任艷芳,何俊瑜,劉　冬,劉進平

(貴州大學農(nóng)學院,貴州貴陽 550025)

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一氧化氮對采后大五星枇杷常溫貯藏下品質(zhì)的影響

任艷芳,何俊瑜,劉冬,劉進平

(貴州大學農(nóng)學院,貴州貴陽 550025)

以“大五星”枇杷為材料,研究不同濃度硝普鈉(SNP,NO供體)處理對常溫貯藏下枇杷果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,0.05和0.25 mmol/L SNP處理能有效降低果實硬度的增加和水分損失,降低果實腐爛率和褐變發(fā)生程度,維持果實貯藏期間的可溶性固形物、可滴定酸和VC含量,降低果實呼吸強度,延緩了果實衰老進程。但0.01 mmol/L SNP處理對枇杷保鮮效果不明顯,而1.0 mmol/L SNP處理則產(chǎn)生毒害效應,加速了果實的衰老進程和品質(zhì)的劣變。綜合比較,0.05 mmol/L SNP處理對“大五星”枇杷果實采后保鮮效果較好。

枇杷,硝普鈉,品質(zhì),貯藏

枇杷(EriobotryajaponicaLindl.)是我國亞熱帶地區(qū)特色水果,被譽為“果中之皇”,其果實柔軟多汁、味道鮮美、營養(yǎng)豐富,深受消費者喜歡[1-2]。然而枇杷采收期很短,且正處于初夏高溫季節(jié),采后生理代謝旺盛,衰老進程快,極易失水皺縮、腐爛變質(zhì),采后貯運困難,損失率很高[3-4]。低溫和化學殺菌劑是枇杷采后常用的保鮮方法,雖然在一定程度上可以抑制果實的腐爛和品質(zhì)的劣變,但是低溫貯藏投資大,不當?shù)蜏厝菀自斐设凌斯麑嵞举|(zhì)化敗壞等冷害癥狀,而化學殺菌劑容易對環(huán)境和人體健康造成安全隱患,因此,采后枇杷果實保鮮技術(shù)的研究已成為當前研究的重點[2,5]。

一氧化氮(NO)是一種廣泛存在于生物體內(nèi)的活性分子,參與植物的生長發(fā)育和植物對生物和非生物逆境的響應過程[6]。近年來,NO在調(diào)節(jié)果實成熟和衰老中的作用越來越受到關(guān)注。已有研究表明,適當濃度的外源NO處理采后果蔬產(chǎn)品可以降低果實的呼吸代謝、調(diào)節(jié)乙烯生成[7]、提高果實的抗氧化能力[8-9]、防止果實病害的發(fā)生[10-11]等,從而延長產(chǎn)品的貯藏期和貨架壽命。“大五星”枇杷是目前發(fā)展最快、種植面積最廣的優(yōu)質(zhì)枇杷品種,但其果實采收期集中,不耐貯運,嚴重影響了枇杷采后的流通和商業(yè)價值。雖然NO處理已在番茄[12]、龍眼[13]、桃子[14]、芒果[15]和伽師瓜[16]等水果采后貯藏中表現(xiàn)出較好的保鮮效果,且NO處理對于緩解“解放鐘”枇杷低溫冷藏條件下的木質(zhì)化程度也具有明顯的作用[17],但目前還未見關(guān)于NO對“大五星”枇杷果實采后保鮮效果的報道。為此,本研究將以“大五星”枇杷為研究材料,硝普納(SNP)作為NO供體,研究不同濃度的硝普納處理對采后枇杷果實常溫貯藏期間主要品質(zhì)的影響,以期為改善枇杷采后果實品質(zhì)、延長果實貯藏壽命提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

“大五星”枇杷(EriobotryajaponicaLindl. cv. Dawuxing)2014年5月25日采摘于貴陽市開陽縣,當天運回實驗室。選擇大小、成熟度基本相同、無病蟲害、無機械損傷的果實。

硝普鈉(Sodium nitroprusside,SNP)西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司;紅菲咯啉(Bathophenanthroline,BP)阿拉丁試劑(上海)有限公司。

GY-1型水果硬度計杭州托普儀器有限公司;WYT-32型手持折光儀廈門中村光學儀器廠;T6新世紀紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司;5804R型高速冷凍離心機上海艾本德中國有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1樣品處理將挑選出的枇杷果實隨機分為5組,分別置于0.01、0.05、0.25、1.0 mmol/L SNP溶液中,浸泡20 min,以蒸餾水浸泡作對照。處理完成后自然晾干,然后將每個處理枇杷果實分成兩部分,其中一部分含有30個果實,用于呼吸速率、失重率、褐變指數(shù)、腐爛指數(shù)的測定;另外一部分含有60個果實,用于硬度、可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)和維生素C含量(VC)的測定。每個處理重復3次,處理后的果實裝入聚乙烯塑料保鮮袋中,室溫(20±2 ℃)條件下,貯藏28 d,貯藏期間每7 d取樣測定相關(guān)指標。

1.2.2呼吸速率測定采用靜置法,參考曹建康等[18]的方法。

1.2.3失重率測定采用稱重法,按下式計算:

1.2.4硬度測定果實去皮后,用GY-1型果實硬度計測量赤道部位果肉硬度,等間距測定2個點,取平均值。

1.2.5褐變指數(shù)測定參考Cai等[19]的方法,果實表面褐變發(fā)生程度分為5個等級,即0級:無褐變;1級,褐變面積<5%;2級:5% ≤褐變面積<25%;3級:25%≤褐變面積<50%;4級:褐變面積>50%。

1.2.6果實腐爛指數(shù)測定參照鄭永華等[20]的方法,將果實腐爛面積劃分為4級,即0級:無腐爛;1級:腐爛面<10%;2級:10% ≤腐爛面≤30%;3級:腐爛面>30%。按下式計算腐爛指數(shù):

1.2.7可溶性固形物測定采用手持折光儀測定,結(jié)果以%表示。

1.2.8可滴定酸含量測定采用酸堿滴定法測定,參考Gao等[21]的方法。

1.2.9維生素C含量測定采用分光光度法,參考曹建康等[18]的方法。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1SNP處理對枇杷果實呼吸速率的影響

大五星枇杷屬于非呼吸躍變型果實,圖1結(jié)果表明,在整個貯藏期間,各處理果實呼吸速率一直呈下降趨勢,這與秦文等[22]、徐俐和白超[23]在“大五星”枇杷上的研究報道相一致。NO是一種線粒體呼吸鏈的抑制劑,它可以與呼吸鏈上的鐵硫蛋白結(jié)合,從而抑制其生物學活性[24-25],并且NO能夠在呼吸鏈中可逆性地與氧競爭,導致線粒體產(chǎn)能過程受阻,從而抑制呼吸作用[26]。本研究中不同濃度的SNP對呼吸速率的作用效果不一樣。如圖1所示,0.01 mmol/L SNP處理果實的呼吸速率與對照相比無顯著差異(p>0.05),而0.05和0.25 mmol/L SNP處理明顯降低了果實呼吸速率(p<0.05),在貯藏28 d時。其呼吸速率分別為對照的87.8%和91.6%。但是1.0 mmol/L SNP則在一定程度上加快了呼吸速率。

圖1　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間呼吸速率的影響Fig.1　Effects of SNP on respiration rate of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.2SNP處理對枇杷果實失重率的影響

枇杷果實的水分含量很高,在采后貯藏中容易失去水分而皺縮。圖2結(jié)果表明,枇杷貯藏期間,各處理果實失重率逐漸增加,特別是貯藏后期增加幅度較大。與對照相比,0.05和0.25 mmol/L SNP處理明顯抑制了果實失重率的增加(p<0.05),且以0.05 mmol/L SNP處理更顯著(p<0.01),在貯藏28 d時失重率僅為對照的85.3%。已有研究證實,NO能夠延緩果實的衰老,降低呼吸代謝,維持細胞膜結(jié)構(gòu),從而降低水分的損失[16,25]。這一結(jié)論與圖1結(jié)果相對應。然而0.01 mmol/L SNP處理中果實失水率與對照相比無顯著差異(p>0.05),但1.0 mmol/L SNP處理中果實失水率明顯高于對照(p<0.05)。

圖2　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間失重率的影響Fig.2　Effects of SNP on weight loss of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.3SNP處理對枇杷果實硬度的影響

大多數(shù)果實采后貯藏期間會逐漸軟化,然而采后枇杷果實硬度會逐漸增加,這與果實木質(zhì)素含量的增加有關(guān)[27-28]。由圖3可以看出,“大五星”枇杷果實貯藏期間,各處理果實的硬度逐漸增加。這與秦文等[29]對“大五星”枇杷采后果實的研究結(jié)果相同。與對照相比,隨著貯藏時間的延長,0.05、0.25 mmol/L SNP處理明顯抑制了枇杷果實硬度的增加(p<0.05),但二者間無顯著差異(p>0.05)。然而,0.01 mmol/L SNP處理中果實硬度變化與對照相比無顯著差異(p>0.05),而1.0 mmol/L SNP處理促進了果實硬度的增加(p<0.05)。這表明適宜濃度的NO處理可以抑制枇杷果實硬度的上升,延緩果實木質(zhì)化進程。

圖3　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間果實硬度的影響Fig.3　Effects of SNP on fruit firmness of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.4SNP處理對枇杷果實腐爛指數(shù)的影響

枇杷果實在貯藏過程中容易發(fā)生病害,從而導致枇杷果實采后腐爛的發(fā)生。如圖4所示,隨著貯藏時間的延長,各處理枇杷果實腐爛指數(shù)迅速升高。與對照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP處理明顯降低了果實腐爛(p<0.05),然而0.05 mmol/L SNP處理抑制腐爛效果更顯著(p<0.01)。在貯藏28 d時,0.05 mmol/L SNP處理腐爛指數(shù)僅為對照的79.5%。但是1.0 mmol/L SNP處理加速了果實腐爛,在貯藏28 d時,其腐爛指數(shù)明顯增加(p<0.05),為對照的1.13倍。這是由于高濃度的SNP處理加速了果實衰老進程,降低了果實對病害的抵抗能力。與對照相比,0.01 mmol/L SNP處理對果實腐爛的發(fā)生和發(fā)展無明顯抑制作用(p>0.05)。

圖4　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間果實腐爛指數(shù)的影響Fig.4　Effects of SNP on rot index of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.5不同SNP處理對枇杷果實褐變指數(shù)的影響

圖5結(jié)果表明,隨著貯藏時間的延長,各處理枇杷果實逐漸發(fā)生褐變。與對照相比,1.0 mmol/L SNP處理后的果實表面褐變最早且最為嚴重,這是高濃度NO產(chǎn)生的毒害效應。0.01 mmol/L SNP處理對果實褐變程度無明顯影響(p>0.05)。但是0.05和0.25 mmol/L SNP處理明顯抑制了果實褐變發(fā)生的進程(p<0.05),且以0.05 mmol/L SNP處理中果實褐變程度更低(p<0.01),表明適宜濃度的NO能夠降低枇杷果實采后褐變的進程。該結(jié)果與前人在龍眼[13]和冬棗[30]上的研究結(jié)論相一致。

圖5　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間果實腐爛指數(shù)的影響Fig.5　Effects of SNP on browning index of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.6SNP處理對枇杷果實SSC、TA和VC含量的影響

果實的可溶性固形物是指細胞液內(nèi)所含的一些可溶性的氨基酸、維生素、礦物質(zhì)及糖類等,其中以糖為主,是判斷果實成熟度和內(nèi)在品質(zhì)的重要指標[12]。圖6結(jié)果表明,隨著枇杷貯藏時間的延長,各處理中SSC含量逐漸降低。說明隨著采后呼吸的進行,糖類物質(zhì)逐漸被降解,果實逐漸進入衰老過程。然而與對照相比,0.05和0.25 mmol/L SNP處理明顯延緩了SSC含量的降低(p<0.05),但二者間差異不顯著(p>0.05)。其它SNP處理則與對照相比無顯著差異(p>0.05)。

圖6　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間 果實可溶性固形物含量的影響Fig.6　Effects of SNP on soluble solid content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

如圖7所示,在“大五星”枇杷貯藏期間,各處理枇杷果實中TA含量下降速度較快。在貯藏28 d時,對照中TA含量僅為貯藏0 d時的23.7%。而與對照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP處理明顯減緩了TA損失的程度(p<0.05),在貯藏28 d時,其TA含量分別是對照的1.21倍和1.16倍。0.01 mmol/L SNP處理雖然在一定程度上減緩了TA降低的程度,但是與對照相比,差異不顯著(p>0.05)。然而1.0 mmol/L SNP處理則明顯加快了TA的損失(p<0.05),在貯藏28 d時,其VC含量僅為對照的81.1%。

圖7　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間 果實可滴定酸含量的影響Fig.7　Effects of SNP on titratable acidity content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

貯藏期間,各處理枇杷果實中VC含量的變化趨勢與TA基本一致,即隨著貯藏時間的延長,VC含量逐漸降低(圖8)。與對照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP處理明顯抑制了VC含量的降低(p<0.05),在貯藏28 d時,其VC含量分別是對照的1.10、1.07倍;而1.0 mmol/L SNP處理促進了VC的損失,特別是在貯藏中期,如第14 d時,其VC含量為對照的83.4%,差異達到顯著水平(p<0.05)。0.01 mmol/L SNP處理中VC含量的變化與對照相比差異不顯著(p>0.05)。

圖8　SNP對“大五星”枇杷貯藏期間 果實維生素C含量的影響Fig.8　Effects of SNP on vitamin C content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

3　討論與結(jié)論

枇杷果實的水分含量很高,采后代謝活躍,衰老快,品質(zhì)劣變嚴重,損失率高。因此,如何采取有效措施延緩枇杷果實貯藏壽命已成為生產(chǎn)中急需解決的問題。本研究結(jié)果表明,0.05、0.25 mmol/L SNP處理可以明顯抑制常溫貯藏期間“大五星”枇杷果實的呼吸速率,降低營養(yǎng)物質(zhì)消耗,減輕失重現(xiàn)象,從而延緩果實的衰老,這與NO在采后桃子[14]、芒果[15]和木瓜[25]等研究上的結(jié)果相一致。張美姿等[17]發(fā)現(xiàn)以NO熏蒸處理可以明顯降低“解放鐘”枇杷果實低溫貯藏期間硬度的升高,從而減輕木質(zhì)化癥狀。本研究以SNP處理“大五星”枇杷果實在常溫貯藏期間也得到類似的結(jié)論,這表明NO對枇杷果實木質(zhì)化現(xiàn)象具有較好的調(diào)控作用,但具體機理還有待于進一步明確。

已有研究表明,NO本身對病原物并不具有直接的殺滅作用,但是可以通過誘導果實體內(nèi)的系統(tǒng)獲得性抗性來增強果實對病害的抵御能力,降低腐爛的發(fā)生[10-11]。此外,NO通過延緩果實的成熟衰老,也可以減少病害的發(fā)生和發(fā)展[11]。本研究中以0.05、0.25 mmol/L SNP處理明顯降低了貯藏期間枇杷果實的腐爛程度,且0.05 mmol/L SNP處理抑制效果更顯著。類似的研究結(jié)論也已在其它果實[15,30]得到證實。

枇杷果實采后仍然是活的有機體,果實內(nèi)因進行新陳代謝而不斷消耗組織內(nèi)部的營養(yǎng)成分,隨著貯藏時間的延長,品質(zhì)不斷降低[31]。許多研究發(fā)現(xiàn),NO處理可以明顯延緩貯藏期間果實中SSC、TA和VC含量的變化。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果[14,32-33]相類似,即適合濃度的SNP處理明顯減少了常溫貯藏期間“大五星”枇杷果實中SSC、TA和VC的損失。這可能是由于SNP可以降低果實貯藏期間的呼吸代謝,從而減少了營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,較好的保持了果實中的營養(yǎng)成分。

NO作為一種生長調(diào)節(jié)物質(zhì),它在調(diào)控果實成熟衰老中具有雙重作用,低濃度的NO可以延緩果實的衰老,而高濃度的NO會促使組織中活性氧含量的增加,并且強烈的抑制細胞色素介導的呼吸電子傳遞,最終導致組織的衰老[16,24]。本研究也發(fā)現(xiàn),SNP處理濃度達到1 mmol/L時,不僅不能保持果實的貯藏品質(zhì),反而會加速了常溫貯藏期間“大五星”枇杷果實品質(zhì)的劣變,特別是導致果實表皮褐化程度較為嚴重。尹國勝等[15]在芒果和胡江偉等[16]在新疆伽師瓜上的研究也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象。

綜上所述,適宜濃度的SNP處理可以延緩大五星枇杷采后衰老進程,保持其較好的外觀和內(nèi)在營養(yǎng)品質(zhì),其中以0.05 mmol/L SNP處理綜合效果最好。

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Effect of nitric oxide on fruit quality of“Dawuxin” loquat during storage at room temperature

REN Yan-fang,HE Jun-yu,LIU Dong,LIU Jin-ping

(College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

“Dawuxing” loquat(EriobotryajaponicaLindl. cv. Dawuxing)fruits were used to assay the effects of sodium nitroprusside(SNP,a nitric oxide donor)on fruit quality during storage period. The results showed that 0.05 and 0.25 mmol/L SNP inhibited the increase of fruit firmness and water loss,decreased the rot index and browning index,prevented the decrease of soluble solids content(SSC),titratable acidity(TA)and vitamin C(VC)content,and decreased the respiratory rate of fruits. However,0.01 mmol/L SNP treatment had no significant effect on the fruit quality of loquat,and 1.0 mmol/L SNP treatment showed toxicity on loquat,therefore it promoted the senescence and quality deterioration. In conclusion,0.05 mmol/L SNP treatment had the best effect on the fresh-keeping of “Dawuxing” loquat.

loquat;sodium nitroprusside;quality;storage

2015-08-04

任艷芳(1976-)，女，博士，教授，研究方向：園藝產(chǎn)品采后貯運保鮮，E-mail:yanfangre@126.com。

國家自然科學基金項目(31360413)；貴州省留學人員科技活動項目[黔人項目(2013)7號]。

TS255.1

A

1002-0306(2016)05-0329-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.058