1-MCP在猕猴桃保鲜中的应用研究

得分评卷人教育硕士课程实践考核作业科目名称：化学学科基础与前言专题姓名：荀莹学号：14833004专业教学部：综合专业教学部专业：学科教学（化学）考核时间：2014-12沈阳师范大学教育硕士研究生院印制1化学学科基础与前沿专题课程小论文1-MCP在猕猴桃保鲜中的研究荀莹（沈阳师范大学教育硕士研究生院学科教学（化学专业）学号14833004）2014-12月摘要：1-MCP(1-甲基环丙烯)为近年来发现的一种新型乙烯受体抑制剂,它能不可逆地作用于乙烯受体,从而阻断与乙烯的正常结合,抑制其所诱导的与果实后熟相关的一系列生理生化反应。本文通过测定果实呼吸速率、乙烯释放量、果实硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量等性质综述了1-MCP对室温贮藏猕猴桃果实品质的影响以及不同浓度1-MCP处理对猕猴桃果实品质的影响。关键词：1-MCP猕猴桃果实品质引言猕猴桃是我国的一种特产果树资源,近年来许多国家竞相发展。猕猴桃果实为皮薄多汁的浆果,常温下极易软化腐烂,采后损失率极高,每年猕猴桃因贮运不当造成的腐烂损失达25%以上。因此,研究猕猴桃的采后生理生化变化具有重要的现实意义。美味猕猴桃是一种典型的呼吸跃变型果实,采后果实对乙烯极为敏感,用0.1μl/L的外源乙烯处理就可以促进果实的成熟软化[1]。因此,为了延长猕猴桃果实的贮藏保鲜寿命,尽可能地抑制其内源乙烯的合成或阻止乙烯发挥作用就显得十分必要。1-MCP(1-甲基环丙烯)为近年来发现的一种新型乙烯受体抑制剂,它能不可逆地作用于乙烯受体,从而阻断与乙烯的正常结合,抑制其所诱导的与果实后熟相关的一系列生理生化反应[2]。在国外,1-MCP作为花卉保鲜剂得到广泛应用［3-6］,而在果实、蔬菜上的研究应用才刚刚起步。据报道,1-MCP处理强烈抑制了采后西洋梨果实乙烯的生成〔7〕。本论文旨在综述不同浓度的1-MCP和处理时间对猕猴桃果实采后生理及保鲜效果的影响,为1-MCP在猕猴桃贮藏保鲜上的应用提供理论和实践依据。一、1-MCP处理对室温贮藏猕猴桃果实品质的影响猕猴桃是典型的呼吸跃变型果实,对乙烯十分敏感。设法减少内源乙烯的生成、降低环境的乙烯浓度和抑制乙烯的催熟作用,对猕猴桃果实的鲜贮具有实际意义。不同浓度的1-MCP对室温贮藏的猕猴桃果实乙烯释放量有一定影响，如西北农林科技大学生命科学学院樊秀彩张继澍［8］曾以美味猕猴桃-秦美.果实为2试材,研究1-MCP(1-甲基环丙烯)处理对果实乙烯释放量、硬度、维生素C含量及SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)活性变化的影响。结果表明,1-MCP处理能显著降低果实乙烯释放量,提高SOD、POD活性,抑制硬度下降,推迟软化。由图1可知,猕猴桃果实在刚采收后产生的乙烯甚微,随着贮期的延长,乙烯呈上升趋势,至采后第15天乙烯释放量达到高峰,为142.10μL.kg-1h-1。在贮藏后期,乙烯释放量呈下降趋势。与对照果相比,1-MCP处理果在贮藏过程中乙烯释放量一直维持较低水平,至24天才出现高峰,为20.01μL.kg-1h-1,是对照果的14%,之后呈缓慢下降趋势。这表明,1-MCP处理能强烈抑制乙烯合成,延缓高峰出现的时间,降低了峰值。猕猴桃在采后贮藏过程中的最显著变化是果实迅速软化。1-MCP处理可抑制果实软化,延缓可滴定酸含量的下降,增加可溶性固形物含量。如唐燕,杜光源,马书尚,张继澍［9］曾以-秦美.和-海沃德.猕猴桃为试材,研究了1-MCP在室温贮藏条件下对果实呼吸速率、乙烯释放速率、果实硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量及可溶性总蛋白组分的影响。结果表明1-MCP处理能延缓猕猴桃果实的衰老进程。两个猕猴桃品种相比,-海沃德.猕猴桃产生的乙烯远低于-秦美.猕猴桃,乙烯高峰出现也晚,果实的软化进程也较-秦美.猕猴桃慢。在室温贮藏条件下,随贮藏时间的延长,-秦美.猕猴桃和-海沃德.猕猴桃果实硬度和可滴定酸含量均呈下降趋势,可溶性固形物含量呈上升趋势。表明1-MCP处理均显著延缓了猕猴桃果实硬度和可滴定酸含量的降低(P0.05)。在室温贮藏条件下,-秦美.猕猴桃对照果实硬度从贮藏开始就呈直线下降趋势,贮藏2周后,硬度下降到1.0kg/cm2以下,已完全后熟。1-MCP处理猕猴桃果实硬度在贮藏第1周下降较慢,到第2周迅速下降到2.0kg/cm2以下,也近于完全成熟。-海沃德.猕猴桃果实硬度下降趋势与-秦美.猕猴桃有明显差异,其中对照猕猴桃果实在贮藏的第2周,果实硬度下降速率很慢,出现一个平台期;在贮藏的第3周,果实硬度迅速下降到4.0kg/cm2以下,以后又缓慢下降,到第6周时才下降到2.0kg/cm2以下。1-MCP虽然抑制了果实硬度下降,但抑制作用不如在-秦美.猕猴桃果实上明显。在室温贮藏条件下,随贮藏时间延长,对照和1-MCP处理-秦美.猕猴桃果实可溶性固形物含量在前2周迅速增加,之后增加较慢;对照和1-MCP处理-海沃德.猕猴桃果实可溶性固形物含量在前4周迅速增加,之后趋于稳定。3图11-MCP对猕猴桃果实乙烯释放量的影响二、不同浓度1-MCP处理对猕猴桃果实品质的影响1-MCP是环丙烯类甲基取代1位上的氢而成的小分子化合物，其分子结构均在一个平面，因为它的双键张力和化合能均高于乙烯，所以能优先与乙烯受体的未知金属发生不可逆的结合反应，从而抑制乙烯作用信号的传导和表达，使其不再具有催熟效应，推迟后熟衰老进程，达到保鲜的目的。乙烯受体与1-MCP结合后，其电子云的密度发生改变并将乙烯受体配体的结构重排，并且这种重排的方式不同于其跟乙烯结合后发生的重排，导致乙烯活性消失，且在短时期内乙烯不能结合其受体，使植物对乙烯的反应迟钝。但目前来说，这些推论都还没有得到证实。不同浓度1-MCP处理对猕猴桃果实的影响各不相同，经实验研究以确定其最适浓度。如夏源苑、饶景萍［10］曾以红阳猕猴桃、徐香猕猴桃、华优猕猴桃和金香猕猴桃四个猕猴桃品种为试验材料，研究了在常温下用0.00μl/L（CK）、0.25μl/L、0.50μl/L和0.75μl/L的1-MCP浓度处理16小时后，于2±1℃贮藏期及常温货架期间果实的保鲜品质。通过测定果实的呼吸速率、乙烯释放速率、果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、失重率和腐烂率，探讨了适宜于各品种的1-MCP使用剂量，为1-MCP在猕猴桃保鲜方面的应用提供理论和实践依据。并于第二年选用0.00μl/L（CK）、1.00μl/L、2.00μl/L和3.00μl/L的41-MCP对‘红阳’室温处理24小时，于0±1℃贮藏90天后进行常温后熟，测定货架期品质并调查好果率。表1不同浓度1-MCP处理后猕猴桃果实的冷害率第1天第5天第10天第15天第20天第25天1.00μL/L19.218.817.416.110.34.32.00μL/L19.218.717.214.58.43.43.00μL/L19.218.217.113.07.63.20.00μL/L19.28.95.64.84.53.0图2不同浓度的1-MCP处理猕猴桃果实对好果率的影响试验结果表明：(1)在低温贮藏条件下，1-MCP显著降低了贮藏期间各品种猕猴桃的呼吸强度，减小了乙烯释放速率，并推迟了‘华优’和‘金香’乙烯高峰的出现时间。降低了果实软化速度，但没有改变其下降的趋势，同样呈现明显的快速软化期和缓慢软化期。延缓了滴定酸含量的下降，处理间对可溶性固形物的影响没有明显的差异。同时1-MCP还降低了果实的失重率和腐烂率，延长了货架期。(2)不同品种的猕猴桃经0.75μl/L及其以下的1-MCP处理后能正常后熟，风味无较大改变。但不同浓度1-MCP对各品种猕猴桃的影响各不相同。综合各项指标评定，0.50μl/L‘红阳’和‘华优’适宜的1-MCP处理浓度，而0.25μl/L1-MCP对‘徐香’有较好的保鲜作用，‘金香’有利的处理浓度为0.75μl/L。5(3)‘红阳’果实软化对1-MCP浓度差异反应不敏感，但1μl/L及其以上的高浓度会加重冷害，且冷害程度与浓度成正比。陈金印等(2005)将‘金魁’分别用0.5μl/L、1.0μl/L和1.5μl/L的1-MCP在密闭条件下分别处理12小时和24小时，然后将果实置于(20±1)℃、湿度约90％的条件下贮藏。结果表明不同的处理对‘金魁’的保鲜效果存在明显差异。对照果实的硬度从第5天开始便迅速下降，到第14天就几乎完全软化；用0.5μl/L1-MCP处理的‘金魁’从第5天开始下降，而其它处理则是在第8天之后果实硬度才开始下降，且下降速度低于对照和低浓度处理。在保持‘金魁’硬度方面，1.5μl/L1-MCP处理12小时的效果最好，且高浓度需要短时间处理低浓度需要长时间处理，才能达到更好的效果。在室温条件下,1-MCP处理能显著抑制‘金魁’可溶性固形物的生成，但各处理对可溶性固形物的影响还与处理时间的长短有关。低浓度长时间处理有助于推迟‘金魁’呼吸高峰出现时间。同时，l-MCP处理对其乙烯的产生有明显的抑制作用，它不仅降低乙烯峰峰值还推迟了高峰出现时间。结果显示，高浓度短时间处理的乙烯峰出现时间最晚。在保持‘金魁’Vc含量，减少其贮藏过程中的损耗方面，1-MCP具有非常明显的效果，但各浓度处理间没有显著性差异，这与1-MCP作为自由基清除剂有没有直接的关联还有待进一步研究。猕猴桃果实软化进程开始后淀粉酶便发挥作用，高浓度1-MCP对延缓‘金魁’果胶酶活性高峰的时间具有明显的效果。贮藏初期对照果的CAT、SOD活性较高，高峰到来较早，而处理果高峰却相对较晚，且峰值与浓度呈正比。这说明1-MCP能使CAT和SOD更有效地发挥作用，延缓果实的成熟衰老。赵迎丽等(2005)以‘秦美’为试验材料，在20±0.5℃恒温下，分别用0、0．25μl/L、0.50μl/L、0.75μl/L1-MCP处理‘秦美’果实。对照的乙烯峰出现在第25天，而处理果实的乙烯峰都明显推迟，尤其是0.25μl/L和0.75μl/L处理没有出现明显的乙烯峰，说明乙烯的生成被适宜浓度的1-MCP有效地抑制。研究结果显示，猕猴桃果实4乙烯跃变峰出现在硬度快速下降期之后。20℃贮温下，‘秦美’对照的硬度下降迅速，经1-MCP处理的果实软化速度明显减慢，硬度在不同时间均高于对照，但各处理间并没有显著性差异(P0.05)，说明该范围内的浓度对硬度的作用效果差异不明显。贮藏期间，1-MCP对‘秦美’果实可溶性固形物含量的影响并不明显，处理与对照间均没有显著性差异(P0.05)，其可溶性固形物一直呈上升趋势，且前期上升较快到后期趋于稳定。20℃的贮藏条件下，‘秦美’对照果实在30天之内全部软腐，而1-MCP处理则有相对较高的好果率，软腐数量均低于对照，其中0.75μl／L处理在第30天时好果率仍保持57.4％。说明1-MCP能够适当减弱‘秦美’在高温下贮藏环境对其产生的各种不利影响，降低依赖低温的程度。6三、1-MCP在猕猴桃保鲜中的研究现状及应用前景1-MCP的有效使用浓度因果蔬品种不同差别非常大,同时也受处理温度和处理时间等多方面因素的影响。许多研究表明,1-MCP应用的温度应该是在20-25之间,低温下虽然也可应用,但要考虑处理浓度、时间和温度之间的关系,并且对某一些果蔬品种,低温下的应用没有效果;并认为在低温下,1-MCP与乙烯结合位点的亲和力会下降。猕猴桃的保鲜效果一般是通过硬度来体现。通过对不同浓度1-MCP处理对猕猴桃好果率、果实硬度、可溶性固形物含量、呼吸强度、乙烯释放量和过氧化物酶活性的影响的研究，可得出：1.00μl/L1-MCP处理的保硬效果最好，其次是0.1μl/L1-MCP、10.00μl/L1-MCP和100.00μl/L。综合好果率和经济因素考虑，一般认为1-MCP在“秦美”猕猴桃贮藏保鲜中临界使用浓度范围为0.10～10.00μl/L1-MCP，1.00μl/L1-MCP处理的保鲜效果最好。1-MCP在延缓猕猴桃果实呼吸速率和降低乙烯释放速率的同时,还抑制果实硬度、可滴定酸含量的降低和可溶性固形物含量的增加,表明果实硬度下