周宏勝,孫鳳杰,2,羅淑芬,李鵬霞,3,*,顏廷才*
(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇 南京 210014;2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧 沈陽 110866;3.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210014)
蓮(Nelumo nucifera Gaertn.)為睡蓮科多年生水生草本植物,是我國特有的植物,2012年全國種植面積達(dá)10億 m2以上,主要集中在湖南、湖北、浙江、江蘇等區(qū)域[1-2]。蓮子含有多種營養(yǎng)保健成分,具有滋陰補(bǔ)脾、潤肺養(yǎng)心等功效,尤其是鮮蓮子,與干蓮子相比更易食,且組織細(xì)膩、口感酥軟、清甜可口,深受消費(fèi)者喜愛[3]。然而,蓮蓬采收季節(jié)多在高溫季節(jié),采摘后的蓮蓬仍然是有生命的機(jī)體,呼吸作用及其他生理代謝都處于較高水平,耐貯性較差,在自然條件下極易發(fā)生褐變、衰老等品質(zhì)劣變問題[4]。市場(chǎng)上新鮮蓮子貨架期一般在3~5 d[5],其供應(yīng)很難滿足市場(chǎng)的需求,因此保鮮顯得尤為重要。高建曉等[5]采用漆蠟處理蓮蓬,在常溫(25±1)℃條件下可抑制蓮蓬褐變,延緩衰老;朱雁青等[6]采用具有特定透性的薄膜包裝袋包裝蓮蓬,袋內(nèi)O2、CO2體積分?jǐn)?shù)分別維持在4.40%~13.03%和5.40%~8.10%范圍,在(5±1)℃條件下延長(zhǎng)了蓮蓬的貯藏期,其他有關(guān)蓮蓬保鮮技術(shù)的研究鮮見報(bào)道。
氯吡苯脲(1-(2-chloropyridin-4-yl)-3-phenylurea,CPPU)又名KT-30,是有細(xì)胞分裂素活性的苯脲類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,也是目前人工合成的活性最高的細(xì)胞分裂素類物質(zhì),主要生理作用有:促進(jìn)器官形成、蛋白質(zhì)合成;延緩作物后期葉片衰老、增加產(chǎn)量;提高坐果率、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí);延緩葉綠素降解,保綠護(hù)綠等[7]。CPPU常作為一種采前噴灑劑,應(yīng)用于多種園藝作物上,用來增大果實(shí)、提高坐果率等。例如,李英等[8]研究顯示,用CPPU處理瓠瓜子房可顯著增加瓠瓜果實(shí)的早期產(chǎn)量和后期產(chǎn)量。Cruz-Castillo等[9]的研究表明,用低劑量CPPU噴灑獼猴桃藤蔓,果實(shí)質(zhì)量增加約12%。近年來,CPPU作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)已經(jīng)延伸到了采后貯藏保鮮領(lǐng)域,例如,陳秋汝[10]用不同質(zhì)量濃度的CPPU處理采后西蘭花,發(fā)現(xiàn)CPPU質(zhì)量濃度為12 mg/L時(shí),西蘭花在室溫(15 ℃)及相對(duì)濕度79%條件下,其保鮮期可以延長(zhǎng)4 d,并且葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量都表現(xiàn)為最佳。吳三林等[11]研究顯示,經(jīng)不同濃度的CPPU處理采后青花菜,感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的下降均低于未處理的青花菜。張魯斌等[12]用外源CPPU處理采后杧果,推遲杧果呼吸乙烯高峰出現(xiàn),可以有效降低杧果果實(shí)在貯藏期間的病情指數(shù)。已有的研究證實(shí)CPPU在延緩采后果蔬衰老方面有一定效果,但目前研究報(bào)道還較少,特別是CPPU在鮮蓮蓬及蓮子保鮮方面鮮見報(bào)道。
因此,本實(shí)驗(yàn)以鮮蓮蓬(‘太空蓮36號(hào)’)為研究對(duì)象,首先以不同質(zhì)量濃度CPPU對(duì)蓮蓬進(jìn)行浸泡處理,篩選適宜蓮蓬保鮮的質(zhì)量濃度;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究CPPU處理對(duì)鮮蓮蓬品質(zhì)及活性氧代謝的影響,以期為鮮蓮蓬采后保鮮研究提供理論參考。
本實(shí)驗(yàn)的蓮蓬品種為‘太空蓮36號(hào)’,于2016年7月28日采摘于江蘇省淮安市金湖縣荷盛蓮業(yè)合作社,采后2 h內(nèi)運(yùn)回江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所果蔬保鮮與加工實(shí)驗(yàn)室。挑選大小均勻、無明顯機(jī)械傷、無病蟲害、成熟度一致的蓮蓬作為實(shí)驗(yàn)材料。
氯吡苯脲、二氯甲烷(色譜級(jí))、甲醇(色譜級(jí))美國Sigma-Aldrich公司;牛血清白蛋白 北京索萊寶科技有限公司;考馬斯亮藍(lán)G-250、氨基苯磺酸、1-萘胺、硫代巴比妥酸、鹽酸羥胺、沒食子酸、乙二胺四乙酸 上海瑞永生物科技有限公司;丙酮、硫酸鈦、濃氨水、濃硫酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、三氯乙酸、氯化鈉、無水硫酸鎂、硫酸亞鐵等 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;3,5-二硝基水楊酸 廣東光華科技股份有限公司。
7820A氣相色譜儀 美國Agilent公司;TU-1810紫外-可見分光光度計(jì) 北京譜析通用儀器公司;2695高效液相色譜儀 美國Waters公司;3K15高速冷凍離心機(jī) 美國Sigma-Aldrich公司;A11 Basic液氮研磨器 艾卡(廣州)儀器設(shè)備有限公司;CR-400全自動(dòng)色差計(jì) 日本KONICA MINOLTA公司;A626544糖度計(jì)日本ATAGO公司;Seven multi pH計(jì)、PL202-L電子天平梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
1.3.1 適于蓮蓬保鮮的CPPU質(zhì)量濃度的篩選
用2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 mg/L CPPU浸泡蓮蓬5 min,以不作處理(CK0)和清水浸泡(CK1)作對(duì)照,每組處理3 個(gè)平行,每個(gè)平行10 個(gè)蓮蓬。瀝干后放在21 L帶孔箱中,于(25±1)℃下放置7 d后去除蓮房,對(duì)蓮子拍照(照片圖未列出),并測(cè)定蓮皮色差、蛋白含量,確定適于蓮蓬保鮮的CPPU合適質(zhì)量濃度。
1.3.2 鮮蓮蓬的CPPU處理
以5.0 mg/L CPPU對(duì)蓮蓬進(jìn)行處理,以不作處理(CK0)和清水浸泡(CK1)作對(duì)照。處理方法同上,每組處理96 個(gè)蓮蓬,于(25±1)℃貯藏8 d。取樣方法:貯藏期間每隔2 d取樣,每組隨機(jī)取蓮蓬24 個(gè),其中每個(gè)平行8 個(gè),測(cè)定呼吸強(qiáng)度、色差后拍攝蓮蓬、蓮子照片,隨機(jī)選取100 個(gè)蓮子統(tǒng)計(jì)褐變個(gè)數(shù),以不銹鋼刀去除蓮皮,切除蓮子底部和頂端各約1 cm后去除蓮子心,迅速將蓮子置于液氮中,并最終存放在-80 ℃冰箱中,用于測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。
1.3.3 指標(biāo)測(cè)定
1.3.3.1 色差的測(cè)定
用CR-400全自動(dòng)色差計(jì)定期測(cè)量蓮子L*、a*、b*值,儀器采用標(biāo)準(zhǔn)白板校正。其中,L*表示明度,a*和b*表示色度。每個(gè)處理測(cè)30 個(gè)蓮子,取平均值。
1.3.3.2 可溶性蛋白含量的測(cè)定
可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[13]。
1.3.3.3 褐變度的測(cè)定
參考Roig等[14]的方法略作改動(dòng)。稱取2 g蓮子樣品,加入10 mL 0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 6.8)勻漿,4℃、10 000 r/min離心20 min。取上清液于410 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,按公式(1)計(jì)算褐變度。
1.3.3.4 可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定
將蓮子組織搗碎擠出汁液,滴到阿貝折光儀上測(cè)定,結(jié)果以%表示。測(cè)定重復(fù)6 次取平均值。
1.3.3.5 淀粉含量的測(cè)定
淀粉含量測(cè)定參考何其芳等[15]的方法。
1.3.3.6 呼吸強(qiáng)度的測(cè)定
參考高建曉等[16]的方法,貯藏期間每2 d取氣測(cè)定。隨機(jī)選取8 個(gè)蓮蓬稱質(zhì)量后置于21 L氣調(diào)保鮮箱中,每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù),于(25±1)℃條件下密閉1 h后用注射器取樣氣,抽取15 mL樣氣,用氣相色譜測(cè)定。色譜條件:Porapak Q 80/100 SS色譜填充柱;氫火焰離子化檢測(cè)器,柱溫70 ℃,N2壓力0.5 MPa,H2壓力0.3 MPa,空氣壓力0.5 MPa,重復(fù)3 次,外標(biāo)法定量。
1.3.3.7 H2O2含量的測(cè)定
參照王友升等[17]的方法略作改動(dòng)。取2 g蓮子樣品加入預(yù)冷丙酮8 mL,浸提1 h,4 ℃、10 000 r/min離心20 min,得上清液。取1 mL上清液加入0.1 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%硫酸鈦、0.2 mL體積分?jǐn)?shù)25%濃氨水,4 ℃、10 000 r/min離心10 min,沉淀加入10 mL丙酮振蕩清洗后離心,得到沉淀再加入3 mL 2 mol/L H2SO4溶解,于415 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。H2O2含量以每克鮮樣的H2O2物質(zhì)的量表示(μmol/g)。測(cè)定重復(fù)3 次。
1.3.3.8 O2-?生成速率的測(cè)定
參照Ren Yalin等[18]的方法略有改動(dòng)。取2 g樣品,加入8 mL 50 mmol/L pH 7.8磷酸鹽緩沖液,4 ℃、10 000 r/min離心20 min。取1 mL上清液加入1 mL磷酸鹽緩沖液和1 mL 1 mmol/L鹽酸羥胺,25 ℃保溫1 h后,依次加入1 mL 17 mmol/L對(duì)氨基苯磺酸和1 mL 7 mmol/L 1-萘胺,25 ℃反應(yīng)20 min,測(cè)定波長(zhǎng)530 nm處的吸光度。用磷酸鹽緩沖液作空白,O2-?生成速率單位表示為μmol/(min·g)。測(cè)定重復(fù)3 次。
1.3.3.9 丙二醛含量的測(cè)定
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法[19]略改動(dòng):稱取2 g蓮子樣品,加入體積分?jǐn)?shù)5%三氯乙酸8 mL(V),漩渦振蕩均勻,放置浸提1 h。4 ℃、10 000 r/min離心20 min,取上清液2 mL(V2),加入2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.67%硫代巴比妥酸,混合后水浴煮沸30 min,冷卻后4 ℃、10 000 r/min離心20 min,分別于450、532、600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,按公式(2)計(jì)算MDA含量。重復(fù)測(cè)定3 次。
式中:V1為反應(yīng)液總體積/mL;V2為反應(yīng)液中的加入的提取液體積/mL;V為提取液總體積/mL;m為樣品質(zhì)量/g。
1.3.3.10 超氧化物歧化酶活力的測(cè)定
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法[20]。取2 g蓮子樣品,加入0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.2)8 mL,4 ℃、10 000 r/min離心15 min,上清液即為粗提液。以每分鐘每克樣品的反應(yīng)體系對(duì)氮藍(lán)四唑光還原的抑制50%為一個(gè)SOD活力,單位為U/g。重復(fù)測(cè)定3 次。
1.3.3.11 過氧化氫酶活力的測(cè)定
過氧化氫酶(catalase,CAT)活力的測(cè)定參考Han Junhua等[21]的方法略有改動(dòng)。粗酶液制備同SOD測(cè)定中粗酶液制備方法。取0.05 mL粗酶液和2 mL 0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)在25 ℃水浴下預(yù)熱5 min,加入1 mL體積分?jǐn)?shù)0.2% H2O2,立即于240 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.1為一個(gè)酶活力單位,以U/g表示CAT活力的單位。
1.3.3.12 過氧化物酶活力的測(cè)定
過氧化物酶(peroxidase,POD)活力的測(cè)定參考Qian Chunlu等[22]的方法略有改動(dòng)。粗酶液制備同SOD測(cè)定中粗酶提取方法。取0.2 mL粗酶提取液加入2 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚,在30 ℃水浴中平衡5 min,然后加入1 mL體積分?jǐn)?shù)0.2% H2O2,混勻,1 min后于470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.01為一個(gè)酶活力,單位為U/g。測(cè)定重復(fù)3 次。
1.3.3.13 多酚氧化酶活力的測(cè)定
多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力的測(cè)定參考Wang Jun等[23]的方法略有改動(dòng)。取2 g蓮子樣品,加入0.1 mol/L 磷酸鹽緩沖液(pH 7.2)10 mL,10 000 r/min、4 ℃離心20 min。將0.1 mol/L的鄰苯二酚溶液在30 ℃保溫,取該溶液3 mL,迅速加入粗酶提取液0.5 mL,反應(yīng)溫度為30 ℃,5 s后于398 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度上升0.01為一個(gè)酶活力,單位為U/g。
1.3.3.14 CPPU含量的測(cè)定
參考侯玉茹等[24]的方法略有改動(dòng)。
樣品前處理:稱取3 g樣品勻漿,置于離心管中,加入乙腈15 mL,漩渦振蕩2 min,超聲提取20 min,過濾后加入含有4 g無水硫酸鎂和1 g氯化鈉的離心管中,漩渦振蕩2 min,4 ℃、10 000 r/min離心10 min,靜置10 min,取上層提取液,氮吹濃縮至干。
濃縮樣品經(jīng)二氯甲烷溶解,堿性Al-N柱凈化,5 mL二氯甲烷淋洗,甲醇洗脫,收集洗脫液15 mL,氮吹濃縮至干,1 mL甲醇溶解,過0.45 μm濾膜,采用高效液相色譜儀測(cè)定。色譜條件:C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫:40 ℃;紫外檢測(cè)波長(zhǎng):260 nm;流動(dòng)相:V(甲醇)∶V(純水)=63∶37;流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣體積:10 μL。
所有數(shù)據(jù)均平行測(cè)定3 次,數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,所有數(shù)據(jù)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析,顯著性采用ANOVA進(jìn)行鄧肯氏多重差異分析,P<0.05表示差異顯著。
由拍照的圖(未列出)可看出,蓮蓬在貯藏到第7天時(shí),蓮房和蓮子均有不同程度的褐變。20.0 mg/L CPPU處理組與CK0、CK1組無明顯差異,其他質(zhì)量濃度處理均能不同程度減緩蓮蓬褐變。其中5.0 mg/L和10.0 mg/L CPPU處理效果最好,保持了蓮蓬和蓮子較好的表型,維持了商品性。
圖 1 不同方式處理對(duì)蓮皮色差(A)和蓮子蛋白含量(B)的影響Fig. 1 Effect of CPPU treatment at different concentrations on color difference of lotus seed coats (A) and protein content of lotus seeds (B)
L*值越大表示所測(cè)樣品的表面越明亮;a*值正值為紅色,負(fù)值為綠色,絕對(duì)值越大表示紅色或綠色越深;b*值正值為黃色,負(fù)值為藍(lán)色,絕對(duì)值越大表示黃色或藍(lán)色越深。由圖1A可見,貯藏至第7天時(shí),與其他處理組相比,5.0 mg/L和10.0 mg/L CPPU處理組的a*值小,L*值最高,b*值低,說明5.0 mg/L和10.0 mg/L CPPU處理使蓮皮呈現(xiàn)亮綠色,黃褐色程度小,能更好地保持蓮皮顏色。從圖1B可以看出,貯藏到第7天時(shí),5.0 mg/L和10.0 mg/L處理組蓮子蛋白含量顯著高于其他處理組(P<0.05)。綜合篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果,5.0 mg/L和10.0 mg/L CPPU作用效果最好,不僅較好保持蓮蓬外形和色澤,而且能保持蓮子較高的蛋白質(zhì)含量,考慮到經(jīng)濟(jì)和殘留問題,選擇低質(zhì)量濃度的5.0 mg/L進(jìn)行CPPU保鮮效果研究。
由所拍照片(未列出)可知,在貯藏期間蓮蓬和蓮子均發(fā)生不同程度的褐變。在4 d時(shí),所有處理組蓮房無明顯變化,但CK0、CK1蓮皮變?yōu)轭伾^淡的黃綠色;到6 d時(shí),CK0和CK1蓮房出現(xiàn)輕微褐變,而蓮子已出現(xiàn)明顯褐變,均約有80%的蓮子發(fā)生褐變,而CPPU處理的蓮子和蓮房仍能維持較好的表型;到8 d時(shí),CK0和CK1組蓮房出現(xiàn)面積較大的褐變,邊緣褐變尤為嚴(yán)重,蓮子顏色進(jìn)一步加深,由6 d時(shí)的黃褐色變?yōu)樯詈稚?,徹底失去商品價(jià)值,而CPPU處理的蓮房略有褐變,蓮子雖個(gè)別顏色偏黃,但整體上保持了較好的表型。
圖 2 CPPU處理對(duì)蓮子褐變度的影響Fig. 2 Effect of CPPU treatment on browning degree of lotus seeds
由圖2可以看出,貯藏期蓮子褐變度呈上升趨勢(shì),0~2 d,蓮子褐變度變化較小,CK0、CK1組從第2天開始急劇上升,第8天時(shí)分別是CPPU處理組的3.01、2.91 倍,而5.0 mg/L CPPU處理組在整個(gè)貯藏期一直保持較低的水平,顯著低于CK0、CK1組(P<0.05),這表明5.0 mg/L CPPU處理可有效延緩蓮子褐變。
圖 3 CPPU處理對(duì)蓮子可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(A)和淀粉含量(B)的影響Fig. 3 Effect of CPPU treatment on TSS content(A)and starch content(B)of lotus seeds
由圖3A可知,采后蓮子可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貯藏期整體有所增加,在第0~2天略有下降,之后開始上升,至第6天時(shí),CK0、CK1組開始下降,而5.0 mg/L CPPU處理組仍呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且5.0 mg/L CPPU處理組在整個(gè)貯藏期顯著低于CK0、CK1組(P<0.05),這說明5.0 mg/L CPPU處理能抑制可溶性固形物的累積。
由圖3B可知,采后蓮子淀粉含量呈先上升后下降的趨勢(shì),CK0、CK1組在2 d后開始急劇下降,而5.0 mg/L CPPU處理組淀粉含量在0~6 d不斷累積,從第6天開始下降,貯藏期4~8 d之內(nèi)顯著高于CK0、CK1組(P<0.05),說明5.0 mg/L CPPU處理可有效維持蓮子內(nèi)部較高的淀粉含量。
圖 4 CPPU處理對(duì)蓮子呼吸強(qiáng)度的影響Fig. 4 Effect of CPPU treatment on respiration rate of lotus pods
由圖4可知,在整個(gè)貯藏期間,蓮蓬呼吸強(qiáng)度整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),無明顯的呼吸高峰出現(xiàn)。5.0 mg/L CPPU
處理組呼吸強(qiáng)度保持較低的水平,并在第4天及第8天顯著低于CK0、CK1組(P<0.05),說明5.0 mg/L CPPU處理有助于降低鮮蓮蓬的呼吸速率。
圖 5 CPPU處理對(duì)蓮子H2O2含量(A)、?生成速率(B)和MDA含量(C)的影響Fig. 5 Effect of CPPU treatment on of H2O2 content (A), the rate of generation (B) and MDA content (C) in lotus seeds
當(dāng)H2O2大量積累時(shí),會(huì)破壞植物體內(nèi)自由基清除系統(tǒng),從而影響植物體正常生理代謝,導(dǎo)致果實(shí)衰老。由圖5A可以看出,0~2 d,兩對(duì)照組H2O2含量上升迅速。而5.0 mg/L CPPU組在0~4 d含量相對(duì)平穩(wěn),雖然在4 d后H2O2含量開始較快上升,但仍小于CK0和CK1組,且在整個(gè)貯藏期間顯著低于兩對(duì)照組(P<0.05)。
MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物之一,其含量的增加是膜結(jié)構(gòu)損傷的重要標(biāo)志。由5C可以看出,在貯藏期間MDA含量整體呈上升趨勢(shì),在貯藏后期(6~8 d),CK0、CK1組MDA含量顯著高于5.0 mg/L CPPU處理組(P<0.05),特別是第6天,CK0、CK1組MDA含量分別達(dá)到1.64、1.97 μmol/g,分別是5.0 mg/L CPPU處理組1.12 μmol/g的1.46、1.76 倍。
圖 6 CPPU處理對(duì)蓮子SOD(A)、CAT(B)、POD(C)和PPO(D)活力的影響Fig. 6 Effect of CPPU treatment on SOD (A), CAT (B), POD (C), and PPO (D) activities in lotus seeds
由圖6A可以看出,在貯藏前2 d,蓮子SOD活力急速下降,之后呈上升趨勢(shì),到第6天時(shí)又下降,但是在整個(gè)貯藏期,5.0 mg/L CPPU處理組SOD活力始終高于兩對(duì)照組,且在第8天呈顯著差異(P<0.05)。由圖6B可知,在整個(gè)貯藏期,5.0 mg/L CPPU處理組蓮子的CAT活力變化相對(duì)平緩且始終高于對(duì)照組,特別是第8天分別達(dá)到了CK0、CK1組的2.50、1.39 倍。由圖6C可知,貯藏期間POD活力呈上升趨勢(shì),CK0、CK1組分別在第2、4天開始急劇上升,而5.0 mg/L CPPU組上升相對(duì)平穩(wěn),至貯藏6~8 d時(shí)顯著低于CK0與CK1組(P<0.05)。由圖6D可見,蓮子PPO活力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在貯藏期間,5.0 mg/L CPPU處理組始終低于CK0和CK1組,且在第2~4天達(dá)到顯著差異(P<0.05)。
表 1 蓮子中CPPU殘留含量Table 1 CPPU residue levels in CPPU-treated lotus seeds
由表1可以看出,CK0、CK1組均未檢出CPPU,而CPPU處理組僅在2、4 d和6 d有CPPU檢出,且隨時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。參照GB 2763—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[25]中CPPU在果蔬中最大殘留量為0.1 mg/kg,本研究蓮子中CPPU殘留含量明顯低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的殘留限量。
果蔬采后衰老是一系列復(fù)雜的生理變化,而呼吸作用的強(qiáng)弱是果蔬采后衰老快慢的重要信號(hào)之一,鮮蓮蓬在采后仍能保持較高呼吸強(qiáng)度,這是造成鮮蓮蓬保鮮期極短的重要原因[26]。CPPU作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在果實(shí)膨大過程中起著重要的作用,但鮮見CPPU采后處理造成果蔬膨大的報(bào)道。已有研究發(fā)現(xiàn)CPPU對(duì)某些品種果蔬采后品質(zhì)的維持及呼吸的抑制具有較好的作用,可延緩果蔬的衰老和葉綠素的降解,例如,黃華等[27]發(fā)現(xiàn)CPPU處理可明顯抑制采后香蕉呼吸強(qiáng)度,并顯著抑制果皮褐化,延緩果實(shí)衰老。本實(shí)驗(yàn)也得出,CPPU處理能顯著抑制蓮蓬呼吸作用,減緩蓮房及蓮子褐變,保持蓮子蛋白含量,這與王云莉等[28]對(duì)青花菜的研究結(jié)果相似;此外,CPPU處理有效抑制了可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,這可能是由于可溶性糖主要來源于淀粉的降解,CPPU抑制了蓮子淀粉的降解,維持較高的淀粉含量,因此保持較低的可溶性固形物水平[29]。
自由基學(xué)說研究認(rèn)為生物體衰老過程是活性氧代謝失調(diào)與累積的過程[30]。活性氧是細(xì)胞內(nèi)有氧代謝過程中產(chǎn)生的具有很高生物活性的含氧化合物的總稱,主要包括O2-?、H2O2等,當(dāng)植物衰老時(shí),細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生和清除的動(dòng)態(tài)平衡被打破,活性氧大量積累,誘發(fā)膜脂過氧化,加速膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量增加和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞,從而加快植物組織衰老或死亡[31-32]。植物體中的防御酶系統(tǒng)可以清除植物體內(nèi)的活性氧,主要有SOD、CAT、POD等,SOD消除O2-?產(chǎn)生H2O2,而H2O2可被CAT分解[33]。本研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,CPPU可以維持蓮子較高的SOD和CAT活力,即提高了清除蓮子組織ROS的能力,這與CPPU在菜心[34]上的作用一致;由此,使蓮子H2O2和O2-?含量保持較低的水平,這說明CPPU處理使蓮子組織膜脂化程度降低,從而減少了MDA的產(chǎn)生,保持了膜完整性,抑制了蓮子的衰老。郭葉等[35]的研究也發(fā)現(xiàn)CPPU處理能較好地保持獼猴桃果實(shí)細(xì)胞壁及膜的完整性,減緩膜結(jié)構(gòu)的氧化作用。
通過貯藏期間的觀察,本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),蓮子衰老過程中最顯著的變化是蓮皮失綠和蓮子褐變,這也是影響其商品性的關(guān)鍵特征。POD雖然作為保護(hù)酶參與清除自由基,但POD在氧存在下能催化酚類、類黃酮的氧化和聚合,導(dǎo)致組織褐變[36]。本研究發(fā)現(xiàn)CPPU處理能有效降低蓮子褐變度,這可能由于CPPU處理有效抑制了蓮子POD活力上升,由此減緩了蓮子組織酚類物質(zhì)氧化,與Li Pengxia等[37]的研究類似。另外,前人的研究也發(fā)現(xiàn),CPPU處理蠶豆離體葉片能有效抑制其組織內(nèi)POD活力升高,并延緩葉綠素a和葉綠素b的降解,從而延緩蠶豆離體葉片的衰老[38]。蓮子褐變與PPO活力密切相關(guān)[5],在貯藏期,蓮子PPO活力整體呈上升趨勢(shì),CPPU處理能有效抑制PPO活力的升高,從而達(dá)到抑制蓮子褐變的作用。
綜上所述,CPPU處理可維持采后蓮蓬的感官品質(zhì)及較低的呼吸強(qiáng)度,維持較高SOD、CAT等抗氧化酶活力,減少活性氧的產(chǎn)生,從而減少M(fèi)DA積累,避免了膜脂過氧化的傷害,同時(shí)通過抑制POD、PPO活力的升高來減緩組織褐變,進(jìn)而達(dá)到延緩蓮蓬及蓮子衰老的目的。