2,4-表油菜素內酯對草莓果實貯藏品質及抗氧化活性的影響

李園園，王 莉，周夢潔，張 瑜，金 鵬*，鄭永華

（南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

2,4-表油菜素內酯對草莓果實貯藏品質及抗氧化活性的影響

李園園，王 莉，周夢潔，張 瑜，金 鵬*，鄭永華

（南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

以‘紅顏’草莓為實驗原料，研究2,4-表油菜素內酯（2,4-epibrassionolide，EBR）對草莓果實的貯藏品質和抗氧化活性的影響。結果表明：5.0 μmol/L的EBR顯著抑制草莓果實貯藏期間腐爛指數的上升（P＜0.05）。同時EBR處理減少了果實硬度、可溶性固形物和VC含量的下降，增加了總酚、花色苷和類黃酮的積累量。EBR處理還誘導草莓果實3 種抗氧化酶（超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、抗壞血酸過氧化物酶）活力的增加，并抑制H2O2的積累（P＜0.05）。研究表明EBR處理可提高草莓的耐貯性和貯藏品質，這可能與其維持草莓果實較高的抗氧化活性有關。

草莓；2,4-表油菜素內酯；貯藏品質；抗氧化活性

草莓（Fragaria ananassa Duch.）屬薔薇科草莓屬多年生草本植物，其果實鮮紅、柔軟多汁、酸甜可口，具有很高的營養價值和食療作用，有“水果皇后”的美譽[1]。但是，草莓含水量高、組織嬌嫩、果皮極薄，又無外皮保護，在采收和貯運中易受機械損傷和微生物侵染而腐敗變質。其耐貯性差，在常溫下僅可保存1～3 d，這限制了草莓的遠銷和生產的大規模發展[2]。因此，為突破草莓產業發展的瓶頸，研究適宜草莓貯藏保鮮的技術是當務之急。如今，隨著人們對食品安全以及環境污染等問題的重視，尋求貯藏保鮮的方法均要基于安全無毒、經濟可行、實用性強、易于推廣這四大方面，目前國內外研究和應用較為深入的草莓果實采后保鮮技術有熱處理[3-4]、氣調保鮮[5-6]、輻射貯藏[7]、涂膜保鮮[8]、精油處理[9]、1-甲基環丙烯[10]處理和生物防治[11]等方法。

油菜素內酯（brassinosteroids，BRs）是一種普遍存在于植物中的天然植物激素[12]，它已經被公認為第六類植物激素，對植物的生長和發育、生物和非生物脅迫起著至關重要的作用[13]。近年來，BRs在園藝產品采后貯藏方面的應用備受關注，越來越多研究表明外源BRs處理能夠顯著降低青椒[14]、茄子[15]、番茄[16]和桃果實[17]等果蔬采后冷害的發生。此外，適當濃度的BRs能提高果實的抗病性，棗果實用5.0 μmol/L的BRs浸泡5 min后，青霉得到了有效的抑制。BRs誘導抗病的機制可能是由于激發了相關抗病酶活性，從而延緩了果實的衰老[18]。Zhu Feng等[19]發現2,4-表油菜素內酯（2,4-epibrassionolide，EBR）處理過的柑橘在貯藏50 d后的腐爛率顯著低于對照組。然而，外源BRs對草莓果實的保鮮效果和抗氧化活性的影響尚鮮見報道。本實驗以‘紅顏’草莓果實為實驗材料，以EBR處理草莓果實，研究5 ℃貯藏條件下，草莓果實在16 d內的品質和抗氧化活性的變化，為BRs處理在草莓果實保鮮中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗材料為采摘于南京市江寧區鎖石生態園的‘紅顏’草莓（Fragaria ananassa Duch. cv. Benihoppe），果實采摘后2 h內運回實驗室，放在桌面上散去田間熱，挑選無真菌病害、無斑點、大小與成熟度一致（八分熟）的果實進行實驗。

EBR、Folin-Ciocalteu試劑、氯化鉀、VC、硫代巴比妥酸、氫氧化鈉、氮藍四唑、鄰菲啰啉、聚乙烯吡咯烷酮、二硫蘇糖醇、30%過氧化氫（H2O2）溶液、乙二胺四乙酸二鈉 南京壽德試劑器材有限公司。

1.2 儀器與設備

MIR-253三洋恒溫培養箱 上海恒逸實業有限公司；PAL-1手持阿貝折光儀 日本Atago公司；TA-XT2i質構儀 英國SMS公司；FA1104電子天平 上海精密科學儀器有限公司；HH-6恒溫水浴鍋 上海精密儀器儀表有限公司；GL-20G-H型冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠；UV-1600型紫外-可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗分組及前處理

在前期實驗中，將挑選的草莓隨機分成4 組，分別用0.0（對照）、2.5、5.0、10.0 μmol/L的EBR將草莓浸泡5 m i n。處理后的草莓用透明塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）進行分裝，在（20±1）℃、相對濕度90%～95%的恒定條件下貯藏5 d，分別在處理后貯藏期第3天和第5天記錄腐爛率和腐爛指數，篩選對草莓果實腐爛抑制效果最佳的EBR的濃度。在最佳處理濃度條件下，將草莓果實按上述挑選方法隨機分為處理組和對照組，其中處理組用上述篩選到的最佳濃度浸泡5 min，對照組用蒸餾水浸泡5 min，每組每次分別選用400 個果實，各重復3 次。將處理好的草莓分裝于透明塑料盒內，在溫度（5±1）℃、相對濕度90%～95%的恒定條件下貯藏16 d，期間每隔4 d進行分析測定。

1.3.2 腐爛率、腐爛指數測定

草莓果實的腐爛指標參照楊震峰等[20]的方法統計。根據腐爛面積大小將果實分為4級：0級，未腐爛；1級，腐爛面積小于果實面積的25%；2級，腐爛面積介于果實面積的25%～50%之間；3級，腐爛面積大于50%。腐爛指數和腐爛率的計算如式（1）、（2）。

1.3.3 硬度、總可溶性固形物含量的測定

采用手持阿貝折光儀測定總可溶性固形物（total soluble solides，TSS）含量；采用TA-XT2i質構儀測定果實硬度：探頭直徑5 mm，下壓距離5 mm，下壓速率1 mm/s，重復10 次。

1.3.4 總酚、VC、總花色苷和總黃酮含量測定

總酚含量采用Folin-Ciocalteu法[21]測定；VC含量采用鄰菲啰啉法[22]測定；總花色苷含量采用pH值差異法[23]測定；總黃酮含量采用AlCl3比色法[24]測定。所測指標均以鮮質量計。

1.3.5 H2O2含量和SOD、APX、CAT活力的測定

H2O2含量參照Patterson等[25]的方法進行測定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力參照Dhindsa等[26]的方法進行測定，以抑制氮藍四唑被光還原50%為1 個酶活力單位；抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活力參照Nakano等[27]的方法進行測定，以反應液每分鐘在290 nm波長處吸光度變化0.01為1 個酶活力單位；過氧化氫酶（catalase，CAT）活力參照Cakmak等[28]的方法進行測定，以反應液每分鐘在240 nm波長處吸光度變化0.01為1 個酶活力單位。蛋白質含量采用考馬斯亮藍法測定[29]。以上酶活力均以U/mg pro為單位。

1.4 數據處理與分析

除硬度和TSS含量指標重復10 次外，其余各指標均做3 次重復。數據處理分析運用SAS 8.0軟件，差異顯著性檢驗（P＜0.05表示差異顯著）用Duncan多重比較方法完成，結果以±s表示。

2 結果與分析

2.1 20 ℃條件下EBR處理對草莓果實腐爛指標的影響

由表1可知，草莓果實在20 ℃貯藏3 d后，對照組的腐爛率和腐爛指數分別達到55.75%和33.63%，顯著高于其他處理組。而用2.5 μmol/L和10.0 μmol/L EBR處理組果實的腐爛率和腐爛指數并無顯著差異。在20 ℃貯藏5 d后，5.0 μmol/L EBR處理組果實的腐爛率和腐爛指數分別達到61.59%和29.23%，均顯著低于對照組（82.27%和52.49%）。不同濃度的EBR處理均能夠抑制草莓果實的腐爛，濃度過高或者過低時，抑制效果不明顯。其中以濃度為5.0 μmol/L的抑制效果最佳。因此，用初步篩選的5.0 μmol/L的處理濃度進行下面的低溫保鮮實驗，研究5.0 μmol/L EBR對草莓果實貯藏期間品質和抗氧化活性的影響。

2.2 5 ℃條件下EBR處理對草莓果實腐爛率和腐爛指數的影響

由圖1可知，草莓貯藏期間腐爛率和腐爛指數均呈不斷上升趨勢。對照組果實的腐爛率和腐爛指數上升迅速，而5.0 μmol/L EBR處理組的草莓果實腐爛率和腐爛指數上升緩慢，均顯著低于對照組（P＜0.05）。由此可見，在低溫5 ℃的貯藏期內，5.0 μmol/L EBR處理可以有效抑制草莓采后腐爛的發生。

圖1 5 ℃條件下EBR處理對草莓果實腐爛率（A）和腐爛指數（B）的影響Fig. 1 Effect of EBR treatment on decay incidence (A) and decay index (B) in strawberry fruit during storage at 5 ℃

2.3 EBR處理對草莓果實硬度、TSS和VC含量的影響

圖2 EBR處理對草莓果實硬度（A）、TSS（B）和VC（C）含量的影響Fig. 2 Effect of EBR treatment on fi rmness (A), TSS (B) and vitamin C (C)contents of strawberry fruit during storage

果實硬度和TSS含量是評價果實品質的重要指標，也是反映果實成熟、衰老的重要標志。由圖2可知，處理組和對照組的草莓果實在整個貯藏期間，硬度均呈逐漸下降的趨勢。EBR在一定程度上能夠減少果實硬度的下降，但貯藏時間相同時，處理組和對照組草莓果實的硬度無顯著差異（P＞0.05）。草莓果實TSS含量在貯藏期的前8 d隨著貯藏時間的延長而上升，在貯藏8 d后隨著TSS作為底物逐漸被消耗其含量又逐漸下降。整個貯藏期間EBR處理組草莓果實TSS含量均顯著高于對照組（P＜0.05）。同時，EBR能夠有效抑制草莓果實中VC的降解，使其在貯藏期間VC含量維持在較高水平。貯藏16 d時處理組VC含量達到93.09 mg/100 g，顯著高于對照組（80.85 mg/100 g）（P＜0.05）。

2.4 EBR處理對草莓果實總酚、花色苷和總黃酮含量的影響

圖3 EBR處理對草莓果實總酚（A）、總花色苷（B）和總黃酮（C）含量的影響Fig. 3 Effect of EBR treatment on contents of total phenols (A),anthocyanins (B) and total fl avonoids (C) in strawberry fruit during storage

草莓果實在整個貯藏期內，處理組果實的總酚含量隨著貯藏時間的延長先略微上升，接著逐漸下降。由圖3可知，對照組果實的總酚含量在4 d內劇烈下降，4 d后逐漸上升，8 d后略微下降，其總酚含量在整個貯藏期內均顯著低于處理組（P＜0.05）。5.0 μmol/L EBR處理組草莓果實的總花色苷含量在貯藏期內隨著貯藏時間的延長逐漸增加，且均顯著高于對照組（P＜0.05），說明EBR誘導使草莓果實在貯藏期間總花色苷含量增加。總黃酮含量的變化趨勢與總酚含量的基本保持一致，在第8天出現峰值后緩慢下降，整個貯藏期間處理組的含量均高于對照組。

2.5 EBR處理對草莓果實SOD、CAT和APX活力以及H2O2含量的影響

SOD、CAT和APX是果實組織中清除活性氧自由基的關鍵酶。由圖4可知，在貯藏過程中，對照組和處理組果實的SOD、CAT和APX活力變化趨勢均一致，SOD和CAT活力在貯藏的前8 d逐漸上升，第8天達到峰值后開始下降。在整個貯藏期間，處理組草莓果實的SOD和CAT活力顯著高于對照組（P＜0.05）。對照組和處理組草莓果實的APX活力均在12 d達到峰值，隨后下降。5.0 μmol/L EBR處理的草莓果實保持了較高的APX活力（P＜0.05）。貯藏末期處理組草莓果實的APX活力約為對照組的1.5 倍。以上結果表明EBR處理均顯著誘導了草莓果實在貯藏過程中SOD、CAT和APX的活力升高（P＜0.05）。

圖4 EBR處理對草莓果實SOD（A）、CAT（B）、APX（C）活力和H2O2含量（D）的影響Fig. 4 Effect of EBR treatment on SOD (A), CAT (B), APX(C)activities and H2O2 (D) content of strawberry fruit during storage

H2O2是果實組織活性氧代謝失調產物之一。整個貯藏期間，對照組和處理組草莓果實的H2O2含量整體均呈上升趨勢，只有經EBR處理過的果實在8～12 d有輕微下降。貯藏第16天時，對照組的H2O2含量相比采收當天增加了2.5 μmol/g。5.0 μmol/L EBR處理組果實的H2O2含量均顯著低于同時間的對照組（P＜0.05），且在貯藏16 d時比對照組低7.8%，說明EBR有效地抑制了草莓果實在貯藏期內H2O2的積累。

3 討 論

草莓腐爛是影響其品質和貯藏時間的主要因素之一。果實采后腐爛除了與自身衰老有關，同時與病原菌侵染有著密切的聯系。諸多研究表明，BRs不僅能夠減少冷害的發生，而且可以提高果蔬的抗病性。在本實驗中，EBR顯著降低了草莓采后的腐爛發生率，這與Zhu Zhu等[18]對棗果實的研究結果一致，EBR可抑制棗果實青霉病的發生。EBR對青霉的抑制作用可能由于誘導果實產生了防御能力，而并非對病原菌直接產生抑制效果。在本實驗中，5.0 μmol/L EBR對草莓果實腐爛的抑制效果最佳，濃度過高或者過低時對果實腐爛的抑制作用減弱。此外，EBR對果實品質和營養方面保留也表現出積極的作用。一方面，適當濃度（5.0 μmol/L）的EBR能減少硬度、TSS含量和VC含量的下降；另一方面，果實內總酚、總花色苷以及總黃酮都是抗氧化物質[30]，具有較強的抗氧化能力和自由基清除能力，這些物質含量高低反映了草莓抗氧化能力強弱，而EBR可誘導草莓果實采后酚類、花苷色類以及黃酮類次生代謝物質含量增加。然而，經EBR處理的茄子，其總酚含量顯著低于對照組（P＜0.05），EBR處理能夠加速總酚含量的下降[15]。這種差異可能是由實驗材料、BRs的種類以及貯藏方法的不同所導致。

活性氧代謝理論認為果實衰老是由活性氧自由基的過多積累、代謝失調而導致組織細胞膜的完整性被破壞所造成。植物組織的活性氧系統由非酶促和酶促系統組成，草莓果實含有的豐富的總酚、總花色苷以及總黃酮等生物活性物質[31]構成了非酶促系統。這些抗氧化物質通過參與活性氧自由基的清除，增加果蔬的抗病力[32-33]，提高果蔬的耐貯性。另外，活性氧代謝和產生抗氧化物質的相關酶組成果實中的酶促系統，其中SOD、CAT和APX是活性氧代謝的重要酶，保持較高的抗氧化活性酶活性可減少活性氧的積累，使果實組織中的活性氧代謝保持在平衡狀態。SOD是抵御超氧陰離子自由基的第一道防線，它催化超氧陰離子轉化為H2O2，隨后在酶的作用下轉化為H2O[34]；在還原劑存在的條件下，如VC、愈創木酚或者酚類化合物，CAT能夠清除H2O2并將其轉化為H2O，最終變為O2[35]；APX能夠經VC-谷胱甘肽循環將H2O2分解為H2O[36]。EBR通過激活果實中的SOD、CAT、APX，促進其活力上升，從而減輕活性氧自由基的過度積累，進而提高采后果實的耐貯性和貯藏品質[37]。本研究表明處理組草莓果實的SOD、CAT、APX活力均呈現先升后降的趨勢，且EBR處理組這3 種酶的活力顯著高于對照組（P＜0.05），這與前人對青椒[14]、棗果實[18]的研究結果一致。在本研究中，貯藏后期，對照組和處理組草莓果實的SOD、CAT和APX活力均有所下降，從而不能有效清除過多的活性氧，導致細胞膜磷脂過氧化作用加強，破壞細胞膜結構，使多酚氧化酶與酚類物質在細胞中區室化分布破壞，導致酶與底物直接接觸，催化酚類物質的氧化[38-39]。因此酚類物質，包括總酚和總黃酮變化趨勢到后期也逐漸下降。在整個貯藏期內，EBR通過調控SOD、CAT和APX等活性氧代謝相關酶活力抑制H2O2含量上升；當H2O2含量過高時，EBR調控相關酶活力，使之保持較高的活性氧清除能力，從而維持H2O2含量在較低水平。草莓果實中H2O2的含量在整個貯藏期間逐漸增加，且處理組顯著低于對照組（P＜0.05）。但是也有研究發現經EBR處理的柑橘果實的H2O2含量在貯藏期均高于對照組[20]。

綜上所述，外源BRs處理能夠有效抑制草莓貯藏期間腐爛的發生，以5.0 μmol/L EBR處理對草莓保鮮效果為最佳。EBR處理不僅能夠提高草莓貯藏期內總酚、總花色苷以及總黃酮含量，還能誘導活性氧相關代謝酶SOD、CAT和APX活力增強，保持草莓果實的貯藏品質和營養成分，進而延緩了采后果實的成熟與衰老。

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Effect of 2,4-Epibrassionolide on Postharvest Quality and Antioxidant Activity of Strawberry Fruit

LI Yuanyuan, WANG Li, ZHOU Mengjie, ZHANG Yu, JIN Peng*, ZHENG Yonghua
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of 2,4-epibrassionolide (EBR) treatment on postharvest quality and antioxidant activity in strawberry fruit (Fragaria ananassa Duch. cv. Benihoppe) was investigated. The results showed that EBR treatment at 5.0 μmol/L had the most signif i cant inhibitory effect on fruit decay during the storage period (P ＜ 0.05). Meanwhile, EBR treatment inhibited the decrease of fruit fi rmness, total soluble solids (TSS) and vitamin C content, and maintained high levels of total phenols, anthocyanins and fl avonoids during storage. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in strawberry fruit during storage were also induced by EBR, while lower content of H2O2was observed in treated fruit compared to control fruit (P ＜ 0.05). These results suggested that EBR improves the storability and quality of strawberry fruit during storage, which may be related to the maintenance of higher antioxidant activity.

strawberry fruit; 2,4-epibrassionolide; postharvest quality; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201801042

TS255.3

A

1002-6630（2018）01-0279-06

李園園, 王莉, 周夢潔, 等. 2,4-表油菜素內酯對草莓果實貯藏品質及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學, 2018, 39(1):

279-284. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801042. http://www.spkx.net.cn

LI Yuanyuan, WANG Li, ZHOU Mengjie, et al. Effect of 2,4-epibrassionolide on postharvest quality and antioxidant activity of strawberry fruit[J]. Food Science, 2018, 39(1): 279-284. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201801042. http://www.spkx.net.cn

2016-09-30

公益性行業（農業）科研專項（201303073）；中央高校基本科研業務費專項資金項目（KYZ201420）；南京農業大學SRT計劃項目（1618C06）

李園園（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品加工與安全。E-mail：2015808116@njnu.edu.cn

*通信作者簡介：金鵬（1981—），男，教授，博士，研究方向為農產品貯藏與加工。E-mail：pjin@njnu.edu.cn