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(1.北京市農林科學院蔬菜研究中心,農業(yè)部蔬菜產后處理重點實驗室,果蔬農產品保鮮 與加工北京市重點實驗室,農業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室, 農業(yè)部都市農業(yè)(北方)重點實驗室,北京 100097; 2.沈陽農業(yè)大學食品學院,遼寧沈陽 110866)

圓椒(CapsicumannuumL.)屬于茄科植物,在我國種植廣泛[1],富含多種營養(yǎng)物質,其中維生素C含量極為豐富[2]。圓椒果實水分含量高[3],貯藏期間易出現(xiàn)失水萎蔫、后熟轉紅及腐爛變質等現(xiàn)象,從而失去其商品和食用價值[4]。圓椒采后運輸一般以汽車運輸為主,汽車在道路上行駛過程中會因為道路不平、上下坡道、汽車自身振動等原因造成圓椒位移、顛簸,使圓椒產生機械損傷[5]。圓椒在運輸過程中受到的機械損傷會引起果實呼吸作用增加及自身養(yǎng)分消耗等生理性損傷,進而加大圓椒運輸后貯藏的難度[6]。因此,尋找安全有效的保鮮方法來提高圓椒運輸后貯藏期間的品質,對圓椒產業(yè)的發(fā)展至關重要。近年來研究發(fā)現(xiàn),采后果蔬在受到機械損傷或脅迫因子影響后,MeJA處理可激活植物體內的防御機制,提高防御酶的活性,促進相關抗性物質的合成,調控果蔬的品質[7-8]。

茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)作為植物體內的一類信號物質,發(fā)揮著類似激素的作用[9],可調節(jié)植物的生長發(fā)育、誘導植物防御基因的表達及防御反應化學物質的合成[10]。MeJA還可以有效保護果蔬色澤,延緩果蔬貯藏過程中感官變化的速率[11-12]。研究表明:外源MeJA處理可有效保持鮮切芹菜貯藏期間的生理品質[13]、有效地抑制草莓果實采后貯藏期間的腐爛程度[14],外源MeJA處理還可以提高富士蘋果超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)等抗性酶的活性[15]。此外,關于MeJA對果蔬的抑菌作用也有相關報道,有研究指出,外源MeJA處理可降低由膠胞炭疽菌和鏈格孢引起的番木瓜病斑面積[16],減輕采后柚子由指狀青霉引起的青霉病[14]。

本文通過模擬運輸振動實驗,探究了圓椒在采后運輸過程中受到的機械傷對圓椒采后貯藏的影響,以及外源MeJA處理對運輸振動后圓椒貯藏品質的影響,以期為圓椒的貯運保鮮尋找到一種有效可靠的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

圓椒 品種為國福308,采摘于延慶東小營村,挑選無機械損傷、無病蟲害的完好果實作為試材;0.03 mm PE膜(800 mm×500 mm) 北京華盾雪花有限公司;模擬運輸振動時所用紙箱(490 mm×300 mm×310 mm) 北京新發(fā)地農產品批發(fā)市場。

UV-1800紫外分光光度計 日本京都島津公司;D-37520臺式冷凍高速離心機 Thermo Fisher Scientific;HW SY11-K型電熱恒溫水浴鍋 北京市長風儀器儀表公司;GY-4-J型數(shù)顯水果硬度計 浙江托普儀器有限公司;A11 Basic分析研磨機 德國IKA;模擬振動平臺 北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)廣電計量檢測有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理及貯藏 將挑選好的圓椒裝入紙箱中,每箱5 kg,共四箱。保留一箱不進行振動試驗(不振動CK組),另外三箱在模擬振動平臺上進行模擬運輸振動實驗,在(20±1) ℃環(huán)境下振動2 h(振動加速度為0.5 g,振動頻率為4 Hz),將振動后的圓椒隨機分成兩組,取其中一組(振動CK組)同不振動CK組分別用清水浸泡10 min,另一組振動后圓椒用20 μmol·L-1的MeJA浸泡10 min(MeJA處理組,預實驗采用不同濃度的MeJA處理圓椒,發(fā)現(xiàn)濃度為20 μmol·L-1的MeJA處理對振動后圓椒的品質保鮮效果最優(yōu))。以上三組處理于室溫晾干后裝入厚度為0.03 mm的PE保鮮膜封好的保鮮袋中,每袋放入7枚圓椒,折口包裝,每種處理設三個平行,置于常溫(20±1) ℃冷庫中貯藏10 d。每2 d對不同處理組圓椒進行取樣、觀察及品質指標測定。

1.2.2 感官評分的測定 由6人組成的感官評定小組對各組圓椒品質進行評定,評判標準如表1所示,采取9分制[17-18],實驗結果取平均值。

表1 圓椒感官品質評定標準Table 1 Sensory quality assessment standarol of green bell pepper

1.2.3 圓椒硬度的測定 硬度的測定采用探頭直徑為0.7 cm的硬度計進行測定[19],單位為N。測定時每三顆圓椒為一個平行,選取圓椒的赤道部位進行穿孔測定,每顆測定兩次,重復三次。

1.2.4 圓椒呼吸強度的測定 呼吸強度采用氣流法測定。設專用于測定呼吸強度和失重率的圓椒,每袋4顆,三組平行。將樣品從保鮮袋中取出,置入樣品所在庫中的呼吸罐,采用氣體分析儀進行測定,測定時長為30 min[20]。每次測定結束后放回以備繼續(xù)測定。

1.2.5 圓椒失重率的測定 失重率的測定樣品為測定呼吸強度的樣品,采用差量法進行測定[21],即失重率(%)=(初始質量-最終質量)×100/初始質量。

1.2.6 圓椒可溶性固形物含量的測定 可溶性固形物(SS)含量采用手持糖度計測定[22],測定時每三顆圓椒為一個平行,將圓椒切成小塊狀,然后用紗布包裹,擠出兩滴汁液滴至糖度計上進行測定,重復三次。

1.2.7 圓椒維生素C含量的測定 維生素C含量的測定采用鉬酸銨比色法[23],測定時每四顆圓椒為一個平行,重復三次,取得的樣品用液氮速凍,于-20 ℃下保存。維生素C在760 nm具有最大吸收峰,故測定樣品在760 nm處的吸光值。以吸光值x為橫坐標，維生素C質量(μg)y為縱坐標制作標準曲線,標準曲線方程為:y=0.01239x-0.01738,相關系數(shù)r=0.99271。

將測得的吸光值根據(jù)標準曲線算出對應值,再根據(jù)計算公式得出樣品中維生素C含量,樣品中維生素C含量以每克樣品組織鮮重中所含維生素C的質量表示。計算公式:

式中:m′-由標準曲線求得的維生素的質量,μg;Vs-滴定時所用樣品提取液體積,mL;V-樣品提取液總體積,mL;m-樣品質量,g。

1.2.8 圓椒葉綠素含量的測定 葉綠素含量的測定采用Shi等[24]的方法,測定時每四顆圓椒為一個平行,重復三次,取得的樣品用液氮速凍,于-20 ℃下保存。葉綠素a和葉綠素b的丙酮提取液分別在663和645 nm處具有最大吸收峰,故測定樣品在663和645 nm處的吸光值。據(jù)計算公式得出樣品中葉綠素含量,以每克樣品組織鮮重中所含葉綠素的質量表示,計算公式:

ρ=20.29A645+8.054A663

式中:ρ-葉綠素的質量濃度,mg/L;V-樣品提取液總體積,mL;m-樣品質量,g。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

采用EXCEL 2016統(tǒng)計分析軟件行數(shù)據(jù)整理,采用Origin 9作圖,采用IBM SPSS Statistics 22軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析,p=0.05。

2 結果與分析

2.1 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒感官評分的影響

感官評分是判斷圓椒品質最直觀的指標,是直接影響消費者購買意向的關鍵因素[25]。由圖1可知,三組圓椒的感官評分在貯藏期間呈下降趨勢,其中振動CK組圓椒在貯藏期間的感官評分始終低于不振動CK組,且差異顯著(p<0.05),說明運輸過程中的振動損傷會影響圓椒貯藏期間的外觀品質;MeJA處理組的感官評分在貯藏期間高于不振動CK組,并且顯著(p<0.05)高于振動CK組,表明MeJA處理對圓椒外觀具有良好的維護作用;在貯藏結束時,振動CK組圓椒已布滿褶皺,轉黃嚴重,部分轉紅,失去商品價值,而MeJA處理組轉黃較輕,仍具有一定的商品價值。結果表明,MeJA處理能有效減緩運輸振動對圓椒貯藏期間品質的影響,并可以較好的保持其外觀品質。

圖1 茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒感官評分的影響Fig.1 Effects of MeJA on sensory scores of green bell pepper after vibration注:圖中同一貯藏時間不同小寫字母表示 差異顯著(p<0.05);圖2～圖7同。

2.2 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒硬度的影響

硬度是體現(xiàn)圓椒品質的一項重要指標,可直觀反應圓椒果皮的新鮮程度。由圖2可知,圓椒在貯藏期間的硬度呈下降趨勢,振動CK組的硬度在貯藏2 d之前顯著(p<0.05)低于不振動CK組,表明振動損傷會導致圓椒硬度的下降;MeJA處理的振動圓椒的硬度,在第4～10 d顯著(p<0.05)高于2組對照組,貯藏結束時,振動CK組的硬度為19.44 N,不振動CK組的硬度為19.57 N,而MeJA處理組的硬度為20.8 N。結果表明,MeJA處理能有效保持振后圓椒的硬度,延緩其品質的下降。

圖2 茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒硬度的影響Fig.2 Effects of MeJA on hardness of green bell pepper after vibration

2.3 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒呼吸強度的影響

呼吸強度能反映果蔬的生理狀況。果蔬采后貯藏過程中,新陳代謝加快,呼吸強度增加,衰老迅速[26-27]。由圖3可知,振動CK組和不振動CK組圓椒在貯藏期間的呼吸強度不斷增大,MeJA處理組的呼吸強度則呈先上升后下降的趨勢;貯藏過程中,除第6 d外,振動CK組的呼吸強度均顯著(p<0.05)高于不振動CK組,表明振動損傷會提高圓椒在采后貯藏期間的呼吸強度;從第2 d起,MeJA處理組圓椒的呼吸強度始終低于振動CK組,且差異顯著(p<0.05),并從第6 d起顯著(p<0.05)低于不振動CK組;貯藏結束時,MeJA處理組的呼吸強度分別是振動CK組、不振動CK組的69.71%和76.31%。以上結果表明MeJA處理能有效抑制振動后的圓椒在貯藏期間的呼吸強度,減緩其新陳代謝速率,有效延緩果實衰老。

圖3 茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒呼吸強度的影響Fig.3 Effects of MeJA on respiration rates of green bell pepper after vibration

2.4 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒失重率的影響

圓椒采后蒸騰作用旺盛,水分散失較快,導致圓椒重量下降,并出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象,嚴重影響果實品質[28]。由圖4可知,與不振動CK組相比,振動CK組圓椒在貯藏期間的失重率始終較高,并且在第4和10 d顯著(p<0.05)高于不振動CK組,說明振動損傷會加速圓椒貯藏期間的萎蔫;MeJA處理組在貯藏過程中失重率的上升趨勢最為緩慢,并且分別從第4 d和第8 d起分別顯著(p<0.05)低于振動CK組和不振動CK組;在貯藏結束時,振動CK組圓椒的失重率為5.3%,不振動CK組為4.9%,而MeJA處理組的失重率為4.4%。結果表明,MeJA處理可減緩圓椒振動后貯藏期間的水分散失,能夠有效維持振后圓椒的感官性狀。

圖4 茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒失重率的影響Fig.4 Effects of MeJA on weight loss of green bell pepper after vibration

2.5 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量(SS)可反映果蔬的成熟程度和品質狀況,同時SS也會影響果蔬的口感,是評價果蔬品質的重要指標之一[29]。由圖5可知,在貯藏過程中各處理組圓椒的SS含量呈下降趨勢,兩個對照組SS含量在貯藏期間變化相近,可能是振動損傷對圓椒貯藏期間SS含量的影響不大;貯藏期間MeJA處理組的SS含量在第6 d和第8 d顯著(p<0.05)高于不振動CK組,表明MeJA處理對圓椒SS的含量具有一定的維持能力,第8 d時,MeJA處理組的SS含量為4.07%,振動CK組為3.93%,不振動CK組為3.87%。結果表明,MeJA處理可延緩振動后圓椒貯藏期間SS含量的下降。

圖5 茉莉酸甲酯處理對振動后 圓椒可溶性固形物含量的影響Fig.5 Effects of MeJA on SS contents of green bell pepper after vibration

2.6 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒維生素C含量的影響

維生素C(VC)含量是衡量圓椒營養(yǎng)價值的一項重要指標[30]。由圖6可知,不振動CK和振動CK組圓椒在貯藏期間VC含量呈快速下降趨勢,貯藏期間不振動CK組的VC含量除第2 d外始終顯著(p<0.05)高于振動CK組,說明振動損傷會加快圓椒在貯藏期間VC含量的流失;MeJA處理組圓椒的VC含量在貯藏期前6 d較為穩(wěn)定,從第8 d起出現(xiàn)快速下降;MeJA處理組的VC含量在第6、10 d顯著(p<0.05)高于兩個對照組,在第10 d,MeJA處理組VC含量分別比振動CK和不振動CK組高0.47和0.29 mg·g-1。結果表明,MeJA處理可以保持振動后圓椒的VC含量,維持其營養(yǎng)價值。

2.7 外源茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒葉綠素含量的影響

圓椒在貯藏期間會因葉綠素的分解而發(fā)生黃化轉紅的現(xiàn)象,葉綠素含量可反映圓椒貯藏期間的品質狀況[31]。由圖7可知,圓椒在貯藏期間葉綠素含量呈下降趨勢,不振動CK組葉綠素含量在貯藏期的的第0、4、6、10 d顯著(p<0.05)高于振動CK組,表明振動損傷會加快圓椒果實中葉綠素的分解;與圓椒的VC含量變化相似,在貯藏期前6 d,MeJA處理組的葉綠素含量較為穩(wěn)定,并且在第8 d快速下降,從第6 d起,MeJA處理組葉綠素含量顯著(p<0.05)高于兩個對照組。結果表明,MeJA處理可以延緩圓椒葉綠素降解的速率,使其保持較好的感官品質。

圖7 茉莉酸甲酯處理對振動后圓椒葉綠素含量的影響Fig.7 Effects of MeJA on chlorophyll contents of green bell pepper after vibration

3 結論

本實驗發(fā)現(xiàn),運輸過程中的振動損傷會加快圓椒貯藏期間品質的下降,主要表現(xiàn)為降低圓椒的感官評分和硬度,加重圓椒的呼吸強度和失重率,加速圓椒VC、葉綠素含量的流失,加快圓椒轉紅,導致圓椒貨架期變短。本實驗結果表明:采用20 μmol·L-1的外源MeJA處理后,可以有效減緩振動后的圓椒在貯藏期間感官評分和硬度的下降,抑制振動后圓椒的呼吸強度及水分的散失,保持SS和VC的含量,減緩葉綠素的分解速率。綜上所述,采用20 μmol·L-1外源茉莉酸甲酯處理振后圓椒,可有效地提高貯藏期間圓椒的品質,延長振動后圓椒的貨架期。