水楊酸處理對采后臺農芒果品質和活性氧代謝的影響

何俊瑜,任艷芳,劉屹萱,肖子璋,劉進平,吳勝艷

(貴州大學農學院,貴州貴陽 550025)

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水楊酸處理對采后臺農芒果品質和活性氧代謝的影響

何俊瑜,任艷芳*,劉屹萱,肖子璋,劉進平,吳勝艷

(貴州大學農學院,貴州貴陽 550025)

以“臺農”芒果為材料,研究水楊酸(salicylic acid,SA)處理對采后芒果品質和活性氧代謝的影響。結果表明,2 mmol/L SA浸果處理明顯延緩了果實軟化進程,降低了果實中可滴定酸、維生素C和可溶性糖的消耗和轉化。此外,SA處理降低了果實中脂氧合酶活性和多酚氧化酶的活性,增加了超氧化物歧化酶、過氧化物酶和抗壞血酸過氧化物酶活性,減少了超氧陰離子自由基和丙二醛的積累量,從而減輕了果實貯藏期間的氧化損傷,延緩了果實的衰老。SA處理能對采后芒果起到較好的保鮮效果,具有良好的應用前景。

芒果,水楊酸,品質,活性氧,衰老

芒果(MangiferaindicaL.)是一種世界上著名的熱帶水果,由于其色澤誘人、氣味芬芳、味道甜美,富含營養物質,因此深受人們喜愛,被稱為“果中之王”[1-2]。然而芒果采后生理代謝旺盛,后熟軟化較快,且極易感染病害,加之采后處理措施不當,腐爛嚴重,導致巨大的經濟損失[3]。因此,如何采取有效的處理措施,延長芒果貯運時間、減少其采后損失成為目前研究的一個熱點方向。

水楊酸(Salicylic acid,SA)是存在于植物體內的一種小分子酚類化合物,其廣泛參與植物體內多種重要的生理生化過程,如:種子萌發、氣孔開閉、光合作用、開花結實、離子運輸、延緩衰老、抗性反應等[4-6]。近年來,SA作為一種生物內源信號分子在果蔬貯藏保鮮方面的作用受到廣泛的重視[7]。有研究表明,采前或采后應用SA能夠明顯延緩果蔬的成熟衰老[8],增強果蔬在貯藏過程中抵御逆境的能力,從而延長果蔬的貨架壽命和改善貯藏品質[9-11]。采前噴施SA可以延緩“紫花”芒果衰老,降低采后果實發病程度[12],而采后SA處理可以明顯提高采后“貴妃”芒果對炭疽病的抗性[13]。自由基積累導致的氧化損傷是采后果蔬衰老的主要原因,而采后SA處理可通過影響抗氧化體系來延緩香蕉[14]、富士蘋果[15]、甜櫻桃[16]和杏[17]等的衰老進程,從而保持其采后品質。然而,SA對芒果貯藏期間活性氧代謝的研究報道還相對較少。

在前期實驗的基礎上,以對芒果采后炭疽病害抑制效果明顯的SA處理濃度為本實驗濃度(2 mmol/L),探討該濃度SA處理對采后芒果果實貯藏品質、膜脂過氧化和活性氧代謝相關酶活性的影響,以期為SA應用于采后芒果保鮮提供參考。

1　材料與方法

以“臺農”綠熟芒果(MangiferaindicaL. cv. Tainong)果實為材料,選擇大小、成熟度基本相同、無病蟲害、無機械損傷的果實。以0.05%次氯酸鈉溶液(有效氯≥10%)浸泡2～3 min,清水沖洗干凈。

SA天津科密歐化學試劑有限公司;紅菲咯啉(Bathophenanthroline,BP)購于阿拉丁試劑(上海)有限公司;其余試劑均為國產分析純。

GY-1型水果硬度計杭州托普儀器有限公司;數顯電熱恒溫水浴鍋HH-S6金壇市國旺儀器廠;T6新世紀紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司;5804R型高速冷凍離心機上海艾本德中國有限公司

1.2實驗方法

1.2.1樣品處理將挑選出的芒果果實隨機分為2組,分別置于蒸餾水(CK)和2.0 mmol/L SA溶液(含0.05%吐溫80),浸泡10 min后,自然晾干后,將芒果果實裝入鋪有多層軟紙的塑料框中,于18±2 ℃條件下貯藏21 d。貯藏期間每7 d取樣一次用于測定主要品質指標和與活性氧代謝相關的指標。每個處理60個果實,重復3次。

1.2.2主要品質指標測定硬度采用GY-1型果實硬度計測定,可滴定酸含量采用滴定法測定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定,VC含量采用紫外分光光度計法測定。

大幅提高平時考核的比例，從改革前的30%提高到50%，根據學生平時上課的出勤率、課堂活動參與情況等環節進行綜合考察，有利于教師對課堂教學活動的管理，引導、督促和激勵學生積極參與課堂活動，突出其主體地位。

1.2.4抗氧化酶活性測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性測定:采用氮藍四唑(NBT)比色法[18];過氧化物酶(peroxidase,POD)活性測定:采用愈創木酚法測定[18];抗壞血酸過氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性測定:采用比色法[18];脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性測定采用比色法[18];多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性測定采用鄰苯二酚溶液測定[18]。

1.3數據處理

所有數據采用SPSS 16.0進行統計分析。

2　結果與分析

2.1采后SA處理對芒果硬度的影響

硬度是衡量果實本身特性和貯藏過程中品質好壞的重要指標[19]。由圖1可以看出,隨著貯藏時間的延長,不同處理的芒果果實硬度均呈逐漸降低的趨勢。然而,與對照相比,SA處理抑制了果實硬度的下降的進程,整個貯藏期間,果實硬度均明顯高于對照(p<0.05)。這與Abd El-Monem等[20]將SA處理采后“Ketti”芒果所得結果相似。SA處理能延緩果實硬度的下降,可能與其降低細胞壁多聚半乳糖醛酸酶、纖維素酶等水解酶活性有關[20-21]。

圖1　水楊酸對貯藏期間芒果果實硬度的影響Fig.1　Effects of SA on fruit firmness of mango during storage

2.2采后SA處理對芒果可滴定酸和VC含量的影響

圖2　水楊酸對貯藏期間芒果可滴定酸 含量(A)和VC含量(B)的影響Fig.2　Effects of SA on titratable acidity content(A) and vitamin C content(B)of mango during storage

采后貯藏期間,果實中的酸類物質作為代謝底物會被逐漸消耗或轉化,從而使果實喪失原有的風味和品質[22]。由圖2A結果表明,隨著貯藏時間的延長,芒果果實中可滴定酸含量逐漸降低,至貯藏21 d時,對照中可滴定酸含量下降了88.0%。而采后SA處理明顯降低了果實中可滴定酸的消耗(p<0.05)。在貯藏21 d時,SA處理的可滴定酸含量為對照的1.9倍。

VC不但是果實營養成分之一,同時也是果實內清除活性氧的一種重要的抗氧化劑,對延緩衰老有一定效果[22]。圖2B結果表明,在芒果貯藏期間,對照和SA處理中VC含量均呈現逐漸降低的趨勢,然而,SA處理明顯延緩了果實中VC含量的下降(p<0.05),與對照相比,貯藏21 d時,SA處理中VC含量為對照的1.6倍。可見,SA在保持果實中較高的可滴定酸含量(圖2A)的同時也減少了VC的損失(圖2B)。而Toor和Savage[23]也認為,較高的可滴定酸含量對于果實中VC的穩定性具有重要的作用。

2.3采后SA處理對芒果可溶性糖含量的影響

果蔬采后的生命活動中所需的能量和中間物質主要來源于果蔬組織中糖類物質的氧化分解過程,因此測定可溶性糖含量在果蔬品質評價和貯藏保鮮中具有重要意義。由圖3結果可知,隨著貯藏時間的延長,不同處理的芒果果實中可溶性糖含量均顯著增加(p<0.05),這可能與果實內淀粉降解和轉化為可溶性糖有關[24]。與對照相比,SA處理中可溶性糖含量增加的程度明顯低于對照,貯藏21 d時,SA處理后芒果可溶性糖含量為對照的85.5%。這與Abd El-Monem等[20]在“Keitt”芒果的研究結果相類似。表明SA可以延緩芒果貯藏期間糖分積累,減少糖分消耗,保持芒果的品質。

圖3　水楊酸對芒果貯藏期間可溶性糖含量的影響Fig.3　Effects of SA on soluble sugar content of mango during storage

2.4采后SA處理對芒果MDA含量的影響

MDA是植物衰老過程中膜脂過氧化最重要的產物之一,常被用作衰老評價的指標[25]。由圖4可以看出,芒果貯藏期間,對照和SA處理果實中MDA含量的變化趨勢相似,均表現為增加趨勢,但是與對照相比,SA處理明顯降低了果實中MDA的積累量(p<0.05)。至貯藏21 d時,SA處理芒果果實中MDA含量僅為對照的80.7%。表明SA處理有助于減輕芒果貯藏期間果實的膜質過氧化程度,從而延緩衰老進程。

圖4　水楊酸對芒果貯藏期間MDA含量的影響Fig.4　Effects of SA on MDA content of mango during storage

圖5　水楊酸對芒果貯藏期間· 產生速率(A)和LOX活性(B)的影響Fig.5　Effects of SA on · production rate(A) and LOX activity(B)of mango during storage

2.6采后SA處理對芒果抗氧化酶活性的影響

SOD、POD和APX是生物體內重要的抗氧化酶,其協同作用參與消除自由基對細胞的傷害,防止細胞的膜脂過氧化,延緩細胞的衰老。由圖6A和6B可以看出,隨著果實貯藏時間的延長,對照中SOD活性和APX活性逐漸增加,至貯藏第14 d達到最大值,隨后SOD活性和APX活性逐漸降低。SA處理中SOD活性和APX活性的變化趨勢與對照相一致。然而,與對照相比,SA處理中SOD活性和APX活性均明顯高于對照(p<0.05)。貯藏期間,果實中POD活性逐漸增加(圖6C)，SA處理中POD活性明顯高于對照(p<0.05)。在貯藏第21 d時,SA處理中POD活性是對照1.2倍。由此可以看出,SA處理促進了貯藏期間果實中抗氧化酶活性的增加,從而減少活性氧對細胞的傷害。

圖6　水楊酸對芒果貯藏期間SOD(A)、APX(B) 和POD(C)活性的影響Fig.6 Effects of SA on SOD(A),APX(B) and POD(C)activities of mango during storage

2.7采后SA處理對芒果PPO活性的影響

PPO可催化內源性多酚物質氧化成醌,再聚合成黑色素,使果蔬的色澤變劣,品質下降[29]。此外,隨著PPO活性的上升,大量多酚物質被氧化,加速了芒果體內自由基清除系統平衡的破壞,促進了果實的衰老和品質下降[30]。圖7結果表明,隨著貯藏時間的延長,對照和SA處理中PPO活性顯著增加。但是,SA處理明顯抑制了果實中PPO活性的增加(p<0.05),至貯藏第21 d時,其活性僅為對照果實中的89.4%。因此,SA處理抑制PPO活性的升高,有助于降低果實酶促褐變發生的機率,并維護果實內部自由基代謝的平衡,延長了果實的貯藏品質。

圖7　水楊酸對芒果貯藏期間PPO活性的影響Fig.7　Effects of SA on PPO activity of mango during storage

3　討論與結論

果實采后仍然進行著生理代謝活動,從而導致果實結構的改變和內部貯藏物質的不斷轉化和消耗,果實快速衰老,品質不斷降低。有研究表明,采后SA處理可以明顯延緩蘋果[31],草莓[32]、油桃[33]、桃[34]等果實的衰老進程,維持貯藏品質,具有較好的保鮮效果。本研究結果也表明,采后SA處理可以明顯降低貯藏期間芒果果實軟化的程度(圖1),維持果實較高的可滴定酸(圖2A)和VC含量(圖2B),降低可溶性糖轉化的速度(圖3)。

綜上,SA處理維持了采后芒果果實內較高營養物質含量,減緩了果實硬度下降的速度。同時,采后SA處理通過提高芒果果實中抗氧化酶活性,降低了膜質過氧化程度,從而延緩了果實衰老的進程,因此,采后SA處理在今后芒果貯藏保鮮中具有較好應用前景。

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Effects of salicylic acid on quality and reactive oxygen metabolism of“Tainong” mango during storage

HE Jun-yu,REN Yan-fang*,LIU Yi-xuan,XIAO Zi-zhang,LIU Jin-ping,WU Sheng-yan

(College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

mango;salicylic acid;quality;reactive oxygen;senescence

2016-02-02

何俊瑜(1975-)，男，博士，教授，研究方向：植物逆境生理與采后生物學，E-mail:junyuhe0303@sina.com。

任艷芳(1976-)，女，博士，教授，研究方向：植物逆境生理與采后生物學，E-mail:yanfangren@126.com。

國家自然科學基金項目(31360413;30901011)；貴州省留學人員科技活動資助項目[黔人項目(2013)7號]。

TS255.1

A

1002-0306(2016)15-0329-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.056