韓紅艷,付鴻博,杜俊杰*
(1.晉中學院生物科學與技術(shù)系,山西 晉中 030019;2.山西農(nóng)業(yè)大學園藝學院,山西 太谷 030801)
歐李[Cerasushumilis(Bge.) Sok.]屬薔薇科櫻桃屬矮生櫻亞屬植物[1],是我國特有的灌木果樹資源[2]。果實成熟時富含較高的鈣質(zhì)營養(yǎng)元素可達60~90 mg/100 g,且已被人體所吸收[3]。果實中糖酸含量較高,可鮮食,可加工成果脯、果醬和果汁等[4-5]。果實中的類黃酮含量高于蘋果、梨和桃等水果[6-7]。歐李果實具有較高的營養(yǎng)和保健價值。歐李果皮表面無果粉和蠟質(zhì)層,在采收和運輸中均容易發(fā)生碰傷,果實采收后貨架期較短,限制了鮮食歐李的市場發(fā)展。目前,國內(nèi)外關(guān)于歐李采后的生理和貯藏品質(zhì)的研究較少,溫度在果實采后貯藏中起到了非常重要的作用,低溫貯藏也是目前果品保鮮貯藏非常重要的手段之一[8-9]。本研究以鮮食品種農(nóng)大7號為試驗材料,分析了其在1、4和25℃下貯藏生理指標的變化,為歐李采后貯藏保鮮提供一定的依據(jù)。
選擇山西農(nóng)業(yè)大學巨鑫試驗基地定植的歐李品種農(nóng)大7號為試驗材料,農(nóng)大7號是由山西農(nóng)業(yè)大學從歐李自然雜交實生后代選育,果實為扁圓形,果皮顏色為黃底紅暈,果肉淡黃色,平均單果重14.3 g,可食率94.4%,香味濃郁,酸甜適口,為鮮食品種[10]。選擇長勢均勻一致的植株9株于果實成熟期采樣,將采好的果實平均分成9組,每3組分別置于1 ℃、4 ℃和25 ℃,相對濕度70%的氣候箱中。每個處理均設(shè)置3次重復,于貯藏2、4、6、8、10、12、14、16、18和20 d取樣進行相關(guān)指標測定。
丙二醛(MDA)測定選用硫代巴比妥酸(TBA)法[11],脯氨酸含量測定選用酸性茚三酮法[11],可溶性蛋白測定選用考馬斯亮藍G-250法[11],超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍四唑光還原法[12]測定;過氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法[12]測定;過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚法[12]測定。
采用Microsoft Excel 2007、SAS 9.2、OriginPro 9.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。
由圖1 可知,農(nóng)大7號歐李果實在不同溫度貯藏條件下,超氧化物歧化酶(SOD)活性均隨貯藏時間的延長其活性呈先上升后下降的變化趨勢。當貯藏時間增加到16 d時SOD活性降低的原因可能是植物體內(nèi)新陳代謝機制已被破壞,SOD抗氧化系統(tǒng)不能正常產(chǎn)生SOD。在相同貯藏時間條件下,25 ℃的貯藏溫度下SOD活性顯著高于1 ℃和4 ℃;1 ℃和4 ℃貯藏條件在前8 d SOD活性不存在顯著性差異,當貯藏時間繼續(xù)延長,二者之間存在顯著性差異(P<0.05),且4 ℃條件下SOD活性顯著高于1 ℃。當貯藏時間達到14 d時,25 ℃條件下果實已全部腐爛,不繼續(xù)采樣。此時,25 ℃條件下的SOD活性比4 ℃和1 ℃分別高1.81%和9.24%,隨貯藏時間的繼續(xù)延長,4 ℃條件下SOD活性比1 ℃條件分別高8.32%,4.46%和2.45%。
圖1 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實超氧化物歧化酶含量的影響
如圖2 所示,農(nóng)大7號歐李果實在不同溫度貯藏條件下隨貯藏時間的延長過氧化物酶(POD)活性呈先降低后升高的變化趨勢,且在25 ℃條件下POD活性升高幅度最為明顯。當剛開始進入貯藏期前6 d,1 ℃和4 ℃條件下POD活性高于25 ℃,可能由于果實正常生長的溫度與25 ℃條件接近。隨貯藏時間繼續(xù)延長,25 ℃條件下POD活性顯著高于1 ℃和4 ℃。當貯藏時間到14 d時,果實中POD活性分別是1 ℃和4 ℃條件下的1.54倍和1.47倍,當貯藏時間延長到20 d時,4 ℃果實中POD活性是1 ℃果實中的1.33倍。
圖2 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實過氧化物酶含量的影響
如圖3 所示,農(nóng)大7號歐李果實在不同溫度貯藏條件下隨貯藏時間的延長過氧化氫酶(CAT)活性呈降低趨勢。當剛進入貯藏期前6 d時,雖在1 ℃條件下果實中CAT活性較高,但與4 ℃和25 ℃條件下并無顯著性差異。當貯藏時間繼續(xù)延長,4 ℃條件下果實中CAT活性顯著高于1 ℃和25 ℃,但1 ℃下CAT活性有顯著高于25 ℃,貯藏時間延長至14 d后,1 ℃條件下CAT活性顯著高于4 ℃,分別為1.02倍、1.10倍和1.01倍,但貯藏至20 d時,二者之間無顯著性差異。
圖3 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實過氧化氫酶含量的影響
由圖4 可知,農(nóng)大7號歐李果實在不同溫度貯藏條件下隨貯藏時間的延長,可溶性蛋白含量在25 ℃條件下呈上升趨勢,在1 ℃和4 ℃條件下先上升后下降的變化趨勢。在貯藏期14 d內(nèi),25 ℃條件下的可溶性蛋白含量明顯高于1 ℃和4 ℃,且在貯藏第14 d時,果實中可溶性蛋白含量最高。當在1 ℃和4 ℃條件下貯藏至8 d后,4 ℃貯藏條件下可溶性蛋白含量明顯高于1 ℃貯藏條件,可能是由于1 ℃條件下果實呼吸受阻,產(chǎn)生的可溶性蛋白含量低于4 ℃條件下。在貯藏時間14~20 d時,4 ℃貯藏條件下可溶性蛋白含量比1 ℃分別高1.38倍、1.01倍、1.34倍和1.29倍。
圖4 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實可溶性蛋白含量的影響
如圖5 所示,農(nóng)大7號歐李果實在25 ℃貯藏條件下隨貯藏時間的延長,脯氨酸含量呈先下降后上升的變化趨勢,造成這種原因可能是果實在25 ℃采后貯藏期內(nèi)脯氨酸含量的積累需要一定的啟動時間;而在1 ℃和4 ℃貯藏條件下,果實內(nèi)脯氨酸含量隨貯藏時間的延長呈先上升后下降的變化趨勢,與25 ℃條件趨勢有差別,說明果實細胞內(nèi)低溫貯藏條件下脯氨酸含量的積累。且在相同貯藏時間時,25 ℃下果實中脯氨酸含量明顯高于1 ℃和4 ℃。當貯藏時間至14 d時,25 ℃下果實內(nèi)脯氨酸含量分別比1 ℃和4 ℃條件下高56.61%、65.09%。說明在14 d時,25 ℃條件下已不利于果實的貯藏。隨貯藏時間繼續(xù)延長至16 d,1 ℃與4 ℃貯藏條件下脯氨酸含量存在顯著性差異(P<0.05),但延長至18 d和20 d時,二者之間無顯著性差異。
圖5 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實脯氨酸含量的影響
如圖6 所示,農(nóng)大7號歐李果實在不同溫度貯藏條件下果實內(nèi)MDA含量變化趨勢不盡相同,在25 ℃條件下,果實內(nèi)MDA含量隨貯藏時間的延長呈先上升后下降的變化趨勢,在貯藏至12 d時,果實內(nèi)MDA含量最高;在4 ℃貯藏條件下,果實內(nèi)MDA含量隨貯藏時間延長同樣呈先上升后下降的變化趨勢;但在貯藏第4 d就已經(jīng)表現(xiàn)出下降的趨勢;在1 ℃貯藏條件下幾乎呈上升變化趨勢,但較4 ℃和25 ℃緩慢。同一貯藏時間下,25 ℃下MDA含量明顯高于1 ℃和4 ℃,但4 ℃又明顯高于1℃,且在第12 d表現(xiàn)最為明顯,25 ℃條件下MDA含量分別是1 ℃和4 ℃下的2.60倍和1.49倍。當貯藏時間延長至14~20 d內(nèi),1 ℃下MDA含量均顯著高于4 ℃。
圖6 不同貯藏溫度對農(nóng)大7號歐李果實丙二醛含量的影響
在果實采后衰老過程中,呼吸作用會持續(xù)加強,當?shù)竭_一定峰值后呼吸作用會不斷減弱。環(huán)境溫度是采后果實呼吸作用的主要因素之一。果實采后衰老過程涉及新陳代謝和酶活性系統(tǒng)顯著變化的氧化過程[13]。此過程會涉及很多生理生化變化,如膜脂過氧化反應(yīng)導致細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性被破壞[14],MDA含量不斷積累[15],積累過多會加劇果實的膜脂過氧化作用,嚴重時會直接導致果實體內(nèi)細胞的死亡[16]。本研究中發(fā)現(xiàn)在貯藏前期1 ℃條件下果實中MDA含量較低,而隨著時間延長,4℃貯藏條件MDA含量較低。本試驗得出的丙二醛的變化趨勢與陳自立[17]等人對葡萄采后研究結(jié)果一致,隨時間增加含量升高。
同樣,在果實采后衰老過程中,活性氧的積累會破壞其體內(nèi)正常代謝的動態(tài)平衡,為維持正常代謝水平,果實體內(nèi)的抗氧化酶體系包括SOD、POD、CAT和APX等起著至關(guān)重要的作用,其活性高低決定著果實衰老軟化進度和品質(zhì)好壞[18-19]。SOD可以清除植物體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì),在果實采后過程中,SOD活性越高,表明果實耐貯性越差[20];POD也可以清除植物體內(nèi)活性氧和自由基,降低膜脂過氧化作用,在果實采后過程中POD活性越高,表明果實衰老越嚴重[21-22]。CAT在植物體內(nèi)主要清除過氧化氫產(chǎn)生的毒害,使植物體呈現(xiàn)自我防御機能,CAT活性越高,說明果實衰老速度越慢。本試驗研究得出,隨貯藏時間延長,1 ℃條件下SOD和POD活性顯著低于4 ℃和25 ℃貯藏溫度,研究結(jié)果與李莎莎[23]、陳浩[24]研究結(jié)果基本一致;同時研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)大7號歐李果實內(nèi)CAT活性在1 ℃下顯著高于4 ℃和25 ℃,這一研究結(jié)果與陳彥旭[25]對香椿芽采后的研究結(jié)果基本一致。
可溶性蛋白是果實細胞內(nèi)各種酶的主要成分,與細胞的保水能力密切相關(guān)[26],細胞保水能力越強,對細胞膜的保護作用越強,越有利于果實貯藏。本研究發(fā)現(xiàn)隨貯藏時間延長,4 ℃條件下較25 ℃和1 ℃下有利于果實中可溶性蛋白含量的積累。而1 ℃下,果實處于低溫環(huán)境下,不利于果實細胞的呼吸,不利于可溶性蛋白的產(chǎn)生。研究結(jié)果與韓園園的研究結(jié)果基本一致[27]。
當果實進入貯藏期后,果實內(nèi)的呼吸強度會發(fā)生明顯的降低,溫度是影響呼吸強度變化的重要因素。溫度會影響果實細胞的正常代謝水平,進而影響果實細胞壁組分的細胞壁水解酶作用下引起的一系列生理生化反應(yīng)[28],從而影響果實外在質(zhì)地和內(nèi)在品質(zhì)。適當?shù)蜏丨h(huán)境有利于抑制果實的呼吸作用進而延長果實的貯藏期。本研究通過探討1 ℃、4 ℃以及25 ℃條件對農(nóng)大7號歐李果實的貯藏情況得出1 ℃條件下有利于延長其貯藏期。