1_MCP对杨梅果实采后生理和品质的影响

中国农业科学 2004, 37(10):1532-1536 Scientia Agricultura Sinica 收稿日期：2003-10-09 基金项目：归国留学人员科研启动基金和浙江省林业厅资助项目 作者简介： 茅林春（1962-），男，浙江余杭人，教授，博士生导师，主要从事果蔬采后生物技术研究和教学。Tel: 0571-86971429； Fax: 0571-86971139； E-mail: linchun@zju.edu.cn 1-MCP对杨梅果实采后生理和品质的影响 茅林春，方雪花，庞华卿 (浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州 310029) 摘要：杨梅果实在0℃下分别用0、1、5和10 ìl·L-11-甲基环丙烯（1-MCP）处理15 h后，分别在0和20℃ 下贮藏。结果明，杨梅果实经1-MCP处理后，0℃下可保鲜13 d，20℃下可保鲜5 d。1-MCP对0℃下贮藏后期 的果实呼吸强度和相对电导率具有明显的抑制效果，但对乙烯释放量和品质的影响不明显。然而，1-MCP对 20℃ 下贮藏的杨梅果实的呼吸强度、乙烯释放量、相对电导率和果实软化均具有不同程度的抑制作用，但对总糖、总 酸和花色苷含量的影响不显著。 关键词：杨梅；1-MCP；乙烯；呼吸；品质 Effect of 1-MCP on Postharvest Physiology and Quality of Chinese Bayberry Fruit MAO Lin-chun, FANG Xue-hua, PANG Hua-qing （College of Biosystem Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310029） Abstract: Chinese bayberry fruits were exposed to 0, 1, 5, or 10 ìl·L-1 of 1-methylcyclopropene (1-MCP) for 15 h at 0 °C, and then stored at 0 or 20℃. Results showed that Chinese bayberry fruit could be stored for 13 days at 0℃ and for 5 days at 20℃, respectively. Respiration and relative conductivity were inhibited by 1-MCP during the late period of storage at 0℃, although no significant effect of 1-MCP on other physiological and quality characters was observed. However, respiration rate, ethylene production, relative conductivity and softening were reduced by 1-MCP when the fruits were stored at 20℃, while contents of total sugar, total acidity and anthocyanin were not significantly influenced. Key words: Chinese bayberry; 1-MCP; Ethylene; Respiration; Quality 杨梅（Myrica rubra Sieb et Zucc）果实在初夏高温、 高湿的梅雨季节收获，且无外果皮包裹，贮藏和运输极为 困难，采后损耗严重。安全和高效的杨梅保鲜贮运技术已 成为杨梅产业高效持续发展的关键因素。 近年来，1-MCP (1-methylcyclopropene)作为乙烯阻抗 剂，在许多水果、蔬菜和花卉采后保鲜中，得到了研究和 应用，但其作用效果受材料、处理时间和温度的影响[1]。 杨梅果实在采后衰老过程中伴有乙烯的明显释放[2]。为 此，根据1-MCP阻抗乙烯作用的原理，结合杨梅保鲜的 现有技术，研究不同浓度1-MCP对杨梅果实冷藏和常温 贮藏过程中的生理和品质影响，为杨梅保鲜技术的改进提 供新途径。 1 材料与 1.1 材料及其处理 供试杨梅品种‘东魁’果实采自浙江省临海市白洋镇。 2003年6月25日采后当天运回实验室。剔除有污斑和损 伤的果实，随即分装于塑料筐内，每筐约 3 kg，将塑料筐 置于塑料桶内，每桶装2筐杨梅。用医用注射针筒抽取一 定量的1 000 ìl·L-1 1-MCP气体（1-MCP粉剂由中国科 学院华南植物研究所蒋跃明提供），注射到 4 个密封 的塑料桶内，使桶内的1-MCP气体浓度分别达到0、1、 5、10 ìl·L-1，在0℃下密封 15 h。然后，开启塑料桶，将 10期 茅林春等：1-MCP对杨梅果实采后生理和品质的影响 1533 杨梅连筐一起分别贮藏于 0℃冷库和 20℃智能人工气候 箱中，湿度控制在65%～70%。0℃贮藏的杨梅每3 d取 样测定1次，20℃贮藏的杨梅每天取样测定。果实腐烂率 达到10%时，试验结束。 1.2 呼吸强度和乙烯释放量测定 将装有12颗杨梅的小塑料筐置于真空干燥器（5 L） 的搁板上，干燥器底部加入 20 ml 0.4 mol·L-1 NaOH溶液。 加盖密封 1 h后，先用 1 ml的注射器抽取干燥器内气体 以备测定乙烯，再打开盖，取出小塑料筐，在 NaOH 溶 液中加入 5 ml饱和BaCl2溶液和2滴酚酞指示剂，用 0.2 mol·L-1草酸溶液滴定至粉红色消失，按照 CO2释放量计 算杨梅的呼吸强度。测定温度与贮藏温度一致。 乙烯浓度用 SP-6800A气相色谱仪测定，空气载体压 力0.9 mPa，氢气压力 0.05 mPa，氧气压力0.1 mPa，氮 气压力0.1 mPa，柱温70℃，进样80℃，120℃，采 用外标法定量，以峰面积计算乙烯浓度。测定温度与贮藏 温度一致。 1.3 电导率测定 随机取5只杨梅果实，用蒸馏水冲洗果实表面3 s， 然后将果实放入 500 ml烧杯中，加入 400 ml蒸馏水，轻 轻振荡 0.5 h后，用 DDS-Ⅱ型数字式电导率仪（DJS-Ⅰ 型铂黑电极）测定浸泡液的电导值。然后，再测定煮沸 10 min以后（补足蒸发掉的水，冷却至室温）的电导值。 以相对电导率（%）表示杨梅果实细胞结构的完整性。 1.4 硬度测定 每个1-MCP浓度处理取 5只杨梅果实，用TA-XT2i 质构仪(SGS Yarsley International Certification Services, UK) 测定果实硬度，探头直径为3 mm，下压距离为8.0 mm。 1.5 总糖和总酸测定 杨梅压榨取汁，经活性炭脱色后，分别用蒽酮比色法 和 NaOH 滴定法测定果汁中的总糖（以葡萄糖计量）和 总酸（以柠檬酸计量）含量。 1.6 花色苷测定 采用差异 pH法测定花色苷含量[3]。取2只100 ml烧 杯，分别加入 2 ml杨梅汁和 68 ml蒸馏水，用HCl溶液 和NaOH溶液分别调节 pH至1.0和4.5，暗室放置 30 min 后，测定510 nm吸光度（A4.5和A1.0）。按下式计算花色 苷的相对含量： C（mol·L-1）=（A4.5- A1.0）×n/ε 其中，n=35 × 2，35为杨梅汁稀释倍数，ε=29 600 （Cy-3-Gl的摩尔吸光系数）。 2 结果与分析 2.1 杨梅采后呼吸强度的变化 杨梅果实具有较高的呼吸强度，在 0℃下仍维持在 40～60 mg CO2·h-1·kg-1（图1A）。1-MCP处理果实的呼 吸强度在贮藏期间变化不明显。然而，没有经过 1-MCP 处理的对照果实，在贮藏到第10天后的呼吸强度快速上 升，明显高于 1-MCP处理的果实。13 d以后，对照的呼 吸强度极显著高于各浓度 1-MCP处理的果实，3 种浓度 1-MCP 处理之间的呼吸强度也出现了差异，10 ìl·L-1 1-MCP处理的呼吸强度显著低于 1和5 ìl·L-11-MCP处理 的。表明1-MCP能够明显地抑制杨梅呼吸强度的增强， 且10 ìl·L-1 浓度最为明显。 在20℃下，杨梅果实的呼吸强度在 71 mg CO2·h-1·kg-1 以上（图1B）。贮藏3 d后不同处理杨梅的呼吸强度均 时间 Time (d) 时间 Time (d) 1-MCP的处理浓度分别为0(○)、1(●)、5(▲)和10 ìl·L-1(■) Fruits were treated with 1-MCP at 0(○), 1(●), 5(▲), and 10 ìl·L-1(■) respectively before storage 图1 贮藏于0℃(A)和20℃(B)的杨梅果实的呼吸强度 Fig. 1 Respiration rates in Chinese bayberry fruit during storage at 0℃(A) and 20℃(B) respecively 1534 中 国 农 业 科 学 37卷 明显上升，1-MCP 抑制呼吸的效果也明显表现，但不能 阻止呼吸强度的上升趋势。这一结果可能是因为20℃下， 杨梅呼吸代谢旺盛，温度已成为控制杨梅呼吸强度的主导 因素，1-MCP 对果实的呼吸作用只能起到部分的抑制作 用。 2.2 1-MCP对杨梅乙烯释放量的影响 在0℃下，杨梅的乙烯释放量很低，贮藏过程中始终 介于7～15 ìl·kg-1·h-1；对照果实与 1-MCP处理果实之间 的差异不明显。而且，3 种浓度 1-MCP 处理之间也没有 明显差异（图2A）。 时间 Time (d) 时间 Time (d) 图2 贮藏于0℃(A)和20℃(B)的杨梅果实的乙烯释放量 Fig. 2 Ethylene production in Chinese bayberry fruit during storage at 0℃(A) and 20℃(B) respetively 在20℃下，1-MCP处理的果实与对照果实的乙烯释 放量变化表现出相似的趋势：在最初 3 d中，乙烯释放量 逐渐下降，到第4 天略有增加，然后又快速下降（图2B）。 然而，对照果实的乙烯释放量显著高于1-MCP处理的果 实。这一现象显示，20℃下，1-MCP 能够显著抑制杨梅 乙烯的合成和释放；3 种浓度的 1-MCP 的效果一致，也 没有明显差异，说明低浓度（1 ìl·L-1） 1-MCP就明显有 效。 2.3 果实硬度的变化 刚采收的杨梅果实的硬度一般在 45～60 N之间。在 0℃条件下，杨梅硬度随着贮藏时间的推移而缓慢降低， 但是各处理间没有明显差异，经过13 d贮藏以后，果实 硬度平均下降 71.4%（图3A）。在 20℃下，对照果实从 第3天开始快速软化；1-MCP处理的果实硬度则是从第 4 天开始明显下降，但其硬度却明显高于对照果实（图3B）， 表明在20℃贮藏条件下，1-MCP能够一定程度地延缓果 实贮藏后期的软化。 2.4 果实电导率的变化 杨梅果实的解剖结构可分为内外 3 层[4]：（1）外果 皮细胞外突产生的柱状果肉细胞（单细胞肉柱），（2） 内果皮最后分化为坚硬的石细胞种壳，（3）胚。由于杨 梅果实的可食部位是由外突的柱状单细胞纵向排列组成， 如果采用常规的组织切片取样方法测定电导率，将造成组 织中所有细胞的破伤，使电导值无法真实地表示细胞膜和 时间 Time (d) 时间 Time (d) 图3 贮藏于0℃(A)和20℃(B)的杨梅果实的硬度 Fig. 3 Fruit firmness of Chinese bayberry during storage at 0℃(A) and 20℃(B) respectively 10期 茅林春等：1-MCP对杨梅果实采后生理和品质的影响 1535 细胞壁结构的完整性。因此，本试验测定整果浸提液的相 对电导率，来表示果肉组织的结构完整性。 在0℃下贮藏13 d内，所有1-MCP处理的果实电导 率的变化不大；对照果实的电导率贮藏 10 d后快速上升， 并显著高于 1-MCP处理的果实（图 4A）。在 20℃下， 所有杨梅果实的电导率表现出逐渐增加的规律。但是，对 照果实的电导率一直高于 1-MCP处理的果实（图4B）。 这些结果显示，1-MCP 处理具有维持杨梅果实细胞结构 的良好效果。 时间 Time (d) 时间 Time (d) 图4 贮藏于0℃(A)和20℃(B)的杨梅果实的相对电导率 Fig. 4 Relative conductivity of Chinese bayberry fruit during storage at 0℃(A) and 20℃(B) respectively 2.5 果实风味和色泽的变化 无论是在 0℃下，还是在20℃下，果实总糖量的变化 均为是先升后降。在0℃低温下，总糖含量在第7～13天 之间出现高峰，增加幅度达到 91.7%～164.7%，在随后的 贮藏中，糖含量又很快地下降到最初水平。20℃下贮藏的 果实总糖量的高峰出现在第 3～4 天，增加幅度达到 56.5%～158.3%，不过，未经 1-MCP 处理的果实总糖量 的增幅很小（14.3%）（表）。 杨梅果汁中酸度的变化不大。在13 d的低温贮藏期 间，只是在最后的 6 d 内出现小幅度增加，平均增长 42.5%；而且，不同处理之间也没有明显差异（表）。然 而在 20℃贮藏的杨梅果汁中，酸度虽有波动性变化，但 基本上保持在 4.3～7.1 mg·ml-1范围内，各处理之间也没 有明显差异。 本试验发现（表），杨梅果实中的花色苷相当稳定， 无论是0℃贮藏的果实，还是20℃贮藏的果实，花色苷含 量没有明显减少，保持在0.35～0.65 mmol·L-1，表明贮藏 温度和1-MCP处理对杨梅花色苷含量没有显著影响。 表 经1-MCP处理后贮藏于0℃和20℃的杨梅果实总糖、总酸和花色苷的含量 Table Contents of total sugar, acidity and anthocyanin in Chinese bayberry fruit during storage at 0℃ and 20℃ after treatment with 1-MCP 经1-MCP处理后在0℃下的贮藏天数 Days at 0℃ after treatment with 1-MCP 经1-MCP处理后在20℃下的贮藏天数 Days at 20℃ after treatment with 1-MCP 成分 Components 1-MCP浓度 1-MCP concentration (ìl·L-1) 1 4 7 10 13 1 2 3 4 5 0 0.19 0.20 0.27 0.45 0.46 0.21 0.20 0.24 0.08 0.09 1 0.17 0.21 0.34 0.45 0.31 0.12 0.15 0.15 0.31 0.14 5 0.17 0.23 0.49 0.31 0.23 0.15 0.11 0.39 0.23 0.14 总糖Total sugar（g·ml-1juice） 10 0.24 0.21 0.32 0.46 0.22 0.23 0.18 0.43 0.21 0.11 0 6.61 7.08 6.66 6.75 8.37 5.84 4.40 5.17 6.42 6.21 1 5.54 5.15 6.64 6.16 7.80 5.73 6.95 5.57 6.71 4.76 5 5.45 5.56 7.35 5.83 8.53 4.33 4.85 4.24 6.49 6.11 总酸 Acidity （mg·ml-1juice） 10 4.73 5.75 4.91 6.62 7.28 3.92 5.23 7.24 5.48 6.42 0 0.527 0.676 0.426 0.605 0.754 0.773 0.494 0.459 0.621 0.525 1 0.468 0.539 0.471 0.494 0.617 0.383 0.497 0.414 0.641 0.801 5 0.348 0.665 0.376 0.650 0.641 0.629 0.783 0.801 0.631 0.667 花色苷 Anthocyanin （mmol·L-1） 10 0.376 0.423 0.364 0.653 0.480 0.376 0.757 0.551 0.393 0.468 1536 中 国 农 业 科 学 37卷 3 讨论 杨梅果实采后变质主要表现在变味和霉烂。本试验 中，没有经过防腐处理的杨梅果实在 0℃下贮藏到第 10 天开始出现霉烂斑点，第13天的腐烂率为 11.03%。但是， 在 20℃下贮藏的果实，第 3 天就出现霉烂，第 5天的腐 烂率达到 10.71%。SO2缓释片或臭氧处理可以明显减缓 杨梅果实的腐烂（另文发表）。因此，杨梅保鲜的关键措 施是低温和防腐，基本条件是快速预冷和防止损伤。 1-MCP 延缓果蔬衰老的效果与其处理温度、处理浓 度和处理时间有关。一般认为，1-MCP的处理温度以20～ 25℃为宜，处理时间至少需要 12 h[1]。本试验中，1-MCP 处理在0℃下进行，处理时间为 15 h。这主要是根据杨梅 采后极易变质腐烂的特点，同时也充分考虑实际应用的可 操作性。杨梅采后保鲜操作的基本要求是尽快预冷，本试 验将1-MCP处理与预冷过程有机结合，不仅方便操作， 更重要的是可以避免因长时间密闭处理而加速果实的变 质。试验中发现，杨梅果实采后在 20～25℃下，于密闭 容器中经过15 h 1-MCP处理后，果实明显变味，加速了 果实的变质和腐烂，其保鲜效果远不及直接冷却的。 1-MCP 作为乙烯作用和合成的抑制剂已得到普遍确 认。Hall等[5]认为，乙烯受体对 1-MCP 和乙烯具有相同 的亲合力，因而 1-MCP通过与乙烯受体结合的方式来阻 止乙烯与受体的结合，从而表现出抑制乙烯刺激衰老的效 果。1-MCP 抑制乙烯合成的机制则是通过抑制乙烯合成 过程中相关的ACC氧化酶、ACC合成酶的活性或mRNA 的转录来实现[6]。然而，1-MCP应用于果蔬和花卉的采后 保鲜处理存在不同的效果[1]。本试验发现，1-MCP的生理 作用主要表现在 20℃下贮藏的杨梅果实，对杨梅果实的 呼吸强度（图 1A，1B）、乙烯释放量（图 2B）、果实 相对电导率（图4A，4B）和果实软化（图3B）均具有 明显的抑制作用。然而，1-MCP 的这种生理效应并没有 在果实腐烂率、总糖、总酸和色泽等品质指标上得到明显 体现（表）。 本试验中，杨梅果实采后没有经过防腐杀菌处理（如 SO2缓释剂或臭氧），在 0℃和20℃下贮藏的保鲜期分别 只有13 和5 d。贮藏期过短可能使1-MCP对果实保鲜作 用来不及得到有效显现。因此，1-MCP 处理与防腐杀菌 相结合，可能会更充分地实现1-MCP对杨梅果实的保鲜 作用，值得进一步研究。 References [1] Blankenship S M, Dole J M. 1-Methylcyclopropene: a review. 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