油菜素內酯對辣椒果實貯藏及抗氧化能力的影響

單國雷，陳 飛，袁凌云，侯金鋒，汪承剛*

油菜素內酯對辣椒果實貯藏及抗氧化能力的影響

單國雷1, 3，陳 飛2，袁凌云1, 3，侯金鋒1, 3，汪承剛1, 3*

(1. 安徽農業(yè)大學園藝學院，合肥 230036；2. 泗洪縣農業(yè)農村局，泗洪 223900；3. 安徽省皖江蔬菜產業(yè)技術研究院，馬鞍山 238200)

為探究油菜素內酯（BR）對辣椒果實貯藏效果及抗氧化能力的影響，采用濃度為1、10、20和30 μmol·L-1的24-表油菜素內酯（24-epibrassinolide, EBR）處理辣椒果實，然后分別在溫度4 ℃和25 ℃，濕度70% ～ 80% 下貯藏，檢測果實失重率、腐爛率和冷害指數以及最適EBR濃度處理下辣椒果實丙二醛（MDA）和總抗氧化能力的變化。研究結果表明，EBR處理濃度20 μmol·L-1，溫度4 ℃較適宜辣椒貯藏，能有效降低辣椒的失重率和腐爛率，且出現腐爛的時間延遲。在4 ℃低溫下，較其他3種濃度的EBR處理，20 μmol·L-1處理的辣椒冷害指數降低，出現冷害現象的時間延遲。與對照相比，外源最適EBR處理，有效抑制了辣椒果實MDA 含量的積累，減緩了總抗氧化能力的下降，其中4 ℃ + 20 μmol·L-1EBR處理，顯著抑制了辣椒果實MDA 含量的積累和總抗氧化能力的降低，較好地保持了辣椒果實中抗氧化酶的活性，保護細胞膜的完整性和功能性，減少營養(yǎng)的流失，維持辣椒的感官品質和營養(yǎng)品質，延長辣椒的貯藏時間。該研究為辣椒果實的貯藏保鮮提供新的參考與路徑。

辣椒；油菜素內酯；貯藏；丙二醛；抗氧化

辣椒L.為一年生或多年生植物[1]，原產中南美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，是我國主要種植的蔬菜品種之一。辣椒含有豐富的維生素C、胡蘿卜素、碳水化合物、蛋白質等營養(yǎng)物質[2-3]，其中維生素C含量在蔬菜中居首位。辣椒果實因含有辣椒素而具有辣味，不僅能增強人的食欲，還具有溫胃驅寒、健脾、促消化等多種功效，深受人們的喜愛。近年來，隨著大棚栽培和越冬栽培技術的推廣應用，鮮食辣椒實現周年生產，辣椒產量不斷增加，而辣椒采后保鮮技術卻不夠完善。辣椒屬非呼吸躍變型果實，采后不僅容易發(fā)生失水萎蔫、衰老轉紅及腐爛，且對低溫敏感，低溫貯藏過程中容易發(fā)生冷害，進而腐爛變質[4]，嚴重制約著辣椒產業(yè)的發(fā)展。探尋辣椒適宜的貯藏保鮮技術已成為廣大科技工作者的努力方向。有研究認為適宜低溫可以延長辣椒貯藏時間[5]，低溫可以減緩辣椒呼吸速率、減少失重和腐爛率、保持硬度，有效降低綠辣椒短期貯藏過程中的品質損失[6]。此外，采用UV-C處理[7-8]、熱處理、1-MCP處理[9]及殼聚糖涂膜處理[10]等在一定程度上降低了果實腐爛指數，延長辣椒果實的貯藏期。

24-表油菜素內酯（24-epibrassinolide，EBR）是植物生長和發(fā)育所必需的一種新型植物激素[11]，廣泛存在于植物的花粉、莖、種子和葉等器官內[12]，已被應用于提高果蔬幼苗抗性及果蔬產品采后保鮮中。Kang等[13]研究發(fā)現EBR處理能提高低氧脅迫下黃瓜根系中抗氧化酶活性，降低ROS含量，增強黃瓜抗低氧脅迫的能力。在低溫貯藏環(huán)境中，EBR 處理有利于提高茄果實的耐冷性[14]。為探究EBR對不同貯藏溫度下辣椒果實貯藏期抗氧化能力及貯藏品質是否產生影響，作者以馬鞍山和縣地區(qū)栽種的4個辣椒品種‘徽椒7號’、‘徽椒8號’、‘徽椒18號’和‘好農11號’為試驗材料，研究了不同濃度EBR處理后，分別在4 ℃和25 ℃溫度下貯藏，測定貯藏期辣椒果實失重率、腐爛率和冷害指數等指標的變化，篩選出較適宜的辣椒貯藏處理組合，并進一步研究最適EBR濃度處理辣椒果實抗氧化的機理，以期為辣椒采后貯藏保鮮提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選取的4個辣椒品種‘徽椒7號’、‘徽椒8號’、‘徽椒18號’和‘好農11號’，于2018年8月初在馬鞍山和縣科技示范園塑料大棚進行種植，10月中下旬選取綠熟期的辣椒，采收后放在泡沫箱中，立即運回安徽農業(yè)大學生物科技樓，在25 ℃室內環(huán)境條件下放置1 h，以去除田間熱量，挑出果實中的傷果、病果，從剩余辣椒果實中選擇形狀大小相近、顏色均勻、成熟度一致的辣椒果實進行試驗處理。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 用自來水清洗果實表面泥土等雜物；再用1%的次氯酸鈉溶液浸泡清洗，去除辣椒表面細菌、微生物等病原有害物質；最后用純水進行沖洗，去除果實表面的次氯酸鈉殘留液，清洗后的果實在室內自然風干。每個辣椒品種分成4組，每組60個辣椒。

EBR濃度處理：將分好組的辣椒分別放入容器中，把配制好的1、10、20和30 μmol·L-1的EBR溶液依次倒入容器中，隔5 min輕輕翻動辣椒1次，浸泡20 min。

溫度處理：將4個不同濃度處理的辣椒均勻的分成2組，每組30個辣椒，分別放置在（4 ± 1）℃、（25 ± 1）℃，70% ～ 80% RH的兩個溫度下貯藏，分別于第2、4、6、8、10、12、14、16和第18 天，取樣測定辣椒失重率、腐爛率和冷害指數。

指標測定：經試驗篩選出最適宜4種辣椒果實貯藏的EBR處理濃度，再用最適EBR處理濃度對4個品種辣椒進行處理，在（4 ± 1）℃和（25 ±1）℃條件下貯藏，以不添加EBR為對照，分別于貯藏第0、3、6、9、12、15、18和第21 天取樣測定辣椒果實中丙二醛含量和總抗氧化能力的變化。

1.2.2 冷害指數的測定 參照王蘭菊等[15]方法，根據果面褐變面積大小，將果實冷害級別劃分為0級、1級、2級、3級和4級，分別代表無冷害（0%）、輕度冷害（0 ～ 25%）、中度冷害（25% ～ 50%）、嚴重冷害（50% ～ 75%）和極嚴重冷害（75% ～ 100%）5個等級。冷害指數（）=∑（×）/；式中：代表發(fā)生冷害的果實個數，代表冷害級別，代表果實總數。

1.2.3 腐爛率和失重率的測定 參照許蕙金蘭等[16]方法，腐爛率計算參照公式（1）計算：

腐爛率/%=(腐爛果數/總果實數)×100 （1）

失重率按照理論公式（2）計算：

失重率/%=（貯藏前果實重量–貯藏后果實重量）/ 貯藏前果實重量×100 （2）

1.2.4 丙二醛含量的測定 丙二醛含量的測定參照Liu等的方法[17]。取0.2 g樣品，加入2 mL 10 % 的三氯乙酸（TCA）溶液，冰浴研磨后12 000 r·min-1低溫離心提取10 min。取1.5 mL上清液加入1.5 mL 0.67% 硫代巴比妥酸（TBA），封口沸水浴15 min，迅速冷卻至室溫后再在10 000 r·min-1低溫離心10 min。取上清液在450 nm、532 nm 和 600 nm 波長下測定吸光值。

1.2.5 總抗氧化能力的測定 使用Solarbio試劑盒（Cat＃BC1310，Beijing Solarbio Science＆Technology Co.，Ltd.，China）測量總抗氧化能力。

1.3 數據分析

試驗數據采用Prism軟件制圖，用SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計分析，顯著性水平設為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同濃度EBR處理對辣椒失重率的影響

辣椒在采后貯藏過程中，由于呼吸作用和蒸騰作用的共同影響，果實會發(fā)生失重現象。溫度是影響辣椒果實采后失重重要因素之一。低溫可以有效抑制果實的呼吸作用和蒸騰作用，延緩果實衰老，延長貯藏期[18]。由圖1可知，在25 ℃條件下貯藏，4個辣椒品種的失重率均較高，‘徽椒7號’和‘好農11號’在10 μmol·L-1、‘徽椒8’在1 μmol·L-1、‘徽椒18’在30 μmol·L-1濃度處理下，辣椒失重率較高（圖1(a)、(c)、(e)和(g)），最高失重率分別為8.85％、3.68％、4.43％和3.89％。與其他處理濃度相比，在20 μmol·L-1EBR處理下，‘徽椒7號’、‘徽椒18號’和‘好農11號’3個辣椒品種失重率均為最低，分別為5.46％、4.04％和3.28％，表明在25 ℃的貯藏溫度下，20 μmol·L-1EBR處理能夠有效降低辣椒的失重率。從圖1(b)、(d)、(f)和(h)可以看出：在4 ℃條件下貯藏，辣椒的失重率均較低，‘徽椒7號’和‘徽椒18號’在10 μmol·L-1EBR處理下，辣椒失重率較高；‘徽椒8’和‘好農11號’分別在1和30 μmol·L-1處理下，辣椒失重率最高；4個辣椒品種中20 μmol·L-1EBR處理，辣椒失重率均為最低，分別為3.68％、1.43％、2.63％和2.32％。與25 ℃貯藏相比，在4 ℃貯藏環(huán)境下，不同濃度EBR處理，4個品種辣椒的失重率均降低，且20 μmol·L-1EBR處理辣椒失重率降低更顯著。許蕙金蘭等[16]研究表明，與5、10 和25 ℃相比，0 ℃低溫貯藏有利于延緩葡萄果實的失重。

圖1 不同濃度EBR處理對辣椒失重率的影響

Figure 1 Effects of different concentrations of EBR on the weight loss rate of pepper fruits

圖2 不同濃度EBR處理對辣椒腐爛率的影響

Figure 2 Effects of different concentrations of EBR on decay rate of pepper fruits

2.2 不同濃度EBR處理對辣椒腐爛率的影響

由圖2可知，在辣椒采后貯藏過程中，隨著時間的推移，腐爛率逐漸增加。在25 ℃貯藏下，4個品種辣椒從第8 天開始出現不同程度腐爛。貯藏的第18 天，30 μmol·L-1EBR處理下的‘徽椒7號’、‘徽椒8號’和‘好農11號’辣椒腐爛率最高，1 μmol·L-1EBR處理‘徽椒18號’辣椒腐爛率最高，‘徽椒7號’、‘徽椒8號’、‘徽椒18號’和‘好農11號’最高腐爛率約分別為60.04％、38.71％、34.13％和17.93％，20 μmol·L-1EBR處理下的‘徽椒7號’、‘徽椒8號’和‘好農11號’辣椒的腐爛率最低，分別為44.63％、19.62％和6.32％，10 μmol·L-1EBR處理下的‘徽椒18號’辣椒的腐爛率最低，為24.34％；較貯藏于25 ℃下，貯藏于4 ℃下，不同濃度 EBR處理的辣椒腐爛率均降低，且出現腐爛的時間延遲，貯藏第10 天開始出現腐爛現象。蓬桂華等[19]的研究結果也表明，與CK（常溫）相比，7、9與11 ℃低溫處理均能有效抑制辣椒果實的后熟和腐爛，其中以7 ℃處理效果最為明顯。在20 μmol·L-1EBR處理下，‘徽椒7號’和‘徽椒18號’第12 天、‘徽椒8號’第14 天、‘好農11號’第16 天開始出現腐爛。貯藏第18 天，20 μmol·L-1EBR處理的辣椒腐爛率均最低，分別為26.71％、7.12％、14.62％和8.21％。結果表明，不同EBR濃度處理，較低的貯藏溫度能夠顯著降低采后辣椒的腐爛率，且適宜濃度的EBR處理能夠明顯延緩果實腐爛速度。李園園等[20]研究發(fā)現，5 μmol·L-1EBR 處理能有效降低草莓果實采后貯藏過程中的腐爛率。

2.3 不同濃度EBR處理對辣椒冷害指數的影響

4 ℃條件下貯藏，不同濃度的EBR處理對辣椒冷害指數見圖3。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，辣椒果實發(fā)生冷害癥狀越來越明顯?！战?號’在貯藏第10 天，1 μmol·L-1處理的辣椒發(fā)生冷害現象，其他3種濃度處理的辣椒在第12 天才出現冷害現象，而20 μmol·L-1處理的辣椒冷害指數明顯偏低?！战?號’在貯藏第10 天，1和30 μmol·L-1處理的辣椒發(fā)生冷害現象，貯藏第18 天，不同濃度EBR處理的辣椒冷害指數分別為29.00％、28.67％、21.70％和32.87％，20 μmol·L-1處理的辣椒冷害指數最低?！战?8號’在貯藏第8 天，1和30 μmol·L-1處理的辣椒開始出現冷害現象，而20 μmol·L-1處理的辣椒在第12 天才開始出現冷害現象，在貯藏第18 天，不同濃度EBR處理的辣椒冷害指數分別為31.81％、25.62％、20.5％和31.58％，20 μmol·L-1處理的辣椒冷害指數降低19.98% ～ 35.56%?！棉r11號’在貯藏第14 天，1和30 μmol·L-1處理的辣椒開始出現冷害現象，貯藏第18 天，不同濃度EBR處理的辣椒冷害指數分別為8.67％、6.62％、6.45％和12.27％。與‘徽椒7號’、‘徽椒8號’和‘徽椒18號’相比，‘好農天11號’的冷害指數顯著偏低，且出現冷害現象的時間較晚。結果表明：在低溫環(huán)境下貯藏，20 μmol·L-1的EBR處理可以減輕辣椒果實受冷害影響，從而減少辣椒的損失，提高經濟效益。張瑞杰等[21]研究發(fā)現在低溫貯藏過程中，用 0.9 μmol·L-1EBR溶液浸泡杏果實處理，能顯著降低其冷害指數。

圖3 不同濃度EBR處理對辣椒冷害指數的影響

Figure 3 Effects of different concentrations of EBR on chilling injury index of pepper fruits

2.4 最適EBR濃度處理對丙二醛含量的影響

辣椒在貯藏過程中進行呼吸作用，產生活性氧（ROS），而活性氧的積累導致MDA含量上升，MDA是膜脂過氧化作用的最終產物，其含量反應膜脂過氧化的程度[22-23]。由圖 4可知，4個辣椒品種在不同處理下，其辣椒果實MDA 含量隨貯藏時間的延長而逐漸上升，表明植物細胞內的活性氧含量逐漸增加，膜脂過氧化程度逐漸加重?！战?號’在貯藏第21 天，不同處理的MDA含量大小為25 ℃＞25 ℃ + EBR＞4 ℃＞4 ℃ + EBR，對應的MDA含量分別為4.46、3.58、3.48和3 .00 μmol.g-1（FW），較初始值分別上升2.26倍、1.86倍、1.78倍和1.40倍。‘徽椒8號’、‘徽椒18號’在貯藏前6 d MDA 含量變化趨勢基本一致，貯藏第21 天，4 ℃ + EBR處理的辣椒MDA含量顯著低于其他3種處理?！棉r11號’在貯藏第21 天，不同處理的MDA含量均達到最大值，分別為4.42、3.85、3.96和3.47 μmol.g-1（FW）。結果表明，與對照相比，添加EBR對4種辣椒果實MDA 含量的積累均有一定的抑制作用，在貯藏中后期，4 ℃ + EBR處理的MDA 含量顯著低于其他處理，這說明低溫下，外源 EBR處理可以較好地抑制辣椒果實MDA 含量的增加，維持細胞膜的完整性，減少營養(yǎng)的流失，從而保持辣椒的感官品質和營養(yǎng)品質，延長辣椒的貯藏時間。研究結果與Liu等[24]采用外源油菜素內酯對控制鮮食葡萄灰霉病和保持采后品質的作用研究結果基本一致。Yuan等[25]研究結果也表明EBR 處理可以顯著降低黃瓜干旱脅迫下MDA 的含量。

圖4 不同處理條件下4種辣椒果實中丙二醛含量的變化

Figure 4 Changes of malondialdehyde content in four pepper fruits under different treatment conditions

圖5 不同處理條件下4種辣椒果實中總抗氧化能力的變化

Figure 5 Changes of total antioxidant capacity in four pepper fruits under different treatment conditions

2.5 最適EBR濃度處理對總抗氧化能力的影響

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，4個辣椒品種的總抗氧化能力均呈下降趨勢，‘徽椒7號’在貯藏第9 天后，不同處理辣椒總抗氧化能力差別明顯增大，在貯藏第21 天，4 ℃ + EBR處理的辣椒總抗氧化能力明顯高于另外3種處理，總抗氧化能力從高到低為4 ℃ + EBR＞4 ℃＞25 ℃ + EBR＞25 ℃，從初始的12.21 U·g-1分別下降至7.56、5.36、4.94和4.11 U·g-1，分別下降38.08％、56.1％、59.54％和66.33％?！战?號’總抗氧化能力降低趨勢和‘徽椒7號’相似，‘徽椒18號’和‘好農11號’在貯藏第12 天總抗氧化能力開始有明顯的差別?！战?號’、‘徽椒18號’和‘好農11號’貯藏第21天，4 ℃ + EBR處理總抗氧化能力均最高，分別為7.70、7.82、8.85和7.29 U·g-1。表明低溫貯藏，外源 EBR處理對辣椒果實總抗氧化能力的下降具有較好地抑制作用，可以較好地保持辣椒果實中抗氧化酶的活性，減少細胞組織損傷，延緩果實衰老的速度。這與謝琳淼等[26]研究中發(fā)現噴施油菜素內酯可大幅提高藍莓果實的抗氧化能力的結果基本一致。

3 結論

篩選出20 μmol·L-1濃度EBR處理，4 ℃環(huán)境溫度較適宜辣椒貯藏，果實腐爛率、失重率均明顯低于其他3種EBR濃度處理，且出現腐爛的時間延遲。4 ℃條件下貯藏，20 μmol·L-1濃度EBR處理，辣椒果實冷害指數最低，出現冷害現象的時間延遲，降低了辣椒的損失，提高了辣椒種植的經濟效益。在辣椒貯藏過程中，隨貯藏時間的延長，4個辣椒果實MDA 含量逐漸上升，總抗氧化能力降低，與對照相比，外源最適濃度（20 μmol·L-1）EBR處理，有效抑制了辣椒果實MDA 含量的積累，減緩了總抗氧化能力的下降，其中4 ℃ + 20 μmol·L-1EBR處理對辣椒果實MDA 含量的積累抑制作用更顯著，辣椒果實總抗氧化能力降低最小，較好地保持辣椒果實中抗氧化酶的活性，防止活性氧的過量積累對辣椒機體造成損害，保護細胞膜的完整性和功能性，減少營養(yǎng)的流失，維持辣椒較高的果實品質，延長了辣椒的貯藏時間。試驗結果對辣椒果實的貯藏保鮮具有指導意義。

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Effects of brassinolide on storage and antioxidant capacity of pepper fruits

SHAN Guolei1, 3, CHEN Fei2, YUAN Lingyun1, 3, HOU Jinfeng1, 3, WANG Chenggang1, 3

(1. School of Horticulture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036;2. Agriculture and Rural Affairs Bureau of Sihong County, Sihong 223900;3. Anhui Wanjiang Vegetable Industry Technology Research Institute, Maanshan 238200)

In order to explore the effects of brassinolide (BR) on storage and antioxidant capacity, the pepper fruits were treated with 1, 10, 20 and 30 μmol·L-124-epibrassinolide (EBR), respectively, and then stored at 4 ° C or 25 ℃ with the humidity of 70% - 80%. The weight loss rate, decay rate, chilling injury index and the changes of malondialdehyde (MDA) and total antioxidant capacity of pepper fruits under the optimal EBR concentration were monitored. The results showed that pepper fruits treated with 20 μmol·L-1EBR and storage at 4 ℃ were more suitable, which could effectively reduce the weight loss rate and decay rate, and the decay time was delayed. Compared with the other 3 concentrations of EBR treatment and storage at 4 ℃, the chilling injury index of the peppers treated with 20 μmol·L-1wasdecreased and the time of chilling injury was delayed. Compared with the control, exogenous optimal EBR treatment effectively inhibited the accumulation of MDA in pepper fruits, slowed down the decline of total antioxidant capacity. 4 ℃ + 20 μmol·L-1EBR treatment significantly inhibited the accumulation of MDA in pepper fruits and the decrease of total antioxidant capacity, maintained the activity of antioxidant enzymes, protected the integrity and function of cell membrane, reduced the loss of nutrition, maintained the sensory and nutritional quality, and prolonged the storage time of the pepper fruits. This study provides a new reference and route for the storage and preservation of pepper fruits.

pepper; brassinolide; storage; malondialdehyde; antioxidation

S641.3

A

1672-352X (2021)05-0750-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20211022.001

2021-10-22 17:11:42

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20211022.1529.002.html

2021-08-10

安徽省自然科學基金（1608085QC48）資助。

單國雷，助理研究員。E-mail：52786389@qq.com

通信作者:汪承剛，研究員。E-mail：542883697@qq.com