不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃采后生理品質(zhì)及抗氧化性的影響

顧思彤，姜愛麗，李憲民，金華，胡文忠

1(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州，121013)2(生物技術(shù)與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(大連民族大學(xué))，遼寧 大連，116600)3(大連潤豐園珍稀果品開發(fā)有限公司，遼寧 大連，116000)

軟棗獼猴桃富含VC、咖啡酸、葉內(nèi)酯和槲皮素等營養(yǎng)物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，近年來受到越來越多的消費(fèi)者青睞，栽培面積和產(chǎn)量迅速上升[1-2]。然而，軟棗獼猴桃果實(shí)采后持續(xù)的呼吸作用以及呼吸躍變會導(dǎo)致果肉迅速軟化，加之果實(shí)表面無絨毛覆蓋，蒸騰和淀粉降解速度較快，極大地縮短了貨架期并影響了經(jīng)濟(jì)價值[3-5]。低溫貯藏是目前園藝產(chǎn)品采后貯藏的主要物理手段之一，低溫可減慢呼吸速率和乙烯產(chǎn)生，從而延緩果實(shí)衰老，保持果實(shí)品質(zhì)[6]。同時，低溫作為一種脅迫反應(yīng)，可激發(fā)果蔬的抗氧化潛力[7-10]。然而，長期低溫貯藏會增加軟棗獼猴桃的苦味[5]。有關(guān)軟棗獼猴桃采后基礎(chǔ)代謝和品質(zhì)劣變的系統(tǒng)研究報道較少，因此，本研究采用不同溫度(0、5、10 ℃)貯藏軟棗獼猴桃，通過測定其營養(yǎng)成分及生理生化等指標(biāo)確定最佳貯藏溫度和食用時間，以期為軟棗獼猴桃的物流保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

軟棗獼猴桃，采自遼寧省農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校軟棗獼猴桃研究基地，品種為“桓優(yōu)一號”，采后立即低溫運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，挑選大小、顏色一致，無病蟲害，無機(jī)械損傷，達(dá)到商業(yè)成熟度的軟棗獼猴桃備用。草酸、30%過氧化氫(H2O2)、高錳酸鉀、三氯乙酸、石英砂(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；聚乙烯吡咯烷酮、鄰苯二酚、濃HCl、甲醇、NaH2PO4、Na2HPO4、愈創(chuàng)木酚、苯丙氨酸等，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PL203型精密電子天平，上海梅特勒-托利多；TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國SMS公司；GC-2010氣相色譜儀，日本島津；ATAGO折光儀，廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；T25基本型高剪切分散勻漿機(jī)，德國IKA工業(yè)設(shè)備公司；BR4i型臺式高速冷凍離心機(jī)，法國Jouan公司；UV-2600紫外可見分光光度計，日本島津；DDS-307電導(dǎo)率儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司；DK-S24恒溫水浴鍋，上海森信試驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

將軟棗獼猴桃隨機(jī)分為3組，分別于(0±1)、(5±1)和(10±1) ℃(85%～90% RH)下貯藏，用PE保鮮袋包裝軟棗獼猴桃，每袋約15個果實(shí)，用于除褐變指數(shù)外的其余指標(biāo)測定；用于測定褐變指數(shù)的樣品單獨(dú)1袋，每袋10個，于第0、14、28、42、56、70、84天取樣，取樣后立即用液氮冷凍，打磨成粉，然后進(jìn)行測定相關(guān)指標(biāo)。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 褐變指數(shù)和硬度的測定

使用色差計測定軟棗獼猴桃的L、a和b值，每個溫度重復(fù)測定20次。褐變指數(shù)(browning index, BI)參照PLAOU等[11]的方法并按照公式(1)、(2)進(jìn)行計算。

(1)

(2)

硬度采用TA. XT plus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。

1.3.2.2 可溶性固形物(TSS)含量的測定

使用手持折射儀在25 ℃測定TSS含量。

1.3.2.3 Vc含量的測定

采用鉬酸銨測定法[12]，1 g樣品與5 mL 0.05 mol/L的草酸-EDTA溶液混合并于4 ℃下13 000×g離心20 min，收集上清液。取1 mL上清液與4 mL 0.05 mol/L的草酸-EDTA溶液、0.5 mL偏磷酸-乙酸、1 mL 5%H2SO4、2 mL 5%鉬酸銨混合均勻，在80 ℃水浴中靜置10 min，待體系冷卻至室溫后測定其在760 nm處的吸光值，重復(fù)3次。

1.3.2.4 GSH含量的測定

取5.0 g樣品，加入5 mL 50 g/L三氯乙酸溶液研磨，于4 ℃下12 000×g離心20 min后，取上清液1 mL，并加入0.5 mL 4 mmol/L 5,5’-二硫代-雙-(2-硝基苯甲酸)，測定其在412 nm處的吸光值，結(jié)果以μmol/g表示，重復(fù)3次[13]。

1.3.2.5 類黃酮含量的測定

參照LIM等[14]方法并稍作修改。將0.3 g樣品與3.4 mL體積分?jǐn)?shù)30%乙醇、0.15 mL 0.5 mol/L NaNO2和0.15 mL 0.3 mol/L AlCl3混合反應(yīng)5 min后，加入1 mL 1 mol/L NaOH，測定其在506 nm處的吸光值，結(jié)果以mg/100g表示，重復(fù)3次。

1.3.2.6 呼吸強(qiáng)度的測定

參照姜愛麗等[15]的方法。

1.3.2.7 相對電導(dǎo)率及MDA含量的測定

每組處理取5個軟棗獼猴桃切碎混合后，取1.0 g樣品，加入90 mL去離子水，煮沸25 min，用電導(dǎo)率儀分別測定常溫下和煮沸后的電導(dǎo)率，相對電導(dǎo)率用公式(3)進(jìn)行計算[16]。

(3)

式中：E0，常溫下的電導(dǎo)率；E，煮沸后的電導(dǎo)率。

MDA含量的測定采用PONGPRASERT等[17]方法，將1 g樣品與5 mL 100 g/L三氯乙酸在4 ℃下13 000×g離心20 min，收集2 mL上清液，向其加入2 mL質(zhì)量濃度6.7 g/L硫代巴比妥酸煮沸20 min，冷卻至室溫后，測定其在450、532和600 nm處的吸光值，重復(fù)3次。

1.3.2.8 抗氧化酶活性的測定

CAT和GR活性測定參照WANG等[18]的方法。SOD活性測定參照HU等[19]的方法。POD活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[20]。PPO活性測定參照SHI等[21]的方法。結(jié)果均以U表示。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃生理品質(zhì)和抗氧化物質(zhì)含量的影響

BI值表示貯藏期間軟棗獼猴桃的褐變程度。3種貯藏溫度下的BI值的變化趨勢完全一致，均隨著時間的延長逐漸上升(表1)，但在0 ℃貯藏條件下，果實(shí)的BI值始終顯著低于其余2組(P<0.05)。如圖1所示，3個不同溫度下貯藏的軟棗獼猴桃果皮和果肉顏色在70 d均比0 d時深。同時與0 ℃相比，10 ℃貯藏條件下的果實(shí)表面出現(xiàn)黑點(diǎn)和皺縮現(xiàn)象，果皮和果肉顏色更深。

硬度是軟棗獼猴桃的重要品質(zhì)特征，它決定了消費(fèi)者的接受度和果實(shí)的耐貯性。隨著貯藏時間延長和呼吸消耗加劇，水分流失速率加快，果實(shí)硬度明顯下降。如表1所示，3個不同貯藏溫度下的軟棗獼猴桃硬度均呈下降趨勢，0 ℃下的軟棗獼猴桃硬度在貯藏后期(80 d)為(1 390.61±90.69) g，顯著高于其余兩組(P<0.05)。

TSS的變化可歸因于淀粉向糖轉(zhuǎn)化的反應(yīng)過程。有研究表明，獼猴桃貯藏期間TSS含量呈S型積累[22]。3個處理組的TSS含量均隨著貯藏時間延長而增加，且在貯藏后期上升速度趨于平緩(表1)，0 ℃貯藏條件下的TSS含量顯著低于其余兩組(P<0.05)，這可能是由于0 ℃貯藏條件下的軟棗獼猴桃的呼吸強(qiáng)度較低，延緩了其后熟過程，抑制了糖的積累。

植物體內(nèi)存在著重要的抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)系統(tǒng)(Vc-GSH)，可與其他活性氧清除系統(tǒng)協(xié)同作用，清除植物體內(nèi)過多的自由基[23]。Vc和GSH均為果蔬體內(nèi)重要的非酶抗氧化物質(zhì)，GSH可將脫氫抗壞血酸還原成Vc，而Vc具有直接清除H2O2的作用，同時還可以提高細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)的還原勢。本研究結(jié)果表明：3個不同貯藏溫度下的Vc含量隨貯藏時間延長均呈下降趨勢，但貯藏于0 ℃下的軟棗獼猴桃Vc含量顯著高于其余2組(P<0.05)。

表1 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃褐變指數(shù)、硬度、TSS、維生素C、GSH和類黃酮含量的影響Table 1 Effects of different storage temperatures on browning index, firmness, TSS, contents of vitamin C, GSH and flavonoids of Actinidia arguta

注：不同小寫字母表示差異顯著。

圖1 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different storage temperatures on visual appearance of Actinidia arguta

由表1可知，3個不同貯藏溫度下的軟棗獼猴桃的GSH含量變化趨勢大致相同，其中貯藏在0 ℃下的軟棗獼猴桃的GSH含量于第42天達(dá)到峰值，為6.43 μmol/g，維持了較高的抗氧化能力。

植物中的酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化活性，其氧化還原性質(zhì)可以用作還原劑、供氫體和金屬螯合劑[24-25]。類黃酮含量在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，在貯藏后期，0、5、10 ℃貯藏溫度下的軟棗獼猴桃的類黃酮含量分別為0 d的1.45、0.72和0.32倍(表1)，可知，0 ℃顯著維持了較高的類黃酮含量(P<0.05)。

2.2 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃呼吸強(qiáng)度的影響

果蔬呼吸強(qiáng)度越大，表明其呼吸作用越旺盛，各種生理生化過程及營養(yǎng)物質(zhì)消耗更快，因此，呼吸強(qiáng)度的增大，會加速產(chǎn)品衰老，縮短貯藏期。降低貯藏溫度是延長果蔬貨架期最有效的方法之一。由圖2可知，5與10 ℃的呼吸峰出現(xiàn)在第28天，此時10 ℃貯藏條件下的果實(shí)呼吸強(qiáng)度為115.85 mL CO2/(kg·h)，是0 ℃處理組的1.3倍，而0 ℃貯藏條件延緩了呼吸高峰的出現(xiàn)，延長了14 d，且0 ℃的呼吸強(qiáng)度顯著低于其余2組(P<0.05)。

a-同一取樣天0和5 ℃處理間有統(tǒng)計學(xué)差異;b-同一取樣天0與10 ℃處理間有統(tǒng)計學(xué)差異；c-同一取樣天5與10 ℃處理間有統(tǒng)計學(xué)差異。下同圖2 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effects of different storage temperatures on respiratory rate of Actinidia arguta

2.3 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃相對電導(dǎo)率和MDA的影響

圖3-A顯示，在5和10 ℃貯藏溫度下相對電導(dǎo)率迅速增加，0 ℃貯藏條件下的軟棗獼猴桃的相對電導(dǎo)率顯著低于同期的其他2組(P<0.05)。

MDA含量在所有貯藏溫度下均隨著貯藏時間的延長逐漸增加，結(jié)果表明，在貯藏后期，0、5和10 ℃貯藏溫度下的MDA含量分別為0.693、0.71和0.76 μmol/g FW，0 ℃貯藏下的MDA含量顯著低于其余2組(P<0.05)(圖3-B)。

2.4 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃抗氧化相關(guān)酶活性的影響

A-相對電導(dǎo)率；B-MDA含量圖3 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃相對電導(dǎo)率(A)和MDA含量(B)的影響Fig.3 Effects of different storage temperatures on relative conductivity (A) and MDA content (B) of Actinidia arguta

由圖4-A可知，5和10 ℃的SOD活性峰值出現(xiàn)在第14天，活性分別為73和85 U，而0 ℃的SOD活性在第28天達(dá)到峰值，為48 U，0 ℃貯藏條件下的SOD活性與其余2組差異顯著(P<0.05)，但其余兩組間差異不顯著(P>0.05)。

A-SOD; B-CAT; C-GR; D-POD;E-PPO圖4 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃SOD(A)、CAT(B)、GR(C)、POD(D)和PPO(E)活性的影響Fig.4 Effects of different storage temperatures on SOD (A),CAT (B), GR (C), POD (D) and PPO (E) activities of Actinidia arguta

CAT活性在3個不同貯藏溫度下均呈先上升后下降的趨勢(圖4-B)。0 ℃貯藏前期CAT活性較低，可能是由于溫度較低，造成低溫脅迫，軟棗獼猴桃果實(shí)啟動氧化防御[8]，導(dǎo)致CAT活性較低。

GR是一種利用還原型NAD(P)將氧化型谷胱甘肽(GSSG)催化反應(yīng)成GSH的酶，在Vc-GSH循環(huán)系統(tǒng)中起到重要的氧化應(yīng)激作用[17]。圖4-C結(jié)果表明，軟棗獼猴桃在0 ℃貯藏條件下保持了較高的GR活性，但56 d后3組貯藏溫度間差異不顯著(P>0.05)。

在本研究中，除第42天外，0 ℃下貯藏的POD活性均低于其余2組(圖4-D)，10 ℃貯藏條件下的POD活性峰值出現(xiàn)在第28天，為114 U，0 ℃和5 ℃的峰值出現(xiàn)在第42天，分別為72和60 U。

PPO和POD活性在本研究中具有相似的變化趨勢，在3個不同貯藏溫度下均呈先上升后下降的趨勢(圖4-E)，0 ℃貯藏條件下的PPO活性顯著低于其余2組(P<0.05)。PPO活性與BI之間存在著極顯著的相關(guān)性(P<0.01)(圖5)，說明軟棗獼猴桃的褐變可能主要是由PPO活性上升引起的。

2.5 不同貯藏溫度對軟棗獼猴桃生理代謝影響的Pearson相關(guān)性分析

由圖5可知，與軟棗獼猴桃品質(zhì)相關(guān)的14個指標(biāo)相互間大部分呈高度正相關(guān)(P<0.01)，表明軟棗獼猴桃的呼吸代謝、抗氧化物質(zhì)含量、抗氧化能力與其品質(zhì)密切相關(guān)。其中，MDA含量與硬度、Vc含量、SOD和GR活性呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

圖5 各生理指標(biāo)的相關(guān)性Fig.5 Correlations of physiological indexes

3 討論

軟棗獼猴桃屬于呼吸躍變型漿果，一般認(rèn)為呼吸躍變是躍變型果實(shí)生長發(fā)育結(jié)束和衰老啟動的重要標(biāo)志，是其生命過程中的關(guān)鍵時期，對果蔬的貯藏期有重要影響[27]。在本研究中，0 ℃貯藏下的軟棗獼猴桃呼吸高峰較其余2組推遲了14 d，同時保持了較低的呼吸強(qiáng)度，表明0 ℃貯藏可延緩軟棗獼猴桃的衰老，延長其貯藏期。

相對電導(dǎo)率和MDA含量通常被認(rèn)為是膜完整性和損傷的指標(biāo)[31]。在果實(shí)貯藏期間的衰老脅迫下，膜完整性的喪失通常與過量的ROS有關(guān)[32]。有研究表明，抗氧化系統(tǒng)有助于清除ROS，抑制脂質(zhì)過氧化[33]。0 ℃貯藏下果實(shí)的MDA含量和相對電導(dǎo)率均顯著低于其余2組，此外，MDA和相對電導(dǎo)率與SOD和GR呈負(fù)相關(guān)(圖5)，因此，在0 ℃貯藏下的軟棗獼猴桃果實(shí)中MDA的積累減少，表明0 ℃可以保護(hù)軟棗獼猴桃免受氧化損傷。

由POD和PPO介導(dǎo)的酚類化合物的氧化是水果的另一種衰老癥狀[34]。隨著細(xì)胞衰老，氧化損傷加劇，膜穩(wěn)定性降低，使原本包裹在細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源酚類物質(zhì)流出，與空氣接觸后，被POD和PPO氧化形成醌類物質(zhì)，聚集后形成褐色色素[35,36]。本研究發(fā)現(xiàn)POD和PPO呈正相關(guān)(圖5)，與5 ℃和10 ℃相比，在0 ℃貯藏下果實(shí)的POD和PPO活性較低，這種抑制作用可歸因于低呼吸和生物代謝，另一方面，0 ℃貯藏下的軟棗獼猴桃果實(shí)具有較高的抗氧化酶活性和膜穩(wěn)定性。

可見，0 ℃貯藏條件通過抑制Vc、GSH和類黃酮含量的減少和MDA的積累以及POD和PPO活性的增加，提高抗氧化酶SOD、CAT和GR活性，來維持軟棗獼猴桃最佳采后貯藏品質(zhì)。與5和10 ℃相比，0 ℃下貯藏效果最佳，表明軟棗獼猴桃果實(shí)是冷不敏感果實(shí)，貯藏過程中不易產(chǎn)生冷害。因此，軟棗獼猴桃在物流保鮮過程中在保證不產(chǎn)生冷害的前提下可適當(dāng)降低貯藏溫度。