徐冬穎,劉婧,2,左進(jìn)華,高麗樸,王清
(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,農(nóng)業(yè)部蔬菜產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097)(2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,安徽合肥 230000)
尖椒(Capsicum frutescensL.)屬茄科植物,在我國(guó)各地種植廣泛,消費(fèi)市場(chǎng)需求量大[1]。尖椒果皮光滑細(xì)嫩,富含維生素C、蛋白質(zhì)、多種微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值十分豐富,具有加速新陳代謝、改善食欲、美容保健等功效。尖椒果肉脆嫩,采后生理代謝旺盛,極易出現(xiàn)失水萎蔫、衰老轉(zhuǎn)紅及蒂部腐爛等現(xiàn)象[2],嚴(yán)重影響營(yíng)養(yǎng)和商品價(jià)值。運(yùn)輸振動(dòng)是導(dǎo)致果蔬采后機(jī)械損傷、果實(shí)呼吸強(qiáng)度增加、貨架期縮短的重要原因之一[3,4]。當(dāng)前研究結(jié)果表明:模擬運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)加速哈密瓜果肉的軟化及衰老腐敗[5,6];加快冷藏鮮杏的后熟[4];運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鮮切生菜品質(zhì)下降,且振動(dòng)強(qiáng)度越高,其貯藏品質(zhì)越差[7]。因此,研發(fā)安全有效的保鮮方法來(lái)提高尖椒運(yùn)輸后貯藏期間的品質(zhì),對(duì)尖椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)是植物中天然存在的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子,在調(diào)節(jié)植物脅迫反應(yīng)和發(fā)育過(guò)程方面發(fā)揮著重要的作用[8]。MeJA可以修復(fù)果蔬外來(lái)的機(jī)械損傷,防止病原菌侵染,還可促進(jìn)果蔬營(yíng)養(yǎng)成分的有效積累,提高果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,延長(zhǎng)其貯藏期[9]。研究表明:MeJA可以提高菜心的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及耐貯性[10];保持茄子的貯藏品質(zhì)[11];還可延緩鮮切芹菜的衰老進(jìn)程,其中1 μmol/L的MeJA對(duì)芹菜的保鮮效果最佳[7]。尖椒貯藏運(yùn)輸過(guò)程中,易因擠壓、振動(dòng)而發(fā)生擦傷、碰傷,加重椒體的機(jī)械損傷,加速其軟化衰老,引起果實(shí)品質(zhì)劣變。因此,本實(shí)驗(yàn)?zāi)M了運(yùn)輸振動(dòng)過(guò)程,通過(guò)對(duì)常溫貯藏期間多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定,來(lái)探究濃度為5 μmol/L的MeJA處理對(duì)振動(dòng)后尖椒貯藏品質(zhì)的影響,為其貯運(yùn)保鮮提供理論參考。
供試的尖椒采摘于延慶東小營(yíng)村,挑選無(wú)機(jī)械傷、無(wú)病蟲(chóng)害、成熟度一致的完好尖椒作為實(shí)驗(yàn)試材;0.03 mm PE膜購(gòu)于北京華盾雪花有限公司;模擬運(yùn)輸振動(dòng)時(shí)所用紙箱的長(zhǎng)、寬、高分別為490 mm、300 mm、310 mm,采購(gòu)于北京新發(fā)地農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)。
UV-1800紫外分光光度計(jì),日本京都島津公司;D-37520臺(tái)式冷凍高速離心機(jī),Thermo Fisher Scientific;HW·SY11-K型電熱恒溫水浴鍋,北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司;GY-4-J型數(shù)顯水果硬度計(jì),浙江托普儀器有限公司;IKA A11 basic分析研磨機(jī),德國(guó)。
將選好的尖椒裝入紙箱中,其中一箱不參與振動(dòng),作為對(duì)照,其余兩箱運(yùn)至經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)廣電計(jì)量檢測(cè)有限公司進(jìn)行模擬蔬菜運(yùn)輸振動(dòng)實(shí)驗(yàn),在0.5 g的振動(dòng)加速度、4 Hz的振動(dòng)頻率下常溫振動(dòng)2 h(頻譜如圖1所示)。振動(dòng)后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,將振動(dòng)后的尖椒隨機(jī)分成兩組,取其中一組用5 μmol/L的MeJA浸泡10 min,另一組同不振動(dòng)的尖椒分別用清水浸泡10 min,室溫晾干后裝入PE(厚度為0.03 mm)保鮮袋中,折扣包裝,于20±1 ℃的冷庫(kù)中貯藏,每2 d對(duì)不同處理組尖椒進(jìn)行取樣、觀察及品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定,樣品用液氮速凍,于-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.1 尖椒感官評(píng)分的測(cè)定
由6人組成的品評(píng)小組對(duì)各處理組尖椒的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)判,采取9分制[11,12],實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值,評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 尖椒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sheet of sensory assessment criteria of pepper
1.3.2 尖椒硬度的測(cè)定
硬度的測(cè)定使用GYJ數(shù)顯型硬度計(jì),探頭直徑為0.7 cm,單位為N。
1.3.3 尖椒失重率的測(cè)定
失重率的測(cè)定采用差量法[13],失重率(%)=(初始質(zhì)量-最終質(zhì)量)/初始質(zhì)量×100。
1.3.4 尖椒呼吸強(qiáng)度的測(cè)定
呼吸強(qiáng)度采用GXH-3051型便攜式氣體分析儀進(jìn)行測(cè)定。
1.3.5 尖椒葉綠素含量的測(cè)定
葉綠素含量的測(cè)定是根據(jù)Shi等[14]的方法:丙酮:乙醇(2:1)溶液作為樣品組織提取液,測(cè)定其在663 nm和645 nm處的吸光值。
1.3.6 尖椒可溶性固形物含量的測(cè)定
可溶性固形物(TSS)含量采用手持糖度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。
1.3.7 尖椒維生素C含量的測(cè)定
維生素C(Vc)含量的測(cè)定采用鉬酸銨比色法[15],測(cè)定其在760 nm處的吸光值。
1.3.8 尖椒抗氧化酶活性的測(cè)定
過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性測(cè)定均采用曹建康等[16]的方法,分別測(cè)定470 nm、240 nm、290 nm處的吸光值。
利用EXCEL 2010統(tǒng)計(jì)分析軟件行數(shù)據(jù)整理,利用Origin 8.5作圖,利用IBM SPSS Statistics 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(p<0.05為差異顯著;p<0.01為差異極顯著)。
圖1 尖椒振動(dòng)頻譜譜線圖Fig.1 Vibration spectrum line diagram of pepper
圖2 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of MeJA on sensory score of pepper after vibration
感官評(píng)定是描述和判斷尖椒品質(zhì)及質(zhì)量最直觀的指標(biāo),也是影響消費(fèi)者購(gòu)買意象的關(guān)鍵因素。如圖 2所示,尖椒貯藏期間的感官評(píng)分呈下降趨勢(shì),MeJA處理組尖椒的感官評(píng)分始終高于其他兩組,且在貯藏的第 4~8 d,MeJA 處理組與對(duì)照組差異極顯著(p<0.01);在貯藏結(jié)束時(shí),MeJA處理組尖椒仍具有一定商品價(jià)值,不振動(dòng)CK組尖椒的商品性達(dá)到最低限,而振動(dòng)CK組的尖椒已經(jīng)失去商品性。因此,模擬運(yùn)輸振動(dòng)實(shí)驗(yàn)會(huì)加快尖椒感觀品質(zhì)的下降,而MeJA處理可有效地維持振動(dòng)后尖椒的外觀品質(zhì)。
硬度是評(píng)價(jià)果蔬成熟程度的重要指標(biāo)[17],可直觀反映尖椒果皮脆嫩及新鮮程度。由圖3可知,尖椒果實(shí)的硬度隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降,MeJA處理的振動(dòng)后尖椒硬度始終高于對(duì)照組;在貯藏的第2~6 d,振動(dòng)CK組尖椒硬度與MeJA處理組及不振動(dòng)CK組差異顯著(p<0.05);在貯藏結(jié)束時(shí),MeJA處理組尖椒硬度比其他兩個(gè)處理組分別高出1.32 N和2.3 N。結(jié)果表明尖椒經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后,會(huì)加速果實(shí)貯藏期間品質(zhì)的下降,而MeJA處理可延緩其硬度的下降,對(duì)保持尖椒質(zhì)量具有促進(jìn)作用。
圖3 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒硬度的影響Fig.3 Effect of MeJA on hardness of pepper after vibration
圖4 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒失重率的影響Fig.4 Effect of MeJA on weight loss of pepper after vibration
果蔬在貯藏時(shí)由于水分蒸發(fā)及組織代謝消耗會(huì)產(chǎn)生失重現(xiàn)象[18],水分散失會(huì)使尖椒果皮鄒縮,椒體變軟,商品價(jià)值降低。如圖4所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),尖椒失重率呈上升趨勢(shì),MeJA處理組與不振動(dòng)CK組尖椒失重率上升趨勢(shì)較為緩慢,且二者之間無(wú)顯著差異,(p>0.05);在貯藏的第 6~10 d,MeJA 處理組與不振動(dòng)CK組尖椒失重率差異極顯著(p<0.01);貯藏結(jié)束時(shí),振動(dòng) CK組失重率達(dá)到 2.8%,不振動(dòng)CK組失重率為1.95%,而MeJA處理組僅為1.86%,表明振動(dòng)可能會(huì)加快尖椒的蒸騰呼吸作用,從而增加果體失重率,而MeJA處理可延緩貯藏期間振動(dòng)后尖椒失重率的上升。
圖5 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒呼吸強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of MeJA on respiration rate of pepper after vibration
果蔬的呼吸速率可直接影響其保質(zhì)期,呼吸速率越高,其保質(zhì)期越短[19]。如圖5所示,尖椒貯藏期間的呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì),且不振動(dòng)CK及MeJA處理組的呼吸強(qiáng)度始終維持在較低水平;在貯藏的0~2 d,不振動(dòng)CK組尖椒的呼吸高峰最小,說(shuō)明振動(dòng)會(huì)加快果實(shí)的呼吸速率;在貯藏的2~6 d,MeJA處理組尖椒的呼吸強(qiáng)度與振動(dòng) CK組差異極顯著(p<0.01),但與不振動(dòng)CK組無(wú)顯著差異(p>0.05),表明MeJA能抑制振動(dòng)后尖椒的呼吸作用,延長(zhǎng)其保質(zhì)期。
圖6 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒葉綠素含量的影響Fig.6 Effect of MeJA on chlorophyll content of pepper after vibration
葉綠素含量可以反映尖椒的貯藏品質(zhì),椒體黃化是由于葉綠素降解引起的。如圖6所示,振動(dòng)CK及不振動(dòng)CK處理組尖椒的葉綠素含量呈快速下降的趨勢(shì),且不振動(dòng)CK組葉綠素含量總體高于振動(dòng)CK組,MeJA處理組葉綠素含量下降趨勢(shì)較為緩慢,在貯藏的 2~10 d,MeJA 和振動(dòng) CK 處理組差異極顯著(p<0.01);在貯藏結(jié)束時(shí),每克MeJA處理組尖椒果實(shí)的葉綠素含量比不振動(dòng)CK組高0.0072 mg,比振動(dòng)CK組高0.014 mg,表明MeJA處理可有效維持振動(dòng)后尖椒的品質(zhì)及商品價(jià)值。
圖7 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒可溶性固形物含量的影響Fig.7 Effect of MeJA on TSS content of pepper after vibration
可溶性固形物(TSS)含量是評(píng)價(jià)尖椒營(yíng)養(yǎng)及商品價(jià)值的重要指標(biāo)。由圖7可知,尖椒的TSS含量在貯藏前6 d保持著較高的水平,在6~10 d呈快速下降趨勢(shì),且MeJA處理組TSS含量始終高于其他處理組;在貯藏的第2~6 d,MeJA處理組與振動(dòng)CK組差異顯著(p<0.05),在第10 d時(shí),兩者差異極顯著(p<0.01),且 MeJA處理組果實(shí)的 TSS含量高于對(duì)其他兩組0.3%,表明MeJA處理可延緩振動(dòng)后尖椒TSS含量的下降。
維生素C(Vc)是尖椒含量最豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是評(píng)價(jià)尖椒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。如圖8所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),尖椒的Vc含量呈下降趨勢(shì),不振動(dòng)處理組的Vc含量始終高于振動(dòng)CK組,且在貯藏的第0~8 d差異極顯著(p<0.01),表明振動(dòng)加速了尖椒營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。MeJA處理組尖椒的Vc含量始終高于振動(dòng)CK組,且兩者差異極顯著(p<0.01),在整個(gè)貯藏期內(nèi),振動(dòng)CK組尖椒Vc含量下降了0.99 mg,而MeJA處理組僅下降了0.67 mg,說(shuō)明MeJA處理可保持尖椒振動(dòng)后貯藏期內(nèi)的Vc含量。
圖8 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒維生素C含量的影響Fig.8 Effect of MeJA on vitamin C content of pepper after vibration
圖9 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒過(guò)氧化物酶活性的影響Fig.9 Effect of MeJA on POD activity of pepper after vibration
過(guò)氧化物酶(POD)是園藝作物逆境條件下酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,可清除過(guò)剩的自由基,從而提高植物的抗逆性[20]。如圖9所示,尖椒的POD活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降的趨勢(shì),在貯藏的第6 d達(dá)到最大值,不振動(dòng)處理組的POD活性始終高于振動(dòng)處理組,且除第 6 d外兩者差異極顯著(p<0.01),而MeJA處理組POD活性始終高于振動(dòng)
CK組,且在第2~8 d兩者差異極顯著(p<0.01),說(shuō)明MeJA處理可增強(qiáng)尖椒POD的活性,提高了果實(shí)貯藏期間的抗逆性。
過(guò)氧化氫酶(CAT)可通過(guò)調(diào)控活性氧過(guò)氧化氫來(lái)減輕細(xì)胞損傷,從而延緩植物的衰老[21]。如圖 10所示,尖椒的CAT活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降的趨勢(shì),不振動(dòng)處理組的CAT活性在貯藏期間高于振動(dòng)處理組,且在第 0~6 d兩者差異極顯著(p<0.01),MeJA處理組尖椒的CAT活性始終高于振動(dòng)CK組,在第2~10 d兩組處理極差異顯著(p<0.01),表明振動(dòng)會(huì)加重細(xì)胞損傷,而MeJA處理可增強(qiáng)CAT活性,延緩尖椒果實(shí)的衰老。
圖10 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒過(guò)氧化氫酶活性的影響Fig.10 Effect of MeJA on CAT activity of pepper after vibration
圖11 茉莉酸甲酯對(duì)振動(dòng)后尖椒抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性的影響Fig.11 Effect of MeJA on APX activity of pepper after vibration
抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)作為植物AsA-GSH氧化還原途徑的重要組分之一,是植物特有的清除H2O2的重要酶類[22]。如圖11所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),尖椒的 APX活性總體呈下降趨勢(shì),不振動(dòng)處理組的APX活性在貯藏的第0~8 d顯著高于振動(dòng)處理組(p<0.05),且MeJA處理組尖椒的APX活性在第2~8 d顯著高于振動(dòng)CK組(p<0.05),表明振動(dòng)會(huì)加快尖椒組織的氧化損傷,而MeJA處理可增強(qiáng)抗氧化酶活性,從而減輕尖椒的氧化脅迫。
3.1 MeJA可通過(guò)激活植物的防御反應(yīng)和修復(fù)外來(lái)機(jī)械損傷來(lái)調(diào)控果蔬的品質(zhì)[9]。有研究表明MeJA可以維持鮮切芹菜[8]、藍(lán)莓果實(shí)[23]的貯藏品質(zhì),延長(zhǎng)貨架期。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)MeJA處理的模擬運(yùn)輸振動(dòng)后尖椒的感官評(píng)價(jià)及品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定與分析發(fā)現(xiàn),運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)加快尖椒感官品質(zhì)下降,而MeJA處理可使振動(dòng)后尖椒保持較高的感官評(píng)分和葉綠素含量,抑制水分散失和呼吸強(qiáng)度,延緩果實(shí)硬度的下降及TSS和Vc含量的流失,維持了尖椒的貯藏品質(zhì)。
3.2 氧化脅迫會(huì)加快細(xì)胞內(nèi)活性氧的積累,從而損壞細(xì)胞組織,但植物體內(nèi)具有抗氧化酶組成的抗氧化防御系統(tǒng)來(lái)抵抗活性氧的傷害[24]。前人研究表明 MeJA可增強(qiáng)番茄[25]、火龍果[26]的抗氧化酶活性,維持較高的抗氧化能力。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,振動(dòng)處理會(huì)加快采后尖椒的氧化損傷,而MeJA可以保持較高的抗氧化酶活性,清除活性氧自由基對(duì)果實(shí)組織的傷害。因此,MeJA可提高振動(dòng)后尖椒感官品質(zhì)及商品價(jià)值的,延長(zhǎng)貨架期。