EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間品質(zhì) 及生理特性的影響

周 慧,王 愈,王云香,李文生,王寶剛,3,*

(1.北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院,北京 100093;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué),山西晉中 030801;3.果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097)

甜櫻桃為薔薇科李屬櫻桃亞屬,被譽(yù)為“春果第一枝”[1],其果實(shí)色澤鮮艷,風(fēng)味獨(dú)到,營養(yǎng)豐富,深受廣大消費(fèi)者青睞[2]。甜櫻桃屬于典型的核果類果實(shí),采后易發(fā)生果肉褐變、腐爛變質(zhì)等現(xiàn)象,極其不耐貯藏,給消費(fèi)者和市場供應(yīng)都帶來了極大的限制[3-4]。因此,研究適宜的甜櫻桃貯藏保鮮技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。目前國內(nèi)外研究和應(yīng)用較為深入的延緩甜櫻桃果實(shí)采后品質(zhì)劣變的保鮮技術(shù)有氣調(diào)貯藏[5]、輻射處理[6]、涂膜處理[7]、1-MCP處理[8]、冷庫貯藏[9]等,但長期在低溫逆境條件下貯藏會(huì)出現(xiàn)果實(shí)凹陷、果肉褐變等癥狀。

油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids,BRs)是一種普遍存在于植物中的天然激素[10]。不僅對(duì)植物的生長發(fā)育發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[11],還可以通過提高植物的抗氧化系統(tǒng)來增強(qiáng)抗低溫逆境能力[12]。李園園[13]等研究表明,2,4-表油菜素內(nèi)酯處理草莓可以延緩果實(shí)硬度、可溶性固形物和VC含量的下降,增加了總酚、花色苷的積累。此外,表油菜素內(nèi)酯處理能夠顯著降低青椒[14]和桃果實(shí)[15]等果蔬采后冷害的發(fā)生。Zhu等[16]發(fā)現(xiàn)2,4-表油菜素內(nèi)酯處理過的柑橘在貯藏50 d后腐爛率顯著低于對(duì)照組。然而,迄今尚未見到將油菜素內(nèi)酯用于甜櫻桃果實(shí)貯藏相關(guān)的研究。本實(shí)驗(yàn)以“先鋒”甜櫻桃果實(shí)為實(shí)驗(yàn)材料,用不同濃度的2,4-表油菜素內(nèi)酯(5、10 μmol/L)浸泡甜櫻桃10 min,研究甜櫻桃在貯藏期間品質(zhì)及生理特性的變化,為油菜素內(nèi)酯處理在甜櫻桃果實(shí)貯藏保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甜櫻桃 品種“先鋒”采自北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)基地;2,4-表油菜素內(nèi)酯 上海源葉生物科技有限公司;氫氧化鈉、硫代巴比妥酸、2,4-二硝基苯肼、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚 (分析純)天津市精科精細(xì)化工研究所;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 (分析純)、北京化工廠;磷酸緩沖液、H2O2溶液、草酸溶液、硫脲溶液、1%鹽酸-甲醇溶液、氮藍(lán)四唑、PVP、DTT、EDTA-Na2、三氯乙酸、無水乙醇、冰醋酸、磷酸、硫酸、核黃素、福林酚試劑 北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司。

TU-1810型紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;809型自動(dòng)電位滴定儀 瑞士萬通;3K15型高速冷凍離心機(jī) SIGMA公司;TP3012型精密天平 丹佛儀器(北京)有限公司;BSA224S-CW型電子天平 北京賽多利思科學(xué)儀器有限公司;DK-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;PAL-1型數(shù)字手持折光儀 日本ATAGO公司;DW-40L262型海爾立式低溫冰箱 青島海爾特種電器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 甜櫻桃“先鋒”果實(shí)采后立即運(yùn)回北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室,挑選成熟度一致、剔除腐爛果、畸形果、大小和色澤相近、無機(jī)械損傷的果實(shí)用于實(shí)驗(yàn)。

不同濃度的2,4-表油菜素內(nèi)酯(5、10 μmol/L)浸泡甜櫻桃10 min,對(duì)照是蒸餾水浸泡,自然晾干后,每組每次分別選用600個(gè)果實(shí),各重復(fù)3次。將處理后的甜櫻桃用透明塑料盒(大小為20 cm×12 cm×8 cm)進(jìn)行分裝,再將透明塑料盒置于紙箱中保鮮處理。在(0±0.5) ℃,濕度為85%～90%的冷庫中貯藏60 d,每隔15 d取樣檢測相關(guān)生理生化指標(biāo)。

1.2.2 指標(biāo)及測定方法 果柄和果肉褐變指數(shù)的測定參照王春生等[17]方法。每次取樣觀察腐爛情況并統(tǒng)計(jì)腐爛率,果實(shí)面積可見柄斑面積大于0.5 cm2即視為發(fā)病。

計(jì)算公式:

硬度測定采用硬度計(jì)(Penetrometer FT02,Italy)探頭直徑為6 mm;可溶性固形物含量測定采用手持糖度計(jì)(ATAGO PAL-1,Japan);可滴定酸含量測定采用瑞士萬通(Metrohm)804型標(biāo)準(zhǔn)型自動(dòng)電位滴定儀進(jìn)行滴定[18];維生素C含量測定采用2,4-二硝基苯肼比色法[19]。丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸比色法[20];總酚含量測定采用福林酚比色法[21];花色苷含量測定采用pH示差法[22];甜櫻桃果皮色差測定采用手持色差儀分別在果實(shí)陰、陽兩面均勻取兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測定;甜櫻桃果肉色差測定采用采后手持色差儀,每個(gè)甜櫻桃削去一小塊薄薄的果皮(厚約1 mm)在果肉上取點(diǎn)進(jìn)行測定;多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、脂氧和酶(LOX)活性采用比色法[23]測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

各指標(biāo)均做3次重復(fù),運(yùn)用Excel 2013軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖及分析,差異顯著性檢驗(yàn)(p<0.05為顯著水平)用鄧肯式多重比較方法完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間腐爛率、果柄及果肉褐變、丙二醛含量的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長,甜櫻桃果實(shí)的腐爛率呈逐漸上升的趨勢。在整個(gè)貯藏過程中對(duì)照組的腐爛率明顯高于EBR處理組(見圖1A),在貯藏60 d時(shí)對(duì)照組腐爛率比5 μmol/L EBR腐爛率高50%。這與Zhu[24]等在棗果實(shí)上的研究結(jié)果一致。

丙二醛含量高低可以反映細(xì)胞膜膜脂過氧化的程度,貯藏15～45 d,5 μmol/L EBR處理和10 μmol/L EBR處理丙二醛含量呈下降趨勢,這可能與可溶性糖含量的上升有關(guān),因?yàn)榭扇苄蕴穷悓?duì)MDA含量反應(yīng)有干擾作用,貯藏45 d后,果實(shí)MDA含量呈逐漸上升的趨勢,但在整個(gè)貯藏的過程中對(duì)照組上升的斜率明顯大于5 μmol/L EBR處理組和10 μmol/L EBR處理組(見圖1B),說明兩處理組有效抑制了MDA含量的升高,在貯藏60 d時(shí),對(duì)照組的丙二醛含量分別比5 μmol/L EBR處理組、10 μmol/L EBR處理組高31.0%和30.4%。

甜櫻桃可以根據(jù)果柄的褐變程度估測果實(shí)的新鮮程度。隨著貯藏時(shí)間的延長,甜櫻桃的果柄褐變指數(shù)逐漸增加,但在整個(gè)貯藏過程中,EBR處理的果實(shí)褐變指數(shù)明顯低于對(duì)照(見圖1C)。在貯藏結(jié)束時(shí)(60 d),對(duì)照組褐變指數(shù)分別比5 μmol/L EBR處理組、10 μmol/L EBR處理組高22.0%和17.1%,兩處理間不存在顯著差異(p>0.05)。

果實(shí)采后褐變是影響果實(shí)外觀品質(zhì)和貯藏壽命的重要因素。隨著貯藏時(shí)間的延長,甜櫻桃果實(shí)的褐變指數(shù)逐漸增加,在整個(gè)貯藏過程中對(duì)照組的褐變指數(shù)最高(見圖1D),在貯藏60 d時(shí)對(duì)照組褐變指數(shù)分別比5 μmol/L EBR處理組、10 μmol/L EBR處理組高38.2%和8.4%。

圖1 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間腐爛率、果柄及果肉褐變、丙二醛含量的影響Fig.1 Effect of EBR treatment on decay incidence,browning and malondialdehyde content of sweet cherry during storage

2.2 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間果皮及果肉色差變化的影響

L*值表示色澤明亮度,L*值越大,代表亮度越高。由圖2A可知,貯藏過程中甜櫻桃果皮亮度L*值呈先上升再下降的趨勢,貯藏30 d后,L*值下降,甜櫻桃不再鮮艷,這可能與甜櫻桃果實(shí)品質(zhì)的下降有關(guān),貯藏后期5 μmol/L EBR保持櫻桃表面顏色的效果最明顯,與對(duì)照相比,5、10 μmol/L EBR都延緩了甜櫻桃表面顏色的鮮艷程度。

圖2 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間果皮及果肉色差變化的影響Fig.2 Effect of EBR treatment on color of peel and pulp during storage of sweet cherry

a*值表示色度中的紅綠色差指標(biāo),正值代表紅色程度,正值越大,紅色越深,由圖2B可知,在貯藏過程中a*值呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,在貯藏后期甜櫻桃果皮的顏色逐漸加深,在45～60 d貯藏過程中a*值上升尤其明顯,貯藏結(jié)束時(shí)對(duì)照的a*值比其他兩組的處理a*值高。

三組果肉隨貯藏時(shí)間延長的L*值與a*值變化趨勢如圖2C、2D所示。在整個(gè)貯藏過程中,L*值隨著時(shí)間的延長呈下降的趨勢,說明甜櫻桃果肉亮度逐漸變暗。在貯藏后期45～60 d時(shí),對(duì)照組和10 μmol/L EBR處理組下降趨勢明顯,而5 μmol/L EBR處理組下降緩慢。在60 d時(shí),對(duì)照的L*值最低,5 μmol/L EBR處理的L*值最高。由此可知,EBR處理可以緩解甜櫻桃的顏色變暗。

隨著貯藏時(shí)間的延長,甜櫻桃果肉在衰老的過程中紅色逐漸加深,因此a*值呈逐漸上升的趨勢。在貯藏30 d時(shí)10 μmol/L EBR處理a*值最高,但在貯藏45 d-60 d時(shí)對(duì)照組的a*值迅速上升,在貯藏60 d時(shí)對(duì)照的a*值最高,5 μmol/L EBR處理和10 μmol/L EBR處理不存在明顯差異,但a*值都低于對(duì)照組。

2.3 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間硬度、可溶性固形物、可滴定酸、VC含量的影響

果實(shí)硬度變化是果實(shí)成熟衰老的特征之一。隨著貯藏時(shí)間的延長,果實(shí)的硬度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。5 μmol/L EBR處理組在貯藏30～60 d過程中起到了較好延緩果實(shí)硬度下降的效果,10 μmol/L EBR在貯藏30～45 d時(shí)延緩了果實(shí)硬度的下降(見圖3A)。兩處理之間無顯著差異(p>0.05)。

隨著貯藏時(shí)間的延長,果實(shí)可溶性固形物呈現(xiàn)下降的趨勢,貯藏后期45 d-60 d時(shí)對(duì)照組果實(shí)的可溶性固形物含量下降幅度較大(見圖3B),5 μmol/L EBR處理和10 μmol/L EBR處理有效延緩果實(shí)可溶性固形物含量下降,保證果實(shí)的風(fēng)味。

圖3 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間硬度、可溶性固形物、可滴定酸、VC含量的影響Fig.3 Effect of EBR treatment on firmness,soluble solids,titratable acidity and VC content of sweet cherry during storage

果實(shí)含酸量是影響果實(shí)風(fēng)味的一項(xiàng)重要指標(biāo)。貯藏期間果實(shí)的可滴定酸含量逐漸下降,與對(duì)照相比,5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR處理組均顯著緩解果實(shí)可滴定酸含量的下降,5 μmol/L EBR處理效果最好。兩處理組存在顯著差異(p<0.05),在貯藏60 d時(shí),5 μmol/L EBR處理組可滴定酸含量明顯高于對(duì)照組和10 μmol/L EBR處理組的可滴定酸含量(見圖3C)。

VC具有抗氧化作用,是果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著貯藏時(shí)間的延長,果實(shí)VC含量呈下降趨勢(見圖3D)。EBR處理顯著抑制了果實(shí)VC含量的下降(p<0.05),其中,5 μmol/L EBR處理效果最佳。

2.4 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間總酚及花色苷含量的影響

酚類物質(zhì)屬于次生代謝物,由于其具有一定抗氧化能力常常作為保護(hù)物質(zhì)參與植物組織抗病反應(yīng)。0～15 d時(shí),5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR的酚類物質(zhì)均呈現(xiàn)不同程度的下降,對(duì)照組變化趨勢不明顯,隨著貯藏時(shí)間的延長,總酚含量呈現(xiàn)緩慢上升再下降的趨勢,對(duì)照組下降趨勢最明顯,在貯藏后期(60 d)時(shí),5 μmol/L EBR總酚含量最高(見圖4A)。

花色苷與櫻桃的色澤發(fā)育、品質(zhì)和風(fēng)味的形成、成熟衰老的過程、組織褐變、抗逆性和抗病性代謝等作用有著密切的關(guān)系,隨著貯藏時(shí)間的延長,甜櫻桃花色苷含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,在貯藏15～30 d時(shí),10 μmol/L EBR上升的趨勢最明顯,在30～60 d時(shí)10 μmol/L EBR花色苷含量明顯高于5 μmol/L EBR且低于對(duì)照組,在整個(gè)貯藏過程中對(duì)照組相比于5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR的花色苷含量值最高(見圖4B),結(jié)果表明,5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR兩組處理都可以延緩甜櫻桃花色苷含量的上升,其中,5 μmol/L EBR處理效果更明顯。

圖4 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間總酚及花色苷含量的影響Fig.4 Effect of EBR treatment on total phenolic and anthocyanin contents of sweet cherry during storage

2.5 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間PPO、POD活性的影響

多酚氧化酶(PPO)與果蔬褐變相關(guān),果蔬貯藏中降低PPO的活性有助于減少自身酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為醌類物質(zhì)。如圖所示,在貯藏0～15 d內(nèi)5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR處理組PPO活性呈下降的趨勢,15～45 d內(nèi)對(duì)照和所有處理組PPO活性呈上升的趨勢,到60 d貯藏結(jié)束時(shí)5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR處理的PPO活性呈下降趨勢,其中5 μmol/L EBR下降趨勢最顯著達(dá)到最低點(diǎn),與對(duì)照差異顯著(p<0.05)(見圖5A)。結(jié)果表明,5 μmol/L EBR處理甜櫻桃可以顯著降低櫻桃PPO活性,提高保鮮效果。

圖5 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間PPO、POD活性的影響Fig.5 Effect of EBR treatment on PPO and POD activities during storage of sweet cherry

過氧化物酶(POD)是廣泛存在于植物組織內(nèi)的一種酶類,它在植物生長的各個(gè)階段不斷發(fā)生變化,與植物許多生理生化代謝過程都有密切關(guān)系。如圖所示,在貯藏0～15 d內(nèi)對(duì)照及各處理組的PPO活性呈下降的趨勢,15～45 d內(nèi)對(duì)照和

所有處理的POD活性呈上升的趨勢,到60 d貯藏結(jié)束時(shí)對(duì)照和各處理的POD活性呈下降的趨勢,其中5 μmol/L EBR處理的活性下降趨勢最顯著達(dá)到最低點(diǎn)(見圖5B),與對(duì)照差異顯著(p<0.05)。結(jié)果表明,5 μmol/L EBR處理組可以顯著降低甜櫻桃POD活性,提高保鮮效果。

2.6 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間CAT、SOD活性的影響

過氧化氫酶(CAT)屬于血紅蛋白酶,它能催化植物體內(nèi)積累的過氧化氫分解為水和分子氧,從而減少H2O2對(duì)果蔬組織可能造成的氧化傷害。從圖中可以看出,在貯藏0 d～30 d時(shí)對(duì)照組和10 μmol/L EBR處理組SOD活性呈下降趨勢,其中對(duì)照組最為明顯。在30 d～45 d時(shí)CAT活性呈上升趨勢,在整個(gè)貯藏過程中5 μmol/L EBR處理組CAT活性處于較高水平(見圖6A)。5 μmol/L EBR與對(duì)照組之間差異顯著(p<0.05)。結(jié)果說明:5 μmol/L EBR處理組可以提高甜櫻桃CAT活性,這與李園園[13]等在草莓果實(shí)上的研究結(jié)果一致。

超氧化物歧化酶(SOD)是細(xì)胞內(nèi)一種重要的抗氧化酶,能夠降低自由基的含量,同時(shí)能夠加強(qiáng)細(xì)胞系統(tǒng)對(duì)活性氧或其他過氧化物自由基的抗性,降低毒害作用。從圖中可以看出,0～15 d各個(gè)處理組的SOD活性趨于平緩,在貯藏30 d時(shí)5 μmol/L EBR和10 μmol/L EBR處理組的SOD活性呈上升的趨勢,而對(duì)照組下降趨勢最明顯,在整個(gè)貯藏過程中5 μmol/L EBR處理組SOD活性處于較高水平(見圖6B)。5 μmol/L EBR處理組與對(duì)照組之間差異顯著(p<0.05)。結(jié)果表明:5 μmol/L EBR處理組可以提高甜櫻桃SOD活性,增加其抗氧化能力,這與李園園[13]等在草莓果實(shí)上的研究結(jié)果一致。

圖6 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間CAT、SOD活性的影響Fig.6 Effect of EBR treatment on CAT and SOD activity during storage of sweet cherry

2.7 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間LOX活性的影響

脂氧合酶(LOX)是與果實(shí)成熟衰老密切相關(guān)的一種酶,其主要促進(jìn)不飽和脂肪酸生成氫過氧化物,直接或者間接地促進(jìn)了植物組織的衰老過程。由圖可知,在整個(gè)貯藏過程中各處理組的LOX活性呈上下波動(dòng)的趨勢,在貯藏15 d時(shí)對(duì)照組和10 μmol/L EBR處理組LOX活性呈上升的趨勢,而5 μmol/L EBR處理組呈下降的趨勢,在貯藏15 d后對(duì)照組和10 μmol/L EBR處理組LOX活性呈下降再上升的趨勢,在整個(gè)貯藏期內(nèi)5 μmol/L EBR處理組LOX活性處于較低水平,5 μmol/L EBR處理組與對(duì)照組之間差異顯著(p<0.05).結(jié)果說明5 μmol/L EBR處理組可以降低甜櫻桃LOX活性,保持較好的貯藏保鮮效果。

圖7 EBR處理對(duì)甜櫻桃貯藏期間LOX活性的影響Fig.7 Effect of EBR treatment on LOX activity during sweet cherry storage

3 結(jié)論

5 μmol/L EBR處理甜櫻桃可以有效延緩果實(shí)硬度、可溶性固形物含量的下降及甜櫻桃顏色變化,減輕果柄、果肉的褐變及腐爛的發(fā)生,抑制MDA含量的升高;抑制多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、脂氧合酶(LOX)活性,提高過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性;延緩了櫻桃品質(zhì)變化和衰老,從而較好的保持了果實(shí)在貯藏和貨架期間的品質(zhì)和風(fēng)味。