外源水楊酸處理對藍莓采后生理及貯藏品質(zhì)的影響

張瑜瑜，陳澤斌，用成健，劉佳妮，姚麗媛，華金珠，范志偉

(昆明學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，昆明 650214)

【研究意義】藍莓(VacciniumcorymbosumL.)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、花青素、維生素等，且有較高的抗氧化活性。研究表明，藍莓具有預(yù)防癌癥、防止腦神經(jīng)衰老、保護毛細血管、消除眼疲勞、增進視力等作用[1]。成熟藍莓果肉硬度小，貯運性能較差，隨著種植面積和產(chǎn)量的迅速增加，對藍莓采后生理及貯藏保鮮技術(shù)的研究顯得日益重要。水楊酸(Salicyic acid，SA)是一種普遍存在于植物體內(nèi)的一種內(nèi)源小分子化合物，其參與植物體內(nèi)多種重要的生理生化過程，適當濃度的外源水楊酸處理能夠提高系統(tǒng)抗性[2]、抑制水果腐爛、延緩采后果實成熟衰老[3]、減輕冷害的發(fā)生等。【前人研究進展】采后藍莓品質(zhì)劣變速度快，與其細胞內(nèi)活性氧對膜脂質(zhì)、葉綠素和蛋白質(zhì)等生物大分子的氧化傷害有關(guān)。采后藍莓水分、呼吸代謝、乙烯生成及膜脂質(zhì)過氧化過程會加速，進而導(dǎo)致其衰老進程和品質(zhì)劣變加劇[4-9]?！颈狙芯壳腥朦c】為研究外源水楊酸對藍莓果實采后生理代謝的影響，探討其采后生理代謝作用機制，本研究以云南澄江地區(qū)主栽“夏普藍”藍莓為試驗材料，用不同濃度的水楊酸溶液對采后藍莓進行處理，于4±1 ℃的貯藏下評價感官品質(zhì)和果實硬度，測定超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、總酚、抗壞血酸(ASA)、可溶性蛋白質(zhì)和丙二醛(MDA)等生理指標?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以期為藍莓保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試藍莓品種為“夏普蘭”，2019年10月18日上午10:00時采于云南澄江藍莓種植基地，采收無病蟲害、成熟度和大小一致的果實，隨即運回實驗室。

試驗用SA由天津贏達稀貴化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

Uv-120-02紫外分光光度計(日本島津有限公司)；BluePard Cu420電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；Lab Tech EV311旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(北京萊伯泰科儀器股份有限公司)；PL204型精密電子天平(成都浩宇馳儀表有限公司)；Sigma1-14離心機(北京科普順科技有限公司)；TA-XT.Plus型質(zhì)構(gòu)儀(英國Smsta公司)；CR-400色差儀(日本Konica Minolta公司)；PR-101α折糖儀(日本ATAGO公司)；808智能電位滴定儀(瑞士萬通公司)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理，將采摘的果實隨機分為4組，每組100顆，分別用濃度為0.5、1.0、1.5 mmol/L水楊酸溶液處理10 min，晾干后用PVC保鮮袋分裝，以去離子水為對照，在(4±1)℃的冷藏環(huán)境下貯藏，每隔3 d評價藍莓果實的感官品質(zhì)，測定果實的硬度、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、總酚、抗壞血酸、可溶性蛋白質(zhì)和丙二醛(MDA)等指標，做3次重復(fù)。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 外觀品質(zhì) 感官品質(zhì)評分(表1)：由10名評價人員進行感官品質(zhì)評分。

果實硬度：使用TA-XT.Plus型質(zhì)構(gòu)儀測定，探頭直徑為2 mm，測試深度為3 mm，測試速度為2 mm/s；每次測定取3個藍莓果實在中部帶皮測定，每個果實重復(fù)3次取平均值，單位為kg/cm2。

1.4.2 生理指標測定 SOD含量采用亞硝酸還原法測定[10]；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[11]；總酚含量采用紫外分光光度法測定[11]；抗壞血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚法測定[10]；可溶性蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍法[10]；MDA含量采用硫代巴比妥酸比色法測定[10]。

表1 藍莓果實感官品質(zhì)評價評分標準

1.4.3 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 20.0和Origin 8.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓外觀品質(zhì)的影響

經(jīng)不同濃度外源SA處理的云南主栽“夏普藍”藍莓，在低溫貯藏條件下感官品質(zhì)的評分處于逐漸下降趨勢(圖1)。貯藏第3和6天，濃度為0.5 mmol/L的外源SA處理的藍莓感官評分與濃度為1.0 mmol/L的處理間的差異不顯著，與CK和1.5 mmol/L的處理間差異極顯著(P<0.05)；在第9,12和15天時，0.5 mmol/L的處理與其余3個處理間的差異均為極顯著(P<0.05)。感官品質(zhì)評價結(jié)果表明，濃度為0.5 mmol/L的外源SA處理的感官品質(zhì)保持效果最好。

果實硬度是衡量果實品質(zhì)和貯藏性狀的重要指標。隨著果實的不斷成熟，果肉逐漸變軟，耐壓力也隨之下降。經(jīng)不同濃度外源SA處理的云南主栽“夏普藍”藍莓，經(jīng)外源SA處理后在低溫貯藏條件下，果實硬度處于逐漸降低的趨勢(圖2)。貯藏第3天，濃度為0.5 mmol/L的外源SA處理的果實硬度與其余3個處理間差異不顯著，貯藏第9,12,15天,濃度為0.5 mmol/L的外源SA處理的果實硬度與其余3個處理間的差異均為極顯著(P<0.05)。

圖1 外源SA處理云南主栽“夏普藍”藍莓的感官評分Fig.1 Sensory score of Yunnan ‘Sharp Blue’ blueberries treated with exogenous SA

圖2 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓果實硬度的影響Fig.2 Effect of exogenous SA treatment on the fruit firmness of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

2.2 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓SOD活性的影響

由圖3可知，不同濃度外源SA處理的藍莓，低溫貯藏條件下SOD酶活趨勢。在貯藏的第3、6、9天，0.5 mmol/L SA處理SOD酶活性與其他處理沒有明顯差異；在第12、15天，0.5 mmol/L SA處理其SOD酶活性與其他處理存在極顯著差異(P<0.05)。由此可表明，0.5 mmol/L SA處理對SOD酶活力的影響較大。

2.3 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓POD活性的影響

POD是植物體內(nèi)極為重要的呼吸酶之一，它的活性與植物體內(nèi)酚類物質(zhì)代謝物的抗性密切相關(guān)。由圖4可知，不同濃度外源SA處理的藍莓果實，在低溫貯藏條件下其POD酶活性均呈拋物線變化趨勢，均在貯藏第9天達到高峰，隨后開始呈現(xiàn)顯著下降。3個不同濃度的SA處理，其POD酶活性的峰值依次為SA1.0>SA1.5>SA0.5，貯藏第12、15天，0.5 mmol/L的SA處理與其他處理存在極顯著差異(P<0.05)。

圖3 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓SOD活性的影響Fig.3 Influence of exogenous SA treatment on SOD of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

圖4 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓POD活性的影響Fig.4 Influence of exogenous SA treatment on POD of ‘Sharp Blue’ blueberry planted in Yunnan province

2.4 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓總酚含量的影響

由圖5可知，隨著貯藏時間逐漸延長，所有處理的藍莓果實總酚含量均呈拋物線變化趨勢，總酚含量均在第6天達到峰值，3個SA處理的總酚含量峰值依次為SA0.5>SA1.5>SA1.0，此后開始逐漸下降。在貯藏第6天，0.5 mmol/L的SA處理與其余2個SA處理間差異不顯著，在貯藏第9、12、15天，0.5mmol/L的SA處理與其他處理存在極顯著差異(P<0.05)。

圖5 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓總酚含量的影響Fig.5 Effect of exogenous SA treatment on the total phenol content of ‘Sharp Blue’ blueberries grown in Yunnan province

圖6 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓ASA含量的影響Fig.6 Influence of exogenous SA treatment on ASA content of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

2.5 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓抗壞血酸含量的影響

由圖6可知，低溫貯藏期間，ASA含量呈逐漸下降趨勢。貯藏第3天，3個SA處理的ASA含量顯著高于對照(P<0.05)，貯藏第6、9、12、15天，0.5 mmol/L的SA處理的ASA含量與其余處理間差異極顯著(P<0.05)。結(jié)果表明，外源SA處理可顯著減緩藍莓果實采后ASA含量的減少，其中以0.5 mmol/L的SA處理效果最佳。

2.6 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由圖7可知，采后SA處理的“夏普藍”藍莓的低溫貯藏期間其可溶性糖蛋白質(zhì)處于先升高后降低的趨勢。貯藏第3天，3個SA處理的類胡蘿卜素含量與對照間的沒有明顯差異，第9天時，3個SA處理的可溶性蛋白質(zhì)含量與CK間的差異極顯著(P<0.05)，第6、12和15天時，0.5 mmol/L的SA處理藍莓，其可溶性蛋白含量與其余3個處理間的差異極顯著(P<0.05)。由此表明，SA處理能降低采后藍莓果實對溫度的敏感性，從而有利于提高其耐寒性，有助于延緩衰老。

圖7 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.7 Effects of exogenous SA treatment on soluble protein content of ‘Sharp Blue’ blueberries grown in Yunnan province

圖8 外源SA處理對云南主栽“夏普藍”藍莓丙二醛(MDA)含量的影響Fig.8 Effects of exogenous SA treatment on MDA content of ‘Sharp Blue’ blueberries in Yunnan province

2.7 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓丙二醛(MDA)含量的影響

果蔬采后由于活性氧的不斷積累，會發(fā)生膜脂過氧化作用，MDA就是膜脂過氧化的產(chǎn)物之一[12]，也是植物組織衰老的重要指標。由圖8可知，隨著貯藏時間的延長，CK和3個SA處理的藍莓MDA含量呈逐漸上升趨勢，3個SA處理的MDA含量與CK存在差異極顯著(P<0.05)，其中，在貯藏第6、12和15天，0.5 mmol/L SA處理的藍莓果實的MDA含量(P<0.05)顯著低于其他處理。由此說明，外源SA處理能有效抑制膜脂過氧化進程，從而延緩果實的采后衰老進程。

表2 3個主成分的特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率

表3 外源SA處理對“夏普藍”藍莓各項生理指標變量主成分載荷矩陣

2.8 外源水楊酸處理對云南主栽“夏普藍”藍莓衰老作用的主成分分析和相關(guān)性分析

2.8.1 主成分分析 為進一步明確外源SA處理和貯藏時間對云南主栽藍莓果實采后生理代謝的影響，將外源SA處理采后藍莓果實的各項生理指標進行主成分分析，得出藍莓果實主成分原始數(shù)據(jù)相關(guān)的特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率(表2)、主成分載荷矩陣(表3)和碎石圖(圖9)。

由表2和圖9可知，第1主成分的方差貢獻率為53.443%，第2主成分的方差貢獻率為37.121%，總累計方差貢獻率為90.563%，2個主成分包含了所測的全部生理指標，可以表明變化趨勢。

圖9 外源SA處理對“夏普藍”藍莓采后生理指標主成分分析碎石圖Fig.9 Lithotripsy diagram of principal component analysis of postharvest physiological indexes of ‘Sharp Blue’ blueberries treated with exogenous SA

由主成分載荷矩陣(表3)可知，MDA在第1主成分有較高的正向載荷，而ASA在第1主成分有較高的負向載荷，說明第1主成分會隨著MDA增加而增大，隨著ASA的增加而減?。籔OD、SOD在第2主成分有較高的正向載荷，MDA在第2 主成分為負向載荷，說明第2主成分會隨著POD和SOD的增加而增大；隨著MDA的增加而減小。

2.8.2 相關(guān)性分析 由表4相關(guān)性數(shù)據(jù)分析可知，果實硬度與感官品質(zhì)評分間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；POD和SOD與感官品質(zhì)評分、果實硬度間相關(guān)性不顯著；總酚與感官品質(zhì)評分、果實硬度、POD和SOD間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；ASA與感官品質(zhì)評分、果實硬度間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；可溶性蛋白質(zhì)與POD和SOD、呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；MDA與感官品質(zhì)評分、果實硬度、總酚和ASA間呈極顯著負相關(guān)(P<0.01)，試驗結(jié)果表明，外源SA處理的藍莓采后品質(zhì)與果實細胞的完整性和抗氧化能力之間的關(guān)系極為密切。

由圖10中2個主成分的綜合評分可知，外源SA處理的藍莓其綜合評分均顯著高于對照處理(P<0.05)，以0.5 mmol/L外源SA處理的采后藍莓果實的綜合得分最高。

3 討 論

圖10 外源SA處理對云南主栽藍莓采后生理代謝綜合得分的影響Fig.10 Effects of exogenous SA treatment on postharvest physiological and metabolic scores of main blueberries in Yunnan province

表4 外源SA處理云南主栽藍莓采后各項生理指標的相關(guān)性

SA是一種酚類物質(zhì)，它廣泛存在于植物體內(nèi)，因此，低濃度的SA對人類和環(huán)境都不會產(chǎn)生毒害。同時，外源SA處理還能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生自主抗性，從而低于病原微生物的傷害，提高果實品質(zhì)和抗病性，延長其貨架期[21-22]。李麗萍等[23]的研究結(jié)果表明，0.1 g/L的外源SA處理對桃果實有一定保鮮效果。同時，Chan等[24]研究認為，濃度為0.1%的SA對甜櫻桃的腐爛和呼吸速率有明顯的抑制作用，如濃度高于0.2%，防腐和提高品質(zhì)的效果反而不顯著。由此可以表明，結(jié)構(gòu)差異較大的不同種類的果實，對SA的敏感濃度也有較大差異，適用的最佳濃度也會有所不同。

主成分分析是將幾個及其以上指標進行降維、建模、特征向量進行線性分類，從而使分析結(jié)果更完整和更科學(xué)的一種數(shù)據(jù)分析方法[25]。本試驗研究通過主成分分析法對8個采后生理指標進行分析，結(jié)果表明，前2個主成分的累計方差貢獻率為90.563%，由此可以說明前2個主成分可以較好的反映整體數(shù)據(jù)，它們代表了MDA、POD、SOD及可溶性蛋白質(zhì)等生理指標。通過本試驗和研究結(jié)果分析可以得出,外源SA對藍莓果實采后品質(zhì)和延長貯藏期的作用是顯著的。此外，本試驗僅從藍莓果實采后的生理代謝指標進行了分析研究，還缺乏對于采后果實內(nèi)部的代謝酶及基因差異表達的研究，這將作為下一步的研究目標。

4 結(jié) 論

本試驗的試驗結(jié)果表明，與對照相比，外源SA處理能夠保持“夏普藍”藍莓果實在(4±1)℃的貯藏過程中的果實硬度，減緩ASA含量、總酚含量、可溶性蛋白含量、POD、SOD活性的降低，保持藍莓果實采后的貯藏品質(zhì)，從而延緩其采后的成熟衰老；對8個生理指標進行主成分分析可知，MDA、POD、SOD及TSS這4個指標受外源SA的影響較大。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，果實硬度與感官品質(zhì)評分間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；POD和SOD與感官品質(zhì)評分、果實硬度間相關(guān)性不顯著；總酚與感官品質(zhì)評分、果實硬度、POD和SOD間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；ASA與感官品質(zhì)評分、果實硬度間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；可溶性蛋白質(zhì)與POD和SOD、呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；MDA與感官品質(zhì)評分、果實硬度、總酚和ASA間呈極顯著負相關(guān)(P<0.01)，試驗結(jié)果表明，外源SA處理的藍莓采后品質(zhì)與果實細胞的完整性和抗氧化能力之間的關(guān)系極為密切。主成分的綜合評分的結(jié)果表明，0.5 mmol/L外源SA處理的采后藍莓果實的綜合得分最高。