《食品科学》:贺州学院帅良教授等:茉莉酸甲酯处理对采后龙眼果皮褐变的影响

来源:新闻动态    发布时间:2023-10-11 10:52:08

  龙眼果实是典型的非呼吸跃变型果实,成熟于高温盛夏,果实所含水分高,采后极易发生果皮褐变,极大影响了采后龙眼果实的外观品质以及经济效益。一般认为果皮褐变是由于果皮失水、病虫害、多酚氧化酶(PPO)作用、衰老以及逆境胁迫等因素引起的。龙眼果皮褐变多为酶促褐变,酚类物质在PPO和过氧化物酶(POD)的作用下,被氧化成醌类物质,醌类物质聚集形成褐素,从而引起果皮组织的褐变,而果皮褐变是采后龙眼果实发生品质劣变的主要表现形式。因此,探索能够有效缓解采后龙眼果皮褐变、延长其贮藏寿命的保鲜技术显得很重要。

  现有研究表明,茉莉酸甲酯(MeJA)已被大范围的使用在果蔬保鲜,对于提高荔枝、猕猴桃、蓝莓、葡萄、桃、梨等果实的抗病性、耐冷性以及耐贮性有着积极的作用,但有关MeJA处理对采后果蔬褐变影响的研究鲜有报道,特别是MeJA处理对采后龙眼果实果皮褐变的影响。贺州学院食品与生物工程学院,广西康养食品科学与技术重点实验室的薛鹏宇、廖玲燕*、帅 良*等以‘储良’龙眼果实为试材,研究MeJA处理对采后龙眼果皮褐变的影响,旨在为延缓龙眼采后果皮褐变、延长其贮藏期提供理论依照和技术支持。

  1、不同浓度MeJA处理对果皮褐变指数、果皮细胞膜透性和果肉自溶指数的影响

  由图1A可知,随贮藏时间的延长采后龙眼果实褐变指数一直上升。CK和MeJA处理组果皮褐变指数在贮藏0~4 d内缓慢上升,之后褐变程度加重,褐变指数迅速上升,其中CK组贮藏至第8天时褐变指数达4.97,而经100 μmol/L MeJA处理的果实果皮褐变指数在第8天时达2.57,仅为CK组的51.7%。在整个贮藏期间,CK组龙眼果皮褐变指数高于MeJA处理组,其中10 μmol/L MeJA处理与CK只有在第6、8天差异达到显著水平(P<0.05),而50、100 μmol/L MeJA处理的褐变指数在整个贮藏期间均明显低于CK组(P<0.05)。

  由图1B可知,随贮藏时间的延长,采后龙眼果实细胞膜透性不断增大。CK组细胞膜透性在0~8 d持续增大,贮藏至第8天细胞膜透性达49.58%。而MeJA处理组细胞膜透性在整个贮藏期内总体也呈现上升的趋势,100 μmol/L MeJA处理组在第8天达到最高值30.31%,仅为CK组的61.1%。统计分析表明,在整个贮藏期间,除第2天外,CK组细胞膜透性均高于MeJA处理组,且两者差异在第4~8天达到显著水平(P<0.05)。

  由图1C可知,采后龙眼果肉自溶指数在整个贮藏期间不断增大,在贮藏前期(0~4 d)不同处理间无显著差异,贮藏中后期(4~8 d)果肉自溶指数快速上升,不同处理间差异逐渐显著。其中低浓度(10 μmol/L)MeJA10处理组与CK组之间并无显著差异(P>0.05),而高浓度(50、100 μmol/L)MeJA处理龙眼果肉自溶指数在贮藏中后期明显低于CK(P<0.05)。

  综上所述,不同浓度MeJA处理均能抑制果皮褐变指数、细胞膜透性以及果肉自溶指数的上升,且抑制效果与MeJA处理浓度成正比,MeJA浓度越高,对采后龙眼的外观、食用品质的保持效果越好。因此选取100 μmol/L MeJA溶液处理龙眼进行后续指标分析。

  由图2A可知,随着贮藏时间的延长,CK组果实总酚含量呈现先上升后下降的趋势,在第6天总酚含量达到最大值,而MeJA处理组总酚含量随着贮藏时间的延长一直上升。CK组总酚含量在0~4 d变化不大,4~6 d迅速上升达到最高值,随后迅速下降。而MeJA处理组在0~4 d略有上升,4~8 d快速上升至最高点。在整个贮藏期间,MeJA处理组总酚含量均高于CK组,且在第8天两组差异极显著(P<0.01)。由此可知,MeJA处理可以有效提升龙眼果皮中酚类物质的含量。

  由图2B可知,随着贮藏时间的延长,龙眼果皮类黄酮含量总体呈现先下降后上升的趋势。CK组类黄酮含量在0~4 d迅速下降,4~8 d快速上升,而MeJA处理组类黄酮含量在0~6 d迅速下降,6~8 d又迅速上升。除第6天外,MeJA处理组类黄酮含量均高于CK组,且两者差异分别在第2、4天达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)水平。由此可知,MeJA处理可以有明显效果地延缓果皮中类黄酮含量的下降,保持比较高的类黄酮含量。

  从图3A能够准确的看出,在整个贮藏期间,PPO活力整体呈现上升的趋势。CK组果皮PPO活力在贮藏0~2 d内略有上升,2~4 d快速上升,之后极速上升。而MeJA处理组的果皮PPO活力在贮藏4~8 d内均低于CK组,尤其在第4天,MeJA处理组极明显低于CK组(P<0.01)。由此可知,MeJA处理能够大大降低采后龙眼果皮PPO活力,减少酚类物质的氧化。

  由图3B可知,两组果皮POD活力变化趋势不同。CK组果皮POD活力整体呈现下降的趋势,在贮藏0~2 d就没有变化,2~8 d POD活力逐渐下降。而MeJA处理组果实果皮POD活力变化虽有波动,但总体呈现上升的趋势。进一步比较发现,除第2天外,在整个贮藏期间,经MeJA处理的果皮POD活力均高于CK组果实,且在贮藏第4、6、8天差异达极显著水平(P<0.01)。由此可知,MeJA处理能够有效提升采后龙眼果实果皮POD的活力。

  如图4所示,在整个贮藏期内,果皮PAL活力整体呈现先上升后下降的趋势,但两组间变化幅度存在一定的差异。两组果实果皮PAL活力均在0~4 d快速上升,4~8 d急剧下降。两组果皮PAL活力都在第4天达到峰值,CK组为26.61 U/g,MeJA处理组为30.08 U/g,MeJA处理组PAL活力比CK组约高13%,且在贮藏第4、6天,MeJA处理组PAL活力极明显高于CK组(P<0.01),这说明MeJA处理可提升龙眼果皮PAL活力。

  龙眼果实果皮中8 种酚类物质分别为表没食子儿茶素(图5A)、表没食子儿茶素没食子酸酯(图5B)、表儿茶素(图5C)、表儿茶素没食子酸酯(图5D)、儿茶素没食子酸酯(图5E)、没食子儿茶素(图5F)、没食子儿茶素没食子酸酯(图5G)和儿茶素(图5H)。在整个贮藏期间,CK组酚类物质质量浓度总体呈现下降的趋势,而MeJA处理组则是先上升后下降。在贮藏前期(0~2 d)CK组与MeJA处理组中的8 种酚类物质质量浓度差别不大,但在贮藏中期(4~6 d),MeJA处理组酚类物质质量浓度均高于CK组,两者差异达到极显著水平(P<0.01)。由此可知,MeJA处理能够有效提升采后龙眼果皮中酚类物质质量浓度,这也与总酚含量测定结果(图2A)相印证。

  6、MeJA处理对采后龙眼果实果皮超氧阴离子自由基产生速率和H2O2含量的影响

  由从图6可知,采后龙眼果实果皮中超氧阴离子自由基产生速率和H2O2含量总体呈现先上升后下降的趋势。在整个贮藏期间,MeJA处理组超氧阴离子自由基产生速率和H2O2含量均低于CK组。在贮藏的第6天,两组超氧阴离子自由基产生速率差异达到显著水平(P<0.05),而两组H2O2含量分别在第2天和第8天达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)差异水平。由此可知,MeJA处理能够大大降低采后龙眼果实中超氧阴离子自由基和H2O2水平,减少体内多余活性氧的积累。

  由图7可知,两组SOD活力呈现先上升后下降的趋势,MeJA处理组SOD活力始终高于CK组;而对于CAT活力,MeJA处理组随着贮藏时间延长一直上升,CK组则在贮藏前6 d逐渐上升,随后逐渐下降,整个贮藏期间MeJA处理组CAT活力始终高于CK组,这与SOD活力测定结果相同。统计分析表明,在第2天和第6天,CK组和MeJA处理组间SOD活力存在非常明显差异(P<0.05),而在整个贮藏期间处理组CAT活力均极明显高于CK组(P<0.01)。由此可知,MeJA处理可以有效提升SOD和CAT活力,清除龙眼果实中多余活性氧,增强抗氧化能力。

  由图8可知,DPPD自由基清除率整体呈现下降趋势,MeJA处理组DPPH自由基清除率始终高于CK组,两者差异分别在第2天和第6天达到显著和极显著水平。由此可知,MeJA处理能够最终靠增强DPPD自由基清除能力来提升采后龙眼果实的抗氧化能力。

  相关性分析根据结果得出,CK组和MeJA处理组果皮褐变指数均与PPO活力呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.906(表1)、0.963(表2),这表明采后龙眼果皮PPO活力越高,果皮褐变程度越高。由表1可知,CK组果皮POD活力与褐变指数、细胞膜透性分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)负相关,且相关系数分别为-0.921和-0.924,这表明果皮中POD活力越高,果皮褐变指数和细胞膜透性越低,说明POD可能通过加强果皮的抗氧化能力,减少膜氧化损伤,延缓了采后龙眼果皮褐变。龙眼果实采后果皮PAL活力与褐变指数、细胞膜透性呈负相关(表1、2),这说明随着PAL活力的升高,采后龙眼果皮防卫系统激活,苯丙烷代谢增强,从而有效保持了细胞膜结构完整性,延缓了果皮褐变。

  不同浓度MeJA处理都对龙眼果皮褐变有一定的压制效果,且浓度越高压制效果越好。100 μmol/L MeJA处理5 min可有效延缓采后龙眼果实果皮褐变指数和果肉自溶指数的上升,降低果皮PPO活力,提高果皮POD、PAL活力,保持比较高的果皮总酚、类黄酮以及酚类物质质量浓度;此外,MeJA处理可以大大降低超氧阴离子自由基产生速率和H 2 O 2 含量,提高SOD、CAT活力以及DPPH自由基清除能力。因此认为,100 μmol/L MeJA处理5 min可大大降低采后龙眼果实果皮酚类物质代谢,增强抗氧化能力,从而延缓采后龙眼果实果皮褐变的发生,延长其贮藏时间。

  帅良,男,教授,2015年6月获华南农业大学农学博士学位,2020年4月广西农业科学院食品科学与工程方向博士后出站,现任贺州学院食品与生物工程学院副院长。主要研究领域为植物源食品贮藏保鲜,先后主持或参与国家自然科学基金 4 项、中国博士后科学基金面上项目 1 项、国家农业部公益性行业(农业)科研专项课题 1 项、广西科学研究与技术开发计划项目 1 项、广西自然科学基金 3 项,广西中青年高校教师能力提升项目、贺州市科学研究与技术开发计划等项目 1 项。发表研究论文 40 余篇,其中 SCI 收录 10余 篇,ISTP 收录 2 篇;参编制定广西区域标准 2 项;申请国家发明专利 6项。

  本文《茉莉酸甲酯处理对采后龙眼果皮褐变的影响》来源于《食品科学》2023年44卷5期169-178页,作者:薛鹏宇,殷菲胧,刘云芬,刘纯友,廖玲燕,帅良。DOI:10.7506/spkx0513-172。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

  为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护,并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性,北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨,探讨未来食品发展趋势,通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果,搭建科研单位与企业产学研结合的平台,共同促进我国食品产业高质量发展快速踏入新里程。

  Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容有食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害于人体健康的物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。

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