茉莉酸甲酯處理對鮮切菠蘿品質及抗氧化活性的影響

季 悅，李 靜，王 雷，金 鵬，鄭永華,*

（1.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.聊城大學農學院，山東 聊城 252000）

茉莉酸甲酯處理對鮮切菠蘿品質及抗氧化活性的影響

季 悅1，李 靜1，王 雷2，金 鵬1，鄭永華1,*

（1.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.聊城大學農學院，山東 聊城 252000）

研究茉莉酸甲酯處理對鮮切菠蘿貯藏期間品質和抗氧化活性的影響。先將完整的菠蘿果實在20 ℃條件下分別用濃度為0、1、10、100 μmol/L的茉莉酸甲酯熏蒸12 h，然后進行鮮切加工并于15 ℃條件下貯藏48 h。結果表明，茉莉酸甲酯處理可促進鮮切菠蘿總酚含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力上升，抑制可溶性固形物及可滴定酸含量下降，而對色澤及菌落總數無顯著影響（P＞0.05）。其中，10 μmol/L茉莉酸甲酯處理效果最好，能顯著地誘導鮮切菠蘿貯藏期間苯丙氨酸解氨酶和肉桂酸-4-羥化酶活力的上升（P＜0.05），延緩4-香豆酸輔酶A連接酶活力的下降（P＜0.05），從而促進總酚和總黃酮的積累，提高DPPH自由基清除能力。這些結果表明，茉莉酸甲酯處理可保持鮮切菠蘿的品質并提高其抗氧化活性。

茉莉酸甲酯；鮮切菠蘿；苯丙氨酸解氨酶；肉桂酸-4-羥化酶；4-香豆酸輔酶A連接酶；抗氧化活性

菠蘿（Ananas comosus）為鳳梨科鳳梨屬多年生草本植物，與香蕉、柑橘合稱世界上3大類重要的熱帶水果，富含VC和有機酸等營養成分[1]，同時還富含多酚類及黃酮類等抗氧化活性物質[2]，且風味獨特。新鮮完整的菠蘿果在香味、口感以及營養品質方面相較于菠蘿罐頭制品有其獨特的優勢，但完整菠蘿個體大、難去皮，不便于消費者食用。因此，解決菠蘿食用不便、難以貯藏等問題具有重要的意義[3]。鮮切果蔬又名輕度加工果蔬，可使果蔬成為快捷方便型食品[4]，供消費者立即食用或餐飲業使用，是一種新式加工產品。因此，鮮切加工工藝的應用，既讓菠蘿方便食用，又能夠最大程度上保持菠蘿的原有風味和口感，同時提高了菠蘿的經濟價值，因而具有廣闊的市場前景。但菠蘿的鮮切處理使其組織結構受到破壞、汁液外漏，導致出現組織褐變和微生物侵染等問題，影響其風味、營養品質及貨架壽命[5]。近年來的研究表明，完整果實經切割處理后，機體對此類損傷脅迫會產生愈傷反應，提高鮮切果蔬總酚等抗氧化物質的含量，這在鮮切胡蘿卜[6]、紫心蘿卜[7]和火龍果[8]等果蔬的研究中得到了證實。目前，國內外采用涂膜[9-10]、輻照[11]及氣調[12]等處理鮮切菠蘿，取得了較好的保鮮效果，但這些保鮮處理對鮮切菠蘿多酚含量和抗氧化活性的影響鮮有研究。

茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）天然存在于多種植物中，作為一種內源植物生長調節物質和信號分子，在植物脅迫反應和生長發育過程方面發揮著調節作用[13]。研究表明，應用外源MeJA能激發植物抗性基因的表達，誘導植物發生化學性防御，增強其抵抗機體損傷和冷害等逆境脅迫的能力[14]。梨[15]和蘋果[16]鮮切后采用MeJA處理可抑制組織褐變、保持產品的品質并提高其抗氧化活性。新鮮果蔬的鮮切加工可視為產生機械損傷脅迫的過程，MeJA可作為植物損傷反應中的重要信號分子，激活苯丙烷代謝途徑，合成多酚類化合物[17]。但有關鮮切加工前，MeJA處理對鮮切果蔬酚類物質含量變化影響的研究很少。

本實驗以菠蘿為材料，研究了鮮切前MeJA處理對鮮切菠蘿在15 ℃、48 h貯藏期間主要品質指標和酚類物質含量的影響，以期通過采后脅迫處理提高鮮切菠蘿中酚類物質含量和抗氧化活性，為鮮切菠蘿的保鮮加工及科學食用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試菠蘿品種為‘巴厘’種（Ananas comosusr cv.Yellow Mauritius），購于南京江寧區眾彩農產品物流市場。采購后立即運回南京農業大學食品科學技術學院農產品貯藏與加工實驗室，挑選個體大小均勻、無病害和機械傷、九成熟的菠蘿用于實驗。

碳酸鈉、核黃素、鹽酸羥胺、乙二胺四乙酸、β-巰基乙醇、三氯化鋁 國藥集團化學試劑有限公司；無水乙醇、磷酸氫鈉、甲醇、磷酸氫二鈉、過氧化氫南京壽德實驗器材有限公司；茉莉酸甲酯、福林-酚試劑、VC、氯化硝基四氮唑藍（nitrotetrazolium blue chloride，NBT）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphneyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

GL-20G-H型冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠；UV-1600型分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；FA1104N電子天平 上海精密科學儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品預處理

將挑選好的新鮮菠蘿果實隨機分成4 組，3個處理組果實分別用1、10、100 μmol/L的MeJA在20 ℃環境下密閉熏蒸12 h，以相同密閉條件下不熏蒸處理的果實為對照組（CK組）。熏蒸后通風1 h，采用200 μL/L的次氯酸鈉溶液浸泡消毒2 min后晾干表面水分。完整菠蘿果實去皮（未去芯）后，切分成厚度為1 cm的1/8圓片狀。切分后的菠蘿用塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）進行分裝，每盒約100 g，每個處理組分裝20 盒，在（15±1） ℃、相對濕度90%～95%條件下貯藏48 h，每隔12 h取樣，測定總酚含量及主要品質指標的變化。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 總酚含量測定

總酚含量的測定參照Surjadinata等[6]的方法，單位為mg/100 g，以鮮質量計。

1.3.2.2 DPPH自由基清除能力測定

DPPH自由基清除能力的測定參照Soengas等[18]的方法，結果以清除百分率來表示。

1.3.2.3 菌落總數測定

菌落總數的測定參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[19]進行測定。

1.3.2.4 顏色的測定

將樣品從貯藏環境中取出后，在20 ℃條件下用CR400型色差計進行測定。L*值表示亮度，取值范圍0～100，L*值越大，亮度越大。

1.3.2.5 總可溶性固形物含量測定

用手持阿貝折光儀測定果實總可溶性固形物（total soluble solid，TSS）的含量。

1.3.2.6 可滴定酸質量分數測定

用堿滴定法[20]測定可滴定酸（titratable acid，TA）的含量，結果以檸檬酸質量分數表示。

1.3.2.7 總黃酮含量測定

總黃酮含量的測定采用AlCl3比色法[21]，單位為mg/100 g，以鮮質量計。

1.3.2.8 苯丙烷類代謝關鍵酶活力測定

苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）活力的測定參照Koukol等[22]的方法，以反應液每小時在290 nm波長處吸光度變化0.001為一個酶活力單位；肉桂酸-4-羥化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）活力的測定參照Lamb等[23]的方法，以反應液每分鐘在340 nm波長處吸光度變化0.01為一個酶活力單位；4-香豆酸輔酶A連接酶（4-coumarate-CoA ligase，4-CL）活力的測定參照何慕涵等[24]的方法，以反應液每分鐘在333 nm波長處吸光度變化0.01為一個酶活力單位。蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍法，上述結果均以U/mg pro表示。

1.4 數據統計分析

以上指標均取3 個平行樣，重復測定3 次。采用Microsoft Excel 2013和SAS 8.1軟件進行數據處理分析，用鄧肯氏多重比較方法進行差異顯著性檢驗，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同濃度MeJA處理對鮮切菠蘿總酚含量和DPPH自由基清除能力的影響

圖1 不同濃度MeJA處理對鮮切菠蘿貯藏期間總酚含量（A）和DPPH自由基清除能力（B）的影響Fig. 1 Effect of MeJA treatment on total phenol content (A) and DPPH radical scavenging rate (B) of fresh-cut pineapple during storage

如圖1A所示，菠蘿在鮮切后貯藏48 h，總酚含量呈上升趨勢，且在前12 h內上升幅度最大。與CK組比較，各濃度MeJA處理組的總酚含量均有所提升，其中10 μmol/L的MeJA處理的促進效果最好，顯著高于1、100 μmol/L的MeJA（P＜0.05）。

DPPH自由基清除率是衡量果蔬抗氧化活性的重要指標。如圖1B所示，鮮切菠蘿的DPPH自由基清除率變化趨勢與總酚含量的變化趨勢基本一致，不同濃度MeJA處理均能提升鮮切菠蘿DPPH自由基清除率，其中10 μmol/L的MeJA處理的提升效果最好，顯著高于1、100 μmol/L的MeJA（P＜0.05）。

2.2 不同濃度MeJA處理對鮮切菠蘿品質的影響

菌落總數體現食品遭受微生物污染的程度，決定了鮮切菠蘿的安全性及貨架期。從圖2A可見，鮮切菠蘿的菌落總數隨貯藏時間的延長而增加，不同濃度MeJA處理對鮮切菠蘿的菌落總數沒有顯著影響（P＞0.05），貯藏48 h后各組的菌落總數均未超過106CFU/g，仍然在可食用范圍內。

顏色是消費者在購買產品時的主要參考指標。鮮切菠蘿顏色測定以L*值的降低表示褐變的程度。由圖2B可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切菠蘿L*值的下降變化不顯著（P＞0.05），褐變情況輕微，各濃度MeJA處理對鮮切菠蘿的L*值也沒有顯著影響（P＞0.05）。

TSS含量反映果實的含糖量，它是果實品質的基本指標。鮮切菠蘿在貯藏過程中糖作為呼吸底物被消耗，其TSS含量呈現下降趨勢。由圖2C可知，在48 h貯藏期內，不同濃度MeJA處理組的TSS含量均高于CK組，說明MeJA處理能減少鮮切菠蘿糖分的損失。其中10 μmol/L MeJA處理能顯著抑制TSS含量的下降（P＜0.05），從而較好地維持鮮切菠蘿的品質。

TA含量是影響果蔬感官品質的重要指標之一。有機酸是呼吸作用的底物，在貯藏過程中逐漸被消耗，故TA含量逐漸降低。由圖2D可知，在48 h貯藏期內，不同濃度MeJA處理組的TA質量分數均高于CK組，說明MeJA處理能抑制TA質量分數的下降。其中10 μmol/L MeJA處理能顯著抑制TA質量分數的下降（P＜0.05），維持鮮切菠蘿的品質。

綜上所述，10 μmol/L的MeJA處理能顯著地促進鮮切菠蘿總酚含量和DPPH自由基清除能力的上升（P＜0.05），同時保持鮮切菠蘿的品質。因此，在后續研究中我們選取10 μmol/L的處理條件，進一步研究了該濃度MeJA處理對鮮切菠蘿貯藏期間總酚含量和苯丙烷類代謝關鍵酶活力的影響。

2.3 10 μmol/L MeJA處理對鮮切菠蘿總酚和總黃酮含量的影響

圖3 10 μmol/L MeJA處理對鮮切菠蘿貯藏期間總酚（A）和總黃酮（B）含量的影響Fig. 3 Effect of 10 μmol/L MeJA treatment on total phenol (A) and total fl avonoid (B) contents of fresh-cut pineapple during storage

如圖3A所示，鮮切菠蘿在48 h貯藏期內，10 μmol/L MeJA處理組的總酚含量顯著高于CK組（P＜0.05）。黃酮類物質作為一種多酚類化合物，其含量的變化趨勢如圖3B，鮮切菠蘿的總黃酮含量在48 h的貯藏期呈逐漸上升的趨勢，10 μmol/L MeJA處理組的總黃酮含量顯著高于CK組（P＜0.05），與總酚含量的變化趨勢基本一致。說明10 μmol/L MeJA處理能顯著提高鮮切菠蘿多酚和黃酮類物質的合成與積累（P＜0.05）。

2.4 10 μmol/L MeJA處理對鮮切菠蘿苯丙烷類代謝關鍵酶活力的影響

圖4 10 μmol/L MeJA處理對鮮切菠蘿貯藏期間PAL（A）、C4H（B）和4-CL（C）活力的影響Fig. 4 Effect of 10 μmol/L MeJA treatment on PAL (A), C4H (B) and 4-CL(C) activities of fresh-cut pineapple during storage

在植物體中，PAL、C4H和4-CL是植物苯丙烷類代謝途徑中的關鍵酶類，其活力的大小與酚類和類黃酮等抗氧化物質的合成有直接關系。PAL催化L-苯丙氨酸脫氨生成肉桂酸和氨，是植物苯丙烷類代謝途徑中調控酚類和類黃酮物質合成第一步的限速酶。如圖4所示，在48 h貯藏期內，鮮切菠蘿的PAL和C4H活力呈逐漸上升的趨勢，其活力的上升可能是由于傷害誘導活性氧增多導致酶活力增強，而4-CL活力隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。10 μmol/L MeJA處理顯著誘導了鮮切菠蘿PAL和C4H活力的上升（P＜0.05），同時延緩了鮮切菠蘿4-CL活力的下降（P＜0.05），增強了鮮切菠蘿的苯丙烷類代謝的能力，從而促進鮮切菠蘿中酚類物質的合成與積累，最終提高了鮮切菠蘿貯藏期間的抗氧化活性并提升了鮮切菠蘿潛在的營養品質。

3 討 論

酚類物質和黃酮類物質是果蔬中重要的次生代謝產物，能夠有效地清除活性氧自由基和抑制膜脂過氧化反應，是果蔬中重要的抗氧化物質，在植物抗氧化過程中發揮重要作用[25]。完整的果實在受到切割等損傷脅迫時，會導致酚類物質的含量上升。在對胡蘿卜[6]、生菜[26]和紫心馬鈴薯[27]等材料的研究中發現，鮮切加工處理能提高這些鮮切產品的酚類物質含量和抗氧化能力，說明機械損傷能誘導鮮切果蔬中酚類物質的合成積累的這一現象具有普遍性。而在對紫薯[28]和火龍果[8]等材料的鮮切處理研究中，發現MeJA處理一方面能夠保證鮮切產品的營養品質，另一方面能夠進一步提高其抗氧化活性成分的含量。在本實驗中，不同濃度的MeJA處理能夠提高鮮切菠蘿的酚類物質含量和抗氧化活性，同時能較好地維持鮮切處理后的菠蘿TSS和TA的含量，而不影響鮮切菠蘿的營養性、安全性和食用性。在本研究中，10 μmol/L MeJA處理對鮮切菠蘿總酚、總黃酮等抗氧化物質積累的誘導效果最好，能提升DPPH自由基清除率，即能夠有效地提升鮮切菠蘿的抗氧化能力。在植物體中，PAL、C4H和4-CL是植物苯丙烷類代謝途徑中的關鍵酶類，其活力的高低直接關系到植物抗氧化物質的合成。馬杰等[29]的研究表明，機械損傷會誘導鮮切果蔬苯丙烷代謝酶系統的活性，消除活性氧等帶來的膜脂破壞。閆媛媛等[16]研究發現，MeJA處理能夠有效地提高鮮切蘋果PAL活力，提高鮮切蘋果對機械傷害的適應性。在本實驗中，10 μmol/L MeJA處理能顯著促進鮮切菠蘿PAL和C4H活力的上升（P＜0.05），促進酚類物質合成和積累，從而提高鮮切菠蘿的抗氧化活性。而鮮切菠蘿4-CL的活力一直呈現下降趨勢，可能是因為它不是催化鮮切菠蘿酚類物質合成的關鍵酶。

當發生機械損傷時，果蔬在抵御傷害時會啟動自身應答機制，包括信號分子的生成、運輸、識別和轉導，刺激與損傷相關基因的表達，并通過調節自身的新陳代謝和生成新的代謝產物達到修復損傷的目的[30]。本實驗表明，針對切傷脅迫誘導的鮮切菠蘿酚類物質的合成與積累，MeJA處理具有協同作用，這為通過采后處理進一步提高鮮切果蔬抗氧化系統的活性提供了依據。但是，MeJA在鮮切菠蘿果實中怎樣發揮信號分子作用，與切傷脅迫協同調控酚類物質合成的機理還有待進一步研究。如何控制菠蘿的切割處理方式和處理條件，優化鮮切菠蘿產品感官品質的同時，調節抗氧化活性物質的合成及抗氧化物酶的活性，最終提高鮮切菠蘿的營養價值、抗氧化和防衰老等功效，是今后鮮切菠蘿加工處理和保鮮的熱點研究方向。

綜上所述，不同濃度MeJA處理能提高鮮切菠蘿的總酚含量和抗氧化活性，同時保持鮮切菠蘿的品質，其中10 μmol/L MeJA處理效果顯著高于1、100 μmol/L的MeJA（P＜0.05），能提高鮮切菠蘿中苯丙烷類代謝關鍵酶PAL、C4H活力，延緩4-CL活力下降，促進總酚和總黃酮等抗氧化活性物質的積累，提高對DPPH自由基的清除能力，從而增強鮮切菠蘿的抗氧化活性。

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Effect of Methyl Jasmonate Treatment on Quality and Antioxidant Activity of Fresh-Cut Pineapples

JI Yue1, LI Jing1, WANG Lei2, JIN Peng1, ZHENG Yonghua1,*
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;2. College of Agronomy, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China)

The effects of methyl jasmonate (MeJA) on the quality and antioxidant activity of fresh-cut pineapples during storage were investigated. Intact pineapples were fumigated with 0, 1, 10 or 100 μmol/L MeJA at 20 ℃ for 12 h, then cut into pieces and stored at 15 ℃ for 48 h. The results indicated that MeJA treatment promoted the increases of total phenol content and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity, inhibited the decrease of total soluble solid and titratable acid content, but had no signif i cant effect on color or total plate count (P ＞ 0.05). Moreover, treatment with 10 μmol/L MeJA was the most effective in improving the activities of phenylalanine ammonia-lyase and cinnamate-4-hydroxylase, delaying the decrease of 4-coumarate-CoA ligase, thereby promoting the accumulation of total phenols and total fl avonoids and enhancing the DPPH radical scavenging activity of fresh-cut pineapples during storage. These results suggest that MeJA treatment can maintain the quality and improve the antioxidant activity of fresh-cut pineapples.

methyl jasmonate; fresh-cut pineapples; phenylalnine ammonialyase; cinnamate-4-hydroxylase; 4-coumarate-CoA ligase; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201801039

TS255.3

A

1002-6630（2018）01-0258-06

季悅, 李靜, 王雷, 等. 茉莉酸甲酯處理對鮮切菠蘿品質及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學, 2018, 39(1): 258-263.

10.7506/spkx1002-6630-201801039. http://www.spkx.net.cn

JI Yue, LI Jing, WANG Lei, et al. Effect of methyl jasmonate treatment on quality and antioxidant activity of freshcut pineapples[J]. Food Science, 2018, 39(1): 258-263. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801039. http://www.spkx.net.cn

2017-02-19

“十三五”國家重點研發計劃重點專項（2016YFD0400901）；國家自然科學基金面上項目（31471632）

季悅（1992—），女，碩士研究生，研究方向為農產品加工與貯藏。E-mail：2014108078@njau.edu.cn

*通信作者簡介：鄭永華（1963—），男，教授，博士，研究方向為農產品加工與貯藏。E-mail：zhengyh@njau.edu.cn