1-MCP和真空預(yù)冷對“三冠王”黑莓果實貯藏效果及活性氧代謝的影響

趙 茜，王友升,*，王郅媛，王貴禧，李麗萍

(1. 北京工商大學(xué) 植物資源研究開發(fā)北京市重點實驗室，北京 100048；2. 北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程

研究中心，北京 100048；3. 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育實驗室，北京 100091)

1-MCP和真空預(yù)冷對“三冠王”黑莓果實貯藏效果及活性氧代謝的影響

趙 茜1,2，王友升1,2,*，王郅媛1,2，王貴禧3，李麗萍1,2

(1. 北京工商大學(xué) 植物資源研究開發(fā)北京市重點實驗室，北京 100048；2. 北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程

研究中心，北京 100048；3. 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育實驗室，北京 100091)

“三冠王”黑莓果實分別用5μg/L 1-MCP和真空預(yù)冷(10℃)處理，然后于0℃貯藏21d，并測定黑莓果實的貯藏效果及活性氧代謝。1-MCP和真空預(yù)冷處理均抑制黑莓果實色澤L*、a*、b*值和可溶性固形物的升高，其中真空預(yù)冷作用效果優(yōu)于1-MCP。雖然1-MCP和真空預(yù)冷處理均推遲了LOX 活性、花青素含量的上升，但1-MCP處理還具有降低膜脂過氧化產(chǎn)物MDA 的積累和對總還原能力的推遲作用，而真空預(yù)冷處理能夠提高總還原能力，但也誘導(dǎo)MDA含量升高。結(jié)果表明1-MCP和真空預(yù)冷處理均可有效延緩黑莓果實的品質(zhì)劣變，但對活性氧代謝的影響出現(xiàn)明顯差異。

黑莓；1-MCP；真空預(yù)冷；品質(zhì)；活性氧代謝

黑莓(Rubus spp.)屬于薔薇科(Rosaceae)懸鉤子屬(Rubus L.)聚合漿果，果實柔嫩多汁、風(fēng)味獨特[1]，其中含有的SOD、鞣化酸[2]、花青素[3]具有很強的抗氧化能力。但由于果皮極薄，組織嬌嫩，結(jié)構(gòu)易碎，且呼吸速率高等特點，采后不耐貯藏[4]。

1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcylclopropene，1-MCP)是一種環(huán)丙烯類化合物，它可以阻斷乙烯與受體蛋白結(jié)合，抑制乙烯誘導(dǎo)果實成熟和衰老，在蘋果[5]、梨[6]等果蔬

上應(yīng)用已經(jīng)取得理想的效果。對于黑莓這種非呼吸躍變型果實來說，1-MCP作用效應(yīng)及其機理目前還不十分清楚。真空預(yù)冷將被采摘后的物料放在真空室內(nèi)，通過抽真空，使物料內(nèi)部的水分迅速蒸發(fā)，由于水分的蒸發(fā)吸熱導(dǎo)致物料本身溫度下降(一般在0～10℃)。具有冷卻速度快、效果均勻、能耗低、產(chǎn)品不會受到污染等特點，目前已在青花菜[7]、白蘑菇[8]等果蔬上有相關(guān)報道，并發(fā)現(xiàn)其可有效延長果實的貨架期。但真空預(yù)冷黑莓果實的作用效果，還未見相關(guān)報道。本研究以黑莓為試材，比較1-MCP、真空預(yù)冷對黑莓果實的貯藏效果比較，為延長黑莓果實市場供應(yīng)時間提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本研究所采用的黑莓品種為“三冠王”(Triple Crown)，采自北京順義區(qū)果園，采收后迅速運入實驗室。選擇果實大小、色澤、成熟度一致，無病蟲害與無機械傷的樣品進行實驗。

Na2HPO4、NaH2PO4、考馬斯亮藍、聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)、三氯乙酸、丙酮、甲醇、氯化鉀、醋酸鈉、鐵氰化鉀、三氯化鐵、亞油酸、過氧化氫、硫代巴比妥酸等均為分析純，購于北京北化精細化學(xué)品有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

T25分散機；F-80C型制冰機；Eppendorf 5810R型離心機；TB-214型分析天平；UV-2450型分光光度計；DHG 9145A型電熱鼓風(fēng)干燥箱；THZ-C-1型全溫空氣浴搖床；PR-201型手持糖度計；HH.SY11-Ni2電熱恒溫水浴鍋。

1.3 原料處理設(shè)計

黑莓果實的采收成熟度為七成熟，即果面著黑色面積為30%左右。本實驗設(shè)計3組處理：對照組(A)，選擇同等成熟度，同等大小的果實作為對照；1-MCP處理組(B)：將果實裝入塑料箱內(nèi)，用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h；真空預(yù)冷處理(C)：將果實裝入塑料箱內(nèi)，打開箱蓋，放入真空預(yù)冷凍干機中10℃放置1h。所有處理完畢后將塑料箱置于0℃貯藏21d后測定各項品質(zhì)和生理指標(biāo)。

1.4 樣品的提取

從15個黑莓果實中取10g果肉，加入20mL提取溶液，冰浴下均質(zhì)，在14000×g、4℃條件下離心1h后取上清液進行測定，其中蛋白質(zhì)、脂氧合酶(LOX)、過氧化氫酶(CAT)活性的提取液為PBS磷酸緩沖液(100mmol/L，pH 7.8)+0.2g PVPP，丙二醛(MDA)的提取液為5g/100mL三氯乙酸(TCA)，花青素的提取液為丙酮，總還原能力的提取液為甲醇。

1.5 測定指標(biāo)

1.5.1 色度測定

用色差計測定果實的果皮和果肉色度，用L*a*b*色度空間表征果實的色度變化，L*表征亮度，a*表征紅色飽和度，b*表征黃色飽和度。果實色度測定時分別在果實縱切面的四邊測定一個點。每個處理測定15個黑莓果實的色度，取平均值。

1.5.2 可溶性固形物(SSC)含量測定

取黑莓果實，榨汁，用糖度計測定果實的可溶性固形物。重復(fù)測定3次取平均值。以牛血清蛋白作標(biāo)準(zhǔn)曲線，換算成每克鮮樣中蛋白質(zhì)含量(mg/g mf)。

1.5.3 蛋白質(zhì)含量測定

參照史蘭[9]的方法，反應(yīng)體系：0.1mL PBS提取液，5.0mL考馬斯亮藍，反應(yīng)10min，然后在595nm下測定其吸光度。重復(fù)測定3次取平均值。

1.5.4 丙二醛(MDA) 測定

根據(jù)Wang等[10]的方法，反應(yīng)體系中含硫代巴比妥酸(TBA，0.33g/100mL)和1mL三氯乙酸(TCA)提取液，混勻后在95℃加熱20 min，迅速冷卻并在14000×g離心10min。取上清液分別在532nm和600nm波長測定吸光度，并計算脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量。重復(fù)測定3次取平均值。

1.5.5 花青素含量的測定

參照Wang等[11]的方法。以天竺葵-3-葡萄糖苷作標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品的花青素含量換算為每克鮮質(zhì)量樣品中天竺葵-3-葡萄糖苷的含量(mg/g mf)。重復(fù)測定3次取平均值。

1.5.6 總還原能力測定

參考Liyana-Pathirana[12]的方法。反應(yīng)體系為：0.2mL樣品，1.0mL磷酸緩沖液(PBS)和1.0mL 1g/100mL鐵氰化鉀混合均勻，于50℃水浴鍋中放置20min，冷卻，加入1.0mL 10g/100mL TCA，混勻后取出1mL，再加入2mL蒸餾水和0.3mL 0.1g/100mL FeCl3，放置10min后于700nm下測其吸光度記為A。用0.2mL蒸餾水代替樣品作為空白，所得吸光度記為A1。以吸光度(A－A1)大小來評價還原能力的強弱。重復(fù)測定3次取平均值。

1.5.7 脂氧合酶(LOX)活性測定

LOX活性的測定參考Wang[13]的方法，體系中含0.05mL 0.4mmol/L亞油酸鈉， 2.85mL 89mmol/L 磷酸緩沖液(pH 6.0)和0.3mL提取液，反應(yīng)溫度為30℃ ，測定1min內(nèi)234nm處吸光度(A)，用磷酸緩沖液代替樣品作空白，所得吸光度為A1，以(A－A1)評價酶活強弱。酶活性以U/g mf表示。重復(fù)測定3次取平均值。

1.5.8 過氧化氫酶(CAT)活性測定

參照Wang[14]的方法，CAT活性測定反應(yīng)體系中含2.2mL磷酸緩沖液(41mmol/L，pH7.0)，0.3mL H2O2(4mmol/L)，0.3mL酶液，反應(yīng)溫度30℃，測定1min內(nèi)240nm處吸光度變化。酶活性以U/g mf表示。重復(fù)測定3次取平均值。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS軟件，對所有數(shù)據(jù)進行鄧肯氏多重差異比較及相關(guān)性分析，當(dāng)P＜0.05時，表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對“三冠王”黑莓果實色澤的影響

圖1 不同處理對“三冠王”黑莓果實色澤的影響Fig.1 Effect of 1-MCP a,n,d vacuum pre-cooling treatments on the L*, a* and b* of Triple Crown,, blackberry fruit

圖1 表明，在0℃貯藏21d后，對照組黑莓果實的L*值呈明顯上升趨勢。與對照相比，1-MCP處理和真空預(yù)冷處理均延緩了果皮亮度上升的速度。同樣地，對照組果實的a*值在貯藏后也呈明顯上升，經(jīng)1-MCP處理和真空預(yù)冷處理可使果實a*值維持在較低水平上。而對照組黑莓黑果實的b*值在0℃條件下貯藏21d時極顯著下降，并且1-MCP處理和真空預(yù)冷處理分別比對照低27.6%、33.4%。

2.2 不同處理對“三冠王”黑莓果實可溶性固形物含量的影響

圖2 不同處理對“三冠王”黑莓果實可溶性固形物的影響Fig.2 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on the soluble solid content of , , Triple Crown, , blackberry fruit

由圖2可知，在0℃貯藏21d后，對照組黑莓果實可溶性固形物含量呈上升趨勢，對于對照組，1-MCP處理和真空預(yù)冷處理的黑莓果實可溶性固形物含量分別顯著減低了39.9%、50.2%。表明1-MCP處理和真空預(yù)冷處理可以有效延緩可溶性固形物含量的升高。

2.3 不同處理對“三冠王”黑莓果實蛋白質(zhì)含量的影響

圖3 不同處理對“三冠王”黑莓果實蛋白質(zhì)的影響Fig.3 Effect of 1-MCP a,,nd vacuum pre-cooling treatments on protein content of Triple Crown , , blackberry fruit

對照組黑莓果實蛋白質(zhì)含量在0℃貯藏21d后顯著下降了24.9%(圖3)；經(jīng)1-MCP處理和真空預(yù)冷處理過的果實在貯藏后，其蛋白質(zhì)含量均與對照組均無顯著性差異。

2.4 不同處理對“三冠王”黑莓果實MDA含量的影響

圖4 不同處理對“三冠王”黑莓果實MDA的影響Fig.4 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on MDA content of , , Triple Crown, , blackberry fruit

從圖4可以看出，對照組黑莓果實MDA含量較剛采摘時顯著降低，1-MCP處理組和真空預(yù)冷處理組的MDA含量變化趨勢相反。與對照組相比，1-MCP處理的黑莓果實MDA含量顯著減低到22.97nmol/g mf。而真空預(yù)冷處理的黑莓果實MDA含量比對照組顯著增加了9.3%。結(jié)果表明，1-MCP可以減少MDA的生成，而真空預(yù)冷會誘導(dǎo)MDA產(chǎn)生。

2.5 不同處理對“三冠王”黑莓果實花青素含量的影響

圖5 不同處理對“三冠王”黑莓果實花青素含量的影響Fig.5 Effect of 1-MCP and,, vacuum pre-cooling treatments on anthocyanins content of Triple Crown, , blackberry fruit

由圖5可知，對照組黑莓果實花青素含量在0℃貯藏21d時極顯著升高達到27.23mg/g mf；1-MCP處理組黑莓果實與對照組的花青素含量相比顯著減低了43.6%，同樣地，真空預(yù)冷處理的黑莓果實花青素含量也顯著降低了12.4%，但1-MCP處理組降幅大于真空預(yù)冷處理組黑莓果實。

2.6 不同處理對“三冠王”黑莓果實還原力的影響

圖6 不同處理對“三冠王”黑莓果實還原力的影響Fig.6 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on total reducing power of Triple Crown blackberry fruit

圖6 表明，0℃貯藏21d后，對照組黑莓果實的總還原能力與剛采摘時相比顯著升高，相比而言，1-MCP處理的黑莓果實總還原能力與對照組相比下降了32.9%，而真空預(yù)冷處理的黑莓果實總還原能力比對照組上升了20.3%。表明真空預(yù)冷可以有效提高果實的抗氧化能力。

2.7 不同處理對“三冠王”黑莓果實LOX活性的影響

圖7 不同處理對“三冠王”黑莓果實LOX的影響Fig.7 Effect of 1-MCP, a ,nd vacuum pre-cooling treatments on LOX activity of Triple Crown, , blackberry fruit

對照組黑莓果實在0℃貯藏21d后LOX活性極顯著升高(圖7)。與對照組相比，1-MCP處理和真空預(yù)冷處理明顯抑制LOX活性上升(P＜0.01)，分別減少了41%和25.4%。

2.8 不同處理對“三冠王”黑莓果實CAT活性的影響

圖8 不同處理對“三冠王”黑莓果實CAT的影響Fig.8 Effect of 1-MCP, ,and vacuum pre-cooling treatments on CAT activity of Triple Crown,,blackberry fruit

根據(jù)圖8顯示，對照組黑莓果實在0℃貯藏到21d時CAT活性與剛采摘時相比下降了72.5%，但不論是1-MCP處理還是真空預(yù)冷處理的黑莓果實CAT活性與對照均無顯著性差異。

2.9 黑莓果實品質(zhì)與活性氧代謝的相關(guān)性分析

表1表明，代表黑莓果實色澤亮度的L*值與黃色飽和度b*值呈顯著負相關(guān)性，與蛋白質(zhì)含量也具有極顯著負相關(guān)性，但與SSC呈正相關(guān)效應(yīng)，其相關(guān)系數(shù)達到－0.725。而果實紅色飽和度的a*值則只與SSC有極顯著正相關(guān)性，b*值同時也與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性在極顯著水平上。SSC同蛋白質(zhì)含量無顯著性相關(guān)。

從活性氧代謝中各指標(biāo)間的相關(guān)性分析可以看出，MDA含量分別與花青素含量、總還原能力具有正相關(guān)效應(yīng)，其中與花青素含量達到極顯著水平。花青素含量與總還原能力也呈正相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)達到0.688。此外，黑莓果實LOX活性與CAT活性的極顯著負相關(guān)效應(yīng)，說明LOX活性為CAT活性變化的強影響因子。

表1 黑莓果實品質(zhì)與活性氧代謝的相關(guān)性分析Table 1 Correlation between the quality of blackberry and reactive oxygen species metabolism

在品質(zhì)指標(biāo)與活性氧代謝中各個指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，果實色澤L*值和CAT活性呈極顯著負相關(guān)性，與LOX活性、總還原能力呈極顯著正相關(guān)效應(yīng)。但果實b*值和蛋白質(zhì)含量則分別與LOX活性呈極顯著負相關(guān)性，與CAT活性呈極顯著正相關(guān)性。而SSC只同LOX具有極顯著正相關(guān)效應(yīng)，其相關(guān)系數(shù)達到0.613。

3 討 論

色澤、SSC、蛋白質(zhì)含量作為品質(zhì)指標(biāo)的重要組成部分，其含量的下降是果實衰老的重要標(biāo)志之一。本研究結(jié)果顯示，在0℃貯藏21d后，對照組黑莓果實色澤L*值、a*值上升、b*值下降，而1-MCP處理的黑莓果實L*值、a*值和b*值均顯著下降，表明1-MCP能夠延緩果實色澤的加深。同樣地，1-MCP處理對SSC上升也具有延緩作用，這與前人所研究的1-MCP在一定程度上延緩了草莓[15]和芒果[16]可溶性固形物的升高相一致。但1-MCP并沒有增加黑莓果實中的蛋白質(zhì)含量，同史蘭等[9]研究1-MCP處理增加草莓中蛋白質(zhì)含量有所不同，對于這種差異是果實的特異性還是1-MCP處理的不同所致，還需要進一步研究。同時本實驗發(fā)現(xiàn)，真空預(yù)冷處理也可以延緩果實色澤的加深和SSC的升高，且作用效果顯著優(yōu)于1-MCP。而對蛋白質(zhì)含量并沒有影響。相關(guān)性分析的結(jié)果也表明，SSC與蛋白質(zhì)含量不存在顯著相關(guān)性。

植物體在成長過程中，體內(nèi)會產(chǎn)生活性氧，在受到逆境脅迫時，活性氧平衡有可能會被打破，對植物造成傷害，為了適應(yīng)不斷發(fā)生改變的外界環(huán)境，植物自身形成了一套防御體系，包括酶促抗氧化體系(如CAT、POD、SOD等)和非酶促抗氧化體系(如APX、GSH等)[17-18]。李志強等[19]研究發(fā)現(xiàn)的1-MCP明顯降低草莓果實LOX活性、膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累，與本實驗結(jié)果也證實1-MCP能有效延緩LOX活性上升和MDA含量的產(chǎn)生。相關(guān)性研究顯示，黑莓果實MDA含量和CAT活性、LOX活性無相關(guān)性，但CAT和LOX活性之間的相關(guān)系數(shù)高達－0.961。表明MDA含量減少并不是主要由于CAT活性引起的，而LOX活性下降則有可能是因為CAT活性上升導(dǎo)致的。

已有報道表明，1-MCP可以延緩草莓果實花青素含量的增加[15]，這與本實驗結(jié)果1-MCP處理的黑莓果實花青素含量與對照組相比顯著降低保持一致。此外，本實驗也研究了真空預(yù)冷處理后黑莓果實花青素含量變化，但與李文香等[20]在草莓上的報道不一致，這有可能是因為果實品種和采后成熟度有關(guān)。相關(guān)性研究結(jié)果表明，黑莓果實的花青素含量與總還原能力呈正相關(guān)性，表明花青素也對抗氧化能力起到強影響作用。同時，總還原能力即抗氧化活性與MDA含量之間也具有正相關(guān)效應(yīng)，這與劉順枝等[21]的報道中在抗氧化活性升高的同時，延緩了MDA含量的上升不一致，但具體是如何影響的，尚須進一步實驗進行證實。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明：0℃貯藏期間，1-MCP處理可有效延緩黑莓果實SSC、果實色澤L*、a*、b*值以及LOX活性的升高、降低膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累，推遲總還原能力和花青素含量的上升。真空預(yù)冷處理可有效提高總還原能力，推遲黑莓果實可溶性固形物、果實色澤L*、a*、b*值的升高、延緩LOX 活性、花青素含量上升，但對MDA含量具有誘導(dǎo)作用。1-MCP和真空預(yù)冷處理均可有效延緩黑莓果實的品質(zhì)劣變，但對活性氧代謝的影響出現(xiàn)明顯差異。

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Effect of 1-MCP and Vacuum Precooling on Fruit Quality and Reactive Oxygen Species Metabolism of Blackberry During Postharvest Periods

ZHAO Qian1,2，WANG You-sheng1,2,*，WANG Zhi-yuan1,2，WANG Gui-xi3，LI Li-ping1,2
(1. Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China；2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China；3. State Forestry Administration Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

,,Triple Crown,

blackberry；1-MCP；vacuum pre-cooling；quality；reactive oxygen species metabolism

S663.2

A

1002-6630(2010)18-0405-06

2010-06-01

北京市科技新星項目(2007B011)；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)項目(nyhyzx07-028)

趙茜(1986—)，女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail：zqhiaaon@126.com

*通信作者：王友升(1976—)，男，副教授，博士，研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail：wangys@th.btbu.edu.cn

, blackberry fruit was treated with 5μg/L 1-MCP and vacuum pre-cooling (10 ℃), respectively, and stored at 0 ℃ for 21 d, and their effect on fruit quality and reactive oxygen species metabolism in blackberry fruit were investigated. Both 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments lightened the incline of soluble solids and color L*, a*, b* value of blackberry, and vacuum precooling showed more efficiency than 1-MCP. Both 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments could delay the increase of LOX activity and anthocyanin content. However, the 1-MCP reduced the accumulation of malondialdehyde (MDA), the lipid peroxidation product, and delayed the increase of the total reducing power, whereas vacuum pre-cooling could induce the total reducing power and MDA content of blackberry fruit. The results indicated that both 1-MCP and vacuum precooling may be useful to maintain postharvest quality of blackberry fruit and provide longer storage life, whereas the influence on reactive oxygen species metabolism was obviously different.