水杨酸处理对采后台农芒果品质和活性氧代谢的影响

何俊瑜,任艳芳,刘屹萱,肖子璋,刘进平,吴胜艳

(贵州大学农学院,贵州贵阳 550025)



水杨酸处理对采后台农芒果品质和活性氧代谢的影响

何俊瑜,任艳芳*,刘屹萱,肖子璋,刘进平,吴胜艳

(贵州大学农学院,贵州贵阳 550025)

以“台农”芒果为材料,研究水杨酸(salicylic acid,SA)处理对采后芒果品质和活性氧代谢的影响。结果表明,2 mmol/L SA浸果处理明显延缓了果实软化进程,降低了果实中可滴定酸、维生素C和可溶性糖的消耗和转化。此外,SA处理降低了果实中脂氧合酶活性和多酚氧化酶的活性,增加了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,减少了超氧阴离子自由基和丙二醛的积累量,从而减轻了果实贮藏期间的氧化损伤,延缓了果实的衰老。SA处理能对采后芒果起到较好的保鲜效果,具有良好的应用前景。

芒果,水杨酸,品质,活性氧,衰老

芒果(MangiferaindicaL.)是一种世界上著名的热带水果,由于其色泽诱人、气味芬芳、味道甜美,富含营养物质,因此深受人们喜爱,被称为“果中之王”[1-2]。然而芒果采后生理代谢旺盛,后熟软化较快,且极易感染病害,加之采后处理措施不当,腐烂严重,导致巨大的经济损失[3]。因此,如何采取有效的处理措施,延长芒果贮运时间、减少其采后损失成为目前研究的一个热点方向。

水杨酸(Salicylic acid,SA)是存在于植物体内的一种小分子酚类化合物,其广泛参与植物体内多种重要的生理生化过程,如:种子萌发、气孔开闭、光合作用、开花结实、离子运输、延缓衰老、抗性反应等[4-6]。近年来,SA作为一种生物内源信号分子在果蔬贮藏保鲜方面的作用受到广泛的重视[7]。有研究表明,采前或采后应用SA能够明显延缓果蔬的成熟衰老[8],增强果蔬在贮藏过程中抵御逆境的能力,从而延长果蔬的货架寿命和改善贮藏品质[9-11]。采前喷施SA可以延缓“紫花”芒果衰老,降低采后果实发病程度[12],而采后SA处理可以明显提高采后“贵妃”芒果对炭疽病的抗性[13]。自由基积累导致的氧化损伤是采后果蔬衰老的主要原因,而采后SA处理可通过影响抗氧化体系来延缓香蕉[14]、富士苹果[15]、甜樱桃[16]和杏[17]等的衰老进程,从而保持其采后品质。然而,SA对芒果贮藏期间活性氧代谢的研究报道还相对较少。

在前期实验的基础上,以对芒果采后炭疽病害抑制效果明显的SA处理浓度为本实验浓度(2 mmol/L),探讨该浓度SA处理对采后芒果果实贮藏品质、膜脂过氧化和活性氧代谢相关酶活性的影响,以期为SA应用于采后芒果保鲜提供参考。

1　材料与方法

以“台农”绿熟芒果(MangiferaindicaL. cv. Tainong)果实为材料,选择大小、成熟度基本相同、无病虫害、无机械损伤的果实。以0.05%次氯酸钠溶液(有效氯≥10%)浸泡2～3 min,清水冲洗干净。

SA天津科密欧化学试剂有限公司;红菲咯啉(Bathophenanthroline,BP)购于阿拉丁试剂(上海)有限公司;其余试剂均为国产分析纯。

GY-1型水果硬度计杭州托普仪器有限公司;数显电热恒温水浴锅HH-S6金坛市国旺仪器厂;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芒果果实随机分为2组,分别置于蒸馏水(CK)和2.0 mmol/L SA溶液(含0.05%吐温80),浸泡10 min后,自然晾干后,将芒果果实装入铺有多层软纸的塑料框中,于18±2 ℃条件下贮藏21 d。贮藏期间每7 d取样一次用于测定主要品质指标和与活性氧代谢相关的指标。每个处理60个果实,重复3次。

1.2.2主要品质指标测定硬度采用GY-1型果实硬度计测定,可滴定酸含量采用滴定法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,VC含量采用紫外分光光度计法测定。

大幅提高平时考核的比例，从改革前的30%提高到50%，根据学生平时上课的出勤率、课堂活动参与情况等环节进行综合考察，有利于教师对课堂教学活动的管理，引导、督促和激励学生积极参与课堂活动，突出其主体地位。

1.2.4抗氧化酶活性测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性测定:采用氮蓝四唑(NBT)比色法[18];过氧化物酶(peroxidase,POD)活性测定:采用愈创木酚法测定[18];抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性测定:采用比色法[18];脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性测定采用比色法[18];多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性测定采用邻苯二酚溶液测定[18]。

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

2.1采后SA处理对芒果硬度的影响

硬度是衡量果实本身特性和贮藏过程中品质好坏的重要指标[19]。由图1可以看出,随着贮藏时间的延长,不同处理的芒果果实硬度均呈逐渐降低的趋势。然而,与对照相比,SA处理抑制了果实硬度的下降的进程,整个贮藏期间,果实硬度均明显高于对照(p<0.05)。这与Abd El-Monem等[20]将SA处理采后“Ketti”芒果所得结果相似。SA处理能延缓果实硬度的下降,可能与其降低细胞壁多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶等水解酶活性有关[20-21]。

图1　水杨酸对贮藏期间芒果果实硬度的影响Fig.1　Effects of SA on fruit firmness of mango during storage

2.2采后SA处理对芒果可滴定酸和VC含量的影响

图2　水杨酸对贮藏期间芒果可滴定酸 含量(A)和VC含量(B)的影响Fig.2　Effects of SA on titratable acidity content(A) and vitamin C content(B)of mango during storage

采后贮藏期间,果实中的酸类物质作为代谢底物会被逐渐消耗或转化,从而使果实丧失原有的风味和品质[22]。由图2A结果表明,随着贮藏时间的延长,芒果果实中可滴定酸含量逐渐降低,至贮藏21 d时,对照中可滴定酸含量下降了88.0%。而采后SA处理明显降低了果实中可滴定酸的消耗(p<0.05)。在贮藏21 d时,SA处理的可滴定酸含量为对照的1.9倍。

VC不但是果实营养成分之一,同时也是果实内清除活性氧的一种重要的抗氧化剂,对延缓衰老有一定效果[22]。图2B结果表明,在芒果贮藏期间,对照和SA处理中VC含量均呈现逐渐降低的趋势,然而,SA处理明显延缓了果实中VC含量的下降(p<0.05),与对照相比,贮藏21 d时,SA处理中VC含量为对照的1.6倍。可见,SA在保持果实中较高的可滴定酸含量(图2A)的同时也减少了VC的损失(图2B)。而Toor和Savage[23]也认为,较高的可滴定酸含量对于果实中VC的稳定性具有重要的作用。

2.3采后SA处理对芒果可溶性糖含量的影响

果蔬采后的生命活动中所需的能量和中间物质主要来源于果蔬组织中糖类物质的氧化分解过程,因此测定可溶性糖含量在果蔬品质评价和贮藏保鲜中具有重要意义。由图3结果可知,随着贮藏时间的延长,不同处理的芒果果实中可溶性糖含量均显著增加(p<0.05),这可能与果实内淀粉降解和转化为可溶性糖有关[24]。与对照相比,SA处理中可溶性糖含量增加的程度明显低于对照,贮藏21 d时,SA处理后芒果可溶性糖含量为对照的85.5%。这与Abd El-Monem等[20]在“Keitt”芒果的研究结果相类似。表明SA可以延缓芒果贮藏期间糖分积累,减少糖分消耗,保持芒果的品质。

图3　水杨酸对芒果贮藏期间可溶性糖含量的影响Fig.3　Effects of SA on soluble sugar content of mango during storage

2.4采后SA处理对芒果MDA含量的影响

MDA是植物衰老过程中膜脂过氧化最重要的产物之一,常被用作衰老评价的指标[25]。由图4可以看出,芒果贮藏期间,对照和SA处理果实中MDA含量的变化趋势相似,均表现为增加趋势,但是与对照相比,SA处理明显降低了果实中MDA的积累量(p<0.05)。至贮藏21 d时,SA处理芒果果实中MDA含量仅为对照的80.7%。表明SA处理有助于减轻芒果贮藏期间果实的膜质过氧化程度,从而延缓衰老进程。

图4　水杨酸对芒果贮藏期间MDA含量的影响Fig.4　Effects of SA on MDA content of mango during storage

图5　水杨酸对芒果贮藏期间· 产生速率(A)和LOX活性(B)的影响Fig.5　Effects of SA on · production rate(A) and LOX activity(B)of mango during storage

2.6采后SA处理对芒果抗氧化酶活性的影响

SOD、POD和APX是生物体内重要的抗氧化酶,其协同作用参与消除自由基对细胞的伤害,防止细胞的膜脂过氧化,延缓细胞的衰老。由图6A和6B可以看出,随着果实贮藏时间的延长,对照中SOD活性和APX活性逐渐增加,至贮藏第14 d达到最大值,随后SOD活性和APX活性逐渐降低。SA处理中SOD活性和APX活性的变化趋势与对照相一致。然而,与对照相比,SA处理中SOD活性和APX活性均明显高于对照(p<0.05)。贮藏期间,果实中POD活性逐渐增加(图6C)，SA处理中POD活性明显高于对照(p<0.05)。在贮藏第21 d时,SA处理中POD活性是对照1.2倍。由此可以看出,SA处理促进了贮藏期间果实中抗氧化酶活性的增加,从而减少活性氧对细胞的伤害。

图6　水杨酸对芒果贮藏期间SOD(A)、APX(B) 和POD(C)活性的影响Fig.6 Effects of SA on SOD(A),APX(B) and POD(C)activities of mango during storage

2.7采后SA处理对芒果PPO活性的影响

PPO可催化内源性多酚物质氧化成醌,再聚合成黑色素,使果蔬的色泽变劣,品质下降[29]。此外,随着PPO活性的上升,大量多酚物质被氧化,加速了芒果体内自由基清除系统平衡的破坏,促进了果实的衰老和品质下降[30]。图7结果表明,随着贮藏时间的延长,对照和SA处理中PPO活性显著增加。但是,SA处理明显抑制了果实中PPO活性的增加(p<0.05),至贮藏第21 d时,其活性仅为对照果实中的89.4%。因此,SA处理抑制PPO活性的升高,有助于降低果实酶促褐变发生的机率,并维护果实内部自由基代谢的平衡,延长了果实的贮藏品质。

图7　水杨酸对芒果贮藏期间PPO活性的影响Fig.7　Effects of SA on PPO activity of mango during storage

3　讨论与结论

果实采后仍然进行着生理代谢活动,从而导致果实结构的改变和内部贮藏物质的不断转化和消耗,果实快速衰老,品质不断降低。有研究表明,采后SA处理可以明显延缓苹果[31],草莓[32]、油桃[33]、桃[34]等果实的衰老进程,维持贮藏品质,具有较好的保鲜效果。本研究结果也表明,采后SA处理可以明显降低贮藏期间芒果果实软化的程度(图1),维持果实较高的可滴定酸(图2A)和VC含量(图2B),降低可溶性糖转化的速度(图3)。

综上,SA处理维持了采后芒果果实内较高营养物质含量,减缓了果实硬度下降的速度。同时,采后SA处理通过提高芒果果实中抗氧化酶活性,降低了膜质过氧化程度,从而延缓了果实衰老的进程,因此,采后SA处理在今后芒果贮藏保鲜中具有较好应用前景。

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Effects of salicylic acid on quality and reactive oxygen metabolism of“Tainong” mango during storage

HE Jun-yu,REN Yan-fang*,LIU Yi-xuan,XIAO Zi-zhang,LIU Jin-ping,WU Sheng-yan

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

mango;salicylic acid;quality;reactive oxygen;senescence

2016-02-02

何俊瑜(1975-)，男，博士，教授，研究方向：植物逆境生理与采后生物学，E-mail:junyuhe0303@sina.com。

任艳芳(1976-)，女，博士，教授，研究方向：植物逆境生理与采后生物学，E-mail:yanfangren@126.com。

国家自然科学基金项目(31360413;30901011)；贵州省留学人员科技活动资助项目[黔人项目(2013)7号]。

TS255.1

A

1002-0306(2016)15-0329-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.056