張 敏,盧清琛,3,周新群,王立華,3,孫 靜,高海娜,劉幫迪,*
(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設計研究院,北京 100125;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工重點實驗室,北京 100121;3.河北工程大學生命科學與食品工程學院,河北 邯鄲 056038;4.北京工商大學 北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京 100048)
佛手香櫞(Citrus medicaL.var.sarcodactylisSwingle)為蕓香科柑橘屬植物,俗稱佛手、佛手柑,富含黃酮、酚酸、單萜、倍半萜、多糖等生物活性物質[1],是一種集藥用、食品加工和觀賞于一體的高價值柑橘類果實,但該果實產(chǎn)業(yè)面臨著采收期過于集中、加工能力不能完全消化新鮮佛手導致衰老、腐爛、變質和生物活性物質損失的問題,因此如何通過保鮮技術手段延長佛手貯藏周期、有效保留果實內(nèi)部豐富的酚類活性物質、緩解加工壓力,是目前該產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。佛手目前采用的低溫、被膜劑技術等貯藏保鮮技術,雖然可以一定程度上地延長貯藏周期,但仍然不能無法有效增強果實的抗性物質合成,有效減少果實表面被真菌侵染[2]。戈子龍[3]對佛手的保鮮研究指出,腐敗真菌的侵染是造成佛手損失的最主要原因,腐敗菌的生長活動會消耗營養(yǎng)物質,因此如何有效抑制佛手表面微生物生長是其保鮮研究的重點。
果實在貯藏過程中,抵御病原體入侵的防御系統(tǒng)強度與次級代謝產(chǎn)物的積累高度相關[4]。其中,苯丙烷代謝途徑是佛手、蘋果、草莓等絕大多數(shù)果實酚類物質合成以及產(chǎn)生誘導抗性的關鍵途徑[5],其次級代謝產(chǎn)物如酚類和類黃酮參與果實對致病性或非致病性微生物的各種防御反應,以降低果實發(fā)病率,延緩衰老,提高果實品質[6]。因此,尋找出可有效提升佛手貯藏過程中抗性物質合成的保鮮方法對抑菌防腐、延緩衰老腐爛均非常必要,但目前針對佛手的苯丙烷代謝的保鮮技術研究還十分欠缺。
生防菌(即拮抗菌)保鮮技術具有安全、環(huán)保和成本低等優(yōu)點,是維持果實品質、延長貯藏周期的一種有效技術手段,被認為是最有前途的保鮮方法之一[7]。研究表明拮抗菌可作為一種環(huán)境友好型誘導因子誘導果實持久抗病[8],該技術成為了近年來保鮮領域最具有潛力的技術之一[9]。Chen Ou等[10]研究指出,Pichia galeiformis可上調(diào)柑橘中編碼苯丙烷代謝過程中生物合成相關的基因表達,誘導柑橘果皮中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸輔酶A連接酶、肉桂酸-4-羥化酶、過氧化物酶、肉桂醇脫氫酶和多酚氧化酶的活性提升,增加果實抗性進而提升柑橘的貯藏品質。此外,Pichia guilliermondii處理還可通過激活蘋果果實采后傷口內(nèi)的活性氧和苯丙烷代謝,促進蘋果果實的傷口愈合[11]。Zhang Yi等[12]的研究指出,Trichoderma asperellumM45a處理顯著提高了苯丙烷代謝途徑中防御基因的表達,增加了西瓜氧化物酶和過氧化物酶等抗性相關酶活性,進而使其對枯萎鐮刀菌病的防治效果提升至40.61%。Jiang Zecheng等[13]探究Bacillus siamensis誘導芒果果實抗病性的機制,發(fā)現(xiàn)B.siamensis可通過生物脅迫影響苯丙烷代謝等多種途徑,誘導酚類抗性物質合成,提高芒果果實抗病性,增強芒果對病原菌的抗病能力。解淀粉芽孢桿菌GSBa-1(Bacillus amyloliquefaciensGSBa-1)是在中國傳統(tǒng)白酒發(fā)酵酒曲分離出的具有高抗氧化活性、高產(chǎn)凝乳酶[14]和胞外多糖[15]特性的一種芽孢桿菌,在前期實驗中發(fā)現(xiàn)該菌在體外條件下具有抑制霉菌等生長的特性,但目前還鮮見有關解淀粉芽孢桿菌GSBa-1在佛手保鮮上的研究。
因此,本研究以佛手為實驗材料,通過浸泡處理研究解淀粉芽孢桿菌GSBa-1對佛手貯藏品質和成熟衰老的影響,探討解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對采后佛手果實苯丙烷代謝途徑的影響,以期為采后佛手果實貯藏保鮮研究提供理論依據(jù)。
佛手(Citrus medicaL.var.sarcodactylisSwingle),采購自浙江蘭溪市。果實從采收到運輸至實驗室僅經(jīng)過24 h,且全程運輸使用冷鏈運輸。果實運抵實驗室后,靜置12 h。選取大小均一、表面無機械損傷、無病蟲害的果實。
解淀粉芽孢桿菌GSBa-1由北京工商大學提供,菌株使用前冷凍保存[15],開展浸泡處理前12 h進行活化備用。
氫氧化鈉、酚酞指示劑、濃硫酸等試劑(均為分析純)上海麥克林生化科技有限公司;PDA液體培養(yǎng)基 國藥集團化學試劑有限公司;沒食子酸、咖啡酸、綠原酸、甜橙黃酮、地奧司明等酚類物質標準品(均為分析純)美國Sigma公司。
LQ=C5002電子天平 深圳市飛亞衡器有限公司;TGL-16gR高速冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠;GC7890F氣相色譜儀 上海天美科學儀器有限公司;液相色譜儀(LC-20AT泵、SPD-M20A二極管陣列檢測器)日本島津公司;UV-2100 UNICO 紫外分光光度計上?;茖嶒炂鞑挠邢薰?;PAL-1糖度儀 浙江托普儀器有限公司;DW-86L388J低溫保存箱 青島海爾醫(yī)療股份有限公司;A11 basic液氮研磨機 廣州IKA公司;Nikon D800相機 日本尼康公司;RE-52旋轉真空蒸發(fā)器 中國上海生物化學儀器廠
1.3.1 處理方法
解淀粉芽孢桿菌GSBa-1培養(yǎng)液制備參考Wang Xiaoruan等[16]方法。挑取活化后的解淀粉芽孢桿菌GSBa-1于裝有PDA液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,在30 ℃條件下150 r/min搖床培養(yǎng)24 h,制備成濃度為1×108CFU/mL的培養(yǎng)液。
解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理(antagonistic bacteria treatment,ABT)組:將40 個新鮮的佛手用菌液浸泡15 s后撈出瀝干至沒有滴水后,平鋪置于果蔬貯藏箱內(nèi)(相對濕度(80.0±0.5)%、貯藏溫度(25±1)℃)。
對照組(CK):將新鮮的佛手用清水浸泡15 s后撈出風干后置于果蔬貯藏箱內(nèi),貯藏條件同ABT組。
分別在0、5、10、15、20 d對佛手果實后熟品質進行測定,重復3 次。
1.3.2 佛手貯藏理化指標測定
1.3.2.1 佛手成熟生理指標的測定
佛手成熟生理指標包括總可溶性固形物(total soluble solids,TSS)質量分數(shù)、可滴定酸(titratable acid,TA)質量分數(shù)、乙烯釋放量和呼吸強度等。TSS和TA質量分數(shù)的測定參照Wu Shibo等[17]的方法進行測定。
乙烯釋放量和呼吸強度均參照Liu Bangdi等[18]的方法進行測定,取16 枚果實直接封閉在同一玻璃氣體收集容器中2 h。收集玻璃容器內(nèi)的1 mL頂空氣體,注入氣相色譜儀,以測定乙烯產(chǎn)量和呼吸速率。乙烯釋放量以μL/(kg·h)表示。呼吸強度用mg/(kg·h)表示。
1.3.2.2 佛手活性氧含量和自由基清除能力的測定
1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-dipheny l-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基和過氧化氫(H2O2)含量均參照Liu Bangdi等[19]的方法,使用南京建成生產(chǎn)的試劑盒進行測定。
1.3.2.3 佛手多酚組分、總酚和總黃酮物質含量的測定
各酚類物質含量、總酚含量和總黃酮含量均參照Liu Bangdi等[19]的方法進行測定??偡雍扛鶕?jù)沒食子酸標準品得到的標準曲線,以每克干樣品中的沒食子酸質量表示,單位為mg/g??傸S酮含量以每克干樣品中蘆丁的質量表示,單位為mg/g。
酚類化合物的提取及高效液相色譜分析:取10 g新鮮佛手用液氮均質,與20 mL 70%乙醇溶液混合,在30 ℃超聲輔助處理0.5 h,12000×g離心10 min,收集上清液,用旋轉真空蒸發(fā)器30 ℃濃縮。采用島津液相色譜儀(LC-20AT泵、SPD-M20A二極管陣列檢測)和RP Venusil?ASB C18柱(5 μm,4.6 mm×250 mm;Agela技術有限公司,中國)。檢測條件如下:流動相A:體積分數(shù)5%乙酸溶液,流動相B:V(甲醇)∶V(三氟乙酸)=1∶19;梯度洗脫程序:0~15 min,88%~85% A、12%~15% B;15~25 min,75%~65% A、25%~35% B;25~50 min,65%~45% A、35%~55% B;50~60 min,45%~35% A、55%~65% B,60~70 min,35%~30% A、65%~70% B。流速1.0 mL/min;柱溫35 ℃;注入體積20 μL;紫外檢測波長280 nm。
1.3.2.4 苯丙烷代謝途徑中相關酶活力的測定
苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、肉桂酸-4-羥化酶(cinnamate-4-hydroxylase,C4H)、4-香豆酸輔酶A連接酶(4-coumaric coenzyme A ligase,4CL)活力的測定參考Xin Qi等[20]的方法,采用北京索萊寶公司生產(chǎn)的PAL、C4H和4CL試劑盒使用分光光度法進行測定。酶提取方法為:將1.0 g液氮研磨的粉末在3 mL Tris-HCl緩沖液(pH 8.8,含40 g/L聚乙烯砒硌烷酮、15 mmol/Lβ-巰基乙醇、10%亞甲基和2 g/100 mL聚乙二醇)冰浴中均質。靜置30 min,12000×g離心30 min(4 ℃)后,上清液為粗酶溶液。反應體系:0.2 mL粗酶溶液、0.8 mL反應溶液(含10 mmol/L煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷和5 mmol/L反式肉桂酸),37 ℃水浴30 min,加入0.1 mL 1 mol/L鹽酸溶液終止反應(如果存在沉淀,10000×g、4 ℃離心10 min后取上清液),在400 nm處測定吸光度,以0.2 mL磷酸鹽緩沖液和0.8 mL反應溶液作為對照。酶活力單位為U/g,結果以鮮質量計。
以上實驗均做3 次重復,采用Microsoft Excel 2019軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析,計算平均值、標準差并繪圖,用SPSS 26.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性分析和相關性分析,P<0.05表示差異顯著。
隨著貯藏時間的延長,佛手表皮由綠色逐步轉變?yōu)辄S色(圖1),ABT處理可以明顯地延緩佛手表面轉黃的進程,貯藏第20天時CK組佛手外皮基本全部轉黃,而ABT處理佛手的轉黃率仍不足50%。這可能是因為解淀粉芽孢桿菌GSba-1可抑制佛手果皮葉綠素的降解及類胡蘿卜素的合成。CK組佛手在自然后熟過程中在第15天出現(xiàn)TSS含量高峰,解淀粉芽孢桿菌GSba-1將高峰提前至第5天(圖2A),這可能由于解淀粉芽孢桿菌GSba-1對佛手產(chǎn)生了生物脅迫效應,有效刺激了糖代謝,從而更好地為苯丙烷代謝合成酚類物質提供碳骨架[21]。貯藏第5~10天時,ABT組的TA出現(xiàn)明顯下降(圖2B)。雖然ABT處理能夠刺激佛手的糖合成與酸降解,但卻明顯降低了佛手乙烯釋放量和呼吸強度(圖2C、D)。
圖1 解淀粉樣芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手外觀的影響Fig.1 Effect of B.amyllyticus GSBa-1 treatment on the appearance of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
圖2 解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手TSS含量(A)、TA含量(B)、乙烯釋放量(C)和呼吸強度(D)的影響Fig.2 Effect of B.amyloliquefaciens GSBa-1 treatment on TSS content (A),TA content (B),ethylene release (C) and respiratory intensity (D) of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
DPPH自由基清除率能力可反映果蔬的抗氧化能力[22],植物細胞中的H2O2是活性氧代謝的重要中間產(chǎn)物,它既可以作為信號物質提升抗氧化系統(tǒng)活性,也可能成為損傷植物體的有害物質[23]。如圖3所示,隨著貯藏時間的延長,佛手的DPPH自由基清除能力和H2O2含量均呈上升趨勢,且解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理在第5天開始就可以顯著地提升佛手的DPPH自由基清除能力和H2O2含量,說明解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理能夠通過激活佛手活性氧快速產(chǎn)生和清除促進其抗氧化能力,從而提升佛手自身抗性,有助于延緩衰老和抵御外源微生物侵染。
圖3 解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手DPPH自由基清除能力(A)和H2O2含量(B)的影響Fig.3 Effect of B.amyloliquefaciens GSBa-1 treatment on DPPH radical scavenging capacity (A) and H2O2 content (B) of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
酚類物質是衡量佛手抗性和生物活性的重要指標。佛手作為一種典型的藥用作物,其采后貯藏過程中生物活性物質的合成和累積十分明顯。在貯藏過程中,佛手的總酚(圖4A)和總黃酮(圖4B)含量呈上升趨勢。在貯藏第15天和第20天,ABT組佛手總酚含量顯著高于CK(P<0.05),分別比CK高18.1%、15.1%。在貯藏10、15 d和20 d,ABT組佛手總黃酮含量均顯著高于CK(P<0.05),分別比CK高6.7%、7.5%和6.1%。這說明解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理可以提升佛手苯丙烷代謝產(chǎn)物合成與累積。
圖4 解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手總酚(A)、總黃酮(B)、沒食子酸(C)、咖啡酸(D)、橙皮苷(E)、圣草次苷(F)、地奧司明(G)和甜橙黃酮(H)含量的影響Fig.4 Effect of B.amyloliquefaciens GSBa-1 treatment on total phenol content (A),total flavone content (B),gallic acid content (C),caffeic acid content (D),hesperidin content (E),eriocitrin content (F),diosmin content (G)and sinesetin content (H) of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
本研究在佛手中檢測出了6 種含量較高的酚類物質單體,分別是:沒食子酸(圖4 C)、咖啡酸(圖4D)、橙皮苷(圖4E)、圣草次苷(圖4F)、地奧司明(圖4G)和甜橙黃酮(圖4H)。解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理后,沒食子酸含量在貯藏期間均顯著高于CK(P<0.05);橙皮苷含量在貯藏10 d后顯著高于CK(P<0.05);地奧司明和甜橙黃酮含量在貯藏15 d后顯著高于CK(P<0.05);在貯藏第10天和第15天,咖啡酸含量顯著高于CK(P<0.05),比CK分別高47.8%、33.3%;在貯藏第20天,圣草次苷含量顯著高于CK(P<0.05),比CK高17.6%。此外,對比ABT組和CK組6 種多酚類物質的變化差異,發(fā)現(xiàn)沒食子酸從處理初期就與CK組表現(xiàn)出顯著的合成累積差異,而4 種黃烷醇、黃酮類物質(橙皮苷、圣草次苷、地奧司明、甜橙黃酮)在10 d后才響應解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理的刺激,出現(xiàn)合成累積差異。說明ABT處理可以誘導貯藏期間佛手酚類物質的積累,并且解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理對酚酸類和黃烷醇類物質合成的誘導效應不一樣。
PAL、C4H和4CL是苯丙烷代謝途徑中的關鍵酶類,由圖5可知,這3 個酶活力變化與酚酸、黃酮含量的趨勢一致,均隨貯藏時間延長呈上升趨勢。在貯藏第5天和第15天,ABT組佛手PAL活力顯著高于CK(P<0.05),在第20天時,ABT和CK組的佛手PAL活力差異極顯著(P<0.01),ABT組比CK高15.3%(圖5A)。在貯藏前15 d,ABT和CK的佛手C4H活力無顯著差異(P>0.05),兩處理組的數(shù)值相接近。在第20天時,ABT組佛手C4H活力才與CK顯示出顯著差異(P<0.05),且ABT組佛手C4H活力比CK高5.9%(圖5B)。在貯藏期間,ABT處理組佛手4CL活力與CK組無顯著差異(P>0.05)(圖5C)。從苯丙烷代謝途徑中的3 個不同環(huán)節(jié)酶可以看出,佛手在受到解淀粉芽孢桿菌GSba-1處理刺激后,并不是苯丙烷代謝途徑上的每個酶都能明顯的響應。因此,ABT處理可能是通過誘導苯丙烷代謝途徑上的特定的環(huán)節(jié)從而刺激酚類物質的合成與累積。
圖5 解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手PAL(A)、C4H(B)和4CL(C)活力的影響Fig.5 Effect of B.amyloliquefaciens GSBa-1 treatment on PAL activity (A),C4H activity (B) and 4CL activity (C) of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
從表1可以看出,H2O2含量與DPPH自由基清除能力呈顯著正相關(P<0.05),說明當果蔬受到外界刺激產(chǎn)生大量活性氧的同時會激活果蔬的清除活性氧系統(tǒng),避免過量活性氧造成果蔬損傷[24]。與此同時,H2O2含量與佛手的咖啡酸含量呈現(xiàn)顯著正相關(P<0.05),說明解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理處理刺激佛手產(chǎn)生大量活性氧激活防御機制時,也激活佛手合成累積酚酸類物質,避免膜脂氧化損傷??偡雍涂傸S酮含量與沒食子酸含量、甜橙黃酮含量和地奧司明含量呈顯著正相關或極顯著正相關(P<0.05、P<0.01)。PAL活力與沒食子酸、4CL活力呈顯著正相關(P<0.05)。由此推測,ABT處理通過激發(fā)佛手果實中苯丙烷途徑中酶活性的升高,來促進酚類物質的合成和積累,提高抗氧化活性,延緩果實后熟衰老。
表1 ABT處理組佛手各生理指標變化的相關性分析Table 1 Correlation analysis among physiological indexes of C.medica L.var.sarcodactylis Swingle
佛手香櫞是一種典型的具有功能性應用價值的果實,在貯藏過程中刺激次級代謝、保留其生物活性物質是最重要的目的。探討解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理對佛手貯藏保鮮品質的影響及其對苯丙烷代謝途徑的誘導作用具有重要意義。本研究發(fā)現(xiàn),芽孢桿菌GSBa-1處理可以比CK更有效地加速佛手中TSS合成累積和TA含量的下降。這主要可能與果實苯丙烷代謝的碳骨架供應有關,果實中的可溶性糖酸均是采后果蔬次級代謝的必要碳骨架來源,加速糖酸降解能為果實所有次級代謝提供更多的碳骨架來源[25],有助于佛手苯丙烷代謝的進行。ABT處理卻能夠有效抑制佛手在貯藏過程中的乙烯釋放和呼吸作用,推遲果實后熟的進程,因而可以有效抑制佛手硬度下降和色澤轉變。
酚類化合物是果實中主要的次級代謝產(chǎn)物,也是佛手中的主要生物活性物質和功能性物質[1]。此外,酚類物質還在采后果蔬中平衡活性氧、延緩后熟衰老和抵御病原菌等方面起著關鍵作用[26]。芽孢桿菌GSBa-1處理在20 d的貯藏期內(nèi)顯著增加了佛手總酚、總黃酮和6 種鑒定出的酚類物質含量。這可能是由于外源解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理在佛手表面形成了一種生物脅迫的效應,有效啟動了以苯丙烷代謝為主的次級代謝途徑,激活了果實的防御體系。芽孢桿菌GSBa-1處理后第5天,佛手的沒食子酸和含量顯著高于CK組,但ABT組的橙皮苷、圣草次苷、地奧司明和甜橙黃酮的含量在10 d后才高于CK,說明ABT處理在接菌初期能夠更快速啟動苯丙烷代謝中酚酸類物質合成的途徑,誘導酚酸類物質的合成累積,在接菌中后可以顯著提升黃酮類物質的累積。這可能是因為黃酮類物質作為植保素,需要植物體受一定程度外源微生物侵染后,才會通過苯丙烷代謝途徑合成,成為植物主要的抗病原化合物[27]。
果蔬在采后貯藏過程中受到環(huán)境脅迫時,如病原微生物侵染,通常會誘導苯丙烷代謝途徑中關鍵酶活性的提高[28]。PAL作為苯丙烷途徑中的第一個關鍵酶,它是莽草酸途徑與黃酮類化合物等產(chǎn)物之間的橋梁,可將L-苯丙氨酸催化成反式肉桂酸,為合成抗毒素、酚酸、類黃酮和木質素等代謝產(chǎn)物提供前體物質[29]。在本研究當中,在貯藏期間,ABT組佛手PAL的活性高于CK,說明ABT處理可以提高貯藏期間佛手PAL的活性。在Zhang Xiaoyun等[30]的研究中也發(fā)現(xiàn)了相似的結果,Pichia caribbica處理櫻桃番茄后,果實PAL活性增強,激活了苯丙烷代謝途徑,從而增強果實抗性,延長貨架期。C4H可將反式肉桂酸催化成羥基肉桂酸,進而合成香豆酸、阿魏酸、咖啡酸和芥子酸[31]。ABT組和CK組在貯藏20 d內(nèi)的C4H活力差異不大。4CL是苯丙烷代謝中各個分支途徑的紐帶,其在抗菌物質的合成過程中有著至關重要的作用。羥基肉桂酸和反式肉桂酸在4CL的催化下合成相應的硫酯,這些硫酯經(jīng)進一步轉化可合成木質素、酚、類黃酮等代謝產(chǎn)物,其可直接或間接地抵御病原菌的入侵[32],但本研究結果發(fā)現(xiàn)ABT處理并不能在貯藏過程中直接刺激4CL活性,這可能說明解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理主要刺激苯丙烷代謝的上中游階段,對下游的影響不明顯。綜上通過多酚合成和苯丙烷代謝途徑三個關鍵酶活力結果,解淀粉芽孢桿菌GSBa-1作為誘導因子,能夠激發(fā)佛手苯丙烷代謝途徑中PAL、C4H的活性增加,以促進果實中酚類物質的合成累積。
此外,植物遇到環(huán)境脅迫時會產(chǎn)生大量超氧陰離子、羥自由基、過氧化氫等活性氧提升自我防御能力,當活性氧產(chǎn)生水平超過植物體能夠清除的水平時,會造成過量的活性氧累積,對植物細胞產(chǎn)生毒害作用,破壞果實正常的抗逆功能[33]。DPPH自由基清除能力和H2O2含量均是表征果蔬活性氧產(chǎn)生與清除能力的重要指標。ABT組佛手的H2O2含量在接菌初期就顯著高于CK,并持續(xù)保持較高水平(P<0.05)。這說明接菌后在佛手表皮能夠快速形成較強的逆境脅迫,從而激活佛手的活性氧代謝提升防御能力。從活性氧和酚類物質的結果可以看出,解淀粉芽孢桿菌GSBa-1激活活性氧代謝和苯丙烷代謝途徑上存在著關聯(lián)關系。當果蔬受到外界刺激產(chǎn)生大量活性氧時,同時會激活非酶和酶清除活性氧系統(tǒng),使果蔬體內(nèi)保持并達到活性氧產(chǎn)生與清除的平衡狀態(tài),避免過量活性氧累積損傷[24]。因此可以推論,由于解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理佛手后,激活活性氧產(chǎn)生與累積,從而誘導佛手產(chǎn)生大量黃酮類物質清除果實中因受脅迫而產(chǎn)生的大量活性氧,利用酚化合物的抗氧化活性及氧化還原特性,抑制自由基損傷,從而維持佛手中活性氧代謝平衡,從而延緩佛手衰老,提高佛手貯藏品質。
濃度為1×108CFU/mL的解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理顯著降低了佛手乙烯釋放量和呼吸強度,抑制佛手果皮轉色和軟化,有效誘導了苯丙烷代謝途徑PAL和4CL活性提高,在貯藏第5天快速促進以沒食子酸為代表的酚酸類物質的積累,并繼續(xù)促進橙皮苷、圣草次苷、地奧司明等黃酮類物質的累積,有效提升佛手總酚和總黃酮的含量,提高果實抗性。綜上,1×108CFU/mL的解淀粉芽孢桿菌GSBa-1處理能夠通過激活佛手苯丙烷代謝途徑并延緩佛手的后熟衰老。隨著我國高值化生鮮果蔬消費的升級,解淀粉芽孢桿菌GSBa-1作為一種天然生物防治益生菌有望能夠成為化學保鮮劑的綠色安全替代物,但其在果蔬保鮮領域的應用潛力還有待挖掘,以期為果蔬保鮮和冷鏈貯運應用奠定基礎。