曹 森,巴良杰,張 鵬,李江闊*
(1 貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院 貴州省果品加工工程技術(shù)研究中心 貴陽(yáng) 550005 2 國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300384)
藍(lán)莓(Blueberry),杜鵑花科越橘屬(Vaccinium),富含花色苷、多酚等營(yíng)養(yǎng)成分,具有抗衰老、抗氧化等功能,有“漿果之王”的美譽(yù)[1]。近年來(lái)隨著貴州省藍(lán)莓生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,藍(lán)莓種植面積和產(chǎn)量均位列全國(guó)第一[2]。然而,藍(lán)莓皮薄、易失水,貯藏期易出現(xiàn)軟化、果皮凹陷,甚至長(zhǎng)霉腐爛等問(wèn)題,嚴(yán)重降低藍(lán)莓的商品率,從而造成經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。前人研究表明,果實(shí)貯藏期間其果膠甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶及纖維素酶等細(xì)胞壁代謝酶活性增強(qiáng),導(dǎo)致果實(shí)細(xì)胞壁物質(zhì)水解,直接影響細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)改變,從而導(dǎo)致果實(shí)軟化[5-6]。探究適宜藍(lán)莓的保鮮方法,確保藍(lán)莓貯藏品質(zhì),有利于促進(jìn)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
水楊酸(Salicylic acid,SA)是大多數(shù)果實(shí)體內(nèi)存在的酚類(lèi)物質(zhì),能夠參與植物的生理代謝過(guò)程,增強(qiáng)果實(shí)抗病性和抗逆性[7]。SA 作為安全、高效的新型保鮮劑已應(yīng)用于水果貯藏保鮮方面,并且效果明顯[8-10]。目前,關(guān)于水楊酸采前處理藍(lán)莓方面的研究鮮有報(bào)道,尤其關(guān)于水楊酸對(duì)藍(lán)莓軟化的調(diào)控未見(jiàn)報(bào)道。本文用不同濃度的水楊酸采前處理藍(lán)莓,探究水楊酸對(duì)藍(lán)莓貯藏品質(zhì)的影響,為藍(lán)莓貯藏保鮮提供新的方法。
藍(lán)莓(品種:粉藍(lán)),采摘自貴州省麻江縣宣威鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)基地。水楊酸(純度:99%),上海源葉生物有限公司。
TA.XT.Plus 質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)SMS 公司;UV-2550紫外-可見(jiàn)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;Check PiontⅢ便攜式殘氧儀,丹麥Dansensor 公司;PK-16A 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),湖南平科科學(xué)儀器有限公司。
1.2.1 預(yù)處理 以八九成熟粉藍(lán)為試驗(yàn)材料,分別用不同濃度的水楊酸對(duì)藍(lán)莓果實(shí)進(jìn)行采前處理,通過(guò)便攜式手持噴霧器對(duì)已標(biāo)記的不同水楊酸處理組(1.0,2.0,3.0 mmol/L)和對(duì)照組(對(duì)照組噴施蒸餾水)果實(shí)進(jìn)行均勻噴施,至處理的藍(lán)莓表面開(kāi)始滴液即可。處理后自然曬干,采收,將果實(shí)立刻運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。分別選擇無(wú)機(jī)械傷、無(wú)腐爛,成熟度一致的藍(lán)莓分裝于帶孔聚乙烯塑料盒內(nèi),裝入內(nèi)部襯有PE20 保鮮膜(厚度20 μm)的果實(shí)周轉(zhuǎn)筐內(nèi),每組3 個(gè)平行,每個(gè)平行15 盒。分裝后的果實(shí)運(yùn)至冷庫(kù)預(yù)冷24 h,扎袋,用于長(zhǎng)期貯藏。貯藏溫度(0.5±0.5)℃,相對(duì)濕度85%以上。藍(lán)莓貯藏期間每隔20 d 對(duì)不同處理組的果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè),共檢測(cè)5 次。
1.2.2 測(cè)定方法 腐爛率采用計(jì)數(shù)法測(cè)定。硬度參照曹森等[11]的方法??扇苄怨绦挝锖浚═SS)及可滴定酸含量(TA)參照曹森等[12]的方法。總酚含量采用福林酚比色法測(cè)定[13]。維生素C(VC)含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[14]測(cè)定?;ㄉ蘸坎捎胮H 示差法測(cè)定[15]。果膠甲酯酶活性(PME)參照Santos 等[16]的方法。多聚半乳糖醛酸酶活性(PG)和半乳糖甘酶活性(β-Cal)均參照Chen 等[17]的方法。纖維素酶活性(Cx)參照毛惠娟等[18]報(bào)道的方法。原果膠含量和水溶性果膠含量參照曹建康等[19]的方法。
采用Origin 2018 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用SPSS 22.0 進(jìn)行差異顯著分析。
2.1.1 藍(lán)莓腐爛率 圖1 表明隨著藍(lán)莓貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),藍(lán)莓腐爛率呈上升趨勢(shì)。從開(kāi)始貯藏至貯藏20 d 期間,CK 組腐爛率快速上升,而水楊酸處理組的腐爛率上升緩慢。貯藏20 d 至80 d,CK 組腐爛率均顯著高于水楊酸處理組(P<0.05)。貯藏期80 d 時(shí),CK 組的腐爛率高達(dá)36.63%,而1.0,2.0,3.0 mmol/L 的水楊酸處理組的腐爛率分別為26.89%,14.75%,22.31%,且不同處理組間均存在顯著差異(P<0.05)。綜上,水楊酸能夠降低藍(lán)莓貯藏期的腐爛率,其中2.0 mmol/L 水楊酸處理效果最好。
圖1 藍(lán)莓貯藏期腐爛率的變化Fig.1 The changes of decay rate of blueberry during storage time
2.1.2 藍(lán)莓硬度 硬度反映果實(shí)貯藏期間質(zhì)地的變化情況,通常情況下,硬度越高果實(shí)越新鮮。圖2 表明,藍(lán)莓硬度在貯藏期呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在貯藏期前20 d,不同處理組的硬度無(wú)顯著差異(P>0.05)。貯藏60 d 至貯藏80 d,2.0 mmol/L 水楊酸處理的藍(lán)莓硬度均顯著高于其它處理組(P<0.05)。貯藏80 d 時(shí),不同處理組硬度的排序?yàn)镃K 組<3.0 mmol/L 水楊酸組<1.0 mmol/L 水楊酸組<2.0 mmol/L 水楊酸組。其中,2.0 mmol/L 水楊酸對(duì)維持藍(lán)莓貯藏期的硬度效果最好。
圖2 藍(lán)莓貯藏期硬度的變化Fig.2 The changes of firmness of blueberry during storage time
2.2.1 藍(lán)莓可溶性固形物含量和可滴定酸含量 可溶性固形物含量和可滴定酸含量是反映果實(shí)口感的關(guān)鍵指標(biāo),也是重要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。圖3a 表明,在貯藏期前40 d,不同處理組的可溶性固形物含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。從貯藏60 d 至貯藏80 d,2.0 mmol/L 水楊酸處理的可溶性固形物均顯著高于其它處理組(P<0.05)。貯藏80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 的水楊酸處理藍(lán)莓的可溶性固形物含量分別為11.79%,12.31%,11.62%,而CK 組藍(lán)莓的可溶性固形物含量?jī)H11.37%。圖3b 表明,在貯藏期前40 d,不同處理組藍(lán)莓的可滴定酸含量無(wú)顯著差異(P>0.05),這與可溶性固形物含量相似(圖3a)。從貯藏60 d 至貯藏80 d,不同處理組藍(lán)莓可滴定酸含量的排序均為CK 組<3.0 mmol/L 水楊酸組<1.0 mmol/L 水楊酸組<2.0 mmol/L 水楊酸組。貯藏期80 d 時(shí),2.0 mmol/L 水楊酸組顯著高于CK組(P<0.05),而其它兩處理組與CK 組無(wú)顯著差異(P>0.05)。綜上,水楊酸能夠抑制藍(lán)莓貯藏期可溶性固形物含量和可滴定酸含量的下降,其中2.0 mmol/L 的水楊酸處理效果最好。
圖3 藍(lán)莓貯藏期可溶性固形物含量(a)和可滴定酸含量(b)的變化Fig.3 The changes of soluble solids content(a)and titratable acid content(b)of blueberry during storage time
2.2.2 藍(lán)莓總酚含量和VC 含量 總酚含量和VC 含量也是藍(lán)莓的重要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。圖4a 表明,整個(gè)貯藏期間不同處理的總酚含量均呈下降趨勢(shì)。貯藏20 d 至貯藏80 d,2.0 mmol/L 水楊酸組顯著高于CK 組(P<0.05)。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 的水楊酸處理藍(lán)莓總酚含量分別為1.61,1.78,1.70 mg/g,而CK 組藍(lán)莓的總酚含量?jī)H1.52 mg/g。圖4b 表明,整個(gè)貯藏期間不同處理的VC 含量均呈下降趨勢(shì),這與不同處理的藍(lán)莓總酚含量變化一致(圖4a)。從貯藏開(kāi)始至貯藏80 d 內(nèi),CK組總酚含量降低39.54%,而1.0,2.0,3.0 mmol/L的水楊酸處理分別降低35.45%,29.21%和35.70%。貯藏80 d 時(shí),2.0 mmol/L 水楊酸組均顯著高于其它處理組(P<0.05)。綜上,2.0 mmol/L 水楊酸對(duì)維持藍(lán)莓貯藏期的總酚含量和VC 含量效果最好。
圖4 藍(lán)莓貯藏期總酚含量(a)和VC 含量(b)的變化Fig.4 The changes of total phenol content(a)and vitamin C content(b)of blueberry during storage time
2.2.3 藍(lán)莓花色苷含量 花色苷是藍(lán)莓重要的功能因子,也是藍(lán)莓一項(xiàng)重要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。圖5 表明,藍(lán)莓貯藏期花色苷呈下降趨勢(shì)。從貯藏20 d開(kāi)始至貯藏80 d,水楊酸處理組藍(lán)莓的花色苷含量均高于CK 組。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 水楊酸處理藍(lán)莓的花色苷含量分別為209.17,224.98,203.82 mg/100 g,CK 組花色苷含量為201.43 mg/100 g,并且2.0 mmol/L 水楊酸組顯著高于CK 組(P<0.05),其它兩處理組與CK 組無(wú)顯著差異(P>0.05)。綜上,水楊酸能夠延緩貯藏期藍(lán)莓花色苷含量的下降,其中2.0 mmol/L 水楊酸處理效果最好。
圖5 藍(lán)莓貯藏期花色苷含量的變化Fig.5 The changes of anthocyanin content of blueberry during storage time
2.3.1 藍(lán)莓果膠甲酯酶活性(PME)和多聚半乳糖醛酸酶活性(PG)果膠甲酯酶活性和多聚半乳糖醛酸酶活性是引起果膠降解的主要酶。PME 通過(guò)催化果膠甲酯酸轉(zhuǎn)化為果膠酸,加快PG 催化果膠和果膠酸的降解,導(dǎo)致細(xì)胞壁解體,引起果實(shí)快速軟化[20-21]。圖6a 表明,PME 活性在整個(gè)貯藏期間呈上升的趨勢(shì)。從貯藏40 d 開(kāi)始至貯藏80 d,不同組PME 活性的排序均為CK 組>1.0 mmol/L 水楊酸組>3.0 mmol/L 水楊酸組>2.0 mmol/L 水楊酸組。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 水楊酸處理PME 活性分別為8.96,7.69,8.74 U/g,CK 組PME活性為9.72 U/100 g,并且水楊酸處理組的PME活性均顯著低于CK 組(P<0.05)。圖6b 表明,PG活性在整個(gè)貯藏期間呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),這與PME活性變化趨勢(shì)一致。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 的水楊酸處理PG 活性比CK 組分別低3.27%,13.16%和4.77%,并且2.0 mmol/L 水楊酸組顯著高于CK 組(P<0.05),而其它兩處理組與CK 組無(wú)顯著差異(P>0.05)。綜上,2.0 mmol/L 水楊酸組能夠有效抑制PME 活性和PG 活性的上升。
圖6 藍(lán)莓貯藏期果膠甲酯酶活性(a)和多聚半乳糖醛酸酶活性(b)的變化Fig.6 The changes of pectin methylesterase activity(a)and pectinase activity(b)of blueberry during storage time
2.3.2 藍(lán)莓β-半乳糖甘酶活性(β-Gal)和纖維素酶活性(Cx)β-半乳糖甘酶活性和纖維素酶活性是降解細(xì)胞壁關(guān)鍵的酶。前者使果膠降解或溶解;而后者使纖維素降解,二者均加快果實(shí)軟化[22]。圖7a 表明,β-Gal 活性在整個(gè)貯藏期間呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 水楊酸處理β-Cal 活性分別比CK 組低10.48%,19.76%和6.93%,并且水楊酸處理組的β-Gal 活性均顯著低于CK 組(P<0.05)。圖7b 表明,在貯藏期前20 d,不同處理組的Cx 活性變化緩慢,從貯藏期20 d 開(kāi)始,CK 組的Cx 活性快速上升,貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 水楊酸處理Cx 活性比CK 組分別低9.12%,19.19%和8.73%,并且水楊酸處理組的β-Gal 活性均顯著低于CK 組(P<0.05)。綜上,水楊酸組能夠有效降低β-Cal 活性和Cx 活性。
2.3.3 藍(lán)莓原果膠含量和水溶性果膠含量 果膠是構(gòu)成細(xì)胞壁的主要成分,果實(shí)在后熟及衰老階段,原果膠不斷發(fā)生水解,同時(shí)伴隨著水溶性果膠含量增加,從而引起果實(shí)變軟,硬度下降[23]。圖8a表明,原果膠含量在整個(gè)貯藏期間呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),從貯藏40 d 至貯藏80 d,不同組原果膠含量的排序均為CK 組<3.0 mmol/L 水楊酸組<1.0 mmol/L 水楊酸組<2.0 mmol/L 水楊酸組。貯藏期80 d 時(shí),CK 組、1.0 mmol/L 水楊酸處理組、2.0 mmol/L 水楊酸處理組、3.0 mmol/L 水楊酸處理組的原果膠含量分別為0.45%,0.57%,0.75%和0.64%,并且水楊酸處理組的原果膠含量均顯著低于CK 組(P<0.05)。圖8b 表明,水溶性果膠含量呈上升趨勢(shì)。在貯藏期前40 d,CK 組的水溶性果膠含量比水楊酸處理的上升快。從貯藏40 d 至貯藏80 d,水楊酸處理組楊梅的水溶性果膠含量均顯著低于CK 組(P<0.05)。貯藏期80 d 時(shí),1.0,2.0,3.0 mmol/L 水楊酸處理藍(lán)莓的水溶性果膠含量比CK 組分別低17.24%,27.59%和20.69%。綜上,水楊酸組能夠有效抑制原果膠的水解,延緩了水溶性果膠含量的升高。
圖8 藍(lán)莓貯藏期原果膠含量(a)和水溶性果膠含量(b)的變化Fig.8 Changes of protopectin content(a)and water soluble pectin content(b)of blueberry during storage time
近年來(lái),關(guān)于植物外源激素在果蔬貯藏品質(zhì)上的調(diào)控研究報(bào)道較多,主要是抑制或促進(jìn)果蔬的成熟衰老[24]。水楊酸作為抑制果蔬成熟衰老的植物激素之一,在果蔬貯藏保鮮方面已有報(bào)道[8-10]。魏征等[25]用水楊酸霧化熏蒸處理小白杏,結(jié)果水楊酸處理組可以推遲小白杏貯藏品質(zhì)的衰老進(jìn)程,保持果實(shí)營(yíng)養(yǎng),抑制果實(shí)硬度下降;王淑娟等[26]研究水楊酸對(duì)“遂川金柑”采后生理及貯藏效果的影響,結(jié)果水楊酸處理可有效降低失重率和腐爛率,抑制果實(shí)品質(zhì)的下降;有效推遲果實(shí)的衰老速度;王云香等[27]用水楊酸處理西葫蘆的研究表明,水楊酸可以更好地保持西葫蘆的營(yíng)養(yǎng),提高抗西葫蘆的氧化酶活性,推遲其膜脂過(guò)氧化進(jìn)程。本研究表明,水楊酸處理可以降低果實(shí)的腐爛率,維持果實(shí)的硬度,可溶性固形物、可滴定酸、總酚、維生素C 含量和花色苷含量,說(shuō)明采前噴施水楊酸可以抑制楊梅果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的下降,保持較好的貯藏品質(zhì)。
藍(lán)莓皮薄,不耐貯藏,采后易軟化[28]。果實(shí)軟化主要是由細(xì)胞壁降解酶(PME、PG、β-Gal 和Cx)催化細(xì)胞壁物質(zhì)降解而實(shí)現(xiàn)的[29-30]。本研究表明,整個(gè)貯藏期藍(lán)莓PME、PG、Cx 和β-Gal 的活性均呈上升趨勢(shì),果實(shí)的原果膠的水解,最終導(dǎo)致果實(shí)的軟化衰老。通過(guò)水楊酸處理,能夠降低果實(shí)的PME、PG、Cx 和β-Gal 活性,從而推遲原果膠的水解,抑制水溶性果膠的上升,達(dá)到延緩貯藏期間藍(lán)莓軟化的目的。然而,關(guān)于水楊酸降低果實(shí)采后生理代謝,以及抑制果實(shí)軟化仍需從分子層面上研究,以充分闡明水楊酸作用效果的機(jī)制。
采前用水楊酸處理藍(lán)莓,探究貯藏期間藍(lán)莓品質(zhì)和軟化指標(biāo)的變化,結(jié)果表明,水楊酸能夠保持較低的腐爛率,維持藍(lán)莓硬度,可溶性固形物、可滴定酸、總酚、維生素C 含量和花色苷含量處于較高水平。降低果膠甲酯酶活性、多聚半乳糖醛酸酶活性、半乳糖甘酶活性和纖維素酶活性,抑制原果膠水解,推遲水溶性果膠含量的上升。綜合比較后,采前用2.0 mmol/L 水楊酸處理藍(lán)莓效果最好,能夠更好地保持果實(shí)的貯藏品質(zhì),降低果實(shí)的軟化速度。