in fruit decreased by 21.6% compared with the control over the same period， PDC enzyme activity reached the maximum at 180 days after cold storage， which was 51.5% lower than that of the same period in the control；1-MCP treatment reduced the peak activity of AAT， but did not delay the advent of the peak.

Key words：Huaniu apple；1-MCP；Cold storage；Physiological activity；Aroma synthesis-related enzyme

甘肅天水花牛蘋果具有果型端莊，色澤嫣紅、鮮亮，味道甜酸可口，果味清香等品質(zhì)，被認為是可與美國蛇果、日本富士齊名的世界三大著名蘋果品牌之一，是中國在國際市場上第一個獲得正式商標的蘋果品種[1 ]，其果實香氣具有含量低、成分復雜且不穩(wěn)定等特點[2 ]。香氣作為果實品質(zhì)的重要組成部分，倍受眾多學者重視。盡管一些保鮮措施顯著地延長了果實的貯藏保鮮期，但同時對果實的香氣品質(zhì)產(chǎn)生影響，而香氣的缺失影響了果實的商品價值，大大降低了廣大消費者的購買欲[3 ]。

1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）是一種新型乙烯作用抑制劑，通過阻斷乙烯與受體的結(jié)合，從而抑制乙烯的生理效應(yīng)，進而抑制乙烯對水果等園藝產(chǎn)品的催熟作用[4 - 6 ]，很好地保持產(chǎn)品的硬度、營養(yǎng)成分，從而達到保鮮的效果。2002年美國環(huán)保局已批準1-MCP在園藝鮮活產(chǎn)品上應(yīng)用，目前1-MCP已在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。蘋果屬于典型的呼吸躍變型果實，1-MCP 對蘋果采后貯藏品質(zhì)的保持有著顯著效果，但對果實香氣的形成影響較大[7 ]。研究表明，1-MCP 處理能夠抑制蘋果、梨、桃、獼猴桃等果實香氣物質(zhì)的形成，降低香氣成分含量，尤其是酯類物質(zhì)的含量[8 - 11 ]。我們研究了1-MCP處理在冷藏期間對花牛蘋果果實生理活性及香氣物質(zhì)合成相關(guān)酶——脂氧合酶（LOX）、丙酮酸脫羧酶（PDC）、乙醇脫氫酶（ADH）和醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）活性的影響，探討1-MCP 處理對花牛蘋果在冷藏期間香氣物質(zhì)變化的影響，以期為花牛蘋果的品質(zhì)鑒定和貯藏保鮮提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試花牛蘋果于2015年 9 月 26 日采自甘肅省天水市麥積區(qū)花牛鎮(zhèn)花牛村蘋果園。果實采收成熟度控制在八成熟，采收標準為盛花后 135～140 d，碘-碘化鉀染色反應(yīng)指數(shù)為 3 級。在管理良好的 6 年生果樹采摘，挑選大小適中、無機械損傷和病蟲害、成熟度一致的果實，套發(fā)泡網(wǎng)裝入墊有厚5 μm 的塑料薄膜內(nèi)襯的瓦楞紙箱，當天運到天水裕源果蔬有限公司處理。

供試試劑1-MCP 美國羅門哈斯中國公司提供。供試儀器SP-3420 型氣相色譜儀由北京北風瑞利分析儀器（集團）有限責任公司生產(chǎn)；GXH- 3051H 型果蔬呼吸測定儀由北京均方理化科技研究所生產(chǎn)；Cary-100 紫外分光光度計由美國瓦里安公司生產(chǎn)；TGL-16LM 型高速臺式冷凍離心機由湖南星科科學儀器有限公司生產(chǎn)；MC（BT 224s） 電子天平由賽多利斯科學儀器（北京）有限公司生產(chǎn)。

1.2 實驗處理

1-MCP 設(shè) 0（CK）和1 μL/L兩個濃度，每處理用果75 kg，重復3 次。選取大小均勻、顏色相對一致、無病蟲害和機械傷的果實，在厚 0.1 mm的塑料大帳內(nèi)按 1-MCP 設(shè)計濃度密閉熏蒸處理 24 h，然后通風。處理后的果實裝入內(nèi)襯 厚5 μm 的塑料薄膜的紙箱內(nèi)，置（-1±0.5） ℃、相對濕度 85%～90%的冷庫內(nèi)貯藏。每2 個月測定1 次相關(guān)生理生化指標。

1.3 測定方法

果實呼吸強度用 GXH3051 型紅外CO2分析儀測定，采用氣流法，氣體流速 1.0 L/min[12 ]。果實乙烯釋放速率用 SP-3420 型氣相色譜儀測定，色譜條件： 氫火焰檢測器；GDX-502 型色譜柱，柱溫 50 ℃；FID 檢測室溫度 240 ℃；載氣為氮氣，流速 30 mL/min，外標法定量[10 ]。酯氧合酶（LOX）的提取與活性測定參照陳昆松等[13 ]的方法并加以改進。丙酮酸脫羧酶（PDC）和乙醇脫氫酶（ADH）活性測定參照Ke等 [14 ] 的方法并加以改進。醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AAT）活性測定根據(jù)Fellman等[15 ]和Perez等[16 ]的方法并加以改進。

1.4 統(tǒng)計分析方法

采用 Excel 2007 軟件和 DPS7.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對冷藏期間花牛蘋果乙烯釋放速率的影響

從圖1可以看出，冷藏過程中，花牛蘋果果實乙烯釋放速率的變化趨勢為先升高后下降，CK組在冷藏60 d時果實達到乙烯釋放高峰，峰值為 38.18 μL/（kg·h），隨后下降。1-MCP處理能顯著抑制果實乙烯的合成，推遲乙烯釋放高峰出現(xiàn)的時間，從而延緩果實后熟衰老進程。冷藏120 d時，果實乙烯釋放峰值為16.47 μL/（kg·h），較同期對照降低了48.5%，差異達到極顯著水平（p < 0.01）。

2.2 1-MCP處理對冷藏期間花牛蘋果呼吸速率的影響

從圖2可以看出，冷藏過程中的果實呼吸速率變化趨勢與乙烯釋放速率一致，表現(xiàn)為先升高后下降，CK組在冷藏 60 d時果實達到呼吸峰值，為58.05 mg/（kg·h）。1-MCP處理能顯著抑制冷藏期間果實呼吸速率，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。果實呼吸速率于冷藏120 d達到峰值，為43.84 mg/（kg·h），較CK組降低了24.5%，差異達到極顯著水平（p < 0.01）。

2.3 1-MCP處理對冷藏期間蘋果脂氧合酶（LOX）活性的影響

從圖3可以看出，冷藏期間，果實LOX酶活性呈先升高后下降的趨勢，CK組在冷藏60 d時達到高峰，峰值為95.937 U/g FW。1-MCP處理能抑制果實冷藏期間的LOX酶活性，延緩LOX酶活性高峰的出現(xiàn)時間，于冷藏120 d時達到峰值，峰值為77.758 U/g FW，較同期對照組降低了21.6%。說明1-MCP 能顯著（p < 0.05）抑制冷藏期以及推遲酶活性高峰的出現(xiàn)。通過LOX途徑合成的酯類香氣辛酸己酯在CK組果實中冷藏60 d時含量最高，而在1-MCP處理組中冷藏120 d時含量最高，說明酯類香氣辛酸己酯的生物合成與LOX活性相關(guān)。

2.4 1-MCP 處理對冷藏期間蘋果丙酮酸脫羧酶（PDC）和乙醇脫氫酶（ADH）活性的影響

從圖4可以看出，冷藏過程中，花牛蘋果果實 PDC酶活性總體呈上升趨勢， ADH酶活性呈先下降后上升的趨勢。由圖4（A）可知，在冷藏180 d時，CK組的PDC酶活性增至最高，為2.94 U/g FW，而1-MCP 處理組為1.94 U/g FW，較同期對照低51.5%，說明1-MCP 處理組能極顯著（p < 0.01）抑制花牛蘋果PDC酶活性的增長。而此期也正是多數(shù)酯類香氣釋放的峰值，說明PDC酶在花牛蘋果貯藏后期對香氣成分合成方面起到重要作用。由圖4（B）可知，在冷藏120 d時，CK組ADH酶活性降至最低，為0.45 U/g FW，而1-MCP 處理組為0.40 U/g FW，較同期對照降低了11.1%，說明1-MCP 處理組對花牛蘋果ADH酶活性的影響不顯著。

2.5 1-MCP處理對貯藏期間蘋果醇?；D(zhuǎn)移酶（AAT）活性的影響

從圖5可以看出，冷藏期間，花牛蘋果果實AAT酶活性呈先上升后下降的趨勢，且整個貯藏期CK組AAT酶活性整體高于1-MCP 處理組。在冷藏120 d時，CK組AAT酶活性達到高峰，峰值為2.30 U/gFW，而1-MCP 處理組為1.79 U/gFW，較同期對照降低了22.2%，說明1-MCP 處理能顯著（p < 0.05）抑制花牛蘋果AAT酶活性的增加。

3 小結(jié)與討論

降低果實呼吸強度和乙烯釋放速率對延長果實貯藏期起著決定性的作用， 1-MCP可通過抑制乙烯與其受體的結(jié)合而抑制乙烯的產(chǎn)生[17 ]。1-MCP對大部分果實呼吸強度和乙烯生成都具有抑制作用，如“紅星”、“ 富士”、“ 嘎啦”等蘋果。本研究表明，1-MCP處理顯著抑制了花牛蘋果貯藏期間的呼吸強度和乙烯生成，推遲了乙烯釋放高峰的出現(xiàn)時間，并降低了其峰值，從而延緩了果實的后熟衰老，較好的保持了花牛蘋果品質(zhì)。

1-MCP處理對冷藏期間花牛蘋果果實香氣成分合成關(guān)鍵酶的變化有較大影響。1-MCP處理在保持果實品質(zhì)的同時，也顯著抑制了果實與香氣形成相關(guān)酶（LOX、PDC、ADH、ATT）的活性，從而使花牛蘋果果實在貯藏期間香氣品質(zhì)下降[18 ]。本研究表明，1-MCP 能顯著抑制冷藏期LOX酶活性以及推遲酶活性出現(xiàn)的高峰（p < 0.05），能極顯著抑制花牛蘋果冷藏180 d時PDC酶活性的增長（p < 0.01），而此時也正是多數(shù)酯類香氣釋放的峰值，說明PDC酶是花牛蘋果貯藏后期香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶。

1-MCP處理對花牛蘋果酯類香氣成分釋放的影響，主要是通過降低乙烯釋放量、對脂肪酸和香氣形成相關(guān)酶的抑制作用來實現(xiàn)的。

參考文獻：

[1] 王風霞，陸文文，楊利俠，等. 低溫及1-MCP 處理對天水‘花牛蘋果貯藏品質(zhì)與生理變化的影響分析[J]. 食品科學，2014，35（22）：346-349.

[2] 侯紅亮，侯攻科，師紀剛. 提高“花?！碧O果品質(zhì)的技術(shù)措施[J]. 中國果菜，2015，35（12）：35-37.

[3] 樊 麗. 蘋果果實貯藏期間香氣特性的研究[D]. 楊凌： 西北農(nóng)林科技大學，2014.

[4] 張 銳，于天穎，馬 濤. 1-MCP 作用機理及在果蔬產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備， 2011（11）：35-37.

[5] 吳小華，頡敏華，趙 波，等. 1-MCP 處理對花牛蘋果虎皮病發(fā)生機理及控制效應(yīng)研究[J]. 食品工業(yè)科技，2015，36（15）：316-320；325.

[6] 陳 柏，頡敏華，王學喜，等. 不同濃度1-MCP對黃冠梨褐心病的控制效果[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2016（5）：16-19.

[7] 王寶春，頡敏華，吳小華， 等. 1-MCP 處理對冷藏期間花牛蘋果香氣成分和果實品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2017，38（7）：331-339.

[8] 金 宏，惠 偉，丁雅榮， 等. 1-MCP 對‘粉紅女士蘋果冷藏期間品質(zhì)變化和香氣形成的影響[J]. 西北植物學報，2009，29（4）：754-761.

[9] 張麗萍. 冷藏及 1-MCP 處理對南果梨揮發(fā)性香氣物質(zhì)代謝的影響及其調(diào)控[D]. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2013.

[10] 張曉萌. 桃果實成熟過程中香氣成分形成及其生理機制研究[D]. 杭州：浙江大學，2005.

[11] 馬 婷，任亞梅，張艷宜. 1-MCP 處理對‘亞特獼猴桃果實香氣的影響[J]. 食品科學，2016，37（2）：276-281.

[12] 吳小華，頡敏華，王學喜，等. 1-MCP 對不同采收期黃冠梨褐心病及貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品與機械，2016，32（1）：110-113.

[13] 陳昆松，徐昌杰，許文平，等. 獼猴桃和桃果實脂氧合酶活性測定方法的建立[J]. 果樹學報，2003（6）：436-438.

[14] KE D，ZHOU L，KADER A A，Mode of oxygen and carbon dioxide action on strawberry ester biosynthesis[J]. Am. Soc. Hortic. Sci.，1994，119：971-975.

[15] FELLMAN J K，MATTINSON D S，BOSTICK B C，et al. Ester biosynthesis in ‘Rome apples subjected to lowoxygen atmospheres[J]. Postharvest Biol. Technol.，1993，3：201-214.

[16] PEREZ A G，SANZ C，OLIAS R，et al. Evolution of strawberry alcohol acyltransferase activity during fruit development and storage[J]. Agric. Food Chem.，1996，

44：3286-3290.

[17] 唐 燕，馬書尚，武春林. 1-MCP對嘎拉蘋果呼吸、乙烯產(chǎn)生及貯藏品質(zhì)的影響[J]. 果樹學報，2004（1）：42-45.

[18] 金 宏. CA、1-MCP 對粉紅女士蘋果貯藏期間香氣及其相關(guān)酶活性影響的研究[D]. 西安：陜西師范大學，2009.

（本文責編：鄭立龍）