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Effects of 1-MCP on Physiology and Quality of Harvested‘Pearl’Guava

1-MCP对‘珍珠’番石榴采后生理和品质的影响



全 文 :番石榴(Psidium guajava L.)是一种重要的亚热
带水果,味道鲜美,含丰富的维生素 C。但采后番
石榴果实在常温下 3~5 d 就达到完全成熟 [1];其果
实代谢活性强,极易腐烂,导致品质迅速劣变。影
响番石榴果实采后品质的主要因素有:果实快速失
绿、过度软化、高腐烂率和失去饱满度[2]。
低温贮藏是保持采后水果和蔬菜品质最有效
的方法,能减轻呼吸速率、蒸腾作用、乙烯产生、成
熟、衰老和病害的发生[3]。低温贮藏推迟番石榴呼
吸高峰的出现,延缓果实成熟[4]。
1-MCP (1-methylcyclopropene, 1-甲基环丙烯)
是近年来国内外研究比较多的一种乙烯受体抑制
剂。它能不可逆地作用于乙烯受体,阻断与乙烯的
正常结合,抑制其所诱导的与果蔬、切花后熟或衰
老相关的一系列生理生化反应[5]。1-MCP 不但能
强烈地阻断内源乙烯的生理效应,而且还能抑制外
源乙烯对内源乙烯的诱导作用[6],因而在采后果蔬
保鲜中有极大的应用前景。
1-MCP对‘珍珠’番石榴采后生理和品质的影响
洪克前, 谢江辉, 张鲁斌, 胡会刚, 弓德强*
(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室,广东 湛江 524091)
摘要: 为探讨改善番石榴贮藏性能的方法,‘珍珠’番石榴 (Psidium guajava L.‘Pearl’)果实用 1-甲基环丙烯(1-MCP)结合冷藏
(15℃)处理,研究其贮藏生理和品质的变化。结果表明:1 μL L-1 的 1-MCP 处理能有效抑制番石榴果实软化和果皮退绿;1-MCP
处理抑制了可溶性固形物(TSS)含量上升和维生素 C 含量的下降;同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物
酶(POD)活性升高,多酚氧化酶(PPO)活性下降,延缓了果实中丙二醛(MDA)的积累。因此,1-MCP 处理结合低温可有效改善‘珍
珠’番石榴的贮藏性能。
关键词: 番石榴; 1-MCP; 贮藏生理; 品质
doi: 10.3969/j.issn.1005–3395.2012.06.005
Effects of 1-MCP on Physiology and Quality of Harvested‘Pearl’Guava
HONG Ke-qian, XIE Jiang-hui, ZHANG Lu-bin, HU Hui-gang, GONG De-qiang*
(South Subtropical Crops Research Institutes, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Key Laboratory for Postharvest Physiology and
Technology of Tropical Horticultural Products of Hainan Province, Zhanjiang 524091, China)
Abstract: In order to improve fruit storage quality, the effects of 1-methylcyclopropene (1-MCP) and cold storage
at 15℃ on physiology and quality of guava (Psidium guajava L. ‘Pearl’) were studied. The results showed that
treatment with 1 μL L-1 1-MCP inhibited fruit softening and delayed peel green loss. Treated with, the increase
of total soluble solids (TSS) content and the decrease of vitamin C content of fruits were inhibited. In addition,
after treated with 1-MCP, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities in fruits
increased, while polyphenol oxidase (PPO) activity decreased and the accumulation of malondialdehyde (MDA)
delayed. Therefore, the storage quality of ‘Pearl’ guava could enhance treated with 1-MCP and cold storage.
Key words: Psidium guajava; 1-MCP; Storage physiology; Quality
收稿日期: 2012–03–01    接受日期: 2012–04–18
基金项目: 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金(1251022012001)资助
作者简介: 洪克前,男,博士,助理研究员,主要从事热带果蔬采后贮藏与保鲜研究工作。E-mail: hkq0825@126.com
* 通讯作者 Corresponding author. E-mail: gd-qiang@163.com
热带亚热带植物学报 2012, 20(6): 566~570
Journal of Tropical and Subtropical Botany
第6期 567
近年来研究表明,1-MCP 能延长苹果(Malus
pumila)、梨(Pyrus communis)和 猕 猴 桃 (Actinidia
chinensis)等果实的贮藏寿命[7]。研究还证实,1-MCP
延长果实的贮藏期与物种、品种、成熟度、1-MCP
浓度及处理时间等密切相关 [8]。番石榴是典型的呼
吸跃变型果实[9];采后果实产生大量乙烯 [10]。因此,
抑制乙烯产生可有效延缓因植物衰老而导致的品
质下降。
目前有关 1-MCP 对番石榴采后生理及品质影
响方面的研究较少。本研究探讨 1-MCP 处理结合
低温(15℃)贮藏对番石榴采后生理生化指标的影
响,评价其保鲜效果,为 1-MCP 在番石榴果实贮藏
保鲜上的应用提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
番石榴品种为‘珍珠’(Psidium guajava L. ‘Pearl’),
于 2011 年 10 月 采 自 南 亚 热 带 作 物 研 究 所 试 验
园,采收成熟度约 8 成(果皮呈黄绿色)。挑选果实
大小及成熟度基本一致且无病、虫、伤的果实,用
500 mg L-1 施保功进行表面杀菌,冲洗干净后晾干
备用。
1.2 1-MCP处理
基于前期试验以 0(对照)、0.25、0.5、0.75 和
1 μL L-1 1-MCP 处理番石榴果实,研究结果初步表
明, 1 μL L-1 1-MCP 能有效抑制果实软化和腐烂的
发生。因此,本实验采用 1 μL L-1 的 1-MCP 来处理
番石榴果实。
参考 Li 等[11]的方法,将番石榴果实分成两组,
分别置于 1000 L 的密闭玻璃罐中。一组用 1 μL L-1
的 1-MCP (Rohm and Haas, Philadelphia, PA, USA)
于 25℃黑暗下蒸熏处理 12 h;另一组为对照。果实
经处理后取出 , 放于通风处通风 2 h 后,然后将果
实放入塑料筐内,外套厚 0.04 mm 聚乙烯薄膜袋,
置于温度为(15±1)℃,相对湿度为 85%~90% 的恒
温箱(Sanyo MIR 553 Model, Gunma, Japan)中贮藏。
每个处理 30 个番石榴果实,每处理重复 3 次。
1.3 指标测定方法
硬度用手持硬度计(FT-327; UC Fruit Firmness
Tester, Milano, Italy)测 定,以 kg cm-2 表 示。 可 溶
性固形物(TSS)用阿贝折射仪(10481 S/N, USA)测
定。可滴定酸(TA)按照 GB12293–90 测定。维生
素 C 含量采用 2,6-二氯酚法。叶绿素含量参照陈
德海等 [12]的方法,用丙酮萃取,比色法测定。丙二
醛(MDA)参照 Liu 等 [13] 的方法。过氧化氢酶(CAT)
和超氧化物歧化酶(SOD)的提取和活性测定参照
Wang 等[14]的方法;过氧化物酶(POD)和多酚氧化
酶(PPO)的提取和活性测定参照 Tian 等 [15] 的方法。
以上指标测定时重复 3 次。
1.4 数据统计
采用 SPSS 16.0 软件对数据进行差异显著性分
析,数据均以平均值 ± 标准误差表示。
2 结果和分析
2.1 对硬度、TA、TSS和维生素C含量的影响
果实硬度是反应果实质地的一个重要指标。
从图 1: A 可见,果实硬度随贮藏期延长而减小。
处理组果实硬度下降趋势较为平缓且始终低于
对照,贮藏 15 d,二者硬度分别为 15.8 kg cm-2 和
16.7 kg cm-2,比对照提高了 5%。
TA 与番石榴的风味密切相关。由图 1: B 可知,
随贮藏期延长番石榴果肉的 TA 含量呈下降趋势。
1-MCP 处理对 TA 的影响极小,与对照间无显著
差异。
由图 1: C 可见,随着贮藏时间的延长,果实中
TSS 含量呈先升高再降低的变化趋势;贮藏第 3 天 ,
处理组和对照果实中的 TSS 含量达最大值,分别为
11.6% 和 12.3%,差异显著;随后 TSS 含量均呈下
降趋势,但处理组的 TSS 含量显著低于对照。
维生素 C 是番石榴果实内重要的抗氧化物质
及营养成分。贮藏期间果实中维生素 C 含量呈下
降趋势。贮藏前期处理组和对照的差异不显著;贮
藏第 6 天,对照组果肉中维生素 C 含量下降速度明
显大于处理组,差异显著(P < 0.05);至贮藏末期,对
照和处理组的维生素 C 含量分别下降了 25.67% 和
15.96% (图 1: D)。
2.2 对叶绿素和MDA含量的影响
由图 2: A 可知,随贮藏时间的延长,果皮中的
叶绿素含量呈下降趋势,但 1-MCP 处理组果实中
的叶绿素含量显著高于对照。至贮藏期结束时,处
理组和对照组果皮的叶绿素含量分别为 86 µg g-1
和 76 µg g-1,差异显著(P < 0.05),说明 1-MCP 延缓
洪克前等:1-MCP对珍珠番石榴采后生理和品质的影响
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了果皮的失绿和叶绿素的降解。
MDA 是膜脂过氧化产物,反映了细胞膜受伤
害的程度。由图 2: B 可知,贮藏期间 MDA 含量呈
上升趋势,但 1-MCP 处理组的 MDA 含量明显低于
对照组;贮藏第 6 天与对照组的差异显著(P < 0.05),
因此,1-MCP 对果实中 MDA 的积累起到了一定
的抑制作用,使其维持在较低水平,以保护细胞膜
系统,延缓果实的衰老。
2.3对CAT、POD、SOD和PPO活性的影响
由图 3: A 可见,贮藏期间的 CAT 活性呈下降
趋势。但 1-MCP 处理的果实中 CAT 活性下降较
为缓慢,且 CAT 活性始终显著高于对照(P < 0.05),
说明 1-MCP 一定程度上抑制了番石榴果实 CAT
活性的下降。
POD 是植物清除自由基的保护酶之一,可作
为果实衰老的生理指标。1-MCP 处理对番石榴果
实 中 POD 活 性 的 影 响 较 大(图 3: B)。1-MCP 处
理提高了 POD 活性,贮藏第 6 天时达到峰值,为
3.12 U g-1min-1,是开始的 2 倍,随后呈下降趋势。
而贮藏期间对照果实的 POD 活性变化不明显。
SOD 也是重要的细胞保护酶之一,其活性也
反映了果实衰老的程度。1-MCP 处理对番石榴果
实中 SOD 活性的影响与 POD 活性相似(图 3: C)。
1-MCP 处理提高了番石榴果实中的 SOD 活性。贮
藏第 6 天,处理和对照组的 SOD 活性达峰值,分别
图 1 1-MCP 处理对番石榴果实硬度(A)、可滴定酸(B)、可溶性固形物含量(C)和维生素 C 含量(D)的影响
Fig. 1 Effects of 1-MCP on firmness (A), TA (B), TSS content (C) and vitamin C content (D) of guava fruits
图 2 1-MCP 处理对番石榴果实叶绿素(A)和丙二醛(B)含量的影响
Fig. 2 Effect of 1-MCP on chlorophyll (A) and MDA (B) contents of guava fruits
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为 708 U g-1h-1 和 594 U g-1h-1,差异显著;之后,SOD
活性开始下降,但处理组的活性明显高于对照组。
从图 3: D 可以看出,果肉中的 PPO 活性均呈上
升趋势,但对照组 PPO 活性上升更加明显。贮藏第
9 天,对照组的 PPO 活性达峰值,为 3.18 U g-1min-1,
是起始的 7 倍,而 1-MCP 处理组的 PPO 活性仅为
0.78 U g-1min-1,为起始的 1.75 倍。整个贮藏期间,
对照组 PPO 明显高于处理组,说明 1-MCP 处理抑
制了 PPO 活性,减缓了番石榴褐变的速度,延长了
贮藏时间。
图 3 1-MCP 处理对番石榴果实 CAT (A)、POD (B)、SOD (C)和 PPO (D)活性的影响
Fig. 3 Effect of 1-MCP on CAT (A), POD (B), SOD (C) and PPO (D) activities of guava fruits
3 讨论
研究结果表明,经 1-MCP 处理和低温贮藏,番
石榴果实的 POD 和 SOD 活性升高(图 3: B,C),同时,
CAT 活性的下降极大地被抑制(图 3: A),同时保持
了较高的抗氧化物质维生素 C 的含量(图 1: D)。
这与弓德强等[16]对番荔枝(Annona squamosa)的研
究结果一致。果实成熟过程中物质的氧化作用不
断增强,导致活性氧自由基的积累,往往产生氧化
伤害[17]。植物体内一般存在酶促(主要包括 CAT、
POD 和 SOD 等)和非酶促(主要包括抗坏血酸、α-
生育酚和类胡萝卜素等)两大类活性氧清除系统[18]。
CAT、POD 和 SOD 等抗氧化酶的活性与延缓果
实的衰老密切相关[19]。保持植物体内较高的活性
氧清除酶活性和非酶抗氧化物质的含量,能更好地
清除细胞自由基和活性氧,减少活性氧的积累,减
少对细胞膜的伤害,可以达到延缓果实衰老的目
的。Reuck 等[20] 报道 1-MCP 处理采后荔枝(Litchi
chinensis)果实,可以保持体内较高水平 POD 活性,
进而更好地减轻组织过剩的 H2O2 等氧化胁迫。同
时, 1-MCP 处理极大地抑制了番石榴果实中 PPO
活性的升高(图 3: D),这与高敏等[21]对红富士苹果
(Malus pumila)和 Li 等[22]对枣(Zizyphus jujuba)的研
究结果一致。PPO 是引起果实酶促褐变的主要酶
类,它催化多酚氧化生成黑色素,影响果实外观。
1-MCP 处理番石榴果实,其 PPO 活性较低,减缓了
番石榴褐变的速度,延长了贮藏时间。
MDA 是膜脂过氧化的重要产物,是植物衰老
的指标之一 [23]。它能强烈地与细胞内各种成分发
生反应,引起酶和膜的严重损伤,降低膜电阻和膜
的流动性,最终导致膜的结构及生理完整性的破
坏[24]。研究结果表明,1-MCP 处理抑制了番石榴
果实中 MDA 的迅速积累(图 2: B),从而降低了对
细胞膜的伤害。这与 1-MCP 处理增强番石榴果实
中抗氧化酶活性及保持体内较高的抗氧化物协同
作用,从而延缓番石榴果实的品质劣变。
洪克前等:1-MCP对珍珠番石榴采后生理和品质的影响
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综上所述,1 μL L-1 的 1-MCP 处理结合低温
贮藏能延缓番石榴果实的成熟软化,同时提高组
织的 SOD 和 POD 活性,抑制 CAT 活性的下降和
PPO 活性的上升。此外,1-MCP 处理能很好地保
持采后番石榴品质。因此,利用 1-MCP 结合低温
对采后的番石榴果实具有一定的保鲜价值。
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