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文献解读
猕猴桃贮藏
129
8.8 Food Chemistry
第一作者、通讯作者
Xiong Siguo
Jiang Aili*
大连民族大学
1-Methylcyclopropene treatment delays the softening of Actinidia arguta fruit by reducing cell wall degradation and modulating carbohydrate metabolism
01
研究概述
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软枣猕猴桃（Actinidia arguta）的迅速软化严重影响了其市场潜力。本研究探究了1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene, 1-MCP）处理对果实软化的影响。从果实的质构、理化、营养和感官方面进行了评估，并对贮藏过程中与细胞壁降解和碳水化合物代谢相关代谢物含量和相关酶活性进行了检测。结果表明，1-MCP可以延缓果实的软化，延长其贮藏和货架期。
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研究背景
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软枣猕猴桃（Actinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. Ex. Miq.）具有高抗冻性这一个园艺优势。在东北亚、北方、北美和其他高纬度国家都可以进行商业种植。软枣猕猴桃因其体积小，表皮光滑，风味独特，越来越受到消费者的关注。我国软枣猕猴桃种植面积近2800 hm2，年产量约1000 t，并呈逐年增长趋势。软枣猕猴桃富含抗坏血酸（ascorbic acid, AsA）、叶黄素、总酚（total phenolics, TP）和矿物质，尤其是磷、钙、铁和锌。它还具有营养特性，如抗炎，抗氧化，预防癌症和降低血压。由于这些特性及其园艺属性，软枣猕猴桃的市场一直在不断扩大。
03
研究目的
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本研究旨在更好地了解1-MCP抑制软枣猕猴桃冷藏期间软化的调节机制。重点关注了1-MCP处理后软枣猕猴桃细胞壁代谢发生的生理和生化变化，并评估了果实品质的变化以及碳水化合物代谢的变化。
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材料与方法
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研究结果
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1 外观、硬度、总可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）和固酸比（TSS/TA比）
2 抗坏血酸（AsA）、总酚（TP）、类黄酮含量
软枣猕猴桃中的AsA含量在第0天最高（1.44 g/kg），随后在冷藏49 d期间下降（Fig. 1F）。然而，在整个贮藏过程中，1-MCP处理组果实中的AsA含量仍保持在高于对照组果实的水平。冷藏49 d后，对照组果实中的AsA含量为0.94 g/kg，而1-MCP处理组果实中的AsA含量为0.98 g/kg。在冷藏过程中，果实中的TP（Fig. 1G）和类黄酮含量（Fig. 1H）普遍先增加后减少。然而，在整个贮藏过程中，1-MCP处理组果实中的TP和类黄酮含量均显著高于对照组。贮藏0-21 d，对照组（3.3-4.8 g/kg）和1-MCP处理组（3.3-5.5 g/kg）的TP含量增加，然后下降。冷藏49 d后，对照组和1-MCP处理组的TP含量分别为1.8和3.0 g/kg。在对照组中，类黄酮含量在贮藏21 d达到最大值，而在1-MCP处理组中，峰值出现在贮藏28 d。对照组和1-MCP处理组的类黄酮含量分别比第0天低8%和高54%。
5 细胞壁多糖
尽管对照组和1-MCP处理组的果实中CWM含量逐渐下降，但1-MCP处理在大多数采样时间点保持了显著较高的CWM含量（Fig. 3A）。冷藏49 d后，对照组果实中的CWM含量为21.17 g/kg，而1-MCP处理组果实中的CWM含量为31.23 g/kg。
与CWM相比，WSP和CSP含量随贮藏时间呈增加趋势（Fig. 3B & D）。对照组和1-MCP处理组之间WSP含量差异在贮藏14-28 d最大，而CSP含量差异在贮藏28 d后最大。冷藏第14、21、28 d时，对照组WSP含量分别是1-MCP处理组的1.91、1.59、1.47倍。对照组果实比1-MCP处理组果实具有更高的CSP水平，而1-MCP处理组的CSP增加被延迟。在49 d的贮藏过程中，对照组的CSP水平增加了1.96倍，而1-MCP处理组仅增加了1.81倍。
软枣猕猴桃在冷藏过程中SSP含量逐渐下降，贮藏2-8 d后下降更为明显。然而，在1-MCP处理组中，SSP的快速下降在果实中被延迟（Fig. 3C）。在整个贮藏期间，对照组中的SSP含量低于1-MCP处理组。冷藏49 d结束时，对照组和1-MCP处理组的SSP含量分别为19.12 g/kg和21.12 g/kg。
软枣猕猴桃中纤维素含量在冷藏过程中逐渐下降（Fig. 3E）。值得注意的是，1-MCP处理组中的纤维素含量在整个贮藏期间高于对照组。冷藏49 d后，1-MCP处理组果实中的纤维素含量相对于第0 d降低了41%，而对照组果实中的纤维素含量降低了50%。
随着贮藏时间的增加，半纤维素的降解越快，特别是在对照组中（Fig. 3F）。1-MCP处理组果实在贮藏21 d后半纤维素含量仍高于对照组。冷藏49 d后，1-MCP处理组的半纤维素含量比对照组高8%。
6 细胞壁修饰酶活性
冷藏过程中，软枣猕猴桃的PE活性有波动的趋势。1-MCP处理组中的PE活性通常先增加然后下降，而对照组中的PE活性表现出稳定增加的趋势（Fig. 3G）。从贮藏42 d开始，对照组果实中的PE活性显著高于1-MCP处理组。贮藏结束时，对照组果实中的PE活性大约比1-MCP处理组高两倍。
对照组果实中PG、Cx、α-Gal和β-Gal活性在冷藏过程中迅速升高。相反，这些酶活性的增加被1-MCP处理延迟（Fig. 3H, I, K & L）。冷藏49 d后，1-MCP处理组果实中PG、Cx、α-Gal和β-Gal活性分别为对照组的65%、87%、79%和70%。
在两个处理组中，软枣猕猴桃中的β-Glu活性在贮藏第28 d达到峰值（Fig. 3J）。在整个储存过程中，1-MCP处理组的β-Glu活性低于对照组，并且在活性峰值时仅为对照组的57%。
7 细胞超微结构
用TEM观察软枣猕猴桃细胞超微结构的变化。第0 d的软枣猕猴桃细胞壁结构完整，细胞轮廓清晰可见，中层紧密，细胞内淀粉颗粒较大（Fig. 4A & B）。然而，在贮藏49 d后，两个处理组的细胞超微结构均显示出显著变化。对照组果实的细胞形态已经退化。质膜不再紧密地附着在细胞壁上，细胞壁的结构变得扭曲和肿胀。此外，中间层变薄并受损，淀粉粒大量溶解（Fig. 4C & D）。相比之下，1-MCP处理组果实的细胞形态相对完整，细胞壁表现出高度的完整性和连续性。虽然中层也变薄，但组织良好，细胞内淀粉粒尚未完全溶解（Fig. 4E & F）。
8 淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇
软枣猕猴桃在冷藏过程中淀粉含量逐渐下降（Fig. 5A）。然而，1-MCP处理减缓了淀粉含量的下降速率。贮藏结束时，对照组和1-MCP处理组果实中的淀粉含量分别比初始含量降低了76%和63%。
在贮藏过程中，观察到软枣猕猴桃中葡萄糖和果糖含量的总体波动，然后增加（Fig. 5B & C）。贮藏28 d后，相对于对照组果实，1-MCP处理组中葡萄糖和果糖的增加被延迟。冷藏结束时，1-MCP处理组中的葡萄糖和果糖含量分别仅为对照组的85%和68%。
蔗糖含量在贮藏初期表现出相当大的增加，随后出现波动模式并在35 d后下降（Fig. 5D）。与葡萄糖和果糖不同，在整个冷藏期间，相对于对照组，1-MCP处理组果实中观察到较高水平的蔗糖。贮藏第14 d时，1-MCP处理组果实中蔗糖含量为22.92 g/kg，而对照组为18.11 g/kg。
软枣猕猴桃在贮藏期间山梨醇含量呈现先增加后减少的模式（Fig. 5E）。对照组果实的山梨醇水平在第42 d达到最高，为52 g/kg，而1-MCP处理组果实在第14 d达到峰值，为41.43 g/kg。贮藏第49 d时，对照组果实中的山梨醇含量比1-MCP处理组高2.55 倍。
9 糖代谢相关酶活性
在两个处理组中，AMY、NI和AI活性在软枣猕猴桃的贮藏过程中表现出类似的活性增加模式（Fig. 5F-H）。然而，在整个贮藏期间，1-MCP处理组果实中的AMY、NI和AI活性低于对照组。冷藏49 d后，对照组果实中AMY、NI和AI活性分别比1-MCP处理组高1.52、1.18和1.13倍。
在对照组和1-MCP处理组的果实中，SPS活性在贮藏期间最初表现出增加趋势，随后呈下降趋势。在第28 d观察到两个处理组的SPS活性达到最高水平（Fig. 5I）。对照组果实表现出更高的SPS活性峰值（5.70 g/kg/h），比1-MCP处理组高65%。
软枣猕猴桃冷藏过程中SS活性的变化如Fig. 5J所示。在贮藏的最初几天内，两个处理组的SS活性均显著增加。在贮藏第14 d观察到SS活性峰值，此后SS活性急剧下降。然而，在对照组和1-MCP处理组中分别在第28 d和第35 dd观察到了SS活性的另一个小峰值。对照组果实中的SS活性在第14 d表现出相对较高的值，比1-MCP处理组高39%。
1-MCP处理组的PFK活性在贮藏的前14 d迅速增加，然后急剧下降（Fig. 5K）。1-MCP处理组果实中的PFK活性峰值在第14 d为0.33 mg/s/kg，但在随后的贮藏期间降至0.17 mg/s/kg以下。对照组的PFK活性通常随着贮藏时间的延长而增加，在冷藏第42 d时达到0.25 mg/s/kg。
在贮藏的前28 d，两个处理组的SH活性最初表现出相反的趋势，1-MCP处理组先降低后增加，而对照组先增加后降低（Fig. 5L）。随后，1-MCP处理组和对照组分别在第35 d和第42 d出现活性峰值。1-MCP处理组果实中的SH活性峰值为0.14 mg/s/kg，对照组为 0.27 mg/s/kg。
10 相关分析
本研究中测量的参数之间的相关性是根据皮尔逊相关系数确定的（Fig. 6）。相关分析表明，对照组果实的硬度与TSS、WSP、CSP、细胞壁修饰酶（PG、Cx、β-Glu、α-Gal、β-Gal）活性、可溶性糖（葡萄糖、果糖、蔗糖）呈显著正相关，与糖代谢酶（AMY、NI、AI）活性呈显著负相关。硬度也与TA、AsA、CWM、SSP、纤维素和淀粉呈正相关（Fig. 6A）。1-MCP处理组和对照组的相关性总体相似。值得注意的是，感官评价得分与其他测量参数显著相关（Fig. 6B）。
06
结果讨论
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07
研究结论
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用1-MCP处理软枣猕猴桃可保持采后品质并延迟果实软化。软枣猕猴桃的软化程度与细胞壁多糖降解水平和细胞壁修饰酶的活性密切相关。1-MCP处理降低了细胞壁修饰酶（PE、PG、Cx、β-Glu、α-Gal和β-Gal）的活性，保持了细胞壁的完整性，并延迟了果实软化。此外，1-MCP处理降低了与果实软化和成熟相关的碳水化合物代谢水平，但对果实的感官品质有一定的滞后作用。总体而言，1-MCP对软枣猕猴桃的作用有利于长期贮藏。然而，未来的研究需要更详细地探讨1-MCP对软枣猕猴桃风味变化的影响。此外，尽管本研究有助于理解1-MCP处理延迟软枣黄猕猴桃软化的生理机制，但其分子机制仍然未知。因此，还需要进一步研究1-MCP调节软枣猕猴桃软化和成熟的分子机制。
End
猕猴桃加
微信号｜kiwifruitplus
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