2,4-表油菜素内酯对草莓果实贮藏品质及抗氧化活性的影响

李园园，王 莉，周梦洁，张 瑜，金 鹏*，郑永华

（南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095）

2,4-表油菜素内酯对草莓果实贮藏品质及抗氧化活性的影响

李园园，王 莉，周梦洁，张 瑜，金 鹏*，郑永华

（南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095）

以‘红颜’草莓为实验原料，研究2,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassionolide，EBR）对草莓果实的贮藏品质和抗氧化活性的影响。结果表明：5.0 μmol/L的EBR显著抑制草莓果实贮藏期间腐烂指数的上升（P＜0.05）。同时EBR处理减少了果实硬度、可溶性固形物和VC含量的下降，增加了总酚、花色苷和类黄酮的积累量。EBR处理还诱导草莓果实3 种抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶）活力的增加，并抑制H2O2的积累（P＜0.05）。研究表明EBR处理可提高草莓的耐贮性和贮藏品质，这可能与其维持草莓果实较高的抗氧化活性有关。

草莓；2,4-表油菜素内酯；贮藏品质；抗氧化活性

草莓（Fragaria ananassa Duch.）属蔷薇科草莓属多年生草本植物，其果实鲜红、柔软多汁、酸甜可口，具有很高的营养价值和食疗作用，有“水果皇后”的美誉[1]。但是，草莓含水量高、组织娇嫩、果皮极薄，又无外皮保护，在采收和贮运中易受机械损伤和微生物侵染而腐败变质。其耐贮性差，在常温下仅可保存1～3 d，这限制了草莓的远销和生产的大规模发展[2]。因此，为突破草莓产业发展的瓶颈，研究适宜草莓贮藏保鲜的技术是当务之急。如今，随着人们对食品安全以及环境污染等问题的重视，寻求贮藏保鲜的方法均要基于安全无毒、经济可行、实用性强、易于推广这四大方面，目前国内外研究和应用较为深入的草莓果实采后保鲜技术有热处理[3-4]、气调保鲜[5-6]、辐射贮藏[7]、涂膜保鲜[8]、精油处理[9]、1-甲基环丙烯[10]处理和生物防治[11]等方法。

油菜素内酯（brassinosteroids，BRs）是一种普遍存在于植物中的天然植物激素[12]，它已经被公认为第六类植物激素，对植物的生长和发育、生物和非生物胁迫起着至关重要的作用[13]。近年来，BRs在园艺产品采后贮藏方面的应用备受关注，越来越多研究表明外源BRs处理能够显著降低青椒[14]、茄子[15]、番茄[16]和桃果实[17]等果蔬采后冷害的发生。此外，适当浓度的BRs能提高果实的抗病性，枣果实用5.0 μmol/L的BRs浸泡5 min后，青霉得到了有效的抑制。BRs诱导抗病的机制可能是由于激发了相关抗病酶活性，从而延缓了果实的衰老[18]。Zhu Feng等[19]发现2,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassionolide，EBR）处理过的柑橘在贮藏50 d后的腐烂率显著低于对照组。然而，外源BRs对草莓果实的保鲜效果和抗氧化活性的影响尚鲜见报道。本实验以‘红颜’草莓果实为实验材料，以EBR处理草莓果实，研究5 ℃贮藏条件下，草莓果实在16 d内的品质和抗氧化活性的变化，为BRs处理在草莓果实保鲜中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验材料为采摘于南京市江宁区锁石生态园的‘红颜’草莓（Fragaria ananassa Duch. cv. Benihoppe），果实采摘后2 h内运回实验室，放在桌面上散去田间热，挑选无真菌病害、无斑点、大小与成熟度一致（八分熟）的果实进行实验。

EBR、Folin-Ciocalteu试剂、氯化钾、VC、硫代巴比妥酸、氢氧化钠、氮蓝四唑、邻菲啰啉、聚乙烯吡咯烷酮、二硫苏糖醇、30%过氧化氢（H2O2）溶液、乙二胺四乙酸二钠 南京寿德试剂器材有限公司。

1.2 仪器与设备

MIR-253三洋恒温培养箱 上海恒逸实业有限公司；PAL-1手持阿贝折光仪 日本Atago公司；TA-XT2i质构仪 英国SMS公司；FA1104电子天平 上海精密科学仪器有限公司；HH-6恒温水浴锅 上海精密仪器仪表有限公司；GL-20G-H型冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；UV-1600型紫外-可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 实验分组及前处理

在前期实验中，将挑选的草莓随机分成4 组，分别用0.0（对照）、2.5、5.0、10.0 μmol/L的EBR将草莓浸泡5 m i n。处理后的草莓用透明塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）进行分装，在（20±1）℃、相对湿度90%～95%的恒定条件下贮藏5 d，分别在处理后贮藏期第3天和第5天记录腐烂率和腐烂指数，筛选对草莓果实腐烂抑制效果最佳的EBR的浓度。在最佳处理浓度条件下，将草莓果实按上述挑选方法随机分为处理组和对照组，其中处理组用上述筛选到的最佳浓度浸泡5 min，对照组用蒸馏水浸泡5 min，每组每次分别选用400 个果实，各重复3 次。将处理好的草莓分装于透明塑料盒内，在温度（5±1）℃、相对湿度90%～95%的恒定条件下贮藏16 d，期间每隔4 d进行分析测定。

1.3.2 腐烂率、腐烂指数测定

草莓果实的腐烂指标参照杨震峰等[20]的方法统计。根据腐烂面积大小将果实分为4级：0级，未腐烂；1级，腐烂面积小于果实面积的25%；2级，腐烂面积介于果实面积的25%～50%之间；3级，腐烂面积大于50%。腐烂指数和腐烂率的计算如式（1）、（2）。

1.3.3 硬度、总可溶性固形物含量的测定

采用手持阿贝折光仪测定总可溶性固形物（total soluble solides，TSS）含量；采用TA-XT2i质构仪测定果实硬度：探头直径5 mm，下压距离5 mm，下压速率1 mm/s，重复10 次。

1.3.4 总酚、VC、总花色苷和总黄酮含量测定

总酚含量采用Folin-Ciocalteu法[21]测定；VC含量采用邻菲啰啉法[22]测定；总花色苷含量采用pH值差异法[23]测定；总黄酮含量采用AlCl3比色法[24]测定。所测指标均以鲜质量计。

1.3.5 H2O2含量和SOD、APX、CAT活力的测定

H2O2含量参照Patterson等[25]的方法进行测定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力参照Dhindsa等[26]的方法进行测定，以抑制氮蓝四唑被光还原50%为1 个酶活力单位；抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活力参照Nakano等[27]的方法进行测定，以反应液每分钟在290 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位；过氧化氢酶（catalase，CAT）活力参照Cakmak等[28]的方法进行测定，以反应液每分钟在240 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位。蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定[29]。以上酶活力均以U/mg pro为单位。

1.4 数据处理与分析

除硬度和TSS含量指标重复10 次外，其余各指标均做3 次重复。数据处理分析运用SAS 8.0软件，差异显著性检验（P＜0.05表示差异显著）用Duncan多重比较方法完成，结果以±s表示。

2 结果与分析

2.1 20 ℃条件下EBR处理对草莓果实腐烂指标的影响

由表1可知，草莓果实在20 ℃贮藏3 d后，对照组的腐烂率和腐烂指数分别达到55.75%和33.63%，显著高于其他处理组。而用2.5 μmol/L和10.0 μmol/L EBR处理组果实的腐烂率和腐烂指数并无显著差异。在20 ℃贮藏5 d后，5.0 μmol/L EBR处理组果实的腐烂率和腐烂指数分别达到61.59%和29.23%，均显著低于对照组（82.27%和52.49%）。不同浓度的EBR处理均能够抑制草莓果实的腐烂，浓度过高或者过低时，抑制效果不明显。其中以浓度为5.0 μmol/L的抑制效果最佳。因此，用初步筛选的5.0 μmol/L的处理浓度进行下面的低温保鲜实验，研究5.0 μmol/L EBR对草莓果实贮藏期间品质和抗氧化活性的影响。

2.2 5 ℃条件下EBR处理对草莓果实腐烂率和腐烂指数的影响

由图1可知，草莓贮藏期间腐烂率和腐烂指数均呈不断上升趋势。对照组果实的腐烂率和腐烂指数上升迅速，而5.0 μmol/L EBR处理组的草莓果实腐烂率和腐烂指数上升缓慢，均显著低于对照组（P＜0.05）。由此可见，在低温5 ℃的贮藏期内，5.0 μmol/L EBR处理可以有效抑制草莓采后腐烂的发生。

图1 5 ℃条件下EBR处理对草莓果实腐烂率（A）和腐烂指数（B）的影响Fig. 1 Effect of EBR treatment on decay incidence (A) and decay index (B) in strawberry fruit during storage at 5 ℃

2.3 EBR处理对草莓果实硬度、TSS和VC含量的影响

图2 EBR处理对草莓果实硬度（A）、TSS（B）和VC（C）含量的影响Fig. 2 Effect of EBR treatment on fi rmness (A), TSS (B) and vitamin C (C)contents of strawberry fruit during storage

果实硬度和TSS含量是评价果实品质的重要指标，也是反映果实成熟、衰老的重要标志。由图2可知，处理组和对照组的草莓果实在整个贮藏期间，硬度均呈逐渐下降的趋势。EBR在一定程度上能够减少果实硬度的下降，但贮藏时间相同时，处理组和对照组草莓果实的硬度无显著差异（P＞0.05）。草莓果实TSS含量在贮藏期的前8 d随着贮藏时间的延长而上升，在贮藏8 d后随着TSS作为底物逐渐被消耗其含量又逐渐下降。整个贮藏期间EBR处理组草莓果实TSS含量均显著高于对照组（P＜0.05）。同时，EBR能够有效抑制草莓果实中VC的降解，使其在贮藏期间VC含量维持在较高水平。贮藏16 d时处理组VC含量达到93.09 mg/100 g，显著高于对照组（80.85 mg/100 g）（P＜0.05）。

2.4 EBR处理对草莓果实总酚、花色苷和总黄酮含量的影响

图3 EBR处理对草莓果实总酚（A）、总花色苷（B）和总黄酮（C）含量的影响Fig. 3 Effect of EBR treatment on contents of total phenols (A),anthocyanins (B) and total fl avonoids (C) in strawberry fruit during storage

草莓果实在整个贮藏期内，处理组果实的总酚含量随着贮藏时间的延长先略微上升，接着逐渐下降。由图3可知，对照组果实的总酚含量在4 d内剧烈下降，4 d后逐渐上升，8 d后略微下降，其总酚含量在整个贮藏期内均显著低于处理组（P＜0.05）。5.0 μmol/L EBR处理组草莓果实的总花色苷含量在贮藏期内随着贮藏时间的延长逐渐增加，且均显著高于对照组（P＜0.05），说明EBR诱导使草莓果实在贮藏期间总花色苷含量增加。总黄酮含量的变化趋势与总酚含量的基本保持一致，在第8天出现峰值后缓慢下降，整个贮藏期间处理组的含量均高于对照组。

2.5 EBR处理对草莓果实SOD、CAT和APX活力以及H2O2含量的影响

SOD、CAT和APX是果实组织中清除活性氧自由基的关键酶。由图4可知，在贮藏过程中，对照组和处理组果实的SOD、CAT和APX活力变化趋势均一致，SOD和CAT活力在贮藏的前8 d逐渐上升，第8天达到峰值后开始下降。在整个贮藏期间，处理组草莓果实的SOD和CAT活力显著高于对照组（P＜0.05）。对照组和处理组草莓果实的APX活力均在12 d达到峰值，随后下降。5.0 μmol/L EBR处理的草莓果实保持了较高的APX活力（P＜0.05）。贮藏末期处理组草莓果实的APX活力约为对照组的1.5 倍。以上结果表明EBR处理均显著诱导了草莓果实在贮藏过程中SOD、CAT和APX的活力升高（P＜0.05）。

图4 EBR处理对草莓果实SOD（A）、CAT（B）、APX（C）活力和H2O2含量（D）的影响Fig. 4 Effect of EBR treatment on SOD (A), CAT (B), APX(C)activities and H2O2 (D) content of strawberry fruit during storage

H2O2是果实组织活性氧代谢失调产物之一。整个贮藏期间，对照组和处理组草莓果实的H2O2含量整体均呈上升趋势，只有经EBR处理过的果实在8～12 d有轻微下降。贮藏第16天时，对照组的H2O2含量相比采收当天增加了2.5 μmol/g。5.0 μmol/L EBR处理组果实的H2O2含量均显著低于同时间的对照组（P＜0.05），且在贮藏16 d时比对照组低7.8%，说明EBR有效地抑制了草莓果实在贮藏期内H2O2的积累。

3 讨 论

草莓腐烂是影响其品质和贮藏时间的主要因素之一。果实采后腐烂除了与自身衰老有关，同时与病原菌侵染有着密切的联系。诸多研究表明，BRs不仅能够减少冷害的发生，而且可以提高果蔬的抗病性。在本实验中，EBR显著降低了草莓采后的腐烂发生率，这与Zhu Zhu等[18]对枣果实的研究结果一致，EBR可抑制枣果实青霉病的发生。EBR对青霉的抑制作用可能由于诱导果实产生了防御能力，而并非对病原菌直接产生抑制效果。在本实验中，5.0 μmol/L EBR对草莓果实腐烂的抑制效果最佳，浓度过高或者过低时对果实腐烂的抑制作用减弱。此外，EBR对果实品质和营养方面保留也表现出积极的作用。一方面，适当浓度（5.0 μmol/L）的EBR能减少硬度、TSS含量和VC含量的下降；另一方面，果实内总酚、总花色苷以及总黄酮都是抗氧化物质[30]，具有较强的抗氧化能力和自由基清除能力，这些物质含量高低反映了草莓抗氧化能力强弱，而EBR可诱导草莓果实采后酚类、花苷色类以及黄酮类次生代谢物质含量增加。然而，经EBR处理的茄子，其总酚含量显著低于对照组（P＜0.05），EBR处理能够加速总酚含量的下降[15]。这种差异可能是由实验材料、BRs的种类以及贮藏方法的不同所导致。

活性氧代谢理论认为果实衰老是由活性氧自由基的过多积累、代谢失调而导致组织细胞膜的完整性被破坏所造成。植物组织的活性氧系统由非酶促和酶促系统组成，草莓果实含有的丰富的总酚、总花色苷以及总黄酮等生物活性物质[31]构成了非酶促系统。这些抗氧化物质通过参与活性氧自由基的清除，增加果蔬的抗病力[32-33]，提高果蔬的耐贮性。另外，活性氧代谢和产生抗氧化物质的相关酶组成果实中的酶促系统，其中SOD、CAT和APX是活性氧代谢的重要酶，保持较高的抗氧化活性酶活性可减少活性氧的积累，使果实组织中的活性氧代谢保持在平衡状态。SOD是抵御超氧阴离子自由基的第一道防线，它催化超氧阴离子转化为H2O2，随后在酶的作用下转化为H2O[34]；在还原剂存在的条件下，如VC、愈创木酚或者酚类化合物，CAT能够清除H2O2并将其转化为H2O，最终变为O2[35]；APX能够经VC-谷胱甘肽循环将H2O2分解为H2O[36]。EBR通过激活果实中的SOD、CAT、APX，促进其活力上升，从而减轻活性氧自由基的过度积累，进而提高采后果实的耐贮性和贮藏品质[37]。本研究表明处理组草莓果实的SOD、CAT、APX活力均呈现先升后降的趋势，且EBR处理组这3 种酶的活力显著高于对照组（P＜0.05），这与前人对青椒[14]、枣果实[18]的研究结果一致。在本研究中，贮藏后期，对照组和处理组草莓果实的SOD、CAT和APX活力均有所下降，从而不能有效清除过多的活性氧，导致细胞膜磷脂过氧化作用加强，破坏细胞膜结构，使多酚氧化酶与酚类物质在细胞中区室化分布破坏，导致酶与底物直接接触，催化酚类物质的氧化[38-39]。因此酚类物质，包括总酚和总黄酮变化趋势到后期也逐渐下降。在整个贮藏期内，EBR通过调控SOD、CAT和APX等活性氧代谢相关酶活力抑制H2O2含量上升；当H2O2含量过高时，EBR调控相关酶活力，使之保持较高的活性氧清除能力，从而维持H2O2含量在较低水平。草莓果实中H2O2的含量在整个贮藏期间逐渐增加，且处理组显著低于对照组（P＜0.05）。但是也有研究发现经EBR处理的柑橘果实的H2O2含量在贮藏期均高于对照组[20]。

综上所述，外源BRs处理能够有效抑制草莓贮藏期间腐烂的发生，以5.0 μmol/L EBR处理对草莓保鲜效果为最佳。EBR处理不仅能够提高草莓贮藏期内总酚、总花色苷以及总黄酮含量，还能诱导活性氧相关代谢酶SOD、CAT和APX活力增强，保持草莓果实的贮藏品质和营养成分，进而延缓了采后果实的成熟与衰老。

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Effect of 2,4-Epibrassionolide on Postharvest Quality and Antioxidant Activity of Strawberry Fruit

LI Yuanyuan, WANG Li, ZHOU Mengjie, ZHANG Yu, JIN Peng*, ZHENG Yonghua
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of 2,4-epibrassionolide (EBR) treatment on postharvest quality and antioxidant activity in strawberry fruit (Fragaria ananassa Duch. cv. Benihoppe) was investigated. The results showed that EBR treatment at 5.0 μmol/L had the most signif i cant inhibitory effect on fruit decay during the storage period (P ＜ 0.05). Meanwhile, EBR treatment inhibited the decrease of fruit fi rmness, total soluble solids (TSS) and vitamin C content, and maintained high levels of total phenols, anthocyanins and fl avonoids during storage. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in strawberry fruit during storage were also induced by EBR, while lower content of H2O2was observed in treated fruit compared to control fruit (P ＜ 0.05). These results suggested that EBR improves the storability and quality of strawberry fruit during storage, which may be related to the maintenance of higher antioxidant activity.

strawberry fruit; 2,4-epibrassionolide; postharvest quality; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201801042

TS255.3

A

1002-6630（2018）01-0279-06

李园园, 王莉, 周梦洁, 等. 2,4-表油菜素内酯对草莓果实贮藏品质及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2018, 39(1):

279-284. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801042. http://www.spkx.net.cn

LI Yuanyuan, WANG Li, ZHOU Mengjie, et al. Effect of 2,4-epibrassionolide on postharvest quality and antioxidant activity of strawberry fruit[J]. Food Science, 2018, 39(1): 279-284. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201801042. http://www.spkx.net.cn

2016-09-30

公益性行业（农业）科研专项（201303073）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（KYZ201420）；南京农业大学SRT计划项目（1618C06）

李园园（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品加工与安全。E-mail：2015808116@njnu.edu.cn

*通信作者简介：金鹏（1981—），男，教授，博士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：pjin@njnu.edu.cn