1-甲基环丙烯在葡萄采后贮藏中的应用及研究进展_王泽彬.pdf

672023.1综 述中外葡萄与葡萄酒SINO-OVERSEAS GRAPEVINE&WINE收稿日期：2022-08-09基金项目：财政部和农业农村部：国家葡萄产业技术体系（CARS-29）；欧盟Switch-Asia项目（ACA/2021/428-472）农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室开放课题（Kf2021008）作者简介：王泽彬（1996），女，硕士在读，研究方向为食品加工与安全。E-mail:*通信作者：张业尼（1984）女，博士，研究方向为食品保鲜与加工。E-mail:朱志强（1978），男，研究员，主要从事农产品采后商品化处理和贮运保鲜技术研发工作。E-mail:1-甲基环丙烯在葡萄采后贮藏中的应用及研究进展王泽彬1，集贤2，兰义宾3，陈存坤2，于晋泽2，李志文1，张业尼1*，朱志强2,3*（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）/农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室/天津市农科院农产品保鲜与加工技术研究所，天津 300384；3.中国农业大学，北京 100083）摘 要：葡萄在采后贮运物流过程中极易发生由病原微生物和生理代谢失调引发的腐损变质，严重影响着葡萄的贮藏品质。1-甲基环丙烯（1-MCP）是一种乙烯受体抑制剂，在葡萄采后贮藏保鲜中得到了推广应用，并取得了显著效果。本文着重叙述了1-MCP应用于葡萄保鲜的研究进展，归纳分析了近年来1-MCP处理对葡萄外观品质、呼吸强度、质构、营养成分和风味物质的影响，以及1-MCP结合其他理化手段在葡萄贮藏保鲜中的应用及其对葡萄品质影响的作用机制，并对其发展趋势进行展望，以期能够为1-MCP在葡萄贮藏保鲜上的研究提供理论依据。关键词：1-甲基环丙烯；葡萄；贮藏保鲜；研究进展中图分类号：S663.1 文献标志码：ADOI：10.13414/ki.zwpp.2023.01.011Abstract:In the process of postharvest storage,transportation and logistics,grape is prone to rot and deterioration caused by pathogenic microorganisms and physiological and metabolic disorders,which seriously affects the postharvest storage and shelf life of grape.1-methylcyclopropene(1-MCP),an ethylene receptor inhibitor,has been widely used in postharvest storage and has achieved remarkable results.Authors focused on the research progress of 1-MCP application in grape preservation,summarized and analyzed the effects of 1-MCP treatment on grape appearance quality,respiratory intensity,texture,nutrients and flavor substances in recent years,as well as the application of 1-MCP combined with other physical and chemical methods in grape storage and preservation,and its action mechanism on grape fruit quality and its development trend was prospected,so as to provide theoretical basis for the study of 1-MCP in grape storage and preservation.Key words:1-methylcyclopropene;grape;storage and preservation;research progressApplication and Prospect of 1-Methylcyclopropene in Postharvest Storage of Table GrapeWANG Zebin1,JI Xian2,LAN Yibin3,CHEN Cunkun2,YU Jinze2,LI Zhiwen1,ZHANG Yeni1*,ZHU Zhiqiang2,3*(1.College of Food Science and Biotechnology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;2.National Engineering Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products(Tianjin)/Key Laboratory of Storage of Agricultural Products,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Products Preservation and Processing Technology,Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin 300384,China;3.College of Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)2023(1):67-7168综 述2023.1中外葡萄与葡萄酒SINO-OVERSEAS GRAPEVINE&WINE上世纪80年代末，我国鲜食葡萄贮藏技术开始在市场上应用，并伴随着家庭性机械节能冷库的发展逐步推广开来，从龙眼巨峰等个别品种到玫瑰香红地球无核白等多个品种上进行应用。特别是进入本世纪以来，随着中大型冷藏库、精准温度管理、单段和双段缓释型保鲜剂、多形式保鲜包装材料等技术的应用，鲜食葡萄采后静态贮藏保鲜技术得到了大幅度的快速发展1。据不完全统计，近20年来，鲜食葡萄采后经过静态贮藏环节再销售的果实每年约40万吨，贮藏期36个月，是元旦和春节期间消费者餐桌上重要的新鲜果品。葡萄是一种非呼吸跃变型水果，采后损耗大，易出现果实脱落、果梗褐变、真菌感染等现象2。鲜食葡萄贮藏保鲜的主旨是在保持浆果品质新鲜的前提下延长货架期，减少因采后生理代谢及病害等问题而造成商业损失3。在葡萄商品销售中，绿色的果梗是衡量葡萄新鲜度的重要标识，是评价葡萄品质的又一重要方面，在一定程度上影响着消费者的购买欲望4。果实开始成熟时乙醇脱氢酶（ADH）活性上升以及VvADH2转录水平开始上调，Tesniere等5研究发现，1-MCP处理可以显著降低成熟果实中ADH活性和VvADH2 mRNA表达水平，从而延缓葡萄的衰老。本文主要就1-MCP处理在鲜食葡萄采后贮藏中的应用研究进行了综述，旨在为鲜食葡萄采后贮藏保鲜中的应用发展提供参考。1 1-甲基环丙烯的作用及调控机理1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是一种乙烯受体抑制剂6，于上世纪90年代获得专利，因其具有较低浓度下高效、便捷使用的优势，在水果、蔬菜等园艺产品的贮藏保鲜上得到了商业应用3。它可阻断与乙烯受体的结合，防止水果受到外源和自身产生的乙烯影响，延缓乙烯依赖性反应7。1-MCP不仅对苹果、猕猴桃等呼吸跃变型水果有明显的调控作用，而且对非呼吸跃变型水果有一定的调控作用，主要包括：（1）抑制衰老，如葡萄果轴褐变、火龙果鳞片和沙糖桔叶片的衰老；（2）抑制生理病害，如荔枝果皮褐变和枇杷内部褐变；（3）抑制变色，如在柑橘、草莓等果实上的应用8。传统观点认为葡萄属于非呼吸跃变型，但有研究表明乙烯参与调控葡萄果实的成熟过程，如转色期葡萄果实的膨大、果皮的着色和成熟过程中酸度的降低以及类胡萝卜素的生物合成。Chervin等9发现，赤霞珠葡萄在转色期出现了短暂的乙烯高峰，乙烯不仅参与诱导花青素合成相关基因（CHS、F3H和UFGT）的表达10，还参与调节葡萄浆果成熟过程中的糖代谢11。1-MCP作为乙烯受体抑制剂，与乙烯受体的结合力是乙烯的10倍，且具有比乙烯更高的双键张力和化合能12。由于1-MCP与乙烯有着相似的物理性质，因此能够长时间与乙烯受体中的金属离子结合，且在新受体产生前，使乙烯无法对果蔬起到任何作用13。研究显示，1-MCP可以抑制葡萄果实中乙烯通路关键基因（ETR、EIN3、ERF1/2）的转录与表达2,14、延缓果梗褐变4和果实脱落15。Chervin等11发现，经1-MCP处理的赤霞珠葡萄果实的蔗糖积累要少于对照组，1-MCP抑制了蔗糖转运蛋白（SUC11和SUC12）的转录。VvEIL2和VvEIL4基因负责调控阳光玫瑰葡萄果梗衰老过程中乙烯的合成和类胡萝卜素代谢，经1-MCP处理后，VvEIL2的转录量增加，调控穗轴褐变过程中类胡萝卜素代谢关键基因的表达，加速类胡萝卜素的降解；同时，1-MCP处理降低了VvEIL4的转录水平，正向调节了乙烯信号转导途径的VvERF95的表达，降低了VvACS5和VvACO2的表达，导致贮藏期间穗轴乙烯产生减少，从而抑制果梗褐变16。可见，1-MCP处理对乙烯作用途径起着抑制作用，它作为鲜食葡萄采后处理的保鲜措施，具有重要的应用价值。2 1-MCP单处理效应2.1 1-MCP对葡萄果实感官品质的影响1-MCP能提高葡萄贮藏期间的外观品质，保持葡萄果梗的绿色，降低果实腐烂率及掉粒率17。研究显示，葡萄果梗与穗轴影响了葡萄整体呼吸强度和乙烯生成速率以及贮藏过程中葡萄品质18。1.0 LL-1 1-MCP熏蒸巨峰葡萄，在8 d时果梗仍保持健康的绿色，而对照组因褐变严重失去了商品价值；葡萄果梗表皮细胞叶绿体呈完整态，叶绿素分解相关基因（VlNYC1、VlPAO、VlSGR1、VlHCAR）表达水平降低，以此推测1-MCP是通过抑制与叶绿素分解相关基因的表达来达到延缓果梗褐变的目的19。1-MCP能延缓与果梗脱落相关的物质代谢，减缓果梗的衰老，从而提高果实耐拉力。王宁等20用1.010-6的1-MCP于5 下分别熏蒸692023.1综 述中外葡萄与葡萄酒SINO-OVERSEAS GRAPEVINE&WINE新疆无核白葡萄24、48 h，并于0 贮藏，发现经1-MCP处理48 h的葡萄果实耐拉力较好，推测是由于果实脱落相关的物质代谢被延缓。2.2 1-MCP对葡萄呼吸强度的影响王宝亮等21使用1 LL-1 1-MCP熏蒸处理巨峰葡萄，可以显著降低穗轴果柄呼吸强度和乙烯生成量峰值，并且抑制果实的呼吸强度。贾艳萍等22同样发现，采后1-MCP处理能够有效地抑制无核寒香蜜葡萄呼吸强度的升高，贮藏至60 d时，采前1-MCP处理的果实呼吸强度大于采后处理，因此认为整穗葡萄呼吸作用产生的CO2量和乙烯释放量主要来自穗轴和果柄。2.3 1-MCP对葡萄果实质地及营养物质的影响在果蔬质构与营养成分方面，许多学者做了相关探究。田海龙等23发现，1LL-1 1-MCP处理能显著抑制10 下贮藏的乍娜葡萄质构性能（果实硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性等）的下降，效果要好于0.5 LL-1 1-MCP处理组。张翔宇24使用多元统计分析法对1-MCP处理葡萄进行了质地分析，穿刺测试结果表明，室温为20 时，1-MCP对果皮硬度、刚度有较大的影响，在贮藏后期与对照组参数差异显著；全质构测试结果表明