采后O3處理對采前CPPU處理獼猴桃果實乙烯代謝的影響

蘇苗，羅安偉，李琳，李圓圓，白俊青，李銳，方沂蒙，宋俊奇，藺志穎，劉占德

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采后O3處理對采前CPPU處理獼猴桃果實乙烯代謝的影響

蘇苗1，羅安偉1，李琳1，李圓圓1，白俊青1，李銳1，方沂蒙1，宋俊奇1，藺志穎1，劉占德2

（1西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西楊凌 712100；2西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100）

【目的】探究臭氧（ozone，O3）是否能有效減輕膨大劑（N-2-氯-4-吡啶基苯-N’-苯基脲，CPPU）對獼猴桃?guī)淼呢撁嬗绊?，為市場上使用CPPU獼猴桃的貯藏提供信息?！痉椒ā恳圆汕笆⒒ㄆ?8d使用20 mg·L-1CPPU處理和對照用清水蘸果處理的秦美獼猴桃為試驗材料，研究不同濃度的O3處理（0、10、40、70 mg·m-3）對貯藏期間獼猴桃果實乙烯代謝過程中的蛋氨酸（methionine，Met）、S-腺苷蛋氨酸（S-adenosyl methionine，SAM）、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC）含量及其相關(guān)代謝酶1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合成酶（ACC synthase，ACS）和1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化酶（ACC oxidase，ACO）活性的影響?！窘Y(jié)果】CK組（未使用CPPU也未使用O3處理的為CPPU對照組CK）在貯藏過程中Met、SAM含量以及SAM合成酶、ACS、ACO活性的下降速率均低于CK1組（使用CPPU但未使用O3處理的為臭氧處理對照組CK1）；貯藏60 d時，CK1和各O3處理（10、40、70 mg·m-3）的Met含量分別為1.36、2.62、4.41和2.60 mg·(100 g)-1，O3處理顯著高于CK1（＜0.05）；CK1和40 mg·m-3O3處理的SAM含量分別為15.48 mg·(100 g)-1和20.73 mg·(100 g)-1，具有顯著性差異（＜0.05），而CK1和10 mg·m-3O3處理組、70 mg·m-3O3處理組無顯著性差異（＞0.05）；CK1和各O3處理（10、40、70 mg·m-3）的ACC含量分別為0.068、0.059、0.038和0.055 nmol·g-1，40、70 mg·m-3O3處理與CK1具有顯著性差異（＜0.05）；CK1和各O3處理（10、40、70 mg·m-3）的ACS活性分別為0.084、0.069、0.054和0.080 nmol·(g·h)-1；ACO活性的峰值分別為0.062、0.046、0.029和0.051 nmol·(g·h)-1，O3處理和CK1之間存在顯著性差異（＜0.05）；CK1和各O3處理（10、40、70 mg·m-3）的乙烯的峰值分別為18.42、15.99、9.86、11.69 μL·kg-1·h-1；呼吸高峰分別是18.77、16.15、12.24、15.48 mg·kg-1·h-1?！窘Y(jié)論】CPPU增加了獼猴桃乙烯釋放量，加速了果實軟化，對獼猴桃貯藏帶來負面影響，O3處理能有效抑制獼猴桃的乙烯代謝，延緩果實軟化，因此O3處理能有效減緩因使用CPPU而導(dǎo)致的獼猴桃后熟軟化進程。

臭氧；膨大劑；獼猴桃；乙烯代謝；呼吸速率

0 引言

【研究意義】獼猴桃果實耐貯性及其貯藏品質(zhì)都與采后生理變化密切相關(guān)，特別是采后果實的乙烯代謝和呼吸作用。這是由于乙烯促進了果實的成熟、衰老，而呼吸作用則為果實采后正常生理代謝提供了能量及中間產(chǎn)物[1]。乙烯是植物體內(nèi)的重要激素，參與植物生長發(fā)育和衰老的整個過程，包括果實的后熟軟化[2]。在植物體內(nèi)乙烯的合成途徑為蛋氨酸（Met）→S-腺苷蛋氨酸（SAM）→1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）→乙烯，SAM合成酶催化蛋氨酸合成SAM，ACC合成酶（ACS）催化SAM生成ACC，ACC在ACC氧化酶（ACO）作用下最終生成乙烯[3]。獼猴桃屬于典型的呼吸躍變型果實，對乙烯極為敏感，采后極易軟化；如何抑制乙烯合成、降低果實呼吸速率是獼猴桃貯藏保鮮的核心所在。膨大劑俗稱“膨大素”、“大果靈”，化學(xué)名稱為細胞激動素。常用膨大劑的有效成分為氯吡脲（CPPU），可以促進細胞分裂、分化、擴大和細胞形成[4]，從而具有促進果實膨大的作用。膨大劑被廣泛應(yīng)用于柿子、甜瓜、苦瓜、獼猴桃、葡萄、番茄、蘋果、梨、西瓜等果蔬中[5]。獼猴桃生產(chǎn)中為了增加單果重和畝產(chǎn)量，在幼果膨大期普遍使用較高濃度CPPU處理，但這會顯著增加采后果實的呼吸速率和乙烯釋放量，加快果實后熟和軟化，縮短貯藏時間，為獼猴桃采后貯藏保鮮帶來了極大地負面效應(yīng)。O3在殺菌、消毒過程中只產(chǎn)生無毒無害的氧化物，并最終被還原為氧氣，不存在二次污染，2001年被美國FDA列為可直接和食品接觸的添加劑。O3因具有殺菌、抑制和消除乙烯、減緩果實的呼吸作用而在果蔬貯藏保鮮中逐漸得到應(yīng)用[6]；O3還能調(diào)節(jié)果蔬新陳代謝，延長果實的貯藏期，減少果實軟化速度，抑制菌絲的生長等[7-10]。【前人研究進展】何靖柳等[11]對紅陽獼猴桃進行不同保鮮處理，研究其貯藏期生理及品質(zhì)變化的影響，結(jié)果表明，O3處理后貯藏至120 d的獼猴桃，其呼吸強度、硬度、腐爛率、可溶性固形物等指標均優(yōu)于其他處理。李子龍等[12]對獼猴桃進行臭氧處理，探究臭氧對其酶活性的影響，試驗結(jié)果表明O3濃度為6 g·L-1可以抑制獼猴桃果汁PPO酶的活性，可以防止褐變。HAN等[13]對桑果進行O3處理，發(fā)現(xiàn)臭氧能有效降低其呼吸速率和乙烯釋放量和多酚氧化酶。【本研究切入點】雖然已經(jīng)有較多的獼猴桃貯藏的研究報道，但是并未見O3處理對獼猴桃乙烯代謝途徑的相關(guān)研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文以生長期使用CPPU的獼猴桃為試材，探究O3處理能否有效減輕因使用20 mg·L-1CPPU對獼猴桃果實乙烯代謝帶來的負面影響，為O3保鮮技術(shù)及其在獼猴桃貯藏保鮮上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃秦美品種采自陜西省楊凌示范區(qū)（管理良好的果園）。在獼猴桃盛花期后28 d，用20 mg·L-1CPPU進行蘸果處理，對照用清水蘸果處理（CPPU對照組CK）；當果實生長至可溶性固形物含量達到6.0%—6.5%時采收。剔除有機械損傷、病斑及畸形果實，預(yù)冷24 h后入庫。

氯吡脲（CPPU），四川省蘭月科技有限公司；HgCl2，山東西亞化學(xué)股份有限公司；NaClO，廣州華大化學(xué)試劑有限公司；PVP，上海藍季科技發(fā)展有限公司；NaHCO3，廣東光華科技股份有限公司；FeSO4，西隴化工股份有限公司；ACC、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、二硫蘇糖醇（DTT）、SAM、Tris、抗壞血酸鈉、蛋氨酸均為北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-14C氣相色譜，日本島津；LC-20A高效液相色譜，日本島津；HC-3018R高速冷凍離心機，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；有毒有害氣體檢測報警儀，深圳市瑞凱雷科技有限公司；O3發(fā)生器，青島欣美凈化設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 處理分組 將預(yù)冷后的獼猴桃裝于網(wǎng)眼塑料筐中，分別放置于4個小型試驗冷庫中（每個冷庫容積23 m3），每庫20箱，每箱15 kg，庫內(nèi)溫度（0±1）℃，RH 90%—95%。對使用20 mg·L-1CPPU處理的獼猴桃進行O3處理，將額定產(chǎn)量為20 g·h-1的O3發(fā)生器產(chǎn)生的O3通入冷庫中，使3個冷庫濃度分別達到10、40、70 mg·m-3（分別為O3處理1、處理2、處理3，記為T1、T2、T3；用O3檢測儀對O3濃度進行檢測）；未使用CPPU也未使用O3的為CPPU對照組CK，使用CPPU但未使用O3處理的為臭氧處理對照組CK1；每15 d 處理1次，每次處理2 h；隨機取樣，乙烯含量和呼吸強度每15 d測定1次，Met、SAM、ACC、MACC含量以及SAM合成酶（SAMS）、ACS、ACO活性30 d測定1次，試驗設(shè)3次重復(fù)。

1.3.2 測定指標

（1）蛋氨酸含量的測定參照Kühnreich等[14]的方法略有改動。

稱取6.0 g獼猴桃研磨，于12 000×離心15 min，將上清液定容到10 mL容量瓶中，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進行HPLC檢測。

高效液相色譜條件：采用C18柱，流動相為V（12.5 mmol·L-1磷酸）﹕V（乙腈）=97﹕3，柱溫30℃，流速1 mL·min-1，檢測波長210 nm，進樣量10 μL。

（2）SAM含量的測定參照楊宇輝[15]略有改動。

稱取2.0 g獼猴桃研磨，于10 000×離心15 min，

將上清液倒掉，在殘渣中加入2.0 mL 1.5 mol·L-1的HClO4，常溫下震蕩90 min，于4℃過夜，12 000×離心10 min，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進行HPLC檢測。

高效液相色譜條件：采用C18柱，流動相為V（0.01 mmol·L-1甲酸銨）﹕V（甲醇）=97﹕3，柱溫30℃，流速1 mL·min-1，檢測波長254 nm，進樣量10 μL。

（3）ACC含量的測定參考曹建康等[16]的方法。

稱取5.0 g獼猴桃研磨，轉(zhuǎn)入試管中并加入10 mL 95%乙醇溶液，煮沸浸提20 min，冷卻后于10 000×離心15 min，收集上清液，再向殘渣中加入10 mL 80%乙醇，于70℃浸提30 min，離心收集上清液，合并兩次上清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀浸提蒸發(fā)至干，向蒸發(fā)殘留物中加入2.0 mL蒸餾水振蕩溶解，即為ACC制備液。

取1.0 mL ACC制備液，置于容積為20 mL的樣品瓶中，加入40 μL 25mmol·L-1HgCl2溶液，用橡膠塞密封樣品瓶，冰浴10 min使溫度平衡。再通過注射器加入0.2 mL經(jīng)冰浴預(yù)冷的5% NaClO-飽和NaOH混合液（NaClO﹕NaOH=2﹕1，體積比）迅速振蕩5 s后，放回冰浴平衡5 min，頂空取1 mL氣體，用氣相色譜法測定乙烯生成量。

（4）1-(丙二酰氨基)環(huán)丙烷-1-羧酸（MACC）含量的測定。

取1.0 mL ACC制備液，加入0.2 mL 12 mol·L-1鹽酸，于沸水浴中加熱3 h。冷卻后加入1.2 mL 2 mol·L-1NaOH溶液中和，然后按照測定ACC的方法測定，即得總的ACC含量，MACC含量為總的ACC含量減去游離ACC含量。

（5）SAM合成酶活性的測定參照姚高峰等[17]方法略有改動。

稱取10 g獼猴桃研磨，于12 000×離心15 min，將上清液倒掉，在殘渣中加入10 mL Tris-HCl緩沖液，按冰浴30 s震蕩1 min交替進行8次，于12 000×離心10 min，即為酶液。在室溫下反應(yīng)1 h，加入1.5 mL 20% HClO4，4℃放置0.5 h以上終止反應(yīng)，12 000×離心10 min，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進行HPLC檢測。

高效液相色譜條件：采用C18柱，流動相為V （0.01 mmol·L-1甲酸銨）﹕V（甲醇）=97﹕3，柱溫30℃，流速l mL·min-1，檢測波長254 nm，進樣量20 μL。

（6）ACS活性的測定。

取5 g獼猴桃加入5.0 mL含有1 mmol·L-1EDTA、1 mmol·L-1PMSF、4 mmol·L-1DTT、3% PVPP和10 μmol·L-1磷酸吡哆醛的提取緩沖液進行研磨，于12 000×離心30 min，上清液即為酶提取液。

將1 mL酶提取液和1.5 mL反應(yīng)緩沖液加入到20 mL樣品瓶中，用橡皮塞密封樣品瓶后，在30℃水浴中保溫1 h。然后注射加入0.1 mL 25 mmol·L-1HgCl2溶液以終止反應(yīng)，并置于冰浴10 min平衡溫度，再用注射器加入0.2 mL經(jīng)冰浴預(yù)冷的5% NaClO-飽和NaOH混合液（NaClO﹕NaOH=2﹕1，體積比）迅速震蕩5 s后，放回冰浴平衡5 min，頂空取1 mL氣體測定乙烯釋放量。

（7）ACO活性的測定。

稱取5 g獼猴桃，加入5.0 mL含有10%甘油、5% PVP、5.0 mmol·L-1DTT、30 mmol·L-1抗壞血酸鈉和0.1 mmol·L-1FeSO4提取緩沖液，于12 000×離心30 min，上清液即為酶提取液。

將2.0 mL酶提取液和2 mL反應(yīng)緩沖液（加入30 mmol·L-1NaHCO3）加入到20 mL樣品瓶中，用橡皮塞密封樣品瓶后，在30℃搖床震蕩2 h。然后頂空取1 mL氣體測定乙烯釋放量。

（8）乙烯釋放量的測定。

取1 kg果實放置在1.6 L的密封干燥器內(nèi)1 h，抽頂空氣體，通過氣相色譜（GC-14C型氣相色譜儀）進行測定。氣相條件：FID檢測器，柱溫90℃，進樣口溫度160℃，GDX-102不銹鋼填充柱，載氣：N2（50 MPa），燃氣：H2（75 MPa），助燃氣：空氣（50 MPa）；對照及處理果實各設(shè)3組重復(fù)。

（9）硬度測定采用TAXT PLUS/50物性測定儀。

在TPA模式下，隨機取4個果實進行測定，在獼猴桃果實赤道部位均勻取3點，削去果實表皮，沿果實赤道上120°等距離測定3次，重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用Origin8.0軟件進行作圖分析，SPSS 20軟件對數(shù)據(jù)進行顯著差異性檢驗，＜0.05被認為具有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 O3處理對獼猴桃果實乙烯代謝途徑中主要物質(zhì)含量變化的影響

2.1.1 O3處理對獼猴桃果實Met含量的影響 Met是植物體內(nèi)合成乙烯的前體物質(zhì)。從圖1-a中可以看出，在貯藏前期Met含量較高，隨著貯藏時間的延長，Met含量呈下降趨勢。在貯藏開始時CK的Met含量低于CK1，在貯藏過程中，CK的Met下降趨勢小于CK1。在貯藏60 d后，Met含量下降減緩，60 d時CK1和各O3處理組（10、40、70 mg·m-3）的Met含量分別為1.36、2.62、4.41和2.60 mg·(100 g)-1，40 mg·m-3O3處理的Met含量是CK1的3.24倍；且在整個貯藏期，40 mg·m-3O3處理組Met均高于其他處理和CK1。

2.1.2 O3處理對獼猴桃果實SAM含量的影響 SAM是由Met轉(zhuǎn)化生成的，隨著Met含量的減少，SAM含量也隨之減少（圖1-b）。CK下降趨勢低于CK1。貯藏60 d時CK1和40 mg·m-3O3處理組的SAM含量分別為15.48 mg·(100 g)-1和20.73 mg·(100 g)-1，具有顯著性差異（＜0.05），且在整個貯藏期內(nèi)40 mg·m-3O3處理SAM含量均高于其他處理和CK，和對Met的影響一致，10、70 mg·m-3O3處理效果較差，差異不顯著（＞0.05）。

2.1.3 O3處理對獼猴桃果實ACC和MACC含量的影響 ACC是乙烯合成的直接前體物質(zhì)，經(jīng)過ACC氧化酶生成乙烯，這是乙烯合成途徑中的限速步驟。圖2-a中，隨著貯藏時間的延長，ACC呈先上升后下降的趨勢，在60 d時出現(xiàn)高峰。ACC含量增加是由SAM轉(zhuǎn)化而來，在60 d之后SAM保持不變，而ACC向乙烯轉(zhuǎn)化，故呈下降趨勢。CK較CK1的ACC含量低，CPPU加快了ACC含量的增加，從而促進內(nèi)源乙烯的釋放；CK1與各O3處理組相比，O3能有效減少果實中ACC含量的增加，從而抑制乙烯釋放量的增加。60 d時CK1和各O3處理（10、40、70 mg·m-3）的ACC含量分別為0.068、0.059、0.038和0.055 nmol·g-1，40、70 mg·m-3O3處理與CK1具有顯著性差異（＜0.05）。

在ACC代謝途徑中，除向乙烯轉(zhuǎn)化外，ACC還可以轉(zhuǎn)化生成MACC（圖2-b），在貯藏過程中MACC含量呈上升趨勢。

不同濃度O3處理效果不同，10 mg·m-3O3處理由于濃度太低，沒有達到預(yù)期效果；40 mg·m-3O3處理效果較好；70 mg·m-3O3處理因濃度過高，O3的強氧化活性可能損傷了細胞結(jié)構(gòu)，造成ACC和MACC含量均高于40 mg·m-3O3處理。

2.2 O3處理對獼猴桃果實乙烯相關(guān)酶活性的影響

SAM合成酶是催化Met生成SAM的關(guān)鍵酶，ACS、ACO是乙烯合成途徑中的關(guān)鍵酶和限速酶。抑制SAM合成酶、ACS和ACO酶的活性，均可以抑制乙烯的生成，延緩果實后熟軟化。

圖1 O3 對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃Met（a）、SAM（b）含量的影響

圖2 O3 對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃ACC（a）、MACC（b）含量的影響

2.2.1 O3處理對獼猴桃果實SAM合成酶活性的影響 SAM合成酶催化Met生成SAM。圖3顯示，SAM合成酶在貯藏過程中呈先上升后下降的趨勢，在貯藏30 d和120 d時分別達到高峰。在整個貯藏期，40 mg·m-3O3處理均低于其他處理和CK1，40 mg·m-3O3處理與CK1有顯著性差異（＜0.05），10、70 mg·m-3O3處理之間差異不顯著（＞0.05）。

2.2.2 O3處理對獼猴桃果實ACS活性的影響 ACS是催化SAM生成ACC的關(guān)鍵酶。圖4-a中，貯藏前期ACS活性呈上升趨勢，在60 d時達到高峰，之后下降，這與ACC含量的變化趨勢一致（圖2-a）。在貯藏過程中CK的ACS活性低于CK1。60 d時CK1和各O3處理組（10、40、70 mg·m-3）的ACS活性分別為0.084、0.069、0.054和0.080 nmol·(g·h)-1；且在整個貯藏期，40 mg·m-3O3處理ACS活性均低于其他處理和CK1，40 mg·m-3O3處理與CK1具有顯著性差異（＜0.05），10、70 mg·m-3O3處理之間差異不顯著（＞0.05）。

2.2.3 O3處理對獼猴桃果實ACO活性的影響 ACO以抗壞血酸和氧作為輔基，F(xiàn)e2+和CO2作為輔助因子，將ACC氧化成乙烯。圖4-b顯示，ACO活性隨著貯藏時間的延長呈先上升后下降趨勢，在60 d時出現(xiàn)高峰。同樣，在貯藏過程中CK的ACO活性低于CK1，CK1和各O3處理組（10、40、70 mg·m-3）ACO活性的峰值分別為0.062、0.046、0.029和0.051 nmol·(g·h)-1，處理組和CK1之間存在顯著性差異（＜0.05），40 mg·m-3O3處理對ACO活性的抑制效果較適宜，10、70 mg·m-3O3處理之間差異不顯著（＞0.05）。

圖3 O3對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃SAM合成酶活性的影響

2.3 O3處理對獼猴桃果實乙烯釋放量、呼吸速率的影響

獼猴桃是典型的呼吸躍變型水果，乙烯能催化果實軟化，加速果實衰老，乙烯釋放量越高，果實軟化越快。O3處理對果實乙烯釋放量的影響如圖5-a所示，CK乙烯釋放量低于CK1，CPPU增加了獼猴桃乙烯的釋放，從而影響貯藏時間。CK1和O3處理組（10、40、70 mg·m-3）果實的乙烯釋放量均在45 d時達到高峰，其值分別為18.42、15.99、9.86、11.69 μL·kg-1·h-1，且乙烯高峰出現(xiàn)時間晚于呼吸高峰，乙烯釋放量的變化同ACC含量變化一致（圖2-a）。40 mg·m-3O3處理組果實的乙烯釋放量在整個貯藏期始終最低，是較適宜的處理濃度。

圖4 O3對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃ACS（a）、ACO（b）的影響

如圖5-b所示，O3處理和CK1的呼吸速率呈先上升后下降趨勢，O3處理呼吸高峰出現(xiàn)在貯藏時間30 d，而CK1則在15 d出現(xiàn)呼吸高峰（CK的呼吸峰值要低于CK1），且呼吸峰值要高于O3處理組，CK1和O3處理組（10、40、70 mg·m-3）的呼吸峰值分別為18.77、16.15、12.24、15.48 mg·kg-1·h-1，O3不僅能降低呼吸峰值還能延遲呼吸峰出現(xiàn)的時間。隨著貯藏時間的延長，O3處理果實呼吸強度始終低于CK1（＜0.05）。40 mg·m-3O3處理效果適宜，貯藏期內(nèi)果實呼吸強度最低；10 mg·m-3和70 mg·m-3O3處理對果實呼吸作用的抑制效果均較差。

2.4 O3處理對獼猴桃果實硬度的影響

果實硬度是影響貯藏效果的關(guān)鍵因素，隨著貯藏時間的延長，硬度呈逐漸下降趨勢（圖6）。CK貯藏前期高于CK1，隨著貯藏時間的延長，40 mg·m-3O3處理的硬度高于CK；O3處理果實的硬度高于CK1，貯藏時間為30 d時，各處理硬度分別下降了15.95%、7.61%、6.00%和10.17%。貯藏30—75 d時硬度呈現(xiàn)快速下降趨勢，之后的貯藏期內(nèi)硬度下降較為緩慢。在貯藏中期，40 mg·m-3O3處理的硬度顯著高于CK1（＜0.05），10、70 mg·m-3O3處理效果較差。

圖5 O3對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃乙烯釋放量（a）、呼吸強度（b）的影響

圖6 O3對使用20 mg·L-1 CPPU秦美獼猴桃硬度的影響

3 討論

乙烯與果實生長發(fā)育及其成熟衰老過程有著密切關(guān)系，對影響果實生命周期的變化起著很大作用。在采后的果蔬產(chǎn)品中，內(nèi)源乙烯啟動了體內(nèi)一系列與衰老有關(guān)酶的活性，從而導(dǎo)致采后旺盛的新陳代謝，使果實迅速衰老變質(zhì)[18]。在貯藏過程中經(jīng)常采用保鮮劑來抑制乙烯代謝，環(huán)丙烯類物質(zhì)1-OCP能有效抑制番茄的呼吸速率和乙烯釋放量，但對貯藏過程中ACC含量影響較小，并在貯藏后期對果實帶來了一定的傷害[19]；Tassoni等[20]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP抑制了乙烯的生成和ACS的表達，推遲了番茄的成熟，但對ACO影響不大。而O3與其他保鮮劑相比具有無污染、無殘留等優(yōu)點，是一種新型的綠色保鮮劑，并能很好的抑制呼吸速率、乙烯釋放量等。

果農(nóng)為了增加獼猴桃產(chǎn)量，采前使用CPPU處理，雖然增加了果實的單果重，但對獼猴桃貯藏帶來了消極影響。宋小青等[21]研究發(fā)現(xiàn)CPPU處理有效促進了秦美獼猴桃果實乙烯的釋放，造成果實軟化加快，減少了獼猴桃的貯藏時間。而O3能使果蔬新陳代謝的有毒有害產(chǎn)物被氧化，從而達到延長貯藏期的效果。本試驗研究發(fā)現(xiàn)采用適宜濃度O3處理能有效抑制使用了20 mg·L-1CPPU的秦美獼猴桃果實中內(nèi)源乙烯的代謝。

獼猴桃的乙烯代謝是由Met經(jīng)SAM合成酶催化生成SAM，再經(jīng)過ACS催化生成ACC，最終經(jīng)ACO催化生成乙烯。Met是乙烯代謝的前體物質(zhì)，在貯藏中呈下降趨勢，在貯藏后期，Met含量又有上升的趨勢，這可能是甲硫基核糖向Met轉(zhuǎn)化速率快于Met向乙烯轉(zhuǎn)化速率[3]。SAM同Met含量變化趨勢一致（圖1-a）。這可能是因為在貯藏后期乙烯釋放量減少，呼吸速率下降，消耗的Met和SAM減少。SAM合成酶催化Met向SAM轉(zhuǎn)化，隨著SAM合成酶活性的增加，SAM含量呈下降趨勢（圖1-b），這可能是因為Met（底物）含量不足，致使生成物SAM同底物Met含量變化趨勢一致，但由于酶活性的增加，SAM含量相較于Met含量下降速率減緩。

Hoffman等[22]指出，ACC除了能轉(zhuǎn)變成乙烯外，還能與丙二酸發(fā)生?；纬蒑ACC，并認為這是植物體內(nèi)避免ACC積累的一種“去毒”調(diào)節(jié)。本試驗中，我們發(fā)現(xiàn)O3處理抑制了ACC含量的積累，增加了ACC向MACC途徑的轉(zhuǎn)化，從而減少了乙烯的釋放，延長了使用高濃度CPPU處理獼猴桃的貯藏時間。ACS是以磷酸吡哆醛為輔基的酶[23]，O3處理能顯著抑制ACS活性，這與MINAS[24]的研究結(jié)果相同，這可能是因為O3啟動了ACS1基因的表達，從而抑制了ACS活性。ACO是乙烯合成途徑中的最后一個酶，直接催化ACC合成乙烯，據(jù)KENTJ[25]研究發(fā)現(xiàn)，ACO可能也是乙烯生物合成途徑中的一個限速酶，它在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控著乙烯的生成速率。本文研究發(fā)現(xiàn)O3處理顯著降低了ACO活性，這與MINAS[24]的研究結(jié)果相同，這可能是O3處理抑制了ACO1基因的表達，從而抑制了乙烯的生成。郭芹等[26]對番木瓜進行研究發(fā)現(xiàn)乙烯高峰出現(xiàn)在第6天，而ACC和ACS活性的高峰則在貯藏后第8天出現(xiàn)，表明ACS的活性加速ACC含量的積累，這與本試驗研究結(jié)果相同。

獼猴桃是典型的呼吸躍變型果實，具有明顯的乙烯釋放高峰，O3處理能顯著降低乙烯峰值，減少乙烯釋放量，并降低果實呼吸速率，這與王玉萍等[27]的研究結(jié)果一致。O3處理不能推遲獼猴桃乙烯高峰出現(xiàn)的時間，但顯著降低了乙烯高峰值，這是因為O3一方面能通過氧化消除庫內(nèi)的乙烯等有害氣體，另一方面能抑制乙烯合成途徑中相關(guān)酶的活性，從而減少乙烯釋放量[28]。試驗中還發(fā)現(xiàn)并非O3濃度越高越好，適宜的O3處理能有效減緩乙烯代謝，O3濃度過低起不到抑制的效果，而濃度過高產(chǎn)生大量氧氣，使果蔬在一個富氧環(huán)境中，對乙烯代謝具有一定的促進作用。

4 結(jié)論

本研究表明O3處理能有效抑制使用了20 mg·L-1CPPU的秦美獼猴桃果實的呼吸速率；O3處理也能顯著降低果實中的乙烯代謝，延緩果實的后熟和衰老，抑制了果實硬度的下降。因此，在實際貯藏中可以采用40 mg·m-3O3處理來改善因使用膨大劑而導(dǎo)致獼猴桃保鮮期大幅縮短的現(xiàn)象。

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（責(zé)任編輯 楊鑫浩）

Effect of Postharvest O3Treatment on ethylene metabolism of Kiwifruit Preharvest Treated with CPPU

SU Miao1, LUO Anwei1, LI Lin1, LI Yuanyuan1, BAI Junqing1, LI Rui1, FANG Yimeng1, SONG Junqi1, LIN Zhiying1, Liu Zhande2

(1College of food science and Engineering Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi;2College of Horticulture, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi)

【Objective】The objective of this study was to investigate whether or not the ozone (ozone, O3) could effectively reduce the negative effects of the swelling agent (N-2-chloro-4-pyridine benzene-N'- phenyl urea, CPPU) on kiwifruit, which would provide useful information for using of CPPU on the market for the storage.【Method】First, the Qinmei kiwifruit was treated with 20 mg·L-1CPPU in the growing season, then treated with 10, 40, 70 mg·m-3ozone respectively in postharvest. The material contents in kiwifruit of methionine (methionine, Met), S-adenosyl methionine (S-adenosyl methionine, SAM), 1-aminocyclopropane-1- carboxylic acid (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC) and the related metabolic enzyme activity of ACC synthase (ACC synthase, ACS) and ACC oxidase (ACC oxidase, ACO) were studied. 【Result】The decreasing rate of Met, SAM and activity of SAM synthase, ACS, ACO under CK (without the use of CPPU and O3treatment as CPPU control CK group) during storage was lower than that under CK1 (using CPPU without using O3treatment for ozone treatment control CK1 group). At 60 days after kiwifruit storage, the contents of Met under CK1 and each treatment group (10, 40 and 70 mg·m-3ozone) were 1.36, 2.62, 4.41 and 2.60 mg·(100 g)-1, respectively. The contents under O3treatment was significantly higher than that under CK1 (＜0.05). The contents of SAM under CK1 and 40 mg·m-3O3group were 15.48 mg·(100 g)-1and 20.73 mg·(100 g)-1, respectively (＜0.05), but the contents under CK1 10 mg·m-3O3treatment, and 70 mg·m-3O3treatment no significant difference (＞0.05). The ACC contents under CK1 and each treatment group (10, 40 and 70 mg·m-3ozone) were 0.068, 0.059, 0.038 and 0.055 nmol·g-1, respectively. There were significant differences (＜0.05) between 40, 70 mg·m-3O3treatments and CK1. The ACS activities in CK1 group and each treatment group (10, 40and 70 mg·m-3) were 0.084, 0.069, 0.054 and 0.080 nmol·(g·h)-1, respectively. The peak of ACO activity was 0.062, 0.046, 0.029 and 0.051 nmol·(g·h)-1, respectively. There was significant difference between the treatment and the CK1 (＜0.05). The peak values of ethylene in CK1 and each treatment (10, 40, and 70 mg·m-3ozone) were 18.42, 15.99, 9.86 and 11.69 μL·kg-1·h-1, respectively, and the peak of respiration was 18.77, 16.15, 12.24 and 15.48 mg·kg-1·h-1, respectively.【Conclusion】CPPU increased the kiwifruit ethylene production and accelerated fruit softening, had a negative impact on kiwifruit storage, while O3could effectively inhibit the ethylene metabolism of kiwifruit. O3treatment could effectively slow down the kiwifruit ripening due to the use of CPPU.

ozone; CPPU; kiwifruit; ethylene metabolism; respiration rate

2018-03-09；

2018-05-10

陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與攻關(guān)項目（2015NY051）、陜西省重點研發(fā)計劃農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重點項目（2018ZDXM-NY-056）、楊凌示范區(qū)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新重大項目（2018CXY-04）

蘇苗，E-mail：745396849@qq.com。通信作者羅安偉，E-mail：luoanwei@nwsuaf.edu.cn

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.0013