布麗根·加冷別克,任建業(yè),胡梓睿,布麗布麗·卡曼,王 偉
(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)
吊干杏(Prunus armeniacaL.cv.Diaogan)作為新疆特色水果,其因適宜的糖酸比,獨(dú)特的風(fēng)味,豐富的營養(yǎng)而深受消費(fèi)者的喜愛[1?2]。然而吊干杏采后呼吸代謝旺盛,易快速腐爛,極不耐貯運(yùn)[3]。新鮮吊干杏果實(shí)的貨架期一般只有2~3 d,因此吊干杏大都以干果形式銷售。然而干制對其營養(yǎng)損失較大,不能很好地保持其原有的獨(dú)特風(fēng)味。冰溫貯藏技術(shù)是一種可以較大程度抑制果蔬呼吸作用、微生物生長繁殖以及各種代謝進(jìn)程的果蔬貯藏保鮮方法[4]。相比于普通冷藏和氣調(diào)貯藏,冰溫貯藏可更好地減少果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的損失,使自由基清除系統(tǒng)維持較高活性,防止丙二醛積累和膜脂過氧化作用。目前,冰溫技術(shù)已用于櫻桃[5]、綠豆[6]、甘藍(lán)[7]、西蘭花[8]等果蔬。
冰溫貯藏雖是一種較佳的貯藏手段,但近年來科研人員不斷研究,發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏復(fù)合其它保鮮技術(shù)的效果更優(yōu)于單獨(dú)冰溫貯藏的效果,能夠進(jìn)一步增強(qiáng)果實(shí)貯藏保鮮效果[9]。因此,課題組提出了水楊酸處理結(jié)合冰溫貯藏的復(fù)合貯藏保鮮技術(shù)。水楊酸(Salicylic acid,SA)常作為一種天然信號分子參與調(diào)控植物發(fā)育、成熟、衰老等關(guān)鍵過程。它還能夠激活植物機(jī)體對病原菌的抗病能力,增強(qiáng)果實(shí)對非生物和采后脅迫的天然抗性[10]。因此,在果蔬采后貯藏過程中低濃度使用SA 不僅安全,還有助于保持果蔬的良好品質(zhì)[11]。例如,外源水楊酸能夠顯著延緩枸杞[12]、芒果[13]、蓮霧[14]、杏[15]等果實(shí)采后貯藏中腐爛程度,延緩果實(shí)軟化成熟,減少可滴定酸等營養(yǎng)物質(zhì)的損失,延緩果蔬成熟衰老?;钚匝醴e累導(dǎo)致的氧化損傷是采后果蔬衰老的主要原因,而采后水楊酸處理則可通過保持果蔬自身抗氧化物質(zhì)(如抗壞血酸和酚類等)和提高抗氧化酶活性來減輕果實(shí)的氧化損傷[16?18]。
然而,目前尚未見冰溫貯藏結(jié)合SA 處理對吊干杏果實(shí)采后保鮮效果的報(bào)道。因此本研究采用冰溫結(jié)合SA 處理吊干杏,研究吊干杏貯藏品質(zhì)及活性氧代謝變化,以期為冰溫結(jié)合SA 在吊干杏以及其他水果采后保鮮中的應(yīng)用提供一定參考依據(jù)。
吊干杏 采購于新疆烏魯木齊市九鼎農(nóng)貿(mào)市場,采收時(shí)選取硬度在(20±0.5)N,可溶性固形物含量在18.1%±0.2%之間,大小色澤均勻,無病害,無機(jī)械損傷的果實(shí);過氧化氫(H2O2)試劑盒、水楊酸、氫氧化鈉 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;抗壞血酸上海山蒲化工有限公司;2,6-二氯酚靛酚鈉鹽 上海源葉生物科技有限公司;硫代巴比妥酸 上海科豐實(shí)業(yè)有限公司;聚乙烯吡咯烷酮、愈創(chuàng)木酚、二硫蘇糖醇、甲硫氨酸 北京索萊寶科技有限公司;氮藍(lán)四唑 上海金畔生物科技有限公司;核黃素 上海藍(lán)季生物科技發(fā)展有限公司;以上試劑均為分析純。
RC-4 溫度記錄儀 江蘇精創(chuàng)電氣股份有限公司;GY-4 果實(shí)硬度計(jì) 樂清市艾德堡儀器有限公司;PAL-1 數(shù)字式糖度計(jì) 日本Atago(愛拓)公司;賽多利斯BSA 分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;3H16RI 高速冷凍離心機(jī) 湖南赫西儀器裝備有限公司;MAPADA PV4 紫外風(fēng)光光度計(jì)上海美普達(dá)儀器有限公司;DW-L3 超低溫冰箱浙江捷勝制冷科技有限公司;DDS-307 型電導(dǎo)率儀杭州齊威儀器有限公司。
1.2.1 樣品處理 將挑選好的吊干杏果實(shí)5 kg 為1 筐,放入(4±2)℃、相對濕度(RH)為90%~95%的冷庫中預(yù)冷24 h。預(yù)冷后的果實(shí)用0.1%次氯酸鈉溶液浸泡1 min 進(jìn)行殺菌,室溫晾干。然后將果實(shí)隨機(jī)分為4 組,每組設(shè)3 個(gè)重復(fù),每個(gè)處理20 kg:第1 組為冷藏組(蒸餾水浸泡10 min);第2 組為冷藏+SA 組(2 mmol/L SA(該濃度是通過預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選得出的最適濃度)浸泡10 min);第3 組為冰溫組(蒸餾水浸泡10 min);4 組為冰溫+SA 組(2 mmol/L SA 浸泡10 min)。隨后前兩組貯藏在(4~6)℃下,后兩組貯藏在(?1.5~?1)℃下。每隔7 d 隨機(jī)取樣測定各項(xiàng)生理指標(biāo),當(dāng)杏果實(shí)腐爛率超過40%后終止實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 吊干杏果實(shí)冰點(diǎn)的確定 參考李亞玲等[19]的方法,采用溫度記錄儀確定。
1.2.3 腐爛率測定 果實(shí)的腐爛率參照Aliya 等[20]的方法。
1.2.4 失重率測定 失重率采用稱重法,每組處理放置1000 g 果實(shí),重復(fù)3 次,單位均用%表示。公式如下:
1.2.5 硬度測定 硬度用果實(shí)硬度計(jì)測定,單位用N 表示。
1.2.6 可溶性固形物含量(Soluble solid contents,SSC)測定 可溶性固形物使用數(shù)顯糖度計(jì)測定,單位用%表示。
1.2.7 抗壞血酸含量測定 抗壞血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[21],單位用mg/100g FW 表示。
1.2.8 可滴定酸(Titratable acidity,TA)含量測定可滴定酸含量采用酸堿中和法[21],單位用%表示。
1.2.9 丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量測定MDA 含量參照Zhang 等[22]的方法(硫代巴比妥酸法),單位用nmol/g FW 表示。
1.2.10 細(xì)胞膜透性測定 細(xì)胞膜透性采用Zhou等[23]的方法,單位用%表示。
1.2.11 超氧陰離子(O2?·)生成速率和過氧化氫(Hydrogen peroxide,H2O2)含量測定 O2?·生成速率的測定參照曹建康等[21]的方法,單位為nmol·min?1·g?1FW;H2O2含量采用過氧化氫(H2O2)試劑盒測定。稱取1 g 吊干杏果肉組織樣品,加入5 倍體積的生理鹽水,冰浴條件下研磨成勻漿,12000 r/min 離心10 min,上清液即為待測酶液,在波長405 nm 處測定吸光值。單位用mmol/g FW 表示。公式如下:
式中:測定OD 值—樣品吸光值;空白管OD 值—空白管(雙蒸水)405 nm 處吸光值;標(biāo)準(zhǔn)OD 值—標(biāo)準(zhǔn)管(標(biāo)準(zhǔn)品)405 nm 處吸光值;標(biāo)準(zhǔn)品濃度—163 mmol/L;待測樣品質(zhì)量濃度—0.2 g/L。
1.2.12 抗氧化酶活性測定 超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性測定參考Wang等[24]的方法。
過氧化氫酶(Catalase,CAT)活性測定參考Zhang 等[10]的方法,以每克新鮮果肉組織樣品每分鐘引起反應(yīng)液在240 nm 處吸光度減少0.01 為一個(gè)酶活性單位。以上酶活性單位均為U/g FW。
過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性測定參考曹建康等[21]的方法,通過使酶液與反應(yīng)混合物反應(yīng)來測量POD 活性,觀察反應(yīng)中的變化,并記錄以每克鮮重(FW)果實(shí)樣品在470 nm 處吸光度每分鐘增加1 時(shí)為1 個(gè)POD 活性單位(U),單位:U/g FW。
抗壞血酸過氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性通過抗壞血酸的氧化速率來測定[10],0.1 mL 酶液與2.6 mL 反應(yīng)緩沖液(含0.1 mmol/L EDTA 和0.5 mmol/L 抗壞血酸)混合,在0.3 mL 2 mmol/L H2O2的啟動(dòng)下發(fā)生酶促反應(yīng),記錄反應(yīng)體系在290 nm 處吸光值每分鐘減少0.01 時(shí)的酶活性,單位:U/g FW。
所有數(shù)據(jù)均采用3 次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差;利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均數(shù)進(jìn)行軟件繪圖(Origin 8.5 軟件)、統(tǒng)計(jì)分析(SPPS 26.0)和顯著性分析(Duncan法);P<0.05 表示差異顯著。
2.1.1 吊干杏冰點(diǎn)的確定 由圖1 可知,吊干杏的溫度先隨著時(shí)間的延長而不斷下降,下降至?6.7 ℃后迅速回升至?2 ℃,并維持一段時(shí)間,造成該現(xiàn)象的原因是吊干杏在凍結(jié)前釋放出潛熱,回升后的溫度即為吊干杏的生物結(jié)冰點(diǎn)。由于在實(shí)際貯藏中冷庫存在0.5 ℃的溫度波動(dòng)差,為排除冷庫溫度與實(shí)際讀數(shù)間的誤差,以及果實(shí)個(gè)體間的差異,故在本實(shí)驗(yàn)中將吊干杏的冰溫貯藏溫度定為(?1.5~?1)℃。
圖1 吊干杏冰點(diǎn)曲線Fig.1 Freezing point curve of Diaogan apricot fruit
2.1.2 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏腐爛率的影響 由圖2 可知,各處理組的腐爛率隨著貯藏時(shí)間的延長而增加。冷藏組和冷藏+SA 處理組吊干杏果實(shí)的腐爛率從第14 d 開始快速上升,在貯藏49 d 時(shí)腐爛率分別達(dá)到了50.67%和42%,并且在此時(shí)冷藏+SA組的腐爛率比冷藏組低17.11%。而冰溫和冰溫+SA處理組分別在第21 d 和第28 d 開始腐爛,貯藏49 d時(shí),腐爛率分別為9.67%和3.67%,比同期冷藏組分別低80.92%和92.27%(P<0.05)。這可能是因?yàn)楸鶞刭A藏相對于普通冷藏更能抑制微生物的生長[3],外源SA 處理可以提高果蔬對采后病害的抗性[10]。因此,兩者單獨(dú)處理或復(fù)合處理吊干杏均能夠降低腐爛率,達(dá)到良好的防腐保鮮效果。
圖2 不同處理對吊干杏果實(shí)腐爛率的影響Fig.2 Effects of different treatments on decay incidence in the Diaogan apricot fruit
2.1.3 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏失重率的影響 杏果采后會(huì)因呼吸和蒸騰作用而失水,導(dǎo)致果實(shí)的質(zhì)量不斷下降[3]。由圖3 可知,各組吊干杏果實(shí)失重率隨貯藏時(shí)間的延長而不斷增加。其中,冰溫貯藏的兩組果實(shí)的失重率上升速率較冷藏的兩組更為緩慢,這表明冰溫貯藏較冷藏更能有效抑制吊干杏失重率的上升。這可能是因?yàn)槔洳叵鹿麑?shí)的腐爛率較高使得呼吸強(qiáng)度高,水分蒸發(fā)速率快,而冰溫貯藏能夠進(jìn)一步降低杏果的呼吸代謝活動(dòng),在一定程度上減少了呼吸底物的消耗[3]。SA 處理在冷藏和冰溫下均有效抑制了失重率的上升,且與冰溫貯藏49 d 時(shí)相比,SA 處理的吊干杏在冷藏49 d 時(shí)的失重率更高,這表明冰溫+SA處理對失重率的抑制程度更顯著(P<0.05),這可能與SA 處理能夠?qū)Σ珊蠊呤е芈氏陆灯鸬揭欢ǖ囊种谱饔糜嘘P(guān)[12]。
圖3 不同處理對吊干杏果實(shí)失重率的影響Fig.3 Effects of different treatments on weight loss in the Diaogan apricot fruit
2.1.4 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏硬度的影響 硬度是衡量果蔬成熟軟化的重要指標(biāo)之一,高硬度表明細(xì)胞壁的高度完整性,對防御病原體方面發(fā)揮著重要作用[18]。由圖4 可知,各處理組吊干杏的硬度隨著貯藏時(shí)間的延長均逐漸下降。冷藏下兩組果實(shí)的硬度隨貯藏時(shí)間的延長而急劇下降;而冰溫和冰溫+SA 處理組在0~21 d 下降速率相對平緩,21 d 后也緩慢下降。在貯藏49 d 時(shí),冷藏組吊干杏果實(shí)的硬度下降至8.82 N,而冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理組果實(shí)的硬度分別比其顯著高1.22、1.75 和1.88 倍(P<0.05)。這可能是由于普通冷藏果實(shí)的腐爛率較高,加之果實(shí)內(nèi)可溶性果膠含量在果膠酶的作用下大幅度分解[3],從而加速了果實(shí)軟化,而SA 處理和冰溫貯藏對果膠酶活性具有較好的抑制作用[3,25]。
圖4 不同處理對吊干杏果實(shí)硬度的影響Fig.4 Effects of different treatments on firmness in the Diaogan apricot fruit
2.1.5 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏SSC 的影響 可溶性固形物含量的高低不僅影響果實(shí)的風(fēng)味,對果實(shí)耐貯性和耐冷性評價(jià)也至關(guān)重要。由圖5 可知,采后吊干杏果實(shí)的SSC 呈先增后降的趨勢,其中,冰溫下貯藏的兩組果實(shí)在貯藏前期SSC 增加速度比冷藏下的兩組要慢,這可能是由于冰溫下果實(shí)呼吸強(qiáng)度受到較大抑制,減緩吊干杏SSC 的消耗,進(jìn)而有效保持了吊干杏可溶性固形物含量[3]。冷藏下的兩組果實(shí)SSC 均在貯藏第21 d 時(shí)達(dá)到了峰值,而冰溫下的兩組在貯藏28 d 時(shí)達(dá)到峰值,且在貯藏后期其SSC 也顯著高于冷藏下的兩組果實(shí)(P<0.05)。初步判斷,貯藏前期SSC 上升可能是因?yàn)楣麑?shí)內(nèi)淀粉等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類,后期因自身呼吸消耗而導(dǎo)致SSC 下降[26]。SA 處理在冷藏和冰溫下均有效抑制了SSC 的下降,在貯藏結(jié)束時(shí),冷藏組的SSC 為18.13%,而冷藏+SA 和冰溫+SA 處理組的SSC 含量分別為18.70%和19.68%,分別比冷藏組高3.05%和7.88%,差異顯著(P<0.05)。說明SA 的加入對保持SSC 具有良好的效果,該結(jié)果與任燕芳等[13]的報(bào)道相符。
圖5 不同處理對吊干杏果實(shí)可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on soluble solid content in the Diaogan apricot fruit
2.1.6 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏抗壞血酸含量的影響 抗壞血酸不僅是果蔬重要的營養(yǎng)物質(zhì),還屬于非酶促活性氧清除系統(tǒng),具有清除自由基和抗氧化的作用[8]。由圖6 可知,采后吊干杏果實(shí)抗壞血酸含量表現(xiàn)為隨貯藏時(shí)間而不斷下降的趨勢。冷藏下的兩組果實(shí)抗壞血酸含量下降迅速,而冰溫貯藏下的兩組抗壞血酸含量下降較為緩慢。SA 處理在不同溫度下延緩吊干杏中抗壞血酸含量下降的程度有所不同,冷藏下經(jīng)SA 處理的吊干杏抗壞血酸含量從貯藏21 d開始顯著高于冷藏組(P<0.05),在貯藏49 d 時(shí)其抗壞血酸含量是冷藏組的1.13 倍。而在冰溫下,SA 處理在貯藏第28 d 開始顯著延緩抗壞血酸含量的下降(P<0.05)。表明SA 處理在冷藏和冰溫貯藏下均能延緩抗壞血酸含量的下降,且在冰溫下效果更明顯。這可能與冰溫貯藏和采后施用SA 能有效降低抗壞血酸氧化損失,維持果蔬較好的貯藏品質(zhì)有關(guān)[8,13]。
圖6 不同處理對吊干杏果實(shí)抗壞血酸的影響Fig.6 Effects of different treatments on ascorbic acid content in the Diaogan apricot fruit
2.1.7 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干可滴定酸含量的影響可滴定酸對果蔬風(fēng)味的形成及耐貯性均具有重要影響。由圖7 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,各組吊干杏果實(shí)可滴定酸含量呈不斷下降趨勢。相比于冷藏組,貯藏期間冰溫和冰溫+SA 處理組TA 含量始終處于較高水平,冷藏+SA 處理組次之。在0~21 d,各組TA 含量下降速率均較緩慢;21~42 d,冷藏組和冷藏+SA 處理組TA 含量急劇下降,而冰溫和冰溫+SA 處理組下降緩慢。在貯藏至49 d 時(shí),冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理組的TA 含量比冷藏組分別高17.07%、30.61%和40.35%(P<0.05)。這可能是由于冷藏下果實(shí)腐爛率高,呼吸代謝旺盛,可滴定酸作為呼吸基質(zhì)被用作呼吸底物而消耗的快,而冰溫貯藏能夠較好的抑制呼吸作用,從而較好地抑制酸的消耗[9]。同時(shí),SA 的加入對于抑制TA 含量的下降表現(xiàn)出一定的積極效果,從而有效保持了吊干杏原有的風(fēng)味。
圖7 不同處理對吊干杏果可滴定酸含量的影響Fig.7 Effects of different treatments on titratable acid content in the Diaogan apricot fruit
2.1.8 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏MDA 含量的影響MDA 作為細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物之一,其含量越多,意味著果實(shí)產(chǎn)生的活性氧自由基對細(xì)胞膜的破壞程度越嚴(yán)重,因此其含量可用來評價(jià)貯藏期果蔬的氧化程度[27]。由圖8 可知,各處理組果實(shí)的MDA含量表現(xiàn)為隨貯藏時(shí)間而增加的趨勢。其中,冰溫和冰溫+SA 處理組的MDA 含量整體水平一直低于冷藏下的兩組果實(shí),這可能與冰溫貯藏可以有效抑制MDA 對組織結(jié)構(gòu)的破壞,較好地維持細(xì)胞膜的完整性,延緩吊干杏衰老進(jìn)程有關(guān)[7,14]。此外,SA 處理均顯著抑制了冷藏和冰溫貯藏期間吊干杏MDA 含量的積累(P<0.05),這可能與SA 處理能夠抑制MDA的生成有關(guān)[28]。
圖8 不同處理對吊干杏果實(shí)MDA 含量的影響Fig.8 Effects of different treatments on MDA content in the Diaogan apricot fruit
2.1.9 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏細(xì)胞膜透性的影響細(xì)胞膜透性能反映植物細(xì)胞膜受破壞和衰老程度,細(xì)胞膜功能下降,膜透性增加,細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)向外滲漏,導(dǎo)致細(xì)胞膜透性上升[27]。由圖9 可知,各處理組細(xì)胞膜透性在整個(gè)貯藏期持續(xù)增加。其中冷藏組細(xì)胞膜透性上升速率最快,至第49 d 貯藏結(jié)束時(shí),細(xì)胞膜透性升高至70.46%,這可能是因?yàn)槠胀ɡ洳叵鹿饧?xì)胞電解質(zhì)大量外滲,導(dǎo)致膜透性增加[3]。而冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理組的變化較緩慢,至貯藏結(jié)束時(shí),細(xì)胞膜透性分別升高至68.73%、61.92%和59.30%,表明冰溫貯藏對吊干杏細(xì)胞膜透性的增加有抑制作用,這可能與冰溫貯藏能抑制細(xì)胞內(nèi)的水分活度,減少電解質(zhì)外滲有關(guān)[3];而SA 的加入也對延緩吊干杏果實(shí)細(xì)胞膜透性的增加,保證細(xì)胞內(nèi)部電解質(zhì)水平表現(xiàn)出一定的積極作用。
圖9 不同處理對吊干杏果實(shí)細(xì)胞膜透性的影響Fig.9 Effects of different treatments on cell membrane permeability in the Diaogan apricot fruit
2.2.1 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏O2?·生成速率和H2O2含量的影響 H2O2和O2?·是果蔬采后成熟衰老過程中不可避免產(chǎn)生的活性氧,H2O2和O2?·的過度積累會(huì)使得細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化,從而對細(xì)胞膜質(zhì)系統(tǒng)造成損傷,加速果實(shí)的衰老進(jìn)程[26]。由圖10A 可知,各處理組的O2?·生成速率呈逐漸上升的趨勢。在整個(gè)貯藏期間,與冷藏下的兩組相比,冰溫貯藏下的兩組果實(shí)的O2?·生成速率始終處于較低水平,且在貯藏第14 d 后各組之間的差異顯著(P<0.05),說明冰溫貯藏較普通冷藏更有利于抑制吊干杏O2?·的生成。從冷藏+SA 和冰溫+SA 處理可以看出,SA 的加入對O2?·生成速率有一定的抑制作用,該結(jié)果與Zhang 等[10]的一致。
圖10 不同處理對吊干杏果實(shí)O2?·生成速率(A)和H2O2 含量(B)的影響Fig.10 Effects of different treatments on O2?· production rate(A) and H2O2 content (B) in the Diaogan apricot fruit
由圖10B 可知,各處理組H2O2含量總體呈上升的趨勢。整個(gè)貯藏期間,冰溫貯藏比普通冷藏更能維持吊干杏較低的H2O2含量,SA 處理可有效抑制吊干杏在冰溫貯藏和冷藏期間H2O2的積累,這可能是因?yàn)楣麑?shí)內(nèi)產(chǎn)生的活性氧使機(jī)體抗逆性保護(hù)機(jī)制啟動(dòng),而冰溫貯藏可通過激活機(jī)體的抗氧化酶來清除了積累的H2O2,SA 的加入則可以進(jìn)一步抑制H2O2的積累[19,24]。在貯藏至49 d 時(shí),各組H2O2含量大小依次為:冰溫+SA<冰溫<冷藏+SA<冷藏,且各處理組之間差異顯著(P<0.05)。
2.2.2 SA 結(jié)合冰溫貯藏對吊干杏活性氧清除酶系活性的影響 在果蔬生物活性氧清除系統(tǒng)中,SOD 是歧化超氧陰離子形成H2O2的關(guān)鍵酶,CAT、APX和POD 是清除過量H2O2的相關(guān)酶,因此保持這一系列酶活性對于保護(hù)果蔬活性氧代謝和長時(shí)間貯藏有重要的意義[29]。由圖11 可知,各處理組吊干杏果實(shí)中SOD、CAT 和APX 活性均表現(xiàn)為先上升后下降的變化趨勢。冰溫貯藏的兩組果實(shí)的SOD、CAT和APX 活性在貯藏后期均顯著高于冷藏下的兩組(P<0.05),說明冰溫貯藏能提高這三種酶的活性。冷藏條件下兩組果實(shí)的SOD、CAT 和APX 活性均在第21 d 時(shí)達(dá)到峰值,而冰溫下的兩組果實(shí)則均在第28 d 達(dá)到峰值。在貯藏至49 d 時(shí),各處理組SOD活性分別是冷藏組的1.09、1.33 和1.39 倍(P<0.05)。各處理組CAT 和APX 活性在貯藏后期活性變化從高到低的順序?yàn)椋罕鶞?SA>冰溫>冷藏+SA>冷藏,且各處理組之間差異顯著(P<0.05)。
圖11 不同處理對吊干杏果實(shí) SOD(A)、CAT(B)、APX(C)和POD(D)活性的影響Fig.11 Effects of different treatments on SOD (A),CAT (B),APX (C) and POD (D) activities in the Diaogan apricot fruit
由圖11D 可知,各處理組果實(shí)的POD 活性變化趨勢基本與上述三種酶相似,不同的是冰溫條件下的兩組果實(shí)的POD 活性是在第35 d 時(shí)達(dá)峰值,并且在此時(shí)冰溫和冰溫+SA 處理果實(shí)的活性是冷藏組的1.13 倍和1.21 倍。在貯藏至49 d 時(shí),冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理組果實(shí)的POD 活性是冷藏組果實(shí)的1.16、1.51 和1.36 倍(P<0.05)。
綜上,冰溫貯藏相較于普通冷藏更能保持較高的SOD、CAT、APX 和POD 活性,同時(shí)從冷藏+SA和冰溫+SA 處理組可以看出,SA 的加入有利于四種活性氧清除酶通過相互協(xié)調(diào)使活性氧維持在較低水平,以減少活性氧對細(xì)胞膜的損傷[19]。
冰溫貯藏技術(shù)是一種物理保鮮方法,對于一些水果來說冰溫貯藏效果會(huì)優(yōu)于普通冷藏。這是因?yàn)楣咴诓珊笕匀皇蔷哂猩钚缘挠袡C(jī)體,在采后貯藏階段仍進(jìn)行著一系列的新陳代謝活動(dòng),以維持自身的生命體征[30?32]。冰溫貯藏技術(shù)能夠較好地抑制果蔬的呼吸作用和微生物的生長,進(jìn)而延長貯藏期[33]。SA 是一種小分子酚類化合物,通常參與植物防御機(jī)制、脅迫調(diào)控等多種重要的生理生化過程。它也被認(rèn)為是一種天然植物激素,可抑制乙烯生物合成,維持細(xì)胞膜的完整性[31],提高果蔬抗冷性、增強(qiáng)果蔬抗病性,延緩果實(shí)衰老。已有研究表明相較于冷藏,冰溫貯藏或外源SA 處理能夠不同程度的抑制果實(shí)腐爛,減緩體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)換,從而提高保鮮效果[10?13]。本研究結(jié)果表明,與普通冷藏相比,冰溫貯藏更有利延緩吊干杏品質(zhì)的下降。同時(shí)SA 處理也有效抑制了冰溫和冷藏期間吊干杏果實(shí)失重率的增加,減少了硬度損失、延緩了SSC 和TA 含量的下降,從而使吊干杏果實(shí)表現(xiàn)出較好的新鮮度。這可能是因?yàn)楸鶞刭A藏和SA 處理能夠抑制呼吸速率,進(jìn)而使作為呼吸底物的SSC 和TA 等物質(zhì)消耗的少,糖酸消耗少使失重?fù)p失減緩,因此,推測冰溫結(jié)合SA 處理對維持吊干杏貯藏期品質(zhì)有較好的效果,本結(jié)論與Zhao 等[34]、張微等[35]和Champa 等[36]分別在油桃、香梨及酸橙果實(shí)上得出的結(jié)論一致。
外源SA 處理或冰溫貯藏可以提高采后果實(shí)對病原體的抵抗力,并可有效控制草莓[37?38]、甜櫻桃[5]和葡萄[39]等果實(shí)的采后腐爛。本研究結(jié)果表明采后冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理有效減少了吊干杏果實(shí)的腐爛,這可能是由于抗氧化相關(guān)酶活性維持在較高水平,進(jìn)而提高了果實(shí)的抗病能力。其中,冰溫+SA 處理對吊干杏采后腐爛抑制效果最好,由此可以推斷SA 處理對冰溫貯藏吊干杏果實(shí)抗病效果更明顯。
活性氧是有氧代謝過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物(如O2?·與H2O2),具有細(xì)胞毒性,可對蛋白質(zhì)、DNA 和脂質(zhì)造成氧化損傷[10],破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),促進(jìn)采后果實(shí)的成熟衰老,影響正常的堿基修飾及基因表達(dá)調(diào)控。本研究發(fā)現(xiàn),各處理組O2?·生成速率在貯藏期間不斷提高(圖10A),同時(shí)H2O2含量也不斷增加(圖10B),表明采后吊干杏貯藏期間,遭受了ROS 的氧化脅迫,導(dǎo)致膜脂過氧化加劇發(fā)生、膜脂過氧化產(chǎn)物MDA 含量不斷增加(圖8),進(jìn)一步毒害吊干杏的細(xì)胞膜并破壞其結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)果實(shí)衰老。然而,與冷藏組相比,冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理均有效抑制了O2?·產(chǎn)生速率的升高和H2O2的積累,減輕了ROS 的氧化脅迫程度,從而延緩MDA 含量的累積,減輕ROS 對細(xì)胞膜的破壞程度,有助于降低吊干杏品質(zhì)劣變并提高其耐貯性。
植物通常會(huì)利用SOD、CAT、APX 和POD 等抗氧化酶克服氧化應(yīng)激,減少ROS 積累,首先通過SOD 催化O2?·并將其轉(zhuǎn)化為H2O2。然后,CAT 和POD 與抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)中的APX 一起解毒H2O2[10]。相關(guān)研究表明冰溫貯藏提高了采后不同品種杏果[19,27,40]及蘋果[41]等果實(shí)SOD、CAT、APX 和POD 的活性,進(jìn)而延緩ROS 的積累,減輕膜脂過氧化,較好維持采后果實(shí)細(xì)胞膜完整性,保持了果實(shí)較好的貯藏品質(zhì)。Xue 等[42]、Xu 等[43]的研究表明,以乙酰水楊酸處理的甜瓜果實(shí)和SA 處理的甜櫻桃的SOD、CAT、APX 和POD 活性均高于未處理的果實(shí),降低了H2O2含量,減少了膜脂過氧化。與前人研究結(jié)果一致,本研究結(jié)果表明在貯藏后期冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理相較于冷藏組均顯著提高了吊干杏果實(shí)SOD、CAT、APX 和POD 活性,因而有效提升了采后吊干杏果實(shí)的ROS 清除能力,減緩其膜脂過氧化,延緩了吊干杏的成熟衰老。林學(xué)亮[44]研究表明,外源SA 處理可使冰溫貯藏下的黃花梨活性氧清除系統(tǒng)對其貯藏期間活性氧的產(chǎn)生、積累做出應(yīng)激反應(yīng)。但關(guān)于冰溫結(jié)合SA 處理提高果實(shí)抗氧化能力的具體機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。
本研究還發(fā)現(xiàn)活性氧非酶促清除系統(tǒng)中重要的抗氧化物質(zhì)[45]——抗壞血酸含量在吊干杏果實(shí)貯藏期間維持在較高水平,其中,冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理組抗壞血酸含量始終高于冷藏組,這可能與冰溫貯藏可以抑制抗壞血酸的氧化分解和SA 處理可以提高抗氧化酶活性有關(guān)[34,42,46]。舒暢等[41]研究表明,冰溫貯藏可通過抑制‘金冠’蘋果貯藏期呼吸強(qiáng)度來減少果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)消耗,從而延緩了抗壞血酸的氧化分解。Haidera 等[33]研究表明,SA 處理的‘金諾’柑桔抗壞血酸含量在貯藏期比未處理的果實(shí)下降緩慢,且抗壞血酸含量與CAT 和SOD 呈正相關(guān)。Wang 等[46]研究表明,SA 可通過提高桃子貯藏過程中APX 活性而減少抗壞血酸含量的下降。因此,冷藏+SA、冰溫和冰溫+SA 處理均能夠通過提高吊干杏果實(shí)抗氧化酶活性,維持較高的抗壞血酸含量,減輕ROS 氧化脅迫,降低丙二醛含量的累積和膜脂過氧化作用,較好維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性,從而減輕病害的發(fā)生,保持吊干杏貯藏品質(zhì),延長其保鮮期。
本研究表明,與冷藏(4~6)℃相比,冰溫(?1.5~?1)℃貯藏更能保持吊干杏較好的營養(yǎng)品質(zhì),抑制O2?·的生成速率、H2O2和MDA 含量,以及細(xì)胞膜透性的升高,維持較高的抗氧化酶活性。2 mmol/L SA 處理可以抑制冷藏和冰溫貯藏期間吊干杏腐爛率和失重率的上升,減少硬度、可溶性固形物、可滴定酸和抗壞血酸含量的下降,同時(shí)通過維持吊干杏較高的抗氧化酶活性,減輕活性氧和膜脂過氧化產(chǎn)物MDA 含量的積累,保持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性,進(jìn)而減少吊干杏貯藏期間品質(zhì)下降,其中對冰溫貯藏下的吊干杏各指標(biāo)的影響更為明顯。以上研究結(jié)果對冰溫結(jié)合SA、單獨(dú)冰溫和冷藏結(jié)合SA 處理應(yīng)用于果蔬貯藏,尤其對杏果保鮮提供了一定的理論依據(jù)。