外源褪黑素處理對油桃采后品質(zhì)的影響

李思純，杜雅珉，李書悅，傅茂潤，趙韓棟，焦文曉，姜愛莉

（1.煙臺大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺 264005；2.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟南 250353）

油桃（Prunus persicavar.nectarina）又名桃駁李，薔薇科桃屬植物，是普通桃（果皮外被茸毛）的單基因隱性突變體?！?26 油桃’是早熟、高產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)品種，色澤艷麗、口感極佳、營養(yǎng)價值高，不但含有大量的糖，還含有有機酸、天然果膠、維生素、礦物質(zhì)和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，作為濃甜型油桃的代表之一，逐漸占領(lǐng)了消費市場[1]。然而油桃采后呼吸速率高，在運輸和貯藏過程中易發(fā)生失水、軟化、腐爛等現(xiàn)象，嚴重影響了其商品價值，帶來巨大的經(jīng)濟損失[2]。

目前，桃保鮮的方法有很多，包括冷藏法[3-6]、變溫貯藏法[7]、氣調(diào)法[8]、涂膜法[9-10]、生物保鮮法[11]和物理化學(xué)保鮮法[12-13]等。但是冷藏法易使桃果實發(fā)生冷害，加重其失水皺縮，且可能會導(dǎo)致水果風(fēng)味喪失、發(fā)生褐變、不能正常后熟[14]；變溫法雖可以減緩水果酸含量的下降，保持水果的味道，避免冷害，但溫度變化過程會導(dǎo)致桃果皮中的胡蘿卜素和葉綠素流失[15]；氣調(diào)法需要相關(guān)配套技術(shù)，成本較高[16]。涂膜法、生物保鮮法等其它方法由于客戶偏好或需要驗證有效性，在商業(yè)上仍未推廣使用。為延長油桃的采后壽命、提高果實質(zhì)量，還需開發(fā)新的有效方法。褪黑素（melatonin，MT）化學(xué)名稱為N-乙?；?5-甲氧基色胺，是一種在植物中廣泛存在的內(nèi)源性酰胺類化合物[17]，許多水果和蔬菜包括番茄、蘋果、櫻桃、香蕉和草莓等都含有天然褪黑素[18]。作為一種安全且有益的吲哚胺，褪黑素可以增加植物的抗逆性，調(diào)節(jié)植物生長，還可用于果蔬的采后處理[19]。孫倩倩[20]發(fā)現(xiàn)褪黑素有催熟效果，可以增加番茄果實中的紅色素、提高乙烯產(chǎn)量、增加果實香氣和風(fēng)味、提高果實品質(zhì)；Gao 等[21]通過試驗發(fā)現(xiàn)褪黑素可以延緩沙紅桃和秦蜜桃的果實衰老速度，增加耐冷性，降低果實軟化率、腐爛率、失水和呼吸速率，保持較高的可溶性固形物和抗壞血酸含量；周慧[22]在研究中發(fā)現(xiàn)褪黑素能降低鮮切梨中過氧化物酶和多酚氧化酶活性，增加果實色度，增強抗氧化能力，延長果實貨架期；Aghdam 等[23]通過試驗證明褪黑素可以減緩草莓采后腐爛和保持營養(yǎng)品質(zhì)，提高草莓果實的抗氧化性；唐琦[24]發(fā)現(xiàn)褪黑素能提高大棗果實抗氧化和抗病性，減緩果實軟化和衰老，延長其貯藏期；辛丹丹[25]發(fā)現(xiàn)褪黑素能抑制黃瓜失重率和呼吸強度的升高，使其保持較高的抗壞血酸和可溶性蛋白含量；Ma 等[26]發(fā)現(xiàn)褪黑素能減緩采后木薯貯藏根的生理劣化。雖然褪黑素已應(yīng)用于多種果蔬的采后處理，但其發(fā)揮的作用并不相同，而具有良好食用價值的油桃保鮮方法有一定的局限性，目前鮮有將褪黑素用于油桃保鮮的研究報道，因此褪黑素對油桃采后品質(zhì)的影響仍有待探索。

本試驗選用‘126 油桃’作為材料，探究了褪黑素處理對油桃采后貯藏期內(nèi)腐爛指數(shù)、失重率、呼吸強度、硬度、VC 含量、可溶性固形物、可滴定酸和可溶性蛋白等的影響，以期為褪黑素在油桃和其他水果的采后保鮮方面的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

‘126 油桃’（生產(chǎn)廠家遼寧普蘭店），購于山東省濟南市長清區(qū)家家悅超市（大學(xué)城店），選擇大小均勻、果型端正、無病蟲害及機械損傷、具有相似成熟度和顏色的新鮮油桃。

聚乙烯保鮮袋，規(guī)格為350mm×250mm，厚度0.02mm；褪黑素，上海源葉生物科技有限公司；草酸、酚酞指示劑、2,6-二氯靛酚鈉鹽、考馬斯亮藍G-250、牛血清蛋白質(zhì)、氫氧化鈉等試劑，均為分析純（AR）。

F-920 型便攜式氧氣和二氧化碳分析儀，北京陽光億事達；手持式數(shù)字折光儀，PAL-1，日本ATAGO；水果硬度計，GY-1，浙江托普儀器有限公司；V-1100D 型分光光度計，上海美譜達公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 油桃的處理與貯藏

參考相關(guān)文獻[20-21,25,27]和預(yù)試驗結(jié)果（0、50、100、200、1 000 μmol/L 褪黑素處理）均表明，低濃度及過高濃度的褪黑素都無法有效降低果實的腐爛程度，因此根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，本試驗選取200 μmol/L 作為褪黑素處理濃度，不再設(shè)置其他處理濃度。將試驗的油桃隨機分成兩組：一組用濃度為200 μmol/L 的褪黑素溶液浸泡10 min；另一組作為對照組（CK），以去離子水浸泡10 min。

浸泡后于室溫下風(fēng)干，然后將油桃放在聚乙烯保鮮袋中置于溫度為（25±1）℃的保鮮柜中貯藏。每個處理設(shè)置3 個平行，每個平行每次9 個果實。每3 d 取樣測定相關(guān)指標，并將剩余油桃樣品切碎混勻，液氮冷凍，置于-80 ℃冰箱中備用，每個指標重復(fù)測定3 次。

1.2.2 測定指標

（1）腐爛指數(shù)

將每組9 個油桃的腐爛狀況參照潘磊慶等[28]的方法進行評估：油桃果實表面有可見真菌生長、細菌病變或發(fā)生大面積干縮，則判定油桃發(fā)生腐爛。按照腐爛狀況分為5 個等級。0 級：無任何腐爛或干縮痕跡；1 級：腐爛面積在5%以下；2 級：腐爛痕跡面積在5%～10%；3 級：腐爛痕跡面積在10%～20%；4 級：腐爛或干縮痕跡面積在20%以上。腐爛指數(shù)計算公式見式（1）。

（2）失重率

將每組9 個油桃的失重率按照公式（2）計算。

式中，m1-貯藏前樣品質(zhì)量，g；m2-貯藏n天后樣品質(zhì)量，g。

（3）其他指標

每次選取9 個油桃，室溫下密封于10 L 塑料筐內(nèi)，1 h后利用氣體分析儀測定呼吸強度[29]；使用GY-1 型水果硬度計測定果實赤道部位的硬度；VC 含量采用2,6-二氯靛酚鈉鹽滴定法進行測定[30]；參照李曉芳等[31]的方法，利用手持折光儀測定可溶性固形物的含量（含糖量）；可滴定酸含量（含酸量）用氫氧化鈉滴定法測定[32]；糖酸比=含糖量/含酸量；用考馬斯亮藍G-250 染色法[33]測定可溶性蛋白含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2013 進行數(shù)據(jù)分析與圖表制作。每組實驗重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)以平均值±SD 值的形式表示。使用SPSS 20.0 軟件，采用單因素結(jié)合鄧肯多重比較進行數(shù)據(jù)分析，當(dāng)P＜0.05 時，表示差異顯著；當(dāng)P＜0.01 時，表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 褪黑素處理對油桃腐爛指數(shù)的影響

油桃腐爛會大大降低其食用及商品價值，影響貨架期。如圖1 所示，對照組和處理組在貯藏前3 d，腐爛指數(shù)均為0，之后均出現(xiàn)了不同程度的腐爛，且兩處理的腐爛指數(shù)均隨貯藏時間的延長而增加，但處理組的腐爛指數(shù)在貯藏期間一直低于對照組。貯藏第15 天時，處理組腐爛指數(shù)為58.75%，與對照組相比降低了38.80%，差異極顯著（P＜0.01），說明褪黑素能夠顯著降低油桃的腐爛程度，這與辛丹丹[25]在褪黑素處理黃瓜時得出的研究結(jié)果一致。

圖1 不同處理對油桃果實腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effects of melatonin on fruit decay index of nectarine

2.2 褪黑素處理對油桃失重率的影響

失重率是反映油桃采后品質(zhì)的重要指標，在貯藏過程中油桃會因蒸騰作用和呼吸代謝導(dǎo)致失水。圖2 顯示，兩個處理的失重率在貯藏期間均呈現(xiàn)上升趨勢，但褪黑素處理組失重率一直低于對照組。貯藏第12 天時，褪黑素處理組的油桃果實失重率為13.79%，顯著低于對照組的18.53%（P＜0.05）。貯藏第15 天時，處理組的失重率為16.68%，對照組失重率為25.63%，兩處理之間差異極顯著（P＜0.01）。說明褪黑素處理能夠在貯藏后期顯著降低油桃的失重率，這與Gao 等[21]在普通桃上的研究結(jié)果一致。

圖2 不同處理對油桃果實失重率的影響Fig.2 Effects of melatonin on fruit weight loss of nectarine

2.3 褪黑素處理對油桃呼吸強度的影響

果實采后呼吸代謝的快慢可以用呼吸強度來評估。呼吸強度越高的果實，即所需要消耗的呼吸底物越多，果實貯藏期也越短。如圖3 所示，油桃在采后由于果實腐爛，果實呼吸速率快速增加，呼吸強度隨著貯藏過程中油桃腐爛程度加速而增加。在第9 天時，褪黑素處理組的呼吸速率為101.76 mg CO2/(kg·h)，比對照組降低了34.08 mg CO2/(kg·h)。對照與處理組的呼吸強度變化趨勢基本相同，但從第3 天開始，褪黑素處理組能明顯減緩油桃果實的呼吸速率，使處理組呼吸強度極顯著低于對照組（P＜0.01）。這與Gao 等[21]研究結(jié)果不同。油桃作為典型的呼吸躍變果實，在本實驗中并未出現(xiàn)典型的呼吸躍變曲線，一方面可能因為油桃果實不是從果園直接采摘，影響了呼吸強度的曲線，另一方面可能由于采摘時間點錯過了呼吸躍變的峰值。

圖3 不同處理對油桃果實呼吸強度的影響Fig.3 Effects of melatonin on fruit respiration rate of nectarine

2.4 褪黑素處理對油桃硬度的影響

果實的硬度可以從一定程度上反映出油桃的新鮮程度。圖4 結(jié)果表明，隨著貯藏時間的增加，果實的硬度呈現(xiàn)下降趨勢，但經(jīng)褪黑素處理后的果實硬度始終高于對照組，從第3 天開始，褪黑素處理組果實硬度（9.95×105Pa）顯著高于對照組（8.98×105Pa）（P＜0.05），9 d 后差異極顯著（P＜0.01）。貯藏15 d 后，處理組果實的硬度（8.18×105Pa）是對照組（6.66×105Pa）的1.23 倍，表明褪黑素處理能夠使油桃保持較高的硬度，降低果實因軟化而造成的損傷及腐爛，從而有效延長油桃的貯藏期。這與Gao等[21]的研究結(jié)果一致。在貯藏過程中，褪黑素處理明顯保持了桃果實的硬度。與此相反，Sun 等[34]發(fā)現(xiàn)使用50μmol/L外源褪黑素處理綠色番茄2 h，可明顯加速果實的成熟軟化。本試驗和Sun 等[34]研究結(jié)果的差異可能在于不同的物種成熟階段會有不同的反應(yīng)或處理時間所致。

圖4 不同處理對油桃果實硬度影響Fig.4 Effects of melatonin on fruit firmness of nectarine

2.5 褪黑素處理對油桃維生素C 含量的影響

VC 含量反映了油桃果實的營養(yǎng)價值。如圖5 所示，在貯藏過程果實中VC 含量先增加后減少，在采后的第3天維生素C 含量達到最大值（處理組為11.81 mg/100 g，對照組為11.03 mg/100 g），之后VC 含量隨果實的成熟和衰老而不斷降低，但處理組的下降速度明顯慢于對照組。這與Gao 等[21]的研究結(jié)果相似。說明褪黑素能有效延緩VC 分解，使油桃在貯藏期內(nèi)仍保持較高的營養(yǎng)價值。但與此相反的是Liu 等[35]研究發(fā)現(xiàn)在貯藏后期，用褪黑素處理草莓的抗壞血酸含量比對照組低。這種差異可能是由于品種、成熟期或處理條件（濃度和持續(xù)時間）的不同導(dǎo)致的，說明針對不同水果，褪黑素處理對VC 含量的影響是不確定的。

圖5 不同處理對油桃果實VC 含量的影響Fig.5 Effects of melatonin on fruit VC of nectarine

2.6 褪黑素對油桃可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量代表著果實中含糖量的多少，是體現(xiàn)果實風(fēng)味的一個指標[36]。由圖6 可知，在貯藏前期，隨著油桃的后熟，果實中可溶性固形物含量逐漸上升，并在第6 天達到峰值。隨后由于呼吸作用的加快，糖分被消耗，可溶性固形物含量逐漸減少。從圖中可以看出，對照組和處理組可溶性固形物含量隨時間變化的趨勢相同，但經(jīng)褪黑素處理后的果實，其可溶性固形物含量始終高于對照組。貯存3 d 即有顯著差異（P＜0.05），6 d 后差異極顯著（P＜0.01），在貯存第15 天時，處理組可溶性固形物含量（8.5%）比對照組（7.2%）高18.06%，表明褪黑素可以降低果實中糖類的消耗，從而保證品質(zhì)。

圖6 不同處理對油桃果實可溶性固形物含量的影響Fig.6 Effects of melatonin on fruit soluble solids of nectarine

2.7 褪黑素對油桃可滴定酸含量的影響

油桃中可滴定酸的含量是果實風(fēng)味的體現(xiàn)[36]。如圖7 所示，隨著油桃果實的后熟，果實可滴定酸含量逐漸減少。經(jīng)褪黑素處理的油桃具有比對照組更低的可滴定酸含量。200 μmol/L 褪黑素處理的油桃可使其保持較高的可溶性固形物含量和較低的酸度，抑制果實特有風(fēng)味和口感的喪失，達到延緩果實衰老的過程。Liu 等[35]在草莓貯藏過程中也得到了類似的結(jié)果。

圖7 不同處理對油桃果實可滴定酸的影響Fig.7 Effects of melatonin on fruit titratable acid content of nectarine

2.8 褪黑素對油桃糖酸比的影響

糖酸比能夠反映油桃果實的風(fēng)味，糖酸比越小，說明油桃越酸，反之越甜[37]。如圖8 所示，貯藏前期，糖酸比呈現(xiàn)上升趨勢。之后隨著呼吸強度的增加，糖分消耗，糖酸比下降，可滴定酸作為呼吸底物被消耗，使得糖酸比再次上升。處理組與對照組糖酸比的總體趨勢大致相同，第3 天處理組就保持較高的糖酸比，與對照差異極顯著（P＜0.01），在貯存結(jié)束時，處理組的糖酸比（30.79）仍高于對照組（23.12），表明褪黑素可以有效改善油桃果實的風(fēng)味。

圖8 不同處理對油桃果實糖酸比的影響Fig.8 Effects of melatonin on fruit suger-acid ratio of nectarine

2.9 褪黑素對油桃可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白含量是評價果實營養(yǎng)價值不可或缺的部分。如圖9 所示，油桃中可溶性蛋白含量貯藏期間呈先升后降趨勢，但處理組蛋白含量一直高于對照組。貯藏結(jié)束時，褪黑素處理組的可溶性蛋白含量為0.19mg/g，極顯著高于對照組（0.12 mg/g）（P＜0.01）。這與王平[27]在探究外源褪黑素對蘋果葉片衰老的調(diào)控及相關(guān)自噬基因的功能分析中的結(jié)果類似。

圖9 不同處理對油桃果實可溶性蛋白含量的影響Fig.9 Effects of melatonin on fruit soluble protein content of nectarine

3 結(jié)論

結(jié)果表明，貯藏15 d 時，與對照組相比，200 μmol/L的褪黑素處理可有效降低油桃腐爛（38.80%），處理組果實硬度是對照組的1.23 倍，油桃的失重率和可滴定酸含量僅下降了8.95%、0.04%，可溶性固形物、可溶性蛋白及維生素C 含量，分別高于對照18.06%、58.3%、66.7%?？梢姡庠赐屎谒靥幚聿粌H可以顯著降低果實的腐爛指數(shù)及貯藏后期的失重率，抑制果實呼吸強度的增加，提高糖酸比，且能有效延緩油桃果實硬度、可溶性固形物、可溶性蛋白及維生素C 含量的下降。因此，外源褪黑素處理可作為一種具有潛力的保鮮劑應(yīng)用于油桃采后保鮮。