1-MCP處理對黃秋葵果實采后品質的影響

龔 霄 ，曾燕珊 ， 胡小軍 ，陳梓漩 ，周 偉 ， 李積華

（1.中國熱帶農業科學院農產品加工研究所農業農村部熱帶作物產品加工重點實驗室，廣東湛江 524001；2.海南省果蔬貯藏與加工重點實驗室，廣東湛江 524001；3.嶺南師范學院化學化工學院，廣東湛江 524037；4.廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江 524048）

黃秋葵是一種具有較高營養價值的新型保健蔬菜，近年來在中國發展迅速。它能為人體提供均衡飲食所需的維生素、不飽和脂肪酸、碳水化合物和礦物質等，同時還具有抗疲勞、增強人體免疫力、降血脂的作用[1-3]。黃秋葵味道鮮美，果實呈羊角形，有6個纖維狀結構的室莢，內含大量種子，嫩莢表面積大，采后仍具有較強的呼吸作用，極易發生褐變、失水軟化、表面染菌、木質化等現象，從而失去商品價值，成為黃秋葵商品流通的難題[4]。

目前，黃秋葵貯藏主要采用涂膜、氣調、冷藏等配合保鮮劑處理[5-7]。何國菊等人[2]研究了海藻糖配合過氧乙酸對黃秋葵保鮮效果的影響，結果表明配合處理能延緩黃秋葵商品率的降低、失質量率的增加，推遲呼吸高峰的到來。韓聰等人[8]采用冷水預冷復合納他霉素處理黃秋葵，與單獨冷水預冷處理相比，復合保鮮劑處理能有效延緩果實營養物質含量的下降，維持果實較高的總酚含量和抗氧化能力，延長果實的貨架期。1-甲基環丙烯（1-MCP） 是一種乙烯抑制劑，實際上是一種環丙烯化合物。其1位上的氫離子被甲基取代。整個分子呈平面結構，化學性質十分活躍，具有比乙烯更高的應變力和更強的首提抑制效應。由于1-MCP與乙烯都存在不飽和雙鍵，都可以與乙烯受體中的金屬電子發生競爭配對。定量模型表明，1-MCP與乙烯受體的結合親和力是乙烯與受體親和力的10倍[9]。即使在較低的濃度下，1-MCP也可以通過一些物種的反饋機制影響乙烯的合成。1-MCP的高親和力使乙烯受體與之牢固結合，并長期阻斷受體的解離，從而阻止乙烯與其受體結合，抑制乙烯的生理作用。環丙烯是目前所有乙烯拮抗劑中公認的無毒高效化合物，而1-MCP是許多國家的第一個商業化環丙烯[10]。1-MCP能有效延緩果蔬成熟，延長采后作物在密閉空間的貯藏壽命，已被應用于不同的氣候性果蔬（如獼猴桃、番荔枝、香蕉、冬棗、蘋果、黃冠梨、桃、菠菜等）中[11-18]，延長了采后貯藏時間，增加了商品價值，擴大了新鮮農產品冷藏渠道。Nguyen L P L等人[19]采用1-MCP微泡處理延長甜瓜貨架期，大大縮短了處理時間以及減少了密閉空間的限制。Niu J等人研究表明1-MCP處理蘋果能有效提高蘋果采購品質和預防表面燙傷。

試驗通過研究不同濃度1-MCP對黃秋葵失質量率、葉綠素含量、木質素含量及相關酶活的影響，探索1-MCP處理黃秋葵的最佳濃度，為商業生產中采用1-MCP處理黃秋葵提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品

黃秋葵，采自中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所，要求無病蟲害、無機械損傷、新鮮、成熟度一致、果型大致相同。

1.1.2 主要試劑

1-MCP粉劑，武漢維斯爾曼生物有限公司提供；丙酮、碳酸鈣、乙醇、磷酸、正己烷、溴乙酰胺、冰醋酸、氫氧化鈉、羥胺鹽酸、焦性沒食子酸、過氧化氫，均為市售分析純。

1.1.3 試驗儀器

UV1780型紫外可見分光光度計，日本島津公司產品；Sigma 3-30K型低溫高速離心機，德國Sigma公司產品；SK2210LHC型超聲波清洗器，上海科導超聲儀器有限公司產品；HH-2型數顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器有限公司產品。

1.2 樣品處理

1.2.1 1-MCP溶液的制備

根據公式[20]計算得出有效成分為0，0.4，0.8，1.2 μL/L所需1-MCP的量，稱取相應質量的1-MCP粉劑于密封小瓶中，加入1∶16的雙蒸水，立即擰緊蓋子搖勻。

1.2.2 處理方法

將挑選后的秋葵果莢與裝有1-MCP溶液的小瓶置于密封容器內，擰開瓶蓋后，迅速密封容器，于25℃下熏蒸24 h；熏蒸完畢后，打開容器通風0.5 h，將秋葵裝入保鮮盒內；每3 d取樣1次。

1.2.3 取樣方法

取6個秋葵果實，將頭部、尾部和秋葵籽去掉，只保留中間果肉果皮。放入榨汁機將其打碎，于-20℃冰箱中貯藏。

1.3 指標測定方法

1.3.1 黃秋葵失重率的測定

采用電子天平對黃秋葵進行稱量。

1.3.2 黃秋葵葉綠素的測定

稱取1.0 g秋葵樣品于研砵中，加入少量石英砂和碳酸鈣粉及3 mL質量分數80%丙酮溶液，研成勻漿，再加10 mL質量分數80%丙酮溶液繼續研磨至組織發白，靜置5 min提取；轉入50 mL離心管，沖洗研砵，離心；將濾液移至50 mL容量瓶中，用80%丙酮定容，搖勻；以80%丙酮溶液為空白參比調零，用1 cm光徑比色皿于波長652 nm處測定提取液的吸光度；重復3次。

1.3.3 黃秋葵木質素的測定

取1.0 g果肉，加5 mL體積分數95%乙醇研磨，以轉速3 000 r/min離心7 min，沉淀物以體積分數95%乙醇沖洗3次，再用乙醇∶正己烷（1∶2，V∶V）沖洗3次，收集沉淀物使其干燥，干燥物溶于25%溴乙酰冰醋酸溶液中，在70℃恒溫水浴中加塞保溫30 min，然后加0.9 mL濃度為2 mol/L氫氧化鈉終止反應，再加5 mL冰醋酸和0.1 mol/L羥胺鹽酸，并以冰醋酸定容至10 mL，以轉速1 000 r/min離心7 min，取上清液于波長280 nm處測定吸光度，以每克鮮質量于波長280 nm處的吸光度表示木質素含量。

1.3.4 黃秋葵PPO活性的測定

取1.0 g果肉，加入5 mL的濃度0.01 mol/L磷酸緩沖溶液于冰水浴研磨；低溫高速離心，取0.1 mL上清液于試管中，加入3.9 mL磷酸緩沖溶液和1.0 mL的濃度0.02 mol/L焦性沒食子酸溶液，混勻；以0.1 mL失活酶液代替粗酶液加入反應體系中作為空白對照，于37℃下恒溫準確孵育10 min；于波長420 nm處測定吸光度（A測定，A空白）。PPO活力（U/g鮮質量） =

1.3.5 黃秋葵CAT活性的測定

參考相關測定方法，并加以改進。取5.0 g果肉加入5 mL pH值6.4磷酸緩沖液，于冰水浴中研磨均勻，定容至10 mL，于4℃條件下以轉速12 000 r/min離心30min，上清液即為粗酶液；取2.9mL濃度為0.02mol/L的H2O2和0.1 mL粗酶液混合并以蒸餾水為參比測定吸光度變化。分別記錄混合后15 s和5 min反應體系于波長240 nm的吸光度（A240，A240'）。

2 結果與分析

2.1 不同體積分數1-MCP處理對黃秋葵失質量率的影響

1-M C P處理對黃秋葵失質量率的影響見圖1。

圖1 1-MCP處理對黃秋葵失質量率的影響

采收的果實仍是有生命的個體，并會進行一系列的代謝活動，其中水分的蒸發和營養物質消耗是采后貯藏過程中果實失質量的主要原因，同時，質量損失也是導致果實萎蔫、變質及腐爛的重要原因。

由圖1可見，對照組與處理組的失質量率均呈上升趨勢。貯藏前6 d失質量情況大致相同，6 d后未處理的和較高體積分數處理的黃秋葵失質量較為明顯，說明較低體積分數1-MCP處理能有效的抑制果蔬質量損失，其中0.4 μL/L體積分數1-MCP處理最為有效。

2.2 不同體積分數1-MCP處理對黃秋葵葉綠素含量的影響

1-MCP處理對黃秋葵葉綠素含量的影響見圖2。

圖2 1-MCP處理對黃秋葵葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素物質。在水果、蔬菜中也大量存在著葉綠素。然而隨著果蔬成熟衰老，葉綠素含量不斷下降。水果在成熟衰老過程中，葉綠素分解后，可使其他種類色素（如類胡蘿卜素、花青素）的顏色得以呈現。果蔬在采摘后，葉綠素含量下降，出現萎蔫發黃、新鮮度明顯降低，影響使用品質、加工性能和商品價值。

由圖2可見，黃秋葵中的葉綠素含量均呈先上升后下降的趨勢。這可能是由于采收回來的黃秋葵尚未達到完全成熟，貯藏一段時間后，黃秋葵達到成熟，葉綠素達到最高值。隨后葉綠素被分解利用，含量逐漸減少。其中1.2 μL/L的1-MCP處理的黃秋葵在貯藏3 d葉綠素含量達到峰值，而對照組與0.4 μL/L 1-MCP處理的黃秋葵在6 d達到峰值，0.8 μL/L 1-MCP處理的黃秋葵在9 d才達到峰值。說明較高體積分數1-MCP處理對葉綠素的形成有害。而體積分數為0.8 μL/L處理的效果最好，葉綠素含量最高，且成熟的最晚。

2.3 不同體積分數1-MCP處理對黃秋葵木質素含量的影響

1-MCP處理對黃秋葵木質素含量的影響見圖3。

圖3 1-MCP處理對黃秋葵木質素含量的影響

木質素存在于木質組織中，主要作用是通過形成交織網來硬化細胞壁，為次生壁主要成分。木質素主要位于纖維素纖維之間，起抗壓作用。在木本植物中，木質素占25%，是世界上第2位最豐富的有機物。隨著植物的成熟老化，木質素含量不斷增加，影響食用口感，降低商品價值。

由圖3可見，處理組與對照組在貯藏期間，木質素含量均呈上升趨勢。這是由于秋葵在成熟過程中，細胞壁不斷硬化，木質素與纖維素不斷增加所形成。整體來看，對照組及較高體積分數處理的黃秋葵木質素含量增長速率比低濃度處理的要快，說明較低體積分數1-MCP處理能降低黃秋葵木質素的增長速率，能保持更好的口感，提高商品價值。

2.4 不同體積分數1-MCP處理對黃秋葵PPO活性的影響

1-MCP處理對黃秋葵PPO活性的影響見圖4。

PPO與抗病性的關系人們已進行了廣泛的研究。植物在抵御病原微生物的侵染過程中，抗性相關酶發揮了重要作用，這主要包括了酚類代謝系統中的一些酶和病原相關蛋白家族PPO通過催化木質素及醌類化合物形成，構成保護性屏蔽而使細胞免受病菌的侵害，也可以通過形成醌類物質直接發揮抗病作用。隨著植物的成熟，PPO活性下降，易出現各種生理疾病，黃秋葵易受腐敗菌等侵染，發生霉變腐敗，因此在貯藏后期保持PPO活性尤為重要。

圖41 -MCP處理對黃秋葵PPO活性的影響

由圖4可見，對照組與處理組中黃秋葵PPO活性均呈先上升后下降趨勢，均在第3天達到峰值，其中體積分數為0 μL/L和1.2 μL/L處理的黃秋葵PPO活性上升的幅度較0.4 μL/L和0.8 μL/L處理的黃秋葵PPO活性上升幅度緩慢。這可能是由于黃秋葵在成熟期間PPO活性不斷上升，低體積分數1-MCP處理能保護PPO，使其不被其他物質所分解。第3天以后，PPO活性均呈下降趨勢，其中0.4 μL/L處理的黃秋葵PPO活性下降的最緩慢。

2.5 不同體積分數1-MCP處理對黃秋葵CAT活性的影響

1-MCP處理對黃秋葵CAT活性的影響見圖5。

圖51 -MCP處理對黃秋葵CAT活性的影響

過氧化氫酶通常定位于一種被稱為過氧化物酶體的細胞器中。植物細胞中的過氧化物酶體參與了光呼吸(利用氧氣并生成二氧化碳)和分解組織中H2O2，減少H2O2產生的OH-對機體的危害。由圖5可見，對照組與處理組黃秋葵中CAT活力均呈先上升后下降再上升的趨勢，這可能由于在成熟期間呼吸作用較強，過氧化氫酶活性不斷增大，成熟后呼吸強度減少，活性降低。到貯藏后期，秋葵積累了過多的過氧化氫，需要更多的CAT去分解過多的過氧化氫，因此酶活增加。在貯藏前6 d，處理組的酶活持續增加，且低體積分數1-MCP處理的黃秋葵CAT酶活增長速率最快，而對照組的酶活則在第3天就開始下降，這說明低體積分數1-MCP處理能有效延緩果蔬成熟，其中0.4 μL/L處理效果最為明顯。

3 結論

通過與未經處理的黃秋葵對比，1-MCP處理后能有效降低黃秋葵失質量率，保持其PPO，CAT活性，抑制木質素的合成與葉綠素分解，并延遲葉綠素峰值的出現，較好地保持了黃秋葵在貯藏過程中的商品價值，延長貨架期。但高體積分數1-MCP處理會傷害黃秋葵，因此低體積分數1-MCP處理能有更好的保鮮效果，綜合分析各項生理指標及酶活性影響得出，0.4 μL/L 1-MCP處理黃秋葵保鮮效果最好。1-MCP熏蒸操作簡單，能同時處理大批量產品，已被應用于多種果蔬保鮮中，試驗有利于推動黃秋葵保鮮的健康發展，為商業生產中1-MCP應用于黃秋葵貯藏保鮮提供了一定的理論依據。