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1-MCP对果实的影响


1.1-MCP性质与机理

1-MCP是一种环丙烯类化合物。在常温下以气体状态存在,无异味,沸点约为10℃。在液体状态下不太稳定。

当植物器官进入成熟期,一种促进成熟的激素—乙烯就会逐步而大量产生,并与细胞内部的相关受体结合,激活一系列与成熟有关的生理生化反应,加快植物器官的衰老和死亡。与乙烯分子结构相似的1-MCP亦可以与这些受体结合,但不会引起成熟的生化反应,因此,在植物内源乙烯产生之前,使用1-MCP,它就会抢先与相关受体结合,封阻了乙烯与其结合和随后产生的负面影响,延迟了成熟过程,达到保鲜效果。

1.影响1-MCP效应的因素

①处理浓度:研究表明,处理浓度为25nL/L1000μL/L。1-MCP抑制乙烯效应所需浓度与处理时间有关。一般情况下,1-MCP处理时间愈长,所需浓度愈低;反之,处理时间愈短,则所需浓度愈高。②处理温度:处理温度在20~25℃。有研究报道,处理效果与温度有关,一般情况下,在一定的温度范围内,随温度的升高,抑制效果增强。有些研究者认为,在低温条件下,1-MCP与受体结合减少。有些研究者认为,高温条件下1-MCP可能会更好地接近乙烯结合位点并其结合。此外,低温可能导致1-MCP气体渗入植物组织的能力下降或受体结合能力下降。③处理时间:大多数研究表明,处理时间在12~24小时。④1-MCP作用的持久性:在植物组织内,1-MCP分子与乙烯受体不可逆结合。有些研究者用氚标记1-MCP观测1-MCP与乙烯结合程度的结果表明,这一化合物与乙烯受体结合具有持久性;果实的不同发育阶段对1-MCP的效应存在差异。如粉红期的番茄果实用0.4~0.9nmol/L1-MCP处理仅轻微抑制果实的成熟,而开始转色期果实的颜色变化和乙烯的产生明显受1-MCP抑制。不过,香蕉中的乙烯自动催化合成一经启动后,1-MCP便失去对果实后熟的抑制作用,也就是说果实乙烯自动催化合成一经启动,1-MCP便失去抑制效果。⑤处理次数:苹果在0℃条件下贮藏时,1-MCP的处理次数对果实软化影响变化不大。而随着温度的提高,1-MCP的处理次数对果实软化影响变化较大。在5℃条件时1周用1-MCP处理1次,其果实的软化速度最慢。随着温度的提高,增加1-MCP的处理次数可以增加其效应。

3.1-MCP使用方法

1-MCP粉剂称为EthyBloe(乙烯封阻剂),片剂称为安喜培,1-MCP气体被吸收固定在载体中。在使用时,只需根据所处理园艺产品种类和密闭容器的体积,把一定量的制剂溶解于缓冲液或水中,1-MCP气体就会立即释放出来,此时应立即封闭该容器,并防止内部的1-MCP气体泄漏。1-MCP通常在13~24℃之间至少熏蒸4小时方可有效。如贮藏温度低于13℃其使用浓度及熏蒸时间要酌情增加。1-MCP一般可用于园艺产品采前、采后、装箱运输前或出售前,在温室、冷库、集装箱和包装箱中均可处理。1-MCP可以对同一园艺产品重复使用,以延长其效果。某一种新园艺产品在应用时必须对使用浓度、熏蒸时间、处理时的温度和园艺产品的成熟度或发育期等逐步进行调查实验后才能应用。

4.1-MCP对香蕉、梨和苹果的影响

4.1 1-MCP处理对延缓香蕉果实后熟过程中硬度的下降具有明显的作用。在成熟的第一阶段(青硬阶段)处理,贮藏5天和13天后,用100nL/L和300nL/L浓度的1-MCP处理显著地延缓了果实硬度的下降,而10nL/L和30nL/L的效果不明显。在成熟的第二阶段以后处理,100nL/L和300nL/L 1-MCP处理可较为有效地保持果实的硬度。在香蕉不同成熟阶段用1-MCP处理,对香蕉果皮颜色的变化影响较大,并且不同浓度1-MCP之间也有差异。在成熟的第一阶段,10nL/L和30nL/L的1-MCP处理的果实颜色变化与对照无显著差异,而较高浓度(100nL/L和300nL/L)明显延缓果皮颜色的变化。但是在成熟的第二阶段以后,各浓度处理对颜色的影响与对照无显著差异,变化趋于一致,1-MCP对香蕉果实后熟过程中呼吸强度的影响,在成熟的第一阶段用不同浓度的1-MCP处理,10nL/L与对照相同5天果实达到呼吸高峰,而30 nL/L处理果实贮藏10天后达到呼吸高峰,100nL/L和300nL/L处理果实贮藏23天后达到呼吸高峰,而且呼吸高峰值较低。但在第二阶段以后,各浓度处理果实的呼吸高峰出现的阶段与对照相同。香蕉催熟处理后,不同浓度1-MCP处理对催熟效果的影响差异很大。当果实催熟后,在成熟第一阶段用1-MCP,即使是很低的浓度(10nL/L或30nL/L)也有一定的效果,而100L/L和300L/L 1-MCP处理则显著地延缓香蕉果实的成熟度,贮藏13天时才开始转黄。但是在成熟第二阶段以后(果实稍微变软)用1-MCP处理,贮藏4天左右果实即基本转黄变软。

据吴振先等研究表明,香蕉的生理状态和1-MCP的使用浓度与处理效果紧密相关。

4.2 1-MCP对苹果的影响

在采收时果实硬度为71-73N.在20℃条件下贮藏7~14天后,用1-MCP处理过的苹果硬度比没经过处理的苹果硬度要高。随着贮藏温度的提高,没经1-MCP处理的果实硬度下降很快。在0℃经过105天硬度下降到53.4N,而在20℃只需经过18天就下降到53.4N。a-合金欢烯及其氧化物共轭三烯以及6-甲基-5庚烯-2-酮(MHO)与虎皮病的发生有直接的关系,苹果虎皮病是影响苹果不耐贮藏的主要原因之一。用浓度≥100nL/L的1-MCP处理后,a-合金欢烯及其氧化物共轭三烯降低60%-98%,1-MCP处理可以使‘Mcintosh’和‘Delicious’苹果的a-合金欢烯的积累分别受到64%和97%的抑制,虎皮病分别降低30%和90%,二苯胺(DPA)是一种商业性的抗虎皮病的化学物质,能降低乙烯的生成(Lurie et dl,1989;Du和Bramlage,1994)。另一种乙烯抑制剂重氮环戊二烯(DACP)能延缓果实的成熟和降低‘Granny smith’苹果虎皮病(Gong 和Tian,1998)。 由此可以看出,在苹果长期贮藏中乙烯的作用。Fan等(1999)。Repasinghe等(2000)和Walkins等(2000)发现1-MCP能降低苹果中与乙烯有关的反应。Fan等的研究表明,在苹果采后用1-MCP处理在24℃下可以阻止成熟。苹果的品质如硬度和可滴定酸含量在短期不用冷藏也能保持不变。1-MCP的应用能降低对冷藏的依赖性。Walkins等(2000)研究表明,使用1-MCP能使一些苹果品种的硬度在几个月内与气调贮藏的效果相似。在气调贮藏过程中经1-MCP处理的苹果比没经1-MCP处理的硬度高50%。

据孙希生等人的研究表明,1-MCP基本或完全消除了虎皮病的发生,推迟或减少了a-合金欢烯、共轭三烯及MHO的积累。另外,1-MCP显著地减少了苹果贮藏过程中水心病和果皮反糖现象的发生,但对苹果采后苦痘病的防治没用任何效果。

Fan et al.(1999a)研究证明,1-MCP抑制了5种苹果乙烯的生成、呼吸、软化和可滴定酸的损失。也有研究证明,Anna苹果采后立即经1.0nL/L的1-MCP在20℃条件下处理4小时能延缓成熟,延长货架寿命和保持好的品质。大量研究证明,1-MCP能提高苹果的贮藏性。

1-MCP处理对苹果的成熟参数,如淀粉的降解,糖的积累以及可滴定酸含量的影响没有对硬度的影响大。1-MCP处理的不足之处在于对腐烂无显著的抑制作用,还会降低总的挥发性物质,对香气的形成不利。

总之,1-MCP作为延长苹果采后贮藏期的保鲜剂具有很大开发潜力。

4.3 1-MCP对梨的影响

据李正国等的研究表明,乙烯受体基因ETR1受低温处理后升温处理和丙烯的调节。西洋梨采收时以及经20℃贮藏100天后,均检测不到乙烯的释放。0℃贮藏100天后,则检测到乙烯生成量为50.4nL/gs;当用0℃贮藏的果实经20℃升温4天后,乙烯生成量迅速提高,达420 nL/gs。西洋梨在0℃下冷藏130天或160天后,用1-MCP处理,再升温,乙烯的生成明显受到抑制。西洋梨经1-MCP处理后于0℃贮藏100天的果实,20℃升温4天后,未能检测到乙烯的生成,也不能正常成熟。这说明1-MCP强烈抑制了果实的乙烯生成。

据孙希生等人的研究表明,1-MCP可以明显地延缓砀山酥梨的后熟和衰老,能较好的保持果实在贮藏过程中的外观质量和风味。另外,据研究鳄梨经270nL/L 1-MCP处理12小时,在24℃贮藏,7天之后才开始成熟,而未经1-MCP处理的,4天后就开始成熟。鳄梨经1-MCP处理,可以延缓果皮和果肉颜色的变化,保持较高的硬度,降低果实的腐烂率,延缓成熟过程,提高货架寿命。

5. 结 论

近年来,1-MCP是国内外的一个研究点,它与硫代硫酸银(STS)、氨基乙氧基甘氨酸(AVG)、MVG、和AOA等传统的乙烯抑制剂相比,具有无毒、低量、高效等优点,它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,是目前应用效果最好的乙烯受体抑制剂。因此,在果实贮藏保鲜过程中具有广阔的应用前景。

摘自2003年《保鲜与加工》第5期