張祖姣, 劉宏輝, 沈玉平

(1.湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院,湖南 永州 425199;2.湖南省銀杏工程研究中心,湖南 永州 425199;3.永州市永豐農(nóng)林科技開發(fā)有限公司,湖南 永州 425000)

南豐蜜橘原產(chǎn)于江西撫州市南豐縣,自唐代以來即為皇室貢品,現(xiàn)為國家地理保護(hù)標(biāo)志產(chǎn)品[1]。其果實金黃,皮薄核少,甜酸適口,富含多種人體必需的氨基酸、維生素、胡蘿卜素和微量元素等營養(yǎng)物質(zhì),是一種高品質(zhì)水果[2]。但是,南豐蜜橘集中于11月上旬和中旬成熟,短期內(nèi)大量果實的集中上市常導(dǎo)致價格下降,未及時銷售的果實往往因保藏不當(dāng)而品質(zhì)下降甚至腐爛,由此形成了“旺季爛、淡季斷”的矛盾局面,不僅給果農(nóng)造成巨大的經(jīng)濟損失,還損傷了果農(nóng)的種植熱情,影響南豐蜜橘產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,開發(fā)高效實用的貯藏保鮮技術(shù),延長南豐蜜橘的保鮮時間,不僅有利于平衡供求關(guān)系,還可防止果賤傷農(nóng)現(xiàn)象的發(fā)生,具有重大的經(jīng)濟和社會效益。

雖然果蔬保鮮方法眾多,側(cè)重點各有不同,但均可歸結(jié)為以下三個方面:一是抑制病原微生物的侵害;二是控制貯藏環(huán)境的溫度、濕度等環(huán)境因子,降低果蔬自身的呼吸作用;三是降低氧化應(yīng)激損傷,延緩果實衰老[3]。目前,生產(chǎn)中常用化學(xué)保鮮劑進(jìn)行果蔬的保鮮存貯。如采用鮮果靈[4]、碳酸氫鈉[5]等化學(xué)保鮮劑進(jìn)行南豐蜜橘保鮮。但化學(xué)保鮮劑易破壞果蔬的生理活性物質(zhì),改變原有風(fēng)味,并在果實表面形成殘留,污染環(huán)境,危害人體健康[6-7]。因而,近年來利用植物天然產(chǎn)物進(jìn)行果蔬保鮮得到了快速發(fā)展。植物天然產(chǎn)物是植物在生長代謝過程中形成的具有生理活性功能的物質(zhì),如生物堿、黃酮、多酚、皂苷、多糖和有機酸等。天然產(chǎn)物綠色健康、安全無毒,具有廣譜的抗菌、殺菌和抗氧化功能,是食品加工、運輸和貯藏的理想保鮮劑[8-9]。目前,桂枝[10]和鳳仙透骨草[11]提取液在南豐蜜橘保鮮中的應(yīng)用已有初步研究。

銀杏(GinkgobilobaL.)是中國最古老的珍稀樹種之一,其生長過程中幾乎不會或很少感染病蟲害。這是由于銀杏在生長過程中合成多種具有抑菌和抗氧化功能的次級代謝產(chǎn)物,如銀杏黃酮[12-13]、內(nèi)酯[13-14]和多糖[15-16]。銀杏葉提取物(GLE)含有多種生理活性物質(zhì),常用于藥物[17]、食品添加劑[18]和化妝品[19]的生產(chǎn)中。GLE優(yōu)良的抑菌和抗氧化性能致使其在水果保鮮領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。目前,GLE已成功用于荔枝[20]、草莓[21]、冬棗[22]、蘋果[23]等水果的保鮮。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理有利于維持沙糖橘果實硬度,降低失重率,延緩可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量和黃酮含量下降,但是GLE的保鮮機制尚不明晰。中國銀杏資源豐富,分布廣泛,幾乎涵蓋所有南豐蜜橘種植區(qū)域,而且銀杏落葉與南豐蜜橘成熟期一致,因此,利用GLE進(jìn)行南豐蜜橘采后保鮮,不但可以促進(jìn)銀杏落葉的綜合利用,還為南豐蜜橘的保鮮提供新的方法。為此,本試驗系統(tǒng)研究了不同濃度GLE處理對南豐蜜橘果實失重率、腐爛率、色澤、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量的影響,并進(jìn)一步對GLE的保鮮機制進(jìn)行了解析,以期為南豐蜜橘采后貯藏保鮮提供新的技術(shù)方法和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和處理

銀杏葉采集:于2021年11月5日在湖南省永州市雙牌縣茶林鎮(zhèn)桐子坳村銀杏林(北緯26°06′,東經(jīng)111°50′)中收集的自然掉落于地表、無腐爛痕跡的落葉,清洗后60 ℃烘干至恒質(zhì)量(約需12 h)。

GLE溶液制備:參照魏雨等[25]的方法制備GLE。銀杏葉經(jīng)DX-30B超微粉碎機(廣州市大祥電子機械設(shè)備有限公司產(chǎn)品)粉碎后過40目篩,稱取20 g粉末,以65%的乙醇為提取溶劑,80 ℃、料液比1 g∶45 m條件下,索氏提取法浸提6 h,提取液經(jīng)R-1001VN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長城科工貿(mào)有限公司產(chǎn)品)60 ℃減壓濃縮后,置于60 ℃烘箱烘干成粉。隨后,分別稱取5 g、10 g、15 g、20 g銀杏葉提取物粉末,用無菌水定容至1 000 ml,即為5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE溶液,備用。

南豐蜜橘果實采集及處理:南豐蜜橘果實于2021年11月8日采集于湖南省永州市冷水灘區(qū)伊塘鎮(zhèn)管家沖村(北緯26°42′,東經(jīng)111°75′)果園,于陰涼通風(fēng)良好的場所自然放置3 d,隨后選取大小均勻、色澤一致、成熟度相仿、無機械損傷和病蟲害的果實,以5g/L、10g/L、15g/L和20 g/L的GLE溶液浸泡3 min,以無菌水為對照(CK),每個處理3次重復(fù),每次重復(fù)100個果實,自然晾干后單果分裝于聚乙烯保鮮袋(25 cm×17 cm×5 μm),置于人工氣候室(溫度20 ℃±1 ℃,相對濕度85%±2%)貯藏60 d。處理后每隔10 d取樣測定南豐蜜橘果實保鮮效果及生理指標(biāo)。

1.2 指標(biāo)測定

1.2.1 果實保鮮效果測定 腐爛率是評價保鮮效果的一個重要指標(biāo)。考察并計錄每個處理發(fā)霉和腐爛果實數(shù),按照公式(1)計算腐爛率:

(1)

失重率是評價果實保鮮效果的另一個重要指標(biāo)。每個處理固定選取貯藏期間未腐爛的10個果實,每10 d稱量單果質(zhì)量,按照公式(2)計算失重率:

(2)

式2中,W0為果實貯藏開始時的質(zhì)量,即初始質(zhì)量(g);Wt為柑橘貯藏第td時的質(zhì)量(g)。

1.2.2 果實品質(zhì)指標(biāo)測定

1.2.2.1 外觀品質(zhì)指標(biāo)測定 每個處理選取貯藏期間未腐爛果實3個,按照劉德春等[26]的方法測定,即在果實上下部隨機各取4個點,使用Konica Minolta CR-410色差儀(日本柯尼卡美能達(dá)控股株式會社產(chǎn)品)測定果皮的紅綠色差(a*)、黃藍(lán)色差(b*)、亮度(L*),結(jié)果取平均值。a*正值表示紅色,負(fù)值表示綠色,絕對值越大則表示顏色越深;b*正值表示黃色,負(fù)值表示藍(lán)色,絕對值越大則表示顏色越深;L*值越大,表示果皮亮度越高。每處理3個重復(fù)。

1.2.2.2 內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)及抗氧化酶活性測定 每個處理選取10個果實,去皮后取一半果肉榨汁后過濾,使用SJN-PAL-3手持式糖度計(泉州中友儀器有限公司產(chǎn)品)測定濾液的可溶性固形物含量,每個樣品重復(fù)測定3次,取平均數(shù)。參照文獻(xiàn)[27]～[29]的方法分別測定可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量。

將上述剩余去皮果肉進(jìn)行勻漿處理,1 000g離心1 min,上清液用于抗氧化酶活性測定。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性使用超氧化物歧化酶(BC0170)、過氧化物酶(BC0095)和過氧化氫酶(BC0200)活性檢測試劑盒(北京索萊寶生物科技有限公司產(chǎn)品),采用分光光度法測定。

1.2.2.3 果實呼吸速率測定 每次取未腐爛的果實3個,采用GXH-3051H果蔬呼吸測定儀(北京均方理化科技研究所產(chǎn)品),參照葉利民等[5]的方法測定南豐蜜橘果實的呼吸速率,測定呼吸速率后的果實重新用聚乙烯保鮮袋包裝,繼續(xù)進(jìn)行用于貯藏研究。

1.2.3 GLE的南豐蜜橘保鮮機制研究

1.2.3.1 GLE對意大利青霉的抑制作用 意大利青霉是南豐蜜橘貯藏過程中果實腐爛的主要病原菌[30]。本研究中用到的意大利青霉菌株P(guān)enicilliumitalicumYN-5是本實驗室從自然發(fā)病的南豐蜜橘果實中分離獲得的。試驗前取保藏的菌株,接種至馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基(PDA,青島海博生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品),28 ℃恒溫培養(yǎng)7 d至產(chǎn)生明顯的孢子。隨后,從活化的斜面用接種環(huán)刮取1環(huán)孢子,以無菌水稀釋1 000倍后涂布于PDA平板,28 ℃恒溫培養(yǎng)7 d進(jìn)行菌株活化。

參照易磊等[31]的方法,通過菌絲生長速率法測定不同質(zhì)量濃度GLE對意大利青霉的抑制效率。具體操作是將適量的GLE與PDA培養(yǎng)基混合,使PDA平板中的GLE質(zhì)量濃度分別為5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L,用直徑6 mm的無菌打孔器取活化的意大利青霉菌餅接種于平板中央,以不添加GLE的PDA平板為對照,28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,十字交叉法測定菌落直徑,按照公式3計算抑制率。

抑制率=

(3)

1.2.3.2 GLE體外抗氧化效率測定 DPPH和羥基自由基清除率可有效地反映GLE對果實的抗氧化效率。參照吳冬凡等[32]的方法,測定5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE對DPPH和羥基自由基的清除率,考察其抗氧化效率,具體操作如下:

DPPH自由基清除率:稱取50 mg DPPH,以無水乙醇溶解,定容至1 000 ml,獲得質(zhì)量濃度為50 mg/L的DPPH溶液。取15 ml具塞試管4支,每管加入50 mg/L的DPPH溶液2 ml,然后分別加入2 ml 5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE溶液,暗處靜置反應(yīng)30 min,以無水乙醇調(diào)零,517 nm處測定吸光值(A1),另取4支具塞試管,以無水乙醇替代50 mg/L的DPPH溶液,測定吸光值(A2),取1支具塞試管,加入2 ml 50 mg/L的DPPH溶液和2 ml無水乙醇溶液,測定吸光值(A0),按照公式4計算DPPH自由基清除率。

(4)

羥基自由基清除率:以蒸餾水溶解FeSO4·7H2O和體積分?jǐn)?shù)為30%的H2O2,分別配制7.5 mmol/L的FeSO4和7.5 mmol/L的H2O2溶液,備用。取15 ml具塞試管4支,分別加入1 ml 5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L的GLE,然后每管加入1 ml 7.5 mmol/L的H2O2和1 ml 7.5 mmol/L的FeSO4溶液,振蕩混勻,10 min后,加入1 ml 7.5 mmol/L的水楊酸-無水乙醇溶液,37 ℃水浴30 min后,以蒸餾水調(diào)零,在510 nm處測定其吸光值(A1),另取4支具塞試管,以蒸餾水替代7.5 mmol/L的H2O2,測定吸光值(A2)。取1支具塞試管,加入1 ml蒸餾水、1 ml 7.5 mmol/L的H2O2和1 ml 7.5 mmol/L的FeSO4,測定吸光值(A0),按照公式4計算羥基自由基清除率。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 使用SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和差異顯著性分析,使用Origin 9.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 GLE處理對南豐蜜橘果實保鮮效果和品質(zhì)的影響

2.1.1 GLE處理對南豐蜜橘果實保鮮效果的影響 如圖1所示,隨貯藏時間的延長,對照(CK)和GLE處理的南豐蜜橘果實腐爛率和失重率均呈上升趨勢,至60 d貯藏結(jié)束時,CK腐爛率和失重率分別為26.33%和4.64%,而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理腐爛率分別為13.00%、9.33%、6.66%和5.33%,失重率為3.50%、2.85%、2.16%和2.10%?？梢钥闯?整個貯藏期間,4個GLE處理腐爛率和失重率均顯著低于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L GLE處理之間腐爛率和失重率隨GLE質(zhì)量濃度的升高而顯著降低,15 g/L和20 g/L處理之間無顯著性差異。

圖1 GLE處理對南豐蜜橘果實腐爛率和失重率的影響

2.1.2 GLE處理對果實外觀品質(zhì)的影響 如圖2所示,隨著貯藏時間的延長,CK和GLE處理的果實a*值的上升趨勢逐漸變緩,而且4個GLE質(zhì)量濃度處理與CK之間無顯著差異,說明GLE處理對果實紅綠色差的變化無影響。貯藏前期GLE處理與CK果實黃藍(lán)色差b*值無明顯差異,貯藏30 d時,GLE處理顯著高于CK,貯藏后期b*值均下降,但GLE處理下降幅度顯著高于CK,不同質(zhì)量濃度GLE處理之間無明顯差異,說明GLE處理能夠有效延緩果皮黃化,維持更優(yōu)的色澤。整個貯藏期間,GLE處理的亮度值(L*)均顯著高于CK,但不同質(zhì)量濃度GLE處理之間無顯著差異,說明GLE處理能夠更好地維持果實的亮度。

圖2 GLE對南豐蜜橘果實色差的影響

2.1.3 GLE處理對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響 如圖3所示,隨貯藏時間的延長,南豐蜜橘果實的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。CK的可溶性固形物含量在貯藏30 d時達(dá)到峰值(16.56%),而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則均在50 d時達(dá)到峰值,分別為CK的1.05、1.06、1.08和1.08倍。至60 d貯藏結(jié)束時,CK的可溶性固形物含量較貯藏前下降14.78%,較峰值下降26.23%;而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則分別為貯藏前的1.11、1.14、1.17和1.18倍,較峰值僅下降5.11%、4.48%、2.90%和3.14%,4個GLE質(zhì)量濃度處理之間無顯著差異。

圖3 GLE對南豐蜜橘果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

CK的可溶性糖含量在貯藏30 d時達(dá)到峰值(14.56%),而5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理則在貯藏40 d時達(dá)到峰值,且分別為CK的96.29%、96.63%、97.50%和97.55%。至60 d貯藏結(jié)束時,CK的可溶性糖含量較峰值下降18.61%,較貯藏前下降5.58%;5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的可溶性糖含量較峰值下降8.18%、6.97%、7.09%和7.54%,但仍高于貯藏前水平,4個GLE質(zhì)量濃度處理之間無顯著差異。

CK和GLE處理果實的可滴定酸含量均在貯藏10 d時達(dá)到峰值,此后下降,但GLE處理的下降速率明顯緩于CK,貯藏60 d后,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理可滴定酸含量分別為CK的1.20、1.28、1.34和1.35倍,但稍低于貯藏前水平。在5～15 g/L GLE質(zhì)量濃度范圍內(nèi),其下降趨勢隨GLE質(zhì)量濃度的增加而變緩,而15 g/L和20 g/L處理之間無顯著差異。

CK和GLE處理果實的維生素C含量均在貯藏20 d時達(dá)到峰值,此后持續(xù)下降,但GLE處理的下降速率明顯緩于CK,至60 d貯藏結(jié)束時,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L處理的維生素C含量分別為CK的1.32、1.44、1.45和1.47倍,但低于貯藏前水平,10 g/L、15 g/L和20 g/L處理之間無顯著差異。

可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量是評價果實內(nèi)在品質(zhì)的主要指標(biāo),其含量的下降是果實品質(zhì)下降的主要表現(xiàn)。本研究結(jié)果表明,5 g/L GLE處理即可高效阻止可溶性固形物含量和可溶性糖含量的下降,10 g/L GLE處理可顯著延緩維生素C含量的下降,15 g/L GLE處理即可最大程度地延緩可滴定酸含量的下降,說明GLE處理能有效地延緩果實衰老,維持果實的品質(zhì)。

2.1.4 GLE處理對果實呼吸作用的影響 呼吸速率是果實采后生命活動的重要指標(biāo),反映了果實代謝活動的活躍程度。如圖4所示,貯藏期間,不同處理南豐蜜橘果實呼吸速率均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。CK在貯藏20 d時,呼吸速率達(dá)到峰值,而GLE處理呼吸速率達(dá)到峰值的時間則為貯藏30 d,并且顯著低于CK。在整個貯藏期間,GLE處理的呼吸速率均低于CK,其中10 g/L、15 g/L和20 g/L處理顯著低于5 g/L處理,但10 g/L、15 g/L和20 g/L處理之間無顯著差異。這說明GLE處理能有效地抑制采后南豐蜜橘果實的呼吸作用,降低果實的代謝活動,起到良好的保鮮作用。

圖4 GLE對南豐蜜橘果實呼吸速率的影響

2.1.5 GLE處理對南豐蜜橘果實抗氧化酶活性的影響 如圖5所示,隨貯藏時間的延長,不同處理南豐蜜橘果實抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均先上升后下降。CK和GLE處理的抗氧化酶活性分別在貯藏20 d和30 d時達(dá)到峰值,此后均下降,但GLE處理的下降速率顯著緩于CK。整個貯藏期間,GLE處理的SOD、POD和CAT活性均顯著高于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的SOD活性峰值分別為CK的1.15、1.18、1.18和1.16倍,POD為1.23、1.28、1.30和1.27倍,CAT則為1.21、1.24、1.30和1.30倍;至60 d貯藏結(jié)束時,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理的SOD活性分別為CK的1.68、1.71、1.70和1.68倍,POD為2.28、2.44、2.36和2.33倍,CAT則為2.60、2.63、2.63和2.80倍。由此可知,GLE處理能顯著提高抗氧化酶活性,延緩抗氧化酶活性的下降,從而延緩果實衰老,維持果實品質(zhì)。

圖5 GLE對南豐蜜橘果實抗氧化酶活性的影響

2.2 GLE對意大利青霉的抑制作用及抗氧化作用

2.2.1 GLE對意大利青霉的抑制作用 如圖6A所示,PenicilliumitalicumYN-5菌株培養(yǎng)7 d后,對照的菌株已長滿PDA平板,而不同質(zhì)量濃度GLE處理的的菌株雖有生長,但菌落直徑均小于對照,說明GLE處理能很好地抑制意大利青霉的生長。且隨GLE質(zhì)量濃度的增大,GLE對意大利青霉的抑制率逐步增強;5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理對意大利青霉的抑制率分別為49.29%、78.85%、85.63%和89.96%(圖6B)。由此可知,15 g/L的GLE即可高效(>85%)抑制意大利青霉的生長。

圖6 GLE對意大利青霉的抑制作用

2.2.2 GLE的抗氧化作用 由圖7可知,GLE對羥基和DPPH自由基清除率均隨GLE質(zhì)量濃度的上升而增加,20 g/L GLE處理,羥基和DPPH自由基清除率分別高達(dá)93.98%和92.74%。由此可見,GLE具有強抗氧化功能,其抗氧化作用隨GLE質(zhì)量濃度的上升而增強。

圖7 不同質(zhì)量濃度GLE對DPPH和羥基自由基清除率的影響

3 討論

3.1 GLE處理對南豐蜜橘保鮮效果的影響

腐爛率是評價果實保鮮效果的重要指標(biāo),病原菌侵染和繁殖是果實腐爛的主要原因。劉志祥等[21]、李玲等[20]和梁佳豪等[33]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理可顯著降低貯藏過程中草莓、荔枝和櫻桃的腐爛率,本研究利用GLE處理南豐蜜橘亦可顯著降低果實腐爛率。這是由于GLE含有大量抑菌活性物質(zhì),如銀杏黃酮[12]、內(nèi)酯[14]和多糖[15-16]對細(xì)菌[12,15,34-35]和真菌[12,36-37]均有良好的抑制作用,因而降低果實腐爛率。此外,張美麗等[38]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理獼猴桃可誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性,促進(jìn)具有抗菌活性的酚類和黃酮類物質(zhì)積累,增強對青霉菌的抗性,這可能是GLE處理降低果實腐爛率的另一原因。

水分蒸騰和自身營養(yǎng)物質(zhì)消耗是果實失重的主要原因,這不僅影響果實的新鮮度和口感,還會降低果實的品質(zhì)和營養(yǎng)價值。李玲等[20]、Wang等[24]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]等研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可大幅度降低荔枝、沙糖橘、櫻桃和蘋果失重率,本研究中15 g/L的GLE處理可使貯藏60 d的南豐蜜橘果實失重率降低達(dá)54.74%,這說明GLE處理可顯著抑制果實失重,有利于維持果實新鮮和品質(zhì)。GLE可抑制果實呼吸作用,降低代謝活動,從而減少自身營養(yǎng)物質(zhì)的消耗[39-41];GLE處理果實可在果皮表面形成一層保護(hù)膜,阻塞氣孔,降低蒸騰作用,從而阻止水分流失[42]。

3.2 GLE對采后南豐蜜橘果實品質(zhì)的影響

大小、色澤和形狀不僅是評價果實外觀品質(zhì)的重要指標(biāo),也在很大程度上影響果實的價值[27]。李玲等[20]和陳迪新等[40]進(jìn)行荔枝和碭山梨的保鮮研究時發(fā)現(xiàn),GLE處理有利于維持果實外觀品質(zhì)。本研究中5 g/L GLE處理即可延緩貯藏過程中南豐蜜橘果皮的黃化,維持果實的亮度,保持更優(yōu)的外觀品質(zhì),這可能是GLE的強抗氧化特性,延緩了果皮的氧化衰老[43-45]。

可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和維生素C含量是評價果實內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)。劉志祥等[21]、張瑾等[22]和梁佳豪等[33]等利用GLE進(jìn)行草莓、櫻桃和冬棗保鮮時發(fā)現(xiàn),GLE處理可顯著延緩可溶性固形物含量的下降。本研究中南豐蜜橘果實可溶性固形物含量在貯藏期間先上升后下降,并且GLE處理可顯著延緩可溶性固形物含量的下降。貯藏前期,果實中淀粉等多糖不斷轉(zhuǎn)化為可溶性糖,原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠,導(dǎo)致可溶性固形物含量上升;貯藏后期由于果實的呼吸作用,糖等營養(yǎng)物質(zhì)作為底物被代謝消耗,可溶性固形物含量下降[46]。GLE可抑制果實的呼吸作用[39-41],并在果皮表面形成保護(hù)膜降低O2和CO2的滲透性[47],降低代謝活動,減少營養(yǎng)物質(zhì)消耗,從而延緩可溶性固形物含量的下降。

南豐蜜橘的可溶性糖主要為蔗糖、果糖、葡萄糖等,糖的種類、比例和含量將決定果實的風(fēng)味[48]。在本研究中,CK在貯藏30 d時可溶性糖含量達(dá)到峰值,說明此時果實已經(jīng)完全成熟,此后可溶性糖含量下降,果實進(jìn)入衰老期。GLE處理可溶性糖含量則在40 d時達(dá)到峰值,此后緩慢下降,并且貯藏結(jié)束時可溶性糖含量仍高于貯藏前,說明GLE處理可阻止果實可溶性糖含量的下降,延緩果實衰老。

有機酸種類和含量是影響水果口感和風(fēng)味的重要因子。柑橘中的有機酸主要為檸檬酸[49]。Wang等[24]、李玲等[20]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可顯著延緩沙糖橘、荔枝、櫻桃和蘋果貯藏過程中可滴定酸含量的下降。本研究中可滴定酸含量先上升,后逐步下降,但GLE處理的下降趨勢顯著緩于CK,5 g/L、10 g/L、15 g/L和20 g/L GLE處理間無明顯差異,說明低質(zhì)量濃度的GLE處理即可有效延緩可滴定酸含量下降,維持果實品質(zhì)。

果實在采后貯藏過程中會產(chǎn)生大量的活性氧自由基,引起細(xì)胞膜脂過氧化或脫酯,破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),影響細(xì)胞功能,加速果實衰老。維生素C作為一種還原劑,在貯藏過程中易被活性氧自由基氧化而損失,因此維生素C的含量及變化是評價果實保鮮效果和衰老程度的重要指標(biāo)。李玲等[20]、梁佳豪等[33]和馮金霞等[23]研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的GLE處理可延緩沙糖橘、荔枝、櫻桃和蘋果維生素C含量的下降,本研究中10 g/L GLE處理亦可顯著延緩南豐蜜橘果實維生素C含量的下降。GLE中的黃酮、內(nèi)酯和多糖等生理活性物質(zhì)具有較強的抗氧化功能,可有效地清除活性氧自由基,抑制膜脂過氧化,從而有效地阻止維生素C含量的下降,延緩果實衰老,維持果實品質(zhì)[50-54]。此外,由于不同水果營養(yǎng)成分的差異,氧化受損程度亦不同,因此有效的GLE處理濃度亦不盡相同。

呼吸強度是果實采后生命活動的重要標(biāo)志,反映了果實代謝活動的活躍程度。陳迪新等[40]和張美芳等[41]研究發(fā)現(xiàn),GLE處理能夠顯著降低碭山梨和蘋果貯藏保鮮時果實的呼吸速率,本研究利用GLE進(jìn)行南豐蜜橘保鮮亦獲得了類似的結(jié)果。GLE中的黃酮可通過抑制呼吸鏈酶活性來降低呼吸作用[39]。此外,肖錫湘[55]和葉利民等[5]研究發(fā)現(xiàn),蜂蠟涂膜和碳酸氫鈉處理可降低南豐蜜橘呼吸速率,GLE處理亦可在果皮表面形成一層保護(hù)膜,降低環(huán)境與果實之間的氣體傳遞速率,從而降低呼吸速率[42]。

SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶,對清除逆境脅迫下植物細(xì)胞內(nèi)過量的活性氧自由基,維持胞內(nèi)氧化應(yīng)激平衡具有重要的作用[13,56-61]。張美麗等[38]等研究發(fā)現(xiàn),GLE處理可誘導(dǎo)獼猴桃貯藏過程中多酚氧化酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶等抗氧化酶活性的提高。GLE可減輕大鼠乙醇誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激壓力和流感嗜血桿菌誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷,并能誘導(dǎo)抗氧化酶,如SOD、CAT和谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)水平的升高[62-65]。此外,Chen等[66]在構(gòu)建的阿爾茨海默癥模型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),GLE可顯著降低細(xì)胞的活性氧和丙二醛水平,提高SOD、CAT和GPx活性,保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。本研究中GLE處理南豐蜜橘果實,亦可顯著誘導(dǎo)提高抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,延緩SOD、POD和CAT活性的下降,這說明GLE處理可通過誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性,減輕活性氧自由基毒害作用,延緩果實衰老,維持果實品質(zhì)。

3.3 GLE對意大利青霉的抑制作用及抗氧化作用

喻林華等[35]和張美麗等[38]研究結(jié)果表明,GLE對柑橘青霉病菌、獼猴桃青霉病等具有良好的抑制作用。本研究結(jié)果表明,GLE對引起南豐蜜橘腐爛的意大利青霉具有良好的抑制作用,這是由于GLE中含有多種抑菌活性成分,具有廣譜的抑菌作用。此外,GLE中的黃酮可破壞細(xì)胞膜,從而增大細(xì)胞膜通透性,促進(jìn)內(nèi)含物釋放,進(jìn)而抑制意大利青霉的生長[67]。

GLE具有很強的抗氧化作用,高濃度的GLE具有極強的DPPH自由基和羥基自由基清除能力,這與GLE中含有銀杏黃酮、內(nèi)酯、多糖等多種強抗氧化生理活性成分有關(guān)[13,16,24,68]。此外,GLE中的銀杏黃酮和有機酸具有優(yōu)良的協(xié)同抗氧化作用[44]。果實在采后貯藏過程中,會產(chǎn)生大量的自由基,導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過氧化,進(jìn)而加速果實衰老。但是,GLE中的黃酮可催化脂質(zhì)過氧化物分解,從而降低氧化應(yīng)激水平;金屬離子是多種氧化酶的激活劑,可加速氧化反應(yīng)的進(jìn)行,而銀杏黃酮可與金屬離子結(jié)合,抑制氧化反應(yīng)[13,50-54],因而延緩果實衰老,維持果實品質(zhì)。

4 結(jié)論

在南豐蜜橘的貯藏過程中,GLE處理能顯著提高果實的保鮮效果,延緩果實衰老,維持果實品質(zhì)。其中,15 g/L GLE處理可顯著降低南豐蜜橘果實的腐爛率和失重率;5 g/L GLE處理可顯著提高南豐蜜橘果實的亮度,阻止果皮的黃化,同時還可以高效延緩可溶性固形物含量和可溶性糖含量的下降;10 g/L GLE處理可顯著延緩南豐蜜橘果實維生素C含量下降,而15 g/L GLE處理能最大限度地延緩可滴定酸含量下降,更高質(zhì)量濃度的GLE對保鮮效果和品質(zhì)無顯著提升效果。綜合考慮,本研究認(rèn)為15 g/L GLE處理最適合采后南豐蜜橘果實的貯藏保鮮。GLE處理的南豐蜜橘保鮮機制在于對果實呼吸作用和病原菌的抑制,自身的強抗氧化特性和誘導(dǎo)提高抗氧化酶活性。

本研究的貯藏保鮮方法的原材料來源廣泛,操作簡單,儀器設(shè)備要求低,不僅可促進(jìn)銀杏落葉的綜合利用,還為果農(nóng)提供了一種簡便有效的南豐蜜橘保鮮方法,有利于緩解南豐蜜橘“旺季爛、淡季斷”的矛盾局面,提高果農(nóng)經(jīng)濟收入。此外,本研究結(jié)果還為進(jìn)一步開展南豐蜜橘分子保鮮機制提供基礎(chǔ)。