1-MCP處理對苦瓜果實貯藏品質和采后生理的影響

王　波，潘永貴，趙　宇，袁夢麒，李藝筱，蘇金晶（海南大學食品學院，海南海口570228）

1-MCP處理對苦瓜果實貯藏品質和采后生理的影響

王波，潘永貴*，趙宇，袁夢麒，李藝筱，蘇金晶
（海南大學食品學院，海南?？?70228）

研究了1-甲基環丙烯（1-MCP）處理對苦瓜果實貯藏品質和采后生理的影響。苦瓜果實采后用0.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP處理12 h后，在20℃下貯藏。貯藏期間測定果實腐爛率、硬度、色差、可溶性固形物和可滴定酸含量、抗壞血酸含量、H2O2含量、超氧陰離子產生速率、果實的過氧化氫酶及過氧化物酶活性等指標的變化。結果表明：與對照組果實相比，1-MCP處理能有效延緩苦瓜果實硬度的下降，保持較高的抗壞血酸、可滴定酸和可溶性固形物含量，抑制果實中H2O2、O2-·含量的上升；且在整個貯藏期間，能夠有效增加處理組果實過氧化物酶和過氧化氫酶的活性。另外，1-MCP還可以抑制果實的腐爛，但是過高濃度反而會增加果實的腐爛。研究認為，0.5 μL/L 1-MCP處理可延緩采后苦瓜果實成熟衰老和貯藏品質下降，在20℃下延長貯藏時間達4 d以上。

苦瓜，1-MCP，貯藏品質，采后生理

苦瓜（Momordica charantia L.）是一種重要蔬菜，大量種植于亞洲，在中國又被稱為君子菜、癲葡萄、涼瓜等?？喙虾写罅康娜梭w必需氨基酸、類胡蘿卜素、葉酸、抗壞血酸和酚類化合物等，而且包含許多生物活性化合物，如苦瓜蛋白Ⅰ、苦瓜素Ⅰ和Ⅱ等［1］。還有研究表明，苦瓜含有多糖，具有抗糖尿病的作用，可以有效地降低血液中葡萄糖含量［2］。除此之外，苦瓜還具有改善人體免疫力的作用［3］。因此，苦瓜越來越受到消費者的喜愛。但是，苦瓜果實采收后，常溫下易發生黃化，種皮轉紅，失去食用價值［4-5］。1-甲基環丙烯（1-MCP）是一種乙烯作用抑制劑，可以競爭性結合乙烯受體，抑制因乙烯導致的果實軟化和組織的成熟衰老［6］。近年來，大量研究發現1-MCP可降低躍變型果實呼吸強度，并推遲乙烯高峰的出現，能延緩蘋果、香蕉、梨、獼猴桃等躍變型果實的品質下降，顯著延長果蔬的貯藏期和貨架期［7］。苦瓜是一種躍變型蔬菜，已有1-MCP處理對采后苦瓜果實貯藏品質影響的研究報道，但是比較少，且通過研究得出的結論不一。Anbarasan等［8］研究了1-MCP處理時長對苦瓜理化品質的影響，得出使用1-MCP處理12 h能夠有效延緩苦瓜果實硬度，并增加pH；李曉輝等［9］和Han等［10］都研究了不同濃度1-MCP對苦瓜采后生理和貯藏品質的作用，但是二者研究結果不同，前者認為1.0 μL/L 1-MCP處理苦瓜保鮮效果最優，而后者認為是5.0 μL/L 1-MCP處理。本研究設置0.5、1.0、1.5 μL/L三個濃度梯度1-MCP處理，在20℃貯藏條件下研究1-MCP處理對海南苦瓜采后果實生理生化品質的影響，旨在探討苦瓜保鮮的最適1-MCP處理濃度，以期為海南苦瓜果實的貯運保鮮提供理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

苦瓜品種為“檳城”，2014年12月9日采于海南樂東佛羅鎮一果園，選取瓜形一致、長度約（22±1）cm、大小均勻、表皮青綠色，無病蟲害、機械損傷的果實（留果柄），裝于果蔬用塑料筐中，當天運至實驗室，并置于5℃冷庫中預冷2 h；1-甲基環丙烯（聰明鮮）美國羅斯哈門公司，含量0.014%；咪鮮胺錳鹽（施保功）德國拜耳，含量50%；Triton X-100、乙二胺四乙酸（EDTA）、3，5-二硝基水楊酸試劑、聚半乳糖醛酸、α-萘胺、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇6000、愈創木酚、鹽酸羥胺、對氨基苯磺酸、四氯化鈦、1-苯丙氨酸、三氯乙醇（TCA） 以上試劑均為分析純；β-巰基乙醇、2-硫代巴比妥酸BR化學試劑。

JM-B 20002電子天平諸暨市超詳衡量設備有限公司；GY-1型硬度計牡丹江市機械研究所；PAL-1型手持折光儀日本ATAGO公司；PL 303電子天平梅勒特-托利多儀器（上海）有限公司；RH Basic 1磁力加熱攪拌器德國IKA公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋常州奧華儀器有限公司；TGL.16G臺式高速離心機上海安亭科學儀器廠；TU-1901紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限公司；722型可見分光光度計上海欣茂儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1處理方法將預冷后的苦瓜經過清洗晾干后，隨機分成三個處理組：0.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP，以不使用1-MCP處理作為對照（CK），各組果實均分別放入485 mm×320 mm×220 mm的泡沫箱內，在20℃下密閉處理12 h。處理完畢后，分別用聚乙烯保鮮袋（30 cm×40 cm，厚度為0.025 mm）包裝，每袋4個果實，貯藏于20℃。貯藏期間，每隔3 d取樣測定各組指標，當苦瓜橙黃開裂或腐爛率嚴重時貯藏結束。

1.2.2腐爛率將病斑占苦瓜表面的面積分級劃分為四級：0級，無腐爛；1級，腐爛面積小于5%；2級，腐爛面積5%～15%；3級，腐爛面積大于15%。按下式計算腐爛率：腐爛率=Σ（腐爛級別×該級果數）/總果實數。

1.2.3硬度每個處理隨機取5個果實，小刀削去苦瓜腰部的肉刺，使用硬度計測定。

1.2.4色差使用Antunes等［11］的方法，測定果皮的L*、a*、b*值，L*值表示亮度，色度（H*）=180°+arctan（b*/a*），變動區間從180°（綠色）到90°（黃色）。

1.2.5可溶性固形物（TSS）使用手持折光儀法［12］。1.2.6可滴定酸（TA）采用酸堿滴定法［12］。

1.2.7抗壞血酸（AsA）采用2，6-二氯酚靛酚滴定法［12］。

1.2.8超氧陰離子（O2-·）產生速率參照曹建康［12］的方法，略作修改。取1 g果肉加入3 mL預冷的0.1 mol/L pH7.8磷酸緩沖液 ［含1 mmol/L EDTA、0.3%（w/v）Triton X-100、1%（w/v）聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）］，在冰浴條件下研磨成勻漿，于4℃、11000 r/min離心20 min，取上清液，低溫保存備用。取1.0 mL上清液加入1.0 mL 50 mmol/L、pH 7.8磷酸緩沖液和1.0 mL 1 mmol/L鹽酸羥胺溶液，搖勻后在25℃下保溫1 h，然后加入1.0 mL 0.017 mol/L對氨基苯磺酸和1 mL 7 mmol/L α-萘胺，再于25℃下反應20 min，按照與制作標準曲線相同的方法立即測定顯色液530 nm處的光吸收，結果以nmol·g-1·min-1表示。

1.2.9過氧化氫（H2O2）參照Sergiev等［13］的方法，略作修改。取1 g果肉置于研缽中，加入5 mL預冷的丙酮并在冰浴下研磨成勻漿，4℃下11000 r/min離心20 min后提取l mL上清液，混合0.1 mL 20%的四氯化鈦（TiCl4）的濃鹽酸（V/V）溶液和0.2 mL濃氨水進行反應，反應完畢后生成的鈦過氧化物的復合物在14000 r/min離心10 min，使用丙酮對離心所獲取的沉淀物反復洗滌2～3次，直到除去色素，向沉淀中加入3 mL 1 mol/L的H2SO4溶液，待完全溶解后于410 nm波長下測定吸光值。以標準H2O2溶液制作標準曲線。H2O2含量以μmol·g-1表示。樣品重復測3次。

1.2.10過氧化氫酶（CAT）參照曹建康［12］的方法，略作修改。取果肉1 g，在研缽中加入經預冷的3 mL 0.05 mol/L pH7.5磷酸緩沖液與樣品混合并在冰浴中研磨成勻漿，4℃下11000 r/min離心20 min，獲取上清液，并于-20℃下保存備用。酶促反應體系包括由0.1 mL酶提取液 ［5 mmol/L TSS、5%（w/v）PVP］、2.9 mL 0.02 mol/L的雙氧水。以蒸餾水為參比空白，在反應15 s時開始記錄反應體系在波長240 nm處吸光度值，作為初始值，然后每隔15 s記錄一次。CAT酶活性以每分鐘吸光值減少0.01為一個過氧化氫酶活性單位（U）。

1.2.11過氧化物酶（POD） 參照愈創木酚比色法［12］，略作修改。取果肉1 g置于預冷研缽中，加入3 mL 0.1 mol/L pH5.5的乙酸-乙酸鈉緩沖液［含4%（w/v）PVPP，1%（v/v）TritonX-100，1 mmol/L PEG］，冰浴研磨成勻漿，于4℃下11000 r/min離心20 min，獲取上清液，低溫保存備用。測定時，取0.5 mL酶提取液和3.0 mL 0.025 mol/L愈創木酚溶液、加入200 μL 0.5 mol/L過氧化氫，混合后倒入比色杯中進行比色。以蒸餾水為參比，在反應15 s時開始記錄反應體系在波長470 nm處吸光度值，每隔15 s記錄一次，連續測定至少六次，重復三次。以每分鐘吸光度變化0.01為1個活性單位（U）。

1.3數據處理

數據使用Excel 2010和SigmaPlot 10.0軟件進行處理，使用SPSS 19.0數據分析軟件在LSD分析方法下進行差異顯著性分析。

2　結果與討論

2.11-MCP處理對苦瓜貯藏過程中腐爛率的影響

如圖1所示，貯藏前3 d各組果實均無腐爛出現，貯藏至第7 d，除了0.5 μL/L 1-MCP處理組果實，對照組和其他處理組苦瓜果實開始出現不同程度的腐爛，其中，對照組和1.5 μL/L 1-MCP處理組果實腐爛率上升幅度最大；貯藏至第19 d時，兩組果實均全部腐爛。而0.5 μL/L 1-MCP處理組苦瓜果實在第11 d才開始出現腐爛，在整個貯藏過程中腐爛率均較低，至貯藏末期，其腐爛率為60.0%；1.0 μL/L 1-MCP處理組果實腐爛率僅次于0.5 μL/L 1-MCP處理組果實，為62.5%。由此可見1-MCP處理可以降低苦瓜果實的腐爛率，但較高濃度1-MCP處理反而會加速苦瓜果實的腐爛，這與Han等［10］在苦瓜上的研究結果一致，表明低濃度1-MCP抑制果實腐爛，在高濃度時反而促進果實腐爛，這可能是高濃度1-MCP刺激了果實的生理過程，造成生理紊亂［14］，但是具體原因有待進一步研究。

圖1　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間腐爛率的影響Fig.1　Effect of 1-MCP treatment on decay rate of bitter gourd during storage at 20℃

圖2　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間硬度的影響Fig.2　Effect of 1-MCP treatment on firmness of bitter gourd during storage at 20℃

2.21-MCP處理對苦瓜貯藏過程中硬度的影響

由圖2可知，苦瓜果實硬度均隨著貯藏時間延長呈下降趨勢。前7 d各組硬度下降較緩慢，對照組苦瓜果實自貯藏第7 d開始，硬度快速下降，貯藏至第15 d，僅為初始值的38.2%。經1-MCP處理的苦瓜果實，在整個貯藏期間，果實硬度下降較為平緩，各處理組間無顯著性差異，但是在貯藏后期均極顯著高于對照組果實（p＜0.01）。這說明了1-MCP處理可顯著延緩苦瓜果實硬度的下降，其原因可能是乙烯調節軟化相關代謝酶的活性被1-MCP抑制而導致［10］。

2.31-MCP處理對苦瓜貯藏過程中果皮顏色的影響

圖3　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間果皮顏色的影響Fig.3　Effect of 1-MCP treatment on color change of bitter gourd peel during storage at 20℃

如圖3a所示，隨著貯藏時間延長，苦瓜果實L*值均呈下降趨勢，且前3 d下降較快，后面下降較緩。貯藏過程中，處理組果實L*值始終高于對照組，其中0.5和1.0 μL/L 1-MCP處理組之間無顯著性差異（p＞0.05）；貯藏至第15 d時，對照組果實L*值比初始值下降了18.6%，顯著低于1-MCP處理組果實。整個貯藏期間，H*值表現出和L*值相同的下降趨勢（圖3b），從第3 d開始，對照組和處理組差異逐漸增大；至貯藏第15 d，對照組H*值為114.90°，表明果實黃化較嚴重（180°＞H*＞90°），而處理組果實H*值之間雖無顯著性差異，但相比于對照組，距初始值下降幅度較小，說明1-MCP較好的保持了貯藏期間苦瓜果實的顏色，與在黃秋葵［15］上的研究結果相同。但是，研究表明苦瓜果實顏色的改變和1-MCP處理濃度無顯著關系，雖然研究對象均為苦瓜，但這與李曉輝等［9］的研究結果不同，其認為1-MCP濃度越高，延緩苦瓜果實顏色改變的效果越好。這可能與研究所用的苦瓜品種和產地均有所不同所致，李曉輝等［9］使用的苦瓜品種是大肉2號，產自鄭州，而本研究采用海南檳城苦瓜。但是，導致差異的具體原因還需要進一步的研究認證。

2.41-MCP處理對苦瓜貯藏過程中TSS和TA含量的影響

隨著貯藏時間延長，不同1-MCP處理的苦瓜果實中TSS含量均表現為先上升，后下降的趨勢（圖4a），但是對照組變化波動較大，快速上升，然后快速下降，而1-MCP處理組果實變化相對緩慢，變化幅度也較小，并且，在貯藏后期，1-MCP處理組果實TSS含量均顯著高于對照組果實（p＜0.05），說明1-MCP處理能夠抑制果實TSS含量的變化。如圖4b所示，苦瓜果實中TA含量變化與TSS含量變化趨勢相同，總體呈下降趨勢。貯藏前期，對照組果實TA含量上升，在第3 d達到高峰，峰值較1-MCP處理組果實提前出現；而0.5 μL/L和1.0 μL/L 1-MCP處理果實在第7 d出現峰值，說明1-MCP可以延緩果實TA的上升。貯藏后期，處理組果實TSS和TA含量均顯著高于對照組果實（p＜0.05），其中0.5 μL/L 1-MCP處理的果實TSS含量最高，至第19 d時，果實TSS和TA含量距初始值僅分別下降了0.97%和1.57%。TSS和TA含量是果實內部品質指標，可以用來粗略衡量果實的呼吸基質和潛在貨架壽命［16］。TSS含量的浮動變化，是因為可溶有機酸含量的上升或者細胞壁中多糖物質的分解所致［17］；TA含量下降，則與有機酸作為呼吸基質被消耗有關［18］，均與果實的呼吸衰老有關；而1-MCP能夠主要通過競爭性地與乙烯受體結合，不同程度地延遲果蔬體內乙稀和呼吸峰的出現［19］，從而延緩苦瓜體內TSS和TA含量的下降，延緩了苦瓜的后熟衰老。

圖4　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間TSS和TA含量的影響Fig.4　Effect of 1-MCP treatment on TSS and TA content of bitter gourd during storage at 20℃

2.51-MCP處理對苦瓜貯藏過程中抗壞血酸（AsA）含量的影響

由圖5可知，在貯藏初期，隨著苦瓜果實后熟程度的增加，各組AsA含量呈上升趨勢，第3 d出現高峰，隨后各組AsA含量快速下降，第7 d后，對照組果實和1-MCP處理組果實出現顯著性差異（p＜0.05），而處理組之間無顯著差異。1-MCP處理組果實AsA含量下降相對較緩，且貯藏至第19 d，仍能維持較高的含量，說明1-MCP處理能夠延緩苦瓜果實貯藏期間AsA含量的下降，但是不同于在黑櫻桃果實［20］和皇冠梨［21］上的研究結果，他們研究表明，1-MCP處理幾乎不會影響果實AsA含量的變化，而造成不同結果的原因可能與研究所用的果蔬種類、研究條件以及1-MCP的濃度有關。

圖5　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間AsA含量的影響Fig.5　Effect of 1-MCP treatment on AsA content of bitter gourd during storage at 20℃

2.61-MCP處理對苦瓜貯藏過程中O2-·產生速率和H2O2含量的影響

由圖6a可知，果實在貯藏過程中，各組果實O2-·的產生速率均隨著時間的延長而升高，但對照組果實的O2-·變化幅度較大，且在后期急劇上升，顯著高于處理組果實（p＜0.05）。1-MCP處理組果實O2-·在前7 d上升較快，隨后緩慢上升，但均低于對照組果實。貯藏至第15 d時，對照組果實中的O2-·產生速率是貯藏初始值的2.2倍；整個貯藏過程中，0.5 μL/L 1-MCP處理組果實O2-·產生速率始終最低，并在貯藏后期與其他組差異顯著（p＜0.05）。H2O2含量變化和O2-·產生速率變化趨勢一致，均隨著貯藏時間延長，逐漸上升（圖6b），但對照組果實H2O2含量上升速度較快。1.5 μL/L 1-MCP處理果實H2O2含量從第7 d開始上升速度加快，至第15 d，其上升幅度是初始值的2.09倍，且其果實H2O2含量顯著高于其他處理組果實（p＜0.05），而0.5 μL/L 1-MCP處理組果實H2O2含量始終最低。由此可以說明，1-MCP可降低果實貯藏過程中O2-·的產生速率和H2O2含量的積累，且處理效果與1-MCP處理濃度關系密切。O2-·和H2O2等活性氧會隨著貯藏時間的延長，在果實內部逐漸產生累積，并對果實細胞膜造成損傷，并導致果實軟化衰老［22］。而1-MCP能夠調節抗氧化酶系統，增加清除自由基相關酶的活性，減少細胞內積累的活性氧，從而延緩果實衰老［23］。

圖6　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間超氧陰離子（O2-·）產生速率和過氧化氫（H2O2）含量的影響Fig.6　Effect of 1-MCP treatment on superoxide anion（O2-·）activity and H2O2content of bitter gourd during storage at 20℃

圖7　1-MCP處理對苦瓜果實在20℃貯藏期間過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）活性的影響Fig.7　Effect of 1-MCP treatment on catalase（CAT）and peroxidase（POD）activity of bitter gourd during storage at 20℃

2.71-MCP處理對苦瓜貯藏過程中CAT和POD活性的影響

CAT、POD是植物體內普遍存在的氧化還原酶，它們可將H2O2分解為水，從而使機體免受過氧化物的毒害，維持細胞的正常代謝［10］。由圖7a可以看出，各組果實CAT活性在前3 d均上升，隨后開始下降，其中，處理組果實CAT活性始終高于對照組果實，且在第3 d后達到顯著性差異（p＜0.05）。POD酶活總體變化呈先下降后上升，然后又下降的趨勢（圖7b）。貯藏第11 d，各組POD酶活均達到峰值，其中，0.5 μL/L 1-MCP處理果實的酶活值最高，為46.3 U·min-1·g-1，高出對照組20.4%；在貯藏后期酶活下降過程中，處理組果實酶活下降較緩，且顯著高于對照組果實（p＜0.05）。整個貯藏過程中，0.5 μL/L 1-MCP處理苦瓜果實的CAT和POD酶活性始終最高，處理效果最優。O2-·和H2O2等活性自由基會在果蔬成熟過程中積累，而CAT和POD酶作為植物體內活性離子的清除劑，其活性會隨著自由基的誘導而上升，并因清除活性自由基消耗而導致酶活最終下降（圖7a、圖7b）。本研究中，O2-·和H2O2等活性氧含量不斷上升，而CAT和POD酶活性總體呈下降趨勢，說明果實的衰老可能是活性氧和活性氧清除酶活性的不平衡導致的［24］。而1-MCP處理的苦瓜果實中O2-·和H2O2的水平顯著低于對照組（圖6a、圖6b），說明1-MCP能夠調節抗氧化酶系統，增加了CAT和POD等酶的活性，加強清除活性氧的能力，從而延緩果實衰老［25］。

3　結論

研究結果表明，1-MCP可使可溶性固形物和可滴定酸降解得到抑制，有效降低果實硬度的下降速度和果實黃化速率，推遲了果實劣變的進程，明顯抑制苦瓜果實在貯藏期間MDA和H2O2含量的積累和O2-·產生速率，同時使CAT和POD在貯藏期間保持相對較高的活性。但是，1-MCP處理效果與其濃度不成正相關，相反，較高濃度的1-MCP處理反而會增加果實的腐爛和衰老。所以本研究認為，在20℃貯藏溫度下，0.5 μL/L 1-MCP處理可以延緩海南苦瓜果實的衰老果實，且最佳貯藏時間為11 d，延長貯藏時間達4 d以上。

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Effect of 1-methylcyclopropene（1-MCP）treatment on storage quality and postharvest physiology of bitter gourd

WANG Bo，PAN Yong-gui*，ZHAO Yu，YUAN Meng-qi，LI Yi-xiao，SU Jin-jing
（College of Food Science，Hainan University，Haikou 570228，China）

Effects of 1-methylcyclopropene（1-MCP）on storage quality and postharvest physiology of bitter gourd fruit were investigated.The harvested bitter gourd fruits were treated with 0.5，1.0 and 1.5 μL/L 1-MCP for 12 h，then the fruit were stored at 20℃.During storage，the changes of decay rate，flesh firmness，color，total soluble solids（TSS）and titratable acid（TA）content，ascorbic acid（AsA）content，accumulation of superoxide anion（O2-·），hydrogen peroxide（H2O2），activity of catalase（CAT）and peroxidase（POD）were determined.The results showed that compared with the control fruit，1-MCP treatment suppressed fruit softening，maintained the high levels of AsA and TA content and increased TSS content.And the CAT and POD activity of treatments were increased and significantly higher than the control during storage.In addition，1-MCP treatment could suppress the decay rate of fruit，whereas the higher concentration increased the decay rate.Therefore，0.5 μL/L 1-MCP treatment could delay ripening and senescence of harvested bitter gourd fruit and maintain storage quality，prolonging the storage time for above 4 days under 20℃.

bitter gourd；1-methylcyclopropene；storage quality；postharvest physiology

TS201.1

A

1002-0306（2015）20-0348-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.20.063

2015－03－20

王波（1989-），男，在讀碩士研究生，研究方向：果蔬貯藏保鮮及加工，E-mail：windygo@126.com。

潘永貴（1970-），男，博士，教授，研究方向：熱帶果蔬采后生理與保鮮技術，E-mail：yongui123@126.com。

“十二五”農村領域國家科技計劃課題（2013BAD19B00）；海南大學研究生優秀碩士論文培育計劃。