茉莉酸甲酯处理 对模拟运输振动圆椒贮藏品质的影响

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(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心,农业部蔬菜产后处理重点实验室,果蔬农产品保鲜 与加工北京市重点实验室,农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室, 农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097; 2.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

圆椒(CapsicumannuumL.)属于茄科植物,在我国种植广泛[1],富含多种营养物质,其中维生素C含量极为丰富[2]。圆椒果实水分含量高[3],贮藏期间易出现失水萎蔫、后熟转红及腐烂变质等现象,从而失去其商品和食用价值[4]。圆椒采后运输一般以汽车运输为主,汽车在道路上行驶过程中会因为道路不平、上下坡道、汽车自身振动等原因造成圆椒位移、颠簸,使圆椒产生机械损伤[5]。圆椒在运输过程中受到的机械损伤会引起果实呼吸作用增加及自身养分消耗等生理性损伤,进而加大圆椒运输后贮藏的难度[6]。因此,寻找安全有效的保鲜方法来提高圆椒运输后贮藏期间的品质,对圆椒产业的发展至关重要。近年来研究发现,采后果蔬在受到机械损伤或胁迫因子影响后,MeJA处理可激活植物体内的防御机制,提高防御酶的活性,促进相关抗性物质的合成,调控果蔬的品质[7-8]。

茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)作为植物体内的一类信号物质,发挥着类似激素的作用[9],可调节植物的生长发育、诱导植物防御基因的表达及防御反应化学物质的合成[10]。MeJA还可以有效保护果蔬色泽,延缓果蔬贮藏过程中感官变化的速率[11-12]。研究表明:外源MeJA处理可有效保持鲜切芹菜贮藏期间的生理品质[13]、有效地抑制草莓果实采后贮藏期间的腐烂程度[14],外源MeJA处理还可以提高富士苹果超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等抗性酶的活性[15]。此外,关于MeJA对果蔬的抑菌作用也有相关报道,有研究指出,外源MeJA处理可降低由胶胞炭疽菌和链格孢引起的番木瓜病斑面积[16],减轻采后柚子由指状青霉引起的青霉病[14]。

本文通过模拟运输振动实验,探究了圆椒在采后运输过程中受到的机械伤对圆椒采后贮藏的影响,以及外源MeJA处理对运输振动后圆椒贮藏品质的影响,以期为圆椒的贮运保鲜寻找到一种有效可靠的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

圆椒 品种为国福308,采摘于延庆东小营村,挑选无机械损伤、无病虫害的完好果实作为试材;0.03 mm PE膜(800 mm×500 mm) 北京华盾雪花有限公司;模拟运输振动时所用纸箱(490 mm×300 mm×310 mm) 北京新发地农产品批发市场。

UV-1800紫外分光光度计 日本京都岛津公司;D-37520台式冷冻高速离心机 Thermo Fisher Scientific;HW SY11-K型电热恒温水浴锅 北京市长风仪器仪表公司;GY-4-J型数显水果硬度计 浙江托普仪器有限公司;A11 Basic分析研磨机 德国IKA;模拟振动平台 北京经济开发区广电计量检测有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理及贮藏 将挑选好的圆椒装入纸箱中,每箱5 kg,共四箱。保留一箱不进行振动试验(不振动CK组),另外三箱在模拟振动平台上进行模拟运输振动实验,在(20±1) ℃环境下振动2 h(振动加速度为0.5 g,振动频率为4 Hz),将振动后的圆椒随机分成两组,取其中一组(振动CK组)同不振动CK组分别用清水浸泡10 min,另一组振动后圆椒用20 μmol·L-1的MeJA浸泡10 min(MeJA处理组,预实验采用不同浓度的MeJA处理圆椒,发现浓度为20 μmol·L-1的MeJA处理对振动后圆椒的品质保鲜效果最优)。以上三组处理于室温晾干后装入厚度为0.03 mm的PE保鲜膜封好的保鲜袋中,每袋放入7枚圆椒,折口包装,每种处理设三个平行,置于常温(20±1) ℃冷库中贮藏10 d。每2 d对不同处理组圆椒进行取样、观察及品质指标测定。

1.2.2 感官评分的测定 由6人组成的感官评定小组对各组圆椒品质进行评定,评判标准如表1所示,采取9分制[17-18],实验结果取平均值。

表1 圆椒感官品质评定标准Table 1 Sensory quality assessment standarol of green bell pepper

1.2.3 圆椒硬度的测定 硬度的测定采用探头直径为0.7 cm的硬度计进行测定[19],单位为N。测定时每三颗圆椒为一个平行,选取圆椒的赤道部位进行穿孔测定,每颗测定两次,重复三次。

1.2.4 圆椒呼吸强度的测定 呼吸强度采用气流法测定。设专用于测定呼吸强度和失重率的圆椒,每袋4颗,三组平行。将样品从保鲜袋中取出,置入样品所在库中的呼吸罐,采用气体分析仪进行测定,测定时长为30 min[20]。每次测定结束后放回以备继续测定。

1.2.5 圆椒失重率的测定 失重率的测定样品为测定呼吸强度的样品,采用差量法进行测定[21],即失重率(%)=(初始质量-最终质量)×100/初始质量。

1.2.6 圆椒可溶性固形物含量的测定 可溶性固形物(SS)含量采用手持糖度计测定[22],测定时每三颗圆椒为一个平行,将圆椒切成小块状,然后用纱布包裹,挤出两滴汁液滴至糖度计上进行测定,重复三次。

1.2.7 圆椒维生素C含量的测定 维生素C含量的测定采用钼酸铵比色法[23],测定时每四颗圆椒为一个平行,重复三次,取得的样品用液氮速冻,于-20 ℃下保存。维生素C在760 nm具有最大吸收峰,故测定样品在760 nm处的吸光值。以吸光值x为横坐标，维生素C质量(μg)y为纵坐标制作标准曲线,标准曲线方程为:y=0.01239x-0.01738,相关系数r=0.99271。

将测得的吸光值根据标准曲线算出对应值,再根据计算公式得出样品中维生素C含量,样品中维生素C含量以每克样品组织鲜重中所含维生素C的质量表示。计算公式:

式中:m′-由标准曲线求得的维生素的质量,μg;Vs-滴定时所用样品提取液体积,mL;V-样品提取液总体积,mL;m-样品质量,g。

1.2.8 圆椒叶绿素含量的测定 叶绿素含量的测定采用Shi等[24]的方法,测定时每四颗圆椒为一个平行,重复三次,取得的样品用液氮速冻,于-20 ℃下保存。叶绿素a和叶绿素b的丙酮提取液分别在663和645 nm处具有最大吸收峰,故测定样品在663和645 nm处的吸光值。据计算公式得出样品中叶绿素含量,以每克样品组织鲜重中所含叶绿素的质量表示,计算公式:

ρ=20.29A645+8.054A663

式中:ρ-叶绿素的质量浓度,mg/L;V-样品提取液总体积,mL;m-样品质量,g。

1.3 数据分析与处理

采用EXCEL 2016统计分析软件行数据整理,采用Origin 9作图,采用IBM SPSS Statistics 22软件对数据进行差异显著性分析,p=0.05。

2 结果与分析

2.1 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒感官评分的影响

感官评分是判断圆椒品质最直观的指标,是直接影响消费者购买意向的关键因素[25]。由图1可知,三组圆椒的感官评分在贮藏期间呈下降趋势,其中振动CK组圆椒在贮藏期间的感官评分始终低于不振动CK组,且差异显著(p<0.05),说明运输过程中的振动损伤会影响圆椒贮藏期间的外观品质;MeJA处理组的感官评分在贮藏期间高于不振动CK组,并且显著(p<0.05)高于振动CK组,表明MeJA处理对圆椒外观具有良好的维护作用;在贮藏结束时,振动CK组圆椒已布满褶皱,转黄严重,部分转红,失去商品价值,而MeJA处理组转黄较轻,仍具有一定的商品价值。结果表明,MeJA处理能有效减缓运输振动对圆椒贮藏期间品质的影响,并可以较好的保持其外观品质。

图1 茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒感官评分的影响Fig.1 Effects of MeJA on sensory scores of green bell pepper after vibration注:图中同一贮藏时间不同小写字母表示 差异显著(p<0.05);图2～图7同。

2.2 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒硬度的影响

硬度是体现圆椒品质的一项重要指标,可直观反应圆椒果皮的新鲜程度。由图2可知,圆椒在贮藏期间的硬度呈下降趋势,振动CK组的硬度在贮藏2 d之前显著(p<0.05)低于不振动CK组,表明振动损伤会导致圆椒硬度的下降;MeJA处理的振动圆椒的硬度,在第4～10 d显著(p<0.05)高于2组对照组,贮藏结束时,振动CK组的硬度为19.44 N,不振动CK组的硬度为19.57 N,而MeJA处理组的硬度为20.8 N。结果表明,MeJA处理能有效保持振后圆椒的硬度,延缓其品质的下降。

图2 茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒硬度的影响Fig.2 Effects of MeJA on hardness of green bell pepper after vibration

2.3 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒呼吸强度的影响

呼吸强度能反映果蔬的生理状况。果蔬采后贮藏过程中,新陈代谢加快,呼吸强度增加,衰老迅速[26-27]。由图3可知,振动CK组和不振动CK组圆椒在贮藏期间的呼吸强度不断增大,MeJA处理组的呼吸强度则呈先上升后下降的趋势;贮藏过程中,除第6 d外,振动CK组的呼吸强度均显著(p<0.05)高于不振动CK组,表明振动损伤会提高圆椒在采后贮藏期间的呼吸强度;从第2 d起,MeJA处理组圆椒的呼吸强度始终低于振动CK组,且差异显著(p<0.05),并从第6 d起显著(p<0.05)低于不振动CK组;贮藏结束时,MeJA处理组的呼吸强度分别是振动CK组、不振动CK组的69.71%和76.31%。以上结果表明MeJA处理能有效抑制振动后的圆椒在贮藏期间的呼吸强度,减缓其新陈代谢速率,有效延缓果实衰老。

图3 茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒呼吸强度的影响Fig.3 Effects of MeJA on respiration rates of green bell pepper after vibration

2.4 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒失重率的影响

圆椒采后蒸腾作用旺盛,水分散失较快,导致圆椒重量下降,并出现萎蔫现象,严重影响果实品质[28]。由图4可知,与不振动CK组相比,振动CK组圆椒在贮藏期间的失重率始终较高,并且在第4和10 d显著(p<0.05)高于不振动CK组,说明振动损伤会加速圆椒贮藏期间的萎蔫;MeJA处理组在贮藏过程中失重率的上升趋势最为缓慢,并且分别从第4 d和第8 d起分别显著(p<0.05)低于振动CK组和不振动CK组;在贮藏结束时,振动CK组圆椒的失重率为5.3%,不振动CK组为4.9%,而MeJA处理组的失重率为4.4%。结果表明,MeJA处理可减缓圆椒振动后贮藏期间的水分散失,能够有效维持振后圆椒的感官性状。

图4 茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒失重率的影响Fig.4 Effects of MeJA on weight loss of green bell pepper after vibration

2.5 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量(SS)可反映果蔬的成熟程度和品质状况,同时SS也会影响果蔬的口感,是评价果蔬品质的重要指标之一[29]。由图5可知,在贮藏过程中各处理组圆椒的SS含量呈下降趋势,两个对照组SS含量在贮藏期间变化相近,可能是振动损伤对圆椒贮藏期间SS含量的影响不大;贮藏期间MeJA处理组的SS含量在第6 d和第8 d显著(p<0.05)高于不振动CK组,表明MeJA处理对圆椒SS的含量具有一定的维持能力,第8 d时,MeJA处理组的SS含量为4.07%,振动CK组为3.93%,不振动CK组为3.87%。结果表明,MeJA处理可延缓振动后圆椒贮藏期间SS含量的下降。

图5 茉莉酸甲酯处理对振动后 圆椒可溶性固形物含量的影响Fig.5 Effects of MeJA on SS contents of green bell pepper after vibration

2.6 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒维生素C含量的影响

维生素C(VC)含量是衡量圆椒营养价值的一项重要指标[30]。由图6可知,不振动CK和振动CK组圆椒在贮藏期间VC含量呈快速下降趋势,贮藏期间不振动CK组的VC含量除第2 d外始终显著(p<0.05)高于振动CK组,说明振动损伤会加快圆椒在贮藏期间VC含量的流失;MeJA处理组圆椒的VC含量在贮藏期前6 d较为稳定,从第8 d起出现快速下降;MeJA处理组的VC含量在第6、10 d显著(p<0.05)高于两个对照组,在第10 d,MeJA处理组VC含量分别比振动CK和不振动CK组高0.47和0.29 mg·g-1。结果表明,MeJA处理可以保持振动后圆椒的VC含量,维持其营养价值。

2.7 外源茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒叶绿素含量的影响

圆椒在贮藏期间会因叶绿素的分解而发生黄化转红的现象,叶绿素含量可反映圆椒贮藏期间的品质状况[31]。由图7可知,圆椒在贮藏期间叶绿素含量呈下降趋势,不振动CK组叶绿素含量在贮藏期的的第0、4、6、10 d显著(p<0.05)高于振动CK组,表明振动损伤会加快圆椒果实中叶绿素的分解;与圆椒的VC含量变化相似,在贮藏期前6 d,MeJA处理组的叶绿素含量较为稳定,并且在第8 d快速下降,从第6 d起,MeJA处理组叶绿素含量显著(p<0.05)高于两个对照组。结果表明,MeJA处理可以延缓圆椒叶绿素降解的速率,使其保持较好的感官品质。

图7 茉莉酸甲酯处理对振动后圆椒叶绿素含量的影响Fig.7 Effects of MeJA on chlorophyll contents of green bell pepper after vibration

3 结论

本实验发现,运输过程中的振动损伤会加快圆椒贮藏期间品质的下降,主要表现为降低圆椒的感官评分和硬度,加重圆椒的呼吸强度和失重率,加速圆椒VC、叶绿素含量的流失,加快圆椒转红,导致圆椒货架期变短。本实验结果表明:采用20 μmol·L-1的外源MeJA处理后,可以有效减缓振动后的圆椒在贮藏期间感官评分和硬度的下降,抑制振动后圆椒的呼吸强度及水分的散失,保持SS和VC的含量,减缓叶绿素的分解速率。综上所述,采用20 μmol·L-1外源茉莉酸甲酯处理振后圆椒,可有效地提高贮藏期间圆椒的品质,延长振动后圆椒的货架期。