巴良杰,曹森,吉寧,馬超,王瑞,羅冬蘭
貴陽(yáng)學(xué)院(貴陽(yáng) 550005)
李子是薔薇科李屬植物,其果實(shí)皮薄多汁,富含蛋白質(zhì)、糖、鈣、核黃素以及多種微量元素,酸甜可口,深受人們喜愛[1]。李子是喜溫性水果,其果實(shí)成熟于6~8月間,采后溫度高、呼吸代謝旺盛、乙烯釋放加速、果實(shí)轉(zhuǎn)色軟化加快,因此,李果實(shí)采后不耐貯藏,果實(shí)極易衰老、腐爛,嚴(yán)重制約著李子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。采后低溫貯藏可以有效抑制果實(shí)的代謝活動(dòng),延長(zhǎng)貯藏期,但是長(zhǎng)時(shí)間低溫會(huì)造成李果實(shí)發(fā)生冷害,導(dǎo)致果肉褐變、風(fēng)味變淡、營(yíng)養(yǎng)流失、品質(zhì)下降、衰老加速[1-2],所以,如何有效地控制李果實(shí)采后貯藏過程中冷害的發(fā)生,是采后貯藏中迫切需要解決的關(guān)鍵問題。
低溫預(yù)貯(Low temperature conditioning,LTC),是將果蔬首先在略高于冷害臨界溫度下預(yù)貯一定時(shí)間,然后再轉(zhuǎn)移至低溫進(jìn)行長(zhǎng)期貯藏,從而達(dá)到減輕果蔬貯藏期冷害發(fā)生的一種貯藏方法[3]。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)便、無傷害、無污染[4],并且可進(jìn)行批量處理。研究表明,LTC處理已經(jīng)在獼猴桃、葡萄等果蔬上應(yīng)用,可以有效地降低貯藏期冷害的發(fā)生率,保持較好的貯藏品質(zhì)[5-6]。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA),是一種在植物體內(nèi)廣泛存在的天然產(chǎn)生的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子,在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中,尤其是逆境脅迫過程中有著重要的作用[7-8]。MeJA可以有效地抑制果實(shí)低溫貯藏期膜脂和脂肪酸組成成分發(fā)生改變,延緩膜透性增加,明顯提升果蔬低溫脅迫的抗性[9]。研究表明,MeJA處理可以明顯減輕黃瓜[10]、枇杷[7]、尖椒[8]等冷敏性果蔬低溫貯藏期冷害的發(fā)生,保持較好的貯藏品質(zhì)。雖然已有單獨(dú)的MeJA和LTC處理控制果蔬冷害的相關(guān)研究,但是MeJA和LTC復(fù)合處理李果實(shí)卻鮮有研究,李果實(shí)低溫貯藏和LTC處理單獨(dú)處理雖可以延長(zhǎng)貯藏期,抑制腐爛,但它們會(huì)降低貯藏期果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使其失去商品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),因此生產(chǎn)上需要復(fù)合處理應(yīng)用,以保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)。研究MeJA和LTC復(fù)合處理在李果實(shí)的采后貯藏方面具有實(shí)際意義。
試驗(yàn)以“六月李”李果實(shí)為試材,探究LTC、MeJA、MeJA+LTC處理對(duì)李果實(shí)采后低溫貯藏期品質(zhì)及其生理特性的變化。通過比較分析,研究復(fù)合處理對(duì)李果實(shí)采后低溫貯藏的可行性,以期為李果實(shí)采后貯藏期的延長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的保持,提供理論依據(jù)。
李果實(shí)(六月李),采于貴州省關(guān)嶺自治縣上關(guān)鎮(zhèn)李子實(shí)驗(yàn)基地;保鮮袋,國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津);MeJA,購(gòu)于北京索萊寶科技有限公司,純度為95%。
UV-2550型紫外分光光度計(jì),日本Shimazhu公司;PAL-1型迷你數(shù)顯折射計(jì),日本ATAGO公司;TGL-16A型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司。
李果實(shí)采后立刻運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室,挑選大小一致、無機(jī)械傷、無病蟲害、顏色一致的李果實(shí)隨機(jī)分成4組A、B、C、D。A組:在22 ℃條件下,空白熏蒸22 h后,在0 ℃條件下貯藏60 d,記作CK;B組:在22 ℃條件下,空白熏蒸22 h后,在10 ℃條件下貯藏2 d,然后轉(zhuǎn)移0 ℃貯藏58 d,總共貯藏60 d,記作LTC;C組:在22 ℃條件下,1 μmol/L(前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明,1 μmol/L效果最好)的MeJA熏蒸22 h后,在0 ℃條件下貯藏60 d,記作MeJA;D組:在22 ℃條件下,1 μmol/L的MeJA熏蒸22 h后,在10 ℃條件下貯藏2 d,然后轉(zhuǎn)移0 ℃貯藏58 d,總共貯藏60 d,記作MeJA+LTC。果實(shí)貯藏期(包括處理時(shí)間)每隔15 d對(duì)4個(gè)處理組進(jìn)行觀察、取樣、指標(biāo)測(cè)定。
冷害指數(shù)和褐變指數(shù)參照司敏等[11]的方法;可溶性固形物、VC、丙二醛含量參照曹建康等[12]的方法;相對(duì)電導(dǎo)率參照王艷穎等[1]的方法;超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)、過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性參照司敏等[11]的方法;超氧陰離子(O2-·)產(chǎn)生速率和過氧化氫(H2O2)含量的測(cè)定參照Huan等[13]方法。
數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,差異顯著分析采用SPSS 19.0軟件,作圖采用Excel 2007軟件。
冷害指數(shù)反映了李果實(shí)在低溫貯藏過程中發(fā)生的冷害程度,不同處理的李果實(shí)冷害癥狀也不同[1]。由圖1可知,CK組的少部分李果實(shí)在15 d已經(jīng)發(fā)生冷害,而LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組在15 d未發(fā)生冷害現(xiàn)象。在貯藏期30~60 d,4個(gè)處理組的冷害指數(shù)逐漸增加,且CK組的李果實(shí)冷害指數(shù)增加速率顯著高于LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組(p<0.05)。在貯藏期60 d,CK組的冷害指數(shù)達(dá)到0.33,而LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組的冷害與CK組相比分別降低了31%,28%和49%。綜上說明,MeJA和LTC處理可以顯著降低李果實(shí)貯藏期冷害的發(fā)生,且MeJA+LTC處理效果要好于單獨(dú)的MeJA和LTC處理,這與MeJA和LTC處理可以有效地延緩尖椒貯藏期冷害的發(fā)生相一致[8]。
褐變指數(shù)直接反映了李果實(shí)內(nèi)部受冷害的程度[2]。如圖2所示,在貯藏0~15 d,4個(gè)處理組果實(shí)內(nèi)部未發(fā)生冷害;在貯藏期15~60 d,隨著貯藏期的延長(zhǎng),4個(gè)處理組果實(shí)內(nèi)部均發(fā)生不同程度的冷害,果肉的褐變指數(shù)逐漸增加。在貯藏末期60 d,CK、LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組的褐變指數(shù)分別為0.48,0.37,0.35和0.28,4個(gè)處理組之間差異顯著(p<0.05)。由此可知,MeJA和LTC處理可以有效地抑制李果實(shí)內(nèi)部褐變的發(fā)生,其中MeJA+LTC復(fù)合處理效果最好。
綜合冷害指數(shù)和褐變指數(shù)可以得出,MeJA+LTC處理可以顯著地延緩李果實(shí)貯藏期冷害的發(fā)生,保持較好地貯藏品質(zhì)。金鵬等[7]的研究也表明,MeJA+LTC處理可以有效地控制枇杷貯藏期冷害的發(fā)生,保持較好的品質(zhì)。
圖1 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)冷害指數(shù)的影響
圖2 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)褐變指數(shù)的影響
丙二醛是細(xì)胞膜脂過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物,通過測(cè)定貯藏期果實(shí)丙二醛含量可以評(píng)價(jià)細(xì)胞膜氧化和受損程度,推測(cè)果實(shí)的衰老程度[12]。長(zhǎng)期低溫貯藏能造成果實(shí)細(xì)胞膜物理相變,由液晶態(tài)變?yōu)槟z態(tài),流動(dòng)性降低,引起膜收縮,導(dǎo)致膜透性增大[1]。因此,膜透性的增大是果實(shí)發(fā)生冷害的重要標(biāo)志。由圖3和圖4可知,隨著貯藏期的延長(zhǎng),丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率值逐漸增加,在整個(gè)貯藏期都呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì),LTC和MeJA處理均顯著抑制了丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率的上升,且MeJA+LTC處理效果更顯著(p< 0.05)。在貯藏期60 d,MeJA+LTC處理丙二醛含量比CK組果實(shí)低了31.9%,相對(duì)電導(dǎo)率比CK組果實(shí)低了25.2%。綜上,相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量反映了果實(shí)貯藏期細(xì)胞膜的完整性,LTC和MeJA處理均不同程度地減少李果實(shí)貯藏期間細(xì)胞膜的損傷,并保持其完整性,其中MeJA+LTC處理效果最好,這對(duì)控制李果實(shí)貯藏期冷害的發(fā)生起到積極作用,且在枇杷[7]上的研究進(jìn)一步證實(shí)了此次試驗(yàn)結(jié)果。
可溶性固形物含量可以作為李果實(shí)采收期以及耐貯性的衡量指標(biāo)之一。如圖5所示,在整個(gè)貯藏過程中,李果實(shí)的可溶性固形物含量呈現(xiàn)先上升后迅速下降的趨勢(shì)。李果實(shí)在貯藏前期,可溶性固形物含量逐漸增加,一方面可能是由于冷害引起可溶性糖、蛋白質(zhì)等有機(jī)物含量增加造成,另一方面可能是由于李果實(shí)采后出現(xiàn)后熟現(xiàn)象造成的;在貯藏后期,冷害的加劇破壞了正常的代謝活動(dòng),造成可溶性固形物含量下降[1]。在貯藏期30 d,4個(gè)處理組的可溶性固形物含量都達(dá)到最大值,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組顯著高于CK組(p<0.05)。在貯藏末期60 d,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組的可溶性固形物含量顯著高于CK組(p<0.05),且3個(gè)處理之間差異不顯著(p> 0.05)。由此可知,MeJA和LTC處理可以有效地保持李果實(shí)貯藏期可溶性固形物的含量,較好地保持果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。
圖3 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)丙二醛含量的影響
圖4 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率的影響
圖5 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)可溶性固形物含量的影響
VC是衡量果蔬營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo),VC含量越高,果蔬的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)就越好。如圖6所示,在低溫貯藏過程中,李果實(shí)的VC含量呈逐漸降低趨勢(shì)。CK組VC含量在貯藏期0~15 d緩慢降低;在貯藏期15~60 d,VC含量迅速下降。這說明李果實(shí)在15 d后逐漸遭受冷害進(jìn)而導(dǎo)致VC含量的降低。在貯藏期15~60 d,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組的VC含量顯著高于CK組,說明LTC和MeJA處理有效地保持李果實(shí)的VC含量。在貯藏末期60 d,CK組的VC含量為3.92 mg/100 g,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組分別比CK組提高了10.9%,13.3%和31.1%。綜上說明,MeJA和LTC處理可以明顯抑制李果實(shí)貯藏期冷害的發(fā)生,有效地保持果實(shí)貯藏期VC含量,尤其是MeJA結(jié)合LTC復(fù)合處理效果最佳。
圖6 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)VC含量的影響
果蔬在遭受低溫脅迫時(shí),體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的O2-·、H2O2等活性氧,同時(shí)活性氧代謝酶(SOD、POD、CAT等)活性受到抑制,進(jìn)而導(dǎo)致活性氧在果蔬體內(nèi)大量累積,加速細(xì)胞膜脂過氧化反應(yīng),破壞了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,引起果蔬組織代謝紊亂,最終導(dǎo)致冷害的發(fā)生[14-15]。SOD、POD和CAT是抗氧化酶系統(tǒng)中的關(guān)鍵酶,在維持果蔬組織中活性氧代謝平衡過程中起著重要的作用,它們相互協(xié)調(diào)及時(shí)清除O2-·和H2O2,使活性氧始終維持較低水平,有效阻止活性氧對(duì)細(xì)胞的毒害作用[16-17]。如圖7~圖9所示,在李果實(shí)整個(gè)低溫貯藏過程中,SOD、POD和CAT的酶活性均呈先上升后下降的趨勢(shì)。SOD活性的最大值出現(xiàn)在第45天,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組分別比CK組的SOD活性提高了10.5%,19.8%和30.8%,且4個(gè)處理組之間差異顯著(p<0.05)。POD活性在貯藏前期緩慢增加,在第45天達(dá)到最大值,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組分別比CK組的POD活性提高了8.6%,12.2%和16.5%,但LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組之間差異不顯著(p>0.05)。CAT活性在0~15 d迅速增加,且在15 d達(dá)到最大值,隨后逐漸降低;在第15天,LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組的活性顯著高于CK組(p<0.05),但它們之間差異不顯著(p>0.05)。綜上說明,LTC和MeJA處理顯著提高了李果實(shí)貯藏期間抗氧化酶體系,有效地維持活性氧代謝的平衡,抑制冷害的發(fā)生,保持較好地貯藏品質(zhì)。在桃[18]、芒果[19]、番茄[20]等果蔬的研究也證實(shí)了MeJA和LTC處理可以有效地提高活性氧代謝酶的活性,降低冷害發(fā)生,保持貯藏期果蔬品質(zhì)。
圖7 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)SOD活性的影響
圖8 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)POD活性的影響
圖9 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)CAT活性的影響
果實(shí)體內(nèi)O2-·和 H2O2含量的累積,會(huì)加速果實(shí)衰老。如圖10和圖11所示,CK組李果實(shí)在低溫貯藏期O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量隨著貯藏期的延長(zhǎng)而不斷增加,而MeJA和LTC處理顯著抑制了O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量的增加。在貯藏末期60 d,CK組的O2-·產(chǎn)生速率增加至1.19 nmol/(min·g),LTC、MeJA和MeJA+LTC處理組分別降低了41.5%,31.9%和52.9%,且4個(gè)處理之間差異顯著(p<0.05);LTC、MeJA和MeJA+LTC處理顯著組的H2O2含量與CK組相比,分別降低了12.5%,11.0%和20.0%,顯著低于CK組(p< 0.05)。由上可知,MeJA和LTC處理顯著降低了李果實(shí)貯藏期O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量,延緩果實(shí)的衰老進(jìn)程,這與枇杷[7]的研究結(jié)果相一致。
圖10 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)O2-·產(chǎn)生速率的影響
圖11 MeJA結(jié)合LTC處理對(duì)李果實(shí)H2O2產(chǎn)生速率的影響
研究表明,李果實(shí)采后MeJA結(jié)合LTC處理能夠有效降低冷藏期冷害指數(shù)、褐變指數(shù),抑制果實(shí)丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率的增加,保持較高的可溶性固性物和VC含量,提高SOD、POD和CAT的酶活性,并降低O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量,有效地降低貯藏期冷害的發(fā)生,保持貯藏品質(zhì),為李果實(shí)采后保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。但是MeJA結(jié)合LTC處理減輕李果實(shí)冷害的發(fā)生可能還涉及能量代謝等其他機(jī)理,還需要進(jìn)一步深入研究。