臧建磊 李明月 萬(wàn)如意 田風(fēng)霞
摘要 為探討不同濃度的人工合成的細(xì)胞分裂素(6-芐氨基腺嘌呤,6-BA)處理對(duì)獼猴桃低溫貯藏期間內(nèi)部品質(zhì)、感官品質(zhì)及生理生化的影響,以河南南陽(yáng)西峽“華美2號(hào)”獼猴桃果實(shí)為試材,于獼猴桃盛花后60 d開(kāi)始第一次采樣,此后每隔15 d采收1次,直至盛花期后120 d。同時(shí),對(duì)盛花期后160 d進(jìn)行采摘且用不同濃度6-BA對(duì)獼猴桃進(jìn)行浸泡處理。取材后測(cè)定果實(shí)重量、果形指數(shù)、硬度、可溶性固形物含量(SSC)、細(xì)胞膜滲透率、相關(guān)酶活、葉綠素含量和丙二醛含量等指標(biāo)。結(jié)果表明:隨著獼猴桃的生長(zhǎng)發(fā)育,果實(shí)生長(zhǎng)狀況良好;3種濃度的6-BA處理均可以提高獼猴桃的低溫貯藏保鮮效果,其中以10 mg/L的6-BA處理效果相對(duì)較好,既保持果實(shí)硬度和可溶性固形物含量,抑制果實(shí)葉綠素的降解,保持膜細(xì)胞完整性,又抑制酶活的下降,較好地保證了果實(shí)品質(zhì)。
關(guān)鍵詞 6-BA;“華美2號(hào)”獼猴桃;采前生理;保鮮效果
中圖分類(lèi)號(hào) TS255.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 0517-6611(2020)20-0187-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.20.050
Effect of 6-BA Treatment on the Storage and Preservation of Kiwifruit
ZANG Jian-lei, LI Ming-yue, WAN Ru-yi et al (College of Life Science and Technology, Nanyang Normal University, Nanyang,Henan? 473061)
Abstract In order to discuss the effects of different concentrations of synthetic cytokinin, 6-BA (6-benzylaminopurine) on the internal quality, sensory quality, physiological and biochemical indices of kiwifruit during the cold storage period, “Huamei 2” kiwifruit fruits produced in Xixia County, Nanyang City of Henan Province were used as test materials, the first sampling of the kiwifruit began from the 60 th day after flowering, and then harvested every 15 days until 120 days after flowering. Simultaneously, the kiwifruit fruits were picked on the 160 th day after flowering and soaked with different concentrations of 6-BA. The fruit weight, fruit shape index, hardness, soluble solid content(SSC), cell membrane permeability, relevant enzyme activity, chlorophyll content, and malondialdehyde content were measured after sampling. The results showed that with the growth and development of kiwifruit, the growth status of fruits was good. Three concentrations of 6-BA treatment could improve the preservation effect of kiwifruit during low temperature storage, the effect of 10 mg/L 6-BA was relatively good, which not only maintained the hardness of fruit and soluble solids content, inhibited the degradation of chlorophyll in fruit, maintained the integrity of membrane cells,but also inhibited? the decline of enzyme activity, maintained better quality of fruits.
Key words 6-BA;“Huamei 2” kiwifruit;Pre-harvest physiology;Fresh-keeping effect
獼猴桃(Actinidia chinensis),隸屬獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia Lindl.),為多年生攀援性落葉藤本果樹(shù)。獼猴桃含有豐富的維生素C、有機(jī)酸、胡蘿卜素等其他微量元素,在人體保健方面具有較高的價(jià)值,可以降血脂、血壓,增強(qiáng)免疫力,有一定的抗癌效果,對(duì)腸道疾病也有緩解作用。獼猴桃采后,常溫下極易軟化腐爛,失果率高。民間有“七天軟,十天壞,半月壞一半” [1]的說(shuō)法。采收和運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械損傷對(duì)獼猴桃果實(shí)的品質(zhì)有很大影響,會(huì)造成果實(shí)失水、霉變腐爛,不易儲(chǔ)存,經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低。
植物內(nèi)源激素是由植物體自身合成的激素,其在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成過(guò)程中均發(fā)揮著重要作用,使用外源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)可在一定程度上對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而達(dá)到改善果實(shí)品質(zhì)的目的 [2-3]。6-芐基腺嘌呤(6-BA)是一種人工合成的植物生長(zhǎng)激素,具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用 [4]。研究表明,小麥經(jīng)過(guò)噴施6-BA后能夠促進(jìn)小麥葉片的光合作用,提高葉綠素含量,提高小麥產(chǎn)量 [5]。6-BA具有防止老化等作用,是細(xì)胞分裂素類(lèi)特有的生理作用。筆者以河南南陽(yáng)西峽“華美2號(hào)”獼猴桃果實(shí)為試材,探討不同濃度的人工合成的細(xì)胞分裂素(6-BA)對(duì)獼猴桃低溫貯藏期間內(nèi)部品質(zhì)、感官品質(zhì)及生理生化的影響,了解獼猴桃生長(zhǎng)發(fā)育和成熟衰老過(guò)程和貯藏保鮮中葉綠素代謝與其生理代謝的關(guān)系,旨在為獼猴桃采后貯藏保鮮提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試材及取樣
來(lái)自西峽采摘的“華美2號(hào)”獼猴桃,無(wú)病蟲(chóng)侵?jǐn)_,個(gè)頭一致,成熟度相似的果實(shí)作為試材。
1.2 試劑
考馬斯亮藍(lán)G250、無(wú)水乙醇、蒸餾水、pH 7.8磷酸緩沖鹽溶液(phosphate buffer saline,PBS)、pH 7.0的PBS溶液、100 g/L三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)溶液、 6.7 g/L 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)溶液、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)反應(yīng)液、65 mmol/L甲硫氨酸(DL-methionine,Met)、500 μmol/L/硝基氯化四氮唑藍(lán)(nitrotetrazolium blue chloride,NBT)、100 μmol/L乙二胺四乙酸二鈉(ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt,EDTA-Na2)、 20 μmol/L 核黃素、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)反應(yīng)液、過(guò)氧化物酶(POD)反應(yīng)液、液氮等。
1.3 儀器
TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),由北京普析通用儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn);CT18RT臺(tái)式冷凍離心機(jī),由上海天美科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);PAL-1折射計(jì),由廣州市愛(ài)拓科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);DDSJ-308F型電導(dǎo)率儀,由上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司生產(chǎn);美耐特?cái)?shù)顯卡尺(0~150 mm),由上海美耐特實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn);GY-4果實(shí)硬度計(jì),由溫州一鼎儀器制造有限公司生產(chǎn);FA2104舜宇電子天平,由上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);其他儀器。
1.4 試材處理
成熟前:獼猴桃盛花后60 d開(kāi)始第一次采樣,直至盛花期后120 d。每間隔15 d取樣1次,每次取15個(gè)獼猴桃,12個(gè)測(cè)定果形,其中6個(gè)測(cè)糖度、硬度、相對(duì)電導(dǎo)率;剩余果實(shí)各取3個(gè)1 g、1個(gè)5 g放入液氮3~5 h后于冰箱冷凍室保存,待完全取材后集中測(cè)定其他生理指標(biāo)。
成熟后:盛花期后160 d進(jìn)行采摘,分別配制0、5、10、15、20、25 mg/L的6-BA水溶液在盆中對(duì)獼猴桃進(jìn)行浸泡,每個(gè)盆里放9個(gè)獼猴桃,分別浸泡5 min。將處理后的獼猴桃每9個(gè)裝入塑料薄膜袋中。馬書(shū)尚等 [6]研究表明用0.06 mm厚的塑料薄膜袋包裝果實(shí),可減少果實(shí)失水,防止果實(shí)皺縮,抑制果實(shí)硬度下降。每袋放不同濃度浸泡過(guò)的獼猴桃各3個(gè),放入冰箱中,設(shè)置溫度為0 ℃,每隔15 d取樣1次,進(jìn)行硬度、糖度、相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定,而后取獼猴桃果皮下2 mm下的果肉,稱取3個(gè)5 g和5個(gè)1 g樣品,再用錫箔紙包裹嚴(yán)密將其放入液氮罐中進(jìn)行冷凍,3~5 h后取出,放入冰箱冷凍室,待15和30 d取材結(jié)束后,進(jìn)行其他生理指標(biāo)的測(cè)定。
1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法
1.5.1 果形指數(shù)的測(cè)定。使用數(shù)顯卡尺測(cè)量果實(shí)腰部最大處的橫莖(mm)和果實(shí)的縱莖(mm),按以下公式計(jì)算果形指數(shù):果形指數(shù)=縱莖/橫莖。
1.5.2 果實(shí)硬度的測(cè)定。使用GY-4型果實(shí)硬度計(jì),在果實(shí)的赤道處間隔等距離的3個(gè)位置測(cè)定硬度,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
1.5.3 平均果實(shí)重量的測(cè)定。將果實(shí)放在電子天平上稱量,記錄果實(shí)的重量(g),計(jì)算平均果實(shí)重量。
1.5.4 可溶性固形物含量的測(cè)定。
將糖度計(jì)調(diào)零,清潔棱鏡表面,滴約0.3 mL被測(cè)樣液至棱鏡表面,按“START”鍵進(jìn)行測(cè)定。顯示器上顯示Brix值,即樣品液中可溶性固形物含量,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示。重復(fù)3次,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn) 偏差。
1.5.5 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定。
去皮,取2 mm厚薄獼猴桃果肉細(xì)條,用去離子水漂洗3次,加去離子水15 mL,室溫下平衡 3 h,期間多次搖動(dòng)試管,測(cè)定初電導(dǎo)率;沸水浴30 min,冷卻至室溫,測(cè)其終電導(dǎo)率;空白管添加去離子水,作為空白對(duì)照。按照以下公式計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率:
相對(duì)電導(dǎo)率=(初電導(dǎo)率-空白對(duì)照)/(終電導(dǎo)率-空白對(duì)照)(1)
1.5.6 葉綠素含量的測(cè)定。取1 g果肉置于研缽中,向其中加入5 mL 95%的乙醇和適量石英砂,研磨至勻漿,靜置2 min再加入95%乙醇繼續(xù)研磨至組織變白,靜置3 min后提取。取一張濾紙,折疊后置于漏斗中,用95%乙醇潤(rùn)濕,沿玻璃棒將提取液倒入漏斗中,過(guò)濾到50 mL棕色容量瓶中,沖洗研缽研棒和殘?jiān)鼣?shù)次,最后,連同殘?jiān)黄鸬谷肼┒分?,用乙醇溶液沖洗,直至濾紙和殘?jiān)袩o(wú)綠色為止。最后,用95%乙醇溶液定容至50 mL并搖勻。
以95%乙醇溶液為空白參比調(diào)零,用1 cm光徑比色皿在663和645 nm波長(zhǎng)處分別測(cè)定提取液的吸光度,重復(fù)3次。根據(jù)Lambert-Beer定律,計(jì)算提取液中葉綠素a和葉綠素b的濃度。
Ca=12.7A 663 nm-2.69A 645 nm(2)
果實(shí)采摘后,一切生命活動(dòng)均靠果實(shí)組織中一些糖類(lèi)物質(zhì)氧化釋放出的能量來(lái)維持。由圖2可知,在正常情況下獼猴桃采摘后糖度呈先快速上升后緩慢上升的變化趨勢(shì),在 0 ℃下不同濃度6-BA處理后的獼猴桃糖度呈下降趨勢(shì),在貯藏15 d時(shí)獼猴桃糖度穩(wěn)定下降。這說(shuō)明適宜濃度的6-BA處理對(duì)獼猴桃貯藏中糖度的上升有減緩作用。
由圖3可知,隨著6-BA濃度的增加,在0 d處理的獼猴桃相對(duì)電導(dǎo)率先下降后上升;在15 d,隨著6-BA濃度的不斷增加,相對(duì)電導(dǎo)率先上升后下降,且在6-BA濃度為5 mol/L時(shí)相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到峰值,約42%;30 d時(shí),隨著6-BA濃度的不斷增加,相對(duì)電導(dǎo)率先上升后下降,且在6-BA濃度為15 mol/L時(shí)相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到峰值,約39%。與空白對(duì)照相比,隨著不同濃度處理貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),相對(duì)電導(dǎo)率明顯降低。這說(shuō)明6-BA處理對(duì)細(xì)胞膜滲透率的增加有減緩作用。
由圖5可知,在同一時(shí)間不同濃度處理下,獼猴桃葉綠素含量呈現(xiàn)先緩慢上升后緩慢下降的變化趨勢(shì)。隨著貯藏時(shí)間的增加,獼猴桃葉綠素含量呈緩慢上升的變化趨勢(shì),在貯藏30 d時(shí)當(dāng)6-BA濃度為25 mol/L時(shí)獼猴桃葉綠素含量相對(duì)較低。這說(shuō)明6-BA處理對(duì)葉綠素含量下降有減緩作用,可抑制葉綠素的 降解。
由圖7a可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),獼猴桃果實(shí)內(nèi)CAT活性呈降低趨勢(shì)。在貯藏0 d時(shí),CAT活性先緩慢上升后急劇下降。在貯藏15 d時(shí),CAT活性先緩慢上升后有所下降。在貯藏30 d時(shí),CAT活性最低,且隨著6-BA濃度的增長(zhǎng),整體上CAT活性的變化幅度不大。這說(shuō)明在貯藏前期6-BA處理抑制了CAT活性的降低。
由圖7b可知,在0、15、30 d SOD活性隨著不同濃度6-BA處理的變化不大,且0 d時(shí)SOD活性保持在較高水平,15、30 d時(shí)SOD活性均有所降低,說(shuō)明在貯藏過(guò)程中SOD活性隨著時(shí)間的延長(zhǎng),SOD活性有所下降。但6-BA處理總體上能顯著減緩果實(shí)SOD活性的下降,保持防御活性氧或其他過(guò)氧化物自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)造成傷害的能力。
由圖7c可知,在6-BA處理下,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),APX活性整體上呈下降趨勢(shì)。在貯藏0 d時(shí),APX活性先上升后急劇下降;在0和30 d,隨著6-BA濃度的上升,APX活性先降低后穩(wěn)定后上升,相較于0 d時(shí)APX活性相對(duì)較低。
在果實(shí)成熟衰老過(guò)程、抗病、抗氧化、抗逆境脅迫中,POD活性不斷發(fā)生變化,它能催化過(guò)氧化氫分解,減少過(guò)氧化氫對(duì)果實(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的傷害 [7]。由圖7d可知,在貯藏過(guò)程中,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),POD活性呈先上升后下降而后趨于下降的變化趨勢(shì)。6-BA處理減緩獼猴桃內(nèi)自由基的侵害,果實(shí)保持良好狀態(tài)。
3 討論
研究表明,呼吸躍變型果實(shí)在成熟時(shí)呼吸速率等其他生理反應(yīng)升高,因此未熟時(shí)采收可實(shí)現(xiàn)果實(shí)的長(zhǎng)期貯藏 [8]。同時(shí),在成熟之前對(duì)獼猴桃做相應(yīng)保鮮技術(shù)處理,對(duì)后期貯藏有一定的積極作用。李東等 [9]認(rèn)為采前處理保鮮技術(shù)是獼猴桃保鮮技術(shù)體系的一大有效補(bǔ)充,對(duì)獼猴桃的保鮮能起到十分積極的作用,值得進(jìn)行推廣。在果實(shí)成熟過(guò)程中葉綠素分解含量下降,可使其他種類(lèi)色素如類(lèi)胡蘿卜素、花青素的顏色得以呈現(xiàn);檢測(cè)葉綠素含量體現(xiàn)獼猴桃果品質(zhì)量。綜合考慮獼猴桃自身生理特性確定采收時(shí)間,增加獼猴桃貯藏 時(shí)間。
在采收后,獼猴桃貯藏保鮮對(duì)于果農(nóng)和經(jīng)銷(xiāo)商來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。而活性氧代謝快慢與高低對(duì)果實(shí)成熟與衰老起著關(guān)鍵性作用,活性氧在果實(shí)機(jī)體內(nèi)的積累,促進(jìn)了細(xì)胞膜脂過(guò)氧化,進(jìn)而對(duì)細(xì)胞膜造成嚴(yán)重的傷害作用,導(dǎo)致果實(shí)軟化衰老 [10]。因此,細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的最終產(chǎn)物丙二醛的積累在一定程度上反映了體內(nèi)活性氧含量的動(dòng)態(tài)變化且對(duì)細(xì)胞具有很強(qiáng)的毒性 [11]。在植物組織內(nèi),CAT、SOD、APX和POD是清除活性氧的主要保護(hù)酶,果實(shí)成熟衰老過(guò)程是活性氧和抗氧化酶系統(tǒng)作用的過(guò)程,是活性氧代謝失調(diào)與累積的過(guò)程 [12-13]。CAT催化分解組織中的H2O2,降低H2O2產(chǎn)生的OH-對(duì)機(jī)體造成的危害 [14],其與POD一起作為H2O2的解毒劑,在植物代謝中起重要作用。普遍存在于果實(shí)中的SOD能作用于生物細(xì)胞中的O2,-,并通過(guò)歧化反應(yīng)生成H2O2和O2,降低了O2,-對(duì)果實(shí)的侵害。APX是植物活性氧代謝中重要的抗氧化酶之一,尤其是葉綠體中清除H2O2的關(guān)鍵酶,又是維生素C代謝的主要酶類(lèi)。POD是果實(shí)后熟衰老中的保護(hù)性酶類(lèi),它可以清除自由基,從而減少自由基對(duì)膜的損傷,達(dá)到延緩細(xì)胞衰老的目的 [15]。
6-芐基腺嘌呤作為一種細(xì)胞分裂素,可阻止植物體葉綠素、蛋白質(zhì)等的降解,具有避免果實(shí)衰老起到保鮮作用。經(jīng)過(guò)6-BA處理過(guò)且在0 ℃保存的獼猴桃硬度、糖度均有良好改善,對(duì)細(xì)胞膜滲透率也有減小作用,抑制其代謝速率;同時(shí),可以降低丙二醛的積累,緩解葉綠素的降解,對(duì)各種酶活性的減弱也有所抑制作用。6-BA對(duì)獼猴桃的作用主要表現(xiàn)在2個(gè)方面:一方面,6-BA阻礙內(nèi)源抗氧化劑的分解,保持獼猴桃果肉的活性氧的代謝平衡;另一方面,6-BA阻礙與活性氧代謝相關(guān)酶活性的下降,降低膜脂過(guò)氧化作用,減小了質(zhì)膜的損傷程度,即減緩獼猴桃的生理代謝,延遲采摘后衰老的進(jìn)程,對(duì)獼猴桃保鮮有一定的效果。
4 結(jié)論
筆者探討不同濃度的人工合成的細(xì)胞分裂素(6-BA)處理對(duì)獼猴桃低溫貯藏期間內(nèi)部品質(zhì)、感官品質(zhì)及生理生化的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)6-BA處理過(guò)且在0 ℃保存的獼猴桃硬度、糖度均有良好改善,對(duì)細(xì)胞膜滲透率也有減小作用,抑制其代謝速率。同時(shí),可以降低丙二醛的積累,減慢了葉綠素的降解,對(duì)各種酶活性的減弱也有所抑制。該方法仍有待進(jìn)一步改進(jìn),以達(dá)到了解獼猴桃生長(zhǎng)發(fā)育和成熟衰老過(guò)程和貯藏保鮮中葉綠素代謝與其生理代謝的關(guān)系,為獼猴桃采后貯藏保鮮提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]
王勝男,任小林,任艷.1-MCP對(duì)獼猴桃貨架期品質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,38(7):149-154.
[2] RADEMACHER W.Plant growth regulators:Backgrounds and uses in plant production [J]. Journal of plant growth regulation,2015,34(4):845-872.
[3]? MILI C′?B,CˇABILOVSKI R,KESEROVI C′? Z,et al. Nitrogen fertilization and chemical thinning with 6-benzyladenine affect fruit set and quality of golden delicious apples[J].Scientia horticulturae,2012,140(6):81-86.
[4] 王萌,廉華,馬光恕,等.外源6-BA對(duì)甜瓜幼苗生理特性和產(chǎn)量形成的影響[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2018(6):32-34.
[5] 楊東清,王振林,尹燕枰,等.外源ABA和6-BA對(duì)不同持綠型小麥旗葉衰老的影響及其生理機(jī)制[J].作物學(xué)報(bào),2013,39(6):1096-1104.
[6] 馬書(shū)尚,周瑗月.秦美獼猴桃自發(fā)氣調(diào)貯藏技術(shù)研究初報(bào)[J].中國(guó)果樹(shù),1994(3):22-23.
[7] 吳彩娥,王文生,寇曉紅.果實(shí)成熟衰老與保護(hù)酶系統(tǒng)的關(guān)系[J].保鮮與加工,2000(1):5-8.
[8] PICHA D H. Effects of harvest maturity on the final fruit composition of cherry and large fruited tomato cultivars [J]. Journal of the American society for horticultural science,1986,111(5):723-727.
[9] 李東,譚書(shū)明,夏之行,等.獼猴桃采前處理保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品工業(yè),2015,36(8):251-255.
[10] 張剛,李里特,丹陽(yáng).果蔬成熟衰老中的活性氧代謝[J].食品科學(xué),2004,25(S1):225-230.
[11] 葛培,郭廣芳,晏月明.小麥抗旱機(jī)理研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通報(bào),2010(4):22-27.
[12] MITTLER R.Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance[J].Trends in plant science,2002,7(9):405-410.
[13] MITTLER R,VANDERAUWERA S,GOLLERY M,et al. Reactive oxygen gene network of plants [J].Trends in plant science,2004,9(10):490-498.
[14] 袁海娜.冬瓜貯藏過(guò)程中PPO、POD和CAT活性及同功酶研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2005,26(1):61-63.
[15] 任亞梅,宋小青,賀曉穎,等.獼猴桃生長(zhǎng)過(guò)程中果肉和葉綠體的生理特性研究[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2014,14(8):116-122.