楊海燕 董珊珊 黃正金 吳文龍 閭連飛
摘要:為了探索提高藍(lán)莓鮮果貯藏品質(zhì)的有效方法,以燦爛、巨藍(lán)2個(gè)品種的藍(lán)莓為試驗(yàn)材料,研究不同溫度的熱激處理對(duì)藍(lán)莓鮮果在貯藏過(guò)程中品質(zhì)與生理變化的影響。結(jié)果表明,與對(duì)照相比,在35 ℃熱激處理?xiàng)l件下,燦爛藍(lán)莓的過(guò)氧化氫(H2O2)、丙二醛(MDA)含量較低,超氧化物歧化酶(SOD)活性較高,過(guò)氧化物酶(POD)活性較低,并有效地抑制了可溶性固形物(TSS)、花色苷含量的上升及可滴定酸(TA)含量的下降,對(duì)多酚含量的影響不顯著;巨藍(lán)藍(lán)莓在45、55 ℃熱激處理?xiàng)l件下,H2O2、MDA含量有所下降,但MDA含量仍高于對(duì)照,SOD活性在35 ℃處理下有所上升,之后開(kāi)始下降,POD活性在35 ℃處理下有所下降,之后開(kāi)始上升,不同熱處理下巨藍(lán)藍(lán)莓品種的TSS、花色苷和多酚含量均有不同程度的上升,TA含量有一定程度的下降。由結(jié)果可知,35 ℃熱激處理對(duì)燦爛藍(lán)莓鮮果貯藏效果較顯著,不同溫度處理對(duì)巨藍(lán)藍(lán)莓保鮮效果的影響不顯著。
關(guān)鍵詞:熱激;藍(lán)莓;果實(shí)品質(zhì);SOD;MDA;POD
中圖分類號(hào): TS255.3
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2019)15-0233-03
藍(lán)莓(Vaccinium spp.)又稱越橘、藍(lán)漿果,為杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium L.)多年生落葉或常綠灌木狀果樹(shù),是具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的樹(shù)種[1]。藍(lán)莓果實(shí)具有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,富含花青素、黃酮等多種多酚類生理活性成分,使其具有很強(qiáng)的抗氧化性,并具有防止腦神經(jīng)老化、提高視力、增強(qiáng)人體免疫力、預(yù)防癌癥等多種生理功能[2]。然而藍(lán)莓屬于漿果,其外果皮、中果皮、內(nèi)果皮均肉質(zhì)化,受其自身生物學(xué)特性的限制,其耐貯性和流通性遠(yuǎn)遜于蘋果、梨、柑橘等水果品種。此外,多數(shù)藍(lán)莓品種果實(shí)的成熟時(shí)間為6—8月,正值夏季高溫,采后果實(shí)呼吸作用旺盛,各種生理代謝加快,耐貯性低,因此在生產(chǎn)中急需開(kāi)展藍(lán)莓貯藏保鮮技術(shù)的研究。
熱激處理的原理是在果實(shí)采摘后以高于果實(shí)成熟季節(jié)的溫度(一般在35~50 ℃)處理果實(shí),殺死或抑制病原菌,改變酶活性,調(diào)節(jié)果實(shí)生理生化代謝,誘導(dǎo)果實(shí)產(chǎn)生抗逆性,從而達(dá)到貯藏保鮮的效果[3]。這是一種無(wú)化學(xué)殘留、安全性高、簡(jiǎn)單有效的物理保鮮方法。在桃的研究中,Lara等報(bào)道,通過(guò)39 ℃熱空氣處理3 d,可以提高桃果實(shí)中的果糖含量并降低有機(jī)酸含量[4]。用40 ℃熱空氣處理可以明顯抑制草莓貯藏期間果實(shí)花青素的積累,延緩果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸含量和硬度的下降[5]。近年來(lái),通過(guò)代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn),熱處理可以激活次級(jí)代謝反應(yīng),通過(guò)生產(chǎn)更多的次級(jí)代謝產(chǎn)物達(dá)到提高果實(shí)抗性的目的[6]。
本研究以果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良、成熟期在6月中下旬至7月中下旬、目前大面積推廣的燦爛(Brightwell)和巨藍(lán)(Prolific)2個(gè)品種的藍(lán)莓果實(shí)為試驗(yàn)材料,對(duì)其進(jìn)行熱激處理,研究不同熱激溫度對(duì)果實(shí)采后貯藏性的影響。本研究主要分析了不同溫度處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)和生理變化的影響,初步探索了熱激處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)耐貯性、品質(zhì)影響的內(nèi)在機(jī)制,旨在為藍(lán)莓果實(shí)采后保鮮提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)以燦爛和巨藍(lán)2個(gè)品種的藍(lán)莓為材料。供試品種于2017年6月24日采自江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所位于南京溧水白馬的科研基地。采摘八至九成熟、大小相對(duì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷的果實(shí),將樣品運(yùn)回江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所實(shí)驗(yàn)室的當(dāng)天立即進(jìn)行熱激處理。
1.2 方法
1.2.1 熱激處理 將藍(lán)莓果實(shí)平鋪于白色瓷托盤中,置于電熱培養(yǎng)箱內(nèi),用不同溫度(35、45、55 ℃)處理2 min后取出,于陰涼處冷卻。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)200 g果實(shí)。
1.2.2 貯藏方法 將經(jīng)熱激處理的果實(shí)和未經(jīng)處理的果實(shí)同時(shí)置于4 ℃冰箱中貯藏,后者作為對(duì)照(CK)。30 d后,即7月25日取樣,測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。
1.2.3 果實(shí)硬度的測(cè)定 采用日本竹村Cat No.9300(KM-5)型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)最大直徑處的硬度,探頭直徑為 5 mm,下壓距離為10 mm。用最大破裂的力計(jì)算硬度,重復(fù)15次,取平均值,單位為kg/cm2。
1.2.4 果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 固形物含量的測(cè)定采用WYT-A型手持糖度計(jì);總花色苷含量的測(cè)定采用pH示差法[7];多酚含量的測(cè)定采用Folin-Ciocalteu法[8];可滴定酸(TA)含量的測(cè)定參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》,以檸檬酸計(jì)。
1.2.5 果實(shí)抗氧化系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定 過(guò)氧化氫(H2O2)含量的測(cè)定,采用南京建成生物工程研究所的H2O2測(cè)試盒進(jìn)行測(cè)定;丙二醛(MDA)含量的測(cè)定,采用硫代巴比妥酸法[9];可溶性蛋白含量的測(cè)定,采用考馬斯亮藍(lán)法[10],以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)蛋白;超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定參照Beyer等的黃嘌呤氧化酶法[11];過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定采用Maehly的愈創(chuàng)木酚法[12]。
1.2.6 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計(jì)與分析,用DPS 7.05進(jìn)行差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 采后熱激處理對(duì)藍(lán)莓鮮果品質(zhì)的影響
藍(lán)莓中的可溶性固形物(TSS)含量對(duì)果實(shí)的風(fēng)味和品質(zhì)有很大影響,不同熱處理后藍(lán)莓果實(shí)中TSS含量的變化如圖1-A所示,可以看出,熱處理在一定程度上降低了燦爛藍(lán)莓TSS的含量,35 ℃處理下其含量下降為對(duì)照的94.06%;不同熱處理下巨藍(lán)藍(lán)莓的TSS含量均有不同程度的上升,其中 45 ℃ 熱處理與對(duì)照無(wú)顯著差異。
由圖1-B可見(jiàn),35、45 ℃熱處理有效地抑制了燦爛藍(lán)莓可滴定酸含量的下降,但熱處理下巨藍(lán)藍(lán)莓的可滴定酸含量均有一定程度的下降,這可能與其TSS含量上升有關(guān)。
如圖1-C所示,貯前熱激處理后,燦爛藍(lán)莓的花色苷積累受阻,且隨著處理溫度的升高,這種抑制效應(yīng)并不明顯,在35 ℃熱處理下,其花色苷含量為對(duì)照的91.47%。此外,熱激處理不能抑制巨藍(lán)藍(lán)莓花色苷的積累,相反,隨著處理溫度的升高,其花色苷含量呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)。
如圖1-D所示,在整個(gè)貯藏期間,熱激處理顯著抑制了藍(lán)莓果實(shí)多酚含量的下降,其中燦爛藍(lán)莓果實(shí)在35、45 ℃熱處理下,含量均高于對(duì)照,巨藍(lán)藍(lán)莓在45、55 ℃熱處理下,含量均高于對(duì)照,但是各處理之間差異不顯著。
2.2 采后熱激處理對(duì)藍(lán)莓鮮果過(guò)氧化氫含量的影響
H2O2是代謝過(guò)程中產(chǎn)生的主要活性氧自由基,對(duì)膜脂具有較強(qiáng)的氧化作用。如圖2所示,熱激處理后,燦爛藍(lán)莓的H2O2顯著下降,在35 ℃熱處理下降為對(duì)照的74.42%,差異顯著(P<0.05);巨藍(lán)藍(lán)莓在35 ℃熱處理下,H2O2含量高于對(duì)照,而在其他2個(gè)溫度處理下,H2O2含量均低于對(duì)照,表明35 ℃熱處理巨藍(lán)藍(lán)莓的效果較差。
2.3 采后熱激處理對(duì)藍(lán)莓鮮果MDA含量的影響
MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物,是反映植物氧化傷害的指標(biāo)。如圖3所示,在35 ℃熱激處理?xiàng)l件下,一定程度上降低了燦爛藍(lán)莓的MDA含量,但在其他溫度處理下并無(wú)降低效果;巨藍(lán)藍(lán)莓在各處理?xiàng)l件下,MDA含量均高于對(duì)照,其中在 55 ℃ 熱處理下,含量與對(duì)照的差異最小。
2.4 采后熱激處理對(duì)藍(lán)莓鮮果SOD、POD活性的影響
SOD、POD是果實(shí)中活性氧代謝的關(guān)鍵酶類,其活性與果
實(shí)的自由基清除能力密切相關(guān),能夠影響果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程。如圖4-A所示,熱激處理在一定程度上提高了藍(lán)莓果實(shí)的SOD活性,2個(gè)品種的藍(lán)莓在35 ℃熱處理下的SOD活性最高,其他2個(gè)熱處理的SOD活性略低于對(duì)照。如圖4-B所示,熱激處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)內(nèi)POD活性的增強(qiáng)有一定的抑制作用,其中在不同處理溫度下,燦爛藍(lán)莓的POD活性均低于對(duì)照,在35 ℃熱處理下,其POD活性最低,為對(duì)照的6625%,差異顯著(P<0.05);巨藍(lán)藍(lán)莓的POD活性在 35 ℃ 熱處理下也有所下降,但之后活性開(kāi)始逐漸上升。
3 結(jié)論與討論
本研究表明,熱激處理能夠改變藍(lán)莓果實(shí)貯藏期間的品質(zhì)特性,恰當(dāng)?shù)臒峒ぬ幚砜梢允顾{(lán)莓在貯藏期間保持較好的果實(shí)品質(zhì)。在本試驗(yàn)中,35 ℃熱激處理2 min有效地抑制了燦爛藍(lán)莓可溶性固形物含量的上升和可滴定酸含量的下降。TSS是采后藍(lán)莓呼吸作用的主要底物,是反映果實(shí)品質(zhì)和成熟度的指標(biāo)之一。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),大分子碳水化合物在相關(guān)酶的作用下被降解為可溶性固形物,導(dǎo)致其含量上升,熱激處理可能抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度及相關(guān)酶活性的上升[13]。TA是衡量果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[13-14],熱激處理可能降低了藍(lán)莓果實(shí)在貯藏期間以TA作為呼吸底物和許多生化過(guò)程所需代謝物前體物質(zhì)的消耗,從而保持了較穩(wěn)定的TA含量。此外,35 ℃熱激處理抑制了燦爛藍(lán)莓品種花色苷的積累和多酚含量的下降,這些品質(zhì)指標(biāo)與果實(shí)的成熟衰老密切相關(guān),這也與前人在鮮棗、枇把和草莓等果實(shí)方面的研究結(jié)果相一致[5,13-14]。
活性氧(ROS)作為一種次級(jí)脅迫,影響著植物的正常代謝,受到抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié),其中H2O2是植物光合、呼吸等代謝過(guò)程中產(chǎn)生的含活性氧自由基的物質(zhì)。熱激處理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),恰當(dāng)?shù)臒峒囟饶軌蛴行У販p少H2O2的產(chǎn)生[15],其中在35、45 ℃熱激處理下,燦爛藍(lán)莓品種的H2O2含量顯著下降,這可能與其抗氧化酶(如SOD)活性的升高有關(guān)。但燦爛藍(lán)莓的POD活性在熱激過(guò)程中受到了抑制,這可能由于POD是果蔬體內(nèi)的酚酶,可以促發(fā)果蔬的酶促褐變,而熱激處理有效地降低了果實(shí)內(nèi)部酚酶的活性,抑制了有害醌類物質(zhì)的產(chǎn)生,從而延緩了果實(shí)的衰老[16]。該結(jié)論同時(shí)也與本試驗(yàn)中較穩(wěn)定的多酚含量相一致,表明酚酶活性的下降,減少了果實(shí)體內(nèi)該反應(yīng)以多酚物質(zhì)作為底物的消耗。
丙二醛是膜脂過(guò)氧化的主要產(chǎn)物,是判斷植物衰老程度的指標(biāo)之一。在果實(shí)采后貯運(yùn)的過(guò)程中,MDA含量是逐漸增加的,適當(dāng)?shù)臒峒ぬ幚砜梢詼p少M(fèi)DA的積累。馬素娟等研究發(fā)現(xiàn),采后熱空氣處理可以抑制楊梅果實(shí)MDA含量的上升和相對(duì)電導(dǎo)率的升高,從而有效地延緩了果實(shí)衰老[17]。鞏惠芳等研究指出,40 ℃熱空氣處理可以抑制草莓果實(shí)MDA含量的上升,有利于延長(zhǎng)果實(shí)的保鮮期[5]。本試驗(yàn)中,在 35 ℃ 熱激處理?xiàng)l件下,一定程度上降低了藍(lán)莓的MDA含量,其中對(duì)燦爛品種的效果顯著,對(duì)巨藍(lán)品種的效果不顯著,表明不同溫度處理對(duì)于不同藍(lán)莓品種的效果各不相同,適宜的熱激溫度還有待進(jìn)一步研究。
綜上可知,藍(lán)莓采后生理代謝旺盛,不耐貯藏。通過(guò)對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)進(jìn)行不同熱激溫度處理的初步研究發(fā)現(xiàn),35 ℃熱激處理2 min可以有效降低燦爛藍(lán)莓果實(shí)中的H2O2、MDA含量,并抑制其TSS含量的上升和TA含量的下降,在一定程度上延緩了果實(shí)的衰老,有利于其果實(shí)的貯藏保鮮,但不同熱激溫度對(duì)巨藍(lán)品種的效果不顯著,該品種具體的處理溫度和時(shí)間還有待進(jìn)一步研究和探討。
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