1-MCP和NO处理对黄金梨主要贮藏品质指标及脂肪酸代谢酶活性的影响_

中国农业科学2010,43(14):ScientiaAgriculturaSinica收稿日期：2010-01-21；接受日期：2010-06-04基金项目：国家“863”计划重点项目（2006AA100108）、山东省农业良种工程项目作者简介：田长平，硕士研究生。E-mail：[e-mail]。通信作者陈学森，教授，博士。Tel：[phone]；E-mail:[e-mail]1-MCP和NO处理对黄金梨主要贮藏品质指标及脂肪酸代谢酶活性的影响田长平，王延玲，刘遵春，王传增，孙家正，王娜，陈学森（山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018）摘要：【目的】研究1-MCP和NO熏蒸处理对采后黄金梨低温贮藏期间主要贮藏品质指标及香气合成中脂肪酸代谢途径关键酶活性的影响，探讨1-MCP和NO对黄金梨香气代谢的作用机理，为1-MCP和NO应用于黄金梨贮藏保鲜提供理论依据。【方法】商熟期黄金梨分别用1µL·L-1的1-MCP持续熏蒸18h和10µL·L-1的NO持续熏蒸2h，研究低温贮藏期间（4℃）果实硬度、乙烯释放量、香气成分含量以及脂肪酸代谢途径关键酶脂氧合酶（LOX）、氢过氧化物裂解酶（HPL）、醇脱氢酶（ADH）、酰基转移酶（AAT）活性的变化。【结果】1-MCP和NO熏蒸处理均可有效抑制黄金梨贮藏期间果实硬度下降和乙烯释放，同时有效抑制了醛类、醇类总量的下降以及酯类总量的增加，但各香气成分受1-MCP和NO的影响存在一定差异；1-MCP和NO处理后脂肪酸代谢途径关键酶LOX、HPL、ADH和AAT活性均明显下降。【结论】1µL·L-1的1-MCP和10µL·L-1的NO分别熏蒸18h和2h处理对黄金梨具有较好的保鲜效果，能维持较好的贮藏品质，10µL·L-1的NO熏蒸2h处理的保鲜效果优于1µL·L-1的1-MCP熏蒸18h处理。关键词：黄金梨；1-MCP；NO；香气成分Effectof1-MethylcyclopropeneandNitricOxideonMainFruitQualityof‘Whangkeumbae’PearandRelatedEnzymesofFattyAcidMetabolismDuringStorageTIANChang-ping,WANGYan-ling,LIUZun-chun,WANGChuan-zeng,SUNJia-zheng,WANGNa,CHENXue-sen(CollegeofHorticultureScienceandEngineering/StateKeyLaboratoryofCropBiology,ShandongAgriculturalUniversity,Taian271018,Shandong)Abstract:【Objective】Effectsof1-methylcyclopropeneandnitricoxidetreatmentsonmainfruitqualityof‘Whangkeumbae’pearandrelatedenzymesoffattyacidmetabolismduringlowtemperaturestoragewereinvestigated.Theactionmechanismsofaromawereexploredsoastoprovideatheoreticalbasisforfresh-keepingof‘Whangkeumbae’pearduringstorage.【Method】‘Whangkeumbae’pearfruitsatthecommercialripestagewerefumigatedwithconcentrationsof1-methylcyclopropene(1µL·L-1)for18hoursandnitricoxidegas(10µL·L-1)for2hours,respectively.Changesoffirmness,ethyleneproduction,aromacompoundscontents,andtheactivitiesoflipoxygenase(LOX),hydroperoxidelyase(HPL),alcoholdehydrogenase(ADH)andalcoholacyltransferase(AAT)wereinvestigated.【Result】Theresultsdemonstratedthattheevolutionofethylenewasobviouslyreduced,thereductionoffirmness,totalalcoholsandtotalaldehydeswereobviouslydelayed,theincreaseoftotalesterswasdelayedby1µl·L-11-methylcyclopropeneand10µl·L-1nitricoxidetreatments,butaromacomponentshadsomedifferencesbetween1-methylcyclopropeneandnitricoxidetreatments.TheactivitiesofLOX,HPL,ADHandAATwerealsoinhibitedsignificantly.【Conclusion】Thetreatmentsof1-methylcyclopropene(1µL·L-1)for18hoursandnitricoxidegas(10µL·L-1)for2hours,respectively,canmaintainhigherstoragequalityofthe‘Whangkeumbae’pearfruits,andtheeffectofnitricoxide(10µL·L-1)for2中国农业科学43卷hoursisbetterthan1-methylcyclopropene(1µL·L-1)for18hourstreatment.Keywords:PyruspyrifoliaNakaicv.Whangkeumbae;1-methylcyclopropene;nitricoxide;aromacomponents0引言【研究意义】黄金梨（PyruspyrifoliaNakaicv.Whangkeumbae）属砂梨系统，果实为金黄色，果点小而稀，果肉细嫩而多汁，风味甜，具有香气、风味独特、品质极佳且具有很高的营养价值，属梨中珍品。但黄金梨不耐贮藏，果实采后常温10d开始软化和腐烂，极大影响了其商品和经济价值[1]。香气成分的综合效果能客观反映不同水果的风味特点[2]和果实成熟程度[3]，是评价果实风味品质的重要指标，也是水果特性中与健康和营养最密切的品质之一。因此，探讨黄金梨贮藏期间香气物质积累与乙烯释放抑制剂、代谢途径中相关酶之间的关系，揭示黄金梨果实香气形成和调控机理，对于长期保存黄金梨的风味品质，提高黄金梨的经济价值具有重要意义。【前人研究进展】目前，对采后不同贮藏时期果实香气成分变化以及乙烯释放抑制剂对果实香气合成的影响已有较多报道。徐怀德等[4]研究表明，贮藏期间木瓜香气成分总体呈现出醇类、酮类、醛类相对含量下降，而酯类、烯烃及萜烯类上升趋势。Chen等[5]研究表明，鸭梨贮藏4个月期间主要的酯类物质也呈上升趋势。一些学者研究了l-MCP和茉莉酸甲酯对苹果[6]、香蕉[7]和西洋梨[8]等果实香气成分的影响，Susan等[9]使用不同浓度的1-MCP处理苹果果实发现，1µL·g-1的1-MCP能较好地抑制乙烯的生成，使总香气成分中醛类和醇类保持较高水平，而酯类含量较少。Defilippi等[10]研究表明，1-MCP处理可抑制采后苹果酰基转移酶（AAT）活性，但对醇脱氢酶（ADH）活性影响不大。NO延迟果实成熟衰老主要是通过调控ACC合成酶（ACS）和ACC氧化酶（ACO）的活性，从而有效抑制内源乙烯的生物合成[11-14]。但有关NO对果实香气合成代谢的影响尚未见报道。【本研究切入点】尽管一些学者对果实发育和贮藏期间香气物质积累与香气合成前体、乙烯释放抑制剂和代谢途径中相关酶之间的关系予以较多研究，但果实香气合成与调控至今仍有很多问题尚未解决，迄今尚未见1-MCP和NO对黄金梨贮藏期间果实香气代谢影响的报道。因此，本试验以黄金梨为材料，研究1-MCP和NO对黄金梨贮藏期间香气物质及相关酶活性的影响。【拟解决的关键问题】通过以上研究，旨在为探讨黄金梨贮藏期间果实香气成分变化及其代谢机理提供基本资料，并为1-MCP和NO在黄金梨贮藏保鲜中的应用提供理论依据。1材料与方法1.1材料及处理试验于2008—2009年在山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行，供试品种为黄金梨（PyruspyrifoliaNakaicv.Whangkeumbae），采自威海坤园优质果品基地，基地立地条件一致，正常管理。果实采后立即运回实验室，挑选大小均匀、达到商品成熟状态（此时果实硬度为8.5—8.8kg·cm-2）、无机械损伤和无病虫害的果实进行如下处理。处理Ⅰ：对照处理，采用清水清洗干净表面，然后通风吹干。处理Ⅱ：1-MCP（1-甲基环丙烯）熏蒸处理。1-MCP（0.14%SmartfreshTM）由罗门哈斯中国公司提供。将黄金梨小心放置于可密封容器内，将540mg0.14%的SmartfreshTM粉末溶解于25mL温水中，使容器中的1-MCP浓度为1µL·L-1，持续熏蒸18h后取出。处理Ⅲ：NO熏蒸处理。纯NO标准气体由山东农业大学化学实验室提供，用氮气稀释。将黄金梨小心放置于可密封容器内，先通入N2以充分排除容器内的氧气，然后通入NO气体，使NO浓度为10µL·L-1，持续熏蒸2h后取出。处理Ⅱ和处理Ⅲ药剂处理浓度与处理时间的选择是根据本课题组预试验得出的最佳处理方案。以上3种处理均设3次重复，每重复黄金梨15kg。处理后的果实放于聚乙烯薄膜袋（大小为40cm×30cm×25cm；厚度为0.025mm），上面有5个2cm直径的小孔，于冷库温度为4℃、袋中的湿度90%—95%条件下贮藏。每袋果实质量约为2.5kg。贮藏期间每隔30d定期取样测定有关指标。1.2方法1.2.1果实硬度测定果实硬度采用GY-3型果实硬度计测定，随机选取5个果实，于果实最大横径处，削去果皮面积约1cm2，硬度计探针垂直指向削开平面并施加压力至刻线处，在硬度计圆盘上读出指针所指数值，单果重复10次。1.2.2果实乙烯释放量、香气成分测定果实乙烯释放量的测定参照刘孟臣等[15]的方法，略作修改：取6中国农业科学43卷个果实（质量约为2kg），25℃条件下密封2h后抽取气体测定乙烯含量，结果以µL·kg-1FW·h-1表示。乙烯测定采用GC-9A型气相色谱仪（日本岛津），色谱条件：固定相GDX-502，载气N2流速40mL·min-1，FID检测器，分离柱温度70℃，气化室和检测器温度120℃。气体样品进样1mL，重复3次，结果取平均值。香气成分测定及定量分析按照田长平等[16]的方法。重复3次，结果取平均值。1.2.3脂氧合酶（LOX）、氢过氧化物裂解酶（HPL）、醇脱氢酶（ADH）、酰基转移酶（AAT）活性测定脂氧合酶活性测定参照陈昆松等[17]的方法，略作修改：取3.0g果肉组织，液氮充分研磨呈粉末状，加入8mL经4℃预冷的50mmol·L-1磷酸缓冲液（pH7.0），充分混匀、浸提，15000r/min（4℃）离心15min，上清液用于LOX活性测定。3mL反应体系中含有25uL反应底物——亚油酸钠母液，2.775mL100mmol·L-1醋酸缓冲液（pH5.5），粗酶液0.2mL，反应温度30℃，于234nm下测定LOX活性。加入粗酶液后15s开始计时，记录1min内OD值变化，酶活性以△OD234mU·mg-1protein表示。氢过氧化物裂解酶活性测