外源一氧化氮協(xié)同1-甲基環(huán)丙烯處理對(duì)水蜜桃常溫貯藏品質(zhì)及活性氧代謝的影響研究

凌建剛 段玉權(quán) 安晟民 林 瓊 朱 麟 劉東紅

(1 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院， 浙江 杭州 310058；2 寧波市農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江 寧波 315040；3 國家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心/寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315040；4 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100094；5 浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

水蜜桃肉甜汁多，營養(yǎng)價(jià)值豐富，具有美顏、清胃潤(rùn)肺、祛痰等功效，素有果中皇后之美譽(yù)[1]，深受廣大消費(fèi)者喜愛，但其采后極不耐貯，常溫下2～3 d便發(fā)生軟化、色變[2]，繼而逐漸失去商品價(jià)值?，F(xiàn)有水蜜桃保鮮措施多以低溫為基礎(chǔ)[3]，但水蜜桃在冷藏時(shí)易發(fā)生冷害，出現(xiàn)不同程度的品質(zhì)劣變，表現(xiàn)為果肉褐變、果皮絮化等[4]，且受到冷藏設(shè)施及用工成本等限制[5]。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，常溫保鮮技術(shù)需求迫切。

常溫下果蔬產(chǎn)品呼吸旺盛，營養(yǎng)物質(zhì)損耗大，同時(shí)有害代謝物質(zhì)迅速積累，進(jìn)一步加速品質(zhì)劣變。一氧化氮(nitric oxide，NO)[6]、1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)[7]處理是近年來保鮮領(lǐng)域的熱點(diǎn)方法，兩者均能抑制水蜜桃[8]、蘋果[9]等多種果蔬采后呼吸速率，延緩氧化物質(zhì)代謝、膜脂過氧化和加快功能成分積累等[10-11]，且使用簡(jiǎn)便，具有較好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。在芒果[12]、番茄[13]等水果的保鮮研究中，兩者協(xié)同處理可延遲后熟、保持貨架期，優(yōu)于單獨(dú)使用NO或1-MCP。本試驗(yàn)以采后常溫?zé)o處理放置為對(duì)照(CK)，研究了NO、1-MCP及NO+1-MCP 3種處理對(duì)水蜜桃常溫品質(zhì)及活性氧代謝作用的影響，并探討其作用機(jī)理，以期為NO協(xié)同1-MCP處理在水蜜桃常溫保鮮上的應(yīng)用提供實(shí)踐依據(jù)及理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試湖景蜜露水蜜桃于2020年7月26日采于寧波市奉化區(qū)尚田鎮(zhèn)龔原村胖爸爸生態(tài)果園。于早晨8點(diǎn)前采收完畢，剝?nèi)ヌ状?，選擇大小均勻、無病蟲害、無機(jī)械損傷、成熟度相近(8～9成熟)的果實(shí)，此時(shí)水蜜桃果皮呈淡黃色，尖端小部轉(zhuǎn)紅)，用淺邊中轉(zhuǎn)塑料托盤盛放(單層，筐底墊有發(fā)泡聚乙烯軟墊)，立即運(yùn)往寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(路程約1 h)。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.XT型質(zhì)構(gòu)儀(英國SMS公司)；YP5002型電子天平(上海佑科儀器儀表有限公司)；DDS-11A電導(dǎo)儀(上海第二分析儀器廠)；UV—1750紫外可見分光光度計(jì)(島津中國有限公司)；5417R臺(tái)式高速離心機(jī)(艾本德中國有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)處理 水蜜桃采后1 h運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室，室溫28±2℃，濕度60%～70%，設(shè)置4組處理：(1)對(duì)照組(CK)，水蜜桃在水中浸泡10 min，瀝干，直接單層置于塑料筐內(nèi)；(2)1-MCP處理組，水蜜桃在水中浸泡10 min，瀝干，再用0.5 μL·L-11-MCP[8]熏蒸12 h 后，單層置于塑料筐內(nèi)；(3)NO處理組，水蜜桃在25 μmol·L-1硝普鈉[14]水溶液中浸泡10 min，瀝干，單層置于塑料筐內(nèi)；(4)NO+1-MCP處理組：水蜜桃在25 μmol·L-1硝普鈉水溶液中浸泡10 min，瀝干，再用0.5 μL·L-11-MCP熏蒸12 h后，單層置于塑料筐內(nèi)。每處理40個(gè)果實(shí)，貯藏期間，每天取樣測(cè)試桃果品質(zhì)及生理指標(biāo)，每次同一處理取3個(gè)重復(fù)，共6個(gè)水蜜桃進(jìn)行觀察、測(cè)試。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定 在水蜜桃中線兩側(cè)中心位置，采用統(tǒng)一去皮器去皮(深度約1.5 mm)，利用TA.XT型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定果實(shí)硬度(Φ2 mm P2型探頭，檢測(cè)深度10 mm)，單位為kg·cm-2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析(one-way AVOVA，P<0.05表示差異顯著)，利用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中硬度的影響

水蜜桃是典型呼吸躍變型水果，具有明顯的采后后熟[16]，突出表現(xiàn)在采后果實(shí)的軟化，這是果實(shí)細(xì)胞壁物質(zhì)降解，結(jié)構(gòu)分離所致[17]。如圖1所示，不同處理的水蜜桃硬度在常溫下呈現(xiàn)不同幅度的下降，其中CK組下降速率最快，常溫貨架6 d，硬度從29.43 kg·cm-2降至11.15 kg·cm-2，降幅高達(dá)62.11%；而1-MCP、NO及NO+1-MCP處理組均可顯著抑制硬度的降低(P<0.05)，降幅分別為40.96%、43.51%、43.42%，但處理組之間差異并不顯著(P>0.05)，說明3種處理均可有效維持桃果采后硬度，處理間差異的不顯著可能是由桃果之間存在個(gè)體差異造成的。

圖1 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中硬度的影響Fig.1 Effects of different treatments on firmness of juicy peaches during storage

2.2 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中Vc含量的影響

Vc是水溶性維生素，是果蔬組織內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)[18]，也是一種高效抗氧化劑，可清除組織內(nèi)活性氧等自由基，增強(qiáng)抗氧化能力[19]。由圖2可知，水蜜桃采后Vc含量總體呈現(xiàn)先緩慢上升后逐漸下降的趨勢(shì)，其中CK組最早達(dá)到峰值，第2天開始快速下降，常溫放置6 d，Vc含量從10.18 mg·100g-1下降至6.80 mg·100g-1，降幅為33.24%，而其他組峰值出現(xiàn)略晚，且下降幅度較小。常溫貯藏6 d，與CK組相比，1-MCP、NO及NO+1-MCP處理組桃果Vc含量分別下降22.43%、18.51%、1.82%。由此可見，3種處理均可以延緩Vc含量的變化，且NO+1-MCP處理效果最為顯著(P<0.05)。

圖2 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中Vc含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on vitamin C content of juicy peaches during storage

2.3 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中抗氧化酶活性的影響

由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同處理水蜜桃組織內(nèi)SOD活性均呈下降趨勢(shì)，其中CK組下降速率最快，NO組和1-MCP組次之，NO+1-MCP組最慢。常溫放置6 d，其Vc含量從31.07 U·mL-1依次下降到21.92、24.52、24.15和26.09 U·mL-1，降幅分別為29.45%、21.08%、22.27%和16.03%，說明NO和1-MCP均能在一定程度上抑制采后SOD活性下降，而兩者結(jié)合使用后效果更為顯著(P<0.05)。

圖3 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中SOD活性的影響Fig.3 Effects of different treatments on SOD activities of juicy peaches during storage

由圖4與圖5可知，不同處理的水蜜桃采后POD和CAT活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中CK組均較早(第3天)達(dá)到峰值后迅速下降，其余處理均能延緩峰值時(shí)間至第4天，且峰值高于CK組。達(dá)到峰值后，各處理水蜜桃的POD和CAT活性迅速下降，CK組的下降幅度相對(duì)較快，且值始終低于其他組，常溫貯藏6 d，其POD和CAT活性分別降至10.52 U·mL-1和1.51 U·mL-1， 其他3組降幅明顯偏緩，其中NO+1-MCP組在第6天時(shí)POD和CAT活性仍保持在15.09 U·mL-1和3.02 U·mL-1。

圖4 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中POD活性的影響Fig.4 Effects of different treatments on POD activities of juicy peaches during storage

圖5 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中CAT活性的影響Fig.5 Effects of different treatments on CAT activities of juicy peaches during storage

由圖3～5可知，在維持SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性的效果方面，1-MCP組與NO組均顯著優(yōu)于CK(P<0.05)，但兩者之間差異不顯著(P>0.05)，而NO+1-MCP則顯著優(yōu)于1-MCP及NO單獨(dú)處理組(P<0.05)。

2.4 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中活性氧物質(zhì)的影響

圖6 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中生成速率的影響Fig.6 Effects of different treatments on generation of juicy peaches during storage

圖7 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中H2O2含量的影響Fig.7 Effects of different treatments on H2O2content of juicy peaches during storage

2.5 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中膜脂過氧化作用的影響

MDA作為膜脂過氧化代謝產(chǎn)物，其含量能反映細(xì)胞膜被破壞的程度[21]。由圖8和圖9可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理的水蜜桃細(xì)胞膜透性和MDA含量均呈現(xiàn)逐步遞增的趨勢(shì)，且各處理變化趨勢(shì)較類似。CK組水蜜桃組織內(nèi)的細(xì)胞膜透性和MDA含量隨著時(shí)間延長(zhǎng)大幅遞增，貯藏6 d，相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量分別上升38.01個(gè)百分點(diǎn)和389.51%；1-MCP、NO及NO+1-MCP組均能一定程度延緩相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量的上升(P<0.05)，貯藏6 d，相對(duì)電導(dǎo)率分別上升30.33、28.50、19.33個(gè)百分點(diǎn)，MDA含量分別上升324.69%、296.91%、176.54%。由此可見，NO協(xié)同1-MCP較兩者單獨(dú)使用能更好地延緩膜脂過氧化作用，維持生理品質(zhì)。

圖8 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.8 Effects of different treatments on relative electrical conductivity of juicy peaches during storage

圖9 不同處理對(duì)水蜜桃貯藏過程中MDA含量的影響Fig.9 Effects of different treatments on MDA content of juicy peaches during storage

3 討論

現(xiàn)有研究認(rèn)為，1-MCP是一種乙烯作用抑制劑，能強(qiáng)烈阻斷內(nèi)源乙烯與受體結(jié)合，抑制乙烯所誘導(dǎo)的各種生理生化反應(yīng)[9]。千春錄等[22]驗(yàn)證了1-MCP處理可以顯著降低桃果冷藏及貨架期間的乙烯釋放量和呼吸強(qiáng)度，保持果實(shí)硬度和顏色，抑制質(zhì)量損失率和電導(dǎo)率的上升，并維持果皮和果肉抗壞血酸含量和其還原狀態(tài)。NO是一種生物活性小分子物質(zhì)，外源刺激不能直接引起果蔬組織內(nèi)生理生化活動(dòng)的發(fā)生，但可誘發(fā)其次生代謝產(chǎn)物的合成積累，抑制果蔬細(xì)胞的成熟衰亡程度[10]。呂小華等[23]研究指出，NO處理提高了桃果實(shí)相關(guān)抗氧化酶的活性，使?jié)B透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量增加，并降低了細(xì)胞膜的通透性和細(xì)胞膜脂過氧化程度，減少了對(duì)細(xì)胞膜的損害。

1-MCP與NO具有不同的作用機(jī)制，但都可以抑制番茄等[13]果蔬的呼吸速率，延緩氧化物質(zhì)代謝、膜脂過氧化和功能成分積累，這在本試驗(yàn)中水蜜桃品質(zhì)及活性氧代謝作用的維持上得到進(jìn)一步驗(yàn)證。

本研究發(fā)現(xiàn)，常溫下水蜜桃后熟效應(yīng)明顯，桃果硬度迅速下降。硬度的下降是桃果組織內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)的外在表現(xiàn)之一，其中必然伴隨著細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的破壞，果實(shí)內(nèi)緊密結(jié)合水逐漸減少，自由水增加，組織內(nèi)物質(zhì)交換更為頻繁、各類代謝反應(yīng)加速等[24]。而1-MCP、NO均對(duì)果品的軟化具有較好的抑制作用[25-26]，兩者協(xié)同使用可以更好地維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，降低代謝損耗。

本研究還發(fā)現(xiàn)，在常溫下水蜜桃的Vc含量存在先略微增加的趨勢(shì)，這與前期相關(guān)研究存在差異[29-30]，可能是桃果實(shí)采后在常溫下貯藏存在顯著的后熟現(xiàn)象導(dǎo)致的，在成熟過程中，Vc含量存在一定程度的增長(zhǎng)[20]，但在低溫下，水蜜桃極易發(fā)生不同程度的冷害[31]，導(dǎo)致其后熟受到抑制[32]。隨著貯藏時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，桃果中的Vc受到氧氣、自由基、抗壞血酸氧化酶等代謝產(chǎn)物的氧化損耗，其含量開始逐步降低。

4 結(jié)論