乙烯脱除剂结合1-MCP处理对吊干杏贮藏期间冷害及活性氧代谢的调控作用

李自芹，赵志永*，潘艳芳，李文绮，贾晓昱

（1.新疆农垦科学院农产品加工研究所，新疆石河子 832000）（2.中国农业科学院农产品加工研究所，北京100193）（3.石河子质量与计量检测所，新疆石河子 832000）（4.新疆金泽酒业有限公司，新疆和田 848000）

新疆是我国杏子的主要产地，杏子在新疆的林果业中占据主要地位[1]。杏子作为夏季的主要水果，由于其风味极佳，营养丰富，深受国内外消费者的喜爱[2]。但是，杏子属于典型的呼吸跃变型果实，杏子在采收时又正值夏季高温时节，采后极易后熟衰老[3]，采后鲜食杏子在贮藏运输期间损失率达到30%～40%[4]，给企业和农户带来了巨大的经济损失。

低温环境下贮藏，可明显抑制鲜食杏的呼吸强度，延缓采后果实在贮藏期间的腐烂，保持果实的货架期，提高其商品率[5]。然而，鲜食杏子属于冷敏性果实，在贮藏中后期极易产生冷害[6]，鲜食杏果实冷害现象往往在出库以后才表现出来，在冷库贮藏期间不容易被发现；产生冷害后的鲜食杏果肉会出现纤维化、凝胶化，且很易遭受微生物的侵染，导致鲜食杏软化腐烂[7]。所以，冷害会造成鲜食杏的严重损失，也限制了冷藏技术在鲜食杏子贮藏及运输中的运用。因此，提高鲜食杏在冷藏环境下的耐受性，减少冷害的产生，已成为鲜食杏在贮藏和运输中急需解决的问题。

甲基环丙烯（1-MCP）是一种乙烯受体抑制剂，能很好地提高果蔬的耐贮性和抵抗力[8]。1-MCP抵抗冷害的能力与果蔬的抗冷性密切相关[9]。1-MCP处理抑制了紫薯[10]、苹果[11]和水蜜桃[12]腐烂率，褐变的产生，提高了贮藏品质。

乙烯吸附剂（EA）主要成分是高锰酸钾的活性炭，可抑制果蔬体内乙烯的产生，从而延长果蔬的货架期[13]。EA可增强果蔬细胞的持水性，提高果蔬的抗冷能力，达到减少果蔬冷害的目的[14]。已有研究证明，EA较好的抑制了阳丰甜柿[15]、番茄[16]和猕猴桃[17]等果蔬的褐变，提高了果蔬贮藏品质。

在一般情况下，果蔬体内活性氧的产生与消除会处于一种动态平衡，对果蔬细胞不会造成伤害[18]。当冷敏性果蔬遭遇外界低温胁迫时，体内的活性氧自由基会不断积累，果蔬体内活性氧代谢失去平衡，果蔬细胞膜易造成损害，最终导致果蔬冷害的产生[19]。超氧阴离子自由基（O2-·）、羟自由基（·OH）和过氧化氢（H2O2）等是致使果蔬发生冷害的活性氧自由基[20]。经过不断的进化，果蔬自身形成了清除活性氧的免疫系统，防止细胞膜渗透性，保持了细胞膜的完整性[21]。SOD、POD和CAT属于抗氧化酶，是使果蔬细胞活性氧代谢维持较低水平以及避免细胞膜造成伤害的主要酶，其活性水平能反映果蔬遭受外界逆境影响的程度，三者通过相互协同作用，保持体内的自由基处于平衡状态，避免自由基引起的果蔬生理生化上的变化。

目前，对于鲜食吊干杏低温贮藏期间的冷害控制及活性氧代谢的影响研究报道较少。本文以新疆一师四团鲜食吊干杏为试材，分别采用1-MCP、EA和1-MCP-EA处理，在保鲜库中贮藏，定期测定鲜食吊干杏冷害指数及活性氧代谢等生理指标，探讨以上处理对鲜食吊干杏贮藏品质的影响，为其采后贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

鲜食吊干杏：2022年7月22日采摘于新疆一师四团，采摘后迅速运至冷库（2 ℃±1 ℃）预冷，挑选八成熟、大小均匀、无机械损伤和病虫害的果实。

纳米聚乙烯微孔保鲜膜（N）：微孔膜孔径0.5～1.5 nm，密度800～1 500个/mm2，天津科技大学提供；LC-WB-6电热恒温水浴锅，深圳市华品计量检测有限公司；GL-20G-II高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂。1-MCP、乙烯脱除剂（EA），新疆沃德生物科技有限责任公司提供。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

果实处理：果实随机分成4组，每组30筐，每筐果实4 kg。

CK组：无任何处理，每筐果实外套保鲜膜N，并封口。

1-MCP处理组：采用1 μL/L 1-MCP密闭熏蒸6 h后，每筐果实外套保鲜膜N，并封口。

EA处理组：在每筐果实中放入1袋EA（用量是5 g/袋）后，每筐果实外套保鲜膜N，并封口。

1-MCP-EA处理组：采用1 μL/L1-MCP熏蒸处理后，在每筐果实中放入1袋EA（用量是5 g/袋），每筐果实外套保鲜膜N，并封口。

以上四种处理组果实，置于0 ℃，相对湿度为90%～95%保鲜库中贮藏，每隔7 d测定1次吊干杏相关指标。

1.2.2 冷害指数

参照宋丛丛等[22]方法；将吊干杏果实冷害分为5个等级。

式中：

P——为冷害指数，%；

A——冷害果实数，个；

B——冷害级别，级别；

C——总果数，个；

D——最高冷害级别，级别。

1.2.3 冷害发病率

每个处理组随机选100个果实，重复3次[23]：

式中：

A——发病率，%；

B——发病果数，个；

C——总果数，个。

1.2.4 超氧阴离子自由基（O-2·）产生速率测定

参照金昌海等[24]的方法测定，单位：nmol/(min·g)。

1.2.5 过氧化氢（H2O2）含量的测定

参照Zhou等[25]的方法进行测定，单位：μmol/g。

1.2.6 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定

采用氮蓝四唑方法[26]，单位：U/g。

1.2.7 过氧化氢酶（CAT）活性的测定

参照曹建康等[27]的方法，单位：U/g。

1.2.8 过氧化物酶（POD）活性的测定

采用愈创木酚氧化法测定[27]，单位：U/g。

1.3 数据处理

采用Excel软件绘图，SPSS统计分析，以P＜0.05作为差异显著的标准。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实贮藏期间的表观照片

由图1所示，CK组吊干杏在贮藏第28天有个别果实已经开始出现由于冷害而发生的腐烂，1-MCP和EA处理组在第28天开始出现冷害现象，1-MCP-EA处理组在第28天冷害现仍未发生。说明1-MCP、EA单独处理和1-MCP-EA处理均推迟了果实冷害发生的时间，减轻了果实的冷害症状。

图1 不同处理对果实贮藏期间的表观照片Fig.1 Apparent photographs of fruit during storage under different treatments

2.2 不同处理对果实冷害指数的影响

如图2所示，CK组在第21天最早产生冷害，1-MCP和EA处理组在第28天出现冷害，1-MCP-EA处理组产生冷害的时间推迟到了第35天。在整个贮藏期间，CK冷害指数始终高于各处理组。在第49天，各处理组果实冷害指数达到最大值，其中，冷害指数CK组为0.54，1-MCP、EA和1-MCP-K，均推迟了吊干杏果实在贮藏期间冷害的发生，其中1-MCP-EA联合处理组对抑制吊干杏在贮藏期间冷害的发生效果最好。EA处理组分别为0.41、0.37、和0.31，比CK组低了24.07%、31.48%和42.59%（P＜0.05）。与Zhao等[28]研究1-MCP-EA处理提高了果实的抗冷性，延缓了冷害的发生结果相似。说明，1-MCP、EA单独处理和1-MCP-EA联合处理较CK，均推迟了吊干杏果实在贮藏期间冷害的发生，其中1-MCP-EA联合处理组对抑制吊干杏在贮藏期间冷害的发生效果最好。

图2 不同处理对果实冷害指数的影响Fig.2 Effects of different treatments on fruit chilling injury index

2.3 不同处理对果实冷害发生率的影响

如图3所示，在贮藏期间，各处理组冷害发生率不断增加，特别是从第35天开始，CK组果实冷害发生率迅速升高，且明显高于其他处理组。在第49天，CK组果实的冷害发生率为35.21%，1-MCP-EA处理组的冷害发生率为15.35%。比CK组低了19.86%（P＜0.05）。这一结果与周洲[29]1-MCP联合EA处理减少黄桃的冷害发生率，提高了代谢相关的抗氧化酶活性研究结果相似。说明，1-MCP-EA推迟了果实冷害发生的时间，更好的抑制了吊干杏果实的冷害发生率。

图3 不同处理对果实冷害发生率的影响Fig.3 Effects of different treatments on the incidence of fruit chilling injury

2.4 不同处理对果实超氧阴离子自由基（O2-·）产生速率的影响

O2-·在果蔬体内属于一种活性氧自由基，其产生后若不及时进行清除，会引起果蔬膜脂过氧化作用[30]。如图4所示，CK及各处理组O2-·的产生速率呈上升趋势，从第7天以后，CK组果实O2-·产生速率明显高于处理组果实，且在第42天达到峰值。在贮藏第42天，CK组、1-MCP、EA和1-MCP-EA处理组O2-·产生速率分别为550.34、410.12、400.34和380.21 nmol/(min·g)。各处理组O2-·产生速率均明显低于CK组（P＜0.05）。说明，1-MCP、EA单独处理和1-MCP-EA联合处理均可降低吊干杏果实体内O2-·的产生速率，其中，1-MCP-EA联合处理组对吊干杏在贮藏期间抑制O2-·的产生速率效果最好。

图4 不同处理对果实O2-·产生速率的影响Fig.4 Effects of different treatments on fruit O2-· production rate

2.5 不同处理对果实过氧化氢（H2O2）含量的影响

H2O2是活性氧的一种，它是一种对果蔬细胞代谢具有毒害作用的物质[31]。如图5所示，随着贮藏时间的延长，H2O2在果实体内不断产生，在第49天，CK、1-MCP、EA和1-MCP-EA处理组H2O2含量分别为200.24、160.56、155.53和135.21 μmol/g，CK组H2O2含量明显高于各处理组（P＜0.05）。说明，1-MCP、EA单独处理和1-MCP-EA联合处理对贮藏期间吊干杏果实H2O2含量的上升均有一定的抑制作用。其中1-MCP-EA联合处理组对吊干杏在贮藏期间抑制H2O2含量的上升效果最好。

图5 不同处理对果实H2O2含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on fruit H2O2 content

2.6 不同处理对果实超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

SOD是果蔬体内一种主要的抗氧化酶，它具有清除果蔬体内活性氧的作用[32]。如图6所示，CK及各处理组果实SOD活性呈现出先上升后下降的趋势，在第28天，CK、1-MCP、EA和1-MCP-EA处理组SOD活性达到峰值，分别是0.55、0.65、0.68和0.72 U/g，各处理组果实SOD活性均高于CK（P＜0.05）。说明，各处理组较CK，均提高了贮藏期间吊干杏果实的SOD活性，且1-MCP-EA联合处理组对吊干杏在贮藏期间提高、SOD活性上效果最好。

图6 不同处理对果实SOD活性的影响Fig.6 Effects of different treatments on SOD activity in fruit

2.7 不同处理对果实过氧化氢酶（CAT）活性的影响

如图7所示，CAT存在于果蔬的过氧化物体内，它是一种可将体内H2O2分解为H2O和O2的酶。在整个贮藏期间，各处理组果实CAT活性均高于CK组。在贮藏第28天，CK组CAT活性分别比1-MCP、EA和1-MCP-EA处理组低了13.33%、24.79%、35.92%，差异较显著（P＜0.05）。说明，各处理组较CK，均提高了贮藏期间吊干杏果实中CAT活性，且1-MCP-EA联合处理组对吊干杏在贮藏期间提高CAT活性上效果最好。

图7 不同处理对果实CAT活性的影响Fig.7 Effects of different treatments on CAT activity in fruits

2.8 不同处理对果实过氧化物酶（POD）活性的影响

POD是普遍存在于果蔬体内的一种氧化还原酶，它可催化果蔬体内氧化还原反应产生的H2O2[33]。如图8所示，正在贮藏期间，CK及各处理组POD活性呈缓慢上升又下降的趋势，且CK组POD活性最低。在第28天，CK及1-MCP、EA和1-MCP-EA处理组POD活性均出现了峰值，分别为5.23、5.45、5.57和6.45 U/g。结果与及华等[34]1-MCP处理对抑制果实的褐变，使深州蜜桃在贮藏期间保持了较好的品质结果类似。说明，1-MCP、EA单独处理和1-MCP-EA联合处理均提高了杏果实的POD活性，使其保持在一个较高的水平，以1-MCP-EA联合处理效果最佳。

图8 不同处理对果实POD活性的影响Fig.8 Effects of different treatments on fruit POD activity

3 结论

抗氧化酶在果蔬体内可调节果蔬的抗冷性，其活性的提高有利于清除果蔬细胞内的活性氧自由基，避免对果蔬细胞膜质的氧化损害，减少果蔬在贮藏期间冷害的发生。

本研究结果表明，在整个贮藏期间，CK组吊干杏果实在第21天开始出现冷害症状，处理组1-MCP和EA比CK推迟了7 d，1-MCP-EA处理组较CK，冷害发生推迟了14 d。各处理组吊干杏果实冷害发生率和冷害指数明显低于CK组。1-MCP联合EA处理较CK，不但有效抑制了贮藏期间吊干杏果实冷害的产生，还增强了SOD、CAT和POD抗氧化酶的活性，抑制了果实体内O-2·的产生速度和H2O2的含量，更好的维持了吊干杏细胞内的活性氧代谢平衡，缓解了果实冷害的发生，这与1-MCP、EA处理能提高鲜食吊干杏果实活性氧清除酶的活性、增强对果实细胞内活性氧的清除能力、保持果实细胞活性氧的代谢平衡紧密相关。目前，对于鲜食吊干杏低温贮藏期间的冷害控制及活性氧代谢的影响研究报道较少，1-MCP结合EA是一种有效的保鲜技术，可作为吊干杏贮藏保鲜及应用提供一定的技术参考。