１－ＭＣＰ對不同成熟度粉紅女士蘋果貯藏生理和品質(zhì)的影響

摘 要：以粉紅女士蘋果為試材，研究了1－MCP對不同成熟度果實貯藏生理的影響。結(jié)果表明，用0.5 μL／L的1－MCP在20℃下處理粉紅女士蘋果24 h，顯著降低果實在0℃貯藏期間呼吸速率、乙烯釋放速率和ACC氧化酶活性，延緩果實硬度和可滴定酸含量下降。雖然不同成熟度的果實呼吸高峰和乙烯釋放速率到達平臺期的時間不同，但1－MCP處理對不同成熟度果實品質(zhì)的影響無明顯差異。SDS－PAGE分析表明粉紅女士蘋果在貯藏過程中出現(xiàn)了分子質(zhì)量分別為37.1、18.0、16.6 ku的3條特異性蛋白條帶，1－MCP處理顯著抑制特異蛋白表達，延緩特異蛋白出現(xiàn)的時間。

關(guān)鍵詞：蘋果；1－MCP；乙烯；ACC氧化酶；蛋白質(zhì)

中圖分類號：S661．1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2007)04-415-06

1－MCP通過阻斷乙烯與受體蛋白的結(jié)合，抑制乙烯誘導(dǎo)園藝產(chǎn)品的后熟和衰老。大量的研究表明，1－MCP在保持水果、蔬菜和花卉采后品質(zhì)和延長貨架期方面具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。目前，1－MCP已用Smartfresh的商標在世界上包括中國在內(nèi)的超過10個國家注冊使用。

蘋果是典型的呼吸躍變型果實，采后對乙烯非常敏感。研究表明，0.5 μL／L的1－MCP處理顯著抑制蘋果貯藏期間果實硬度下降和可滴定酸含量減少，提高蘋果貯藏質(zhì)量。然而，1－MCP的作用受品種、采收時果實成熟度、處理質(zhì)量濃度和時間等因素的影響。粉紅女士蘋果是陜西省新引進的蘋果優(yōu)良品種，全省栽培面積已達700 hm²，具有很大的出口前景。我們旨在通過研究1－MCP處理對不同成熟度粉紅女士蘋果貯藏生理的影響，為粉紅女士蘋果采后處理及1－MCP在粉紅女士蘋果貯藏中的商業(yè)化應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 材料

粉紅女士(Malus domestica cv.Pink Lady)采自陜西省富平縣梅家坪鎮(zhèn)的商業(yè)果園(樹齡7～8 a，砧木為楸子)。試驗果實分3個不同采收期采收．即2005年10月15日(采收Ⅰ，盛花期后185 d)、10月25日(采收Ⅱ，盛花期后195 d)和11月5日(采收Ⅲ，盛花期后205 d)采收，采收當日運回實驗室。3個成熟度的果實采用相同的處理方法。(1)1－MCP處理：在20℃下0.5 μL／L 1－MCP的空氣中密封-24 h；(2)對照(CK)：在20℃下無1－MCP的空氣中密封24 h。對照和處理果實均設(shè)3個重復(fù)(每重復(fù)180個果實)，貯藏于0℃下。

1．2 測定項目及方法

1．2．1 呼吸速率測定 自入庫貯藏第1天起分別從對照和處理的3個重復(fù)果箱內(nèi)各取10個果實，用靜止法在0℃下測定其呼吸速率，每隔10 d測定1次，至180 d。

1．2．2 乙烯釋放速率測定 在上述測定呼吸速率的干燥器中密封8 h后抽取1 mL氣體，用島津GC－14A氣相色譜儀測定乙烯濃度，并計算乙烯釋放速率。

1．2．3 ACC氧化酶的測定 參照Nadeau等的方法，取0.5 g果肉，切成1 mm厚的小片，置于裝有2 mL 0.5 mmol／L ACC溶液(0.5 mmol／L KCl配制1的小瓶內(nèi)，密封后于搖床上振蕩1 h(25℃，45 r／min)．靜置1 h后抽取1 mL氣體測定乙烯濃度并計算釋放量。

1．2．4 品質(zhì)指標測定 果實貯藏0、30、60、90、120、150、180 d后從對照和處理的3個重復(fù)果箱內(nèi)分別各取20個果實，共計60個果實。在室溫放置24 h后。取其中30個果實測定果肉硬度、可溶性固形物含量和可滴定酸含量，另30個果實在室溫下放置14 d(貨架期)后做相同測定。

1．2．5 可溶性總蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳從剛采收的蘋果和貯藏30、60、90、120、150、180 d的蘋果中分別隨機取10個果實，切取部分果肉組織用冷凍干燥機(SiN FREEZE DRYER)冷凍干燥(-50℃，5 m Torr Vacuum)48 h，將干燥樣品在冰浴下研磨成粉并保存在-20℃下。稱取0.1 g粉末，加入0.3 mL樣品提取緩沖液[70 mol／L Tris-HCl，pH7.0；5％β-巰基乙醇(w／v)；5％SDS(w／v)1，沸水浴5 min，12 000g離心10 min，上清液用于電泳。參照陳毓醛的方法，15％分離膠，5％濃縮膠；考馬斯亮藍R250染色；凝膠用BIO-RAD凝膠成像系統(tǒng)照相；以低分子質(zhì)量標準蛋白為對照，采用相應(yīng)分析軟件計算特異蛋白分子量。

1．3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS統(tǒng)計軟件τ檢驗法(a=0.05)和LSD法(差異顯著，P＜0.05；差異極顯著P＜0.01)對相關(guān)指標進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 1-MCP對呼吸速率的影響

粉紅女士蘋果在0℃下180 d的貯藏期內(nèi)．對照果實表現(xiàn)出典型的呼吸躍變特征(圖1)，采收期不同，果實呼吸高峰出現(xiàn)的時間也不同。采收Ⅰ對照果實入貯20 d后呼吸速率開始增加，30 d達到高峰(5.4 mg／kg·h)，此后下降并趨于穩(wěn)定；采收Ⅱ?qū)φ展麑嵢胭A10 d后呼吸速率迅速增加，20 d達到高峰(4.2 mg／kg·h)，此后下降并趨于穩(wěn)定：采收Ⅲ對照果實入貯后呼吸速率迅速增加，20 d達到高峰(5.0mg／kg·h)，隨后下降并趨于穩(wěn)定。1-MCP處理與對照相比，呼吸速率的變化趨勢一致，但1-MCP處理果實的呼吸速率均顯著低于對照(P＜0.05)。

2．2 1-MCP對乙烯釋放速率的影響

在0℃貯藏條件下，對照果實的乙烯釋放速率迅速增加(圖2)，采收Ⅰ和采收Ⅱ?qū)φ展麑嵰蚁┽尫潘俾试?0 d后趨于穩(wěn)定。出現(xiàn)明顯的平臺期：采收Ⅲ對照果實則在30 d后達到平臺期。平臺期采收Ⅰ對照果實乙烯釋放速率大于采收Ⅱ，采收Ⅱ大于采收Ⅲ。1-MCP處理的果實在整個貯藏期內(nèi)乙烯釋放速率近乎為0。

2．3 1-MCP對ACC氧化酶活性的影響

ACC氧化酶活性(ACO)在貯藏期間呈增加趨勢(圖3)。對照果實ACO活性在0～60 d的貯藏期間迅速增加，其后增加減緩。1-MCP處理果實ACO活性顯著低于對照果實(P＜0.05)，表明1-MCP處理能顯著抑制ACC氧化酶活性。3個采收期的果實之間ACO活性無明顯差異(p＞0.05)。

2．4 1-MCP處理對果實品質(zhì)的影響

2．4．1 1-MCP處理對果實硬度的影響 粉紅女士蘋果在180 d的貯藏期間果實硬度緩慢下降(圖4)，貯藏6個月后采收Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對照果實硬度下降到6.6、6.4、5.9 kg／cm²，分別較采收時下降了2.9、2.9、2.5 kg／cm²。采收Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1-MCP處理果實在貯藏期結(jié)束時，果肉硬度分別比采收時下降了0.3、0.5、0.3kg／cm²，比相應(yīng)對照果實高出2.6、2.4、2.2 kg／cm²。在貯后14 d的貨架期間，果實硬度繼續(xù)下降，貯藏6個月的果實，在14 d貨架期結(jié)束時(圖4)，采收Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對照果實硬度進一步下降到6.0、5.9、5.3 kg／cm²，而1-MCP處理的果實則分別保持在8.4、7.9、7.8 kg／cm²，分別高出相應(yīng)對照果實2.0 kg／cm²以上。

2．4．2 1-MCP處理對果實可滴定酸含量的影響果實可滴定酸含量在180 d的貯藏期間不斷減少(圖5)，貯藏180 d后，采收Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果實可滴定酸含量分別從采收時的6.454、6.279、5.246 g／L減少到3.347、3.618、3.166 g／L，而1-MCP處理的果實僅減少到4.070、4.342、4.070 g／L。貨架期間可滴定酸含量繼續(xù)減少，貯藏6個月的果實在貨架期結(jié)束時可滴定酸含量減少到3.075、2.623和2.442 g／L，而1-MCP處理的果實仍保持在3.709、3.980、3.935 g／L，顯著高于相應(yīng)對照(P＜0.05)。

2．4．3 1-MCP處理對果實可溶性固形物含量的影響 1-MCP處理對不同成熟度粉紅女士蘋果果實可溶性同形物含量無明顯影響(數(shù)據(jù)未列出)。

2．5 1-MCP處理對可溶性總蛋白變化的影響

蛋白質(zhì)SDS-PAGE結(jié)果表明(圖6)：對照果實在貯藏期間出現(xiàn)了3條明顯的特異蛋白條帶，分子質(zhì)量分別為37.1、18.0、16.6 ku。從特異蛋白的清晰度可以看出，37.1 ku蛋白在貯藏30 d時少量出現(xiàn)，60 d時達較高水平，以后變化不大。18 ku蛋白在采收Ⅰ果實貯藏30 d時少量出現(xiàn)，采收Ⅱ、Ⅲ果實在采收時均已少量出現(xiàn)。16.6 ku蛋白在貯藏60 d時少量出現(xiàn)，以后變化不大。1-MCP處理抑制特異蛋白的表達，延緩特異蛋白出現(xiàn)的時間。1-MCP處理的采收Ⅰ果實在貯藏120 d后出現(xiàn)37.1 ku蛋白條帶，在采收Ⅱ、Ⅲ中則出現(xiàn)在貯藏90 d和60 d后。1-MCP處理果實18.0 ku和16.6 ku蛋白條帶蛋白含量也明顯低于相應(yīng)對照果實。

3 討論

粉紅女士蘋果在0℃下貯藏6個月后，在隨后14 d的貨架期末采收Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果實硬度分別下降到6.3、6.0、5.8 kg／cm²，可滴定酸含量減少到3.075、2.623、2.442 g／L，果實硬度已接近消費者接受的最低硬度，可滴定酸含量的損失超過50％，已失去該品種偏酸的食用特性。采收早的果實保持了較高的硬度和可滴定酸含量。與此相比，1-MCP處理的果實硬度均保持在7.9 kg／cm²以上，可滴定酸含量均高于3.709 g／L。1-MCP抑制粉紅女士蘋果貯藏期間果實硬度下降，減少可滴定酸含量損失，延長果實貨架期的作用與在其他蘋果品種上的研究結(jié)果一致。在整個冷藏過程中粉紅女士蘋果可溶性固形物含量變化不大，1-MCP處理對果實可溶性同形物含量的影響作用不明顯，這與王瑞慶等在嘎拉蘋果上的研究結(jié)果相同。

采收成熟度影響呼吸高峰出現(xiàn)的時間，采收越晚的果實，在0℃貯藏期間呼吸高峰出現(xiàn)的時間越早。1-MCP處理影響果實呼吸高峰的大?。从绊懞粑叻宄霈F(xiàn)的時問，對不同成熟度的果實呼吸影響也無差異。采收越晚的果實，乙烯釋放速率達到平臺期的時間越早，但平臺期乙烯釋放速率則相對較低。1-MCP處理顯著抑制果實0℃貯藏期間乙烯釋放，同樣地，3種成熟度的果實之間未表現(xiàn)出差異。1-MCP抑制乙烯釋放速率與降低ACC氧化酶活性有關(guān)，可能與1-MCP阻斷乙烯對ACS和ACO活性進行反饋調(diào)節(jié)，從而延緩系統(tǒng)Ⅰ向系統(tǒng)Ⅱ乙烯的轉(zhuǎn)化。Nazir等在首紅蘋果和孫希生等在金冠蘋果上的研究表明1-MCP的作用效果隨著果實成熟度增加而減弱，在本實驗中1-MCP對不同成熟度的粉紅女士蘋果作用效果無明顯差異，可能與粉紅女士蘋果品種特性有關(guān)。

Lay－Yee等認為，呼吸躍變型果實在衰老過程中mRNA和蛋白質(zhì)隨果實內(nèi)源乙烯的增加和果實硬度的下降而變化。對香蕉果實在不同成熟期(躍變前、躍變早期、躍變期、躍變后)蛋白的研究發(fā)現(xiàn)，28.0、30.0、42.0 ku的蛋白隨著果實成熟的進程而增加。粉紅女士蘋果在0℃180d的貯藏過程中，對照果實出現(xiàn)了37.1、18.0、16.6 ku 3條特異蛋白條帶，這表明蘋果在后熟衰老過程中，伴隨新蛋白的產(chǎn)生。1-MCP處理顯著抑制37.1、18.0、16.6 ku新蛋白的表達，表明乙烯與果實成熟過程中特異蛋白的表達密切相關(guān)。在金冠蘋果成熟過程中，發(fā)現(xiàn)19.0 ku特異蛋白質(zhì)的積累，嘎拉舊蘋果出現(xiàn)了分子質(zhì)量分別為47.7、38.7、25.7、18.9、18.0 ku的特異蛋白，表明不同品種果實在成熟衰老過程中，蛋白質(zhì)的變化可能存在差異。

4 結(jié)論

0.5 μL／L的1-MCP處理顯著抑制粉紅女士蘋果0℃貯藏期間呼吸速率、乙烯釋放速率和ACO活性，提高果實貯藏品質(zhì)，延長果實貨架期。果實在貯藏過程中伴隨有新蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，1-MCP處理抑制這些可能與果實后熟衰老相關(guān)的蛋白質(zhì)的合成。不同成熟度粉紅女士蘋果對1-MCP處理的反應(yīng)無明顯差異。因此，1-MCP在粉紅女士蘋果采后處理中具有很寬的窗口期。