水楊酸處理對采后藍(lán)莓果實貯藏品質(zhì)及抗氧化能力的影響*

黃曉杰，馮敘橋，張佰清

1(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧沈陽，1108661)

2(渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧 錦州，121013)

藍(lán)莓(Vaccinium corymbosum L.)又稱越橘，杜鵑花科越橘屬，其果味酸甜，風(fēng)味獨特，果實中含有大量的多酚、花色苷、維生素等，且有較高的抗氧化活性。研究表明，藍(lán)莓具有預(yù)防癌癥、防止腦神經(jīng)衰老、保護(hù)毛細(xì)血管、消除眼疲勞、增進(jìn)視力等作用［1］?？寡趸钚缘拇笮∫殉蔀楹饬克{(lán)莓果實采后品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，維持藍(lán)莓果實采后抗氧化能力已成為其采后貯運保鮮研究中的熱點［2］，近年來的相關(guān)報道逐漸增多。

水楊酸(salicylic acid，SA)是一種廣泛存在的植物內(nèi)源小分子酚類化合物，其參與植物體內(nèi)多種重要的生理生化過程，適當(dāng)濃度的外源水楊酸處理能夠提高植物的系統(tǒng)抗性［3-4］、抑制水果腐爛［5］、延緩采后果實成熟衰老［6］，減輕果實冷害的發(fā)生［7-8］等。水楊酸的作用機(jī)理多是由于其提高抗性相關(guān)酶活性或啟動植物的次生代謝反應(yīng)［9］，隨著水楊酸對果實的生理效果和作用機(jī)制的不斷揭示，其在果蔬采后貯藏保鮮上的應(yīng)用將更加廣泛。

本研究以“埃利奧特”藍(lán)莓(Dixi×(Jersey×Pioneer)×Burlington，‘Elliott’)為試材，用一定濃度水楊酸處理后低溫貯藏，研究其對藍(lán)莓果實采后品質(zhì)、酚類物質(zhì)含量和抗氧化能力的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

藍(lán)莓，采自遼寧省丹東市東港天豐藍(lán)莓基地，采后當(dāng)天用冷藏車運回實驗室，剔除殘次、病蟲害及機(jī)械損傷果實，在(1±1)℃條件下預(yù)冷24 h，挑選成熟度、顏色、大小基本一致的果實備用。

預(yù)實驗結(jié)果顯示，0.5和1.0 mmol/L水楊酸處理對維持藍(lán)莓果實品質(zhì)效果較好。將挑選出的果實隨機(jī)分為3組，每組果實2 kg，分為0.5、1.0 mmol/L水楊酸以及對照組(去離子水、CK)，所有處理浸泡時間均為10 min，晾干后用商用塑料盒(上海星勤貿(mào)易公司)分裝，每盒120 g左右，在(1±1)℃，相對濕度90%～95%的環(huán)境下貯藏28 d，貯藏期間每隔7 d測定果實品質(zhì)指標(biāo)，每個指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.2 試劑和儀器

矢車菊素-3-半乳糖苷(純度 ＞98%)，Sigma公司;甲醇、甲酸(色譜純)，迪馬(中國)有限公司;無水乙醇(純度＞99.7%)，國藥試劑有限公司。

5804R高速冷凍離心機(jī)，Eppendorf公司;ML104電子天平，瑞士梅特勒公司;UV-2700紫外可見分光光度計，日本島津公司;PAL-3阿貝折光儀，日本ATAGO公司;DELTA320酸度計，梅特勒-托利多公司;C18Sep-Pak萃取小柱，迪馬(中國)科技有限公司;Agilent 1260高效液相色譜儀配VWD可變波長紫外檢測器，安捷倫科技有限公司;Agilent 1100 LC-Trap SL高校液相色譜-質(zhì)譜儀，安捷倫科技有限公司。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 腐爛指數(shù)的測定

腐爛指數(shù)以藍(lán)莓果實表面發(fā)生汁液外漏、軟化或腐爛現(xiàn)象作為判別依據(jù)，共分為4級:0級，無明顯表觀變化;1級，果實有明顯軟化;2級果實軟化嚴(yán)重，有汁液外漏現(xiàn)象;3級，果實出現(xiàn)霉點、腐爛。按下式計算腐爛指數(shù):

腐爛指數(shù)/%=∑［(腐爛級別×該級果實數(shù))/(最高腐爛級別×總果實數(shù))］×100

1.3.2 失重率的測定

采用稱重法，計算失重率。

失重率/%=［(貯前果實質(zhì)量-貯期果實質(zhì)量)/貯前果實質(zhì)量］×100

1.3.3 可滴定酸(TA)含量和可溶性固形物(TSS)的測定

采用酸堿滴定法測定果實TA值;采用PAL-3阿貝折光儀直接測定果實TSS值［10］。

1.3.4 VC含量的測定

參照國標(biāo)GB 6195-1986［11］改進(jìn)方法二甲苯一二氯靛酚比色法。

1.3.5 總酚含量和DPPH自由基清除率的測定

藍(lán)莓果置于已預(yù)冷的研缽中，低溫(4℃)研磨成漿，快速準(zhǔn)確稱取2.5 g勻漿，加入25 mL經(jīng)預(yù)冷的80%乙醇溶液(1%HCl酸化)，4℃浸提12 h，低溫離心(15 000 r/min)10 min，收集上清液，殘渣用預(yù)冷的酸化乙醇洗滌2次，離心后合并上清液，定容至100 mL，用于測定總酚含量、DPPH自由基清除率。

根據(jù)Lako等［12］的研究，結(jié)合比耳定律公式A=εbc，采用 pH 示差法(pH=1，pH=4.5)于526 nm 處測溶液的△A520nm值，花色苷含量計算公式為:

式中:△A520nm= ［(A520nm- A700nm)pH=1.0-(A520nm-A700nm)pH=4.5］;ξ，矢車菊素 -3-葡萄糖苷的消光系數(shù)，26 900;L為光程，1 cm;MW，矢車菊-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量，449.2;DF，稀釋因子;V為最終體積，mL;mt為質(zhì)量，g。

參照Larrauri等［13］方法測定DPPH自由基清除率，向4 mL濃度為6×10-5mol/L DPPH溶液中加入1 mL提取液，搖勻于室溫避光放置30 min，用無水乙醇作參比液，于517 nm下測定吸光值A(chǔ)1;同時測定4 mL 6×10-5mol/L DDPPH溶液與1 mL無水乙醇混合液的吸光值A(chǔ)2，及4 mL無水乙醇與1 mL提取液混合液的吸光值A(chǔ)3，根據(jù)以下公式計算DPPH清除能力:

DPPH清除能力/%=［1-(A1-A3)/A2］×100

1.3.6 藍(lán)莓花色苷單體分析

參照Bao等［14］的液相色譜法進(jìn)行，略有改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取5 g果肉加50 mL體積分?jǐn)?shù)80%甲醇溶液(1%HCl酸化)勻漿，4℃避光浸提12 h，低溫離心(9 000 r/min)10 min，取上清液35℃真空蒸干去除甲醇。殘渣用25 mL酸化水(0.1%HCl酸化)溶解，漩渦振蕩混勻后過預(yù)先活化的C18Sep-Pak萃取小柱，取1 mL凈化花色苷35℃真空蒸干后，2 mL溶解，過0.45 μm濾膜后進(jìn)樣。進(jìn)樣量10 uL，色譜柱:Zorbax Eclipse plus C18柱(150 mm ×4.6 mm，5 μm)，柱溫20℃，流動相由(色譜純)組成，梯度洗脫25 min，流速為1 mL/min，檢測波長:520 nm。以矢車菊素-3-半乳糖苷為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，外標(biāo)法測定各單體和總花色苷含量，結(jié)果以mg/100 g FW表示。

質(zhì)譜條件正離子掃描(ESI+，m/z 100～1 000);干燥氣流流速10 L/min;毛細(xì)管電壓:3500 V;簾氣:30 psi;干燥氣溫350℃，CID電壓1.0 V。

1.3.7 丙二醛的測定

丙二醛(MDA)含量參照硫代巴比妥酸比色法［10］測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，用Duncan’s進(jìn)行差異顯著性分析，5%為顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 水楊酸處理對藍(lán)莓果實低溫貯藏期間品質(zhì)的影響

2.1.1 水楊酸處理對藍(lán)莓果實腐爛指數(shù)的影響

腐爛指數(shù)是評價藍(lán)莓果實保鮮效果的重要指標(biāo)。如圖1所示，水楊酸處理可有效抑制果實腐爛。7 d后水楊酸處理的果實腐爛指數(shù)均顯著低于對照(P＜0.05)，第28天時對照組果實腐爛指數(shù)高達(dá)21.5%，0.5和1.0 mmol/L水楊酸處理果實的腐爛指數(shù)僅為10.3%和10.2%，處理組間無顯著差異。

2.1.2 水楊酸處理對藍(lán)莓果實失重率的影響

藍(lán)莓果實在貯藏期間由于蒸騰作用和呼吸作用會失水、失重。圖2表明在整個貯藏期間，所有處理組的藍(lán)莓果實失重率均呈緩慢上升趨勢，貯藏28 d時，對照組果實失重率為3.63%，0.5和1.0 mmol/L水楊酸處理果實的失重率分別為2.973%和2.947%，水楊酸處理能夠減緩果實失重率的增加。

圖1 水楊酸處理對藍(lán)莓果實腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effect of treatment with salicylic acid on decay rate of blueberry fruits

圖2 水楊酸處理對藍(lán)莓果實失重率的影響Fig.2 Effect of treatment with salicylic acid on weight loss of blueberry fruits

2.1.3 水楊酸處理對藍(lán)莓果實TA和TSS的影響

果實采后貯藏期間，部分可溶性糖和有機(jī)酸作為呼吸基質(zhì)被消耗。

圖3 水楊酸處理對藍(lán)莓果實TA(A)和TSS(B)的影響Fig.3 Effect of treatment with salicylic acid on TA(A)and TSS(B)changes of blueberry fruits

如圖3-A所示，在整個貯藏期間，藍(lán)莓果實TA值呈下降趨勢，1 mmol/L水楊酸處理顯著抑制(P＜0.05)貯藏期間果實TA值的下降，這可能與1 mmol/L水楊酸處理抑制果實呼吸有關(guān)。

TSS值的變化見圖3-B，對照組呈下降趨勢;水楊酸處理組果實呈先上升后下降趨勢，在貯藏7 d時達(dá)到峰值，處理組間無顯著差異。水楊酸處理組TSS值的上升可能與水楊酸處理抑制果實的呼吸作用、延緩衰老有關(guān)，也可能是由于果實中多糖類轉(zhuǎn)化成可溶性單糖使TSS值隨貯藏時間延長而升高，確切原因有待于進(jìn)一步研究。

2.1.4 水楊酸處理對藍(lán)莓果實Vc含量變化的影響

Vc不但是藍(lán)莓果實中重要的營養(yǎng)物質(zhì)，也是果實內(nèi)清除活性氧的抗氧化物質(zhì)之一，對延緩果實衰老有一定效果［15］。如圖4所示，藍(lán)莓鮮果的 Vc含量達(dá)到18.32mg/100 g，隨著貯藏時間的延長，Vc含量逐漸下降，水楊酸處理可以顯著減緩(P＜0.05)果實中Vc的降解，貯藏結(jié)束時，對照組果實Vc含量為7.44 mg/100 g，而0.5和1.0 mmol/L水楊酸處理果實Vc含量分別為13.00和10.75 mg/100 g。彭新媛等［16］的研究表明水楊酸處理可降低果實體內(nèi)抗壞血酸氧化酶反應(yīng)的速率，從而減緩了Vc的氧化分解，本研究結(jié)果再次確認(rèn)了這一結(jié)論。

圖4 水楊酸處理對藍(lán)莓果實Vc含量的影響Fig.4 Effect of treatment with salicylic acid on Vc change of blueberry fruits

2.2 水楊酸處理對藍(lán)莓果實總酚含量的影響

藍(lán)莓鮮果的總酚含量為1.21 mg/g，低溫可誘導(dǎo)果實酚類物質(zhì)的合成［16］。如圖5所示，在貯藏期間，各組果實的總酚含量總體呈上升趨勢，但貯藏結(jié)束時為下降。對照組果實在貯藏第14天總酚含量達(dá)到峰值1.58 mg/g，水楊酸處理組在第21天達(dá)到峰值，0.5 mmol/L水楊酸處理的藍(lán)莓為1.66 mg/g，1.0 mmol/L處理組峰值為1.54 mg/g。峰值延后出現(xiàn)可能與水楊酸處理延緩果實衰老有關(guān)。貯藏末期，水楊酸處理組果實總酚含量顯著高于(P＜0.05)對照組。黃仁華［17］等研究發(fā)現(xiàn)采前2.0 mmol/L水楊酸處理紅肉臍橙果實能顯著增加貯藏期間果實總酚含量，張帆［18］等采前利用1.0 mmol/L水楊酸處理提高了樹莓果實貯藏期間總酚含量，研究結(jié)果表明，0.5、1.0 mmol/L水楊酸處理采后藍(lán)莓果實可提高貯藏期間果實總酚含量，這些研究顯示，水楊酸可誘導(dǎo)采后果實中酚類物質(zhì)的合成。

圖5 水楊酸處理對藍(lán)莓果實總酚含量的影響Fig.5 Effect of treatment with salicylic acid on content changes of total phenolic of blueberry fruits

2.3 水楊酸處理對藍(lán)莓果實花色苷的影響

藍(lán)莓果實中花色苷單體的種類和含量因品種、環(huán)境和基因型等不同而差異很大［16］，本實驗選用的“埃利奧特”藍(lán)莓鮮果總花色苷含量為103.13 mg/100 g。圖6為“埃利奧特”藍(lán)莓果實花色苷的HPLC圖譜，共分離得到7種花色苷單體;質(zhì)譜圖的保留時間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)，確定“埃利奧特”藍(lán)莓花色苷的單體種類(見表1)。其中牽?；ㄉ?3-阿拉伯糖含量最高(30.34 mg/100 g)、苷飛燕草色素-3-半乳糖苷次之(28.29 mg/100 g)、隨后是錦葵色素-3-葡萄糖苷(15.79 mg/100 g)、矢車菊素-3-阿拉伯糖苷(12.2 mg/100 g)等。

表2為水楊酸處理對藍(lán)莓果實花色苷7種主要單體含量的影響。貯藏過程中，各處理果實中的花色苷單體含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。對照組果實花色苷單體除錦葵色素-3-半乳糖苷外，其余各花色苷單體和總花色苷含量均在貯藏第14天達(dá)到峰值，0.5 mmol/L水楊酸處理組所有花色苷單體均在貯藏第21天達(dá)到峰值，1.0 mmol/L水楊酸處理組果實花色苷單體除牽?；ㄉ?3-阿拉伯糖苷外，其余個花色苷單體和總花色苷含量均在貯藏第21天達(dá)到峰值?？傮w來說，0.5 mmol/L水楊酸處理組果實各花色苷單體峰值高于其他處理組果實。

貯藏21 d后，0.5 mmol/L水楊酸處理組果實主要花色苷單體中，牽牛花色素-3-阿拉伯糖苷含量增加了76.5%(53.55 mg/100 g)。飛燕草色素-3-半乳糖苷增加了59.07(45mg/100 g)。錦葵色素-3-葡萄糖苷增加了67.57%(26.46 mg/100 g)。矢車菊素-3-阿拉伯糖苷增加了104.83%，為24.99 mg/100 g。飛燕草色素-3-阿拉伯糖苷增加了167%，達(dá)22.01 mg/100 g，總花色苷含量增加了78.35%，達(dá)183.93mg/100 g。

圖6 “埃利奧特”藍(lán)莓果實花色苷的HPLC圖譜Fig.6 HPLC chromatogram of anthocyanins identified in‘Elliott’blueberry fruits

表1 “埃利奧特”藍(lán)莓果實花色苷類物質(zhì)的LC-MS/MS鑒定Table 1 Identification of anthocyanins by HPLC-DAD-ESI-MS/MS in the blueberry extracts

2.4 水楊酸處理對藍(lán)莓果實DPPH自由基清除率的影響

如圖7所示，隨著貯藏時間的延長，各處理果實的DPPH自由基清除率呈先上升后下降趨勢，與總花色苷含量的變化趨勢基本一致。水楊酸處理組在貯藏21天達(dá)到最大值，對照組在貯藏14天 達(dá)到最大值，水楊酸處理顯著(P＜0.05)抑制了DPPH自由基清除率的下降，貯藏末期，水楊酸處理組果實的DPPH值高于對照組果實，但處理間的差異不顯著。這與 Asghari［19］等對草莓的研究結(jié)果 一 致，同時Tareen［20］等研究發(fā)現(xiàn)水楊酸處理能提高桃果實DPPH值，這些研究均表明，水楊酸處理果實能顯著提高其抗氧化能力。采后水楊酸處理有效提高藍(lán)莓果實總酚、總花色苷含量和清除DPPH自由基的能力，水楊酸可能是通過誘導(dǎo)果實酚類物質(zhì)含量在貯藏末期的升高，由此引發(fā)次生代謝產(chǎn)物的生成與誘導(dǎo)清除DPPH自由基的能力增強(qiáng)來共同作用提高果實貯藏品質(zhì)。

表2 不同濃度水楊酸處理對藍(lán)莓果實花色苷7種主要單體含量的影響(單位:mg/100 g)Table 2 Effect of treatment with salicylic acid on content changes of individual anthocyanin in blueberry fruits

圖7 水楊酸處理對藍(lán)莓果實DPPH自由基清除率的影響Fig.7 Effect of treatment with salicylic acid on DPPH scavenging activity changes of blueberry fruits

2.5 水楊酸處理對藍(lán)莓果實MDA含量的影響

果蔬采后不斷衰老，會發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛(MDA)是膜脂過氧化產(chǎn)物之一［21］。整個貯藏期間，各處理組果實MDA均呈逐漸上升趨勢，但水楊酸處理組的上升幅度明顯小于對照組(P＜0.05)，處理組間差異不顯著(圖8)。說明處理組可降低膜脂的過氧化的程度，從而延緩了果實的成熟衰老進(jìn)程。

圖8 水楊酸處理對藍(lán)莓果實MDA含量的影響Fig.8 Effect of treatment with salicylic acid on MDA content of blueberry fruits

3 結(jié)論與討論

水楊酸處理可以抑制果實腐爛指數(shù)的上升，降低果實失重率，維持果實TA和TSS值，減緩果實Vc和MDA值的下降，提高DPPH自由基清除率，減緩果實衰老，維持果實品質(zhì)。這與文獻(xiàn)報道的水楊酸處理可以有效抑制櫻桃［3］、芒果［4］、桃［5］、菠蘿［6］和竹筍［7］等果實采后腐爛和品質(zhì)下降的結(jié)論一致。試驗結(jié)果顯示，1.0 mmol/L水楊酸處理的總體效果優(yōu)于0.5 mmol/L，但組間差異不顯著(P＞0.05)。

低溫和水楊酸處理均可誘導(dǎo)果實酚類物質(zhì)特別是花色苷的合成，Chen［22］等的研究顯示，采后水楊酸通過誘導(dǎo)不同果實內(nèi)苯丙烷代謝關(guān)鍵酶活性(如PAL、C4H和CHS等)，而促進(jìn)果實內(nèi)酚類和花色苷物質(zhì)的積累。水楊酸處理可誘導(dǎo)貯藏末期果實花色苷的合成，水楊酸可能是通過誘導(dǎo)花色苷含量在貯藏末期升高，由此引發(fā)次級代謝產(chǎn)物的生成與誘導(dǎo)清除DPPH自由基的能力增強(qiáng)來共同作用使得藍(lán)莓果實貯存效果得到提高。0.5 mmol/L水楊酸處理更有利于獲得較高的總花色苷含量，而1.0 mmol/L水楊酸處理果實品質(zhì)更佳，這與前面的推測矛盾，因此水楊酸是如何通過調(diào)控次生代謝來提高藍(lán)莓的貯藏效果仍有待進(jìn)一步的深入研究。

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