一氧化氮对采后大五星枇杷常温贮藏下品质的影响

任艳芳,何俊瑜,刘　冬,刘进平

(贵州大学农学院,贵州贵阳 550025)



一氧化氮对采后大五星枇杷常温贮藏下品质的影响

任艳芳,何俊瑜,刘冬,刘进平

(贵州大学农学院,贵州贵阳 550025)

以“大五星”枇杷为材料,研究不同浓度硝普钠(SNP,NO供体)处理对常温贮藏下枇杷果实品质的影响。结果表明,0.05和0.25 mmol/L SNP处理能有效降低果实硬度的增加和水分损失,降低果实腐烂率和褐变发生程度,维持果实贮藏期间的可溶性固形物、可滴定酸和VC含量,降低果实呼吸强度,延缓了果实衰老进程。但0.01 mmol/L SNP处理对枇杷保鲜效果不明显,而1.0 mmol/L SNP处理则产生毒害效应,加速了果实的衰老进程和品质的劣变。综合比较,0.05 mmol/L SNP处理对“大五星”枇杷果实采后保鲜效果较好。

枇杷,硝普钠,品质,贮藏

枇杷(EriobotryajaponicaLindl.)是我国亚热带地区特色水果,被誉为“果中之皇”,其果实柔软多汁、味道鲜美、营养丰富,深受消费者喜欢[1-2]。然而枇杷采收期很短,且正处于初夏高温季节,采后生理代谢旺盛,衰老进程快,极易失水皱缩、腐烂变质,采后贮运困难,损失率很高[3-4]。低温和化学杀菌剂是枇杷采后常用的保鲜方法,虽然在一定程度上可以抑制果实的腐烂和品质的劣变,但是低温贮藏投资大,不当低温容易造成枇杷果实木质化败坏等冷害症状,而化学杀菌剂容易对环境和人体健康造成安全隐患,因此,采后枇杷果实保鲜技术的研究已成为当前研究的重点[2,5]。

一氧化氮(NO)是一种广泛存在于生物体内的活性分子,参与植物的生长发育和植物对生物和非生物逆境的响应过程[6]。近年来,NO在调节果实成熟和衰老中的作用越来越受到关注。已有研究表明,适当浓度的外源NO处理采后果蔬产品可以降低果实的呼吸代谢、调节乙烯生成[7]、提高果实的抗氧化能力[8-9]、防止果实病害的发生[10-11]等,从而延长产品的贮藏期和货架寿命。“大五星”枇杷是目前发展最快、种植面积最广的优质枇杷品种,但其果实采收期集中,不耐贮运,严重影响了枇杷采后的流通和商业价值。虽然NO处理已在番茄[12]、龙眼[13]、桃子[14]、芒果[15]和伽师瓜[16]等水果采后贮藏中表现出较好的保鲜效果,且NO处理对于缓解“解放钟”枇杷低温冷藏条件下的木质化程度也具有明显的作用[17],但目前还未见关于NO对“大五星”枇杷果实采后保鲜效果的报道。为此,本研究将以“大五星”枇杷为研究材料,硝普纳(SNP)作为NO供体,研究不同浓度的硝普纳处理对采后枇杷果实常温贮藏期间主要品质的影响,以期为改善枇杷采后果实品质、延长果实贮藏寿命提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

“大五星”枇杷(EriobotryajaponicaLindl. cv. Dawuxing)2014年5月25日采摘于贵阳市开阳县,当天运回实验室。选择大小、成熟度基本相同、无病虫害、无机械损伤的果实。

硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;红菲咯啉(Bathophenanthroline,BP)阿拉丁试剂(上海)有限公司。

GY-1型水果硬度计杭州托普仪器有限公司;WYT-32型手持折光仪厦门中村光学仪器厂;T6新世纪紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;5804R型高速冷冻离心机上海艾本德中国有限公司。

1.2实验方法

1.2.1样品处理将挑选出的枇杷果实随机分为5组,分别置于0.01、0.05、0.25、1.0 mmol/L SNP溶液中,浸泡20 min,以蒸馏水浸泡作对照。处理完成后自然晾干,然后将每个处理枇杷果实分成两部分,其中一部分含有30个果实,用于呼吸速率、失重率、褐变指数、腐烂指数的测定;另外一部分含有60个果实,用于硬度、可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)和维生素C含量(VC)的测定。每个处理重复3次,处理后的果实装入聚乙烯塑料保鲜袋中,室温(20±2 ℃)条件下,贮藏28 d,贮藏期间每7 d取样测定相关指标。

1.2.2呼吸速率测定采用静置法,参考曹建康等[18]的方法。

1.2.3失重率测定采用称重法,按下式计算:

1.2.4硬度测定果实去皮后,用GY-1型果实硬度计测量赤道部位果肉硬度,等间距测定2个点,取平均值。

1.2.5褐变指数测定参考Cai等[19]的方法,果实表面褐变发生程度分为5个等级,即0级:无褐变;1级,褐变面积<5%;2级:5% ≤褐变面积<25%;3级:25%≤褐变面积<50%;4级:褐变面积>50%。

1.2.6果实腐烂指数测定参照郑永华等[20]的方法,将果实腐烂面积划分为4级,即0级:无腐烂;1级:腐烂面<10%;2级:10% ≤腐烂面≤30%;3级:腐烂面>30%。按下式计算腐烂指数:

1.2.7可溶性固形物测定采用手持折光仪测定,结果以%表示。

1.2.8可滴定酸含量测定采用酸碱滴定法测定,参考Gao等[21]的方法。

1.2.9维生素C含量测定采用分光光度法,参考曹建康等[18]的方法。

1.3数据处理

所有数据采用SPSS 16.0进行统计分析。

2　结果与分析

2.1SNP处理对枇杷果实呼吸速率的影响

大五星枇杷属于非呼吸跃变型果实,图1结果表明,在整个贮藏期间,各处理果实呼吸速率一直呈下降趋势,这与秦文等[22]、徐俐和白超[23]在“大五星”枇杷上的研究报道相一致。NO是一种线粒体呼吸链的抑制剂,它可以与呼吸链上的铁硫蛋白结合,从而抑制其生物学活性[24-25],并且NO能够在呼吸链中可逆性地与氧竞争,导致线粒体产能过程受阻,从而抑制呼吸作用[26]。本研究中不同浓度的SNP对呼吸速率的作用效果不一样。如图1所示,0.01 mmol/L SNP处理果实的呼吸速率与对照相比无显著差异(p>0.05),而0.05和0.25 mmol/L SNP处理明显降低了果实呼吸速率(p<0.05),在贮藏28 d时。其呼吸速率分别为对照的87.8%和91.6%。但是1.0 mmol/L SNP则在一定程度上加快了呼吸速率。

图1　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间呼吸速率的影响Fig.1　Effects of SNP on respiration rate of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.2SNP处理对枇杷果实失重率的影响

枇杷果实的水分含量很高,在采后贮藏中容易失去水分而皱缩。图2结果表明,枇杷贮藏期间,各处理果实失重率逐渐增加,特别是贮藏后期增加幅度较大。与对照相比,0.05和0.25 mmol/L SNP处理明显抑制了果实失重率的增加(p<0.05),且以0.05 mmol/L SNP处理更显著(p<0.01),在贮藏28 d时失重率仅为对照的85.3%。已有研究证实,NO能够延缓果实的衰老,降低呼吸代谢,维持细胞膜结构,从而降低水分的损失[16,25]。这一结论与图1结果相对应。然而0.01 mmol/L SNP处理中果实失水率与对照相比无显著差异(p>0.05),但1.0 mmol/L SNP处理中果实失水率明显高于对照(p<0.05)。

图2　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间失重率的影响Fig.2　Effects of SNP on weight loss of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.3SNP处理对枇杷果实硬度的影响

大多数果实采后贮藏期间会逐渐软化,然而采后枇杷果实硬度会逐渐增加,这与果实木质素含量的增加有关[27-28]。由图3可以看出,“大五星”枇杷果实贮藏期间,各处理果实的硬度逐渐增加。这与秦文等[29]对“大五星”枇杷采后果实的研究结果相同。与对照相比,随着贮藏时间的延长,0.05、0.25 mmol/L SNP处理明显抑制了枇杷果实硬度的增加(p<0.05),但二者间无显著差异(p>0.05)。然而,0.01 mmol/L SNP处理中果实硬度变化与对照相比无显著差异(p>0.05),而1.0 mmol/L SNP处理促进了果实硬度的增加(p<0.05)。这表明适宜浓度的NO处理可以抑制枇杷果实硬度的上升,延缓果实木质化进程。

图3　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间果实硬度的影响Fig.3　Effects of SNP on fruit firmness of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.4SNP处理对枇杷果实腐烂指数的影响

枇杷果实在贮藏过程中容易发生病害,从而导致枇杷果实采后腐烂的发生。如图4所示,随着贮藏时间的延长,各处理枇杷果实腐烂指数迅速升高。与对照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP处理明显降低了果实腐烂(p<0.05),然而0.05 mmol/L SNP处理抑制腐烂效果更显著(p<0.01)。在贮藏28 d时,0.05 mmol/L SNP处理腐烂指数仅为对照的79.5%。但是1.0 mmol/L SNP处理加速了果实腐烂,在贮藏28 d时,其腐烂指数明显增加(p<0.05),为对照的1.13倍。这是由于高浓度的SNP处理加速了果实衰老进程,降低了果实对病害的抵抗能力。与对照相比,0.01 mmol/L SNP处理对果实腐烂的发生和发展无明显抑制作用(p>0.05)。

图4　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间果实腐烂指数的影响Fig.4　Effects of SNP on rot index of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.5不同SNP处理对枇杷果实褐变指数的影响

图5结果表明,随着贮藏时间的延长,各处理枇杷果实逐渐发生褐变。与对照相比,1.0 mmol/L SNP处理后的果实表面褐变最早且最为严重,这是高浓度NO产生的毒害效应。0.01 mmol/L SNP处理对果实褐变程度无明显影响(p>0.05)。但是0.05和0.25 mmol/L SNP处理明显抑制了果实褐变发生的进程(p<0.05),且以0.05 mmol/L SNP处理中果实褐变程度更低(p<0.01),表明适宜浓度的NO能够降低枇杷果实采后褐变的进程。该结果与前人在龙眼[13]和冬枣[30]上的研究结论相一致。

图5　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间果实腐烂指数的影响Fig.5　Effects of SNP on browning index of ‘Dawuxing’ loquat during storage

2.6SNP处理对枇杷果实SSC、TA和VC含量的影响

果实的可溶性固形物是指细胞液内所含的一些可溶性的氨基酸、维生素、矿物质及糖类等,其中以糖为主,是判断果实成熟度和内在品质的重要指标[12]。图6结果表明,随着枇杷贮藏时间的延长,各处理中SSC含量逐渐降低。说明随着采后呼吸的进行,糖类物质逐渐被降解,果实逐渐进入衰老过程。然而与对照相比,0.05和0.25 mmol/L SNP处理明显延缓了SSC含量的降低(p<0.05),但二者间差异不显著(p>0.05)。其它SNP处理则与对照相比无显著差异(p>0.05)。

图6　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间 果实可溶性固形物含量的影响Fig.6　Effects of SNP on soluble solid content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

如图7所示,在“大五星”枇杷贮藏期间,各处理枇杷果实中TA含量下降速度较快。在贮藏28 d时,对照中TA含量仅为贮藏0 d时的23.7%。而与对照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP处理明显减缓了TA损失的程度(p<0.05),在贮藏28 d时,其TA含量分别是对照的1.21倍和1.16倍。0.01 mmol/L SNP处理虽然在一定程度上减缓了TA降低的程度,但是与对照相比,差异不显著(p>0.05)。然而1.0 mmol/L SNP处理则明显加快了TA的损失(p<0.05),在贮藏28 d时,其VC含量仅为对照的81.1%。

图7　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间 果实可滴定酸含量的影响Fig.7　Effects of SNP on titratable acidity content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

贮藏期间,各处理枇杷果实中VC含量的变化趋势与TA基本一致,即随着贮藏时间的延长,VC含量逐渐降低(图8)。与对照相比,0.05、0.25 mmol/L SNP处理明显抑制了VC含量的降低(p<0.05),在贮藏28 d时,其VC含量分别是对照的1.10、1.07倍;而1.0 mmol/L SNP处理促进了VC的损失,特别是在贮藏中期,如第14 d时,其VC含量为对照的83.4%,差异达到显著水平(p<0.05)。0.01 mmol/L SNP处理中VC含量的变化与对照相比差异不显著(p>0.05)。

图8　SNP对“大五星”枇杷贮藏期间 果实维生素C含量的影响Fig.8　Effects of SNP on vitamin C content of ‘Dawuxing’ loquat during storage

3　讨论与结论

枇杷果实的水分含量很高,采后代谢活跃,衰老快,品质劣变严重,损失率高。因此,如何采取有效措施延缓枇杷果实贮藏寿命已成为生产中急需解决的问题。本研究结果表明,0.05、0.25 mmol/L SNP处理可以明显抑制常温贮藏期间“大五星”枇杷果实的呼吸速率,降低营养物质消耗,减轻失重现象,从而延缓果实的衰老,这与NO在采后桃子[14]、芒果[15]和木瓜[25]等研究上的结果相一致。张美姿等[17]发现以NO熏蒸处理可以明显降低“解放钟”枇杷果实低温贮藏期间硬度的升高,从而减轻木质化症状。本研究以SNP处理“大五星”枇杷果实在常温贮藏期间也得到类似的结论,这表明NO对枇杷果实木质化现象具有较好的调控作用,但具体机理还有待于进一步明确。

已有研究表明,NO本身对病原物并不具有直接的杀灭作用,但是可以通过诱导果实体内的系统获得性抗性来增强果实对病害的抵御能力,降低腐烂的发生[10-11]。此外,NO通过延缓果实的成熟衰老,也可以减少病害的发生和发展[11]。本研究中以0.05、0.25 mmol/L SNP处理明显降低了贮藏期间枇杷果实的腐烂程度,且0.05 mmol/L SNP处理抑制效果更显著。类似的研究结论也已在其它果实[15,30]得到证实。

枇杷果实采后仍然是活的有机体,果实内因进行新陈代谢而不断消耗组织内部的营养成分,随着贮藏时间的延长,品质不断降低[31]。许多研究发现,NO处理可以明显延缓贮藏期间果实中SSC、TA和VC含量的变化。本研究结果与前人研究结果[14,32-33]相类似,即适合浓度的SNP处理明显减少了常温贮藏期间“大五星”枇杷果实中SSC、TA和VC的损失。这可能是由于SNP可以降低果实贮藏期间的呼吸代谢,从而减少了营养物质的消耗,较好的保持了果实中的营养成分。

NO作为一种生长调节物质,它在调控果实成熟衰老中具有双重作用,低浓度的NO可以延缓果实的衰老,而高浓度的NO会促使组织中活性氧含量的增加,并且强烈的抑制细胞色素介导的呼吸电子传递,最终导致组织的衰老[16,24]。本研究也发现,SNP处理浓度达到1 mmol/L时,不仅不能保持果实的贮藏品质,反而会加速了常温贮藏期间“大五星”枇杷果实品质的劣变,特别是导致果实表皮褐化程度较为严重。尹国胜等[15]在芒果和胡江伟等[16]在新疆伽师瓜上的研究也发现类似的现象。

综上所述,适宜浓度的SNP处理可以延缓大五星枇杷采后衰老进程,保持其较好的外观和内在营养品质,其中以0.05 mmol/L SNP处理综合效果最好。

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Effect of nitric oxide on fruit quality of“Dawuxin” loquat during storage at room temperature

REN Yan-fang,HE Jun-yu,LIU Dong,LIU Jin-ping

(College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

“Dawuxing” loquat(EriobotryajaponicaLindl. cv. Dawuxing)fruits were used to assay the effects of sodium nitroprusside(SNP,a nitric oxide donor)on fruit quality during storage period. The results showed that 0.05 and 0.25 mmol/L SNP inhibited the increase of fruit firmness and water loss,decreased the rot index and browning index,prevented the decrease of soluble solids content(SSC),titratable acidity(TA)and vitamin C(VC)content,and decreased the respiratory rate of fruits. However,0.01 mmol/L SNP treatment had no significant effect on the fruit quality of loquat,and 1.0 mmol/L SNP treatment showed toxicity on loquat,therefore it promoted the senescence and quality deterioration. In conclusion,0.05 mmol/L SNP treatment had the best effect on the fresh-keeping of “Dawuxing” loquat.

loquat;sodium nitroprusside;quality;storage

2015-08-04

任艳芳(1976-)，女，博士，教授，研究方向：园艺产品采后贮运保鲜，E-mail:yanfangre@126.com。

国家自然科学基金项目(31360413)；贵州省留学人员科技活动项目[黔人项目(2013)7号]。

TS255.1

A

1002-0306(2016)05-0329-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.058