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乙烯与果品蔬菜的成熟衰老
作者:侯彪    发布时间:2013-11-20

乙烯(ethylene)是影响呼吸作用的重要因素。通过抑制或促进乙烯的产生,可调节果蔬的成熟进程,影响贮藏寿命。因此,了解乙烯对果品蔬菜成熟衰老的影响、乙烯的生物合成过程及其调节机理,对于做好果蔬的贮运工作有重要的意义。

一、乙烯与果品蔬菜成熟衰老的关系

(一)促进成熟 :乙烯是成熟激素,可诱导和促进跃变型果实成熟,主要的根据如下:

①乙烯生成量增加与呼吸强度上升时间进程一致,通常出现在果实的完熟期间;

②外源乙烯处理可诱导和加速果实成熟;

③通过抑制乙烯的生物合成(如使用乙烯合成抑制剂AVG,AOA)或除去贮藏环境中的乙烯(如减压抽气、乙烯吸收剂等),能有效地延缓果蔬的成熟衰老;

④使用乙烯作用的拮抗物(如Ag+,CO2,1-MCP)可以抑制果蔬的成熟。

有趣的是,虽然非跃变型果实成熟时没有呼吸跃变现象,但是用外源乙烯处理能提高呼吸强度,同时也能促进叶绿素破坏、组织软化、多糖水解等。所以,乙烯对非跃变型果实同样具有促进成熟、衰老的作用。

(二)乙烯作用的机理

1.提高细胞膜的透性;据研究表明,乙烯的受体蛋白可能存在于细胞膜系统上。当

乙烯在膜上与受体结合后,使细胞膜的透性增大,气体交换加强,并引起多种水解酶从细胞内大量外渗。在提高呼吸速率的基础上,引起了体内一系列生理生化反应的变化,这也是乙烯推动生理过程,促进果实成熟的基本原理之一。

2.促进RNA和蛋白质的合成;

乙烯对IAA氧化酶、过氧化物酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、苯丙氨酸解氨酶等20多种酶都具有较强的激活作用。此外,乙烯还能通过对RNA的合成和转录的调节,促进纤维素酶、果胶酶、叶绿素酶等水解酶的合成。因而表现出很多特殊的生理效应。例如:很多果实成熟时果皮由绿色逐渐变黄,是由于释放的乙烯刺激了叶绿素酶的合成并提高活性,从而加速了叶绿素的分解而显现出类胡萝卜素特有颜色;苯丙氨酸解氨酶的作用使果实具有香味;纤维素酶、果胶酶和过氧化物酶的作用促进了离层的形成和胞壁的分解导致器官脱落;淀粉酶促使淀粉转化为可溶性糖,果实甜味增加;果胶酶、纤维酶促使细胞松散,果实由硬变软,最终使成熟的果实色、香、味俱全。

3.乙烯受体与乙烯代谢。

乙烯可通过多方面的作用途径降低植物体内的生长素浓度,因而导致器官的衰老、脱落、生长受抑制等一系列生长发育的变化。现认为,乙烯对生长素水平的影响可能是:(1)抑制IAA的生物合成;(2)阻碍了IAA的运输;(3)增强IAA氧化酶、过氧化物酶的活性,加速了IAA的分解

二、贮藏运输实践中对乙烯以及成熟的控制
 

(一)控制适当的采收成熟度;

跃变型果实中乙烯的生成有两个调节系统:系统I负责跃变前果实中低速率合成的基础乙烯,系统Ⅱ负责成熟过程中跃变时乙烯自我催化大量生成,有些品种在短时间内系统Ⅱ合成的乙烯可比系统I增加几个数量级。二个系统的合成都遵循蛋氨酸途径。不同成熟阶段的组织对乙烯作用的敏感性不同。

(二)防止机械损伤;贮藏前要严格去除有机械伤、病虫害的果实,这类产品不但呼吸旺盛,传染病害,还由于其产生伤乙烯,会刺激成熟度低且完好果实很快成熟衰老,缩短贮藏期。干旱、淹水、温度等胁迫以及运输中的震动都会使产品形成伤乙烯。

(三)避免不同种类果蔬的混放;

对于自身产生乙烯少的非跃变果实或其他蔬菜、花卉等产品,绝对不能与跃变型果实一起存放,以避免受到这些果实产生的乙烯的影响。同一种产品,特别对于跃变型果实,贮藏时要选择成熟度一致,以防止成熟度高的产品释放的乙烯刺激成熟度低的产品,加速后熟和衰老。

(四)乙烯吸收剂的应用;

产品一旦产生少量乙烯,会诱导ACC合成酶活性,造成乙烯迅速合成,因此,贮藏中要及时排除已经生成的乙烯。采用高锰酸钾等做乙烯吸收剂,方法简单,价格低廉。一般采用氧化铝为载体以增加反应面积,将它们放入饱和的高锰酸钾溶液中浸泡15~20min,、自然晾干。

(五)控制贮藏环境条件(适当的低温;降低O2浓度和提高CO2浓度);

乙烯合成的最后一步是需氧的,低O2可抑制乙烯产生。提高环境中CO2浓度能抑制ACC向乙烯的转化和ACC的合成,CO2还被认为是乙烯作用的竞争性抑制剂,因此,适宜的高CO2从抑制乙烯合成及乙烯的作用两方面都可推迟果实后熟。在贮藏中,需创造适宜的温度、气体条件,既要抑制乙烯的生成和作用,也要使果实产生乙烯的能力得以保存,才能使贮后的果实能正常后熟,保持特有的品质和风味。

(六)利用臭氧(O3)和其他氧化剂;

(七)使用乙烯受体抑制剂优鲜安喜培1-MCP;

1-MCP的化学名是1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene),是一种环状烯烃类似物,分子式C4H6,分子量54,物理状态为气体,在常温下稳定,无不良气味,无毒。

据研究,1-MCP的作用模式是结合乙烯受体,从而抑制内源和外源乙烯的作用。

(八)利用乙烯催熟剂促进果蔬成熟;

用乙烯进行催熟,对调节果蔬的成熟期具有重要的作用。在商业上用乙烯催熟果蔬的方式有用乙烯气体和乙烯利(液体)。

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