氯吡苯脲浸泡處理延緩采后芒果成熟和軟化的生理機(jī)制

張業(yè)歆，劉家糧，潘永貴，高兆銀，胡美姣，張正科,

（1.海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南 ?？?570228；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，海南 ?？?571101）

芒果（Mangifera indicaL.）屬漆樹(shù)科常綠喬木果樹(shù)，因其果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特且富含膳食纖維、有機(jī)酸、胡蘿卜素、維生素、礦物質(zhì)、多酚等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被譽(yù)為“熱帶水果之王”[1]。然而，芒果屬呼吸躍變型果實(shí)，采后在常溫條件下可快速成熟，之后啟動(dòng)衰老并引發(fā)品質(zhì)劣變，嚴(yán)重制約芒果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。因此，開(kāi)發(fā)安全、高效的保鮮技術(shù)用以延緩采后芒果的成熟和衰老，對(duì)于延長(zhǎng)果實(shí)貨架壽命至關(guān)重要。眾所周知，乙烯對(duì)果實(shí)成熟過(guò)程起關(guān)鍵調(diào)控作用。芒果果實(shí)在響應(yīng)乙烯的過(guò)程中，涉及到葉綠素分解、類胡蘿卜素合成、淀粉水解和細(xì)胞壁修飾等代謝的一系列編碼基因協(xié)同表達(dá)，導(dǎo)致果實(shí)色澤由綠轉(zhuǎn)黃、質(zhì)地變軟以及形成風(fēng)味和香氣[3]。長(zhǎng)期以來(lái)，人們通過(guò)各種采后處理技術(shù)抑制果實(shí)乙烯生物合成來(lái)降低乙烯釋放量，從而實(shí)現(xiàn)延緩果實(shí)成熟衰老的目的。Razzaq等[4]報(bào)道，1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）熏蒸處理可降低‘Kensingtong Pride’芒果果實(shí)的乙烯釋放量和呼吸速率，同時(shí)抑制多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）和內(nèi)切葡聚糖酶（endo-1,4-β-D-glucanase，EGase）活性升高，使果實(shí)的成熟和軟化得到有效延緩。另?yè)?jù)報(bào)道，外源一氧化氮（nitric oxide，NO）熏蒸處理可通過(guò)抑制‘Kensington Pride’芒果1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC）合成酶（ACC synthase，ACS）和ACC氧化酶（ACC oxidase，ACO）的活性來(lái)降低ACC累積和乙烯生成水平，同時(shí)抑制了PG、果膠甲酯酶（pectin methylesterase，PME）、EGase對(duì)細(xì)胞壁多糖的水解作用，從而延緩了果實(shí)的成熟過(guò)程[5]。然而，上述氣體熏蒸處理存在耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、藥劑濃度控制不精確等缺點(diǎn)，因此在芒果采后生產(chǎn)中仍需開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便易行的處理措施。

氯吡苯脲（forchlorfenuron，CPPU）是一種具有細(xì)胞分裂素功能的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，能夠與玉米素競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合細(xì)胞分裂素氧化酶，在維持內(nèi)源細(xì)胞分裂素水平中發(fā)揮重要作用[6]。CPPU作為一種國(guó)家批準(zhǔn)使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其安全性已得到考證，且生理活性高于一般嘌呤型細(xì)胞分裂素，具有促進(jìn)植物細(xì)胞分裂與增大、抑制衰老等生物學(xué)功效[7-8]。已有研究證據(jù)表明，CPPU在改善園藝作物品質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用。例如，采前應(yīng)用CPPU可增加葡萄產(chǎn)量，維持漿果采后品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏期[9]；Retamales等[10]報(bào)道，采前CPPU噴施處理能夠提高藍(lán)莓產(chǎn)量，并顯著降低果實(shí)采后質(zhì)量損失與腐爛率。此外，采后CPPU處理對(duì)抑制花椰菜葉綠素降解所導(dǎo)致的菜體黃化也表現(xiàn)出較好的作用[11]。張魯斌等[12]研究發(fā)現(xiàn)，采后CPPU處理可延緩‘紅芒6號(hào)’芒果的成熟并可維持較高的果實(shí)品質(zhì)，表明CPPU在芒果采后保鮮上具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前仍然缺乏關(guān)于CPPU抑制芒果果實(shí)成熟和軟化的生理生化機(jī)制研究。為此，本研究分析了CPPU對(duì)芒果果實(shí)在采后貯藏過(guò)程中成熟和軟化的影響及其相關(guān)的乙烯生物合成與果膠多糖代謝變化，以期為CPPU用于芒果采后保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試‘貴妃’芒果（綠熟期）采自海南省三亞崖城某商業(yè)果園，當(dāng)日運(yùn)抵海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院采后實(shí)驗(yàn)室，選擇大小、形狀、色澤、無(wú)機(jī)械傷的果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)用果。

CPPU（分析純） 生工生物工程（上海）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FT-327型手持硬度計(jì)（探頭直徑6 mm） 意大利Effegi公司；MASTER-M手持折光儀 日本Atago公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡-美能達(dá)公司；GXH-3010E便攜式紅外氣體分析器 北京華云分析儀器研究所有限公司；T18高速勻漿機(jī)、RV10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 艾卡（德國(guó)）儀器設(shè)備有限公司；DBS-160F電腦自動(dòng)部份收集器上海精科實(shí)業(yè)有限公司；6890N氣相色譜分析儀（配備二苯基甲基硅氧烷色譜柱、氫火焰離子化檢測(cè)器） 美國(guó)安捷倫科技公司；UV-5500PC紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料采后處理

將芒果果實(shí)浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%次氯酸鈉溶液（有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10%）中消毒處理3 min，然后用清水沖洗干凈。將晾干后的芒果果實(shí)隨機(jī)分成2 組，分別置于清水（對(duì)照）和10 mg/L CPPU溶液中浸泡10 min[11]，自然晾干。所使用CPPU溶液質(zhì)量濃度通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。將晾干后的對(duì)照組與CPPU處理組果實(shí)置于保鮮盒（0.32 m×0.22 m×0.1 m，盒側(cè)面有12 個(gè)直徑8 mm的孔以避免果實(shí)無(wú)氧呼吸，盒內(nèi)底部墊有軟紙避免果實(shí)擦傷），于常溫（（25±1）℃）下貯藏8 d。每日每組處理設(shè)3 次重復(fù)，每重復(fù)用6 個(gè)果實(shí)。果實(shí)的硬度、色澤、乙烯釋放量、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（soluble solids content，SSC）和可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)（titratable acidity content，TAC）每2 d測(cè)定一次，呼吸速率每日進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)，每2 d取果肉樣品1 次，液氮冷凍后于－80 ℃保存待測(cè)。

1.3.2 果實(shí)硬度、色度、SSC和TAC測(cè)定

硬度：將果實(shí)赤道軸中心處果皮削去，使用手持式硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)正反兩面削皮處的硬度。單位為N。

色度：選擇黃度（b*）值作為本研究中芒果果肉色澤的特征參數(shù)，使用色差儀在果實(shí)切片切面中心測(cè)定b*值，每果設(shè)2 個(gè)對(duì)稱測(cè)量點(diǎn)。b*值由低到高代表顏色由藍(lán)變黃，正值越大表示黃色越深。

SSC：取1 g果肉勻漿，勻漿液在8 000×g條件下離心10 min，取一滴上清液用手持折光儀測(cè)定。結(jié)果以可溶性固形物在果肉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

TAC：參考周志強(qiáng)等[13]的滴定方法測(cè)定，以檸檬酸計(jì)，單位為%。

1.3.3 果實(shí)呼吸速率測(cè)定

呼吸速率：使用便攜式紅外氣體分析器測(cè)定呼吸速率。將每組處理的18 個(gè)果實(shí)（6 個(gè)果實(shí)/重復(fù)）分別置于2.25 L塑料容器中，密封，室溫下放置20 min，然后將探頭插入容器內(nèi)，記錄CO2濃度。以每秒每千克鮮樣生成的CO2質(zhì)量表示呼吸速率，即為μg/（kg·s）。

1.3.4 乙烯釋放量、ACC含量及ACS和ACO活力測(cè)定

乙烯釋放量：采用氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定。將每組處理的18 個(gè)果實(shí)（6 個(gè)果實(shí)/重復(fù)）分別置于2.25 L塑料容器中密閉1 h，然后用注射器抽取容器內(nèi)1 mL氣體注入氣相色譜儀中，進(jìn)樣溫度、柱溫和檢測(cè)器溫度分別設(shè)置為120、60 ℃和250 ℃，N2（載氣）、H2和空氣流速分別為0.023、0.67 mL/s和6.67 mL/s。以每秒每千克鮮樣生成乙烯的質(zhì)量表示乙烯釋放量，即為ng/（kg·s）。

ACC含量：參考Li Li等[14]的方法，通過(guò)ACC標(biāo)準(zhǔn)品確定理論ACC轉(zhuǎn)化率，然后根據(jù)反應(yīng)液容器內(nèi)乙烯氣體釋放量和理論ACC轉(zhuǎn)化率計(jì)算每千克鮮樣中ACC物質(zhì)的量，單位表示為nmol/kg。

ACS和ACO活力：分別參照Amornputti[15]和Zaharah[5]等的方法進(jìn)行，ACS和ACO活力均以每秒每千克鮮樣的乙烯釋放量表示，即為nmol/（kg·s）。

1.3.5 水溶性果膠和螯合劑溶性果膠含量測(cè)定

參考Jeong等[16]的方法，取10 g芒果果肉制備乙醇不溶性固形物（ethanol insoluble solids，EIS），取30 mg EIS分別溶解于蒸餾水和50 mmol/L環(huán)己烷二胺四乙酸（1,2-cyclohexylenedinitrilotetraacetic acid，CDTA）溶液中，通過(guò)間羥基聯(lián)苯法測(cè)定兩種溶液中的糖醛酸（uronic acid，UA）含量，其分別代表水溶性果膠（water-soluble pectin，WSP）和CDTA溶性果膠（CDTAsoluble pectin，CSP）含量，以每千克EIS所含UA質(zhì)量表示，單位均為g/kg。

1.3.6 WSP和CSP分子質(zhì)量分布分析

參照Z(yǔ)hang Zhengke等[17]的方法將WSP與CSP濃縮至質(zhì)量濃度約為500 mg/L（以UA當(dāng)量計(jì)），將2 mL濃縮液注入填充瓊脂糖凝膠CL-2B-300的分離柱（300 mm×16 mm）進(jìn)行凝膠層析，以0.2 mol/L醋酸銨作為洗脫緩沖液，流速40 mL/h，使用部分收集器收集層析洗脫液，每管收集2 mL，共45 管。每管取0.2 mL洗脫液測(cè)定其中UA含量。柱空體積（V0）和總體積（Vt）分別由藍(lán)色葡聚糖2000和葡萄糖的洗脫體積確定。各洗脫餾分中的果膠相對(duì)含量以其UA絕對(duì)含量占樣品總UA含量的比例表示。UA含量較高表明在該洗脫體積下果膠分子聚集較多，根據(jù)其洗脫體積大小確定洗脫順序，從而確定分子質(zhì)量分布。

1.3.7 果膠水解酶活力測(cè)定

PG活力：按照Ren Yuanyuan等[18]的方法，取2 g果肉進(jìn)行粗酶液提取，采用氧化還原法測(cè)定。PG活力表示為每秒每千克果蔬組織催化果膠生成半乳糖醛酸的物質(zhì)的量，單位為μmol/（kg·s）。

β-半乳糖苷酶（β-galactosidase，β-Gal）活力：參照周曉輝[19]的方法，取2 g果肉通過(guò)鄰硝基苯半乳糖苷（o-nitrophenyl-β-D-galactopyranosides，ONPG）水解法測(cè)定β-Gal活力。β-Gal活力表示為每秒每千克鮮樣在37 ℃催化ONPG水解生成鄰硝基苯酚的物質(zhì)的量，單位為μmol/（kg·s）。

PME活力：參照Garciabetanzos等[20]的方法，取2 g果肉用于粗酶液提取，以柑橘果膠作為底物，記錄反應(yīng)溶液在620 nm波長(zhǎng)處的吸光度變化情況。PME活力表示為每秒每千克樣品在620 nm處吸光度的變化值，即為ΔA620nm/（kg·s）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較均值并進(jìn)行顯著性分析（以P＜0.05表示差異顯著）；用Origin 9.1軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)外觀、果肉色澤、硬度的影響

由圖1A可知，對(duì)照與CPPU處理的芒果果實(shí)在貯藏過(guò)程中，其外觀色澤逐漸由紅綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t黃色，但CPPU處理果實(shí)的轉(zhuǎn)色進(jìn)程明顯遲于對(duì)照果實(shí)。由圖1B可知，對(duì)照組果肉色度b*值持續(xù)升高，表明果肉顏色不斷轉(zhuǎn)黃；CPPU處理果實(shí)的b*值在貯藏2～6 d內(nèi)極顯著低于對(duì)照果實(shí)（P＜0.01），表明CPPU處理可有效抑制芒果果實(shí)在成熟過(guò)程中果肉色澤變化。如圖1C所示，對(duì)照與CPPU處理果實(shí)的硬度在貯藏前2 d輕微下降，隨后對(duì)照果實(shí)快速軟化，至貯藏8 d時(shí)降低至（4.16±0.19）N；CPPU處理有效抑制了果實(shí)軟化，其處理果實(shí)的硬度在貯藏4 d和6 d時(shí)分別較對(duì)照果實(shí)高158.9%和129.6%（P＜0.05）。

圖1 CPPU浸泡處理對(duì)采后芒果果實(shí)外觀（A）、果肉色度b*值（B）、硬度（C）的影響Fig. 1 Effect of CPPU treatment on appearance (A), pulp b* value (B)and firmness (C) in postharvest mango fruit

2.2 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)SSC和TAC的影響

如圖2A所示，芒果果實(shí)SSC初始值為（8.18±0.30）%，對(duì)照果實(shí)SSC在整個(gè)貯藏過(guò)程中不斷升高，在貯藏8 d時(shí)達(dá)到（14.71±0.11）%；CPPU處理可抑制果實(shí)SSC升高，CPPU處理組果實(shí)的SSC在貯藏4 d和6 d時(shí)分別較對(duì)照果實(shí)低13.6%和5.0%，差異顯著（P＜0.05），表明CPPU處理可有效抑制采后芒果果實(shí)淀粉向可溶性糖的轉(zhuǎn)化。

如圖2B所示，對(duì)照芒果果實(shí)TAC初始值為（1.19±0.11）%，經(jīng)8 d貯藏后下降至（0.23±0.03）%；與對(duì)照相比，CPPU處理果實(shí)TAC下降速率較慢，其中在貯藏4、6 d和8 d時(shí)分別較對(duì)照高89.7%、126.8%和64.5%，差異極顯著（P＜0.01），結(jié)果表明CPPU處理能夠有效減少芒果果實(shí)有機(jī)酸的呼吸消耗和氧化。

圖2 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)SSC（A）和TAC（B）的影響Fig. 2 Effect of CPPU treatment on SSC (A) and TAC (B) in postharvest mango fruit

2.3 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)呼吸速率的影響

由圖3可知，對(duì)照果實(shí)呼吸速率在貯藏開(kāi)始后持續(xù)升高，在貯藏5 d時(shí)達(dá)到峰值，為（44.72±0.72）μg/（kg·s），之后呈迅速下降趨勢(shì)。CPPU處理果實(shí)的呼吸峰值推遲至貯藏第6天出現(xiàn)，但峰值與對(duì)照相比無(wú)明顯差異，表明CPPU處理可有效推遲芒果果實(shí)的呼吸躍變。

圖3 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)呼吸速率的影響Fig. 3 Effect of CPPU treatment on respiration rate in postharvest mango fruit

2.4 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)乙烯釋放量和ACC含量的影響

由圖4A可知，對(duì)照果實(shí)的乙烯釋放量在貯藏開(kāi)始后迅速增加，在貯藏6 d時(shí)達(dá)到最大，其值為（24.91±0.72）ng/（kg·s），之后隨果實(shí)衰老而快速下降；CPPU處理果實(shí)的乙烯釋放量變化趨勢(shì)與對(duì)照果實(shí)相似，但其在貯藏4 d和6 d時(shí)極顯著低于對(duì)照果實(shí)（P＜0.01）。芒果果實(shí)ACC含量初始值為（1.21±0.07）nmol/kg，貯藏6 d后上升至（4.88±0.24）nmol/kg，隨后迅速下降（圖4B）；與對(duì)照果實(shí)相比，CPPU處理果實(shí)在整個(gè)貯藏期間ACC水平均顯著低于對(duì)照果實(shí)（P＜0.05、P＜0.01）。上述結(jié)果表明CPPU處理有效抑制了ACC累積與乙烯生成。

圖4 CCPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)乙烯釋放量（A）和ACC含量（B）的影響Fig. 4 Effect of CPPU treatment on ethylene production (A) and ACC content (B) in postharvest mango fruit

2.5 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)ACS和ACO活力的影響

由圖5可知，對(duì)照果實(shí)ACS和ACO活力在貯藏過(guò)程中均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在貯藏6 d時(shí)達(dá)到最大，活力峰值分別為（2.40±0.13）nmol/（kg·s）和（3.90±0.22）nmol/（kg·s）；CPPU處理果實(shí)的ACS和ACO活力在貯藏6 d時(shí)僅分別達(dá)到（1.70±0.06）nmol/（kg·s）和（2.79±0.23）nmol/（kg·s），分別較對(duì)照果實(shí)降低了29.2%（P＜0.01）和28.5%（P＜0.05），表明CPPU處理可有效抑制芒果果實(shí)成熟中乙烯生物合成關(guān)鍵酶活力的變化。

圖5 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)ACS（A）和ACO（B）活力的影響Fig. 5 Effect of CPPU treatment on ACS (A) and ACO (B) activity in postharvest mango fruit

2.6 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)WSP與CSP含量的影響

如圖6所示，芒果果實(shí)在貯藏初始時(shí)的WSP和CSP含量分別為（9.33±2.02）g/kg和（8.69±1.07）g/kg；對(duì)照果實(shí)的WSP和CSP含量在貯藏過(guò)程中持續(xù)上升，在貯藏8 d時(shí)分別達(dá)到（133.53±11.88）g/kg和（98.55±9.71）g/kg，分別增長(zhǎng)了12.31 倍和9.34 倍；CPPU處理果實(shí)的WSP和CSP含量在貯藏2～6 d中均顯著低于對(duì)照果實(shí)（P＜0.05、P＜0.01），結(jié)果表明CPPU處理可有效推遲芒果果實(shí)成熟過(guò)程中果膠的增溶過(guò)程。

圖6 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)WSP（A）與CSP（B）含量的影響Fig. 6 Effect of CPPU treatment on water-soluble pectin (A) and CDTA-soluble pectin (B) contents in postharvest mango fruit

2.7 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)WSP和CSP分子質(zhì)量分布的影響

圖8 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)CSP分子質(zhì)量分布的影響Fig. 8 Effect of CPPU treatment on molecular mass distribution of CDTA-soluble pectins in postharvest mango fruit

如圖7、8所示，芒果果實(shí)在貯藏第0天時(shí)尚未開(kāi)始軟化，兩種果膠主要以高分子質(zhì)量聚合物形式分布，對(duì)照果實(shí)開(kāi)始軟化后，兩種果膠主要以中間分子質(zhì)量聚合物形式聚集；在貯藏8 d時(shí)，對(duì)照果實(shí)WSP和CSP洗脫體積已接近總洗脫體積（Vt＝74 mL），即兩種果膠已解聚為低分子質(zhì)量UA片段，表明果實(shí)已完全軟化；與對(duì)照果實(shí)相比，CPPU處理果實(shí)在貯藏4 d和8 d時(shí)有較多的高分子質(zhì)量果膠聚合物存在，表明CPPU處理有效延緩了WSP和CSP的解聚。

圖7 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)WSP分子質(zhì)量分布的影響Fig. 7 Effect of CPPU treatment on molecular mass distribution of water-soluble pectins in postharvest mango fruit

2.8 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)果膠水解酶活性的影響

如圖9A所示，對(duì)照果實(shí)PG活力在貯藏前6 d呈逐步上升趨勢(shì)，在貯藏6 d時(shí)PG活力達(dá)到最大，為（3.90±0.18）μmol/（kg·s），隨后下降；CPPU處理抑制了芒果果實(shí)PG活力的增加，在貯藏4 d和6 d時(shí)分別較對(duì)照低32.0%和23.4%（P＜0.05）。

圖9 CPPU處理對(duì)采后芒果果實(shí)PG（A）、β-Gal（B）、PME（C）活力的影響Fig. 9 Effect of CPPU treatment on activities of PG (A), β-Gal (B) and PME (C) in postharvest mango fruit

如圖9B所示，對(duì)照果實(shí)β-Gal活力在貯藏過(guò)程中呈不斷上升趨勢(shì)，在貯藏8 d時(shí)達(dá)到（6.49±0.21）μmol/（kg·s）；CPPU處理果實(shí)的β-Gal活力在貯藏前2 d與對(duì)照果實(shí)無(wú)顯著差異，但貯藏4 d之后，CPPU處理果實(shí)的β-Gal活力顯著低于對(duì)照果實(shí)，在貯藏8 d時(shí)僅為（4.57±0.16）μmol/（kg·s），較對(duì)照果實(shí)低29.7%（P＜0.01）。

如圖9C所示，對(duì)照果實(shí)的PME活力在貯藏過(guò)程中穩(wěn)步下降，在貯藏8 d時(shí)降低至（338.33±19.22）ΔA620nm/（kg·s），較第0天低34.09%；CPPU處理果實(shí)有效抑制了PME活力的下降，在貯藏4 d和6 d時(shí)分別較對(duì)照果實(shí)高19.8%（P＜0.01）和18.2%（P＜0.05）。上述結(jié)果表明CPPU有效抑制了芒果果實(shí)成熟過(guò)程中3 種果膠水解酶活力的變化，進(jìn)而延緩了果膠的降解。

3 討 論

芒果果實(shí)在采收后易快速成熟和軟化，導(dǎo)致其貨架期相對(duì)較短，并使產(chǎn)品供應(yīng)鏈及物流受到嚴(yán)重限制[21]。因此，開(kāi)發(fā)芒果果實(shí)成熟軟化調(diào)控技術(shù)成為生產(chǎn)中亟待解決的重要問(wèn)題。目前已有報(bào)道顯示，氣體熏蒸（如臭氧、1-MCP、NO）、可食性涂膜和化學(xué)藥劑浸泡（如水楊酸、硝普鈉、褪黑素）等多種處理技術(shù)可有效控制芒果采后成熟[22-28]。然而，大多技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)化應(yīng)用尚有距離。

本研究發(fā)現(xiàn)，10 mg/L CPPU浸泡處理不僅明顯推遲‘貴妃’芒果果實(shí)在常溫貯藏過(guò)程中的色澤轉(zhuǎn)黃、硬度下降及SSC和TAC變化，還可推遲芒果果實(shí)的呼吸躍變和抑制乙烯生成，表明CPPU處理能夠有效延緩芒果果實(shí)的成熟和軟化進(jìn)程，這對(duì)于改善果實(shí)貯藏品質(zhì)具有顯著作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與張魯斌等[12]在‘紅芒6號(hào)’芒果及Huang Hua等[29]在香蕉中的報(bào)道一致。

芒果作為一種典型的呼吸躍變型水果，其在成熟過(guò)程中的生理生化變化可通過(guò)乙烯的自我催化反應(yīng)及信號(hào)感知來(lái)引發(fā)和調(diào)控[3]。在高等植物乙烯生物合成途徑中，首先通過(guò)ACS作用將S-腺苷蛋氨酸（S-adenosylmethionine，SAM）轉(zhuǎn)化為乙烯合成前體ACC，其在ACO催化下進(jìn)一步合成乙烯。一般而言，植物體ACS和ACO的活性可決定乙烯的生物合成速率。在本研究中，盡管CPPU處理并未推遲芒果果實(shí)貯藏過(guò)程中ACC與乙烯釋放量峰值出現(xiàn)時(shí)間，但顯著降低了二者的生成水平，這可能與果實(shí)ACS和ACO活性受到CPPU抑制有關(guān)。與此不同，蘇苗等[30]研究發(fā)現(xiàn)，采前噴施CPPU對(duì)采后獼猴桃果實(shí)的乙烯生物合成具有明顯促進(jìn)作用，使果實(shí)成熟軟化加快，故對(duì)果實(shí)的貯藏帶來(lái)不利影響。上述研究結(jié)果表明，CPPU與果實(shí)體內(nèi)乙烯的相互作用較為復(fù)雜，其可能受到果實(shí)種類與品種、CPPU劑量、處理時(shí)期、處理方式及貯藏條件等多種因素影響。

果實(shí)在采后成熟過(guò)程中，細(xì)胞壁中的果膠與半纖維素分子通過(guò)酶促反應(yīng)不斷解聚并增溶，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)變得松弛而導(dǎo)致果實(shí)軟化[31]。在本研究中，WSP和CSP含量在芒果果實(shí)軟化過(guò)程中不斷升高；與此同時(shí)，WSP與CSP分子質(zhì)量呈現(xiàn)由高到低的分布變化趨勢(shì)，這與鱷梨果實(shí)成熟過(guò)程中果膠分子解聚的模式[32]相似。相比較發(fā)現(xiàn)，CPPU處理的芒果果實(shí)果膠分子解聚和增溶的過(guò)程遲于對(duì)照果實(shí)，從而顯著延緩果實(shí)軟化。在蓮子中也發(fā)現(xiàn)CPPU處理抑制果膠的增溶作用[33]。

大量研究表明，果實(shí)細(xì)胞壁果膠的解聚與增溶作用受果膠酶的催化而實(shí)現(xiàn)，其中PG、PME和β-Gal是最常見(jiàn)的果膠酶[31]。PG可水解多聚半乳糖醛酸的α-(1,4)-糖苷鍵，從而參與果膠的降解，導(dǎo)致果實(shí)軟化[34]。本研究中，對(duì)照果實(shí)的PG活力在貯藏6 d時(shí)達(dá)到峰值，之后呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)，這與乙烯釋放量變化趨勢(shì)相近，其相關(guān)系數(shù)r＝0.85，故推測(cè)采后芒果PG活性變化可能受內(nèi)源乙烯調(diào)控。CPPU處理延緩PG介導(dǎo)的芒果果實(shí)軟化可能與乙烯生物合成受到抑制有關(guān)。Razzaq等[4]發(fā)現(xiàn)，‘Kensington Pride’芒果果實(shí)在成熟過(guò)程中PG活性被外源乙烯誘導(dǎo)，但被1-MCP處理所抑制，繼而影響了果實(shí)軟化，該結(jié)果證明了本研究的觀點(diǎn)。

PME能夠催化果膠分子去甲氧基化，其產(chǎn)物果膠酸可作為底物參與PG的解聚反應(yīng)，使果實(shí)逐步軟化[35]。本研究中，對(duì)照芒果果實(shí)PME活力在貯藏過(guò)程中持續(xù)下降，而CPPU處理明顯減緩了PME活力的下降速率。CPPU處理果實(shí)具有較高的PME活力意味著其果膠鏈上有更多的甲氧基被移除，去甲酯化后的果膠酸可與游離鈣離子結(jié)合而形成凝膠，故有助于維持果實(shí)硬度。β-Gal作為修飾果膠的關(guān)鍵酶之一，能夠通過(guò)催化果膠分子半乳聚糖側(cè)鏈的水解而參與果膠的溶解過(guò)程，使果實(shí)軟化。本研究中，β-Gal活力在‘貴妃’芒果果實(shí)貯藏過(guò)程中呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢(shì)，表明β-Gal在芒果后熟軟化中發(fā)揮重要作用，這與在‘Harumanis’‘Nam Dokmai’‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’等芒果品種中獲得的結(jié)果[36-38]一致。CPPU處理較大程度地抑制了β-Gal活性上升，因此能較好地維持果膠穩(wěn)定性并抑制芒果果實(shí)軟化。

綜上所述，采后CPPU處理可有效延緩‘貴妃’芒果果實(shí)在貯藏過(guò)程中成熟相關(guān)生理指標(biāo)變化，這與CPPU對(duì)果實(shí)乙烯生物合成及果膠降解的抑制作用密切相關(guān)。因此，適當(dāng)質(zhì)量濃度的CPPU處理有助于延長(zhǎng)采后芒果果實(shí)貯藏期，這為芒果采后保鮮提供了新的思路。