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        1-MCP和真空預冷對“三冠王”黑莓果實貯藏效果及活性氧代謝的影響

        2010-03-23 08:43:44王友升王郅媛王貴禧李麗萍
        食品科學 2010年18期
        關鍵詞:冠王黑莓預冷

        趙 茜,王友升,*,王郅媛,王貴禧,李麗萍

        (1. 北京工商大學 植物資源研究開發(fā)北京市重點實驗室,北京 100048;2. 北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程

        研究中心,北京 100048;3. 中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育實驗室,北京 100091)

        1-MCP和真空預冷對“三冠王”黑莓果實貯藏效果及活性氧代謝的影響

        趙 茜1,2,王友升1,2,*,王郅媛1,2,王貴禧3,李麗萍1,2

        (1. 北京工商大學 植物資源研究開發(fā)北京市重點實驗室,北京 100048;2. 北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程

        研究中心,北京 100048;3. 中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育實驗室,北京 100091)

        “三冠王”黑莓果實分別用5μg/L 1-MCP和真空預冷(10℃)處理,然后于0℃貯藏21d,并測定黑莓果實的貯藏效果及活性氧代謝。1-MCP和真空預冷處理均抑制黑莓果實色澤L*、a*、b*值和可溶性固形物的升高,其中真空預冷作用效果優(yōu)于1-MCP。雖然1-MCP和真空預冷處理均推遲了LOX 活性、花青素含量的上升,但1-MCP處理還具有降低膜脂過氧化產(chǎn)物MDA 的積累和對總還原能力的推遲作用,而真空預冷處理能夠提高總還原能力,但也誘導MDA含量升高。結果表明1-MCP和真空預冷處理均可有效延緩黑莓果實的品質(zhì)劣變,但對活性氧代謝的影響出現(xiàn)明顯差異。

        黑莓;1-MCP;真空預冷;品質(zhì);活性氧代謝

        黑莓(Rubus spp.)屬于薔薇科(Rosaceae)懸鉤子屬(Rubus L.)聚合漿果,果實柔嫩多汁、風味獨特[1],其中含有的SOD、鞣化酸[2]、花青素[3]具有很強的抗氧化能力。但由于果皮極薄,組織嬌嫩,結構易碎,且呼吸速率高等特點,采后不耐貯藏[4]。

        1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcylclopropene,1-MCP)是一種環(huán)丙烯類化合物,它可以阻斷乙烯與受體蛋白結合,抑制乙烯誘導果實成熟和衰老,在蘋果[5]、梨[6]等果蔬

        上應用已經(jīng)取得理想的效果。對于黑莓這種非呼吸躍變型果實來說,1-MCP作用效應及其機理目前還不十分清楚。真空預冷將被采摘后的物料放在真空室內(nèi),通過抽真空,使物料內(nèi)部的水分迅速蒸發(fā),由于水分的蒸發(fā)吸熱導致物料本身溫度下降(一般在0~10℃)。具有冷卻速度快、效果均勻、能耗低、產(chǎn)品不會受到污染等特點,目前已在青花菜[7]、白蘑菇[8]等果蔬上有相關報道,并發(fā)現(xiàn)其可有效延長果實的貨架期。但真空預冷黑莓果實的作用效果,還未見相關報道。本研究以黑莓為試材,比較1-MCP、真空預冷對黑莓果實的貯藏效果比較,為延長黑莓果實市場供應時間提供一定的理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        本研究所采用的黑莓品種為“三冠王”(Triple Crown),采自北京順義區(qū)果園,采收后迅速運入實驗室。選擇果實大小、色澤、成熟度一致,無病蟲害與無機械傷的樣品進行實驗。

        Na2HPO4、NaH2PO4、考馬斯亮藍、聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)、三氯乙酸、丙酮、甲醇、氯化鉀、醋酸鈉、鐵氰化鉀、三氯化鐵、亞油酸、過氧化氫、硫代巴比妥酸等均為分析純,購于北京北化精細化學品有限責任公司。

        1.2 儀器與設備

        T25分散機;F-80C型制冰機;Eppendorf 5810R型離心機;TB-214型分析天平;UV-2450型分光光度計;DHG 9145A型電熱鼓風干燥箱;THZ-C-1型全溫空氣浴搖床;PR-201型手持糖度計;HH.SY11-Ni2電熱恒溫水浴鍋。

        1.3 原料處理設計

        黑莓果實的采收成熟度為七成熟,即果面著黑色面積為30%左右。本實驗設計3組處理:對照組(A),選擇同等成熟度,同等大小的果實作為對照;1-MCP處理組(B):將果實裝入塑料箱內(nèi),用5μg/L 1-MCP在20℃熏蒸24h;真空預冷處理(C):將果實裝入塑料箱內(nèi),打開箱蓋,放入真空預冷凍干機中10℃放置1h。所有處理完畢后將塑料箱置于0℃貯藏21d后測定各項品質(zhì)和生理指標。

        1.4 樣品的提取

        從15個黑莓果實中取10g果肉,加入20mL提取溶液,冰浴下均質(zhì),在14000×g、4℃條件下離心1h后取上清液進行測定,其中蛋白質(zhì)、脂氧合酶(LOX)、過氧化氫酶(CAT)活性的提取液為PBS磷酸緩沖液(100mmol/L,pH 7.8)+0.2g PVPP,丙二醛(MDA)的提取液為5g/100mL三氯乙酸(TCA),花青素的提取液為丙酮,總還原能力的提取液為甲醇。

        1.5 測定指標

        1.5.1 色度測定

        用色差計測定果實的果皮和果肉色度,用L*a*b*色度空間表征果實的色度變化,L*表征亮度,a*表征紅色飽和度,b*表征黃色飽和度。果實色度測定時分別在果實縱切面的四邊測定一個點。每個處理測定15個黑莓果實的色度,取平均值。

        1.5.2 可溶性固形物(SSC)含量測定

        取黑莓果實,榨汁,用糖度計測定果實的可溶性固形物。重復測定3次取平均值。以牛血清蛋白作標準曲線,換算成每克鮮樣中蛋白質(zhì)含量(mg/g mf)。

        1.5.3 蛋白質(zhì)含量測定

        參照史蘭[9]的方法,反應體系:0.1mL PBS提取液,5.0mL考馬斯亮藍,反應10min,然后在595nm下測定其吸光度。重復測定3次取平均值。

        1.5.4 丙二醛(MDA) 測定

        根據(jù)Wang等[10]的方法,反應體系中含硫代巴比妥酸(TBA,0.33g/100mL)和1mL三氯乙酸(TCA)提取液,混勻后在95℃加熱20 min,迅速冷卻并在14000×g離心10min。取上清液分別在532nm和600nm波長測定吸光度,并計算脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量。重復測定3次取平均值。

        1.5.5 花青素含量的測定

        參照Wang等[11]的方法。以天竺葵-3-葡萄糖苷作標準曲線,樣品的花青素含量換算為每克鮮質(zhì)量樣品中天竺葵-3-葡萄糖苷的含量(mg/g mf)。重復測定3次取平均值。

        1.5.6 總還原能力測定

        參考Liyana-Pathirana[12]的方法。反應體系為:0.2mL樣品,1.0mL磷酸緩沖液(PBS)和1.0mL 1g/100mL鐵氰化鉀混合均勻,于50℃水浴鍋中放置20min,冷卻,加入1.0mL 10g/100mL TCA,混勻后取出1mL,再加入2mL蒸餾水和0.3mL 0.1g/100mL FeCl3,放置10min后于700nm下測其吸光度記為A。用0.2mL蒸餾水代替樣品作為空白,所得吸光度記為A1。以吸光度(A-A1)大小來評價還原能力的強弱。重復測定3次取平均值。

        1.5.7 脂氧合酶(LOX)活性測定

        LOX活性的測定參考Wang[13]的方法,體系中含0.05mL 0.4mmol/L亞油酸鈉, 2.85mL 89mmol/L 磷酸緩沖液(pH 6.0)和0.3mL提取液,反應溫度為30℃ ,測定1min內(nèi)234nm處吸光度(A),用磷酸緩沖液代替樣品作空白,所得吸光度為A1,以(A-A1)評價酶活強弱。酶活性以U/g mf表示。重復測定3次取平均值。

        1.5.8 過氧化氫酶(CAT)活性測定

        參照Wang[14]的方法,CAT活性測定反應體系中含2.2mL磷酸緩沖液(41mmol/L,pH7.0),0.3mL H2O2(4mmol/L),0.3mL酶液,反應溫度30℃,測定1min內(nèi)240nm處吸光度變化。酶活性以U/g mf表示。重復測定3次取平均值。

        1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

        采用SPSS軟件,對所有數(shù)據(jù)進行鄧肯氏多重差異比較及相關性分析,當P<0.05時,表示差異顯著。

        2 結果與分析

        2.1 不同處理對“三冠王”黑莓果實色澤的影響

        圖1 不同處理對“三冠王”黑莓果實色澤的影響Fig.1 Effect of 1-MCP a,n,d vacuum pre-cooling treatments on the L*, a* and b* of Triple Crown,, blackberry fruit

        圖1 表明,在0℃貯藏21d后,對照組黑莓果實的L*值呈明顯上升趨勢。與對照相比,1-MCP處理和真空預冷處理均延緩了果皮亮度上升的速度。同樣地,對照組果實的a*值在貯藏后也呈明顯上升,經(jīng)1-MCP處理和真空預冷處理可使果實a*值維持在較低水平上。而對照組黑莓黑果實的b*值在0℃條件下貯藏21d時極顯著下降,并且1-MCP處理和真空預冷處理分別比對照低27.6%、33.4%。

        2.2 不同處理對“三冠王”黑莓果實可溶性固形物含量的影響

        圖2 不同處理對“三冠王”黑莓果實可溶性固形物的影響Fig.2 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on the soluble solid content of , , Triple Crown, , blackberry fruit

        由圖2可知,在0℃貯藏21d后,對照組黑莓果實可溶性固形物含量呈上升趨勢,對于對照組,1-MCP處理和真空預冷處理的黑莓果實可溶性固形物含量分別顯著減低了39.9%、50.2%。表明1-MCP處理和真空預冷處理可以有效延緩可溶性固形物含量的升高。

        2.3 不同處理對“三冠王”黑莓果實蛋白質(zhì)含量的影響

        圖3 不同處理對“三冠王”黑莓果實蛋白質(zhì)的影響Fig.3 Effect of 1-MCP a,,nd vacuum pre-cooling treatments on protein content of Triple Crown , , blackberry fruit

        對照組黑莓果實蛋白質(zhì)含量在0℃貯藏21d后顯著下降了24.9%(圖3);經(jīng)1-MCP處理和真空預冷處理過的果實在貯藏后,其蛋白質(zhì)含量均與對照組均無顯著性差異。

        2.4 不同處理對“三冠王”黑莓果實MDA含量的影響

        圖4 不同處理對“三冠王”黑莓果實MDA的影響Fig.4 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on MDA content of , , Triple Crown, , blackberry fruit

        從圖4可以看出,對照組黑莓果實MDA含量較剛采摘時顯著降低,1-MCP處理組和真空預冷處理組的MDA含量變化趨勢相反。與對照組相比,1-MCP處理的黑莓果實MDA含量顯著減低到22.97nmol/g mf。而真空預冷處理的黑莓果實MDA含量比對照組顯著增加了9.3%。結果表明,1-MCP可以減少MDA的生成,而真空預冷會誘導MDA產(chǎn)生。

        2.5 不同處理對“三冠王”黑莓果實花青素含量的影響

        圖5 不同處理對“三冠王”黑莓果實花青素含量的影響Fig.5 Effect of 1-MCP and,, vacuum pre-cooling treatments on anthocyanins content of Triple Crown, , blackberry fruit

        由圖5可知,對照組黑莓果實花青素含量在0℃貯藏21d時極顯著升高達到27.23mg/g mf;1-MCP處理組黑莓果實與對照組的花青素含量相比顯著減低了43.6%,同樣地,真空預冷處理的黑莓果實花青素含量也顯著降低了12.4%,但1-MCP處理組降幅大于真空預冷處理組黑莓果實。

        2.6 不同處理對“三冠王”黑莓果實還原力的影響

        圖6 不同處理對“三冠王”黑莓果實還原力的影響Fig.6 Effect of 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments on total reducing power of Triple Crown blackberry fruit

        圖6 表明,0℃貯藏21d后,對照組黑莓果實的總還原能力與剛采摘時相比顯著升高,相比而言,1-MCP處理的黑莓果實總還原能力與對照組相比下降了32.9%,而真空預冷處理的黑莓果實總還原能力比對照組上升了20.3%。表明真空預冷可以有效提高果實的抗氧化能力。

        2.7 不同處理對“三冠王”黑莓果實LOX活性的影響

        圖7 不同處理對“三冠王”黑莓果實LOX的影響Fig.7 Effect of 1-MCP, a ,nd vacuum pre-cooling treatments on LOX activity of Triple Crown, , blackberry fruit

        對照組黑莓果實在0℃貯藏21d后LOX活性極顯著升高(圖7)。與對照組相比,1-MCP處理和真空預冷處理明顯抑制LOX活性上升(P<0.01),分別減少了41%和25.4%。

        2.8 不同處理對“三冠王”黑莓果實CAT活性的影響

        圖8 不同處理對“三冠王”黑莓果實CAT的影響Fig.8 Effect of 1-MCP, ,and vacuum pre-cooling treatments on CAT activity of Triple Crown,,blackberry fruit

        根據(jù)圖8顯示,對照組黑莓果實在0℃貯藏到21d時CAT活性與剛采摘時相比下降了72.5%,但不論是1-MCP處理還是真空預冷處理的黑莓果實CAT活性與對照均無顯著性差異。

        2.9 黑莓果實品質(zhì)與活性氧代謝的相關性分析

        表1表明,代表黑莓果實色澤亮度的L*值與黃色飽和度b*值呈顯著負相關性,與蛋白質(zhì)含量也具有極顯著負相關性,但與SSC呈正相關效應,其相關系數(shù)達到-0.725。而果實紅色飽和度的a*值則只與SSC有極顯著正相關性,b*值同時也與蛋白質(zhì)含量的相關性在極顯著水平上。SSC同蛋白質(zhì)含量無顯著性相關。

        從活性氧代謝中各指標間的相關性分析可以看出,MDA含量分別與花青素含量、總還原能力具有正相關效應,其中與花青素含量達到極顯著水平?;ㄇ嗨睾颗c總還原能力也呈正相關性,其相關系數(shù)達到0.688。此外,黑莓果實LOX活性與CAT活性的極顯著負相關效應,說明LOX活性為CAT活性變化的強影響因子。

        表1 黑莓果實品質(zhì)與活性氧代謝的相關性分析Table 1 Correlation between the quality of blackberry and reactive oxygen species metabolism

        在品質(zhì)指標與活性氧代謝中各個指標的相關性分析結果中發(fā)現(xiàn),果實色澤L*值和CAT活性呈極顯著負相關性,與LOX活性、總還原能力呈極顯著正相關效應。但果實b*值和蛋白質(zhì)含量則分別與LOX活性呈極顯著負相關性,與CAT活性呈極顯著正相關性。而SSC只同LOX具有極顯著正相關效應,其相關系數(shù)達到0.613。

        3 討 論

        色澤、SSC、蛋白質(zhì)含量作為品質(zhì)指標的重要組成部分,其含量的下降是果實衰老的重要標志之一。本研究結果顯示,在0℃貯藏21d后,對照組黑莓果實色澤L*值、a*值上升、b*值下降,而1-MCP處理的黑莓果實L*值、a*值和b*值均顯著下降,表明1-MCP能夠延緩果實色澤的加深。同樣地,1-MCP處理對SSC上升也具有延緩作用,這與前人所研究的1-MCP在一定程度上延緩了草莓[15]和芒果[16]可溶性固形物的升高相一致。但1-MCP并沒有增加黑莓果實中的蛋白質(zhì)含量,同史蘭等[9]研究1-MCP處理增加草莓中蛋白質(zhì)含量有所不同,對于這種差異是果實的特異性還是1-MCP處理的不同所致,還需要進一步研究。同時本實驗發(fā)現(xiàn),真空預冷處理也可以延緩果實色澤的加深和SSC的升高,且作用效果顯著優(yōu)于1-MCP。而對蛋白質(zhì)含量并沒有影響。相關性分析的結果也表明,SSC與蛋白質(zhì)含量不存在顯著相關性。

        植物體在成長過程中,體內(nèi)會產(chǎn)生活性氧,在受到逆境脅迫時,活性氧平衡有可能會被打破,對植物造成傷害,為了適應不斷發(fā)生改變的外界環(huán)境,植物自身形成了一套防御體系,包括酶促抗氧化體系(如CAT、POD、SOD等)和非酶促抗氧化體系(如APX、GSH等)[17-18]。李志強等[19]研究發(fā)現(xiàn)的1-MCP明顯降低草莓果實LOX活性、膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累,與本實驗結果也證實1-MCP能有效延緩LOX活性上升和MDA含量的產(chǎn)生。相關性研究顯示,黑莓果實MDA含量和CAT活性、LOX活性無相關性,但CAT和LOX活性之間的相關系數(shù)高達-0.961。表明MDA含量減少并不是主要由于CAT活性引起的,而LOX活性下降則有可能是因為CAT活性上升導致的。

        已有報道表明,1-MCP可以延緩草莓果實花青素含量的增加[15],這與本實驗結果1-MCP處理的黑莓果實花青素含量與對照組相比顯著降低保持一致。此外,本實驗也研究了真空預冷處理后黑莓果實花青素含量變化,但與李文香等[20]在草莓上的報道不一致,這有可能是因為果實品種和采后成熟度有關。相關性研究結果表明,黑莓果實的花青素含量與總還原能力呈正相關性,表明花青素也對抗氧化能力起到強影響作用。同時,總還原能力即抗氧化活性與MDA含量之間也具有正相關效應,這與劉順枝等[21]的報道中在抗氧化活性升高的同時,延緩了MDA含量的上升不一致,但具體是如何影響的,尚須進一步實驗進行證實。

        4 結 論

        本研究結果表明:0℃貯藏期間,1-MCP處理可有效延緩黑莓果實SSC、果實色澤L*、a*、b*值以及LOX活性的升高、降低膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累,推遲總還原能力和花青素含量的上升。真空預冷處理可有效提高總還原能力,推遲黑莓果實可溶性固形物、果實色澤L*、a*、b*值的升高、延緩LOX 活性、花青素含量上升,但對MDA含量具有誘導作用。1-MCP和真空預冷處理均可有效延緩黑莓果實的品質(zhì)劣變,但對活性氧代謝的影響出現(xiàn)明顯差異。

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        Effect of 1-MCP and Vacuum Precooling on Fruit Quality and Reactive Oxygen Species Metabolism of Blackberry During Postharvest Periods

        ZHAO Qian1,2,WANG You-sheng1,2,*,WANG Zhi-yuan1,2,WANG Gui-xi3,LI Li-ping1,2
        (1. Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;3. State Forestry Administration Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

        ,,Triple Crown,

        blackberry;1-MCP;vacuum pre-cooling;quality;reactive oxygen species metabolism

        S663.2

        A

        1002-6630(2010)18-0405-06

        2010-06-01

        北京市科技新星項目(2007B011);農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)項目(nyhyzx07-028)

        趙茜(1986—),女,碩士研究生,研究方向為食品生物技術。E-mail:zqhiaaon@126.com

        *通信作者:王友升(1976—),男,副教授,博士,研究方向為食品生物技術。E-mail:wangys@th.btbu.edu.cn

        , blackberry fruit was treated with 5μg/L 1-MCP and vacuum pre-cooling (10 ℃), respectively, and stored at 0 ℃ for 21 d, and their effect on fruit quality and reactive oxygen species metabolism in blackberry fruit were investigated. Both 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments lightened the incline of soluble solids and color L*, a*, b* value of blackberry, and vacuum precooling showed more efficiency than 1-MCP. Both 1-MCP and vacuum pre-cooling treatments could delay the increase of LOX activity and anthocyanin content. However, the 1-MCP reduced the accumulation of malondialdehyde (MDA), the lipid peroxidation product, and delayed the increase of the total reducing power, whereas vacuum pre-cooling could induce the total reducing power and MDA content of blackberry fruit. The results indicated that both 1-MCP and vacuum precooling may be useful to maintain postharvest quality of blackberry fruit and provide longer storage life, whereas the influence on reactive oxygen species metabolism was obviously different.

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