茉莉酸甲酯处理对鲜切紫薯生理生化及品质的影响

于 烨，姜爱丽，胡文忠，马 聪

(大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600)

茉莉酸甲酯处理对鲜切紫薯生理生化及品质的影响

于 烨，姜爱丽，胡文忠，马 聪

(大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600)

为了研究不同浓度茉莉酸甲酯(methyl jasmonate，MeJA)对鲜切紫薯生理生化品质的影响，用不同浓度(0.15、0.3mmol/L)的茉莉酸甲酯溶液浸泡处理紫薯10min，以蒸馏水处理作对照，然后将其密封后保存在11℃的冷库中。贮藏期间分析测定与生理代谢有关的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等活性，并测定了总酚、花青素、类黄酮和还原性谷胱甘肽含量等品质指标。结果表明，与对照相比，MeJA处理可提高鲜切紫薯的PPO、POD和CAT活性，并使总酚和还原性谷胱甘肽含量增加，保持较高的花青素和类黄酮含量，维持鲜切紫薯的色泽。研究结果认为，0.3mmol/L MeJA效果好于0.15mmol/L MeJA。MeJA减缓鲜切紫薯的抗氧化物质的流失以延长货架期，可以作为天然保鲜剂应用在紫薯的实际贮藏中。

鲜切紫薯，茉莉酸甲酯，生理生化，品质控制

Abstract:Fresh-cut purple sweet potatoes were treated with methyl jasmonate(MeJA.)of different concentrations(0.15，0.3mmol/L)at 11℃ under sealed preservation in order to study effect of various concentrations of MeJA on the physiology and biochemistry of fresh-cut purple sweet potato quality，while the samples with distilled water were observed as a control group.During storage，the physiological metabolism of polyphenol oxidase(PPO)，peroxidase(POD)and catalase(CAT)activities was analyzed，and the quality indicators about phenolic compounds，anthocyanins，flavonoids and reduced glutathione content were determined as well.The results showed that after treatment of fresh-cut purple sweet potatoes by MeJA，PPO，POD and CAT activities could be enhanced gradually compared with control.At the same time，total phenolics and reduced glutathione content increased while anthocyanins and flavonoids maintained in high levels.Moreover，the color of fresh-cut purple sweet potatoes was kept as well.These data suggested that the effect of fresh-cut purple sweet potatoes combined with 0.3mmol/L MeJA was better than that of 0.15mmol/L MeJA.The enhancement of activities of MeJA played an important role in slowing down the degradation of antioxidants and prolonging the shelf-life of fresh-cut purple sweet potatoes.In summary，MeJA might be used as natural preservatives in the practical application of fresh-cut purple sweet potatoes storage and transportation.Fresh-cut purple sweet potatoes with MeJA treatment had good prospects for development.

Key words:fresh-cut purple sweet potatoes;methyl jasmonate;physiological and biochemical changes;quality control

紫薯(purple sweet potatoes)口感好，营养佳，堪比高档蔬菜，富含多种营养物质，其营养成分高出其他红薯一倍多［1］，还富含硒元素和花青素。紫薯在国内、国际市场上十分走俏，发展前景非常广阔［2］。鲜切果蔬保鲜的研究属于当前热点。以往研究结果表明:壳聚糖涂膜处理能有效抑制鲜切苹果酶促褐変的发生，并能阻止组织软化，降低组织呼吸代谢速率［3］;10μL/L的1-MCP处理鲜切胡萝卜，可降低其呼吸强度、减少总酚及丙二醛(MDA)含量，PPO、POD、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、CAT活性受到抑制，从而延长了鲜切胡萝卜的货架期［4］。覃海元等［5］的研究结果则表明:适当浓度的草酸和柠檬酸处理可有效抑制鲜切香蕉褐変的发生，无论常温还是低温下，草酸和柠檬酸均可有效抑制鲜切香蕉褐变，而且草酸抑制鲜切香蕉褐变的效果均好于柠檬酸。这些研究均表明:鲜切果蔬的生理生化变化受许多调控物质的影响。茉莉酸甲酯是从茉莉属素馨花香精油中分离出来的一种挥发性物质，是植物产生的生长调节物质，广泛存在于植物界中［6］，生物化学研究表明，茉莉酸甲酯等信号物质能够诱导过氧化物的积累，改变病程相关蛋白，通过保护酶的活性来增加植物抗病性，以达到减少植物病害发生的目的［7-8］。近年来在采后园艺产品的研究中发现，MeJA处理果蔬可以有效提高苹果［9］、水蜜桃［10］、菜心［11］等的贮藏性和品质，减少腐烂，还能改善果实表面颜色，降低果实在贮藏过程中品质变化的速率，但MeJA处理效果与处理浓度等因素有关［12］，本实验研究了不同浓度MeJA对鲜切紫薯低温贮藏后生理生化指标的变化，为紫薯的无公害保鲜技术研究提供新的思路，在理论上和实践上都有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

紫薯 大连市乐购超市购买的无腐烂、无机械损伤，大小基本一致的同一批紫薯，并于实验室11℃冷库中保存备用;实验所用试剂 均为国产分析纯或食品级。

1.2 样品处理

将果实用清水清洗后，去皮，切割成1cm×1cm×1cm块状，分成3等分，每份750g。其中两份分别用浓度为0.15、0.3mmol/L的MeJA浸泡10min，另一份用蒸馏水浸泡相同时间作为对照，沥干后各处理的样品分别装在15个白色PE塑料浅盘(经过紫外杀菌)中，用聚乙烯保鲜膜密封包装。将包装好的样品全部置于11℃的冷库中贮藏。整个处理过程都在无菌室内进行。分别测定初始，第1d、第2d、第3d、第8d、第11d三种样品的生理生化指标。

1.3 测定方法

1.3.1 取样方法 每次测试分析时每处理随机取3个PE塑料浅盘中的样品做实验，先用利刀将各处理的样品切碎，然后迅速进行各项指标的测定。

1.3.2 酶活性的测定 PPO、POD和CAT活性测定参照Jiang等的方法［13］，并加以改进:将10g处理过的鲜切紫薯，加0.5g PVPP于40mL 0.2mol/L磷酸缓冲液(pH6.4)中，冰浴研磨，4℃冰冻离心机10000×g离心40min，取上清液测定酶活性。PPO活性测定:将0.5mL粗酶提取液加入3mL 0.5mol/L的邻苯二酚溶液(用0.2mol/L pH6.4的磷酸缓冲液配成)中，反应温度25℃，加酶液后5s开始扫描10s内398nm处吸光值变化，酶活性用ΔOD398nm·min-1·g-1表示，重复3次。POD活性测定:将0.5mol/L粗酶提取液加入2mL0.1%mol/L愈创木酚(用0.2mol/L pH=6.4的磷酸缓冲液配成)中，再加入1mL 0.08%H2O2(用0.2mol/L pH6.4的磷酸缓冲液配成)混匀，扫描1min内460nm处吸光值变化，酶活性用ΔOD460nm·min-1·g-1表示，重复3次。CAT活性测定:反应体系包括:2mL pH6.4的磷酸缓冲液，0.5mL H2O2(40mmol/L)和0.5mL粗酶提取液，在240nm下测定吸光值下降情况，酶活性用ΔOD240nm·min-1·g-1表示，重复3次。

1.3.3 总酚物质、花青素和类黄酮的测定 用盐酸-甲醇法快速测定，分别于波长 280、325、600、530nm处测定吸光值，重复3次。

1.3.4 还原型谷胱甘肽的测定 参照曹建康等［14］的方法，并稍加改进:对照调零溶液包括0.5mL蒸馏水，1.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸缓冲液和4mmol/L DTNB。另外两支试管中的溶液分别加入0.5mL上清液、1.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸缓冲液。然后一只试管加入 4mmol/L DTNB，另一只试管加入 0.5mL 0.1mol/L pH6.4磷酸缓冲液，重复3次。

1.4 统计方法

数据用SPSS软件进行统计分析，采用新复极差法进行方差分析，检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同浓度MeJA对鲜切紫薯PPO、POD、CAT活性的影响

由图1～图3可知，与对照相比，不同浓度的MeJA对鲜切紫薯的酶活性影响不同。贮藏过程中，各处理的PPO活性均有所上升(图1)，但对照上升速度缓慢，其他两种处理在贮藏期上升迅速，均明显高于对照(p＜0.05)。2d开始，0.3mmol/L MeJA处理的PPO活性均高于0.15mmol/L MeJA处理。

图1 不同浓度MeJA对鲜切紫薯PPO活性的影响Fig.1 Effect of different concentration of MeJA on the PPO activities of fresh-cut purple sweet potatoes

POD活性变化如图2，各处理的POD活性随贮藏时间的延长均呈先上升后下降的趋势，MeJA处理的两组在整个过程中均明显高于对照。在2d和5d，0.3mmol/L MeJA处理后的POD酶活性明显高于对照和0.15mmol/L处理组(p＜0.05)。而8d时，0.15mmol/L MeJA处理的 POD酶活性达到高峰。

如图3所示，各处理的CAT活性都是先上升后下降，MeJA处理的两组CAT活性率先在2d时达到高峰且0.3mmol/L MeJA处理的CAT活性最高。贮藏前期，MeJA处理组的CAT活性明显高于对照。在贮藏后期，MeJA处理组的CAT活性下降速率显著低于对照(p＜0.05)。

图2 不同浓度MeJA对鲜切紫薯POD活性的影响Fig.2 Effect of different concentration of MeJA on the POD activities of fresh-cut purple sweet potatoes

图3 不同浓度MeJA对鲜切紫薯CAT活性的影响Fig.3 Effect of different concentration of MeJA on the CAT activities of fresh-cut purple sweet potatoes

2.2 不同浓度MeJA对鲜切紫薯的总酚物质，花青素和类黄酮的影响

贮藏过程中，各处理的总酚含量均呈先下降后上升趋势(图4)，且MeJA处理组始终高于对照。其中两种浓度MeJA处理组之间总酚含量差别不明显。

图4 不同浓度MeJA对鲜切紫薯的总酚物质的影响Fig.4 Effect of different concentration of MeJA on the total phenolics content of fresh-cut purple sweet potatoes

如图5所示，0.15mmol/L MeJA处理组花青素含量不稳定，随贮藏时间波动。其他两组花青素含量在贮藏过程中很稳定，其中0.3mmol/L MeJA处理一直高于对照。

类黄酮在贮藏过程中变化如图6，各处理的类黄酮含量均有所上升。在贮藏前期，所有处理组均迅速上升，但是在贮藏后期，对照开始平缓下降，而其他处理组仍是上升趋势。在整个处理过程，0.15mmol/L MeJA处理组类黄酮含量始终最高。

2.3 不同浓度MeJA对鲜切紫薯还原型谷胱甘肽含量的影响

图5 不同浓度MeJA对鲜切紫薯的花青素含量的影响Fig.5 Effect of different concentration of MeJA on the total anthocyanins content of fresh-cut purple sweet potatoes

图6 不同浓度MeJA对鲜切紫薯的类黄酮含量的影响Fig.6 Effect of different concentration of MeJA on the total flavonoids content of fresh-cut purple sweet potatoes

图7表明，在贮藏过程中，还原型谷胱甘肽含量呈先上升后下降趋势。MeJA处理组始终明显高于对照(p＜0.05)。两种不同浓度MeJA处理组比较，0.3mmol/L MeJA处理后的谷胱甘肽含量在贮藏过程中高于0.15mmol/L MeJA处理组。

图7 不同浓度MeJA对鲜切紫薯还原型谷胱甘肽含量的影响Fig.7 Effect of different concentration of MeJA on the reduced glutathione content of fresh-cut purple sweet potatoes

3 结论与讨论

新鲜果蔬由于切分造成组织结构损伤，原有的保护系统被破坏，贮藏中极易腐烂变质［15-16］。国内外诸多研究者报道过鲜切果蔬品质控制的方法，如加工技术［17］、钙盐浸泡［18］等都会对鲜切产品的品质及微生物生长产生重要影响。

PPO、POD、CAT和酚类物质都在植物抗病反应中发挥着重要作用［19］。PPO可催化木质素及其它酚类氧化物质的形成，构成保护性屏障而抵抗病菌的入侵［20］。CAT和POD是植物体内清除过氧化氢的关键酶，三者相互作用可以使体内自由基维持在一个较低水平［21］。在茉莉酸甲酯的作用下，这些酶的活性升高可以增强鲜切紫薯抗逆境能力。实验中，0.3mmol/L MeJA处理组的酶活性高于0.15mmol/L MeJA处理组和对照酶活性。换言之，0.3mmol/L MeJA处理后的鲜切紫薯更容易抵抗病原，防止微生物侵入引起腐烂。

天然酚类化合物是植物体内最丰富的次生代谢产物，具有抗氧化、杀菌、清除自由基等功能［22］。因此，MeJA处理过的紫薯酚类物质含量增高，可以更有效地抑制腐烂发生。花青素是一种天然色素，具有抗氧化、抗突变、预防心脏病、保护肝脏等多种生物功能［23］，但是不稳定。实验中，0.15mmol/L MeJA处理组花青素在贮藏过程中波动明显，而0.3mmol/L MeJA处理组的花青素稳定而且含量明显高于对照。类黄酮是自由基猝灭剂和抗氧化剂，能有效阻止脂质过氧化引起的细胞破坏［24］。本实验说明，MeJA处理后的类黄酮含量呈现增长趋势，而对照却呈下降趋势。贮藏过程中0.15mmol/L MeJA处理组的类黄酮含量始终高于其他组，但是0.3mmol/L MeJA处理组的后期的增长速率最大。

还原型谷胱甘肽作为谷胱甘肽过氧化物酶或谷胱甘肽转移酶的作用底物，可清除生物体内有害自由基(主要是氧自由基)或脂质过氧化物［25］，经过MeJA处理过的紫薯在贮藏过程中的还原型谷胱甘肽含量显著高于对照，可以提高贮藏品质，延长货架期。综上所述，MeJA处理过的紫薯能有效地提高酶活性和酚类物质含量，从而抵御病原菌的入侵。谷胱甘肽含量增长迅速，可以更好地清除自由基，调节生理代谢，有明显的防腐作用。与0.15mmol/L MeJA处理组相比，0.3mmol/L处理过的紫薯优势更明显些，尤其是在该浓度处理下的花青素更稳定。茉莉酸甲酯作为天然保鲜剂，在鲜切紫薯的食品工业发展中有着良好的开发应用前景。

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Effect of methyl jasmonate(MeJA)on physiological and biochemical changes of fresh-cut purple sweet potatoes

YU Ye，JIANG Ai-li，HU Wen-zhong，MA Cong
(College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China)

TS255.3

A

1002-0306(2012)15-0331-04

2011-11-07

于烨(1989-)，女，在读本科，研究方向:食品科学。

国家自然科学基金项目(30972038，31172009);大连民族学院“太阳鸟”大学生科研基金项目(2011);大连民族学院2011年度大学生创新性实验项目(YC2011023)。