茉莉酸甲酯處理對鮮切紫薯生理生化及品質(zhì)的影響

于 燁，姜愛麗，胡文忠，馬 聰

(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600)

茉莉酸甲酯處理對鮮切紫薯生理生化及品質(zhì)的影響

于 燁，姜愛麗，胡文忠，馬 聰

(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600)

為了研究不同濃度茉莉酸甲酯(methyl jasmonate，MeJA)對鮮切紫薯生理生化品質(zhì)的影響，用不同濃度(0.15、0.3mmol/L)的茉莉酸甲酯溶液浸泡處理紫薯10min，以蒸餾水處理作對照，然后將其密封后保存在11℃的冷庫中。貯藏期間分析測定與生理代謝有關(guān)的多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等活性，并測定了總酚、花青素、類黃酮和還原性谷胱甘肽含量等品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明，與對照相比，MeJA處理可提高鮮切紫薯的PPO、POD和CAT活性，并使總酚和還原性谷胱甘肽含量增加，保持較高的花青素和類黃酮含量，維持鮮切紫薯的色澤。研究結(jié)果認(rèn)為，0.3mmol/L MeJA效果好于0.15mmol/L MeJA。MeJA減緩鮮切紫薯的抗氧化物質(zhì)的流失以延長貨架期，可以作為天然保鮮劑應(yīng)用在紫薯的實(shí)際貯藏中。

鮮切紫薯，茉莉酸甲酯，生理生化，品質(zhì)控制

Abstract:Fresh-cut purple sweet potatoes were treated with methyl jasmonate(MeJA.)of different concentrations(0.15，0.3mmol/L)at 11℃ under sealed preservation in order to study effect of various concentrations of MeJA on the physiology and biochemistry of fresh-cut purple sweet potato quality，while the samples with distilled water were observed as a control group.During storage，the physiological metabolism of polyphenol oxidase(PPO)，peroxidase(POD)and catalase(CAT)activities was analyzed，and the quality indicators about phenolic compounds，anthocyanins，flavonoids and reduced glutathione content were determined as well.The results showed that after treatment of fresh-cut purple sweet potatoes by MeJA，PPO，POD and CAT activities could be enhanced gradually compared with control.At the same time，total phenolics and reduced glutathione content increased while anthocyanins and flavonoids maintained in high levels.Moreover，the color of fresh-cut purple sweet potatoes was kept as well.These data suggested that the effect of fresh-cut purple sweet potatoes combined with 0.3mmol/L MeJA was better than that of 0.15mmol/L MeJA.The enhancement of activities of MeJA played an important role in slowing down the degradation of antioxidants and prolonging the shelf-life of fresh-cut purple sweet potatoes.In summary，MeJA might be used as natural preservatives in the practical application of fresh-cut purple sweet potatoes storage and transportation.Fresh-cut purple sweet potatoes with MeJA treatment had good prospects for development.

Key words:fresh-cut purple sweet potatoes;methyl jasmonate;physiological and biochemical changes;quality control

紫薯(purple sweet potatoes)口感好，營養(yǎng)佳，堪比高檔蔬菜，富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，其營養(yǎng)成分高出其他紅薯一倍多［1］，還富含硒元素和花青素。紫薯在國內(nèi)、國際市場上十分走俏，發(fā)展前景非常廣闊［2］。鮮切果蔬保鮮的研究屬于當(dāng)前熱點(diǎn)。以往研究結(jié)果表明:殼聚糖涂膜處理能有效抑制鮮切蘋果酶促褐変的發(fā)生，并能阻止組織軟化，降低組織呼吸代謝速率［3］;10μL/L的1-MCP處理鮮切胡蘿卜，可降低其呼吸強(qiáng)度、減少總酚及丙二醛(MDA)含量，PPO、POD、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、CAT活性受到抑制，從而延長了鮮切胡蘿卜的貨架期［4］。覃海元等［5］的研究結(jié)果則表明:適當(dāng)濃度的草酸和檸檬酸處理可有效抑制鮮切香蕉褐変的發(fā)生，無論常溫還是低溫下，草酸和檸檬酸均可有效抑制鮮切香蕉褐變，而且草酸抑制鮮切香蕉褐變的效果均好于檸檬酸。這些研究均表明:鮮切果蔬的生理生化變化受許多調(diào)控物質(zhì)的影響。茉莉酸甲酯是從茉莉?qū)偎剀盎ㄏ憔椭蟹蛛x出來的一種揮發(fā)性物質(zhì)，是植物產(chǎn)生的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，廣泛存在于植物界中［6］，生物化學(xué)研究表明，茉莉酸甲酯等信號物質(zhì)能夠誘導(dǎo)過氧化物的積累，改變病程相關(guān)蛋白，通過保護(hù)酶的活性來增加植物抗病性，以達(dá)到減少植物病害發(fā)生的目的［7-8］。近年來在采后園藝產(chǎn)品的研究中發(fā)現(xiàn)，MeJA處理果蔬可以有效提高蘋果［9］、水蜜桃［10］、菜心［11］等的貯藏性和品質(zhì)，減少腐爛，還能改善果實(shí)表面顏色，降低果實(shí)在貯藏過程中品質(zhì)變化的速率，但MeJA處理效果與處理濃度等因素有關(guān)［12］，本實(shí)驗(yàn)研究了不同濃度MeJA對鮮切紫薯低溫貯藏后生理生化指標(biāo)的變化，為紫薯的無公害保鮮技術(shù)研究提供新的思路，在理論上和實(shí)踐上都有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

紫薯 大連市樂購超市購買的無腐爛、無機(jī)械損傷，大小基本一致的同一批紫薯，并于實(shí)驗(yàn)室11℃冷庫中保存?zhèn)溆?實(shí)驗(yàn)所用試劑 均為國產(chǎn)分析純或食品級。

1.2 樣品處理

將果實(shí)用清水清洗后，去皮，切割成1cm×1cm×1cm塊狀，分成3等分，每份750g。其中兩份分別用濃度為0.15、0.3mmol/L的MeJA浸泡10min，另一份用蒸餾水浸泡相同時(shí)間作為對照，瀝干后各處理的樣品分別裝在15個(gè)白色PE塑料淺盤(經(jīng)過紫外殺菌)中，用聚乙烯保鮮膜密封包裝。將包裝好的樣品全部置于11℃的冷庫中貯藏。整個(gè)處理過程都在無菌室內(nèi)進(jìn)行。分別測定初始，第1d、第2d、第3d、第8d、第11d三種樣品的生理生化指標(biāo)。

1.3 測定方法

1.3.1 取樣方法 每次測試分析時(shí)每處理隨機(jī)取3個(gè)PE塑料淺盤中的樣品做實(shí)驗(yàn)，先用利刀將各處理的樣品切碎，然后迅速進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

1.3.2 酶活性的測定 PPO、POD和CAT活性測定參照J(rèn)iang等的方法［13］，并加以改進(jìn):將10g處理過的鮮切紫薯，加0.5g PVPP于40mL 0.2mol/L磷酸緩沖液(pH6.4)中，冰浴研磨，4℃冰凍離心機(jī)10000×g離心40min，取上清液測定酶活性。PPO活性測定:將0.5mL粗酶提取液加入3mL 0.5mol/L的鄰苯二酚溶液(用0.2mol/L pH6.4的磷酸緩沖液配成)中，反應(yīng)溫度25℃，加酶液后5s開始掃描10s內(nèi)398nm處吸光值變化，酶活性用ΔOD398nm·min-1·g-1表示，重復(fù)3次。POD活性測定:將0.5mol/L粗酶提取液加入2mL0.1%mol/L愈創(chuàng)木酚(用0.2mol/L pH=6.4的磷酸緩沖液配成)中，再加入1mL 0.08%H2O2(用0.2mol/L pH6.4的磷酸緩沖液配成)混勻，掃描1min內(nèi)460nm處吸光值變化，酶活性用ΔOD460nm·min-1·g-1表示，重復(fù)3次。CAT活性測定:反應(yīng)體系包括:2mL pH6.4的磷酸緩沖液，0.5mL H2O2(40mmol/L)和0.5mL粗酶提取液，在240nm下測定吸光值下降情況，酶活性用ΔOD240nm·min-1·g-1表示，重復(fù)3次。

1.3.3 總酚物質(zhì)、花青素和類黃酮的測定 用鹽酸-甲醇法快速測定，分別于波長 280、325、600、530nm處測定吸光值，重復(fù)3次。

1.3.4 還原型谷胱甘肽的測定 參照曹建康等［14］的方法，并稍加改進(jìn):對照調(diào)零溶液包括0.5mL蒸餾水，1.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸緩沖液和4mmol/L DTNB。另外兩支試管中的溶液分別加入0.5mL上清液、1.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸緩沖液。然后一只試管加入 4mmol/L DTNB，另一只試管加入 0.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸緩沖液，重復(fù)3次。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析，檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度MeJA對鮮切紫薯PPO、POD、CAT活性的影響

由圖1～圖3可知，與對照相比，不同濃度的MeJA對鮮切紫薯的酶活性影響不同。貯藏過程中，各處理的PPO活性均有所上升(圖1)，但對照上升速度緩慢，其他兩種處理在貯藏期上升迅速，均明顯高于對照(p＜0.05)。2d開始，0.3mmol/L MeJA處理的PPO活性均高于0.15mmol/L MeJA處理。

圖1 不同濃度MeJA對鮮切紫薯PPO活性的影響Fig.1 Effect of different concentration of MeJA on the PPO activities of fresh-cut purple sweet potatoes

POD活性變化如圖2，各處理的POD活性隨貯藏時(shí)間的延長均呈先上升后下降的趨勢，MeJA處理的兩組在整個(gè)過程中均明顯高于對照。在2d和5d，0.3mmol/L MeJA處理后的POD酶活性明顯高于對照和0.15mmol/L處理組(p＜0.05)。而8d時(shí)，0.15mmol/L MeJA處理的 POD酶活性達(dá)到高峰。

如圖3所示，各處理的CAT活性都是先上升后下降，MeJA處理的兩組CAT活性率先在2d時(shí)達(dá)到高峰且0.3mmol/L MeJA處理的CAT活性最高。貯藏前期，MeJA處理組的CAT活性明顯高于對照。在貯藏后期，MeJA處理組的CAT活性下降速率顯著低于對照(p＜0.05)。

圖2 不同濃度MeJA對鮮切紫薯POD活性的影響Fig.2 Effect of different concentration of MeJA on the POD activities of fresh-cut purple sweet potatoes

圖3 不同濃度MeJA對鮮切紫薯CAT活性的影響Fig.3 Effect of different concentration of MeJA on the CAT activities of fresh-cut purple sweet potatoes

2.2 不同濃度MeJA對鮮切紫薯的總酚物質(zhì)，花青素和類黃酮的影響

貯藏過程中，各處理的總酚含量均呈先下降后上升趨勢(圖4)，且MeJA處理組始終高于對照。其中兩種濃度MeJA處理組之間總酚含量差別不明顯。

圖4 不同濃度MeJA對鮮切紫薯的總酚物質(zhì)的影響Fig.4 Effect of different concentration of MeJA on the total phenolics content of fresh-cut purple sweet potatoes

如圖5所示，0.15mmol/L MeJA處理組花青素含量不穩(wěn)定，隨貯藏時(shí)間波動(dòng)。其他兩組花青素含量在貯藏過程中很穩(wěn)定，其中0.3mmol/L MeJA處理一直高于對照。

類黃酮在貯藏過程中變化如圖6，各處理的類黃酮含量均有所上升。在貯藏前期，所有處理組均迅速上升，但是在貯藏后期，對照開始平緩下降，而其他處理組仍是上升趨勢。在整個(gè)處理過程，0.15mmol/L MeJA處理組類黃酮含量始終最高。

2.3 不同濃度MeJA對鮮切紫薯還原型谷胱甘肽含量的影響

圖5 不同濃度MeJA對鮮切紫薯的花青素含量的影響Fig.5 Effect of different concentration of MeJA on the total anthocyanins content of fresh-cut purple sweet potatoes

圖6 不同濃度MeJA對鮮切紫薯的類黃酮含量的影響Fig.6 Effect of different concentration of MeJA on the total flavonoids content of fresh-cut purple sweet potatoes

圖7表明，在貯藏過程中，還原型谷胱甘肽含量呈先上升后下降趨勢。MeJA處理組始終明顯高于對照(p＜0.05)。兩種不同濃度MeJA處理組比較，0.3mmol/L MeJA處理后的谷胱甘肽含量在貯藏過程中高于0.15mmol/L MeJA處理組。

圖7 不同濃度MeJA對鮮切紫薯還原型谷胱甘肽含量的影響Fig.7 Effect of different concentration of MeJA on the reduced glutathione content of fresh-cut purple sweet potatoes

3 結(jié)論與討論

新鮮果蔬由于切分造成組織結(jié)構(gòu)損傷，原有的保護(hù)系統(tǒng)被破壞，貯藏中極易腐爛變質(zhì)［15-16］。國內(nèi)外諸多研究者報(bào)道過鮮切果蔬品質(zhì)控制的方法，如加工技術(shù)［17］、鈣鹽浸泡［18］等都會(huì)對鮮切產(chǎn)品的品質(zhì)及微生物生長產(chǎn)生重要影響。

PPO、POD、CAT和酚類物質(zhì)都在植物抗病反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用［19］。PPO可催化木質(zhì)素及其它酚類氧化物質(zhì)的形成，構(gòu)成保護(hù)性屏障而抵抗病菌的入侵［20］。CAT和POD是植物體內(nèi)清除過氧化氫的關(guān)鍵酶，三者相互作用可以使體內(nèi)自由基維持在一個(gè)較低水平［21］。在茉莉酸甲酯的作用下，這些酶的活性升高可以增強(qiáng)鮮切紫薯抗逆境能力。實(shí)驗(yàn)中，0.3mmol/L MeJA處理組的酶活性高于0.15mmol/L MeJA處理組和對照酶活性。換言之，0.3mmol/L MeJA處理后的鮮切紫薯更容易抵抗病原，防止微生物侵入引起腐爛。

天然酚類化合物是植物體內(nèi)最豐富的次生代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、殺菌、清除自由基等功能［22］。因此，MeJA處理過的紫薯酚類物質(zhì)含量增高，可以更有效地抑制腐爛發(fā)生?；ㄇ嗨厥且环N天然色素，具有抗氧化、抗突變、預(yù)防心臟病、保護(hù)肝臟等多種生物功能［23］，但是不穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)中，0.15mmol/L MeJA處理組花青素在貯藏過程中波動(dòng)明顯，而0.3mmol/L MeJA處理組的花青素穩(wěn)定而且含量明顯高于對照。類黃酮是自由基猝滅劑和抗氧化劑，能有效阻止脂質(zhì)過氧化引起的細(xì)胞破壞［24］。本實(shí)驗(yàn)說明，MeJA處理后的類黃酮含量呈現(xiàn)增長趨勢，而對照卻呈下降趨勢。貯藏過程中0.15mmol/L MeJA處理組的類黃酮含量始終高于其他組，但是0.3mmol/L MeJA處理組的后期的增長速率最大。

還原型谷胱甘肽作為谷胱甘肽過氧化物酶或谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的作用底物，可清除生物體內(nèi)有害自由基(主要是氧自由基)或脂質(zhì)過氧化物［25］，經(jīng)過MeJA處理過的紫薯在貯藏過程中的還原型谷胱甘肽含量顯著高于對照，可以提高貯藏品質(zhì)，延長貨架期。綜上所述，MeJA處理過的紫薯能有效地提高酶活性和酚類物質(zhì)含量，從而抵御病原菌的入侵。谷胱甘肽含量增長迅速，可以更好地清除自由基，調(diào)節(jié)生理代謝，有明顯的防腐作用。與0.15mmol/L MeJA處理組相比，0.3mmol/L處理過的紫薯優(yōu)勢更明顯些，尤其是在該濃度處理下的花青素更穩(wěn)定。茉莉酸甲酯作為天然保鮮劑，在鮮切紫薯的食品工業(yè)發(fā)展中有著良好的開發(fā)應(yīng)用前景。

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Effect of methyl jasmonate(MeJA)on physiological and biochemical changes of fresh-cut purple sweet potatoes

YU Ye，JIANG Ai-li，HU Wen-zhong，MA Cong
(College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China)

TS255.3

A

1002-0306(2012)15-0331-04

2011-11-07

于燁(1989-)，女，在讀本科，研究方向:食品科學(xué)。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30972038，31172009);大連民族學(xué)院“太陽鳥”大學(xué)生科研基金項(xiàng)目(2011);大連民族學(xué)院2011年度大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(YC2011023)。