不同贮藏温度对农大7号欧李果实采后相关生理指标的影响
2021-11-17韩红艳付鸿博杜俊杰
韩红艳,付鸿博,杜俊杰*
(1.晋中学院生物科学与技术系,山西 晋中 030019;2.山西农业大学园艺学院,山西 太谷 030801)
欧李[Cerasushumilis(Bge.) Sok.]属蔷薇科樱桃属矮生樱亚属植物[1],是我国特有的灌木果树资源[2]。果实成熟时富含较高的钙质营养元素可达60~90 mg/100 g,且已被人体所吸收[3]。果实中糖酸含量较高,可鲜食,可加工成果脯、果酱和果汁等[4-5]。果实中的类黄酮含量高于苹果、梨和桃等水果[6-7]。欧李果实具有较高的营养和保健价值。欧李果皮表面无果粉和蜡质层,在采收和运输中均容易发生碰伤,果实采收后货架期较短,限制了鲜食欧李的市场发展。目前,国内外关于欧李采后的生理和贮藏品质的研究较少,温度在果实采后贮藏中起到了非常重要的作用,低温贮藏也是目前果品保鲜贮藏非常重要的手段之一[8-9]。本研究以鲜食品种农大7号为试验材料,分析了其在1、4和25℃下贮藏生理指标的变化,为欧李采后贮藏保鲜提供一定的依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与处理
选择山西农业大学巨鑫试验基地定植的欧李品种农大7号为试验材料,农大7号是由山西农业大学从欧李自然杂交实生后代选育,果实为扁圆形,果皮颜色为黄底红晕,果肉淡黄色,平均单果重14.3 g,可食率94.4%,香味浓郁,酸甜适口,为鲜食品种[10]。选择长势均匀一致的植株9株于果实成熟期采样,将采好的果实平均分成9组,每3组分别置于1 ℃、4 ℃和25 ℃,相对湿度70%的气候箱中。每个处理均设置3次重复,于贮藏2、4、6、8、10、12、14、16、18和20 d取样进行相关指标测定。
1.2 试验方法
丙二醛(MDA)测定选用硫代巴比妥酸(TBA)法[11],脯氨酸含量测定选用酸性茚三酮法[11],可溶性蛋白测定选用考马斯亮蓝G-250法[11],超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑光还原法[12]测定;过氧化氢酶(CAT)活性采用紫外吸收法[12]测定;过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法[12]测定。
1.3 数据分析
采用Microsoft Excel 2007、SAS 9.2、OriginPro 9.0软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 不同贮藏温度对农大7号欧李果实超氧化物歧化酶含量的影响
由图1 可知,农大7号欧李果实在不同温度贮藏条件下,超氧化物歧化酶(SOD)活性均随贮藏时间的延长其活性呈先上升后下降的变化趋势。当贮藏时间增加到16 d时SOD活性降低的原因可能是植物体内新陈代谢机制已被破坏,SOD抗氧化系统不能正常产生SOD。在相同贮藏时间条件下,25 ℃的贮藏温度下SOD活性显著高于1 ℃和4 ℃;1 ℃和4 ℃贮藏条件在前8 d SOD活性不存在显著性差异,当贮藏时间继续延长,二者之间存在显著性差异(P<0.05),且4 ℃条件下SOD活性显著高于1 ℃。当贮藏时间达到14 d时,25 ℃条件下果实已全部腐烂,不继续采样。此时,25 ℃条件下的SOD活性比4 ℃和1 ℃分别高1.81%和9.24%,随贮藏时间的继续延长,4 ℃条件下SOD活性比1 ℃条件分别高8.32%,4.46%和2.45%。
图1 不同贮藏温度对农大7号欧李果实超氧化物歧化酶含量的影响
2.2 不同贮藏温度对农大7号欧李果实过氧化物酶含量的影响
如图2 所示,农大7号欧李果实在不同温度贮藏条件下随贮藏时间的延长过氧化物酶(POD)活性呈先降低后升高的变化趋势,且在25 ℃条件下POD活性升高幅度最为明显。当刚开始进入贮藏期前6 d,1 ℃和4 ℃条件下POD活性高于25 ℃,可能由于果实正常生长的温度与25 ℃条件接近。随贮藏时间继续延长,25 ℃条件下POD活性显著高于1 ℃和4 ℃。当贮藏时间到14 d时,果实中POD活性分别是1 ℃和4 ℃条件下的1.54倍和1.47倍,当贮藏时间延长到20 d时,4 ℃果实中POD活性是1 ℃果实中的1.33倍。
图2 不同贮藏温度对农大7号欧李果实过氧化物酶含量的影响
2.3 不同贮藏温度对农大7号欧李果实过氧化氢酶含量的影响
如图3 所示,农大7号欧李果实在不同温度贮藏条件下随贮藏时间的延长过氧化氢酶(CAT)活性呈降低趋势。当刚进入贮藏期前6 d时,虽在1 ℃条件下果实中CAT活性较高,但与4 ℃和25 ℃条件下并无显著性差异。当贮藏时间继续延长,4 ℃条件下果实中CAT活性显著高于1 ℃和25 ℃,但1 ℃下CAT活性有显著高于25 ℃,贮藏时间延长至14 d后,1 ℃条件下CAT活性显著高于4 ℃,分别为1.02倍、1.10倍和1.01倍,但贮藏至20 d时,二者之间无显著性差异。
图3 不同贮藏温度对农大7号欧李果实过氧化氢酶含量的影响
2.4 不同贮藏温度对农大7号欧李果实可溶性蛋白含量的影响
由图4 可知,农大7号欧李果实在不同温度贮藏条件下随贮藏时间的延长,可溶性蛋白含量在25 ℃条件下呈上升趋势,在1 ℃和4 ℃条件下先上升后下降的变化趋势。在贮藏期14 d内,25 ℃条件下的可溶性蛋白含量明显高于1 ℃和4 ℃,且在贮藏第14 d时,果实中可溶性蛋白含量最高。当在1 ℃和4 ℃条件下贮藏至8 d后,4 ℃贮藏条件下可溶性蛋白含量明显高于1 ℃贮藏条件,可能是由于1 ℃条件下果实呼吸受阻,产生的可溶性蛋白含量低于4 ℃条件下。在贮藏时间14~20 d时,4 ℃贮藏条件下可溶性蛋白含量比1 ℃分别高1.38倍、1.01倍、1.34倍和1.29倍。
图4 不同贮藏温度对农大7号欧李果实可溶性蛋白含量的影响
2.5 不同贮藏温度对农大7号欧李果实脯氨酸含量的影响
如图5 所示,农大7号欧李果实在25 ℃贮藏条件下随贮藏时间的延长,脯氨酸含量呈先下降后上升的变化趋势,造成这种原因可能是果实在25 ℃采后贮藏期内脯氨酸含量的积累需要一定的启动时间;而在1 ℃和4 ℃贮藏条件下,果实内脯氨酸含量随贮藏时间的延长呈先上升后下降的变化趋势,与25 ℃条件趋势有差别,说明果实细胞内低温贮藏条件下脯氨酸含量的积累。且在相同贮藏时间时,25 ℃下果实中脯氨酸含量明显高于1 ℃和4 ℃。当贮藏时间至14 d时,25 ℃下果实内脯氨酸含量分别比1 ℃和4 ℃条件下高56.61%、65.09%。说明在14 d时,25 ℃条件下已不利于果实的贮藏。随贮藏时间继续延长至16 d,1 ℃与4 ℃贮藏条件下脯氨酸含量存在显著性差异(P<0.05),但延长至18 d和20 d时,二者之间无显著性差异。
图5 不同贮藏温度对农大7号欧李果实脯氨酸含量的影响
2.6 不同贮藏温度对农大7号欧李果实丙二醛含量的影响
如图6 所示,农大7号欧李果实在不同温度贮藏条件下果实内MDA含量变化趋势不尽相同,在25 ℃条件下,果实内MDA含量随贮藏时间的延长呈先上升后下降的变化趋势,在贮藏至12 d时,果实内MDA含量最高;在4 ℃贮藏条件下,果实内MDA含量随贮藏时间延长同样呈先上升后下降的变化趋势;但在贮藏第4 d就已经表现出下降的趋势;在1 ℃贮藏条件下几乎呈上升变化趋势,但较4 ℃和25 ℃缓慢。同一贮藏时间下,25 ℃下MDA含量明显高于1 ℃和4 ℃,但4 ℃又明显高于1℃,且在第12 d表现最为明显,25 ℃条件下MDA含量分别是1 ℃和4 ℃下的2.60倍和1.49倍。当贮藏时间延长至14~20 d内,1 ℃下MDA含量均显著高于4 ℃。
图6 不同贮藏温度对农大7号欧李果实丙二醛含量的影响
3 讨论与结论
在果实采后衰老过程中,呼吸作用会持续加强,当到达一定峰值后呼吸作用会不断减弱。环境温度是采后果实呼吸作用的主要因素之一。果实采后衰老过程涉及新陈代谢和酶活性系统显著变化的氧化过程[13]。此过程会涉及很多生理生化变化,如膜脂过氧化反应导致细胞膜结构的完整性被破坏[14],MDA含量不断积累[15],积累过多会加剧果实的膜脂过氧化作用,严重时会直接导致果实体内细胞的死亡[16]。本研究中发现在贮藏前期1 ℃条件下果实中MDA含量较低,而随着时间延长,4℃贮藏条件MDA含量较低。本试验得出的丙二醛的变化趋势与陈自立[17]等人对葡萄采后研究结果一致,随时间增加含量升高。
同样,在果实采后衰老过程中,活性氧的积累会破坏其体内正常代谢的动态平衡,为维持正常代谢水平,果实体内的抗氧化酶体系包括SOD、POD、CAT和APX等起着至关重要的作用,其活性高低决定着果实衰老软化进度和品质好坏[18-19]。SOD可以清除植物体内新陈代谢产生的有害物质,在果实采后过程中,SOD活性越高,表明果实耐贮性越差[20];POD也可以清除植物体内活性氧和自由基,降低膜脂过氧化作用,在果实采后过程中POD活性越高,表明果实衰老越严重[21-22]。CAT在植物体内主要清除过氧化氢产生的毒害,使植物体呈现自我防御机能,CAT活性越高,说明果实衰老速度越慢。本试验研究得出,随贮藏时间延长,1 ℃条件下SOD和POD活性显著低于4 ℃和25 ℃贮藏温度,研究结果与李莎莎[23]、陈浩[24]研究结果基本一致;同时研究发现农大7号欧李果实内CAT活性在1 ℃下显著高于4 ℃和25 ℃,这一研究结果与陈彦旭[25]对香椿芽采后的研究结果基本一致。
可溶性蛋白是果实细胞内各种酶的主要成分,与细胞的保水能力密切相关[26],细胞保水能力越强,对细胞膜的保护作用越强,越有利于果实贮藏。本研究发现随贮藏时间延长,4 ℃条件下较25 ℃和1 ℃下有利于果实中可溶性蛋白含量的积累。而1 ℃下,果实处于低温环境下,不利于果实细胞的呼吸,不利于可溶性蛋白的产生。研究结果与韩园园的研究结果基本一致[27]。
当果实进入贮藏期后,果实内的呼吸强度会发生明显的降低,温度是影响呼吸强度变化的重要因素。温度会影响果实细胞的正常代谢水平,进而影响果实细胞壁组分的细胞壁水解酶作用下引起的一系列生理生化反应[28],从而影响果实外在质地和内在品质。适当低温环境有利于抑制果实的呼吸作用进而延长果实的贮藏期。本研究通过探讨1 ℃、4 ℃以及25 ℃条件对农大7号欧李果实的贮藏情况得出1 ℃条件下有利于延长其贮藏期。