外源水杨酸处理对蓝莓采后生理及贮藏品质的影响

张瑜瑜，陈泽斌，用成健，刘佳妮，姚丽媛，华金珠，范志伟

(昆明学院 农学与生命科学学院，昆明 650214)

【研究意义】蓝莓(VacciniumcorymbosumL.)又称越橘，杜鹃花科越橘属，其果味酸甜，风味独特，果实中含有大量的多酚、花青素、维生素等，且有较高的抗氧化活性。研究表明，蓝莓具有预防癌症、防止脑神经衰老、保护毛细血管、消除眼疲劳、增进视力等作用[1]。成熟蓝莓果肉硬度小，贮运性能较差，随着种植面积和产量的迅速增加，对蓝莓采后生理及贮藏保鲜技术的研究显得日益重要。水杨酸(Salicyic acid，SA)是一种普遍存在于植物体内的一种内源小分子化合物，其参与植物体内多种重要的生理生化过程，适当浓度的外源水杨酸处理能够提高系统抗性[2]、抑制水果腐烂、延缓采后果实成熟衰老[3]、减轻冷害的发生等。【前人研究进展】采后蓝莓品质劣变速度快，与其细胞内活性氧对膜脂质、叶绿素和蛋白质等生物大分子的氧化伤害有关。采后蓝莓水分、呼吸代谢、乙烯生成及膜脂质过氧化过程会加速，进而导致其衰老进程和品质劣变加剧[4-9]。【本研究切入点】为研究外源水杨酸对蓝莓果实采后生理代谢的影响，探讨其采后生理代谢作用机制，本研究以云南澄江地区主栽“夏普蓝”蓝莓为试验材料，用不同浓度的水杨酸溶液对采后蓝莓进行处理，于4±1 ℃的贮藏下评价感官品质和果实硬度，测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、总酚、抗坏血酸(ASA)、可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)等生理指标。【拟解决的关键问题】以期为蓝莓保鲜技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试蓝莓品种为“夏普兰”，2019年10月18日上午10:00时采于云南澄江蓝莓种植基地，采收无病虫害、成熟度和大小一致的果实，随即运回实验室。

试验用SA由天津赢达稀贵化学试剂有限公司生产。

1.2 仪器与设备

Uv-120-02紫外分光光度计(日本岛津有限公司)；BluePard Cu420电热恒温水浴锅(上海一恒科学仪器有限公司)；Lab Tech EV311旋转蒸发仪(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)；PL204型精密电子天平(成都浩宇驰仪表有限公司)；Sigma1-14离心机(北京科普顺科技有限公司)；TA-XT.Plus型质构仪(英国Smsta公司)；CR-400色差仪(日本Konica Minolta公司)；PR-101α折糖仪(日本ATAGO公司)；808智能电位滴定仪(瑞士万通公司)。

1.3 试验设计

试验设4个处理，将采摘的果实随机分为4组，每组100颗，分别用浓度为0.5、1.0、1.5 mmol/L水杨酸溶液处理10 min，晾干后用PVC保鲜袋分装，以去离子水为对照，在(4±1)℃的冷藏环境下贮藏，每隔3 d评价蓝莓果实的感官品质，测定果实的硬度、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、总酚、抗坏血酸、可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)等指标，做3次重复。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 外观品质 感官品质评分(表1)：由10名评价人员进行感官品质评分。

果实硬度：使用TA-XT.Plus型质构仪测定，探头直径为2 mm，测试深度为3 mm，测试速度为2 mm/s；每次测定取3个蓝莓果实在中部带皮测定，每个果实重复3次取平均值，单位为kg/cm2。

1.4.2 生理指标测定 SOD含量采用亚硝酸还原法测定[10]；POD活性采用愈创木酚法测定[11]；总酚含量采用紫外分光光度法测定[11]；抗坏血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚法测定[10]；可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法[10]；MDA含量采用硫代巴比妥酸比色法测定[10]。

表1 蓝莓果实感官品质评价评分标准

1.4.3 数据处理 采用SPSS 20.0和Origin 8.0对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓外观品质的影响

经不同浓度外源SA处理的云南主栽“夏普蓝”蓝莓，在低温贮藏条件下感官品质的评分处于逐渐下降趋势(图1)。贮藏第3和6天，浓度为0.5 mmol/L的外源SA处理的蓝莓感官评分与浓度为1.0 mmol/L的处理间的差异不显著，与CK和1.5 mmol/L的处理间差异极显著(P<0.05)；在第9,12和15天时，0.5 mmol/L的处理与其余3个处理间的差异均为极显著(P<0.05)。感官品质评价结果表明，浓度为0.5 mmol/L的外源SA处理的感官品质保持效果最好。

果实硬度是衡量果实品质和贮藏性状的重要指标。随着果实的不断成熟，果肉逐渐变软，耐压力也随之下降。经不同浓度外源SA处理的云南主栽“夏普蓝”蓝莓，经外源SA处理后在低温贮藏条件下，果实硬度处于逐渐降低的趋势(图2)。贮藏第3天，浓度为0.5 mmol/L的外源SA处理的果实硬度与其余3个处理间差异不显著，贮藏第9,12,15天,浓度为0.5 mmol/L的外源SA处理的果实硬度与其余3个处理间的差异均为极显著(P<0.05)。

图1 外源SA处理云南主栽“夏普蓝”蓝莓的感官评分Fig.1 Sensory score of Yunnan ‘Sharp Blue’ blueberries treated with exogenous SA

图2 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实硬度的影响Fig.2 Effect of exogenous SA treatment on the fruit firmness of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

2.2 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓SOD活性的影响

由图3可知，不同浓度外源SA处理的蓝莓，低温贮藏条件下SOD酶活趋势。在贮藏的第3、6、9天，0.5 mmol/L SA处理SOD酶活性与其他处理没有明显差异；在第12、15天，0.5 mmol/L SA处理其SOD酶活性与其他处理存在极显著差异(P<0.05)。由此可表明，0.5 mmol/L SA处理对SOD酶活力的影响较大。

2.3 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓POD活性的影响

POD是植物体内极为重要的呼吸酶之一，它的活性与植物体内酚类物质代谢物的抗性密切相关。由图4可知，不同浓度外源SA处理的蓝莓果实，在低温贮藏条件下其POD酶活性均呈抛物线变化趋势，均在贮藏第9天达到高峰，随后开始呈现显著下降。3个不同浓度的SA处理，其POD酶活性的峰值依次为SA1.0>SA1.5>SA0.5，贮藏第12、15天，0.5 mmol/L的SA处理与其他处理存在极显著差异(P<0.05)。

图3 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓SOD活性的影响Fig.3 Influence of exogenous SA treatment on SOD of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

图4 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓POD活性的影响Fig.4 Influence of exogenous SA treatment on POD of ‘Sharp Blue’ blueberry planted in Yunnan province

2.4 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓总酚含量的影响

由图5可知，随着贮藏时间逐渐延长，所有处理的蓝莓果实总酚含量均呈抛物线变化趋势，总酚含量均在第6天达到峰值，3个SA处理的总酚含量峰值依次为SA0.5>SA1.5>SA1.0，此后开始逐渐下降。在贮藏第6天，0.5 mmol/L的SA处理与其余2个SA处理间差异不显著，在贮藏第9、12、15天，0.5mmol/L的SA处理与其他处理存在极显著差异(P<0.05)。

图5 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓总酚含量的影响Fig.5 Effect of exogenous SA treatment on the total phenol content of ‘Sharp Blue’ blueberries grown in Yunnan province

图6 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓ASA含量的影响Fig.6 Influence of exogenous SA treatment on ASA content of ‘Sharp Blue’ blueberry in Yunnan province

2.5 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓抗坏血酸含量的影响

由图6可知，低温贮藏期间，ASA含量呈逐渐下降趋势。贮藏第3天，3个SA处理的ASA含量显著高于对照(P<0.05)，贮藏第6、9、12、15天，0.5 mmol/L的SA处理的ASA含量与其余处理间差异极显著(P<0.05)。结果表明，外源SA处理可显著减缓蓝莓果实采后ASA含量的减少，其中以0.5 mmol/L的SA处理效果最佳。

2.6 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓可溶性蛋白质含量的影响

由图7可知，采后SA处理的“夏普蓝”蓝莓的低温贮藏期间其可溶性糖蛋白质处于先升高后降低的趋势。贮藏第3天，3个SA处理的类胡萝卜素含量与对照间的没有明显差异，第9天时，3个SA处理的可溶性蛋白质含量与CK间的差异极显著(P<0.05)，第6、12和15天时，0.5 mmol/L的SA处理蓝莓，其可溶性蛋白含量与其余3个处理间的差异极显著(P<0.05)。由此表明，SA处理能降低采后蓝莓果实对温度的敏感性，从而有利于提高其耐寒性，有助于延缓衰老。

图7 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓可溶性蛋白质含量的影响Fig.7 Effects of exogenous SA treatment on soluble protein content of ‘Sharp Blue’ blueberries grown in Yunnan province

图8 外源SA处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓丙二醛(MDA)含量的影响Fig.8 Effects of exogenous SA treatment on MDA content of ‘Sharp Blue’ blueberries in Yunnan province

2.7 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓丙二醛(MDA)含量的影响

果蔬采后由于活性氧的不断积累，会发生膜脂过氧化作用，MDA就是膜脂过氧化的产物之一[12]，也是植物组织衰老的重要指标。由图8可知，随着贮藏时间的延长，CK和3个SA处理的蓝莓MDA含量呈逐渐上升趋势，3个SA处理的MDA含量与CK存在差异极显著(P<0.05)，其中，在贮藏第6、12和15天，0.5 mmol/L SA处理的蓝莓果实的MDA含量(P<0.05)显著低于其他处理。由此说明，外源SA处理能有效抑制膜脂过氧化进程，从而延缓果实的采后衰老进程。

表2 3个主成分的特征值、方差贡献率及累计方差贡献率

表3 外源SA处理对“夏普蓝”蓝莓各项生理指标变量主成分载荷矩阵

2.8 外源水杨酸处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓衰老作用的主成分分析和相关性分析

2.8.1 主成分分析 为进一步明确外源SA处理和贮藏时间对云南主栽蓝莓果实采后生理代谢的影响，将外源SA处理采后蓝莓果实的各项生理指标进行主成分分析，得出蓝莓果实主成分原始数据相关的特征值、方差贡献率及累计方差贡献率(表2)、主成分载荷矩阵(表3)和碎石图(图9)。

由表2和图9可知，第1主成分的方差贡献率为53.443%，第2主成分的方差贡献率为37.121%，总累计方差贡献率为90.563%，2个主成分包含了所测的全部生理指标，可以表明变化趋势。

图9 外源SA处理对“夏普蓝”蓝莓采后生理指标主成分分析碎石图Fig.9 Lithotripsy diagram of principal component analysis of postharvest physiological indexes of ‘Sharp Blue’ blueberries treated with exogenous SA

由主成分载荷矩阵(表3)可知，MDA在第1主成分有较高的正向载荷，而ASA在第1主成分有较高的负向载荷，说明第1主成分会随着MDA增加而增大，随着ASA的增加而减小；POD、SOD在第2主成分有较高的正向载荷，MDA在第2 主成分为负向载荷，说明第2主成分会随着POD和SOD的增加而增大；随着MDA的增加而减小。

2.8.2 相关性分析 由表4相关性数据分析可知，果实硬度与感官品质评分间呈极显著正相关(P<0.01)；POD和SOD与感官品质评分、果实硬度间相关性不显著；总酚与感官品质评分、果实硬度、POD和SOD间呈极显著正相关(P<0.01)；ASA与感官品质评分、果实硬度间呈极显著正相关(P<0.01)；可溶性蛋白质与POD和SOD、呈极显著正相关(P<0.01)；MDA与感官品质评分、果实硬度、总酚和ASA间呈极显著负相关(P<0.01)，试验结果表明，外源SA处理的蓝莓采后品质与果实细胞的完整性和抗氧化能力之间的关系极为密切。

由图10中2个主成分的综合评分可知，外源SA处理的蓝莓其综合评分均显著高于对照处理(P<0.05)，以0.5 mmol/L外源SA处理的采后蓝莓果实的综合得分最高。

3 讨 论

图10 外源SA处理对云南主栽蓝莓采后生理代谢综合得分的影响Fig.10 Effects of exogenous SA treatment on postharvest physiological and metabolic scores of main blueberries in Yunnan province

表4 外源SA处理云南主栽蓝莓采后各项生理指标的相关性

SA是一种酚类物质，它广泛存在于植物体内，因此，低浓度的SA对人类和环境都不会产生毒害。同时，外源SA处理还能诱导植物产生自主抗性，从而低于病原微生物的伤害，提高果实品质和抗病性，延长其货架期[21-22]。李丽萍等[23]的研究结果表明，0.1 g/L的外源SA处理对桃果实有一定保鲜效果。同时，Chan等[24]研究认为，浓度为0.1%的SA对甜樱桃的腐烂和呼吸速率有明显的抑制作用，如浓度高于0.2%，防腐和提高品质的效果反而不显著。由此可以表明，结构差异较大的不同种类的果实，对SA的敏感浓度也有较大差异，适用的最佳浓度也会有所不同。

主成分分析是将几个及其以上指标进行降维、建模、特征向量进行线性分类，从而使分析结果更完整和更科学的一种数据分析方法[25]。本试验研究通过主成分分析法对8个采后生理指标进行分析，结果表明，前2个主成分的累计方差贡献率为90.563%，由此可以说明前2个主成分可以较好的反映整体数据，它们代表了MDA、POD、SOD及可溶性蛋白质等生理指标。通过本试验和研究结果分析可以得出,外源SA对蓝莓果实采后品质和延长贮藏期的作用是显著的。此外，本试验仅从蓝莓果实采后的生理代谢指标进行了分析研究，还缺乏对于采后果实内部的代谢酶及基因差异表达的研究，这将作为下一步的研究目标。

4 结 论

本试验的试验结果表明，与对照相比，外源SA处理能够保持“夏普蓝”蓝莓果实在(4±1)℃的贮藏过程中的果实硬度，减缓ASA含量、总酚含量、可溶性蛋白含量、POD、SOD活性的降低，保持蓝莓果实采后的贮藏品质，从而延缓其采后的成熟衰老；对8个生理指标进行主成分分析可知，MDA、POD、SOD及TSS这4个指标受外源SA的影响较大。

相关性分析结果表明，果实硬度与感官品质评分间呈极显著正相关(P<0.01)；POD和SOD与感官品质评分、果实硬度间相关性不显著；总酚与感官品质评分、果实硬度、POD和SOD间呈极显著正相关(P<0.01)；ASA与感官品质评分、果实硬度间呈极显著正相关(P<0.01)；可溶性蛋白质与POD和SOD、呈极显著正相关(P<0.01)；MDA与感官品质评分、果实硬度、总酚和ASA间呈极显著负相关(P<0.01)，试验结果表明，外源SA处理的蓝莓采后品质与果实细胞的完整性和抗氧化能力之间的关系极为密切。主成分的综合评分的结果表明，0.5 mmol/L外源SA处理的采后蓝莓果实的综合得分最高。