Effects of Salicylic Acid Treatment Combined with Freezing Point Storage on Postharst Quality of Apricot (Prunus armeniaca L. cv. Diaogan)
-
摘要: 以吊干杏为试材,采用2.0 mmol/L的SA(Salicylic acid,SA)浸泡处理杏果10 min,以蒸馏水处理作为对照,将处理后的杏果贮藏于(4~6)℃和(−1.5~−1)℃下,研究水杨酸处理结合冰温贮藏对吊干杏采后保鲜效果的影响。结果显示,与冷藏(4~6)℃相比,冰温(−1.5~−1)℃贮藏49 d的吊干杏腐烂率与失重率较低,营养物质含量更高,过氧化氢含量与超氧阴离子生成速率处于较低水平,体现较高的抗氧化酶活性,膜质受损程度较轻。与冷藏组相比,2 mmol/L SA处理可显著抑制冷藏和冰温贮藏期间吊干杏果实腐烂率和失重率的上升(P<0.05);显著延缓硬度、可溶性固形物、抗坏血酸和可滴定酸含量的下降(P<0.05);显著抑制超氧阴离子生成速率、过氧化氢含量、丙二醛含量及细胞膜透性的上升(P<0.05);并显著提高贮藏后期超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶及过氧化物酶的活性(P<0.05)。结果表明,冰温贮藏较普通冷藏更有利于维持吊干杏较好的采后品质;2 mmol/L SA处理可有效延缓冰温和冷藏期间吊干杏品质的下降,尤其对冰温贮藏吊干杏各指标的影响更为明显。Abstract: The Diaogan apricots were dipped in 2.0 mmol/L SA solution or distilled water as control for 10 min, then, stored separately at cold storage (4~6℃) freezing point storage (−1.5~−1℃) to study the effects of salicylic acid treatment combined with freezing point storage on the postharvest preservation of Diaogan apricots. The results showed that compared with cold storage, the Diaogan apricots stored at freezing point for 49 d was lower in decay rate and weight loss rate, higher in nutrient content, lower in hydrogen peroxide content and superoxide anion production rate, higher in antioxidant enzyme activity, and less in membrane damage. 2 mmol/L SA significantly inhibited the increase of decay rate and weight loss rate of apricots fruit during cold storage and freezing point storage (P<0.05), significantly decreased contents of hardness, soluble solids, ascorbic acid and titratable acid were decreased (P<0.05), significantly inhibited the increase of superoxide anion formation rate, hydrogen peroxide content, malondialdehyde content and cell membrane permeability (P<0.05), and significantly increased the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POD) in the late storage period (P<0.05). The results showed that storage at freezing point was more beneficial to maintain better postharharvest quality of Diaogan apricots than cold storage. 2 mmol/L SA treatment could effectively delay the quality decline of Diaogan apricots during freezing point storage and cold storage, among them, the effects on the indexes of Diaogan apricots stored at freezing point was more obvious.
-
Keywords:
- Diaogan apricot /
- salicylic acid /
- freezing-point storage /
- quality
-
吊干杏(Prunus armeniaca L. cv. Diaogan)作为新疆特色水果,其因适宜的糖酸比,独特的风味,丰富的营养而深受消费者的喜爱[1-2]。然而吊干杏采后呼吸代谢旺盛,易快速腐烂,极不耐贮运[3]。新鲜吊干杏果实的货架期一般只有2~3 d,因此吊干杏大都以干果形式销售。然而干制对其营养损失较大,不能很好地保持其原有的独特风味。冰温贮藏技术是一种可以较大程度抑制果蔬呼吸作用、微生物生长繁殖以及各种代谢进程的果蔬贮藏保鲜方法[4]。相比于普通冷藏和气调贮藏,冰温贮藏可更好地减少果蔬营养物质的损失,使自由基清除系统维持较高活性,防止丙二醛积累和膜脂过氧化作用。目前,冰温技术已用于樱桃[5]、绿豆[6]、甘蓝[7]、西兰花[8]等果蔬。
冰温贮藏虽是一种较佳的贮藏手段,但近年来科研人员不断研究,发现冰温贮藏复合其它保鲜技术的效果更优于单独冰温贮藏的效果,能够进一步增强果实贮藏保鲜效果[9]。因此,课题组提出了水杨酸处理结合冰温贮藏的复合贮藏保鲜技术。水杨酸(Salicylic acid,SA)常作为一种天然信号分子参与调控植物发育、成熟、衰老等关键过程。它还能够激活植物机体对病原菌的抗病能力,增强果实对非生物和采后胁迫的天然抗性[10]。因此,在果蔬采后贮藏过程中低浓度使用SA不仅安全,还有助于保持果蔬的良好品质[11]。例如,外源水杨酸能够显著延缓枸杞[12]、芒果[13]、莲雾[14]、杏[15]等果实采后贮藏中腐烂程度,延缓果实软化成熟,减少可滴定酸等营养物质的损失,延缓果蔬成熟衰老。活性氧积累导致的氧化损伤是采后果蔬衰老的主要原因,而采后水杨酸处理则可通过保持果蔬自身抗氧化物质(如抗坏血酸和酚类等)和提高抗氧化酶活性来减轻果实的氧化损伤[16-18]。
然而,目前尚未见冰温贮藏结合SA处理对吊干杏果实采后保鲜效果的报道。因此本研究采用冰温结合SA处理吊干杏,研究吊干杏贮藏品质及活性氧代谢变化,以期为冰温结合SA在吊干杏以及其他水果采后保鲜中的应用提供一定参考依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
吊干杏 采购于新疆乌鲁木齐市九鼎农贸市场,采收时选取硬度在(20±0.5)N,可溶性固形物含量在18.1%±0.2%之间,大小色泽均匀,无病害,无机械损伤的果实;过氧化氢(H2O2)试剂盒、水杨酸、氢氧化钠 天津市致远化学试剂有限公司;抗坏血酸 上海山蒲化工有限公司;2,6-二氯酚靛酚钠盐 上海源叶生物科技有限公司;硫代巴比妥酸 上海科丰实业有限公司;聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚、二硫苏糖醇、甲硫氨酸 北京索莱宝科技有限公司;氮蓝四唑 上海金畔生物科技有限公司;核黄素 上海蓝季生物科技发展有限公司;以上试剂均为分析纯。
RC-4温度记录仪 江苏精创电气股份有限公司;GY-4果实硬度计 乐清市艾德堡仪器有限公司;PAL-1数字式糖度计 日本Atago(爱拓)公司;赛多利斯BSA分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;3H16RI高速冷冻离心机 湖南赫西仪器装备有限公司;MAPADA PV4紫外风光光度计 上海美普达仪器有限公司;DW-L3超低温冰箱 浙江捷胜制冷科技有限公司;DDS-307型电导率仪 杭州齐威仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理
将挑选好的吊干杏果实5 kg为1筐,放入(4±2)℃、相对湿度(RH)为90%~95%的冷库中预冷24 h。预冷后的果实用0.1%次氯酸钠溶液浸泡1 min进行杀菌,室温晾干。然后将果实随机分为4组,每组设3个重复,每个处理20 kg:第1组为冷藏组(蒸馏水浸泡10 min);第2组为冷藏+SA组(2 mmol/L SA(该浓度是通过预实验筛选得出的最适浓度)浸泡10 min);第3组为冰温组(蒸馏水浸泡10 min);4组为冰温+SA组(2 mmol/L SA浸泡10 min)。随后前两组贮藏在(4~6)℃下,后两组贮藏在(−1.5~−1)℃下。每隔7 d随机取样测定各项生理指标,当杏果实腐烂率超过40%后终止实验。
1.2.2 吊干杏果实冰点的确定
参考李亚玲等[19]的方法,采用温度记录仪确定。
1.2.3 腐烂率测定
果实的腐烂率参照Aliya等[20]的方法。
1.2.4 失重率测定
失重率采用称重法,每组处理放置1000 g果实,重复3次,单位均用%表示。公式如下:
失重率(%)=果实初始质量−失水后的质量果实初始质量×100 1.2.5 硬度测定
硬度用果实硬度计测定,单位用N表示。
1.2.6 可溶性固形物含量(Soluble solid contents,SSC)测定
可溶性固形物使用数显糖度计测定,单位用%表示。
1.2.7 抗坏血酸含量测定
抗坏血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[21],单位用mg/100g FW表示。
1.2.8 可滴定酸(Titratable acidity,TA)含量测定
可滴定酸含量采用酸碱中和法[21],单位用%表示。
1.2.9 丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量测定
MDA含量参照Zhang等[22]的方法(硫代巴比妥酸法),单位用nmol/g FW表示。
1.2.10 细胞膜透性测定
细胞膜透性采用Zhou等[23]的方法,单位用%表示。
1.2.11 超氧阴离子(O2−·)生成速率和过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)含量测定
O2−·生成速率的测定参照曹建康等[21]的方法,单位为nmol·min−1·g−1 FW;H2O2含量采用过氧化氢(H2O2)试剂盒测定。称取1 g吊干杏果肉组织样品,加入5倍体积的生理盐水,冰浴条件下研磨成匀浆,12000 r/min离心10 min,上清液即为待测酶液,在波长405 nm处测定吸光值。单位用mmol/g FW表示。公式如下:
过氧化氢含量=测定OD值−空白OD值标准OD值−空白OD值×标准品浓度/待测样品质量浓度 式中:测定OD值—样品吸光值;空白管OD值—空白管(双蒸水)405 nm处吸光值;标准OD值—标准管(标准品)405 nm处吸光值;标准品浓度—163 mmol/L;待测样品质量浓度—0.2 g/L。
1.2.12 抗氧化酶活性测定
超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性测定参考Wang等[24]的方法。
过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性测定参考Zhang等[10]的方法,以每克新鲜果肉组织样品每分钟引起反应液在240 nm处吸光度减少0.01为一个酶活性单位。以上酶活性单位均为U/g FW。
过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性测定参考曹建康等[21]的方法,通过使酶液与反应混合物反应来测量POD活性,观察反应中的变化,并记录以每克鲜重(FW)果实样品在470 nm处吸光度每分钟增加1时为1个POD活性单位(U),单位:U/g FW。
抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性通过抗坏血酸的氧化速率来测定[10],0.1 mL酶液与2.6 mL反应缓冲液(含0.1 mmol/L EDTA和0.5 mmol/L抗坏血酸)混合,在0.3 mL 2 mmol/L H2O2的启动下发生酶促反应,记录反应体系在290 nm处吸光值每分钟减少0.01时的酶活性,单位:U/g FW。
1.3 数据处理
所有数据均采用3次重复的平均值±标准误差;利用实验结果的平均数进行软件绘图(Origin 8.5软件)、统计分析(SPPS 26.0)和显著性分析(Duncan法);P<0.05表示差异显著。
2. 结果与分析
2.1 SA结合冰温贮藏对吊干杏采后贮藏品质的影响
2.1.1 吊干杏冰点的确定
由图1可知,吊干杏的温度先随着时间的延长而不断下降,下降至−6.7 ℃后迅速回升至−2 ℃,并维持一段时间,造成该现象的原因是吊干杏在冻结前释放出潜热,回升后的温度即为吊干杏的生物结冰点。由于在实际贮藏中冷库存在0.5 ℃的温度波动差,为排除冷库温度与实际读数间的误差,以及果实个体间的差异,故在本实验中将吊干杏的冰温贮藏温度定为(−1.5~−1)℃。
2.1.2 SA结合冰温贮藏对吊干杏腐烂率的影响
由图2可知,各处理组的腐烂率随着贮藏时间的延长而增加。冷藏组和冷藏+SA处理组吊干杏果实的腐烂率从第14 d开始快速上升,在贮藏49 d时腐烂率分别达到了50.67%和42%,并且在此时冷藏+SA组的腐烂率比冷藏组低17.11%。而冰温和冰温+SA处理组分别在第21 d和第28 d开始腐烂,贮藏49 d时,腐烂率分别为9.67%和3.67%,比同期冷藏组分别低80.92%和92.27%(P<0.05)。这可能是因为冰温贮藏相对于普通冷藏更能抑制微生物的生长[3],外源SA处理可以提高果蔬对采后病害的抗性[10]。因此,两者单独处理或复合处理吊干杏均能够降低腐烂率,达到良好的防腐保鲜效果。
2.1.3 SA结合冰温贮藏对吊干杏失重率的影响
杏果采后会因呼吸和蒸腾作用而失水,导致果实的质量不断下降[3]。由图3可知,各组吊干杏果实失重率随贮藏时间的延长而不断增加。其中,冰温贮藏的两组果实的失重率上升速率较冷藏的两组更为缓慢,这表明冰温贮藏较冷藏更能有效抑制吊干杏失重率的上升。这可能是因为冷藏下果实的腐烂率较高使得呼吸强度高,水分蒸发速率快,而冰温贮藏能够进一步降低杏果的呼吸代谢活动,在一定程度上减少了呼吸底物的消耗[3]。SA处理在冷藏和冰温下均有效抑制了失重率的上升,且与冰温贮藏49 d时相比,SA处理的吊干杏在冷藏49 d时的失重率更高,这表明冰温+SA处理对失重率的抑制程度更显著(P<0.05),这可能与SA处理能够对采后果蔬失重率下降起到一定的抑制作用有关[12]。
2.1.4 SA结合冰温贮藏对吊干杏硬度的影响
硬度是衡量果蔬成熟软化的重要指标之一,高硬度表明细胞壁的高度完整性,对防御病原体方面发挥着重要作用[18]。由图4可知,各处理组吊干杏的硬度随着贮藏时间的延长均逐渐下降。冷藏下两组果实的硬度随贮藏时间的延长而急剧下降;而冰温和冰温+SA处理组在0~21 d下降速率相对平缓,21 d后也缓慢下降。在贮藏49 d时,冷藏组吊干杏果实的硬度下降至8.82 N,而冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理组果实的硬度分别比其显著高1.22、1.75和1.88倍(P<0.05)。这可能是由于普通冷藏果实的腐烂率较高,加之果实内可溶性果胶含量在果胶酶的作用下大幅度分解[3],从而加速了果实软化,而SA处理和冰温贮藏对果胶酶活性具有较好的抑制作用[3,25]。
2.1.5 SA结合冰温贮藏对吊干杏SSC的影响
可溶性固形物含量的高低不仅影响果实的风味,对果实耐贮性和耐冷性评价也至关重要。由图5可知,采后吊干杏果实的SSC呈先增后降的趋势,其中,冰温下贮藏的两组果实在贮藏前期SSC增加速度比冷藏下的两组要慢,这可能是由于冰温下果实呼吸强度受到较大抑制,减缓吊干杏SSC的消耗,进而有效保持了吊干杏可溶性固形物含量[3]。冷藏下的两组果实SSC均在贮藏第21 d时达到了峰值,而冰温下的两组在贮藏28 d时达到峰值,且在贮藏后期其SSC也显著高于冷藏下的两组果实(P<0.05)。初步判断,贮藏前期SSC上升可能是因为果实内淀粉等物质转化为糖类,后期因自身呼吸消耗而导致SSC下降[26]。SA处理在冷藏和冰温下均有效抑制了SSC的下降,在贮藏结束时,冷藏组的SSC为18.13%,而冷藏+SA和冰温+SA处理组的SSC含量分别为18.70%和19.68%,分别比冷藏组高3.05%和7.88%,差异显著(P<0.05)。说明SA的加入对保持SSC具有良好的效果,该结果与任燕芳等[13]的报道相符。
2.1.6 SA结合冰温贮藏对吊干杏抗坏血酸含量的影响
抗坏血酸不仅是果蔬重要的营养物质,还属于非酶促活性氧清除系统,具有清除自由基和抗氧化的作用[8]。由图6可知,采后吊干杏果实抗坏血酸含量表现为随贮藏时间而不断下降的趋势。冷藏下的两组果实抗坏血酸含量下降迅速,而冰温贮藏下的两组抗坏血酸含量下降较为缓慢。SA处理在不同温度下延缓吊干杏中抗坏血酸含量下降的程度有所不同,冷藏下经SA处理的吊干杏抗坏血酸含量从贮藏21 d开始显著高于冷藏组(P<0.05),在贮藏49 d时其抗坏血酸含量是冷藏组的1.13倍。而在冰温下,SA处理在贮藏第28 d开始显著延缓抗坏血酸含量的下降(P<0.05)。表明SA处理在冷藏和冰温贮藏下均能延缓抗坏血酸含量的下降,且在冰温下效果更明显。这可能与冰温贮藏和采后施用SA能有效降低抗坏血酸氧化损失,维持果蔬较好的贮藏品质有关[8,13]。
2.1.7 SA结合冰温贮藏对吊干可滴定酸含量的影响
可滴定酸对果蔬风味的形成及耐贮性均具有重要影响。由图7可知,随着贮藏时间的延长,各组吊干杏果实可滴定酸含量呈不断下降趋势。相比于冷藏组,贮藏期间冰温和冰温+SA处理组TA含量始终处于较高水平,冷藏+SA处理组次之。在0~21 d,各组TA含量下降速率均较缓慢;21~42 d,冷藏组和冷藏+SA处理组TA含量急剧下降,而冰温和冰温+SA处理组下降缓慢。在贮藏至49 d时,冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理组的TA含量比冷藏组分别高17.07%、30.61%和40.35%(P<0.05)。这可能是由于冷藏下果实腐烂率高,呼吸代谢旺盛,可滴定酸作为呼吸基质被用作呼吸底物而消耗的快,而冰温贮藏能够较好的抑制呼吸作用,从而较好地抑制酸的消耗[9]。同时,SA的加入对于抑制TA含量的下降表现出一定的积极效果,从而有效保持了吊干杏原有的风味。
2.1.8 SA结合冰温贮藏对吊干杏MDA含量的影响
MDA作为细胞膜脂质过氧化的主要产物之一,其含量越多,意味着果实产生的活性氧自由基对细胞膜的破坏程度越严重,因此其含量可用来评价贮藏期果蔬的氧化程度[27]。由图8可知,各处理组果实的MDA含量表现为随贮藏时间而增加的趋势。其中,冰温和冰温+SA处理组的MDA含量整体水平一直低于冷藏下的两组果实,这可能与冰温贮藏可以有效抑制MDA对组织结构的破坏,较好地维持细胞膜的完整性,延缓吊干杏衰老进程有关[7,14]。此外,SA处理均显著抑制了冷藏和冰温贮藏期间吊干杏MDA含量的积累(P<0.05),这可能与SA处理能够抑制MDA的生成有关[28]。
2.1.9 SA结合冰温贮藏对吊干杏细胞膜透性的影响
细胞膜透性能反映植物细胞膜受破坏和衰老程度,细胞膜功能下降,膜透性增加,细胞内电解质向外渗漏,导致细胞膜透性上升[27]。由图9可知,各处理组细胞膜透性在整个贮藏期持续增加。其中冷藏组细胞膜透性上升速率最快,至第49 d贮藏结束时,细胞膜透性升高至70.46%,这可能是因为普通冷藏下果肉细胞电解质大量外渗,导致膜透性增加[3]。而冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理组的变化较缓慢,至贮藏结束时,细胞膜透性分别升高至68.73%、61.92%和59.30%,表明冰温贮藏对吊干杏细胞膜透性的增加有抑制作用,这可能与冰温贮藏能抑制细胞内的水分活度,减少电解质外渗有关[3];而SA的加入也对延缓吊干杏果实细胞膜透性的增加,保证细胞内部电解质水平表现出一定的积极作用。
2.2 SA结合冰温贮藏对吊干杏活性氧代谢的影响
2.2.1 SA结合冰温贮藏对吊干杏O2−·生成速率和H2O2含量的影响
H2O2和O2−·是果蔬采后成熟衰老过程中不可避免产生的活性氧,H2O2和O2−·的过度积累会使得细胞膜脂质过氧化,从而对细胞膜质系统造成损伤,加速果实的衰老进程[26]。由图10A可知,各处理组的O2−·生成速率呈逐渐上升的趋势。在整个贮藏期间,与冷藏下的两组相比,冰温贮藏下的两组果实的O2−·生成速率始终处于较低水平,且在贮藏第14 d后各组之间的差异显著(P<0.05),说明冰温贮藏较普通冷藏更有利于抑制吊干杏O2−·的生成。从冷藏+SA和冰温+SA处理可以看出,SA的加入对O2−·生成速率有一定的抑制作用,该结果与Zhang等[10]的一致。
由图10B可知,各处理组H2O2含量总体呈上升的趋势。整个贮藏期间,冰温贮藏比普通冷藏更能维持吊干杏较低的H2O2含量,SA处理可有效抑制吊干杏在冰温贮藏和冷藏期间H2O2的积累,这可能是因为果实内产生的活性氧使机体抗逆性保护机制启动,而冰温贮藏可通过激活机体的抗氧化酶来清除了积累的H2O2,SA的加入则可以进一步抑制H2O2的积累[19,24]。在贮藏至49 d时,各组H2O2含量大小依次为:冰温+SA<冰温<冷藏+SA<冷藏,且各处理组之间差异显著(P<0.05)。
2.2.2 SA结合冰温贮藏对吊干杏活性氧清除酶系活性的影响
在果蔬生物活性氧清除系统中,SOD是歧化超氧阴离子形成H2O2的关键酶,CAT、APX和POD是清除过量H2O2的相关酶,因此保持这一系列酶活性对于保护果蔬活性氧代谢和长时间贮藏有重要的意义[29]。由图11可知,各处理组吊干杏果实中SOD、CAT和APX活性均表现为先上升后下降的变化趋势。冰温贮藏的两组果实的SOD、CAT和APX活性在贮藏后期均显著高于冷藏下的两组(P<0.05),说明冰温贮藏能提高这三种酶的活性。冷藏条件下两组果实的SOD、CAT和APX活性均在第21 d时达到峰值,而冰温下的两组果实则均在第28 d达到峰值。在贮藏至49 d时,各处理组SOD活性分别是冷藏组的1.09、1.33和1.39倍(P<0.05)。各处理组CAT和APX活性在贮藏后期活性变化从高到低的顺序为:冰温+SA>冰温>冷藏+SA>冷藏,且各处理组之间差异显著(P<0.05)。
由图11D可知,各处理组果实的POD活性变化趋势基本与上述三种酶相似,不同的是冰温条件下的两组果实的POD活性是在第35 d时达峰值,并且在此时冰温和冰温+SA处理果实的活性是冷藏组的1.13倍和1.21倍。在贮藏至49 d时,冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理组果实的POD活性是冷藏组果实的1.16、1.51和1.36倍(P<0.05)。
综上,冰温贮藏相较于普通冷藏更能保持较高的SOD、CAT、APX和POD活性,同时从冷藏+SA和冰温+SA处理组可以看出,SA的加入有利于四种活性氧清除酶通过相互协调使活性氧维持在较低水平,以减少活性氧对细胞膜的损伤[19]。
3. 讨论
冰温贮藏技术是一种物理保鲜方法,对于一些水果来说冰温贮藏效果会优于普通冷藏。这是因为果蔬在采后仍然是具有生命活性的有机体,在采后贮藏阶段仍进行着一系列的新陈代谢活动,以维持自身的生命体征[30-32]。冰温贮藏技术能够较好地抑制果蔬的呼吸作用和微生物的生长,进而延长贮藏期[33]。SA是一种小分子酚类化合物,通常参与植物防御机制、胁迫调控等多种重要的生理生化过程。它也被认为是一种天然植物激素,可抑制乙烯生物合成,维持细胞膜的完整性[31],提高果蔬抗冷性、增强果蔬抗病性,延缓果实衰老。已有研究表明相较于冷藏,冰温贮藏或外源SA处理能够不同程度的抑制果实腐烂,减缓体内营养物质的代谢转换,从而提高保鲜效果[10-13]。本研究结果表明,与普通冷藏相比,冰温贮藏更有利延缓吊干杏品质的下降。同时SA处理也有效抑制了冰温和冷藏期间吊干杏果实失重率的增加,减少了硬度损失、延缓了SSC和TA含量的下降,从而使吊干杏果实表现出较好的新鲜度。这可能是因为冰温贮藏和SA处理能够抑制呼吸速率,进而使作为呼吸底物的SSC和TA等物质消耗的少,糖酸消耗少使失重损失减缓,因此,推测冰温结合SA处理对维持吊干杏贮藏期品质有较好的效果,本结论与Zhao等[34]、张微等[35]和Champa等[36]分别在油桃、香梨及酸橙果实上得出的结论一致。
外源SA处理或冰温贮藏可以提高采后果实对病原体的抵抗力,并可有效控制草莓[37-38]、甜樱桃[5]和葡萄[39]等果实的采后腐烂。本研究结果表明采后冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理有效减少了吊干杏果实的腐烂,这可能是由于抗氧化相关酶活性维持在较高水平,进而提高了果实的抗病能力。其中,冰温+SA处理对吊干杏采后腐烂抑制效果最好,由此可以推断SA处理对冰温贮藏吊干杏果实抗病效果更明显。
活性氧是有氧代谢过程中产生的副产物(如O2−·与H2O2),具有细胞毒性,可对蛋白质、DNA和脂质造成氧化损伤[10],破坏细胞膜结构,促进采后果实的成熟衰老,影响正常的碱基修饰及基因表达调控。本研究发现,各处理组O2−·生成速率在贮藏期间不断提高(图10A),同时H2O2含量也不断增加(图10B),表明采后吊干杏贮藏期间,遭受了ROS的氧化胁迫,导致膜脂过氧化加剧发生、膜脂过氧化产物MDA含量不断增加(图8),进一步毒害吊干杏的细胞膜并破坏其结构,从而促进果实衰老。然而,与冷藏组相比,冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理均有效抑制了O2−·产生速率的升高和H2O2的积累,减轻了ROS的氧化胁迫程度,从而延缓MDA含量的累积,减轻ROS对细胞膜的破坏程度,有助于降低吊干杏品质劣变并提高其耐贮性。
植物通常会利用SOD、CAT、APX和POD等抗氧化酶克服氧化应激,减少ROS积累,首先通过SOD催化O2−·并将其转化为H2O2。然后,CAT和POD与抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的APX一起解毒H2O2[10]。相关研究表明冰温贮藏提高了采后不同品种杏果[19,27,40]及苹果[41]等果实SOD、CAT、APX和POD的活性,进而延缓ROS的积累,减轻膜脂过氧化,较好维持采后果实细胞膜完整性,保持了果实较好的贮藏品质。Xue等[42]、Xu等[43]的研究表明,以乙酰水杨酸处理的甜瓜果实和SA处理的甜樱桃的SOD、CAT、APX和POD活性均高于未处理的果实,降低了H2O2含量,减少了膜脂过氧化。与前人研究结果一致,本研究结果表明在贮藏后期冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理相较于冷藏组均显著提高了吊干杏果实SOD、CAT、APX和POD活性,因而有效提升了采后吊干杏果实的ROS清除能力,减缓其膜脂过氧化,延缓了吊干杏的成熟衰老。林学亮[44]研究表明,外源SA处理可使冰温贮藏下的黄花梨活性氧清除系统对其贮藏期间活性氧的产生、积累做出应激反应。但关于冰温结合SA处理提高果实抗氧化能力的具体机制仍有待于进一步研究。
本研究还发现活性氧非酶促清除系统中重要的抗氧化物质[45]——抗坏血酸含量在吊干杏果实贮藏期间维持在较高水平,其中,冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理组抗坏血酸含量始终高于冷藏组,这可能与冰温贮藏可以抑制抗坏血酸的氧化分解和SA处理可以提高抗氧化酶活性有关[34,42,46]。舒畅等[41]研究表明,冰温贮藏可通过抑制‘金冠’苹果贮藏期呼吸强度来减少果实营养物质消耗,从而延缓了抗坏血酸的氧化分解。Haidera等[33]研究表明,SA处理的‘金诺’柑桔抗坏血酸含量在贮藏期比未处理的果实下降缓慢,且抗坏血酸含量与CAT和SOD呈正相关。Wang等[46]研究表明,SA可通过提高桃子贮藏过程中APX活性而减少抗坏血酸含量的下降。因此,冷藏+SA、冰温和冰温+SA处理均能够通过提高吊干杏果实抗氧化酶活性,维持较高的抗坏血酸含量,减轻ROS氧化胁迫,降低丙二醛含量的累积和膜脂过氧化作用,较好维持细胞膜结构完整性,从而减轻病害的发生,保持吊干杏贮藏品质,延长其保鲜期。
4. 结论
本研究表明,与冷藏(4~6)℃相比,冰温(−1.5~−1)℃贮藏更能保持吊干杏较好的营养品质,抑制O2−·的生成速率、H2O2和MDA含量,以及细胞膜透性的升高,维持较高的抗氧化酶活性。2 mmol/L SA处理可以抑制冷藏和冰温贮藏期间吊干杏腐烂率和失重率的上升,减少硬度、可溶性固形物、可滴定酸和抗坏血酸含量的下降,同时通过维持吊干杏较高的抗氧化酶活性,减轻活性氧和膜脂过氧化产物MDA含量的积累,保持细胞膜结构完整性,进而减少吊干杏贮藏期间品质下降,其中对冰温贮藏下的吊干杏各指标的影响更为明显。以上研究结果对冰温结合SA、单独冰温和冷藏结合SA处理应用于果蔬贮藏,尤其对杏果保鲜提供了一定的理论依据。
-
-
[1] XI W P, FENG J, LIU Y, et al. The R2R3-MYB transcription factor PaMYB10 is involved in anthocyanin biosynthesis in apricots and determines red blushed skin[J]. BMC Plant Biology,2019,19(1):1−14. doi: 10.1186/s12870-018-1600-2
[2] 郑涛, 苏柯星, 丛桂芝, 等. 树上干杏和梅杏果实品质分析与综合评价[J]. 食品与发酵工业,2021,47(9):201−207. [ZHENG T, SU K X, CONG G Z, et al. Quality analysis and comprehensive evaluation of the ‘Shushanggan’ apricots and apricots[J]. Food and Fermentation Industries,2021,47(9):201−207. ZHENG T, SU K X, CONG G Z, et al. Quality analysis and comprehensive evaluation of the ‘Shushanggan’ apricots and apricots[J]. Food and Fermentation Industries, 2021, 47(9): 201-207.
[3] 白国荣, 郭敏瑞, 卢娣, 等. 冰温贮藏对新疆吊干杏保鲜效果的影响[J]. 食品科学,2019,40(13):260−266. [BAI G R, GUO M R, LU D, et al. Improved postharvest quality of apricot (Prunus armeniaca L. cv. Diaogan) during storage at near-freezing temperature[J]. Food Science,2019,40(13):260−266. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20180619-370 BAI G R, GUO M R, LU D, et al. Improved postharvest quality of apricot (Prunus armeniaca L. cv. Diaogan) during storage at near-freezing temperature[J]. Food Science, 2019, 40(13): 260-266. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20180619-370
[4] 范新光, 梁畅畅, 郭风军, 等. 近冰温冷藏过程中果蔬采后生理品质变化的研究现状[J]. 食品与发酵工业,2019,45(18):270−276. [FAN X G, LIANG C C, GUO F J, et al. Research process on postharvest physiological changes of fruits and vegetables during near freezing point storage[J]. Food and Fermentation Industries,2019,45(18):270−276. FAN X G, LIANG C C, GUO F J, et al. Research process on postharvest physiological changes of fruits and vegetables during near freezing point storage[J]. Food and Fermentation Industries, 2019, 45(18): 270-276.
[5] ZHAO H D, WANG B G, CUI K B, et al. Improving postharvest quality and antioxidant capacity of sweet cherry fruit by storage at near-freezing temperature[J]. Scientia Horticulturae,2019,246:68−78. doi: 10.1016/j.scienta.2018.10.054
[6] ELFALLEH W, GUO L, HE S, et al. Characteristics of cell wall structure of green beans during controlled freezing point storage[J]. International Journal of Food Properties,2015,18:1756−1772. doi: 10.1080/10942912.2014.933437
[7] HELLAND H S, LEUFVEN A, BENGTSSON G B, et al. Storage of fresh-cut swede and turnip: Effect of temperature, including sub-zero temperature, and packaging material on sensory attributes, sugars and glucosinolates[J]. Postharvest Biology and Technology,2016,111:370−379. doi: 10.1016/j.postharvbio.2015.09.011
[8] JING L, WANG Y Y, WANG R, et al. Effects of controlled freezing-point storage on quality of fresh-cut broccoli[J]. Advance Journal of Food Science and Technology,2016,12(6):317−325. doi: 10.19026/ajfst.12.2967
[9] 张欢欢, 何欢, 孙俪娜, 等. 近冰温结合钙处理对杏果实货架期品质的调控[J]. 现代食品科技,2021,37(11):214−221. [ZHANG H H, HE H, SUN L N, et al. Effects of near-freezing temperature combined with calcium treatment on quality of apricot fruit during shelf life[J]. Modern Food Technology,2021,37(11):214−221. ZHANG H H, HE H, SUN L N, et al. Effects of near-freezing temperature combined with calcium treatment on quality of apricot fruit during shelf life[J]. Modern Food Technology, 2021, 37(11): 214-221.
[10] ZHANG H Y, LIU F R, WANG J J, et al. Salicylic acid inhibits the postharvest decay of goji berry (Lycium barbarum L.) by modulating the antioxidant system and phenylpropanoid metabolites[J]. Postharvest Biology and Technology,2021,178:111358.
[11] ALIYA H, SAEED A, SANA S, et al. Postharvest application of salicylic acid reduced decay and enhanced storage life of papaya fruit during cold storage[J]. Journal of Food Measurement and Characterization,2020,14:3078−3088. doi: 10.1007/s11694-020-00555-5
[12] 向文娟, 王孝雯, 孙大文. 水杨酸结合气调保鲜对宁夏枸杞贮藏品质的影响[J/OL]. 食品科学: 1−15 [2021-08-24]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20210430.1514.020.html. XIANG W J, WANG X W, SUN D W. Effects of salicylic acid treatment combined with modified atmosphere packaging on the quality of wolfberries during the storage[J/OL]. Food Science, 1−15 [2021-08-24]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20210430.1514.020.html.
[13] 任艳芳, 薛宇豪, 田丹, 等. 水杨酸和硝普钠协同处理对芒果贮藏品质及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学,2021,42(9):151−159. [REN Y F, XUE Y H, TIAN D, et al. Synergistic effect of salicylic acid and nitric oxide treatment on quality and antioxidant activity in postharvest mango fruit[J]. Food Science,2021,42(9):151−159. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200507-065 REN Y F, XUE Y H, TIAN D, et al. Synergistic effect of salicylic acid and nitric oxide treatment on quality and antioxidant activity in postharvest mango fruit[J]. Food Science, 2021, 42(9): 151-159. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200507-065
[14] SUPAPVANICH S, MITSANG P, YOURYON P. Preharvest salicylic acid application maintains physicochemical quality of ‘Taaptimjaan’ wax apple fruit (Syzygium samarangenese) during short-term storage[J]. Scientia Horticulturae,2017,215:178−183. doi: 10.1016/j.scienta.2016.11.046
[15] 侯媛媛, 朱璇, 王英, 等. 水杨酸处理对杏果实冷害及活性氧代谢的影响[J]. 食品科学,2014,35(4):195−199. [HOU Y Y, ZHU X, WANG Y, et al. Effect of salicylic acid treatment on chilling injury and the metabolism of reactive oxygen species in apricot fruits stored at low temperature[J]. Food Science,2014,35(4):195−199. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201404040 HOU Y Y, ZHU X, WANG Y, et al. Effect of salicylic acid treatment on chilling injury and the metabolism of reactive oxygen species in apricot fruits stored at low temperature[J]. Food Science, 2014, 35(4): 195-199. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201404040
[16] TAREEN M J, ABBASI N A, HAFIA I A. Postharvest application of salicylic acid enhanced antioxidant enzyme activity and maintained quality of peach cv. ‘Flordaking’ fruit during storage[J]. Scientia Horticulturae,2012,142:221−228. doi: 10.1016/j.scienta.2012.04.027
[17] 何俊瑜, 任艳芳, 刘屹萱, 等. 水杨酸处理对采后台农芒果品质和活性氧代谢的影响[J]. 食品工业科技,2016,37(15):329−333. [HE J Y, REN Y F, LIU Y X, et al. Effects of salicylic acid on quality and reactive oxygen metabolism of “Tainong” mango during storage[J]. Science and Technology of Food Industry,2016,37(15):329−333. HE J Y, REN Y F, LIU Y X, et al. Effects of salicylic acid on quality and reactive oxygen metabolism of “Tainong” mango during storage[J], Science and Technology of Food Industry, 2016, 37(15): 329-333.
[18] ZHU F, CHEN J, XIAO X, et al. Salicylic acid treatment reduces the rot of postharvest citrus fruit by inducing the accumulation of H2O2, primary metabolites and lipophilic polymethoxylated flavones[J]. Food Chemistry,2016,207:68−74. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.03.077
[19] 李亚玲, 崔宽波, 石玲, 等. 近冰温贮藏对杏果实冷害及活性氧代谢的影响[J]. 食品科学,2020,41(7):177−183. [LI Y L, CUI K B, SHI L, et al. Effect of near freezing temperature storage on chilling injury and active oxygen metabolism of apricot fruit[J]. Food Science,2020,41(7):177−183. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20190426-350 LI Y L, CUI K B, SHI L, et al. Effect of near freezing temperature storage on chilling injury and active oxygen metabolism of apricot fruit[J]. Food Science, 2020, 41(7): 177-183. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20190426-350
[20] ALIYA H, SAEED A, RASHID A. Papaya treatment with putrescine maintained the overall quality and promoted the antioxidative enzyme activities of the stored fruit[J]. Scientia Horticulturae,2020,268(C):109367.
[21] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2007: 101−120. CAO J K, JIANG W B, ZHAO Y M. Physiological and biochemical experiment guidance for fruits and vegetables after harvest[M]. Beijing: China Light Industry Press, 2007: 101−120.
[22] ZHANG Z K, ZHU Q G, HU M J, et al. Low-temperature conditioning induces chilling tolerance in stored mango fruit[J]. Food Chemistry,2017,219:76−84. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.09.123
[23] ZHOU R, LI Y F, YAN L P, et al. Effect of edible coatings on enzymes, cell-membrane integrity, and cell-wall constituents in relation to brittleness and firmness of Huanghua pears (Pyrus pyrifolia Nakai, cv. Huanghua) during storage[J]. Food Chemistry,2010,124(2):569−575.
[24] WANG Z, MA L, ZHANG X F, et al. The effect of exogenous salicylic acid on antioxidant activity, bioactive compounds and antioxidant system in apricot fruit[J]. Scientia Horticulturae,2015,181:113−120. doi: 10.1016/j.scienta.2014.10.055
[25] 王小红. 外源水杨酸调控番茄细胞壁镉累积机制研究[D]. 西安: 陕西科技大学, 2020. WANG X H. Investigition into the mechanism of exogenous salicylic acid in mediating cell wall cadmium accumulayion[D]. Xian: Shaanxi University of Science and Technology, 2020.
[26] 马超, 曹森, 李苇洁, 等. 不同套袋对红阳猕猴桃采后品质及贮藏品质的影响[J]. 食品与发酵工业,2019,45(15):202−208. [MA C, CAO S, LI W J et al. Effects of different bagging on main quality and storability indices of ‘Hongyang’ kiwifruit[J]. Food and Fermentation Industries,2019,45(15):202−208. MA C, CAO S, LI W J et al. Effects of different bagging on main quality and storability indices of ‘Hongyang’ kiwifruit[J]. Food and Fermentation Industries, 2019, 45(15): 202-208.
[27] 董桂君, 乔勇进, 刘晨霞, 等. 氯化钙结合不同包装材料对茭白采后衰老及活性氧代谢的影响[J/OL]. 食品与发酵工业: 1−13 [2021-11-23]. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029127 DONG G J, QIAO Y J, LIU C X, et al. Effect of calcium chloride combined with different packaging materials on postharvest senescence and active oxygen metabolism of Zizania latifolia[J/OL]. Food and Fermentation Industries: 1−13 [2021-11-23]. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029127.
[28] GE W, ZHAO Y, KONG X, et al. Combining salicylic acid and trisodium phosphate alleviates chilling injury in bell pepper (Capsicum annuum L.) through enhancing fatty-acid desaturation efficiency and water retention[J]. Food Chemistry,2020,327:127057. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127057
[29] AFSANEH Y D, MORTEZA S A, MOHAMMAD A A S. Impact of postharvest hot salicylic acid treatment on aril browning and nutritional quality in fresh-cut pomegranate[J]. Horticulture, Environment, and Biotechnology,2016,57(4):378−384. doi: 10.1007/s13580-016-0087-8
[30] 于军香, 郑亚琴, 房克艳. 壳聚糖涂膜结合冰温贮藏对蓝莓活性成分及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学,2015,36(14):271−275. [YU J X, ZHENG Y Q, FANG K Y. Effect of chitosan coating combined with freezing-point storage on active compounds and antioxidant capacity of blueberry fruits[J]. Food Science,2015,36(14):271−275. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201514051 YU J X, ZHENG Y Q, FANG K Y. Effect of chitosan coating combined with freezing-point storage on active compounds and antioxidant capacity of blueberry fruits[J]. Food Science, 2015, 36(14): 271-275. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201514051
[31] FAN X G, XI Y, ZHAO H D, et al. Improving fresh apricot (Prunus armeniaca L.) quality and antioxidant capacity by storage at near freezing temperature[J]. Scientia Horticulturae,2018,231:1−10. doi: 10.1016/j.scienta.2017.12.015
[32] ALINE S, TEIXEIRA, ANTONIO D, et al. Glassy state and cryopreservation of mint shoot tips[J]. Biotechnology Progress,2013,29(3):707−717. doi: 10.1002/btpr.1711
[33] HAIDERA S T A, AHMADB S, KHANB A S, et al. Effects of salicylic acid on postharvest fruit quality of “Kinnow” mandarin under cold storage[J]. Scientia Horticulturae,2020,259:108843. doi: 10.1016/j.scienta.2019.108843
[34] ZHAO H, SHU C, FAN X G, et al. Near-freezing temperature storage prolongs storage period and improves quality and antioxidant capacity of nectarines[J]. Scientia Horticulturae,2018,228(26):196−203.
[35] 张微, 赵迎丽, 王亮, 等. 冰温贮藏对不同产地玉露香梨果实品质及耐贮性的影响[J]. 山西农业科学,2020,48(10):1665−1670. [ZHANG W, ZHAO Y L, WANG L, et al. Effect of ice-temperature storage on fruit quality and storability of Yuluxiang pears from different places[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences,2020,48(10):1665−1670. doi: 10.3969/j.issn.1002-2481.2020.10.30 ZHANG W, ZHAO Y L, WANG L, et al. Effect of ice-temperature storage on fruit quality and storability of Yuluxiang pears from different places[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences, 2020, 48(10): 1665-1670. doi: 10.3969/j.issn.1002-2481.2020.10.30
[36] CHAMPA W A H, GAMAGE K G N M. Postharvest dip application of putrescine and salicylic acid delayed postharvest quality deterioration and extended the storage life of lime (Citrus aurantifolia Swingle) fruit[J]. International Journal of Fruit Science,2020,20(S3):S1629−S1638.
[37] 崔宽波, 范新光, 杨忠强, 等. 近冰点贮藏对小白杏采后品质和抗氧化能力的影响[J]. 食品科学,2019,40(3):238−244. [CUI K B, FAN X G, YANG Z Q, et al. Improved postharvest quality and antioxidant capacity of apricot (Prunus armeniaca L. cv. Xiaobai) during storage at near freezing temperature[J]. Food Science,2019,40(3):238−244. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20171129-355 CUI K B, FAN X G, YANG Z Q, et al. Improved postharvest quality and antioxidant capacity of apricot (Prunus armeniaca L. cv. Xiaobai) during storage at near freezing temperature[J]. Food Science, 2019, 40(3): 238-244. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20171129-355
[38] SHAFIEE M, TAGHAVI T S, BABALAR M. Addition of salicylic acid to nutrient solution combined with postharvest treatments (hot water, salicylic acid, and calcium dipping) improved postharvest fruit quality of strawberry[J]. Scientia Horticulturae,2010,124(1):40−50. doi: 10.1016/j.scienta.2009.12.004
[39] SHI Z J, WANG F, LU Y Y, et al. Combination of chitosan and salicylic acid to control postharvest green mold caused by Penicillium digitatum in grapefruit fruit[J]. Scientia Horticulturae,2018,233:54−60. doi: 10.1016/j.scienta.2018.01.039
[40] 刘帮廸, 范新光, 舒畅, 等. 近冰点贮藏对杏果实长时间低温贮藏后货架品质的影响[J]. 食品科学,2020,41(1):223−229. [LIU B D, FAN X G, SHU C, et al. Effect of near freezing temperature storage on the shelf quality of apricots after long time cold storage[J]. Food Science,2020,41(1):223−229. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20181202-016 LIU B D, FAN X G, SHU C, et al. Effect of near freezing temperature storage on the shelf quality of apricots after long time cold storage[J]. Food Science, 2020, 41(1): 223-229. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20181202-016
[41] 舒畅, 刘帮迪, 张万立, 等. 近冰温冷藏对‘金冠’苹果贮藏品质的影响[J]. 食品科学,2020,41(1):244−251. [SHU C, LIU B D, ZHANG W L, et al. Improving postharvest quality of apple (Malus×domestica Borkh. cv. Golden Delicious) fruit by storage at near freezing temperature[J]. Food Science,2020,41(1):244−251. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20181202-011 SHU C, LIU B D, ZHANG W L, et al. Improving postharvest quality of apple (Malus×domestica Borkh. cv. Golden Delicious) fruit by storage at near freezing temperature[J]. Food Science, 2020, 41(1): 244-251. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20181202-011
[42] XUE H L, SUN Y X, LI L, et al. Acetylsalicylic acid (ASA) induced fusarium rot resistance and suppressed neosolaniol production by elevation of ROS metabolism in muskmelon fruit[J]. Scientia Horticulturae,2020,265:109264. doi: 10.1016/j.scienta.2020.109264
[43] XU X B, TIAN S P. Salicylic acid alleviated pathogen-induced oxidative stress in harvested sweet cherry fruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2008,49(3):379−385. doi: 10.1016/j.postharvbio.2008.02.003
[44] 林学亮. 冰温贮藏黄花梨品质变化及其生命代谢研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2018. LIN X L. Study on quality and physiological metabolism of Huanghua pear during ice-temperature storage[D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2018.
[45] MITTON F M, GONZALEZ M, MONSERRAT J M, et al. DDTs-induced antioxidant responses in plants and their influence on phytoremediation process[J]. Ecotoxicology & Environmental Safety,2017,147:151−156.
[46] WANG L J, CHEN S J, KONG W F, et al. Salicylic acid pretreatment alleviates chilling injury and affects the antioxidant system and heat shock proteins of peaches during cold storage[J]. Postharvest Biology and Technology,2006,419(3):244−251.