番茄（Lycopersicon esculentum Mill）又称西红柿、洋柿子，是茄科茄属一年生或多年生草本植物，因含有大量VC 和番茄红素而深受大众喜爱。新疆是我国番茄生产基地，2021 年新疆番茄种植面积达57.35 万hm2，总产量达586.99 万t，是新疆地区典型的特色农作物。但番茄属于呼吸跃变型果实，具有采后生理代谢旺盛、成熟软化快、贮藏期短、极易失去商品价值的特性。据统计，番茄每年在贮藏加工过程中的腐烂率高达15%～20%，严重影响番茄的食用价值和商业价值[1]。因此，开展番茄采后保鲜技术的研究，对提高经济效益，增加农民收入具有重要意义。
番茄的采后保鲜技术主要包括冷藏保鲜[2]、气调保鲜[3]、物理保鲜[4]、化学剂保鲜[5]、超声波保鲜[6]和涂抹保鲜[7]等。气调保鲜和变压保鲜由于对设备要求高、操作复杂、运行成本高而较少使用，化学保鲜存在辐射及化学残留污染等问题。所以低温贮藏是保持果蔬采后品质和延长果蔬采后货架期的有效途径，对人体健康和环境的负面影响最小[2]。低温贮藏可通过降低果蔬的呼吸强度来延缓衰老，并保持果蔬的营养品质[8]。研究表明番茄在低温条件下贮藏，果实的风味品质和果皮结构完整性保持较好[9]。1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作为一种新型有效的乙烯受体抑制剂，能作用于乙烯受体，从而阻断其与乙烯的正常结合，具有不可逆性，因具有无毒无味、稳定性好和使用剂量低等优点而被广泛应用[10]。近年来，1-MCP 已在梨[11]、蟠桃[12]、苹果[13]、葡萄[14]等果蔬中广泛应用。研究表明，1-MCP 能抑制果实腐烂率、失重率、呼吸强度和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的上升，延缓可滴定酸含量、可溶性固形物含量和硬度的下降，从而延缓果实的衰老进程[10，15]。
国内外已有关于1-MCP 应用于番茄采后保鲜中的研究，并取得了较好的效果。刘忠德等[16]研究发现1-MCP 处理可明显减缓番茄果实的硬度、糖度的降低，保持可溶性固形物含量以及减缓番茄颜色指数的升高，维持良好的商品品质；程宏雪等[17]研究发现1-MCP二次处理能有效保持番茄果实的硬度并延缓番茄红素和VC 含量的降低、抑制果实呼吸强度和丙二醛的积累以及细胞膜透性的增加、降低果实中过氧化物酶活性并推迟其活性高峰的出现；Bahar 等[18]研究发现1-MCP处理延长了番茄果实的贮藏期，保持了番茄果实的品质。此外，已有研究表明果实的衰老过程即活性氧代谢失调与积累的过程，1-MCP 处理可以有效提高果实抗氧化酶活性，增强自由基清除能力，减少果实受到活性氧（reactive oxygen species，ROS）的损害，对维持果实活性氧代谢的平衡有显著效果。林静颖等[19]研究表明，1-MCP 处理能有效降低‘油
’超氧阴离子产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛含量，保持‘油
’果实较高的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶等活性氧清除酶活性，同时提高采后‘油
’果实的活性氧清除能力、降低活性氧积累及抑制膜脂过氧化作用，从而提高采后‘油
’果实耐贮性、延长其果实保鲜期。然而目前关于1-MCP 处理在低温贮藏条件下对番茄果实保持品质及增强其抗氧化能力鲜有研究。因此本研究以品种“天赐575”番茄为试验材料，用3 种不同浓度1-MCP 熏蒸处理后放入（12±1）℃条件下贮藏，通过测定番茄采后品质、活性氧及相关酶活性的影响，探讨1-MCP 处理对番茄果实低温贮藏品质和保鲜效果的影响，以期为 1-MCP 在番茄贮藏保鲜上的应用提供一定的理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
“天赐575”绿熟期番茄：2023 年7 月19 日采摘于新疆乌鲁木齐市三坪农场管理良好的果园。选择大小均匀、单果质量100 g 左右、外观典型、无病虫害、无机械损伤的果实立即运往新疆农业大学果蔬采后生理及贮藏实验室进行清洗和杀菌，室温晾干后运至（12±1）℃冷库中备用。
石英砂、三氯乙酸、硫酸、愈创木酚、碳酸钙粉、碳酸氢钠、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、草酸、甲醇、甲苯、无水乙醇、酚酞、丙酮（均为分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司；抗坏血酸（分析纯）：天津市北联精细化学品开发有限公司；2，6-二氯酚靛酚钠盐（分析纯）：上海源叶生物科技有限公司；1-甲基环丙烯（分析纯）：美国罗门哈斯（中国）公司；番茄红素标准品（苏丹Ⅰ色素）：北京索莱宝科技有限公司；过氧化氢试剂盒：苏州梦犀生物医药科技有限公司。
1.2 仪器与设备
GY-4 数显果实硬度计：艾普计量仪器有限公司；JSB30-1 电子计重秤：上海浦春计量仪器有限公司；PAL-1 手持折光仪：日本ATAGO 株式会社；NH310 高品质色差仪：深圳市三恩驰科技有限公司；F145-11 电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；DZKW-S-6 恒温水浴锅：北京市永光明医疗仪器有限公司；FSH-2A 可调高速分散器（匀浆机）：常州润华电器有限公司；DL-I-15 台式封闭电炉：天津市泰斯特仪器有限公司；UV-1780 紫外可见分光光度计：日本岛津公司；3H16RI 高速冷冻离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；RC-4 温度记录仪：江苏精创电气股份有限公司；低温库：烟台科达气调设备有限公司。
1.3 试验设计
对照组（CK）：将外观典型、大小均匀、色泽一致、无机械损伤的果实放入（12±1) ℃低温库中，以不加1-MCP 熏蒸为对照。处理组1：将果实放置在由聚乙烯膜制成的密封帐中用0.5 μL/L 1-MCP 熏蒸处理24 h后放入低温库中。处理组2：将果实放置在由聚乙烯膜制成的密封帐中用1.0 μL/L 1-MCP 熏蒸处理24 h后放入低温库中。处理组3：将果实放置在由聚乙烯膜制成的密封帐中用1.5 μL/L 1-MCP 熏蒸处理24 h后放入低温库中。处理后每隔5 d 测定相关指标，试验均重复测定3 次。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 冷害指数的测定
贮藏结束后将果实从冷库中取出，冷却至室温（25 ℃），记录果实冷害情况。根据番茄果实表面冷害程度，将冷害分为5 级：1 级为果实表面无冷害状完好；2 级为果实表面冷害面积占果实0%～10%；3 级为果实表面冷害面积占果实11%～25%；4 级为果实表面冷害面积占果实26%～40%；5 级为果实表面冷害面积超过40%以上。分别记录各组的冷害级数，冷害指数计算公式如下。
式中：X 为冷害指数；Y 为冷害级别；Z 为同级别果实数；M 为调查总果数；N 为最高级别冷害。
1.4.2 失重率的测定
采用称重法测定失重率，每个处理做3 次重复。
1.4.3 硬度和细胞膜透性的测定
使用硬度计测定番茄果实硬度；参考张少颖[20]的方法测定细胞膜透性。
1.4.4 可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）、抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）、可滴定酸（titratable acid，TA）含量的测定
番茄果实SSC 采用手持折光仪进行测定；AsA 和TA 含量的测定参考曹建康等[21]的方法。
1.4.5 果实表面色度的测定
采用色差仪沿番茄赤道对果实表面颜色（L*、a*、b*）进行测定，每隔120°测量1 次，所有测定重复3 次。
1.4.6 果实色素含量的测定
参考Roohanitaziani 等[22]的方法和GB/T 14215—2021 《番茄酱罐头质量通则》测定果实叶绿素和番茄红素含量。
1.4.7 MDA 含量和过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶活性的测定
参考曹建康等[21]的方法进行测定。
1.4.8 O2-产生速率和H2O2 含量的测定参考曹建康等[21]的方法测定O2-产生速率；采用试剂盒的说明方法测定H2O2 含量。
1.5 数据处理与统计分析
采用Excel 和SPSS 26.0 软件进行数据处理和统计分析，采用Origin2021 软件进行统计分析和作图，利用ANOVA 分析数据间显著性，并通过t 检验检查数据组间及组内差异，P＜0.05 为差异显著。
2 结果与分析
2.1 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实冷害指数和失重率的影响
不同浓度1-MCP 对番茄果实冷害指数和失重率的影响见图1。
图1 不同浓度1-MCP 对番茄果实冷害指数和失重率的影响
Fig.1 Effects of different concentrations of 1-MCP on chilling injury index and weight loss rate of tomatoes
冷害指数是评价番茄外观最直接和最易观察的指标之一，番茄果实的冷害现象表现为果实表面发生凹陷的斑点和斑块，局部组织坏死、变色且为水浸状，果实不能正常后熟软化等。由图1A 可知，在冷藏期间，番茄果实表现出的冷害症状不明显，但转置货架期2 d后，不同处理组的果实均出现了冷害症状。不同浓度的1-MCP 处理均可以有效减缓番茄果实冷害症状的发生，但是与对照组相比差异不明显。
果蔬失重率是评价果蔬品质的重要指标之一，失重率的产生主要是因为果蔬采后呼吸作用失去水分，营养物质消耗等因素造成。由图1B 可知，在贮藏期间番茄的失重率随着贮藏时间的延长呈上升趋势，且对照组失重率始终高于处理组。在贮藏第30 天时，各处理组的失重率分别是2.2%、2.3%、2.6%，对照组失重率分别高出处理组7.8%、7.7%、7.4%，1-MCP 处理组间的失重率无明显差异，结果表明1-MCP 处理可以有效减少番茄果实的质量损失。
2.2 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实硬度和细胞膜透性的影响
不同浓度1-MCP 处理番茄硬度和细胞膜透性的影响见图2。
图2 不同浓度1-MCP 处理番茄硬度和细胞膜透性的影响
Fig.2 Effects of different concentrations of 1-MCP on tomato hardness and cell membrane permeability
硬度是衡量果实品质的一个重要指标，如图2A所示，在整个贮藏期间果实的硬度持续下降，贮藏15～30 d，1-MCP 处理组的番茄果实均明显高于对照组。贮藏第30 天时，0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组的果实硬度分 别是（22.22±1.43）、（22.07±0.56）、（20.86±1.35）N，相较于第0 天分别降低了13.50、13.65、14.86 N，而CK 组降低了16.94 N，1-MCP 组的硬度明显高于对照组。结果表明，1-MCP 可显著延缓番茄果实硬度的下降。
细胞膜透性可用相对电导率表示，可以反映出果实细胞膜受到的伤害程度和果蔬成熟软化程度[23]。由图2B 可知，在贮藏期间所有处理组的番茄相对电导率随着贮藏时间的延长呈现持续升高的趋势。在贮藏第30 天时，0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组的相对电导率分别是49.13%、46.97% 和54.87%，而CK 组在第30 天的相对电导率为57.37%，比0.5 μL/L 和1.0 μL/L 处理组 高8.24% 和10.24%，表 明 浓 度 为0.5 μL/L 和1.0 μL/L 的1-MCP 处理在冷藏条件下可明显抑制番茄果实相对电导率的升高，说明0.5 μL/L 和1.0 μL/L 的处理浓度对延缓番茄果实细胞膜透性的增加，保持细胞膜透性的完整有较好的效果。而浓度为1.5 μL/L 与CK 组差异不明显。
2.3 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实SSC、AsA 含量和TA 含量的影响
不同浓度1-MCP 处理对番茄SSC、AsA 含量和TA含量的影响见图3。
图3 不同浓度1-MCP 处理对番茄SSC、AsA 含量和TA 含量的影响
Fig.3 Effects of different concentrations of 1-MCP on the content of SSC，AsA，and TA in tomatoes
番茄中的可溶性固形物由可溶性糖、矿物质、柠檬酸和苹果酸等有机酸组成，主要为番茄汁液中溶质的百分含量，是衡量番茄品质及加工特性的重要指标[24]。由图3A 可知，番茄果实在贮藏过程中SSC 整体呈现先上升后下降的趋势，表明番茄在贮藏过程中伴随着成熟衰老过程，贮藏前10 d 的SSC 含量变化趋势缓慢，第15 天SSC 达到最大值，15 d 之后的SSC 逐渐下降。结果表明，1-MCP 可延缓番茄果实SSC 的增加。
抗坏血酸也称维生素C，是一种重要的抗氧化剂和生长调节剂，对植物生长发育和人类健康至关重要[25]，也是评价果蔬营养品质和贮藏效果的评价指标。由图3B 可知，番茄在未成熟之前AsA 含量整体呈现上升的趋势，在第15 天到达最大值，推测此时番茄正处于转色期，其中熏蒸浓度为1.5 μL/L 的1-MCP 处理组明显低于其它处理组，15 d 之后AsA 含量迅速下降，在第30 天时0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组的AsA 含量分别为7.6、8.3、6.8 mg/100 g，比对照组分别高出1.2、1.9、0.4 mg/100 g。试验结果表明1-MCP 在番茄果实转色前可抑制AsA 含量的上升，转色后可抑制AsA 含量的下降，其中浓度为0.5 μL/L 和1.0 μL/L 的1-MCP可明显抑制番茄果实AsA 含量的下降。
可滴定酸含量是评价果实风味品质的重要指标之一，贮藏期间的有机酸含量变化与糖类呼吸作用和分解代谢有关[26]。由图3C 可知，随着贮藏时间的延长，不同处理组的TA 含量均呈现下降趋势。对照组下降趋势明显，从0 d 的0.93% 下降至第30 天的0.29%，下降0.64%。对照组在整个贮藏期的TA 含量明显低于1-MCP 处理组，其中以1.0 μL/L 1-MCP 处理对果实TA 含量的下降有较好的抑制作用，在整个贮藏期TA含量变化较为缓慢，但1-MCP 浓度高于或低于1.0 μL/L，抑制果实TA 含量的作用逐渐减弱。试验结果表明不同浓度1-MCP 处理均可不同程度抑制番茄果实TA 含量的下降。
2.4 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实色差的影响
不同浓度1-MCP 处理对番茄果实L*、a*、b*值的影响见图4。
图4 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实L*、a*、b*值的影响
Fig.4 Effects of different concentrations of 1-MCP on the L*，a*，and b* of tomatoes
番茄果实色泽是判断番茄品质的直观标准。L*值代表果实克度，L*值越大果实越克，反之偏暗。由图4A 可知，贮藏0 d 时L*值最大，随着贮藏时间的延长各处理组的L*值均呈下降趋势，后10 d 的L*值变化相较于前20 d 平缓，可能是随着成熟进程的推进，番茄果实在第20 天已近成熟。除0 d 外，0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组与对照组相比L*值差异明显，贮藏第30 天时，0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组与对照组CK 相比，L*值分别增加了4.93、5.11、4.85，试验结果表明1-MCP处理会影响绿熟期番茄果实克度，能较好维持番茄果实L*值。
a*值代表果皮的红绿程度，a*值越大，表明果实越红，反之偏绿色。由图4B 可知，在整个贮藏过程中各处理组的a*值随着贮藏时间的延长不断增大，表明绿熟期番茄在贮藏过程中逐渐由绿转红。贮藏第30 天时，0.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP 处理组与对照组（CK）相比a*值变化明显，此时对照组番茄转红率高达90%，而1-MCP 处理组转红率仅为50%～60%，色泽大多为淡粉色。试验结果表明1-MCP 处理可以延缓绿熟期番茄从绿转红。其中浓度为1.5 μL/L 的1-MCP 对番茄转红相较于0.5 μL/L 和1.0 μL/L 有更好的抑制作用。
b*值表示果皮蓝黄色度，b*值越大，表明果皮偏黄色，b*值越小，表明果皮偏蓝色。由图4C 可知，在贮藏过程中果实的b*值呈下降趋势，这是由于随着贮藏时间的延长，果实逐渐转红，所以黄度不断下降。除第10 天外，1-MCP 处理组的b*值均明显高于对照组，表明1-MCP 处理可以加速果实的黄度变化。
2.5 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实色素含量的影响
不同浓度1-MCP 处理对番茄果实色素含量的影响见图5。
图5 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实色素含量的影响
Fig.5 Effects of different concentrations of 1-MCP on pigment content in tomatoes
番茄中色素含量和果实成熟度有着直接关系。随着贮藏时间的延长，叶绿素不断分解，叶绿素含量不断下降，分解为其它色素，如胡萝卜素、番茄红素和花色素苷等[27]。由图5 可知，随着贮藏时间的延长，果蔬在成熟衰老过程中叶绿素的降解伴随着番茄红素的升高，在贮藏过程中1-MCP 处理组的叶绿素含量始终高于对照组（CK），说明1-MCP 可抑制番茄果实叶绿素的降解，在第30 天时，对照组、0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组叶绿素含量分别为0.38、0.41、0.51、0.53 mg/100 g。
番茄红素是类胡萝卜素的一种，具有较强的氧化作用，同时也是导致番茄在贮藏过程中变红的一个主要原因。由图5B 可知，番茄红素含量在整个贮藏期呈上升趋势，对照组果实的番茄红素含量在整个贮藏期 都 高 于1.0、1.5 μL/L 1-MCP 处 理 组，表 明1.0、1.5 μL/L 1-MCP 处理组可以抑制番茄红素的合成，而0.5 μL/L 1-MCP 处理组第20 天后可促进番茄红素的合成。其中1.5 μL/L 1-MCP 在第30 天时明显低于0.5 μL/L 和1.0 μL/L 1-MCP 处理组，试验结果表明1-MCP 浓度对番茄红素含量的积累有抑制作用，并有量效关系。
2.6 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实MDA 含量和SOD 活性的测定
不同浓度1-MCP 处理对番茄果实MDA 含量和SOD 活性的影响见图6。
图6 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实MDA 含量和SOD 活性的影响
Fig.6 Effects of different concentrations of 1-MCP on MDA content and SOD activity in tomatoes
如图6A 所示，番茄果实在贮藏过程中，MDA 含量随贮藏时间的延长不断增加。1-MCP 处理组的MDA含量增加趋势缓慢且始终低于对照组。30 d 时对照组（0.68 nmol/g）比0.5 μL/L 处理组（0.63 nmol/g）、1.0 μL/L处理组（0.61 nmol/g）、1.5 μL/L 处理组（0.54 nmol/g）增加了7.35%、10.29% 和20.59%。说明1-MCP 组抑制了番茄MDA 含量的积累，从而降低了细胞膜脂过氧化的程度，且1-MCP 浓度越大，抑制MDA 含量增加的效果越好。
SOD 是植物抗氧化系统的第一道防线，能催化超氧阴离子发生歧化反应生成H2O2，在维持机体自由基的动态平衡中起重要作用。由图6B 可知，在贮藏期间，SOD 活性呈现先上升后下降的趋势。除15 d 外，1-MCP 处理组的SOD 活性均高于对照组。对照组在第15 天时达到最大值1.14 U/g FW，而0.5、1.0、1.5 μL/L处理组则在20 d 达到最大值，分别为1.23、1.31、1.22 U/g FW，贮藏结束时0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组比对照组高22.38%、38.14% 和33.17%。由以上分析可知，1-MCP 处理可以保持较高的酶活性，对维持细胞膜的完整性和流动性有较好的效果。
2.7 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实O2-产生速率和H2O2 含量的影响
不同浓度1-MCP 处理对番茄果实O2-产生速率和H2O2 含量的影响见图7。
图7 不同浓度1-MCP 处理对番茄果实O2-产生速率和H2O2 含量的影响
Fig.7 Effects of different concentrations of 1-MCP on O2-production rate and H2O2 content in tomatoes
如图7A 所示，超氧阴离子产生速率在贮藏过程中呈现上升的趋势，从15 d 后1-MCP 处理组的O2-产生速率明显低于对照组。在贮藏30 d 时，对照组番茄的O2-产生速率为86.14 nmol/（min·g），比0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组分别高出11.16%、15.00%、3.50%。说明1-MCP 对番茄果实O2-产生速率具有明显的抑制作用。
H2O2 的积累导致膜脂过氧化的发生。如图7B 所示，过氧化氢含量在贮藏期间有两次明显的升高，分别为处理后的第15 天和第25 天，这可能是因为15 d 时番茄处于转色期，1-MCP 处理抑制了番茄果实贮藏期间H2O2 的产生，在贮藏30 d 时对照组的H2O2 含量明显高于1-MCP 处理组，比0.5、1.0、1.5 μL/L 处理组分别高出4.65%、10.85% 和7.95%，说明1-MCP 处理组延缓了H2O2 对细胞的损伤，有效延缓了膜脂过氧化的进程，且1.0 μL/L 1-MCP 处理效果最好。
3 讨论
番茄属于典型的呼吸跃变型果蔬，采摘后的番茄仍在进行呼吸作用，番茄贮藏是一个后熟过程，采后番茄软化快是贮藏过程中的主要问题之一，贮藏过程中营养指标不断发生变化，营养指标与番茄的食用品质密切相关。1-MCP 作为一种果蔬保鲜剂，通过与果实细胞膜上的乙烯受体结合，从而延长果蔬的成熟衰老，在多种果蔬上已有广泛应用。本试验研究表明，不同浓度的1-MCP 处理均可较好保持番茄果实的硬度，有效延缓果实硬度的下降，推迟果实的成熟衰老过程，这与李学文等[28]的研究结果一致。李明璇等[29]研究表明1-MCP 处理可以延缓杏果实硬度的下降，与其在贮藏过程中使多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶保持较低的活性有关。在保持果实内在品质方面，1-MCP 处理也有较好的效果。本试验中，1-MCP 处理可以延缓番茄果实SSC 含量和维生素C 含量的降低，这与在猕猴桃[30]、海棠果[31]上得出的结论基本一致。随着贮藏时间的延长，叶绿素含量降低，番茄红素含量升高，果实由绿变红是果实色泽变化的重要特征。试验结果表明，1.0 μL/L 1-MCP 处理可以延缓绿熟期番茄果实叶绿素含量的降解，而在整个贮藏期间1-MCP 处理组的番茄红素含量低于对照，这与已有研究结果基本一致[17]。综上所述，1-MCP 处理可以有效抑制番茄果实失重率的上升，延缓果实硬度的下降，在果实成熟后期可以显著抑制番茄果实可溶性固形物、维生素C、可滴定酸和叶绿素含量的下降，延缓番茄红素的降解。另外，1-MCP 处理能减少ROS 产生、积累及膜脂过氧化作用，减轻ROS 对番茄果实细胞膜结果的破坏，这与在软枣猕猴桃[32]、油柿[33]、甜瓜[34]上的研究一致。
4 结论
研究表明，与对照组相比，1-MCP 处理可以有效维持番茄果实在贮藏过程中的SOD 活性，抑制H2O2 含量的积累、O2-产生速率和细胞膜透性的上升，从而保持细胞膜的完整性并抑制MDA 含量的增加，并延缓番茄果实硬度、TA 含量、AsS 含量、色泽和叶绿素含量的下降，抑制番茄果实失重率和冷害指数的升高，从而延缓番茄果实的成熟衰老，提高果实贮藏性，延长其保鲜期。
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