《食品科学》：西北农林科技大学马艳萍副教授等：1-甲基环丙烯处理对鲜花椒果实冷藏品质及褐变关键酶的影响

花椒（

Zanthoxylum bungeanum

D

1-甲基环丙烯（1-MCP）是一种乙烯抑制剂，能够抢先与乙烯受体结合，抑制乙烯信号转导和乙烯合成，进而延缓果蔬的成熟和衰老进程。前期已对1-MCP在鲜花椒果实中的应用进行了初步探究，但并未对1-MCP处理鲜花椒冷藏期间生物活性物质、褐变关键酶活性及其之间的关系方面进行深入探究。

基于前期研究，西北农林科技大学林学院的吴方智、王水苗、马艳萍*等以‘凤椒’鲜花椒果实为试材，探究常温1.0 μL/L 1-MCP处理对果实在（0.0±0.5）℃条件下贮藏期间的贮藏效果、生物活性物质含量及褐变关键酶活性等指标的影响，剖析相关指标之间的关系，旨在为1-MCP保鲜技术在鲜花椒果实贮藏中的应用提供理论依据和技术支持。

1 1-MCP处理对鲜花椒果实冷藏期外观、色泽、褐变率和呼吸速率的影响

如图1所示，鲜花椒果实在整个贮藏期间的颜色变化较大，L*值不断下降，褐变率呈现先缓慢上升后迅速增加的趋势。1-MCP处理果实的L*值仅在贮藏21 d时显著高于对照（P＜0.05），其褐变率在除49 d外均显著低于对照（P＜0.05），在42～49 d时急剧上升，由18.83%增加至52.83%，而此阶段对照的褐变率由32.11%增加至47.05%。上述结果表明，1-MCP处理能够减少鲜花椒果实贮藏42 d内的褐变现象，延缓其褐变进程。

呼吸作用能够反映果蔬的生理代谢活动，其能够影响果蔬的品质和贮藏期。呼吸速率在冷藏期间呈双峰变化，对照和1-MCP处理呼吸速率的峰值分别于28 d和35 d出现（图1D）。除14、35、42 d外，1-MCP处理果实的呼吸速率在其他贮藏时间均极显著低于对照（P＜0.01），其呼吸速率峰值较对照推迟7 d出现。上述结果表明，1-MCP处理能够抑制鲜花椒果实的呼吸速率且推迟其高峰的出现，进而延缓其生理代谢和衰老进程。

2 1-MCP处理对鲜花椒果实冷藏期挥发油含量及其组分的影响

鲜花椒果实的挥发油含量在贮藏期间持续降低，贮藏期42 d内1-MCP处理的挥发油含量显著高于对照（P＜0.05）（图2A）。此阶段内，对照和1-MCP处理的挥发油含量平均值分别为2.50、2.61 mL/100 g。结果表明，1-MCP处理对鲜花椒果实贮藏42 d内挥发油含量的保持效果显著。

鲜花椒果实中的主要挥发油组分达到63 种，其中烯类物质23 种、醇类物质23 种、酯类物质17 种（数据未列出）；烯类物质相对含量在贮藏期间总体下降，醇类物质含量呈现先增加后降低的趋势，酯类物质含量持续增加（图2C）。与0 d相比，贮藏42 d时1-MCP处理果实的醇类和酯类变化幅度低于对照。在这3 类组分中，相对含量高于1%的组分中以D-柠檬烯的相对含量最高，其次是乙酸芳樟酯、芳樟醇、桧烯、β-蒎烯和4-萜烯醇（图2B）。整个贮藏期间，以1-MCP处理果实中的桧烯和4-萜烯醇相对含量始终高于对照组，其D-柠檬烯和乙酸芳樟酯的相对含量低于对照组；其芳樟醇的相对含量在贮藏21 d时低于对照组，在42 d时则高于对照组，表明1-MCP处理鲜花椒果实的挥发油组分变化幅度较小，更有利于其香气的保持。

3 1-MCP处理对鲜花椒果实冷藏期花青素、麻味物质和可溶性蛋白质含量的影响

整个贮藏期间，鲜花椒果实的花青素和麻味物质含量均持续下降，可溶性蛋白质含量呈先上升后下降趋势（图3）。在贮藏42 d内，1-MCP处理的花青素含量在除14 d外均显著高于对照（P＜0.05），49 d时降为负值且极显著低于对照（P＜0.01），这可能由于pH 1.0时的吸光度差值小于pH 4.5时的吸光度差值，导致A为负值，进而导致花青素含量计算结果为负值。这与张会苓等在普通洋葱研究中的结果一致。贮藏28 d内，除21 d外1-MCP处理的麻味物质含量显著高于对照（P＜0.05），之后二者无显著差异（P＞0.05）。1-MCP处理的可溶性蛋白质含量在冷藏期间持续显著高于对照（P＜0.05，P＜0.01）。上述结果表明，1-MCP处理能够较好地保持鲜花椒果实贮藏42 d内的花青素和麻味物质含量，提高贮藏期间的可溶性蛋白质含量。

4 1-MCP处理对鲜花椒果实冷藏期总酚含量和主要生物活性物质损失率的影响

如图4所示，鲜花椒果实的总酚含量在贮藏期间呈波动变化，麻味物质、挥发油和花青素损失率逐渐增加，其中以麻味物质损失率最低，花青素损失率最高。除贮藏42 d时1-MCP处理的总酚含量显著低于对照外（P＜0.05），其他时间二者之间均无显著差异（P＞0.05）。贮藏42 d内，1-MCP处理果实的麻味物质、挥发油和花青素损失率始终低于对照，之后其各种生物活性物质迅速降解，49 d时麻味物质和挥发油损失率分别增加至2.41%和33.96%，此时花青素则完全降解，各物质损失率均高于对照组。

5 1-MCP处理对鲜花椒果实冷藏期PPO、POD和PAL活性的影响

贮藏期间，鲜花椒果实的PPO活性呈先上升后下降的趋势，对照组的POD活性先上升后波动下降，1-MCP处理则波动变化，二者的PAL活性呈总体下降趋势（图5）。1-MCP处理组的PPO活性除21、35、42 d外均极显著高于对照（P＜0.01）；1-MCP处理组POD活性在除42 d外均显著低于对照（P＜0.05）；1-MCP处理组PAL活性在7 d后持续极显著低于对照（P＜0.01）。整个贮藏期间，对照和1-MCP处理果实的PPO活性平均值分别为17.74、20.90 U/（g·min），POD活性平均值分别为384.35、330.24 U/（g·min），PAL活性平均值分别为156.35、146.90 U/（g·min）。鲜花椒果实贮藏期内的POD和PAL活性分别是PPO活性的11.21～31.67 倍和5.07～14.75 倍。上述结果表明，1-MCP处理总体提高了鲜花椒果实冷藏期间的PPO活性，却显著抑制了POD活性和PAL活性，进而延缓了果实的褐变进程。

6 PCA和相关性分析

PCA结果显示，前2 个PC的累计方差贡献率为66.1%，其中PC1占48.2%，PC2占17.9%（图6A）。L*值、花青素、麻味物质和挥发油含量与PAL活性对PC1有正影响，褐变率和可溶性蛋白质含量对PC1有负影响，表明PC1主要与果实的色泽及生物活性物质有关；总酚含量和PPO活性对PC2有正影响，而呼吸速率和POD活性对PC2产生负影响，表明PC2主要与果实的酚类代谢有关。除贮藏期0、42 d外，对照和1-MCP处理的空间分布明显分离，表明对照和1-MCP处理鲜花椒果实在除0、42 d外的贮藏期品质及褐变关键酶活性等相关指标差异较大，1-MCP对鲜花椒果实的处理效果显著。

7 讨论

褐变率能够直接反映鲜花椒果实贮藏期间的褐变情况。呼吸速率则能够衡量果蔬生理代谢快慢。本研究中，1-MCP处理鲜花椒果实贮藏期间的呼吸速率总体低于对照组，且呼吸高峰被推迟，这应该是由于1-MCP与乙烯受体竞争性结合阻止乙烯的合成，从而抑制了果实的生理代谢和衰老进程。与对照组相比，1-MCP处理鲜花椒果实在贮藏42 d内褐变率较低，同时此阶段内其呼吸速率总体较低，表明1-MCP处理对鲜花椒果实褐变的抑制作用应该与其较低的呼吸速率有关。这与Thewes等在山核桃中的研究结果相似。然而，1-MCP处理鲜花椒果实的褐变率在贮藏49 d时却迅速上升，表明1-MCP处理对鲜花椒果实褐变的抑制作用有限，这与Sun Bingxin等在蘑菇上的研究结果相似。

花青素、麻味物质和挥发油与鲜花椒果实的品质密切相关。本研究中，对照组和1-MCP处理鲜花椒果实的花青素、麻味物质和挥发油含量在贮藏期间不断下降，且二者的这3 个指标与褐变率之间均呈极显著负相关，表明鲜花椒果实冷藏期间花青素、麻味物质和挥发油含量的降解可能与其褐变增加有关，并且其品质的降低和褐变的增加应该是鲜花椒果实油胞破裂导致。同时，1-MCP处理能够抑制鲜花椒果实贮藏42 d内花青素含量的降低，果实红色较深，L*值较高，49 d时其花青素含量却急剧下降且色泽变暗，表明1-MCP处理可能是通过保持油胞完整性减少花青素含量的损失，进而保持鲜花椒果实的红色。贮藏期间，1-MCP处理显著延缓了鲜花椒果实麻味物质和挥发油含量的损失，且二者含量均与其花青素含量呈现极显著正相关，表明1-MCP处理对麻味物质和挥发油降解的抑制作用可能与其延缓花青素的降解有关。这与Hassan等发现的1-MCP处理抑制甜罗勒叶挥发油的损失主要是由于对色素和蛋白质降解的抑制作用这一论断相似。然而，1-MCP处理鲜花椒果实的花青素、挥发油和麻味物质含量在贮藏49 d时均迅速下降，表明1-MCP处理对鲜花椒果实品质的保持作用也比较有限。

果实贮藏过程中，其褐变是多种因素作用的结果，而酶促褐变是其主要因素。果实的酶促褐变主要与其酚类物质受到相关酶氧化有关；参与褐变过程的酶主要包括PPO、POD和PAL等。本研究显示，‘凤椒’果实贮藏期间，1-MCP处理的PPO活性总体高于对照，但其POD、PAL活性和褐变率低于对照组。这与多数研究中发现具有高PPO活性以及低POD和PAL活性的果实褐变更严重的结果相反。有研究表明，高的POD活性兼具抗氧化和加速衰老的双重作用。在油料种子和油脂贮藏中，POD能够反映其衰老程度。花椒果实属于油料，果实中低的POD活性表征其具有更低的衰老程度。同时，鲜花椒果实贮藏期内的POD和PAL活性分别是PPO活性的11.21～31.67 倍和5.07～14.75 倍，因此推测POD和PAL应该是促进鲜花椒果实酶促褐变和衰老过程的关键酶。此外，细胞膜破裂是导致酶促褐变的关键，细胞膜的完整性使得酚类物质与酶分隔而限制了酶促褐变，但细胞被破坏就会导致酶促褐变的发生。综上所述，1-MCP处理可能主要通过保持鲜花椒果实细胞膜完整性以减少细胞破裂，或者降低果实褐变关键酶POD和PAL活性，进而抑制其贮藏42 d内的褐变现象。

8 结论

本研究结果表明，常温1.0 μL/L 1-MCP处理显著延缓了鲜花椒果实（0.0±0.5）℃冷藏42 d内的褐变以及花青素、麻味物质和挥发油的降解，维持了挥发油组分的稳定，提高了果实冷藏期间的PPO活性，但抑制了POD和PAL活性。综上，常温1.0 μL/L 1-MCP处理有效抑制了鲜花椒果实贮藏期42 d内生物活性物质的降解，其主要通过保持细胞完整性或降低其褐变关键酶POD和PAL活性从而延缓果实褐变和保持其较好的品质。

作者简介

通信作者

马艳萍，副教授，西北农林科技大学林学院教师和美国康奈尔大学访问学者，现任林学院党委委员、经济林系副主任，兼任中国林学会经济林分会第九届理事、陕西省杨凌区第十届人大代表，以及《Food Research International》、《Postharvest Biology Technology》和《Food Chemistry》等国际期刊审稿人。长期从事鲜核桃、猕猴桃和鲜花椒等经济林果的采后生理及贮藏保鲜技术研究。主持相关科研项目10余项，其中国家自然基金青年项目1项，陕西省自然基金、重点研发计划项目4项，西安市科技计划项目2项。以第一作者或通信作者发表学术论文、教改论文40余篇，其中SCI收录12 篇（中科院一区9 篇），EI收录8 篇。制定《苹果采收质量与技术规范》陕西省地方标准1 项，主编《野生植物资源开发与利用（第二版）》新形态、数字教材2 部，参编《园艺产品贮运学（第二版）》教材和《果品贮藏与加工技术》丛书2 部；参与的‘高二氧化碳气调对核桃鲜贮的原理与技术研究’获2014年度陕西省林业厅科技进步二等奖（排名第三）。

第一作者

吴方智，西北农林科技大学林学院硕士研究生，研究方向为经济林果贮藏保鲜技术。曾获得国家励志奖学金、校长奖学金、一等专业奖学金、三好学生、优秀共青团员等荣誉。曾以二作身份在食品与发酵工业期刊发表一篇科研论文（李媛媛,吴方智,王斯可,马艳萍,刘朝斌.不同状态鲜核桃冷藏期间品质变化的差异[J].食品与发酵工业,2025,51(1):244-249.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038332.）。

本文《 1-甲基环丙烯处理对鲜花椒果实冷藏品质及褐变关键酶的影响 》来源于《食品科学》2025年46卷第14期321-328页，作者： 吴方智，王水苗，王斯可，于俊平，马艳萍 。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20250110-081 。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社将与江西农业大学、江西科技师范大学、 南昌师范学院、 家禽遗传改良江西省重点实验室 共同举办的“ 2025年动物源食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2025年10月25-26日 在 中国 江西 南昌 召开。

长按或微信扫码进行注册

北京食品科学研究院、中国食品杂志社和全国糖酒会组委会将于2025年10月16-18日在江苏省南京市南京国际博览中心举办第113 届全国糖酒会食品科技成果交流会。食品科技成果交流会期间举办食品科技成果展，本届科技成果展以我国当前食品产业科技需求为导向，重点邀请“十四五”以来获得国家和省部级重要科研项目支持产出的食品科技新成果、新技术、新产品参展，并针对企业技术需要开展精准对接服务。

长按或微信扫码进行注册

以上会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）