不同浓度茉莉酸甲酯处理对“金冠”苹果保鲜效果的影响

唐伟杰，张潆支，张 良，吕静祎，孙明宇，葛永红，陈敬鑫

（1.渤海大学 食品科学与工程学院，辽宁锦州 121013；2.锦州市检验检测认证中心，辽宁锦州 121013）

0 引言

苹果，属于呼吸跃变型果实，是我国重要经济果树之一，产量位居世界首位［1］。茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）是天然植物调节剂，能够调节植物种子萌发、开花及果实成熟等多种生长发育过程，还在抗逆反应中起着重要作用［2］。据报道，适宜浓度外源MeJA处理可保持果实贮藏品质。150 µmol/L MeJA可减缓草莓可溶性固形物（total soluble solids，TSS）、可滴定酸（titratable acid，TA）以及抗坏血酸（ascorbic acid，ASA）含量的降低［3］。10 µmol/L MeJA明显抑制香蕉可溶性糖含量下降［4］。100 µmol/L MeJA可显著延缓冬枣硬度下降，抑制其呼吸速率和多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性［5］。500 µmol/L MeJA可提高猕猴桃TSS和ASA含量［6］。然而，外源MeJA也可促进采后成熟衰老进程。研究发现，500 µmol/L MeJA加快番茄果实采后乙烯产生［7］。50 mg/L MeJA促进葡萄果实叶绿素降解［8］。100 µmol/L MeJA有利于保持“富士”苹果采后品质与抗氧化能力［9］。上述研究表明，MeJA对果蔬采后成熟衰老及贮藏品质的影响有浓度效应。但目前关于低浓度MeJA对苹果采后成熟衰老影响的研究却很少。我们前期用0，500，1 500，2 000 µmol/L MeJA处理苹果果实，发现1 500 µmol/L MeJA明显促进苹果采后成熟衰老进程，而2 000 µmol/L 则有相反效果［10］。

本文以“金冠”苹果果实为研究对象，采后用0，10，100，1 500 µmol/L外源MeJA处理，通过测定贮藏品质及成熟衰老相关指标变化，探明外源MeJA在苹果果实处理效果的浓度效应，为苹果保鲜新技术的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

“金冠”苹果果实于2021年9月20日采自辽宁省锦州市太和区果树农场，果实处于商业采收期，TSS含量为11.27%，硬度为10.85 kg/cm2。采收后随机选取大小、成熟度一致，无病虫害以及机械损伤的不套袋苹果720个，采用纸板箱包装好后立即运送至实验室。MeJA（有效成分质量分数95%），Tween-20（有效成分质量分数96%）：北京索莱宝科技有限公司。其他常用试剂均为国产分析纯。

7820型气相色谱仪（美国安捷伦科技公司）；GY-3型指针式水果硬度计（浙江托普云农科技股份有限公司）；PAL-3数显手持折光仪（北京伊特诺电子科技有限公司）；UV-2550型紫外/可见分光光度计（日本岛津仪器有限公司）；Legend Micro21R型冷冻离心机（美国赛默飞世尔科技公司）。

1.2 处理方法

随机将苹果果实分成4组，其中3组分别使用10，100，1 500 µmol/L MeJA溶液浸泡5 min，对照组（CK）则采用蒸馏水溶液浸泡5 min，以上各组处理溶液均含0.2% Tween-20。各处理组均重复处理3次，每次60个果实，每组共处理180个果实。果实浸泡后取出自然晾干，而后置于纸板箱内常温（20±2）℃贮藏，在贮藏的0，7，14，21，28，35 d，从各组随机选取12个果实进行呼吸速率、乙烯释放速率和硬度的测定。另外从各组再随机选取9个果实切成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的小块，液氮速冻后贮存于-80 ℃超低温冰箱中，用于其余指标的测定。

1.3 理化指标测定方法

1.3.1 呼吸速率和乙烯释放速率的测定

每组每次各取4个果实常温密封于干燥器中1 h，抽取1 mL顶空气体用气相色谱仪测定呼吸速率和乙烯释放速率［11］，重复3次，单位均为µmol/（kg·s）。

1.3.2 硬度、TSS和TA含量的测定

用水果硬度计测定硬度，在果实赤道部位呈120 °角取3个点，去皮后将硬度计探头垂直插入，重复3次取平均值，单位为kg/cm2。采用折光仪测定TSS含量，采用氢氧化钠滴定法测定TA含量［12］，TSS和TA 含量以质量分数（%）表示。

1.3.3 ASA含量、总酚含量和PPO活性的测定

每指标从各处理冻样中随机取1 g样品进行测定，参照曹建康等［13］的方法，采用2，6-二氯靛酚法测定ASA含量，以mg/（100 g）表示；采用紫外分光光度法测定果实的总酚含量和PPO活性，单位分别以OD280/g和U/g表示。

1.3.4 O2-·产生速率以及MDA和H2O2含量的测定

每指标从各处理冻样中随机取1 g样品进行测定，采用硫代巴比妥酸法测定果实MDA含量［14］，单位为µmol/g；参照曹建康等［13］的方法，测定O2-·产生速率及H2O2含量，单位分别为mmol/（min·g）和µmol/g。

1.4 数据分析

各项指标均重复测定3次，以平均值作为最终值。采用Microsoft Excel 2016进行平均数以及标准方差分析，SPSS 22.0进行显著性分析，P＜0.05表示差异显著。用Origin 2021作图，图中不同字母表示差异显著。

2 结果与讨论

2.1 对果实呼吸速率和乙烯释放速率的影响

呼吸速率、乙烯释放速率与呼吸跃变型果实的成熟衰老密切相关，呼吸高峰后，果实很快衰老［15］。如图1所示，对照组及1 500 µmol/L MeJA处理组的呼吸速率和乙烯释放速率高峰均出现在第21 d，而10，100 µmol/L MeJA处理组则出现在第28 d。在第21 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的呼吸速率和乙烯释放速率高峰值分别是对照组的1.07，1.05倍；10 µmol/L MeJA处理组分别比对照组低26%和24%；100 µmol/L MeJA处理组则分别比对照组低17%和18%，均有显著差异（P＜0.05）。在第28 d，100 µmol/L MeJA处理组的呼吸速率和乙烯释放速率分别是10 µmol/L MeJA处理组的1.12，1.26倍，有显著差异（P＜0.05）。可见，10，100 µmol/L MeJA处理均抑制了果实呼吸速率和乙烯释放速率，延缓其成熟衰老进程，而1 500 µmol/L MeJA处理组则相反。在梨、苹果等果实上的研究表明［16-17］，外源MeJA处理能够调控果实成熟过程中内源乙烯的合成。MeJA处理可通过诱导乙烯合成酶关键基因ACS的表达加速果实乙烯产生［18］。本研究发现，外源MeJA处理对苹果采后成熟过程中乙烯合成的影响具有浓度效应。

图1 不同浓度MeJA 处理对苹果果实呼吸速率和乙烯释放速率的影响Fig.1 Effects of MeJA treatment at different concentrations on respiration rate and ethylene release rate of apple fruit

2.2 对果实硬度、TA和TSS含量的影响

硬度、TA和TSS含量是评价果实贮藏品质的重要指标。如图2（a）（b）所示，各处理组的果实硬度和TA含量在贮藏期间均呈下降趋势，其中10 µmol/L MeJA处理组的硬度和TA含量最高，而1 500 µmol/L MeJA处理组则最低。在第35 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的硬度和TA含量分别比对照组低5%和10%，而10 µmol/L MeJA处理组分别是100 µmol/L MeJA处理组的1.05，1.07倍，均有显著差异（P＜0.05）。在桃及蓝莓果实上的研究发现［19-20］，外源MeJA处理能够通过调控细胞壁降解关键酶的活性及基因的表达，进而调控果实的软化进程。有机酸参与果实成熟期间呼吸代谢。在猕猴桃、枇杷及南果梨等果实上的研究发现［21-23］，适宜MeJA处理能够使果实在贮藏期间保持较高的TA含量。本研究发现，10，100 µmol/L MeJA处理能够有效减缓TA含量下降，推测可能是由于呼吸速率被抑制造成，而1 500 µmol/L MeJA处理组则相反。

图2 不同浓度MeJA 处理对苹果果实硬度、TA和TSS含量的影响Fig.2 Effects of MeJA treatment at different concentrations on flesh firmness，TA and TSS contents of apple fruit

如图2（c）所示，各处理组TSS含量呈现先上升后下降的趋势，其中1 500 µmol/L MeJA处理组和对照组TSS含量高峰值均出现在第21 d，而10，100 µmol/L MeJA处理组则出现在第28 d。在第21 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的TSS含量是对照组的1.02倍，有显著差异（P＜0.05）。在第28 d，100 µmol/L MeJA处理组的TSS含量是10 µmol/L MeJA处理组的1.03倍，有显著差异（P＜0.05）。果实成熟期间，淀粉水解转化为单糖或寡糖，使其可溶性糖含量提高，甜味增加。在猕猴桃与枇杷果实上的研究发现，适宜MeJA处理能够使果实在贮藏后期保持较高的TSS含量。本研究中10，100 µmol/L MeJA处理延缓苹果果实TSS含量的上升，推测可能是由于其延缓了淀粉水解造成，而1 500 µmol/L MeJA处理组则相反。综上所述，1 500 µmol/L MeJA处理加速了果实在贮藏期间硬度、TA含量的下降及TSS含量的上升，加快其品质劣变，而10，100 µmol/L MeJA处理则相反，其中以10 µmol/L MeJA处理的保鲜效果最好。

2.3 对果实ASA、总酚含量和PPO活性的影响

ASA和总酚是果蔬体内重要的抗氧化物质。如图3（a）（b）所示，各处理组ASA和总酚含量总体呈下降趋势，其中10，100 µmol/L MeJA处理组的ASA和总酚含量均高于对照组，而1 500µmol/L MeJA处理组在贮藏前21 d低于对照组。在第35 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的总酚含量比对照组低9%，而10，100 µmol/L MeJA处理组则分别是对照组的1.17，1.12倍，均有显著差异（P＜0.05）。果蔬在贮藏过程中，组织发生褐变与PPO活性密切相关。如图3（c）所示，各处理组的PPO活性均呈先上升后下降趋势，其中10，100 µmol/L MeJA处理组始终要低于对照组，而1 500 µmol/L MeJA处理组则相反。在第21 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的PPO活性是对照组的1.12倍。可见，1 500 µmol/L MeJA处理提高了果实的PPO活性，降低总酚和ASA的含量，加速褐变，而10，100 µmol/L MeJA处理效果则相反。

图3 不同浓度MeJA处理对苹果果实ASA、总酚含量和PPO活性的影响Fig.3 Effects of MeJA treatment at different concentrations on contents of ASA，total phenol and PPO activity of apple fruit

在梨果实上的研究发现，100 µmol/L MeJA处理降低了梨果实在低温贮藏期间的PPO活性，有效地保持总酚含量，降低褐变率及褐变指数［24］，而2 000 µmol/L MeJA处理使梨果实常温贮藏期间总酚含量降低，加速果实褐变［25］。可见，外源MeJA 处理对梨果实采后褐变的影响与处理浓度有关。本研究发现，外源 MeJA 处理对苹果果实采后褐变的影响也具有浓度效应。

2.4 对果实O2- ·产生速率、MDA及H2O2含量的影响

O2-·和H2O2等活性氧积累会加剧果蔬细胞膜脂过氧化，加速组织衰老。如图4所示，各处理组MDA含量、O2-·产生速率均呈上升趋势，其中10，100 µmol/L MeJA处理组的MDA含量、O2-·产生速率在整个贮藏期间整体低于对照组，而1 500 µmol/L MeJA处理组则始终高于对照组。在第35 d，10 µmol/L MeJA处理组的MDA含量及O2-·产生速率比对照组分别低14%和12%，都比100 µmol/L MeJA处理组低5%，而1 500 µmol/L MeJA处理组分别是对照组的1.06，1.16倍，均有显著差异（P＜0.05）。各处理组H2O2含量高峰值均出现在第21 d。在第21 d，1 500 µmol/L MeJA处理组的H2O2含量高峰值是对照组的1.15倍，而10，100 µmol/L MeJA处理组分别比对照组低6%和4%，均有显著差异（P＜0.05）。10 µmol/L MeJA处理组的H2O2含量在第14～35 d显著低于100 µmol/L MeJA处理组。可见，10，100 µmol/L MeJA处理能够抑制苹果贮藏期间活性氧的积累，减缓膜质过氧化作用，延缓果实的衰老进程，而1 500 µmol/L MeJA处理组则相反，其中以10 µmol/L MeJA处理的保鲜效果最好。上述结果表明，MeJA对苹果采后活性氧积累及膜脂过氧化作用的效果与处理浓度密切相关，与在草莓果实上的研究结果一致［26］。

图4 不同浓度MeJA处理对苹果果实O2-·产生速率、MDA及H2O2含量的影响Fig.4 Effects of MeJA treatment at different concentrations on O2-·production rate，MDA and H2O2 content in apple fruits

3 结论

通过对比10，100，1 500 µmol/L的MeJA浸泡处理对苹果常温贮藏期间保鲜效果的影响，研究发现，10，100 µmol/L的MeJA处理较好地维持了“金冠”苹果果实常温贮藏品质，减缓果实的膜脂过氧化，其中10 µmol/L的MeJA处理保鲜效果更佳。外源MeJA处理对苹果果实保鲜效果的影响与其浓度密切相关。

1 500 µmol/L MeJA处理使果实的乙烯释放量及呼吸速率高峰提前，加速了果实软化、组织褐变及活性氧的积累，使膜脂过氧化加剧，因此加速其成熟与衰老进程。不同浓度外源MeJA如何通过影响细胞壁组分代谢，进而调控苹果的采后软化进程，还需进一步深入研究。

不同浓度MeJA处理如何通过调控苹果乙烯生物合成途径的相关酶活性、关键基因的表达，从而影响内源乙烯的合成，还需要进一步深入研究。