来自Christopher B. Watkins
摘要：
1-甲基环丙烯（1-MCP）是目前最有效的乙烯作用抑制剂，已经越来越多地用于提高水果和蔬菜的贮藏潜力和保持品质。1-MCP已注册用于多种作物，包括苹果、杏、鳄梨、香蕉、西兰花、猕猴桃、梨、芒果、甜瓜、桃、油桃、柿子、李子和番茄。登记的作物通常因国家而异。
本文综述了1-MCP对这些作物品质的影响，以及其对生理疾病和病理疾病的影响。大多数关于1-MCP的现有文献都集中在实验室试验上，几乎没有关于其在商业层面上对产品质量的影响的信息。苹果在收获后几乎不需要后熟，是世界上第一个商业化使用1-MCP的作物，也是使用经验最丰富的作物。但是对于其他水果，例如，香蕉、芒果、猕猴桃等，1-MCP的成功商业化需要考虑1-MCP浓度、处理温度和处理时间之间的相互配合，以便达到延迟但是不抑制正常后熟的效果。采前因素（品种、成熟度）和采后处理方式都会影响1-MCP的使用效果。对于叶菜和非水果蔬菜（nonfruit vegetables），1-MCP的效果可能只有在高温和有外源乙烯暴露等恶劣条件下才明显。最后，基于1-MCP的技术的商业化应用取决于应用的投入产出比。
用于抑制乙烯作用的1-MCP的注册为采后科学家开辟了一个激动人心的时代。1-MCP不仅用来作为研究乙烯在后熟衰老过程中的作用，而且被用作园艺行业新技术的基础。然而，尽管在水果、蔬菜和观赏花卉产品的储存和运输中，乙烯控制是非常重要的，但是1-MCP的商业化应用也并非易事。迄今为止的研究表明，就像任何传统技术一样，例如低温和气调贮藏，1-MCP对产品质量的影响是不确定的。我们需要了解以什么样的方式来使用1-MCP以及如何与现有的处理系统相结合使1-MCP的效果能发挥出来。
综述
现在已经有许多关于1-MCP对水果、蔬菜和观赏园艺产品采后保鲜效果的影响的文献，到2007年，已经有超过50种水果和蔬菜的测试结果，包括完整的和鲜切的水果、蔬菜，以及观赏园艺产品。然而，尽管已经有了很多文献，关于1-MCP商业化应用方面的信息还相对较少。但有个例外的情况，至少对于苹果来说，基于1-MCP的保鲜技术全球都在使用。有两方面的因素限制了1-MCP的商业化应用。
1、首先1-MCP还是一个比较新的产品，仅在有限的几个国家注册使用。2002年在智利和阿根廷，2003年在新西兰、南非和美国注册在苹果上商业化应用， 同时其他的一些商业测试也在进行中。结果很快会公布。
2、1-MCP已经在16种园艺产品上应用，但是关于这方面的很多商业研究都已经被申请专利。例如，根据保密协议，世界各地正在进行基于1-MCP的技术来增加各种水果的远距离海运能力和市场销售份额的研究。1-MCP的商业化代表了未来技术发展的一种模式。公共研究机构都是研究一些基础性的问题，而1-MCP的商业化应用这种具体课题则是由一些专门的商业性研究机构来做。表1列出了部分1-MCP的登记作物。
基于1-MCP的商业化应用技术，在美国，至少是在苹果贮藏上的商业化应用技术是由AgroFresh公司来进行研究的。但是有时候一些实验为了看到各处理之间的差异，而将实验进行到实验对象没有商品价值才结束，而这也可能会对某些作物的1-MCP商业化提供误导性推断。
表1. 2006年1-MCP的登记注册情况
| 国家 | 作物 |
| 阿根廷 | 苹果、梨、李子、番茄 |
| 澳大利亚 | 苹果、牛油果、甜瓜、番茄、梨 |
| 奥地利 | 苹果 |
| 比利时 | 苹果 |
| 巴西 | 苹果、牛油果、香蕉、番石榴、芒果、甜瓜、木瓜、番茄 |
| 加拿大 | 苹果、梨、李子、番茄 |
| 智利 | 苹果、牛油果、香蕉、番荔枝、番石榴、芒果、梨、李子、番茄 |
| 中国 | 苹果、猕猴桃、柿子 |
| 哥斯达黎加、危地马拉、洪都拉斯 | 牛油果、香蕉、芒果、甜瓜、木瓜、菠萝、芭蕉、番茄 |
| 以色列 | 苹果、牛油果、柿子 |
| 法国 | 苹果、李子 |
| 德国 | 苹果 |
| 韩国 | 苹果、牛油果、柿子 |
| 墨西哥 | 苹果、牛油果、黄瓜、大枣、猕猴桃、芒果、甜瓜、油桃、木瓜、桃子、梨、胡椒、柿子、李子、南瓜、番茄 |
| 新西兰 | 苹果、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、菠萝、芭蕉、番茄 |
| 南非 | 苹果、牛油果、猕猴桃、李子、番茄 |
| 瑞士 | 苹果 |
| 荷兰 | 苹果 |
| 英国 | 苹果 |
| 美国 | 苹果、杏、牛油果、香蕉、西兰花、猕猴桃、芒果、甜瓜、油桃、木瓜、桃子、梨、柿子、李子、番茄 |
1-MCP对作物的效果
大多数研究都是在苹果、鳄梨、香蕉、李子、桃子和油桃、梨和番茄上进行的。然而，在这些水果中，由于苹果独特的成熟特性，1-MCP对于苹果的效果是最明显的。根据收获后的质地变化，水果可分为两种成熟类型。以苹果和亚洲梨为代表的第一类水果在成熟后具有脆脆的质地，一般来说，市场上（消费者）都希望这一类水果能保持与收获时相似的质地。以香蕉、桃子、欧洲梨和番茄为代表的的第二类水果在成熟后会形成溶质果肉，同时伴随着颜色和风味的变化，如可溶性固形物含量、酸度和香味等。对于第二类水果来说，如何使用1-MCP是个问题，因为这类水果需要的延迟成熟而不是抑制成熟，因此也就需要精确调节1-MCP浓度和处理时间。
苹果：
基于1-MCP的保鲜技术在苹果贮藏中应用最广泛。之所以可以广泛应用的原因是1-MCP可以在整个销售过程中可以保持苹果的硬度。CA贮藏在贮藏期间可以保持苹果的硬度，但在随后的运输和销售过程中硬度会下降。相比之下，1-MCP处理的一些品种的果实在货架期内几乎没有变化。
基于1-MCP的保鲜技术迅速应用于苹果产业，使其成为评价该技术优劣的非常好的模式作物，这一技术也开始应用于其他品种的水果。苹果品种繁多，每个品种都有不同的成熟速率、采收标准、采后处理程序、在普通贮藏和气调贮藏下的贮藏期，这些因素都会影响1-MCP的效果。例如，与效果较好的那些品种相比，一些品种效果较差，要么表现出很小的效果，要么在贮藏期间迅速失去效果。这与采收时果实的内部乙烯产生率和这个品种产生新乙烯作用位点的能力有关。
采收时，“帝国（恩派）”、“科特兰”“麦金托什（旭）”“艾达红”“国王”等品种苹果的内部乙烯产生率分别为9.8, 0.9, 67.0, 1.8 and 78.6 μL·L-1。此外，同一品种效果也会有差异，通常早期采收的果实比晚期采收的效果更好，种植区域以及果实采收时的乙烯产生量和贮藏期间乙烯的生成能力也会影响1-MCP的使用效果。
另一方面，采收时间与处理时间之间间隔时间的长短也会影响1-MCP的处理效果，采收之后，越早处理效果越好，最好是一周之内处理。
经过1-MCP处理的“安娜”苹果风味、成熟度和整体香味都较低，但口感更硬、更脆、更多汁、果肉不发绵。
苹果容易受到一系列生理病害的影响。有趣的是，1-MCP一方面抑制或延缓一些病害，如衰老和果皮褐变，但同时增加对其他病害的敏感性，如对外部的CO2更加敏感。1-MCP对苹果和其他水果生理病害的影响可根据乙烯在引起或预防这些紊乱中的作用进行分类（表2）。1-MCP对某些病害的影响尚不清楚。例如，同一品种 “帝国（恩派）”，同样使用1-MCP处理，3℃下贮藏比-0.5℃果肉褐变的几率更高（见表3）。
表2. 1-MCP对生理病害的影响
| 病害分类 | |
| 通过抑制乙烯产生防止衰老 | 苹果衰老引起的果内溃败 梨衰老引起的褐变和果内溃败（衰老、水心病） 杏采后内部褐变 |
| 通过抑制乙烯降低冷害 | 苹果和梨的虎皮病、果心褐变 牛油果的内部果肉褐变 菠萝的果肉褐变 甜柿组织凝胶化 甜瓜的冷害 |
| 由于抑制乙烯增加了冷害 | 桃和油桃的果内溃败 李子内部红点病 柑橘和香蕉的冷害 |
| 通过抑制乙烯生成而防止乙烯诱导的病害 | 生菜叶子的褐变 胡萝卜异香豆素积累 乙烯诱导西瓜果实的水渍化败坏 |
| 通过抑制乙烯生产而增加CA相关的病害 | 苹果对外部CO2更加敏感 |
表3. 从哈德逊河谷和纽约西部的三个果园收获的“帝国”苹果未经处理或用1 μL·L–1 1-甲基环丙烯处理24 h，果肉褐变（%）
| 贮藏温度（℃） | 果肉褐变（%） | |||
| 哈德逊河谷 | 纽约西部 | |||
| -1-MCP | +1-MCP | -1-MCP | +1-MCP | |
| 0.5 | 6b | 2b | 12c | 14c |
| 3.0 | 0c | 54a | 21b | 41a |
注：在气体成分2%CO2和2%O2、温度分别为0.5℃或3℃的环境下贮存10个月，并在20℃下再贮藏7天后进行评估，不同的字母表示每个区域内平均值之间的显著差异（P＜0.05）。
基于1-MCP的技术很可能继续在苹果产业上应用，但是随着应用范围的扩大（不同品种，不同气候）也有很多新的问题出现。
杏
1-MCP处理可以抑制杏的软化，即使在处理时果实已经成熟。依据品种和处理时的成熟度，1-MCP对抑制软化方面的效果大小不同，但是效果都很明显。1-MCP可以减少由碰撞损伤引起的成熟。1-MCP处理抑制了处理后果实的挥发性物质的产生，但感官评价不易检测到。
1-MCP处理的水果在冷藏中的质量可能比未处理的水果差，果实的内部褐变更多，但是如果果实从冷藏库中取出后进行处理，这种病症的发生率会降低。
牛油果
1-MCP对牛油果的效果与“浓度”和“处理时间”有关。并且处理的果实硬度更大，软化的速度和颜色变化更慢。成功使用1-MCP的要求是延迟但不抑制牛油果的后熟。
1-MCP技术有望成为一种减少生理病害的有效手段，如内部而非外部冷害（CI）。此外，过度延迟成熟会增加腐烂。因此，延长贮藏期并不一定就是有益的。果实自身对病害的抗性和采收前对田间病原菌的控制可能对贮藏更为重要。
香蕉
1-MCP能够延长香蕉的贮藏期，效果与“浓度”和“处理时间”有关。
在香蕉上成功使用1-MCP需要延迟后熟，然后均匀后熟，但实现这一点可能很困难。香蕉束中蕉指成熟度并不一致，颜色发育也不均匀，1-MCP处理会导致其中的成熟进程部分中断。香蕉的采收、采后处理和运输都是由有限的公司专门管理，在这种情况下，1-MCP的商业化应用基本上就没有公开的信息。
西兰花
唯一一种已登记使用1-MCP的蔬菜是西兰花，1-MCP延迟西兰花变黄和腐烂的效果与“浓度”和“处理时间”有关系。然而，正如许多对叶菜、非呼吸跃变型水果和观赏植物的研究一样，除非用外源乙烯处理西兰花，否则无法检测到1-MCP的效果。1-MCP在西兰花和其他类似作物上的商业应用可能只有在外部环境比较恶劣时，如高温和外源乙烯存在的条件下才可以看出效果。
猕猴桃
猕猴桃对外源乙烯极为敏感，外源乙烯可以促进猕猴桃后熟。1-MCP对猕猴桃后熟的影响是不确定的。猕猴桃采后使用1-MCP处理可以延迟软化，但是在冷藏期间即使浓度高达10~100µL·L-1，1-MCP的效果也会消失。 1-MCP对冷藏后处理的水果基本没有效果，1-MCP技术的优势可能在于在分级、包装和运输操作方面提供灵活性，但总体而言，1-MCP的好处似乎对猕猴桃有限。
芒果
根据果实硬度的下降和颜色变化（由绿转黄），1-MCP处理可以延长成熟的天数，同时可以延迟可溶性固形物浓度的升高和挥发性香味物质的增加。当然这种效果是与1-MCP的浓度和处理时间相关的。然而，在巴西的研究发现，低剂量1-MCP（30~120ppb）可以延迟成熟，当浓度达到500ppb时会加速后熟。相反，有些研究表明，要达到效果需要较高的1-MCP浓度（25~100µL·L-1），这可能是由于品种间果皮扩散性不同引起的。尽管在常温下，1-MCP处理与密封聚乙烯袋结合可提供一种可行的技术，但是如此高浓度的1-MCP，使用起来性价比并不高。1-MCP处理的果实腐烂率（茎腐）也增加了一倍
瓜类
1-MCP可降低甜瓜的软化速率。处理时的成熟度很重要；1-MCP对绿色果实软化的抑制作用大于黄色果实，但可能导致硬度保持不可接受。高浓度1-MCP处理导致在后熟时中果皮和表皮组织之间的分离，尤其是在不太成熟的果实中。Ergun等人的研究抑制了黄色甜瓜的软化，但Gal等人的研究则没有，这可能是因为前一项研究中使用的1-MCP浓度较高。用300 nL·L–1 1-MCP处理绿黄期的果实，可延迟发黄和软化。1-MCP可以延长甜瓜的贮藏寿命。处理后的果实内部品质优于未处理的果实，对冷害和腐烂的敏感性较低。
桃和油桃
1-MCP对桃子和油桃的效果也是与“浓度”和“处理时间”有关的，有效浓度范围较大0.4 to 5µL·L-1，桃子的软化可以延迟，但效果通常很小且短暂。1-MCP对水果的软化可以通过重复使用1-MCP来更一致地控制，但在商业上并不实用。有趣的是，尽管1-MCP在室温下的作用有限，但1-MCP会增加低温下与冷害相关的病害的发展。这些结果表明，正常的乙烯介导的成熟是防止此类损伤的必要条件，并表明使用1-MCP延长低温储存期可能受到限制。
梨
1-MCP对梨的效果是与“浓度”和“处理时间”有关的，然而，延迟但不抑制果实成熟的1-MCP浓度是可变的，并受品种、收获时果实成熟度的变化、贮藏条件和贮藏期的影响。这些因素使得很难为1-MCP的商业应用制定正确的1-MCP浓度，并且在1-MCP研究中，水果不能成熟是常见的观察结果。此外，对1-MCP反应的不均匀性和成熟过程（果皮颜色和软化）的分离可能会在零售阶段产生问题。克服梨对1-MCP不期望的敏感性的一种方法是预处理，包括选择1-MCP浓度、储存时间和气体成分以及温度。
1-MCP的一个重要好处是，它降低了水果对振动和冲击损伤的敏感性，以及对果皮褐变的敏感性，这表明在采后处理操作中使用1-MCP会带来好处。1-MCP的成功商业应用取决于品种和采后处理方式。
甜柿
不管有没有经过脱涩处理，1-MCP都可以延迟柿子软化。然而，获得效果所需的1-MCP浓度差异很大，从0.1µL·L-1到3µL·L-1，这种差异可能与品种有关。采收和处理之间的延迟会降低1-MCP的效果，建议在收获后12小时内进行处理。用于脱涩处理的设施正好可以用于1-MCP处理，几乎没有额外成本。1-MCP处理还减少了与冷害相关的花萼脱落和果实软化，这表明1-MCP处理的果实可以在较低的温度下贮藏，以提高果实的贮藏潜力。
李子
1-MCP可以延迟李子果实的软化和果皮颜色的变化。对于正常产生乙烯的李子品种，1-MCP的效果与“浓度”和“处理时间”有关，但不适用于抑制呼吸跃变型果实。1-MCP的效果也会受到果实成熟度的影响，并且在具有了更好品质特征的成熟阶段还可以有效。尽管实验结果表明，基于1-MCP的技术对李子是有效的，但最重要的问题是确定不同品种需要的1-MCP“浓度”和“处理时间”。实验发现，1-MCP对包装的李子果实比散装的效果更好。
番茄
1-MCP可以延缓番茄果实的成熟，但效果与品种、“1-MCP浓度•处理时间”和成熟期有关。在绿熟阶段处理的番茄不像在成熟度更高的阶段处理的果实那样均匀地成熟。1-MCP处理可以给消费者带来更好质量的产品，即使是番茄在进行后熟处理时也能表现出来。1-MCP处理导致的果实内不一致的成熟（室腔和果实外壁）可能会影响鲜切番茄的可接受性
1-甲基环丙烯对生理和病理障碍的影响
1-MCP除了对水果和蔬菜的成熟和衰老有影响外，还可以极大地影响这些产品对生理和病理病害的敏感性。在基于1-MCP技术的商业应用中，必须要考虑这些影响。
根据乙烯对病害的不同影响，生理病害可分为几个类别， 毫不奇怪，与衰老或乙烯相关的病害被1-MCP抑制，但是1-MCP对冷害的影响却是十分令人关注的。一类是冷害与乙烯生成相关，因此1-MCP能够抑制冷害；然而另一类冷害与正常成熟有关，因此在用1-MCP处理水果抑制成熟的同时冷害也增加了。然而，1-MCP处理诱导的乙烯生成增加可以抑制柑橘的冷害。另一组似乎与1-MCP效应和储存气体成分之间的相互作用有关。
病理病害可分为增加、减少或不受1-MCP应用影响的病害（表4）。有趣的是，乙烯可能是果蔬抗性的重要组成部分，因为它调节防御基因，这些防御可能会受到1-MCP的影响。
表4. 在水果和蔬菜中施用1-甲基环丙烯，发病率增加、降低或不受影响的病理性病害的例子
| 对病害的影响 | 作物 | 病原菌 |
| 增加 | 苹果 | 炭疽病菌，青霉菌 |
| 牛油果 | 炭疽菌，坐腔菌属 | |
| 柑橘 | 绿霉病病原菌、指状青霉、黑色蒂腐病菌 | |
| 芒果 | 炭疽病菌、座腔菌属 | |
| 木瓜 | 炭疽病菌、黑腐病原菌、黑点病原菌、可可球二孢 | |
| 减少 | 苹果 | 灰霉病、扩展青霉、尖孢炭疽菌 |
| 甜瓜 | 镰刀菌 | |
| 桃子 | 扩展青霉 | |
| 李子 | 核果褐腐病菌 | |
| 无影响 | 柑橘 | 绿霉 |
| 猕猴桃 | 灰霉病 |
随着1-MCP的商业化，1-MCP对果蔬抗病性的影响可能更重要。商业应用环境比实验室条件下病原菌的来源更为多样，病害侵染性可能更高。例如，牛油果发病率的增加与贮藏期的延长有关，因此，对于要使用1-MCP处理的果蔬采前的病害控制就更加重要。
