趙治兵,黃婷婷,呂嘉瀚,杜曉吉,張長鳳,張 雨,曹 森
(貴陽學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院,貴州 貴陽 550005)
桃(Amygdalus persicaL.)屬于薔薇科、桃屬植物,其營養(yǎng)價值高,酸甜可口,深受消費(fèi)者的喜愛[1-2]。但由于桃果實(shí)皮薄、含水量高、易受機(jī)械傷和病原菌侵染,從而導(dǎo)致桃采后易衰老、軟化、褐變,甚至出現(xiàn)長霉、腐爛等現(xiàn)象[3-5],降低了桃產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,影響了桃產(chǎn)業(yè)的快速可持續(xù)發(fā)展。因此,急需探究適宜桃果實(shí)的保鮮技術(shù),從而延長桃產(chǎn)業(yè)鏈。
近年來,生物保鮮技術(shù)因其具有天然、安全、無毒等特點(diǎn),已成為果蔬保鮮研究熱點(diǎn)[6-7]。褪黑素,即N-乙?;?5-甲氧基色胺(MT),屬于多功能的生物活性分子,能夠參與植物的生長、后熟和衰老等生理活動[8-10]。GAO 等[11]研究發(fā)現(xiàn)用褪黑素處理桃果實(shí),可以誘導(dǎo)果實(shí)總酚物質(zhì)和內(nèi)源性水楊酸的積累,降低桃果的冷害發(fā)生率。WANG 等[12]研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度褪黑素處理可保持荔枝果實(shí)中較高的ATP和ADP 含量,推遲了荔枝果實(shí)的衰老進(jìn)程。丁香酚屬于天然植物精油,具有殺菌、抗氧化等功效,也能夠抑制果蔬的采后衰老[13-15]。葛達(dá)娥[16]研究表明,丁香酚處理能夠降低藍(lán)莓貯藏期間果實(shí)表面微生物的數(shù)量,保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)。張莉會等[17]報道丁香酚緩釋結(jié)合氣調(diào)包裝能保持藍(lán)莓更好地貯藏品種,延長藍(lán)莓的貯藏期。由于貯藏期紅桃易軟化、長霉[3-4],并且前期研究發(fā)現(xiàn),0.5 mmol/L 褪黑素、50 μL/L 丁香酚對采后紅桃保鮮均有較好的作用效果,而關(guān)于褪黑素聯(lián)合丁香酚處理鮮有相關(guān)報道。因此,本研究以鎮(zhèn)遠(yuǎn)紅桃為試材,探究褪黑素聯(lián)合丁香酚處理對桃貯藏品質(zhì)的影響,為桃采后貯藏保鮮提供新思路。
桃(品種為紅桃) 采摘于鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣新科果業(yè)有限公司基地;PE20 保鮮膜 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;褪黑素、丁香酚 上海源葉生物科技有限公司;本文所使用的化學(xué)試劑均為分析純,水為二次蒸餾水。
UV-2550 紫外分光光度計 日本Shimazhu 公司;TGL-16A 臺式高速冷凍離心機(jī) 長沙平凡儀器儀表有限公司;Check PiontⅡ便攜式殘氧儀 丹麥Dansensor 公司;TA.XT.PLUS 質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS 公司;PAL-1 型迷你數(shù)顯折射儀 日本ATAGO 公司。
1.2.1 果實(shí)處理 紅桃于2021 年7 月15 日進(jìn)行采收,采收時選擇8 成熟左右的果實(shí),采收后的果實(shí)立刻運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室,選擇無機(jī)械損傷、無病蟲害、果型基本一致的桃,分四組進(jìn)行處理。對照組(CK)用蒸餾水浸泡,其他三組分別用0.5 mmol/L 褪黑素、50 μL/L丁香酚、0.5 mmol/L 褪黑素+50 μL/L 丁香酚進(jìn)行浸泡處理,處理時間均為5 min,每組處理果實(shí)30 kg,每個處理3 個平行,處理后自然晾干,裝入PE20 保鮮膜內(nèi),預(yù)冷24 h 后扎袋長期貯藏,貯藏溫度為(0.5±0.5)℃,每隔15 d 測定其相關(guān)指標(biāo),測定周期為60 d。
1.2.2 測定指標(biāo)及方法
1.2.2.1 腐爛率 采用計數(shù)法測定桃腐爛率[18],以桃表面出現(xiàn)長霉、變黑、水漬狀等現(xiàn)象記為腐爛,公式記為:腐爛率(%)=腐爛桃數(shù)量×100/紅桃總數(shù)量。
1.2.2.2 硬度 使用P/2(直徑為2 mm)探頭用質(zhì)構(gòu)儀對果實(shí)硬度進(jìn)行測定,測定時將桃平放于操作臺上,桃縫合線一側(cè)全部向左,測定果實(shí)中間部位,測定參數(shù)為:測中速度1mm/s,測前及測后速度均為2 mm/s[19]。
1.2.2.3 呼吸強(qiáng)度 呼吸強(qiáng)度采用張鵬等[20]報道的靜置法進(jìn)行測定。稱取質(zhì)量為(700±100)g 紅桃置于常溫密閉容器中3 h,然后用便攜式殘氧儀測定其氧氣和二氧化碳濃度。
1.2.2.4 可溶性固形物含量和可滴定酸含量 可溶性固形物含量采用迷你數(shù)顯折射儀進(jìn)行測定,可滴定酸含量根據(jù)GB/T 12456-2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測定》進(jìn)行測定。
1.2.2.5 總酚含量 總酚含量采用福林-酚比色法進(jìn)行測定[21]。稱取2 g 樣品組織,用70%的乙醇研磨勻漿后轉(zhuǎn)入25 mL 容量瓶中,在50 ℃水浴中避光震蕩1 h,4 ℃ 10000 r/min 離心15 min,收集上清液。取1 mL 上清液于25 mL 的容量瓶,加入3 mL福林酚試劑,搖勻后靜置30 s。再加入6 mL 碳酸鈉溶液,并用蒸餾水定容至刻度線。于25 ℃下靜置1 h 后在波長765 nm 處測定吸光度。以焦性沒食子酸制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果以mg/g 表示。
1.2.2.6 超氧化物歧化酶(SOD)活性 SOD 活性采用鄰苯三酚自氧化法[22]進(jìn)行測定。取2 g 樣品組織,用蒸餾水研磨,于4 ℃ 10000 r/min 離心15 min,收集上清液即為酶液。向試管中加入2.35 mL 0.1 mo1/L Tris-HCl 液,0.85 mL 蒸 餾 水,0.7 mL 4.5 mo1/L 鄰苯三酚溶液液和0.6 mL 酶液,混勻。立即于325nm 處測定吸光度變化值,結(jié)果以U·g-1表示。
1.2.2.7 抗壞血酸過氧化酶(APX)活性 APX 活性采用曹建康等[23]報道的方法進(jìn)行測定。稱取3 g 果肉組織,加入5 mL 經(jīng)4 ℃ 0.1 mmol/L、pH7.4 磷酸鉀緩沖液(含0.1 mmol/L EDTA、1 mmol/L 抗壞血酸和2% PVPP),冰浴研磨勻漿,于4 ℃,10000 r/min離心15 min,收集上清液即為酶液。一支試管,依次加入2.6 mL 緩沖液和0.3 mL 酶液,最后立即加入0.5 mL 2 mmol/L H2O2溶液,立即在波長為290 nm下測定吸光度變化值,其結(jié)果以U·g-1表示。
1.2.2.8 多酚氧化酶(PPO)活性 PPO 活性采用鄰苯二酚比色法[24]進(jìn)行測定。取2 g 果實(shí)組織,用10 mL pH7.8 0.05 mol/L 磷酸鈉緩沖溶液研磨,4 ℃10000 r/min 離心15 min,收集上清液即酶液。將3 mL 酶提取液加入至3.9 mL 0.05 mol·L-1磷酸鈉緩沖溶液和1 mL 0.1 mol·L-1鄰苯二酚溶液中。反應(yīng)液于37 ℃水浴保溫10 min 后,立即加入2 mL 20%三氯乙酸終止反應(yīng)。在420 nm 處測定吸光度值,結(jié)果以U·g-1表示。
采用Excel 2003 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用SPSS22.0 軟件的Duncan 法對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05 表示顯著性差異;P>0.05 表示無顯著性差異)。
腐爛率能直觀反映紅桃的貯藏效果,而硬度是判斷紅桃軟化的關(guān)鍵指標(biāo)之一。圖1(A)所示,在整個貯藏期,不同組桃的腐爛率均出現(xiàn)上升的趨勢,且CK 組上升得最快。在貯藏期45~60 d 時,CK 組的腐爛率均顯高于處理組(P<0.05)。在第60 d 時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組和褪黑素+丁香酚組的果實(shí)腐爛率分別為36.72%,25.63%,22.49%,14.65%,褪黑素+丁香酚組與其他處理組均有顯著差異(P<0.05)。圖1(B)所示,紅桃果實(shí)在貯藏期0~60 d的硬度呈下降的趨勢,其中褪黑素+丁香酚組硬度在整個貯藏期硬度變化最小。在貯藏期45 d 時,褪黑素+丁香酚組的硬度顯著高于對照組(P<0.05)。在貯藏期60 d 時,CK 組硬度僅為為13.63 kg·cm-2,而褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的硬度分別為16.54、18.53、21.42 kg·cm-2,并且不同的處理組硬度均顯著高于對照組(P<0.05)。由此說明,與對照組比較,不同處理組均能夠降低果實(shí)的腐爛率,推遲果實(shí)的軟化,這可能由于丁香酚能夠明顯抑制果實(shí)的致病菌侵染[16],褪黑素能夠誘導(dǎo)果實(shí)內(nèi)源激素的積累聯(lián)合作用導(dǎo)致的[11],綜合比較,褪黑素+丁香酚處理對抑制腐爛率的上升和硬度的下降作用效果最好。
圖1 不同處理下紅桃腐爛率(A)和硬度(B)的變化Fig.1 Changes of decay rate (A) and firmness (B) of red Amygdalus persica under different treatments
呼吸強(qiáng)度是判斷果實(shí)呼吸代謝的重要指標(biāo)。貯藏期果實(shí)呼吸強(qiáng)度越高,反映其代謝速度快,從而降低果實(shí)貯藏品質(zhì),縮短果實(shí)貯藏期[25-26]。圖2 所示,在整個貯藏期,不同組紅桃的呼吸強(qiáng)度均隨貯藏時間的增加出現(xiàn)了先上升而后下降的變化,說明桃屬于躍變型果實(shí),并且不同組均在15 d 時出現(xiàn)了呼吸高峰,此時CK 組、褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的果實(shí)呼吸強(qiáng)度分別為25.76、24.15、22.95 和22.42 mg CO2·kg-1·h-1。在15~60 d 時,處理組的呼吸強(qiáng)度均低于對照組,且褪黑素+丁香酚組顯著低于對照組(P<0.05)。在貯藏期60 d 時,褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的呼吸強(qiáng)度分別比CK 組低8.26%、11.02%、34.78%,其中褪黑素+丁香酚組顯著低于CK 組(P<0.05),其他處理組與CK 組無顯著差異(P>0.05)。由此說明,與對照比較,不同處理組均能夠降低采后紅桃的呼吸強(qiáng)度,從而推遲果實(shí)的呼吸代謝,降低果實(shí)的腐爛率(圖1A),綜合比較,褪黑素結(jié)合丁香酚組對果實(shí)呼吸強(qiáng)度的降低作用效果更好。
圖2 不同處理下紅桃呼吸強(qiáng)度的變化Fig.2 Changes of respiratory intensity of red Amygdalus persica under different treatments
可溶性固形物含量和可滴定酸的含量是評價水果口感的重要指標(biāo)[27]。圖3(A)所示,在整個貯藏期,不同組桃的可溶性固形物含量均隨貯藏時間的增加出現(xiàn)了下降的變化。在45~60 d 時,處理組的可溶性固形物含量均高于對照組,且褪黑素+丁香酚組顯著高于對照組(P<0.05)。在貯藏期60 d 時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的可溶性固形物含量的分別為11.22%,11.34%,11.55%,11.72%。圖3(B)所示,在整個貯藏期,不同組紅桃的可滴定酸均隨貯藏時間的增加出現(xiàn)了下降的趨勢。在15~60 d時,處理組桃的可滴定酸含量均高于對照組。在貯藏期60 d 時,與CK 組可滴定酸含量比較,丁香酚組、褪黑素組均無顯著差異(P>0.05),但褪黑素+丁香酚組有顯著差異(P<0.05)。由此說明,褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組均不同程度的抑制果實(shí)可溶性固形物含量和可滴定酸含量的下降,其中褪黑素+丁香酚組維持可溶性固形物含量和可滴定酸含量效果最好。
圖3 不同處理下紅桃可溶性固形物含量(A)和可滴定酸含量(B)的變化Fig.3 Changes of soluble solid content (A) and titratable acid content (B) of red Amygdalus persica under different treatments
酚類物質(zhì)是植物中抗氧化活性成分,酚類物質(zhì)的變化也反映果實(shí)的貯藏效果[28]。圖4 所示,整個貯藏期,不同組的總酚均呈現(xiàn)下降的趨勢。在貯藏期0 d 時,不同組無顯著性差異(P>0.05)。在貯藏期45~60 d 時,處理組的總酚含量均顯著高于對照組(P<0.05)。在貯藏期達(dá)到60 d 時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組和褪黑素+丁香酚組的總酚含量分別為0.39、0.54、0.61、0.72 mg/g。由此得知,褪黑素+丁香酚處理能有效的抑制桃總酚含量的下降,保持其較好的抗氧化活性。
圖4 不同處理下紅桃總酚含量的變化Fig.4 Changes of total phenol content of red Amygdalus persica under different treatments
超氧化物歧化酶(SOD)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)都是抗氧化酶,可以清除氧自由基[29],APX 活性的升高有利于植物體內(nèi)H2O2的清除[30]。圖5(A)所示,在整個貯藏期,不同組桃的SOD 活性均隨貯藏時間的增加出現(xiàn)了先上升而后下降的趨勢,并且不同組的果實(shí)SOD 活性均在15 d 時出現(xiàn)了高峰,這與桃貯藏15 d 時出現(xiàn)呼吸高峰一致(圖2),原因是由于貯藏期桃后熟導(dǎo)致的,此時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組和褪黑素+丁香酚組的SOD 活性為2573.45、2654.38、2598.45、2743.25 U·g-1。在貯藏期45 d 時,褪黑素+丁香酚組的SOD 活性顯著高于褪黑素組、丁香酚組和對照組(P<0.05)。在貯藏期60 d 時,褪黑素組、丁香酚組與對照組無顯著差異(P>0.05),但褪黑素+丁香酚組與對照組有顯著差異(P<0.05),其原因可能單獨(dú)的處理作用效果不如褪黑素+丁香酚組,從而對紅桃抗氧化效果的保持效果較差,這也與貯藏期紅桃腐爛率偏高一致(圖1A)。圖5(B)所示,在0~60 d 時,不同處理組間果實(shí)的APX 活性均呈下降趨勢。在貯藏期15~60 d 時,褪黑素+丁香酚組均顯著高于對照組(P<0.05)。在貯藏期60 d 時,CK組、褪黑素組、丁香酚組和褪黑素+丁香酚組的APX活性分別為5.58、5.94、6.54、7.68 U·g-1。由此可知,處理組均能保持桃果實(shí)SOD 活性和APX 活性,其中褪黑素+丁香酚組保持效果最好。
多酚氧化酶PPO 是氧化還原酶,能夠反映果實(shí)貯藏期間的褐變衰老情況[31]。圖6 所示,在整個貯藏期,不同組桃的PPO 活性隨著時間的延長出現(xiàn)了上升趨勢,并且在整個貯藏期間,處理組的桃PPO 活性均小于對照組。在貯藏期30 d 時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的PPO 活性分別為14.85、13.45、12.15、11.96 U·g-1。在貯藏期60 d時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組、褪黑素+丁香酚組的PPO 活性分別為17.96、16.85、15.66、14.88 U·g-1。與CK 組比較,丁香酚組、褪黑素+丁香酚組均有顯著差異(P<0.05),但褪黑素組無顯著差異(P>0.05),可能丁香酚對維持紅桃PPO 活性的作用效果好于褪黑素,具體原因還需要進(jìn)一步研究。綜合比較發(fā)現(xiàn),褪黑素+丁香酚復(fù)合處理組效果最好。
圖6 不同處理下紅桃PPO 活性的變化Fig.6 Changes of polyphenol oxidase activity of red Amygdalus persica under different treatments
通過比較褪黑素結(jié)合丁香酚處理對紅桃貯藏品質(zhì)的影響表明,不同的處理均能夠降低果實(shí)的腐爛率,保持果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)及酶活性。其中,在貯藏期60 d 時,CK 組、褪黑素組、丁香酚組的果實(shí)腐爛率分別為36.72%,25.63%,22.49%,而褪黑素+丁香酚組果實(shí)腐爛率僅為14.65%。綜合比較,褪黑素結(jié)合丁香酚處理對采后紅桃品質(zhì)的保持效果最好,能夠有效地抑制桃腐爛率和呼吸強(qiáng)度的上升,抑制果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和總酚含量的下降,維持SOD 活性、APX 活性、PPO 的活性。因此,褪黑素結(jié)合丁香酚處理為桃采后有效保鮮提供新思路。