外源乙烯處理對采后藍莓感官性狀和呼吸代謝的影響

姜愛麗，孟憲軍，胡文忠，王艷穎，姜 波

(1.沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110161; 2.大連民族學院生命科學學院，生物化學工程國家民委-教育部重點實驗室，遼寧大連116600)

外源乙烯處理對采后藍莓感官性狀和呼吸代謝的影響

姜愛麗1，2，孟憲軍1，*，胡文忠2，王艷穎2，姜 波2

(1.沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110161; 2.大連民族學院生命科學學院，生物化學工程國家民委-教育部重點實驗室，遼寧大連116600)

為了探索外源乙烯氣體處理對采后藍莓果實感官性狀和呼吸代謝的影響，在1℃條件下，將藍莓果實在濃度為0.1、1.0、10mL/L的乙烯環境中密閉處理48h后進行貯藏。貯藏期間分析測定了藍莓果實的感官性狀、果肉乙烯含量、鮮果乙烯釋放量、呼吸速率、果實硬度、腐爛率以及抗病與衰老相關酶的活性等指標。實驗結果表明:與對照相比，不同濃度的乙烯處理均可提高藍莓果實多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)這3種抗病相關酶的活性，但10mL/L的乙烯處理增加了內源乙烯的合成，進而加快了呼吸代謝和衰老的速率，而0.1mL/L和1.0mL/L的乙烯處理提高了藍莓果實的抗性和貯藏效果。藍莓果實的亮度差值和感官評定結果間存在著極顯著相關性關系(P＜0.01)。

藍莓，外源乙烯處理，感官性狀，呼吸代謝

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗用藍莓品種為“藍金” 在大連大學藍莓基地采收，樹體為五年生，選無機械傷和病蟲害的商業成熟果實，采后立即運回實驗室進行實驗;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鹽酸、甲醇、愈創木酚、鄰苯二酚、亞油酸、三氯乙酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、EDTANa2、H2O2、巰基乙醇、硼酸、硼砂、苯丙氨酸、聚乙烯吡咯烷酮 以上試劑均為分析純;無塵紙 蘇州靜雅無塵科技有限公司，WIP-0604型。

氣體檢測儀CHECK POINT型 丹麥產;電子天平PL203 上海;紫外可見分光光度計Lamda-25美國PE公司;氣相色譜GC-2010型高效液相色譜儀LC-20AB型 日本島津公司;臺式高速冷凍離心機BR4i型 法國Jouan公司;勻漿機T25型 德國IKA公司;質構儀TA.XT Plus型 英國SMSTA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗材料預處理 先將果實預冷8h，然后進行實驗。將果實密閉于真空干燥器中，向干燥器內注入折算好體積數的純乙烯氣體，分為4組處理:第1、2、3組加入的乙烯濃度分別為0.1、1、10mL/L，第4組為對照，只做密閉處理，密封時間均為48h，然后取出在空氣中通風6h，最后分別用0.04mm厚的聚乙烯薄膜袋不扎口包裝進行貯藏。整個過程包括預冷、密封、通風和貯藏的溫度均為1℃。每10d取樣一次進行各項指標的測定。

1.2.2 測定的指標與方法

1.2.2.1 感官指標的測定 顏色的測定:用CR410型色差計測定果實表面的L*值，進行果實亮度的比較分析。L*值(亮度)的取值范圍為0%～100%:0%代表黑色;100%代表白色。先在貯藏溫度下直接測定果實亮度，然后用無塵紙輕拭果實表面，在不對果實造成任何機械傷的前提下將果實表面的蠟質擦拭干凈，然后測定去蠟質后果實表面的亮度，最后計算去除蠟質前后果實亮度的差值，亮度差值=果實亮度-去蠟質后果實亮度。

感官評定根據品評組人員的感官打分，結果分為五個等級。5分:外觀完好，表層蠟質無損，風味濃，與采收時的外觀和口感相當或更好;4分:外觀基本完好，表層蠟質略有脫落，風味正常，接近采收時的外觀和口感;3分:外觀尚可，表層蠟質輕微脫落，風味較正常，比采收時的外觀和口感稍差;2分:表層蠟質脫落較嚴重，風味淡，與采收時外觀和口感差異較大，可食性差;1分:表層基本無蠟質，風味很淡或有異味，基本不可食用。

亮度差值和感官評定相關性研究:采用SPSS軟件進行雙變量相關性檢驗，其中初始值數據(0d時的亮度差值和感官評定結果)在相關性研究中只出現1次。

1.2.2.2 果肉乙烯含量、鮮果乙烯釋放量、呼吸速率和果實硬度的測定 果肉乙烯含量的測定:用GC-9A型氣相色譜測定，取樣和測定方法參照Tian等［5］的方法并加以改進:取50g果肉，加50g 20%三氯乙酸，在冰浴中勻漿，稱取5g混合物裝入10mL青霉素瓶中加蓋密封，樣品放入-18℃冷凍箱中保存。測定時先將樣品放在40℃水浴鍋中加熱1h，然后用注射器抽取0.5mL氣樣，用裝有氫火焰離子化檢測器(FID)的GC-2010型氣相色譜儀測定乙烯含量。色譜柱和測定方法參見鮮果乙烯釋放量的測定，結果以μL C2H4/kg表示。

鮮果乙烯釋放量的測定:將樣品放在密閉的干燥器中靜置2h，以標準乙烯做標樣，根據標準樣品回歸方程進行計算。用裝有FID的GC-2010型氣相色譜儀測定乙烯釋放量，柱溫85℃，進樣溫度為120℃，檢測器溫度200℃，結果以μL C2H4/(kg·h)表示。

呼吸速率的測定:先將500g果實放在密閉的干燥器中靜置1h，然后用帶有TCD檢測器的GC-2010型氣相色譜測定密閉環境中CO2含量，從而推算出CO2的釋放速率，結果以mL CO2/(kg·h)表示。

果實硬度用英國產TA.XT Plus型質構儀進行測定，選用直徑為5mm的P/5型不銹鋼探頭，測定的速度為1.0mm/s，穿透距離為7mm，第一個峰的峰值即為硬度值，結果用g表示。

1.2.2.3 抗病與衰老相關酶活性的測定 多酚氧化酶(polyphenoloxidase，PPO)以及過氧化物酶(peroxidase，POD)活性的測定參照 Jiang等［6］的方法;苯丙氨酸解氨酶(phenylalnine ammonialyase，PAL)活性的測定參照Koukol等［7］的方法;脂氧合酶(lipoxygenase，LOX)活性測定參照姜愛麗等的方法［8］。以每克果實每分鐘在特定波長條件下吸光值變化1為1個酶活單位，結果用U表示。

1.2.2.4 果實腐爛率 腐爛率(%)=(爛果數/總果數)×100%。爛果是指果實表面至少有一處發生汁液外漏、嚴重軟化或腐爛現象。

1.2.2.5 統計方法 數據用SPSS軟件進行統計分析，采用新復極差法進行方差分析，檢驗差異顯著性。實驗重復3次。

2 結果與分析

2.1 不同濃度的乙烯處理對藍莓果實感官指標的影響

果實亮度在貯藏過程中呈下降趨勢見圖1(A)。20d后(包括20d)，10mL/L乙烯處理的果實亮度下降的速度最快，30d和40d時與對照和其他處理的差異達到顯著性水平(P＜0.05)，而0.1mL/L和1mL/L乙烯處理的果實亮度在20d后高于對照。

去蠟質后果實亮度也呈下降趨勢見圖1(B)，其中0.1mL/L乙烯處理的去蠟質后果實亮度下降的速度最慢，整個貯藏過程中始終顯著高于10mL/L乙烯處理，而10mL/L乙烯處理在20d后仍表現出最快的下降速度，40d時顯著低于對照和其他處理(P＜0.05)。

亮度差值隨著貯藏時間的延長而下降見圖1 (C)，前30d時1.0mL/L乙烯處理的亮度差值最高，并在20d和30d時顯著高于對照和其他處理(P＜ 0.05)，但40d時下降迅速，并低于0.1mL/L乙烯處理。對照在10d和20d時亮度差值最低，30d和40d時10mL/L乙烯處理的亮度差值最小。亮度差值能代表果實表面蠟質的多少，當蠟質較多時，亮度差值較大，隨著貯藏時間的延長以及蠟質的降解和脫落，亮度差值會越來越小。藍莓果實表面的蠟質不僅是其成熟度的標志，而且能有效地阻止微生物的侵染并降低蒸騰失水速率［9］。同時，蠟質的多少也直接決定了藍莓的外觀品質和商品價值，因此我們測定和統計了果實亮度、去蠟質后測定果實亮度以及二者的亮度差值(果實亮度-去蠟質后果實亮度)，其中亮度差值更能直觀地代表保鮮效果和外觀品質。

感官評定結果如圖1(D)所示，0.1mL/L和1.0mL/L的乙烯處理最能有效保持感官品質，盡管二者間的差異不顯著(P＞0.05)，但這兩種處理的感官評定結果始終顯著高于對照和10mL/L的乙烯處理(P＜0.05)，10mL/L乙烯處理的感官評分結果最低，并在20、30、40d時顯著低于對照(P＜0.05)。

圖1 不同濃度的乙烯處理對藍莓果實亮度(圖A)、去蠟質后果實亮度(圖B)、亮度差值(圖C)和感官評定結果(圖D)的影響

為了進一步確定亮度差值是否能真正代表感官品質，采用雙變量相關性檢驗的方法統計分析了亮度差值與感官評定結果間的相關性，結果如圖2所示，亮度差值與感官評定結果間存在著極顯著正相關關系(P＜0.01)，相關系數r=0.8922，說明亮度差值能很好地代表保鮮效果和感官品質。

圖2 藍莓果實亮度差值與感官評定結果相關性關系研究

2.2 不同濃度的乙烯處理對藍莓果肉乙烯含量、鮮果乙烯釋放量、呼吸速率和果實硬度的影響

藍莓果肉乙烯含量和鮮果乙烯釋放量的變化既有區別又有聯系，見圖3(A和B)。10mL/L乙烯處理使藍莓果肉乙烯含量和鮮果乙烯釋放量顯著增加，該處理10d時果肉乙烯含量和鮮果乙烯釋放量達到12.56μL C2H4/kg和48.6μL C2H4/kg，分別是0d時的2.5倍和1.7倍，而其他濃度的乙烯處理并不增加果肉乙烯含量和乙烯釋放量。貯藏過程中10mL/L乙烯處理的藍莓果實果肉乙烯含量始終顯著高于對照和其他處理(P＜0.05)，而鮮果乙烯釋放量并不始終保持最高水平，10d時10mL/L乙烯處理的藍莓鮮果乙烯釋放量的增加可能是由于高濃度外源乙烯啟動了內源乙烯的合成所致，只有較高濃度的外源乙烯處理才能啟動藍莓內源乙烯合成量的增加，進而啟動和加速一系列的衰老進程。但隨后乙烯釋放量又趨于正常水平，貯藏后期(30d和40d時)隨著腐爛率的增加，該處理的鮮果乙烯釋放量也迅速上升。

呼吸速率在貯藏過程中均呈上升趨勢見圖3 (C)，但0.1mL/L和1.0mL/L乙烯處理能有效抑制呼吸速率上升的速度，兩種處理的呼吸速度在30d和40d時極顯著低于對照和10mL/L乙烯處理(P＜0.01)。而10mL/L乙烯處理加速了果實呼吸代謝速率，表現為20d時呼吸速率急劇上升，極顯著高于對照和其他兩種乙烯處理(P＜0.01)。

果實硬度呈先上升后下降的趨勢見圖3(D)，其中0.1mL/L和1.0mL/L乙烯處理的果實硬度在貯藏前期上升的幅度較大，后期下降的幅度較小，40d時兩種處理的果實硬度分別比 0d時低 16.5%和23.9%，而對照和10mL/L乙烯處理的果實硬度在10d時雖略有上升但隨后下降迅速，20d和30d時10mL/L乙烯處理的果實硬度顯著低于對照和其他兩種濃度的乙烯處理(P＜0.05)，說明較低濃度的乙烯處理有利于保持果實硬度，而高濃度乙烯則加速了果實的軟化。

圖3 不同濃度的乙烯處理對藍莓果肉乙烯含量(圖A)、果實乙烯釋放量(圖B)、呼吸速率(圖C)和果實硬度(圖D)的影響

2.3 不同濃度的乙烯處理對藍莓果實中與抗病相關的酶活性的影響

PPO活性變化如圖4(A)所示，對照和3個濃度乙烯處理果實的PPO活性均呈先上升后略有下降的趨勢，但10mL/L乙烯處理的果實整個貯藏過程中PPO活性始終顯著高于對照和其他兩種乙烯處理(P＜0.05)，30d時高達203.84U，是采收時的2.46倍。而對照和0.1mL/L乙烯處理以及1.0mL/L乙烯處理的PPO活性間差異不顯著(P＞0.05)。

與對照相比，3種濃度的乙烯處理均能有效提高果實的POD活性，見圖4(B)。盡管對照和10mL/L乙烯處理的POD活性均呈先上升最后略有下降的趨勢，但10mL/L乙烯處理的POD活性始終顯著高于對照(P＜0.05)，而1.0mL/L乙烯處理和0.1mL/L乙烯處理的POD活性在整個貯藏過程中呈一直上升趨勢，10d和30d時10mL/L乙烯處理的POD活性顯著高于對照和其他兩種濃度的乙烯處理(P＜0.05)，20d和40d時0.1mL/L乙烯處理以及1.0mL/L乙烯處理的POD活性顯著高于對照和10mL/L乙烯處理(P＜0.05)。

盡管對照的PAL活性在貯藏過程中也呈先升高后下降趨勢，但始終低于3種濃度的乙烯處理見圖4 (C)，并在10、30、40d時的差異達顯著性水平(P＜0.05)。說明乙烯處理能有效提高藍莓果實的PAL活性。3種濃度的乙烯處理中以10mL/L乙烯處理最有利于PAL活性的提高，30d時顯著高于對照和其他兩種濃度的乙烯處理(P＜0.05)。

對照、0.1mL/L乙烯處理及1.0mL/L乙烯處理的LOX活性變化趨勢相似見圖4(C)，在整個貯藏過程中均呈略微上升趨勢，并于10、30、40d時極顯著低于10mL/L乙烯處理(P＜0.01)。10mL/L乙烯處理在10d和30d時出現兩次LOX的活性高峰，其中30d時LOX活性高達21.1U，是采收時的3.35倍，分別比同期的對照、0.1mL/L乙烯處理以及1.0mL/L乙烯處理高52.6%、48.7%和65.7%。LOX能專一的催化含有順，順-1，4-戊二烯結構的多元不飽和脂肪酸加氧反應，導致細胞膜結構受到破壞［10］，其活性的上升會導致膜脂過氧化作用的加劇。實驗中1.0mL/L乙烯處理引發LOX活性高峰的出現會加速衰老進程。

圖4 不同濃度的乙烯處理對藍莓PPO活性(圖A)、POD活性(圖B)、PAL活性(圖C)以及LOX活性(圖D)的影響

2.4 不同濃度乙烯處理對藍莓果實腐爛率的影響

從圖5可以看出，10mL/L的乙烯處理加速了藍莓果實的腐爛，1℃條件下40d時藍莓果實的腐爛率高達14.0%，顯著高于對照和另外兩種濃度的乙烯處理(P＜0.05)。與對照相比，0.1mL/L的乙烯處理和1.0mL/L的乙烯處理可有效地抑制果實腐爛的發生，兩種濃度乙烯處理的果實腐爛率在20、30、40d時均顯著低于對照和10mL/L的乙烯處理果實(P＜0.05)。

圖5 不同濃度的乙烯處理對藍莓腐爛率的影響

3 結論

盡管3種濃度的乙烯處理都能增加藍莓果實抗性相關酶(包括PPO、POD、PAL和LOX)的活性，但與對照相比，10mL/L的乙烯處理卻啟動了藍莓的衰老進程，表現為貯藏期間果肉和鮮果乙烯量的增加、呼吸速率加快和促進衰老的LOX活性的增加、果實硬度的下降以及腐爛率的上升，而 0.1mL/L和1.0mL/L的乙烯處理卻能有效地降低藍莓果實呼吸代謝速率并保持感官品質，可見，適當濃度的乙烯處理能引發藍莓果實的防御反應，從而提高保鮮效果，延長保質期。乙烯不僅是一種調節植物后熟衰老的植物激素，還是介導植物產生抗病防御反應的重要第二信使［11］，乙烯通過促進PAL和POD活性的升高、使富含羥脯氨酸的糖蛋白在細胞壁中積累以及提高植保素和木質素的合成率等方式提高植物的抗病防御能力［12-13］。同時，乙烯還能促使單寧的迅速生成［14］，合成的單寧能與蛋白緊密結合，因此具有很好的防御功能，另外，單寧的聚合物-類黃酮以及單寧的水解產物-沒食子酸都是苯丙烷代謝途徑的產物，都具有很好的抗氧化性和防御能力。

本實驗結果表明，乙烯處理對藍莓既有催熟作用又能引發防御反應，較高濃度(10mL/L)的乙烯處理會引起內源乙烯合成量的增加，表現為促進呼吸代謝的加速和衰老進程的加快，而較低濃度的乙烯處理沒有引起內源乙烯合成量的增加，表現為抗性和貯藏效果的提高。新鮮藍莓表面的蠟質層較厚，因此鮮果的亮度值和去蠟質后亮度值之差(亮度差值)較大，隨著貯藏時間的延長和蠟質的脫落，亮度差值會越來越小。本實驗結果證實，亮度差值和感官評定結果間存在著極顯著相關性關系(P＜0.01)，將來可以用簡單的測定亮度差值的方法來衡量果實的保鮮效果和品質。

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Effects of exogenous ethylene treatments on sensory properties and metabolism of postharvest blueberry fruits

JIANG Ai-li1，2，MENG Xian-jun1，*，HU Wen-zhong2，WANG Yan-ying1，JIANG Bo2
(1.College of Food Science，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China; (2.Key Laboratory of Biochemical Engineering，The State Ethnic Affairs Commission-Ministry of Education，College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China)

In order to explore the effect of exogenous ethylene treatments on sensory properties and metabolism of postharvest blueberry fruits，blueberry fruits were exposed to concentrations of ethylene of 0.1，1.0 or 10mL/L at 1℃for 48h and then transferred to air condition for storage.During the period of storage，fruit sensory properties，ethylene content in pulp，endogenous ethylene production of fresh fruit，respiration rate，fruit firmness，rot rate and the activities of some enzymes that related to disease resistance and senescence were analyzed.The results indicated that compared with control，three kinds of ethylene treatments increased the activities of polyphenol oxidase(PPO)，peroxidase(POD)and phenylalnine ammonialyase(PAL).Nevertheless，10mL/L ethylene treatment increased the biosynthesis of endogenous ethylene and accelerated the metabolism rate and senescence process，while 0.1mL/L and 1.0mL/L ethylene treatments promoted the disease resistance ability and storability of blueberry fruits.The lightness discrepancy before and after removal of wax was significantly related with the result of sensory evaluation(P＜0.01).

blueberry;exogenous ethylene treatments;sensory properties;metabolism

TS255.3

A

1002-0306(2011)09-0375-05

藍莓(Vaccinium spp)由于具有極高的營養和保健功效，因此堪稱“水果之王”，經濟價值極高。近年來，既適于加工又適于鮮食的高叢藍莓在我國北方沿海濕潤地區及寒溫帶地區栽培的栽培面積日臻擴大，產量也隨之增加［1］。但藍莓屬于漿果類果實，皮薄汁多，加之成熟于高溫高濕的夏季，因此采后極易腐爛，貯藏和遠銷都很困難，貯運保鮮問題已成為制約藍莓產業發展的難題。在加工能力有限的條件下，產量的增加只會導致腐爛損失的加劇，所以生產上亟需為藍莓提供科學的保鮮技術和保鮮理論。由于藍莓對高濃度CO2具有較強的忍耐力［2-4］，因此在氣調條件下有理想的貯藏效果，該特性為解決其貯運保鮮問題帶來了希望。氣調設備都配有乙烯脫除裝置，目的是及時脫除起催熟和促進衰老作用的植物激素-乙烯。藍莓屬于非呼吸躍變型果實，藍莓對乙烯的敏感性如何至今未見系統的研究報道。因此，研究藍莓對乙烯的敏感性，不僅可深入了解藍莓的成熟衰老機理，還可用于指導生產實踐，具有一定的應用價值和學術意義。

2011-05-11 *通訊聯系人

姜愛麗(1971-)，女，在讀博士生，主要從事采后生理、病理方面的研究。

遼寧省科技廳科技攻關項目(2008205001);中央高校基本科研業務專項基金項目(DC10020107)。