銀杏葉提取物處理對(duì)采后南豐蜜橘果實(shí)保鮮效果和品質(zhì)的影響

張祖姣, 劉宏輝, 沈玉平

(1.湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院,湖南 永州 425199;2.湖南省銀杏工程研究中心,湖南 永州 425199;3.永州市永豐農(nóng)林科技開(kāi)發(fā)有限公司,湖南 永州 425000)

南豐蜜橘原產(chǎn)于江西撫州市南豐縣,自唐代以來(lái)即為皇室貢品,現(xiàn)為國(guó)家地理保護(hù)標(biāo)志產(chǎn)品[1]。其果實(shí)金黃,皮薄核少,甜酸適口,富含多種人體必需的氨基酸、維生素、胡蘿卜素和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是一種高品質(zhì)水果[2]。但是,南豐蜜橘集中于11月上旬和中旬成熟,短期內(nèi)大量果實(shí)的集中上市常導(dǎo)致價(jià)格下降,未及時(shí)銷售的果實(shí)往往因保藏不當(dāng)而品質(zhì)下降甚至腐爛,由此形成了“旺季爛、淡季斷”的矛盾局面,不僅給果農(nóng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還損傷了果農(nóng)的種植熱情,影響南豐蜜橘產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,開(kāi)發(fā)高效實(shí)用的貯藏保鮮技術(shù),延長(zhǎng)南豐蜜橘的保鮮時(shí)間,不僅有利于平衡供求關(guān)系,還可防止果賤傷農(nóng)現(xiàn)象的發(fā)生,具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

雖然果蔬保鮮方法眾多,側(cè)重點(diǎn)各有不同,但均可歸結(jié)為以下三個(gè)方面:一是抑制病原微生物的侵害;二是控制貯藏環(huán)境的溫度、濕度等環(huán)境因子,降低果蔬自身的呼吸作用;三是降低氧化應(yīng)激損傷,延緩果實(shí)衰老[3]。目前,生產(chǎn)中常用化學(xué)保鮮劑進(jìn)行果蔬的保鮮存貯。如采用鮮果靈[4]、碳酸氫鈉[5]等化學(xué)保鮮劑進(jìn)行南豐蜜橘保鮮。但化學(xué)保鮮劑易破壞果蔬的生理活性物質(zhì),改變?cè)酗L(fēng)味,并在果實(shí)表面形成殘留,污染環(huán)境,危害人體健康[6-7]。因而,近年來(lái)利用植物天然產(chǎn)物進(jìn)行果蔬保鮮得到了快速發(fā)展。植物天然產(chǎn)物是植物在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中形成的具有生理活性功能的物質(zhì),如生物堿、黃酮、多酚、皂苷、多糖和有機(jī)酸等。天然產(chǎn)物綠色健康、安全無(wú)毒,具有廣譜的抗菌、殺菌和抗氧化功能,是食品加工、運(yùn)輸和貯藏的理想保鮮劑[8-9]。目前,桂枝[10]和鳳仙透骨草[11]提取液在南豐蜜橘保鮮中的應(yīng)用已有初步研究。

銀杏(GinkgobilobaL.)是中國(guó)最古老的珍稀樹(shù)種之一,其生長(zhǎng)過(guò)程中幾乎不會(huì)或很少感染病蟲害。這是由于銀杏在生長(zhǎng)過(guò)程中合成多種具有抑菌和抗氧化功能的次級(jí)代謝產(chǎn)物,如銀杏黃酮[12-13]、內(nèi)酯[13-14]和多糖[15-16]。銀杏葉提取物(GLE)含有多種生理活性物質(zhì),常用于藥物[17]、食品添加劑[18]和化妝品[19]的生產(chǎn)中。GLE優(yōu)良的抑菌和抗氧化性能致使其在水果保鮮領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。目前,GLE已成功用于荔枝[20]、草莓[21]、冬棗[22]、蘋果[23]等水果的保鮮。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理有利于維持沙糖橘果實(shí)硬度,降低失重率,延緩可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量和黃酮含量下降,但是GLE的保鮮機(jī)制尚不明晰。中國(guó)銀杏資源豐富,分布廣泛,幾乎涵蓋所有南豐蜜橘種植區(qū)域,而且銀杏落葉與南豐蜜橘成熟期一致,因此,利用GLE進(jìn)行南豐蜜橘采后保鮮,不但可以促進(jìn)銀杏落葉的綜合利用,還為南豐蜜橘的保鮮提供新的方法。為此,本試驗(yàn)系統(tǒng)研究了不同濃度GLE處理對(duì)南豐蜜橘果實(shí)失重率、腐爛率、色澤、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量的影響,并進(jìn)一步對(duì)GLE的保鮮機(jī)制進(jìn)行了解析,以期為南豐蜜橘采后貯藏保鮮提供新的技術(shù)方法和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和處理

銀杏葉采集:于2021年11月5日在湖南省永州市雙牌縣茶林鎮(zhèn)桐子坳村銀杏林(北緯26°06′,東經(jīng)111°50′)中收集的自然掉落于地表、無(wú)腐爛痕跡的落葉,清洗后60 ℃烘干至恒質(zhì)量(約需12 h)。

GLE溶液制備:參照魏雨等[25]的方法制備GLE。銀杏葉經(jīng)DX-30B超微粉碎機(jī)(廣州市大祥電子機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品)粉碎后過(guò)40目篩,稱取20 g粉末,以65%的乙醇為提取溶劑,80 ℃、料液比1 g∶45 m條件下,索氏提取法浸提6 h,提取液經(jīng)R-1001VN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司產(chǎn)品)60 ℃減壓濃縮后,置于60 ℃烘箱烘干成粉。隨后,分別稱取5 g、10 g、15 g、20 g銀杏葉提取物粉末,用無(wú)菌水定容至1 000 ml,即為5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE溶液,備用。

南豐蜜橘果實(shí)采集及處理:南豐蜜橘果實(shí)于2021年11月8日采集于湖南省永州市冷水灘區(qū)伊塘鎮(zhèn)管家沖村(北緯26°42′,東經(jīng)111°75′)果園,于陰涼通風(fēng)良好的場(chǎng)所自然放置3 d,隨后選取大小均勻、色澤一致、成熟度相仿、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí),以5g/L、10g/L、15g/L和20 g/L的GLE溶液浸泡3 min,以無(wú)菌水為對(duì)照(CK),每個(gè)處理3次重復(fù),每次重復(fù)100個(gè)果實(shí),自然晾干后單果分裝于聚乙烯保鮮袋(25 cm×17 cm×5 μm),置于人工氣候室(溫度20 ℃±1 ℃,相對(duì)濕度85%±2%)貯藏60 d。處理后每隔10 d取樣測(cè)定南豐蜜橘果實(shí)保鮮效果及生理指標(biāo)。

1.2 指標(biāo)測(cè)定

1.2.1 果實(shí)保鮮效果測(cè)定 腐爛率是評(píng)價(jià)保鮮效果的一個(gè)重要指標(biāo)?？疾觳⒂?jì)錄每個(gè)處理發(fā)霉和腐爛果實(shí)數(shù),按照公式(1)計(jì)算腐爛率:

(1)

失重率是評(píng)價(jià)果實(shí)保鮮效果的另一個(gè)重要指標(biāo)。每個(gè)處理固定選取貯藏期間未腐爛的10個(gè)果實(shí),每10 d稱量單果質(zhì)量,按照公式(2)計(jì)算失重率:

(2)

式2中,W0為果實(shí)貯藏開(kāi)始時(shí)的質(zhì)量,即初始質(zhì)量(g);Wt為柑橘貯藏第td時(shí)的質(zhì)量(g)。

1.2.2 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 外觀品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 每個(gè)處理選取貯藏期間未腐爛果實(shí)3個(gè),按照劉德春等[26]的方法測(cè)定,即在果實(shí)上下部隨機(jī)各取4個(gè)點(diǎn),使用Konica Minolta CR-410色差儀(日本柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社產(chǎn)品)測(cè)定果皮的紅綠色差(a*)、黃藍(lán)色差(b*)、亮度(L*),結(jié)果取平均值。a*正值表示紅色,負(fù)值表示綠色,絕對(duì)值越大則表示顏色越深;b*正值表示黃色,負(fù)值表示藍(lán)色,絕對(duì)值越大則表示顏色越深;L*值越大,表示果皮亮度越高。每處理3個(gè)重復(fù)。

1.2.2.2 內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)及抗氧化酶活性測(cè)定 每個(gè)處理選取10個(gè)果實(shí),去皮后取一半果肉榨汁后過(guò)濾,使用SJN-PAL-3手持式糖度計(jì)(泉州中友儀器有限公司產(chǎn)品)測(cè)定濾液的可溶性固形物含量,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次,取平均數(shù)。參照文獻(xiàn)[27]～[29]的方法分別測(cè)定可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量。

將上述剩余去皮果肉進(jìn)行勻漿處理,1 000g離心1 min,上清液用于抗氧化酶活性測(cè)定。超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性使用超氧化物歧化酶(BC0170)、過(guò)氧化物酶(BC0095)和過(guò)氧化氫酶(BC0200)活性檢測(cè)試劑盒(北京索萊寶生物科技有限公司產(chǎn)品),采用分光光度法測(cè)定。

1.2.2.3 果實(shí)呼吸速率測(cè)定 每次取未腐爛的果實(shí)3個(gè),采用GXH-3051H果蔬呼吸測(cè)定儀(北京均方理化科技研究所產(chǎn)品),參照葉利民等[5]的方法測(cè)定南豐蜜橘果實(shí)的呼吸速率,測(cè)定呼吸速率后的果實(shí)重新用聚乙烯保鮮袋包裝,繼續(xù)進(jìn)行用于貯藏研究。

1.2.3 GLE的南豐蜜橘保鮮機(jī)制研究

1.2.3.1 GLE對(duì)意大利青霉的抑制作用 意大利青霉是南豐蜜橘貯藏過(guò)程中果實(shí)腐爛的主要病原菌[30]。本研究中用到的意大利青霉菌株P(guān)enicilliumitalicumYN-5是本實(shí)驗(yàn)室從自然發(fā)病的南豐蜜橘果實(shí)中分離獲得的。試驗(yàn)前取保藏的菌株,接種至馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基(PDA,青島海博生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品),28 ℃恒溫培養(yǎng)7 d至產(chǎn)生明顯的孢子。隨后,從活化的斜面用接種環(huán)刮取1環(huán)孢子,以無(wú)菌水稀釋1 000倍后涂布于PDA平板,28 ℃恒溫培養(yǎng)7 d進(jìn)行菌株活化。

參照易磊等[31]的方法,通過(guò)菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定不同質(zhì)量濃度GLE對(duì)意大利青霉的抑制效率。具體操作是將適量的GLE與PDA培養(yǎng)基混合,使PDA平板中的GLE質(zhì)量濃度分別為5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L,用直徑6 mm的無(wú)菌打孔器取活化的意大利青霉菌餅接種于平板中央,以不添加GLE的PDA平板為對(duì)照,28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,十字交叉法測(cè)定菌落直徑,按照公式3計(jì)算抑制率。

抑制率=

(3)

1.2.3.2 GLE體外抗氧化效率測(cè)定 DPPH和羥基自由基清除率可有效地反映GLE對(duì)果實(shí)的抗氧化效率。參照吳冬凡等[32]的方法,測(cè)定5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE對(duì)DPPH和羥基自由基的清除率,考察其抗氧化效率,具體操作如下:

DPPH自由基清除率:稱取50 mg DPPH,以無(wú)水乙醇溶解,定容至1 000 ml,獲得質(zhì)量濃度為50 mg/L的DPPH溶液。取15 ml具塞試管4支,每管加入50 mg/L的DPPH溶液2 ml,然后分別加入2 ml 5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE溶液,暗處?kù)o置反應(yīng)30 min,以無(wú)水乙醇調(diào)零,517 nm處測(cè)定吸光值(A1),另取4支具塞試管,以無(wú)水乙醇替代50 mg/L的DPPH溶液,測(cè)定吸光值(A2),取1支具塞試管,加入2 ml 50 mg/L的DPPH溶液和2 ml無(wú)水乙醇溶液,測(cè)定吸光值(A0),按照公式4計(jì)算DPPH自由基清除率。

(4)

羥基自由基清除率:以蒸餾水溶解FeSO4·7H2O和體積分?jǐn)?shù)為30%的H2O2,分別配制7.5 mmol/L的FeSO4和7.5 mmol/L的H2O2溶液,備用。取15 ml具塞試管4支,分別加入1 ml 5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE,然后每管加入1 ml 7.5 mmol/L的H2O2和1 ml 7.5 mmol/L的FeSO4溶液,振蕩混勻,10 min后,加入1 ml 7.5 mmol/L的水楊酸-無(wú)水乙醇溶液,37 ℃水浴30 min后,以蒸餾水調(diào)零,在510 nm處測(cè)定其吸光值(A1),另取4支具塞試管,以蒸餾水替代7.5 mmol/L的H2O2,測(cè)定吸光值(A2)。取1支具塞試管,加入1 ml蒸餾水、1 ml 7.5 mmol/L的H2O2和1 ml 7.5 mmol/L的FeSO4,測(cè)定吸光值(A0),按照公式4計(jì)算羥基自由基清除率。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 使用SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和差異顯著性分析,使用Origin 9.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 GLE處理對(duì)南豐蜜橘果實(shí)保鮮效果和品質(zhì)的影響

2.1.1 GLE處理對(duì)南豐蜜橘果實(shí)保鮮效果的影響 如圖1所示,隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照(CK)和GLE處理的南豐蜜橘果實(shí)腐爛率和失重率均呈上升趨勢(shì),至60 d貯藏結(jié)束時(shí),CK腐爛率和失重率分別為26.33%和4.64%,而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理腐爛率分別為13.00%、9.33%、6.66%和5.33%,失重率為3.50%、2.85%、2.16%和2.10%。可以看出,整個(gè)貯藏期間,4個(gè)GLE處理腐爛率和失重率均顯著低于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L GLE處理之間腐爛率和失重率隨GLE質(zhì)量濃度的升高而顯著降低,15 g/L和20 g/L處理之間無(wú)顯著性差異。

圖1 GLE處理對(duì)南豐蜜橘果實(shí)腐爛率和失重率的影響

2.1.2 GLE處理對(duì)果實(shí)外觀品質(zhì)的影響 如圖2所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),CK和GLE處理的果實(shí)a*值的上升趨勢(shì)逐漸變緩,而且4個(gè)GLE質(zhì)量濃度處理與CK之間無(wú)顯著差異,說(shuō)明GLE處理對(duì)果實(shí)紅綠色差的變化無(wú)影響。貯藏前期GLE處理與CK果實(shí)黃藍(lán)色差b*值無(wú)明顯差異,貯藏30 d時(shí),GLE處理顯著高于CK,貯藏后期b*值均下降,但GLE處理下降幅度顯著高于CK,不同質(zhì)量濃度GLE處理之間無(wú)明顯差異,說(shuō)明GLE處理能夠有效延緩果皮黃化,維持更優(yōu)的色澤。整個(gè)貯藏期間,GLE處理的亮度值(L*)均顯著高于CK,但不同質(zhì)量濃度GLE處理之間無(wú)顯著差異,說(shuō)明GLE處理能夠更好地維持果實(shí)的亮度。

圖2 GLE對(duì)南豐蜜橘果實(shí)色差的影響

2.1.3 GLE處理對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響 如圖3所示,隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),南豐蜜橘果實(shí)的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。CK的可溶性固形物含量在貯藏30 d時(shí)達(dá)到峰值(16.56%),而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則均在50 d時(shí)達(dá)到峰值,分別為CK的1.05、1.06、1.08和1.08倍。至60 d貯藏結(jié)束時(shí),CK的可溶性固形物含量較貯藏前下降14.78%,較峰值下降26.23%;而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則分別為貯藏前的1.11、1.14、1.17和1.18倍,較峰值僅下降5.11%、4.48%、2.90%和3.14%,4個(gè)GLE質(zhì)量濃度處理之間無(wú)顯著差異。

圖3 GLE對(duì)南豐蜜橘果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

CK的可溶性糖含量在貯藏30 d時(shí)達(dá)到峰值(14.56%),而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則在貯藏40 d時(shí)達(dá)到峰值,且分別為CK的96.29%、96.63%、97.50%和97.55%。至60 d貯藏結(jié)束時(shí),CK的可溶性糖含量較峰值下降18.61%,較貯藏前下降5.58%;5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的可溶性糖含量較峰值下降8.18%、6.97%、7.09%和7.54%,但仍高于貯藏前水平,4個(gè)GLE質(zhì)量濃度處理之間無(wú)顯著差異。

CK和GLE處理果實(shí)的可滴定酸含量均在貯藏10 d時(shí)達(dá)到峰值,此后下降,但GLE處理的下降速率明顯緩于CK,貯藏60 d后,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理可滴定酸含量分別為CK的1.20、1.28、1.34和1.35倍,但稍低于貯藏前水平。在5～15 g/L GLE質(zhì)量濃度范圍內(nèi),其下降趨勢(shì)隨GLE質(zhì)量濃度的增加而變緩,而15 g/L和20 g/L處理之間無(wú)顯著差異。

CK和GLE處理果實(shí)的維生素C含量均在貯藏20 d時(shí)達(dá)到峰值,此后持續(xù)下降,但GLE處理的下降速率明顯緩于CK,至60 d貯藏結(jié)束時(shí),5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L處理的維生素C含量分別為CK的1.32、1.44、1.45和1.47倍,但低于貯藏前水平,10 g/L、15 g/L和20 g/L處理之間無(wú)顯著差異。

可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量是評(píng)價(jià)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的主要指標(biāo),其含量的下降是果實(shí)品質(zhì)下降的主要表現(xiàn)。本研究結(jié)果表明,5 g/L GLE處理即可高效阻止可溶性固形物含量和可溶性糖含量的下降,10 g/L GLE處理可顯著延緩維生素C含量的下降,15 g/L GLE處理即可最大程度地延緩可滴定酸含量的下降,說(shuō)明GLE處理能有效地延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)的品質(zhì)。

2.1.4 GLE處理對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響 呼吸速率是果實(shí)采后生命活動(dòng)的重要指標(biāo),反映了果實(shí)代謝活動(dòng)的活躍程度。如圖4所示,貯藏期間,不同處理南豐蜜橘果實(shí)呼吸速率均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。CK在貯藏20 d時(shí),呼吸速率達(dá)到峰值,而GLE處理呼吸速率達(dá)到峰值的時(shí)間則為貯藏30 d,并且顯著低于CK。在整個(gè)貯藏期間,GLE處理的呼吸速率均低于CK,其中10 g/L、15 g/L和20 g/L處理顯著低于5 g/L處理,但10 g/L、15 g/L和20 g/L處理之間無(wú)顯著差異。這說(shuō)明GLE處理能有效地抑制采后南豐蜜橘果實(shí)的呼吸作用,降低果實(shí)的代謝活動(dòng),起到良好的保鮮作用。

圖4 GLE對(duì)南豐蜜橘果實(shí)呼吸速率的影響

2.1.5 GLE處理對(duì)南豐蜜橘果實(shí)抗氧化酶活性的影響 如圖5所示,隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同處理南豐蜜橘果實(shí)抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均先上升后下降。CK和GLE處理的抗氧化酶活性分別在貯藏20 d和30 d時(shí)達(dá)到峰值,此后均下降,但GLE處理的下降速率顯著緩于CK。整個(gè)貯藏期間,GLE處理的SOD、POD和CAT活性均顯著高于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的SOD活性峰值分別為CK的1.15、1.18、1.18和1.16倍,POD為1.23、1.28、1.30和1.27倍,CAT則為1.21、1.24、1.30和1.30倍;至60 d貯藏結(jié)束時(shí),5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的SOD活性分別為CK的1.68、1.71、1.70和1.68倍,POD為2.28、2.44、2.36和2.33倍,CAT則為2.60、2.63、2.63和2.80倍。由此可知,GLE處理能顯著提高抗氧化酶活性,延緩抗氧化酶活性的下降,從而延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì)。

圖5 GLE對(duì)南豐蜜橘果實(shí)抗氧化酶活性的影響

2.2 GLE對(duì)意大利青霉的抑制作用及抗氧化作用

2.2.1 GLE對(duì)意大利青霉的抑制作用 如圖6A所示,PenicilliumitalicumYN-5菌株培養(yǎng)7 d后,對(duì)照的菌株已長(zhǎng)滿PDA平板,而不同質(zhì)量濃度GLE處理的的菌株雖有生長(zhǎng),但菌落直徑均小于對(duì)照,說(shuō)明GLE處理能很好地抑制意大利青霉的生長(zhǎng)。且隨GLE質(zhì)量濃度的增大,GLE對(duì)意大利青霉的抑制率逐步增強(qiáng);5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理對(duì)意大利青霉的抑制率分別為49.29%、78.85%、85.63%和89.96%(圖6B)。由此可知,15 g/L的GLE即可高效(>85%)抑制意大利青霉的生長(zhǎng)。

圖6 GLE對(duì)意大利青霉的抑制作用

2.2.2 GLE的抗氧化作用 由圖7可知,GLE對(duì)羥基和DPPH自由基清除率均隨GLE質(zhì)量濃度的上升而增加,20 g/L GLE處理,羥基和DPPH自由基清除率分別高達(dá)93.98%和92.74%。由此可見(jiàn),GLE具有強(qiáng)抗氧化功能,其抗氧化作用隨GLE質(zhì)量濃度的上升而增強(qiáng)。

圖7 不同質(zhì)量濃度GLE對(duì)DPPH和羥基自由基清除率的影響

3 討論

3.1 GLE處理對(duì)南豐蜜橘保鮮效果的影響

腐爛率是評(píng)價(jià)果實(shí)保鮮效果的重要指標(biāo),病原菌侵染和繁殖是果實(shí)腐爛的主要原因。劉志祥等[21]、李玲等[20]和梁佳豪等[33]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理可顯著降低貯藏過(guò)程中草莓、荔枝和櫻桃的腐爛率,本研究利用GLE處理南豐蜜橘亦可顯著降低果實(shí)腐爛率。這是由于GLE含有大量抑菌活性物質(zhì),如銀杏黃酮[12]、內(nèi)酯[14]和多糖[15-16]對(duì)細(xì)菌[12,15,34-35]和真菌[12,36-37]均有良好的抑制作用,因而降低果實(shí)腐爛率。此外,張美麗等[38]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理獼猴桃可誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性,促進(jìn)具有抗菌活性的酚類和黃酮類物質(zhì)積累,增強(qiáng)對(duì)青霉菌的抗性,這可能是GLE處理降低果實(shí)腐爛率的另一原因。

水分蒸騰和自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗是果實(shí)失重的主要原因,這不僅影響果實(shí)的新鮮度和口感,還會(huì)降低果實(shí)的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。李玲等[20]、Wang等[24]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]等研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可大幅度降低荔枝、沙糖橘、櫻桃和蘋果失重率,本研究中15 g/L的GLE處理可使貯藏60 d的南豐蜜橘果實(shí)失重率降低達(dá)54.74%,這說(shuō)明GLE處理可顯著抑制果實(shí)失重,有利于維持果實(shí)新鮮和品質(zhì)。GLE可抑制果實(shí)呼吸作用,降低代謝活動(dòng),從而減少自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗[39-41];GLE處理果實(shí)可在果皮表面形成一層保護(hù)膜,阻塞氣孔,降低蒸騰作用,從而阻止水分流失[42]。

3.2 GLE對(duì)采后南豐蜜橘果實(shí)品質(zhì)的影響

大小、色澤和形狀不僅是評(píng)價(jià)果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo),也在很大程度上影響果實(shí)的價(jià)值[27]。李玲等[20]和陳迪新等[40]進(jìn)行荔枝和碭山梨的保鮮研究時(shí)發(fā)現(xiàn),GLE處理有利于維持果實(shí)外觀品質(zhì)。本研究中5 g/L GLE處理即可延緩貯藏過(guò)程中南豐蜜橘果皮的黃化,維持果實(shí)的亮度,保持更優(yōu)的外觀品質(zhì),這可能是GLE的強(qiáng)抗氧化特性,延緩了果皮的氧化衰老[43-45]。

可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量是評(píng)價(jià)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)。劉志祥等[21]、張瑾等[22]和梁佳豪等[33]等利用GLE進(jìn)行草莓、櫻桃和冬棗保鮮時(shí)發(fā)現(xiàn),GLE處理可顯著延緩可溶性固形物含量的下降。本研究中南豐蜜橘果實(shí)可溶性固形物含量在貯藏期間先上升后下降,并且GLE處理可顯著延緩可溶性固形物含量的下降。貯藏前期,果實(shí)中淀粉等多糖不斷轉(zhuǎn)化為可溶性糖,原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠,導(dǎo)致可溶性固形物含量上升;貯藏后期由于果實(shí)的呼吸作用,糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為底物被代謝消耗,可溶性固形物含量下降[46]。GLE可抑制果實(shí)的呼吸作用[39-41],并在果皮表面形成保護(hù)膜降低O2和CO2的滲透性[47],降低代謝活動(dòng),減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗,從而延緩可溶性固形物含量的下降。

南豐蜜橘的可溶性糖主要為蔗糖、果糖、葡萄糖等,糖的種類、比例和含量將決定果實(shí)的風(fēng)味[48]。在本研究中,CK在貯藏30 d時(shí)可溶性糖含量達(dá)到峰值,說(shuō)明此時(shí)果實(shí)已經(jīng)完全成熟,此后可溶性糖含量下降,果實(shí)進(jìn)入衰老期。GLE處理可溶性糖含量則在40 d時(shí)達(dá)到峰值,此后緩慢下降,并且貯藏結(jié)束時(shí)可溶性糖含量仍高于貯藏前,說(shuō)明GLE處理可阻止果實(shí)可溶性糖含量的下降,延緩果實(shí)衰老。

有機(jī)酸種類和含量是影響水果口感和風(fēng)味的重要因子。柑橘中的有機(jī)酸主要為檸檬酸[49]。Wang等[24]、李玲等[20]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可顯著延緩沙糖橘、荔枝、櫻桃和蘋果貯藏過(guò)程中可滴定酸含量的下降。本研究中可滴定酸含量先上升,后逐步下降,但GLE處理的下降趨勢(shì)顯著緩于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理間無(wú)明顯差異,說(shuō)明低質(zhì)量濃度的GLE處理即可有效延緩可滴定酸含量下降,維持果實(shí)品質(zhì)。

果實(shí)在采后貯藏過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧自由基,引起細(xì)胞膜脂過(guò)氧化或脫酯,破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),影響細(xì)胞功能,加速果實(shí)衰老。維生素C作為一種還原劑,在貯藏過(guò)程中易被活性氧自由基氧化而損失,因此維生素C的含量及變化是評(píng)價(jià)果實(shí)保鮮效果和衰老程度的重要指標(biāo)。李玲等[20]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可延緩沙糖橘、荔枝、櫻桃和蘋果維生素C含量的下降,本研究中10 g/L GLE處理亦可顯著延緩南豐蜜橘果實(shí)維生素C含量的下降。GLE中的黃酮、內(nèi)酯和多糖等生理活性物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化功能,可有效地清除活性氧自由基,抑制膜脂過(guò)氧化,從而有效地阻止維生素C含量的下降,延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì)[50-54]。此外,由于不同水果營(yíng)養(yǎng)成分的差異,氧化受損程度亦不同,因此有效的GLE處理濃度亦不盡相同。

呼吸強(qiáng)度是果實(shí)采后生命活動(dòng)的重要標(biāo)志,反映了果實(shí)代謝活動(dòng)的活躍程度。陳迪新等[40]和張美芳等[41]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理能夠顯著降低碭山梨和蘋果貯藏保鮮時(shí)果實(shí)的呼吸速率,本研究利用GLE進(jìn)行南豐蜜橘保鮮亦獲得了類似的結(jié)果。GLE中的黃酮可通過(guò)抑制呼吸鏈酶活性來(lái)降低呼吸作用[39]。此外,肖錫湘[55]和葉利民等[5]研究發(fā)現(xiàn),蜂蠟涂膜和碳酸氫鈉處理可降低南豐蜜橘呼吸速率,GLE處理亦可在果皮表面形成一層保護(hù)膜,降低環(huán)境與果實(shí)之間的氣體傳遞速率,從而降低呼吸速率[42]。

SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶,對(duì)清除逆境脅迫下植物細(xì)胞內(nèi)過(guò)量的活性氧自由基,維持胞內(nèi)氧化應(yīng)激平衡具有重要的作用[13,56-61]。張美麗等[38]等研究發(fā)現(xiàn),GLE處理可誘導(dǎo)獼猴桃貯藏過(guò)程中多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶等抗氧化酶活性的提高。GLE可減輕大鼠乙醇誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激壓力和流感嗜血桿菌誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷,并能誘導(dǎo)抗氧化酶,如SOD、CAT和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)水平的升高[62-65]。此外,Chen等[66]在構(gòu)建的阿爾茨海默癥模型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),GLE可顯著降低細(xì)胞的活性氧和丙二醛水平,提高SOD、CAT和GPx活性,保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。本研究中GLE處理南豐蜜橘果實(shí),亦可顯著誘導(dǎo)提高抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,延緩SOD、POD和CAT活性的下降,這說(shuō)明GLE處理可通過(guò)誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性,減輕活性氧自由基毒害作用,延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì)。

3.3 GLE對(duì)意大利青霉的抑制作用及抗氧化作用

喻林華等[35]和張美麗等[38]研究結(jié)果表明,GLE對(duì)柑橘青霉病菌、獼猴桃青霉病等具有良好的抑制作用。本研究結(jié)果表明,GLE對(duì)引起南豐蜜橘腐爛的意大利青霉具有良好的抑制作用,這是由于GLE中含有多種抑菌活性成分,具有廣譜的抑菌作用。此外,GLE中的黃酮可破壞細(xì)胞膜,從而增大細(xì)胞膜通透性,促進(jìn)內(nèi)含物釋放,進(jìn)而抑制意大利青霉的生長(zhǎng)[67]。

GLE具有很強(qiáng)的抗氧化作用,高濃度的GLE具有極強(qiáng)的DPPH自由基和羥基自由基清除能力,這與GLE中含有銀杏黃酮、內(nèi)酯、多糖等多種強(qiáng)抗氧化生理活性成分有關(guān)[13,16,24,68]。此外,GLE中的銀杏黃酮和有機(jī)酸具有優(yōu)良的協(xié)同抗氧化作用[44]。果實(shí)在采后貯藏過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的自由基,導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過(guò)氧化,進(jìn)而加速果實(shí)衰老。但是,GLE中的黃酮可催化脂質(zhì)過(guò)氧化物分解,從而降低氧化應(yīng)激水平;金屬離子是多種氧化酶的激活劑,可加速氧化反應(yīng)的進(jìn)行,而銀杏黃酮可與金屬離子結(jié)合,抑制氧化反應(yīng)[13,50-54],因而延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì)。

4 結(jié)論

在南豐蜜橘的貯藏過(guò)程中,GLE處理能顯著提高果實(shí)的保鮮效果,延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì)。其中,15 g/L GLE處理可顯著降低南豐蜜橘果實(shí)的腐爛率和失重率;5 g/L GLE處理可顯著提高南豐蜜橘果實(shí)的亮度,阻止果皮的黃化,同時(shí)還可以高效延緩可溶性固形物含量和可溶性糖含量的下降;10 g/L GLE處理可顯著延緩南豐蜜橘果實(shí)維生素C含量下降,而15 g/L GLE處理能最大限度地延緩可滴定酸含量下降,更高質(zhì)量濃度的GLE對(duì)保鮮效果和品質(zhì)無(wú)顯著提升效果。綜合考慮,本研究認(rèn)為15 g/L GLE處理最適合采后南豐蜜橘果實(shí)的貯藏保鮮。GLE處理的南豐蜜橘保鮮機(jī)制在于對(duì)果實(shí)呼吸作用和病原菌的抑制,自身的強(qiáng)抗氧化特性和誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性。

本研究的貯藏保鮮方法的原材料來(lái)源廣泛,操作簡(jiǎn)單,儀器設(shè)備要求低,不僅可促進(jìn)銀杏落葉的綜合利用,還為果農(nóng)提供了一種簡(jiǎn)便有效的南豐蜜橘保鮮方法,有利于緩解南豐蜜橘“旺季爛、淡季斷”的矛盾局面,提高果農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入。此外,本研究結(jié)果還為進(jìn)一步開(kāi)展南豐蜜橘分子保鮮機(jī)制提供基礎(chǔ)。