來自Christopher B. Watkins
摘要：
1-甲基環丙烯（1-MCP）是目前最有效的乙烯作用抑制劑，已經越來越多地用于提高水果和蔬菜的貯藏潛力和保持品質。1-MCP已注冊用于多種作物，包括蘋果、杏、鳄梨、香蕉、西蘭花、猕猴桃、梨、芒果、甜瓜、桃、油桃、柿子、李子和番茄。登記的作物通常因國家而異。
本文綜述了1-MCP對這些作物品質的影響，以及其對生理疾病和病理疾病的影響。大多數關于1-MCP的現有文獻都集中在實驗室試驗上，幾乎沒有關于其在商業層面上對産品品質的影響的資訊。蘋果在收獲後幾乎不需要後熟，是世界上第一個商業化使用1-MCP的作物，也是使用經驗最豐富的作物。但是對于其他水果，例如，香蕉、芒果、猕猴桃等，1-MCP的成功商業化需要考慮1-MCP濃度、處理溫度和處理時間之間的互相配合，以便達到延遲但是不抑制正常後熟的效果。采前因素（品種、成熟度）和采後處理方式都會影響1-MCP的使用效果。對于葉菜和非水果蔬菜（nonfruit vegetables），1-MCP的效果可能隻有在高溫和有外源乙烯暴露等惡劣條件下才明顯。最後，基于1-MCP的技術的商業化應用取決于應用的投入産出比。
用于抑制乙烯作用的1-MCP的注冊為采後科學家開辟了一個激動人心的時代。1-MCP不僅用來作為研究乙烯在後熟衰老過程中的作用，而且被用作園藝行業新技術的基礎。然而，盡管在水果、蔬菜和觀賞花卉産品的儲存和運輸中，乙烯控制是非常重要的，但是1-MCP的商業化應用也并非易事。迄今為止的研究表明，就像任何傳統技術一樣，例如低溫和氣調貯藏，1-MCP對産品品質的影響是不确定的。我們需要了解以什麼樣的方式來使用1-MCP以及如何與現有的處理系統相結合使1-MCP的效果能發揮出來。
綜述
現在已經有許多關于1-MCP對水果、蔬菜和觀賞園藝産品采後保鮮效果的影響的文獻，到2007年，已經有超過50種水果和蔬菜的測試結果，包括完整的和鮮切的水果、蔬菜，以及觀賞園藝産品。然而，盡管已經有了很多文獻，關于1-MCP商業化應用方面的資訊還相對較少。但有個例外的情況，至少對于蘋果來說，基于1-MCP的保鮮技術全球都在使用。有兩方面的因素限制了1-MCP的商業化應用。
1、首先1-MCP還是一個比較新的産品，僅在有限的幾個國家注冊使用。2002年在智利和阿根廷，2003年在紐西蘭、南非和美國注冊在蘋果上商業化應用， 同時其他的一些商業測試也在進行中。結果很快會公布。
2、1-MCP已經在16種園藝産品上應用，但是關于這方面的很多商業研究都已經被申請專利。例如，根據保密協定，世界各地正在進行基于1-MCP的技術來增加各種水果的遠距離海運能力和市場銷售份額的研究。1-MCP的商業化代表了未來技術發展的一種模式。公共研究機構都是研究一些基礎性的問題，而1-MCP的商業化應用這種具體課題則是由一些專門的商業性研究機構來做。表1列出了部分1-MCP的登記作物。
基于1-MCP的商業化應用技術，在美國，至少是在蘋果貯藏上的商業化應用技術是由AgroFresh公司來進行研究的。但是有時候一些實驗為了看到各處理之間的差異，而将實驗進行到實驗對象沒有商品價值才結束，而這也可能會對某些作物的1-MCP商業化提供誤導性推斷。
表1. 2006年1-MCP的登記注冊情況
| 國家 | 作物 |
| 阿根廷 | 蘋果、梨、李子、番茄 |
| 澳洲 | 蘋果、牛油果、甜瓜、番茄、梨 |
| 奧地利 | 蘋果 |
| 比利時 | 蘋果 |
| 巴西 | 蘋果、牛油果、香蕉、芭樂、芒果、甜瓜、木瓜、番茄 |
| 加拿大 | 蘋果、梨、李子、番茄 |
| 智利 | 蘋果、牛油果、香蕉、番荔枝、芭樂、芒果、梨、李子、番茄 |
| 中國 | 蘋果、猕猴桃、柿子 |
| 哥斯達黎加、瓜地馬拉、洪都拉斯 | 牛油果、香蕉、芒果、甜瓜、木瓜、鳳梨、芭蕉、番茄 |
| 以色列 | 蘋果、牛油果、柿子 |
| 法國 | 蘋果、李子 |
| 德國 | 蘋果 |
| 南韓 | 蘋果、牛油果、柿子 |
| 墨西哥 | 蘋果、牛油果、黃瓜、大棗、猕猴桃、芒果、甜瓜、油桃、木瓜、桃子、梨、胡椒、柿子、李子、南瓜、番茄 |
| 紐西蘭 | 蘋果、牛油果、猕猴桃、甜瓜、柿子、番茄 |
| 尼加拉瓜 | 牛油果、香蕉、芒果、甜瓜、木瓜、鳳梨、芭蕉、番茄 |
| 南非 | 蘋果、牛油果、猕猴桃、李子、番茄 |
| 瑞士 | 蘋果 |
| 荷蘭 | 蘋果 |
| 英國 | 蘋果 |
| 美國 | 蘋果、杏、牛油果、香蕉、西蘭花、猕猴桃、芒果、甜瓜、油桃、木瓜、桃子、梨、柿子、李子、番茄 |
1-MCP對作物的效果
大多數研究都是在蘋果、鳄梨、香蕉、李子、桃子和油桃、梨和番茄上進行的。然而，在這些水果中，由于蘋果獨特的成熟特性，1-MCP對于蘋果的效果是最明顯的。根據收獲後的質地變化，水果可分為兩種成熟類型。以蘋果和亞洲梨為代表的第一類水果在成熟後具有脆脆的質地，一般來說，市場上（消費者）都希望這一類水果能保持與收獲時相似的質地。以香蕉、桃子、歐洲梨和番茄為代表的的第二類水果在成熟後會形成溶質果肉，同時伴随着顔色和風味的變化，如可溶性固形物含量、酸度和香味等。對于第二類水果來說，如何使用1-MCP是個問題，因為這類水果需要的延遲成熟而不是抑制成熟，是以也就需要精确調節1-MCP濃度和處理時間。
蘋果：
基于1-MCP的保鮮技術在蘋果貯藏中應用最廣泛。之是以可以廣泛應用的原因是1-MCP可以在整個銷售過程中可以保持蘋果的硬度。CA貯藏在貯藏期間可以保持蘋果的硬度，但在随後的運輸和銷售過程中硬度會下降。相比之下，1-MCP處理的一些品種的果實在貨架期内幾乎沒有變化。
基于1-MCP的保鮮技術迅速應用于蘋果産業，使其成為評價該技術優劣的非常好的模式作物，這一技術也開始應用于其他品種的水果。蘋果品種繁多，每個品種都有不同的成熟速率、采收标準、采後處理程式、在普通貯藏和氣調貯藏下的貯藏期，這些因素都會影響1-MCP的效果。例如，與效果較好的那些品種相比，一些品種效果較差，要麼表現出很小的效果，要麼在貯藏期間迅速失去效果。這與采收時果實的内部乙烯産生率和這個品種産生新乙烯作用位點的能力有關。
采收時，“帝國（恩派）”、“科特蘭”“麥金托什（旭）”“艾達紅”“國王”等品種蘋果的内部乙烯産生率分别為9.8, 0.9, 67.0, 1.8 and 78.6 μL·L-1。此外，同一品種效果也會有差異，通常早期采收的果實比晚期采收的效果更好，種植區域以及果實采收時的乙烯産生量和貯藏期間乙烯的生成能力也會影響1-MCP的使用效果。
另一方面，采收時間與處理時間之間間隔時間的長短也會影響1-MCP的處理效果，采收之後，越早處理效果越好，最好是一周之内處理。
經過1-MCP處理的“安娜”蘋果風味、成熟度和整體香味都較低，但口感更硬、更脆、更多汁、果肉不發綿。
蘋果容易受到一系列生理病害的影響。有趣的是，1-MCP一方面抑制或延緩一些病害，如衰老和果皮褐變，但同時增加對其他病害的敏感性，如對外部的CO2更加敏感。1-MCP對蘋果和其他水果生理病害的影響可根據乙烯在引起或預防這些紊亂中的作用進行分類（表2）。1-MCP對某些病害的影響尚不清楚。例如，同一品種 “帝國（恩派）”，同樣使用1-MCP處理，3℃下貯藏比-0.5℃果肉褐變的幾率更高（見表3）。
表2. 1-MCP對生理病害的影響
| 病害分類 | |
| 通過抑制乙烯産生防止衰老 | 蘋果衰老引起的果内潰敗 梨衰老引起的褐變和果内潰敗（衰老、水心病） 杏采後内部褐變 |
| 通過抑制乙烯降低冷害 | 蘋果和梨的虎皮病、果心褐變 牛油果的内部果肉褐變 鳳梨的果肉褐變 甜柿組織凝膠化 甜瓜的冷害 |
| 由于抑制乙烯增加了冷害 | 桃和油桃的果内潰敗 李子内部紅點病 柑橘和香蕉的冷害 |
| 通過抑制乙烯生成而防止乙烯誘導的病害 | 生菜葉子的褐變 胡蘿蔔異香豆素積累 乙烯誘導西瓜果實的水漬化敗壞 |
| 通過抑制乙烯生産而增加CA相關的病害 | 蘋果對外部CO2更加敏感 |
表3. 從哈德遜河谷和紐約西部的三個果園收獲的“帝國”蘋果未經處理或用1 μL·L–1 1-甲基環丙烯處理24 h，果肉褐變（%）
| 貯藏溫度（℃） | 果肉褐變（%） | |||
| 哈德遜河谷 | 紐約西部 | |||
| -1-MCP | +1-MCP | -1-MCP | +1-MCP | |
| 0.5 | 6b | 2b | 12c | 14c |
| 3.0 | 0c | 54a | 21b | 41a |
注：在氣體成分2%CO2和2%O2、溫度分别為0.5℃或3℃的環境下貯存10個月，并在20℃下再貯藏7天後進行評估，不同的字母表示每個區域内平均值之間的顯著差異（P＜0.05）。
基于1-MCP的技術很可能繼續在蘋果産業上應用，但是随着應用範圍的擴大（不同品種，不同氣候）也有很多新的問題出現。
杏
1-MCP處理可以抑制杏的軟化，即使在處理時果實已經成熟。依據品種和處理時的成熟度，1-MCP對抑制軟化方面的效果大小不同，但是效果都很明顯。1-MCP可以減少由碰撞損傷引起的成熟。1-MCP處理抑制了處理後果實的揮發性物質的産生，但感官評價不易檢測到。
1-MCP處理的水果在冷藏中的品質可能比未處理的水果差，果實的内部褐變更多，但是如果果實從冷藏庫中取出後進行處理，這種病症的發生率會降低。
牛油果
1-MCP對牛油果的效果與“濃度”和“處理時間”有關。并且處理的果實硬度更大，軟化的速度和顔色變化更慢。成功使用1-MCP的要求是延遲但不抑制牛油果的後熟。
1-MCP技術有望成為一種減少生理病害的有效手段，如内部而非外部冷害（CI）。此外，過度延遲成熟會增加腐爛。是以，延長貯藏期并不一定就是有益的。果實自身對病害的抗性和采收前對田間病原菌的控制可能對貯藏更為重要。
香蕉
1-MCP能夠延長香蕉的貯藏期，效果與“濃度”和“處理時間”有關。
在香蕉上成功使用1-MCP需要延遲後熟，然後均勻後熟，但實作這一點可能很困難。香蕉束中蕉指成熟度并不一緻，顔色發育也不均勻，1-MCP處理會導緻其中的成熟程序部分中斷。香蕉的采收、采後處理和運輸都是由有限的公司專門管理，在這種情況下，1-MCP的商業化應用基本上就沒有公開的資訊。
西蘭花
唯一一種已登記使用1-MCP的蔬菜是西蘭花，1-MCP延遲西蘭花變黃和腐爛的效果與“濃度”和“處理時間”有關系。然而，正如許多對葉菜、非呼吸躍變型水果和觀賞植物的研究一樣，除非用外源乙烯處理西蘭花，否則無法檢測到1-MCP的效果。1-MCP在西蘭花和其他類似作物上的商業應用可能隻有在外部環境比較惡劣時，如高溫和外源乙烯存在的條件下才可以看出效果。
猕猴桃
猕猴桃對外源乙烯極為敏感，外源乙烯可以促進猕猴桃後熟。1-MCP對猕猴桃後熟的影響是不确定的。猕猴桃采後使用1-MCP處理可以延遲軟化，但是在冷藏期間即使濃度高達10~100µL·L-1，1-MCP的效果也會消失。 1-MCP對冷藏後處理的水果基本沒有效果，1-MCP技術的優勢可能在于在分級、包裝和運輸操作方面提供靈活性，但總體而言，1-MCP的好處似乎對猕猴桃有限。
芒果
根據果實硬度的下降和顔色變化（由綠轉黃），1-MCP處理可以延長成熟的天數，同時可以延遲可溶性固形物濃度的升高和揮發性香味物質的增加。當然這種效果是與1-MCP的濃度和處理時間相關的。然而，在巴西的研究發現，低劑量1-MCP（30~120ppb）可以延遲成熟，當濃度達到500ppb時會加速後熟。相反，有些研究表明，要達到效果需要較高的1-MCP濃度（25~100µL·L-1），這可能是由于品種間果皮擴散性不同引起的。盡管在常溫下，1-MCP處理與密封聚乙烯袋結合可提供一種可行的技術，但是如此高濃度的1-MCP，使用起來成本效益并不高。1-MCP處理的果實腐爛率（莖腐）也增加了一倍
瓜類
1-MCP可降低甜瓜的軟化速率。處理時的成熟度很重要；1-MCP對綠色果實軟化的抑制作用大于黃色果實，但可能導緻硬度保持不可接受。高濃度1-MCP處理導緻在後熟時中果皮和表皮組織之間的分離，尤其是在不太成熟的果實中。Ergun等人的研究抑制了黃色甜瓜的軟化，但Gal等人的研究則沒有，這可能是因為前一項研究中使用的1-MCP濃度較高。用300 nL·L–1 1-MCP處理綠黃期的果實，可延遲發黃和軟化。1-MCP可以延長甜瓜的貯藏壽命。處理後的果實内部品質優于未處理的果實，對冷害和腐爛的敏感性較低。
桃和油桃
1-MCP對桃子和油桃的效果也是與“濃度”和“處理時間”有關的，有效濃度範圍較大0.4 to 5µL·L-1，桃子的軟化可以延遲，但效果通常很小且短暫。1-MCP對水果的軟化可以通過重複使用1-MCP來更一緻地控制，但在商業上并不實用。有趣的是，盡管1-MCP在室溫下的作用有限，但1-MCP會增加低溫下與冷害相關的病害的發展。這些結果表明，正常的乙烯介導的成熟是防止此類損傷的必要條件，并表明使用1-MCP延長低溫儲存期可能受到限制。
梨
1-MCP對梨的效果是與“濃度”和“處理時間”有關的，然而，延遲但不抑制果實成熟的1-MCP濃度是可變的，并受品種、收獲時果實成熟度的變化、貯藏條件和貯藏期的影響。這些因素使得很難為1-MCP的商業應用制定正确的1-MCP濃度，并且在1-MCP研究中，水果不能成熟是常見的觀察結果。此外，對1-MCP反應的不均勻性和成熟過程（果皮顔色和軟化）的分離可能會在零售階段産生問題。克服梨對1-MCP不期望的敏感性的一種方法是預處理，包括選擇1-MCP濃度、儲存時間和氣體成分以及溫度。
1-MCP的一個重要好處是，它降低了水果對振動和沖擊損傷的敏感性，以及對果皮褐變的敏感性，這表明在采後處理操作中使用1-MCP會帶來好處。1-MCP的成功商業應用取決于品種和采後處理方式。
甜柿
不管有沒有經過脫澀處理，1-MCP都可以延遲柿子軟化。然而，獲得效果所需的1-MCP濃度差異很大，從0.1µL·L-1到3µL·L-1，這種差異可能與品種有關。采收和處理之間的延遲會降低1-MCP的效果，建議在收獲後12小時内進行處理。用于脫澀處理的設施正好可以用于1-MCP處理，幾乎沒有額外成本。1-MCP處理還減少了與冷害相關的花萼脫落和果實軟化，這表明1-MCP處理的果實可以在較低的溫度下貯藏，以提高果實的貯藏潛力。
李子
1-MCP可以延遲李子果實的軟化和果皮顔色的變化。對于正常産生乙烯的李子品種，1-MCP的效果與“濃度”和“處理時間”有關，但不适用于抑制呼吸躍變型果實。1-MCP的效果也會受到果實成熟度的影響，并且在具有了更好品質特征的成熟階段還可以有效。盡管實驗結果表明，基于1-MCP的技術對李子是有效的，但最重要的問題是确定不同品種需要的1-MCP“濃度”和“處理時間”。實驗發現，1-MCP對包裝的李子果實比散裝的效果更好。
番茄
1-MCP可以延緩番茄果實的成熟，但效果與品種、“1-MCP濃度•處理時間”和成熟期有關。在綠熟階段處理的番茄不像在成熟度更高的階段處理的果實那樣均勻地成熟。1-MCP處理可以給消費者帶來更好品質的産品，即使是番茄在進行後熟處理時也能表現出來。1-MCP處理導緻的果實内不一緻的成熟（室腔和果實外壁）可能會影響鮮切番茄的可接受性
1-甲基環丙烯對生理和病理障礙的影響
1-MCP除了對水果和蔬菜的成熟和衰老有影響外，還可以極大地影響這些産品對生理和病理病害的敏感性。在基于1-MCP技術的商業應用中，必須要考慮這些影響。
根據乙烯對病害的不同影響，生理病害可分為幾個類别， 毫不奇怪，與衰老或乙烯相關的病害被1-MCP抑制，但是1-MCP對冷害的影響卻是十分令人關注的。一類是冷害與乙烯生成相關，是以1-MCP能夠抑制冷害；然而另一類冷害與正常成熟有關，是以在用1-MCP處理水果抑制成熟的同時冷害也增加了。然而，1-MCP處理誘導的乙烯生成增加可以抑制柑橘的冷害。另一組似乎與1-MCP效應和儲存氣體成分之間的互相作用有關。
病理病害可分為增加、減少或不受1-MCP應用影響的病害（表4）。有趣的是，乙烯可能是果蔬抗性的重要組成部分，因為它調節防禦基因，這些防禦可能會受到1-MCP的影響。
表4. 在水果和蔬菜中施用1-甲基環丙烯，發病率增加、降低或不受影響的病理性病害的例子
| 對病害的影響 | 作物 | 病原菌 |
| 增加 | 蘋果 | 炭疽病菌，青黴菌 |
| 牛油果 | 炭疽菌，坐腔菌屬 | |
| 柑橘 | 綠黴病病原菌、指狀青黴、黑色蒂腐病菌 | |
| 芒果 | 炭疽病菌、座腔菌屬 | |
| 木瓜 | 炭疽病菌、黑腐病原菌、黑點病原菌、可可球二孢 | |
| 減少 | 蘋果 | 灰黴病、擴充青黴、尖孢炭疽菌 |
| 甜瓜 | 鐮刀菌 | |
| 桃子 | 擴充青黴 | |
| 李子 | 核果褐腐病菌 | |
| 無影響 | 柑橘 | 綠黴 |
| 猕猴桃 | 灰黴病 |
随着1-MCP的商業化，1-MCP對果蔬抗病性的影響可能更重要。商業應用環境比實驗室條件下病原菌的來源更為多樣，病害侵染性可能更高。例如，牛油果發病率的增加與貯藏期的延長有關，是以，對于要使用1-MCP處理的果蔬采前的病害控制就更加重要。
