（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

UV-C處理對楊梅采后品質及苯丙烷類代謝的影響

喻 譞，姜璐璐，王煥宇，金 鵬，鄭永華*

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

以“東魁”楊梅果實為材料，研究不同劑量的短波紫外線（UV-C）照射處理對楊梅果實采后品質、抗氧化活性、苯丙烷類代謝產(chǎn)物含量和相關酶活性的影響。楊梅果實先用0、1.5、3.0、4.5、6.0 kJ/m2劑量的UV-C照射處理，然后轉入5℃貯藏12 d。結果表明，3.0 kJ/m2UV-C處理顯著地抑制了楊梅果實貯藏期間腐爛的發(fā)生，延緩了果實硬度和VC含量的下降，保持了果實品質；UV-C處理還顯著提高了果實中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰輔酶A連接酶、查爾酮異構酶和肉桂醛羥化酶等苯丙烷類代謝相關酶的活性，增加了總酚、花色苷、胡蘿卜素和類黃酮的積累，保持了果實較高的抗氧化活性。

短波紫外線；楊梅；品質；抗氧化活性；苯丙烷類代謝

楊梅為我國特色水果，果實色澤鮮艷、風味獨特，深受消費者喜愛。楊梅果實中富含酚類、花色苷和黃酮類等多種植物活性成分，能有效清除人體內(nèi)的自由基，預防各種慢性疾病的發(fā)生，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能[1]。但楊梅果實含水量高、組織柔軟且無外果皮包裹，采后易遭受病原菌侵染而發(fā)生腐爛變質，常溫條件下貯藏期僅為2～3 d[2]。低溫結合化學藥劑處理可有效抑制楊梅果實采后腐爛的發(fā)生，延長貯藏期，但隨著人們對食品安全的關注，化學藥劑的使用逐漸受到限制。因此，探索其他綠色環(huán)保技術延長果實的貯藏期，已成為楊梅采后保鮮研究的新熱點[3-4]。

低劑量的短波紫外線（UV-C，波長在200～280 nm之間）照射果實后能產(chǎn)生一系列的紫外興奮效應，包括誘導果實產(chǎn)生多種抗病物質、延緩后熟衰老進程和延長貯藏期，因而在果實保鮮中具較好的商業(yè)化應用前景[5]。近年來的研究表明，UV-C處理能夠促進柑橘[6]、香菇[7]和番茄果實[8]次生代謝產(chǎn)物的合成，從而提高這些果蔬的抗氧化活性和營養(yǎng)保健功能。但UV-C處理對楊梅果實保鮮的效果及活性成分和抗氧化活性變化的影響尚未見報道。本實驗以“東魁”楊梅果實為實驗材料，研究不同劑量UV-C處理對楊梅果實在5℃低溫貯藏期間果實品質、抗氧化活性、苯丙烷類代謝產(chǎn)物含量和相關酶活性的影響，并從苯丙烷類代謝的角度探討楊梅果實采后抗氧化活性變化的機制，為UV-C處理在楊梅果實保鮮中的應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

供試楊梅采摘于浙江省仙居縣佩杉果蔬專業(yè)合作社，品種為“東魁”。果實采摘后立即運回實驗室，挑選大小和成熟度基本一致、無病蟲害和機械損傷的果實。

碳酸鈉、β-巰基乙醇、二硫蘇糖醇 國藥集團化學試劑有限公司；抗壞血酸、過氧化氫、福林酚試劑南京壽德試劑器材有限公司；p-香豆酸、酚類和花色苷單體、查爾酮、反式肉桂酸 美國Sigma公司；丙酮、三氯化鋁、無水乙醇、乙酸乙酯均為國產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設備

TA-XT2i質構儀 英國SMS公司；GL-20G-H型冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠；UV-1600型分光光度計 上海美普達儀器有限公司；ZDZ-1型紫外輻射照度計 上海嘉定學聯(lián)實業(yè)有限公司；手持阿貝折光儀日本Atago公司。

1.3方法

1.3.1材料處理

在前期實驗中，將挑選好的楊梅果實分成5組，分別按照0（對照）、1.5、3.0、4.5、6.0 kJ/m2劑量的UV-C對果實進行照射處理。處理后的楊梅果實用塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）進行分裝，在（5±1） ℃貯藏12 d后測定果實的腐爛指數(shù)。結果發(fā)現(xiàn)3.0 kJ/m2的UV-C處理對楊梅果實腐爛的腐爛指數(shù)最低，因此在后續(xù)實驗中，研究3.0 kJ/m2的UV-C處理對楊梅果實貯藏期間品質、抗氧化活性、苯丙烷類代謝產(chǎn)物含量和相關酶活性變化的影響。處理組果實用3.0 kJ/m2UV-C處理，以不作任何處理對照，每個處理200個果實，重復3次。處理結束后將果實分裝于聚乙烯塑料盒內(nèi)，在（5±1）℃、90%～95%相對濕度條件下貯藏12 d，每隔3 d取樣用于分析測定。

1.3.2指標測定

1.3.2.1腐爛指數(shù)計算

以楊梅果實表面出現(xiàn)水漬狀病斑作為腐爛的判別依據(jù)。按果實腐爛面積大小劃分腐爛程度為4級：0級，無腐爛；1級，果面有1～3個小腐爛斑點；2級，腐爛面積占果實面積的25%～50%；3級，大于果實面積的50%。計數(shù)重復3次，按下式計算腐爛指數(shù)：

1.3.2.2硬度、可溶性固形物（total soluble solides，TSS）、可滴定酸（total acid，TA）和VC含量的測定

TSS含量：采用手持阿貝折光儀測定；TA含量：采用酸堿滴定法測定，用標準NaOH滴定果實20 mL果汁至pH 8.2（pH計測定）所消耗的體積計算TA含量，結果以檸檬酸百分數(shù)來表示；硬度：采用TA-XT2i質構儀測定果實硬度，探頭直徑5 mm；下壓距離為5 mm，下壓速率為1 mm/s，重復10次，VC含量：采用鄰菲啰啉法測定。

1.3.2.3總酚、總花色苷、總胡蘿卜素和總黃酮含量測定

總酚含量：采用Folin-Ciocalteu法[9]測定；總花色苷含量：采用pH值差異法[10]測定；總黃酮含量：采用AlCl3比色法[11]測定；總胡蘿卜素含量：參照Lichtenthaler等[12]的方法進行測定。

1.3.2.4抗氧化能力測定

抗氧化能力參照張欣等[13]的ABTS法測定。

1.3.2.5苯丙烷類代謝相關酶活性測定

苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）活性參照Koukol等[14]的方法測定，以反應液每小時在290 nm波長處吸光度變化0.001為1個酶活單位；肉桂酸4-羥化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）活性測定參照Lamb[15]、金麗萍[16]等的方法測定，酶活性以反應液在340 nm波長處的吸光度每分鐘變化0.01為1個酶活性單位；4-香豆酸輔酶A連接酶（4-coumarate coenzyme A ligase，4-CL）活性參照Knobloch[17]、何慕涵[18]等的方法測定，以吸光度在333 nm波長處每分鐘變化0.01吸光度為1個酶活單位；查爾酮異構酶（chalcone isomerase，CHI）活性參照Lister等[19]的方法測定，以吸光度在381 nm波長處每小時變化0.1吸光度為1個酶活單位。

以上指標如無特殊說明均重復3次測定。

2 結果與分析

2.1不同劑量UV-C處理對楊梅果實腐爛指數(shù)的影響

圖1 不同劑量UV-C處理對楊梅果實在5 ℃貯藏12 d后腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effect of UV-C treatments at different dosages on decay index of Chinese bayberry after storage at 5 ℃ for 12 days

腐爛是影響楊梅果實貯藏期長短的主要因素，因而腐爛指數(shù)是判斷果蔬保鮮效果的重要依據(jù)，如圖1所示，3.0 kJ/m2的UV-C處理組在貯藏12 d后的腐爛指數(shù)顯著低于對照組（P＜0.05），其他劑量處理的果實腐爛指數(shù)與對照組均沒有顯著差異，說明3.0 kJ/m2的UV-C處理能夠有效抑制楊梅果實腐爛指數(shù)的上升。因此在以下的實驗中進一步研究了3.0 kJ/m2的UV-C處理對楊梅果實品質和苯丙烷類代謝的影響。

2.2 UV-C處理對楊梅果實硬度及TSS、TA和VC含量的影響

楊梅果實采后細胞壁中的多聚半乳糖等果膠成分會逐漸被水解為可溶性果膠，導致細胞壁結構遭到破壞，果實發(fā)生軟化，所以在貯藏期間果實的硬度值表現(xiàn)為下降的趨勢（圖2A），而軟化的果實容易受機械損傷和病菌感染。由圖2可知，UV-C照射處理能夠有效抑制楊梅果實硬度的下降，維持水果良好的感官和運輸過程中的好果率。楊梅果實在貯藏過程中TSS和TA作為呼吸底物逐漸被消耗，所以含量呈下降趨勢（圖2B、C），UV-C處理組的TSS含量與對照組無顯著差異（P＞0.05），但是貯藏期間UV-C處理組的TA含量一直略低于對照組，說明UV-C處理對TA含量的下降有一定的促進作用，最終導致經(jīng)UV-C處理的楊梅果實糖酸比在貯藏期間高于對照組。VC是水果營養(yǎng)價值的重要組成部分，UV-C處理組的VC含量顯著高于對照組（P＜0.05），說明UV-C處理能有效抑制楊梅中VC的降解（圖2D），在貯藏期間維持其VC的含量在較高的水平。

圖2 UV-C處理對楊梅果實在貯藏期間硬度（A）、TSS（B）、TA（C）和VC（D）含量的影響Fig.2 Effects of UV-C treatment on firmness (A) and contents of TSS (B), TA(C) and vitamin C (D) of Chinese bayberry during storage

2.3 UV-C處理對楊梅果實總酚、總花色苷、總胡蘿卜素和總黃酮含量的影響

圖3 UV-C處理對楊梅果實在貯藏期間總酚（A）、總花色苷（B）、總胡蘿卜素（C）和總黃酮（D）含量的影響Fig.3 Effect of UV-C treatment on contents of total phenolics (A), total anthocyanins (B), total carotenoids (C) and total flavonoids(D) in Chinese bayberry during storage

楊梅果實在貯藏初期處理組和對照組的總酚含量差異不大，貯藏6 d后，對照組的總酚含量明顯呈現(xiàn)下降趨勢，而經(jīng)過UV-C照射處理的楊梅果實總酚含量仍能維持較高的水平（圖3A）；總花色苷、總胡蘿卜素和總黃酮含量在楊梅果實貯藏期間均有所上升（圖3B～D），且處理組果實的這些苯丙烷類代謝產(chǎn)物含量均顯著高于對照組（P＜0.05），說明UV-C照射處理有誘導楊梅果實中苯丙烷類代謝產(chǎn)物合成的作用。

2.4 UV-C處理對楊梅果實抗氧化能力的影響

圖4 UV-C處理對楊梅果實在貯藏期ABTS+·清除力的影響Fig.4 Effect of UV-C treatment on ABTS radical scavenging activity of Chinese bayberry during storage

本實驗選取ABTS+·清除力來衡量楊梅果實的抗氧化能力，由圖4可知，UV-C處理組的ABTS+·清除率顯著高于對照組（P＜0.05），說明UV-C照射處理能夠提高楊梅果實的抗氧化能力。

2.5 UV-C處理對楊梅果實PAL、4-CL、CHI和C4H活性的影響

圖5 UV-C處理對楊梅果實在貯藏期間PAL（A）、4-CL（B）、CHI（C）和C4H（D）活性的影響Fig.5 Effects of UV-C treatment on PAL (A), 4-CL (B), CHI (C) and C4H (D) activities of Chinese bayberry during storage

如圖5A所示，PAL活性在果實貯藏期間呈先上后降趨勢，UV-C處理果實的PAL活性略高于對照；4-CL和C4H的活性在經(jīng)過UV-C照射處理后有明顯的提升（P＜0.05），而對照組2種酶的活性則在貯藏期間幾乎沒有變化（圖5B和D）；CHI活性在楊梅果實貯藏期間逐漸下降，UV-C照射處理能夠抑制CHI活性的降低（圖5C）。

3 討 論

果實腐爛是限制楊梅等漿果類水果采后保鮮的主要問題。研究表明，采用適當?shù)蛣┝縐V-C處理能顯著抑制草莓[20]和梨[21]等果實采后腐爛的發(fā)生，從而延長其貯藏期。本實驗結果顯示3.0 kJ/m2的UV-C處理能夠顯著抑制楊梅果實采后腐爛的發(fā)生，同時延緩果實硬度和VC含量的下降，說明適當劑量的UV-C處理能在維持果實良好品質的基礎上，有效防止楊梅果實采后病害的發(fā)生，從而延長貯藏期，是楊梅貯藏保鮮中有較好應用前景的一項技術。但UV-C處理對果實防腐保鮮的效果受處理劑量的影響，在本實驗中，3.0 kJ/m2劑量的UV-C處理對楊梅果實腐爛的抑制作用最顯著，而高劑量（4.5、6.0 kJ/m?）UV-C對果實腐爛的抑制作用反而減小，這可能與高劑量的UV-C對果實組織會產(chǎn)生灼傷等破壞作用有關[22-23]。

PAL、4-CL、C4H和CHI是植物苯丙烷類代謝途徑中調(diào)控酚類和類黃酮物質合成的的主要酶，PAL是該代謝途徑第一步的限速酶，C4H和4-CL是催化合成酚類物質前體4-香豆酸-CoA的關鍵酶，CHI在黃酮類化合物合成中起著重要作用，這些酶在多種果蔬的酚類物質合成中起到重要的調(diào)控作用[24]。已有研究發(fā)現(xiàn)，UV-C處理能夠調(diào)控植物體內(nèi)苯丙烷類代謝，例如提高葡萄果實中類黃酮和黃烷醇類多酚物質的積累[25]。在本實驗中，3.0 kJ/m2的UV-C處理提高了楊梅果實中PAL、4-CL和C4H等苯丙烷類代謝關鍵酶活性，同時促進了總酚、花色苷和類黃酮等苯丙烷類代謝產(chǎn)物的積累，伴隨這些物質的增加，UV-C處理組楊梅果實的ABTS+·清除率均顯著高于對照組果實，說明UV-C處理通過提高苯丙烷類代謝酶的活性，促進了次生代謝物質的合成，進而提高了楊梅果實的抗氧化能力和營養(yǎng)價值。但UV-C處理提高苯丙烷類代謝關鍵酶活性的機理尚不清楚，有待進一步研究。

4 結 論

3.0 kJ/m2的UV-C處理能夠顯著抑制楊梅果實在5℃貯藏期間腐爛的發(fā)生，同時保持果實固有的品質，因此UV-C處理在楊梅果實保鮮中具較好的應用前景。3.0 kJ/m2的UV-C處理可提高PAL、4-CL、CHI和C4H等苯丙烷類代謝關鍵酶的活性，促進總酚、花色苷、胡蘿卜素和類黃酮物質的積累，從而增強果實的抗氧化能力。

[1] BAO Jinsong, CAI Yizhong, SUN Mei, et al. Anthocyanins, flavonols, and free radical scavenging activity of Chinese bayberry (Myrica rubra) extracts and their color properties and stability[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(6): 2327-2332.

[2]席玙芳,鄭永華,應鐵進,等.楊梅果實采后的衰老生理[J].園藝學報, 1994, 21(3): 213-216.

[3]楊愛萍,汪開拓,金文淵,等.乙醇熏蒸處理對楊梅果實保鮮及抗氧化活性的影響[J].食品科學, 2011, 32(20): 277-281.

[4] WANG Kaituo, CAO Shifeng, JIN Peng, et al. Effect of hot air treatment on postharvest mould decay in Chinese bayberry fruit and the possible mechanisms[J]. International Journal of Food Microbiology, 2010, 141(1/2): 11-16.

[5] SHAMA G, ALDERSON P. UV hormesis in fruits: a concept ripe for commercialization[J]. Trends in Food Science and Technology, 2005, 16(4): 128-136.

[6] SHEN Yan, SUN Yujing, QIAO Liping, et al. Effect of UV-C treatments on phenolic compounds and antioxidant capacity of minimally processed Satsuma mandarin during refrigerated storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2013, 76: 50-57.

[7] JIANG Tianjia, JAHANGIR M M, JIANG Zhenhui, et al. Influence of UV-C treatment on antioxidant capacity, antioxidant enzyme activity and texture of postharvest shiitake (Lentinus edodes) mushrooms during storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2010, 56(3): 209-215.

[8] BRAVO S, GARCIA-ALONSO J, MARTIN-POZUELO G, et al. The influence of post-harvest UV-C hormesis on lycopene, beta-carotene, and phenolic content and antioxidant activity of breaker tomatoes[J]. Food Research International, 2012, 49(1): 296-302.

[9]黃樹蘋,談太明,徐長城,等. Folin-Ciocalteu比色法測定絲瓜中多酚含量的研究[J].中國蔬菜, 2010(4): 47-52.

[10]孫婧超,劉玉田,趙玉平,等. pH示差法測定藍莓酒中花色苷條件的優(yōu)化[J].中國釀造, 2011, 30(11): 171-174.

[11]蘇東林,單楊,李高陽.紫外分光光度法測定柑桔皮中總黃酮的含量[J].食品研究與開發(fā), 2007, 28(8): 124-128.

[12] LICHTENTHALER H K, WELLBURN A R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents[J]. Biochemical Society Transactions, 1983, 603: 591-592.

[13]張欣,趙新淮.幾種多酚化合物抗氧化性的不同化學評價及相關性分析[J].食品科學, 2008, 29(10): 85-89.

[14] KOUKOL J, CONN E E. The metabolism of aromatic compounds in higher plants. Ⅳ. Purification and properties of the phenylalanine deaminase ofHordeum vulgare[J]. Journal of Biological Chemistry, 1961, 236: 2692-2698.

[15] LAMB C J, RUBERY P H. A spectrophotometric assay fortranscinnamic acid 4-hydroxylase activity[J]. Analytical Biochemistry, 1975, 68(2): 554-561.

[16]金麗萍,崔世茂,杜金偉,等.干旱脅迫對不同生態(tài)條件下蒙古扁桃葉片PAL和C4H活性的影響[J].華北農(nóng)學報, 2009(5): 118-122.

[17] KNOBLOCH K H, HAHLBROCK K. 4-Coumarate: CoA ligase from cell suspension cultures of Petroselinum hortense Hoffm: partial purification, substrate specificity, and further properties[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1977, 184: 237-248.

[18]何慕涵,蘇文華,張光飛,等.不同地區(qū)短葶飛蓬總黃酮含量與PAL和4CL酶活性的比較[J].中國農(nóng)學通報, 2012(25): 179-183.

[19] LISTER C E, LANCASTER J E, WALKER J. Developmental changes in enzymes of flavonoid biosynthesis in the skins of red and green apple cultivars[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1996, 71(3): 313-320.

[20] COTE S, RODONI L, MICELI E, et al. Effect of radiation intensity on the outcome of postharvest UV-C treatments[J]. Postharvest Biology and Technology, 2013, 83: 83-89.

[21] XU Lingfei, DU Yanmin. Effects of yeast antagonist in combination with UV-C treatment on postharvest diseases of pear fruit[J]. Biocontrol, 2012, 57(3): 451-461.

[22]榮瑞芬,郭堃,李京霞,等. UV-C處理采后桃防御酶活性與貯藏效果研究[J].食品科學, 2007, 28(8): 505-509.

[23] MARQUENIE D, MICHIELS C W, GEERAERD A H, et al. Using survival analysis to investigate the effect of UV-C and heat treatment on storage rot of strawberry and sweet cherry[J]. International Journal of Food Microbiology, 2002, 73(2/3): 187-196.

[24]楊愛萍,汪開拓,金文淵,等.楊梅果實采后抗氧化活性變化及其與苯丙烷類代謝的關系[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2011, 37(9): 221-225.

[25]溫鵬飛,邢延富,牛鐵泉,等. UV-C對葡萄果實品質和多酚類物質積累的影響[J].華北農(nóng)學報, 2013(2): 133-138.

Effects of UV-C Treatment on Quality and Phenylpropanoid Metabolism of Postharvest Chinese Bayberry Fruit

YU Xuan, JIANG Lulu, WANG Huanyu, JIN Peng, ZHENG Yonghua*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effects of UV-C treatment at different dosages on postharvest quality, antioxidant activity, phenylpropane metabolite contents, and related enzymes activities in Chinese bayberry fruit (cv. Dongkui)were investigated. The fruit were treated with 0, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 kJ/m2of UV-C and then stored at 5℃for up to 12 days. The results indicated that UV-C treatment at 3.0 kJ/m2had the most significant inhibitory effect on fruit decay. The decreases of fruit firmness and vitamin C content were retarded and thus fruit quality was maintained. Meanwhile, this UV-C treatment significantly enhanced the activities of phenyalanine ammonialyase, 4-coumarate-CoA ligase, chalcone isomerase and cinnamate 4-hydroxylase, and maintained high levels of total phenolics, anthocyanin, carotenoids and flavonoid and high antioxidant activity during the storage. These results suggest that UV-C treatment has a promising application prospect in quality maintenance of harvested Chinese bayberry fruit.

ultraviolet-C; Chinese bayberry; quality; antioxidant activity; phenylpropanoid metabolism

TS255.3

A

1002-6630（2015）12-0255-05

10.7506/spkx1002-6630-201512048

2014-11-30

國家自然科學基金面上項目（31471632）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303073）

喻譞（1991—），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：2012108085@njau.edu.cn

*通信作者：鄭永華（1963—），男，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：zhengyh@njau.edu