幾種保鮮處理對紅陽獼猴桃活性氧代謝的影響

何靖柳，段鈺，杜小琴，劉繼，李玉，李杰，張清，李素清，董赟，秦文*

1(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安，625014) 2(雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 雅安，625000) 3(成都市農(nóng)林科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品研究所，四川 成都，611130)

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幾種保鮮處理對紅陽獼猴桃活性氧代謝的影響

何靖柳1, 2，段鈺1，杜小琴1，劉繼3，李玉1，李杰1，張清1，李素清1，董赟2，秦文1*

1(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安，625014) 2(雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 雅安，625000) 3(成都市農(nóng)林科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品研究所，四川 成都，611130)

紅陽獼猴桃；復(fù)合保鮮；活性氧代謝；主成分分析法

紅陽獼猴桃(Actinidia chinensis Planch.var.rufopulpa LiangetFerguson)屬中華(Actinidia chinensis)系品種，是四川省蒼溪縣選育出的世界首個紅肉型新品種，于1997年被列為“國家級品種保護(hù)資源”[1]。研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃具有重要的營養(yǎng)成分和功能性物質(zhì)，含豐富的抗氧化物質(zhì)及抗氧化酶，以上物質(zhì)可通過清除植物體內(nèi)產(chǎn)生的自由基發(fā)揮其抗氧化能力[2]；同時，該物質(zhì)極不穩(wěn)定、易分解，在貯藏期間會不斷下降，而貯藏條件對其抗氧化活性影響很大；因此，保持較高活性氧代謝的貯藏條件均有助于維持鮮果的抗氧化能力，延長其貯藏壽命[3]。

1-MCP、臭氧處理及植物精油處理是近年來果蔬貯藏保鮮的研究熱點[4]。1-MCP處理可較好地抑制貯藏期間果實的抗氧化物質(zhì)及抗氧化酶的降低，使其保持較高的還原狀態(tài)和抗氧化能力，延緩果實衰老并提高其抗性，其中，最佳處理濃度為0.9mg/L[5-8]。一定濃度的臭氧處理能明顯延緩紅陽果實抗氧化物質(zhì)的下降，維持其較高的抗氧化酶活性，最適處理條件為200mg/h處理0.5h[9]。肉桂精油是從干燥的樹皮中提取而得的揮發(fā)油，該物質(zhì)對清除O2-·和·OH有顯著效果；研究發(fā)現(xiàn)，紅陽獼猴桃經(jīng)400μL/L肉桂精油處理后，其保鮮效果較好，同時，能有效維持果實優(yōu)良的抗氧化作用[10-12]。復(fù)合保鮮結(jié)合各種單一保鮮方式的優(yōu)點，通過抑制果實內(nèi)相關(guān)抗氧化酶的活力和其他生命活動，以維持其較高的活性氧代謝能力，其效果優(yōu)于單一處理[13]。

目前，從事獼猴桃貯藏保鮮技術(shù)的研究主要集中于單一保鮮處理，對復(fù)合式保鮮技術(shù)及具體實施方法的研究鮮有報道；同時，對紅陽獼猴桃活性氧代謝過程的研究報道很少。本試驗以紅陽獼猴桃為材料，研究單一保鮮處理(1-MCP、臭氧和肉桂精油)和復(fù)合處理(1-MCP分別與臭氧和肉桂精油結(jié)合)對紅陽果實活性氧代謝的影響，通過主成分分析法，比較不同處理間的差異，從而進(jìn)一步了解復(fù)合保鮮技術(shù)的優(yōu)勢。

1　材料和方法

1.1材料與設(shè)備

1.1.1材料

紅陽獼猴桃(Actinidia chinensis Planch.var.rufopulpa LiangetFerguson)，采自雅安市中里鎮(zhèn)中里村種植專業(yè)合作社果園；肉桂精油，購于吉安盛大香料油有限公司(質(zhì)量濃度大于99.0%)。

1.1.2試驗儀器

BS210S型電子天平，塞多利斯北京天平有限公司；OZ-3G型臭氧發(fā)生器，BNPOZONETECHNOLOGYCO.LTD；可見分光光度計、紫外分光光度計，上海尤尼柯儀器有限公司；冷凍高速離心機(jī)，美國Thermo公司；DHG-9245A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；低溫冷藏柜，天津市森羅科技發(fā)展有限責(zé)任公司；HWS24型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1試驗設(shè)計

選擇大小均勻(60～70g/個)、成熟度(7～8成)基本一致、外表光滑、無機(jī)械傷、無病蟲害的紅陽獼猴桃果實，采后迅速運至四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院園藝產(chǎn)品采后生理實驗室低溫冷庫，8 ℃預(yù)冷30h后于(4±1)℃貯藏備用。

1.2.2測定項目

(1)VC：參照鄭京平[14]紫外分光光度快速測定法。

(2)總酚：參照Dewanto等[15]方法，略加修改。

(3)花色苷：參照熊慶娥[16]的方法。

(4)SOD：參照氮藍(lán)四唑(NBT)法[17]，略加修改。

(5)POD：參照愈創(chuàng)木酚比色法[18]，并略加修改。

(6)CAT：參照紫外吸收法[17]。

(7)總抗氧化能力：參照Pan等[19]方法，略加修改。

(9)·OH清除率：參照Yang和顧海峰等[21-22]方法，略加修改。

(10)DPPH· 清除率：參照Brand-Williams等[23]方法，略加修改。

1.2.3數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)計算標(biāo)準(zhǔn)誤差，均用Origin8.0制圖；采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(One-wayANOVA)，利用鄧肯式多重比較對差異顯著性進(jìn)行比較分析，P<0.05表示差異顯著；采用SPSS19.0進(jìn)行主成分分析。

2　結(jié)果與分析

2.1保鮮處理對果實抗氧化物質(zhì)的影響

2.1.1對VC含量的影響

VC是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，其含量決定了果實貯藏品質(zhì)的好壞。VC極不穩(wěn)定，易分解；而在酸性條件下，穩(wěn)定性較好，因此，貯藏期間，VC含量的變化趨勢與可滴定酸一致，均隨貯藏時間的推移，含量不斷下降[10]；如圖1所示，復(fù)合處理組D和E組下降最緩慢，其次是單一處理組和CK組；貯藏至末期，復(fù)合處理組與相應(yīng)的單一組對比，其差異性均顯著(P<0.05)。由此可知，復(fù)合處理能有效地抑制紅陽鮮果VC含量的降低。

圖1　不同處理對果實中VC含量的影響Fig.1　Effects of different treatments on VC content during storage

2.1.2對果實花色苷含量的影響

如圖2所示，所有獼猴桃果實在整個貯藏過程中，其花色苷含量均不斷減少；其中，復(fù)合處理組的下降趨勢最緩慢，接著依次是單一處理組，CK處理下降最急促；貯藏至120d，E組的花色苷含量為15.4nmol/g鮮重，是A處理的1.32倍(P<0.01)，是C處理的1.07倍(P<0.05)，D組的花色苷含量為14.7nmol/g鮮重，分別是對應(yīng)單一處理組A、B的1.27倍(P,0.05)和1.08倍(P<0.05)，其兩兩之間的差異性均顯著，由此說明果實經(jīng)復(fù)合處理后對保持其花色苷含量效果很好。

圖2　不同處理對果實花色苷含量的影響Fig.2　Effects of different treatments on anthocyanins content of kiwifruit during storage

2.1.3對果肉總酚含量的影響

獼猴桃果肉中的總酚含量在貯藏期間整體呈先升后降的趨勢；鮮果經(jīng)不同處理后，其酚類含量變化趨勢均存在一定差異，其中，復(fù)合處理組變化最緩慢，接著依次是單一處理組，CK組變化最急促；同時，CK組果實總酚含量貯藏至第60天即達(dá)到331.2mg/100g的峰值，而經(jīng)單一和復(fù)合處理后的果實，總酚峰值均被推遲20d出現(xiàn)，且E組值最高，C組次之，接著是D組、B組、A組；貯至末期，復(fù)合處理組總酚含量均高于相應(yīng)的單一處理組(見圖3)。結(jié)果表明，與單一處理相比，鮮果經(jīng)復(fù)合處理后能不同程度影響果實中總酚含量的變化，增強(qiáng)其抗氧化性。

圖3　不同處理對果肉總酚含量的影響Fig.3　Effects of different treatments on phenols content of kiwifruit during storage

2.2保鮮處理對果實抗氧化酶的影響

2.2.1對果實SOD活性的影響

圖4　不同處理對果實SOD活性的影響Fig.4　Effects of different treatments on SOD activity of kiwifruit during storage

2.2.2對果實POD活性的影響

圖5　不同處理對果實POD活性的影響Fig.5　Effects of different treatments on POD activity of kiwifruit during storage

2.2.3對果實CAT活性的影響

CAT是植物體內(nèi)以H2O2為底物的酶，通過分解H2O2，降低因該自由基的積累對細(xì)胞膜造成的損傷，以此發(fā)揮其抗氧化作用。由圖6可知，CAT的活性變化趨勢與SOD完全一致，這與馮武[27]研究結(jié)論一致。圖6還可以看出，所有組果實在貯藏過程中，CAT活性整體呈先升后降的趨勢；CK組CAT活性在貯藏至第40天便達(dá)到峰值，而其他處理組活性峰值均被延遲20d才出現(xiàn)，且峰值高低順序依次為：E>D>B>C>A；E組的CAT活性峰值高達(dá)22.7U/(g鮮重·min)，比A處理高22.1%(P<0.01)，比C高11.1%(P<0.05)；D組的CAT活性峰值為22.5U/(g鮮重·min)，比A高21.0%(P<0.01)，比B處理高7.67%(P<0.05)。

圖6　不同處理對果實CAT活性的影響Fig.6　Effects of different treatments on CAT activity of kiwifruit during storage

2.3保鮮處理對總抗氧化能力的影響

2.3.1果肉總抗氧化活性的變化

在酸性條件下，Mo6+被提取液還原成Mo5+，形成的綠色磷酸鉬在波長695nm處有最大吸收，吸光度越大說明被還原的Mo6+越多，待測樣液總抗氧化能力越強(qiáng)[28]。由圖7可知，獼猴桃果實在貯藏過程中，其總抗氧化能力呈先增后降的變化趨勢；與單一處理相比，果實經(jīng)復(fù)合處理后，能有效增強(qiáng)其總抗氧化能力，且復(fù)合處理與對應(yīng)單一處理之間，差異性顯著(P<0.05)。

圖7　獼猴桃貯藏過程中總抗氧化能力的變化Fig.7　Total antioxidant activities from ‘Red Sun’ kiwifruit during storage

圖8　保鮮處理對果實中超氧陰離子自由基清除能力的影響Fig.8　Effects of treatment with different preservations on superoxide anion radical scavenging activity during storage

2.3.3果肉·OH清除能力的變化

圖9可知，獼猴桃果肉對·OH具有較強(qiáng)的清除能力，貯藏初期，其清除率高達(dá)60.0%；隨著時間的推移，該清除率整體呈先升后降的變化趨勢；果實經(jīng)不同處理后，該清除率峰值出現(xiàn)時間較空白組被推遲20d，且兩種復(fù)合處理均優(yōu)于單一處理，兩兩間差異顯著(P<0.05)；貯至末期，D、E組清除能力分別高達(dá)71.2%、72.7%，均比單一處理高，且差異性顯著(P<0.05)。

圖9　保鮮處理對果實中羥基自由基清除能力的影響Fig.9　Effects of treatment with different preservations on hydroxyl radical scavenging activityduring storage

2.3.4果肉DPPH·清除能力的變化

由圖10可知，獼猴桃果肉對DPPH·有一定的清除能力，且在貯藏期間，其清除率均先升后降；貯至60d，CK組果實中含抗氧化能力物質(zhì)的DPPH·清除率穩(wěn)居首位；貯至60～80d，CK組抗氧化能力急速下降，其活性均低于所有處理組；貯至80d以后，CK組果實中含抗氧化活性物質(zhì)的DPPH·清除能力最弱，復(fù)合處理均較高；貯至120d，D和E組清除率仍高達(dá)71.0%，比A組高7.90%(P<0.01)，比B組高2.16%(P<0.05)，比C組高2.45%(P<0.05)。以上結(jié)果表明，果實經(jīng)復(fù)合保鮮處理后，較單一保鮮處理均能有效提高其貯藏期間抗氧化能力，延緩DPPH·清除率峰值的出現(xiàn)，從而提高果實的營養(yǎng)及商品價值。

圖10　不同處理對果實中DPPH·清除能力的影響Fig.10　Effects of different treatments on DPPH· scavenging activity during storage

2.4不同保鮮處理后對果實抗氧化代謝進(jìn)行主成分分析

通過主成分分析得到前2個主成分的累計貢獻(xiàn)率為90%，因此設(shè)定這2個主成分即能夠代表整體數(shù)據(jù)的信息特征。圖11是各個抗氧化指標(biāo)的主成分在不同貯藏時間、不同處理下得分散點和載荷的雙標(biāo)圖。

圖11　紅陽獼猴桃果實抗氧化代謝主成分因子得分(A)與載荷(B)的雙標(biāo)圖Fig.11　Scores (A) and loadings (B) of antioxidant metabolism from PCA of ‘Red Sun’ kiwifruit

3　討論與結(jié)論

3.1討論

(1)采后果實在貯藏期間仍進(jìn)行著新陳代謝活動，不斷地消耗著果實內(nèi)合成VC的有機(jī)物，從而影響VC含量；加之，VC自身不穩(wěn)定，易分解，因此造成果實中VC含量逐漸下降。花色苷屬多酚類物質(zhì)，自身穩(wěn)定性差，易分解，在弱酸性、低溫下穩(wěn)定性較好。肉桂醛為肉桂精油的主要成分，該物質(zhì)在空氣中，易被氧化生成酸性物質(zhì)，因此紅陽獼猴桃經(jīng)肉桂精油處理后置于低溫下貯藏，其VC及多酚類物質(zhì)均被保持在較高水平[29-31]。

表1　紅陽獼猴桃果實抗氧化代謝主成分得分表

(4)1-MCP可通過提高果實活性氧清除酶(SOD、POD和CAT)活性和內(nèi)源抗氧化物質(zhì)(VC和花色苷、總酚)含量，從而更好地清除活性氧，減少因活性氧在體內(nèi)的積累對膜造成的損傷，有效降低膜脂過氧化作用，最終延緩果實后熟衰老，延長其保鮮期。臭氧和精油處理的抗氧化作用與1-MCP有類似的反應(yīng)機(jī)制，因此當(dāng)它們復(fù)合使用時，具有協(xié)同效應(yīng)，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，試驗結(jié)果與以上分析一致。

3.2結(jié)論

臭氧、肉桂精油、1-MCP均對果實細(xì)胞抗氧化還原水平有重要的影響。果實分別經(jīng)臭氧+1-MCP、精油+1-MCP處理后置于低溫下貯藏，果肉的抗氧化活性明顯得到保持，且優(yōu)于單一保鮮，以上兩種復(fù)合處理方式在應(yīng)用于獼猴桃采后保鮮方面具有一定的先進(jìn)性，但兩者之間差異不顯著，基于成本及操作性綜合考慮，首選精油與1-MCP復(fù)合作為最佳處理方式。

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Influenceofdifferentpreservationsonantioxidationin‘RedSun’kiwifruit

HEJing-liu1, 2,DUANYu1,DUXiao-qin1,LIUJi3,LIYu1,LIJie1,ZHANGQing1,LISu-qing1,DONGYun2,QINWen1*

1(CollegeofFoodScience,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China) 2(YaanPolytechnicCollege,Ya’an625000,China) 3(AgricultureProductsResearchInstitute,ChengduAcademyofAgricultureandForestrySciences,Chengdu611130,China)

‘RedSun’kiwifruit;compoundpreservation;reactiveoxygenspecies;principalcomponentanalysis

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601041

博士研究生(秦文教授為通訊作者,E-mail:qinwen1967@aliyun.com)。

2015-06-25，改回日期：2015-08-31