外源褪黑素处理对油桃采后品质的影响

李思纯，杜雅珉，李书悦，傅茂润，赵韩栋，焦文晓，姜爱莉

（1.烟台大学生命科学学院，山东烟台 264005；2.齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东济南 250353）

油桃（Prunus persicavar.nectarina）又名桃驳李，蔷薇科桃属植物，是普通桃（果皮外被茸毛）的单基因隐性突变体。‘126 油桃’是早熟、高产的优质品种，色泽艳丽、口感极佳、营养价值高，不但含有大量的糖，还含有有机酸、天然果胶、维生素、矿物质和氨基酸等营养物质，作为浓甜型油桃的代表之一，逐渐占领了消费市场[1]。然而油桃采后呼吸速率高，在运输和贮藏过程中易发生失水、软化、腐烂等现象，严重影响了其商品价值，带来巨大的经济损失[2]。

目前，桃保鲜的方法有很多，包括冷藏法[3-6]、变温贮藏法[7]、气调法[8]、涂膜法[9-10]、生物保鲜法[11]和物理化学保鲜法[12-13]等。但是冷藏法易使桃果实发生冷害，加重其失水皱缩，且可能会导致水果风味丧失、发生褐变、不能正常后熟[14]；变温法虽可以减缓水果酸含量的下降，保持水果的味道，避免冷害，但温度变化过程会导致桃果皮中的胡萝卜素和叶绿素流失[15]；气调法需要相关配套技术，成本较高[16]。涂膜法、生物保鲜法等其它方法由于客户偏好或需要验证有效性，在商业上仍未推广使用。为延长油桃的采后寿命、提高果实质量，还需开发新的有效方法。褪黑素（melatonin，MT）化学名称为N-乙酰基-5-甲氧基色胺，是一种在植物中广泛存在的内源性酰胺类化合物[17]，许多水果和蔬菜包括番茄、苹果、樱桃、香蕉和草莓等都含有天然褪黑素[18]。作为一种安全且有益的吲哚胺，褪黑素可以增加植物的抗逆性，调节植物生长，还可用于果蔬的采后处理[19]。孙倩倩[20]发现褪黑素有催熟效果，可以增加番茄果实中的红色素、提高乙烯产量、增加果实香气和风味、提高果实品质；Gao 等[21]通过试验发现褪黑素可以延缓沙红桃和秦蜜桃的果实衰老速度，增加耐冷性，降低果实软化率、腐烂率、失水和呼吸速率，保持较高的可溶性固形物和抗坏血酸含量；周慧[22]在研究中发现褪黑素能降低鲜切梨中过氧化物酶和多酚氧化酶活性，增加果实色度，增强抗氧化能力，延长果实货架期；Aghdam 等[23]通过试验证明褪黑素可以减缓草莓采后腐烂和保持营养品质，提高草莓果实的抗氧化性；唐琦[24]发现褪黑素能提高大枣果实抗氧化和抗病性，减缓果实软化和衰老，延长其贮藏期；辛丹丹[25]发现褪黑素能抑制黄瓜失重率和呼吸强度的升高，使其保持较高的抗坏血酸和可溶性蛋白含量；Ma 等[26]发现褪黑素能减缓采后木薯贮藏根的生理劣化。虽然褪黑素已应用于多种果蔬的采后处理，但其发挥的作用并不相同，而具有良好食用价值的油桃保鲜方法有一定的局限性，目前鲜有将褪黑素用于油桃保鲜的研究报道，因此褪黑素对油桃采后品质的影响仍有待探索。

本试验选用‘126 油桃’作为材料，探究了褪黑素处理对油桃采后贮藏期内腐烂指数、失重率、呼吸强度、硬度、VC 含量、可溶性固形物、可滴定酸和可溶性蛋白等的影响，以期为褪黑素在油桃和其他水果的采后保鲜方面的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

‘126 油桃’（生产厂家辽宁普兰店），购于山东省济南市长清区家家悦超市（大学城店），选择大小均匀、果型端正、无病虫害及机械损伤、具有相似成熟度和颜色的新鲜油桃。

聚乙烯保鲜袋，规格为350mm×250mm，厚度0.02mm；褪黑素，上海源叶生物科技有限公司；草酸、酚酞指示剂、2,6-二氯靛酚钠盐、考马斯亮蓝G-250、牛血清蛋白质、氢氧化钠等试剂，均为分析纯（AR）。

F-920 型便携式氧气和二氧化碳分析仪，北京阳光亿事达；手持式数字折光仪，PAL-1，日本ATAGO；水果硬度计，GY-1，浙江托普仪器有限公司；V-1100D 型分光光度计，上海美谱达公司。

1.2 试验方法

1.2.1 油桃的处理与贮藏

参考相关文献[20-21,25,27]和预试验结果（0、50、100、200、1 000 μmol/L 褪黑素处理）均表明，低浓度及过高浓度的褪黑素都无法有效降低果实的腐烂程度，因此根据预试验结果，本试验选取200 μmol/L 作为褪黑素处理浓度，不再设置其他处理浓度。将试验的油桃随机分成两组：一组用浓度为200 μmol/L 的褪黑素溶液浸泡10 min；另一组作为对照组（CK），以去离子水浸泡10 min。

浸泡后于室温下风干，然后将油桃放在聚乙烯保鲜袋中置于温度为（25±1）℃的保鲜柜中贮藏。每个处理设置3 个平行，每个平行每次9 个果实。每3 d 取样测定相关指标，并将剩余油桃样品切碎混匀，液氮冷冻，置于-80 ℃冰箱中备用，每个指标重复测定3 次。

1.2.2 测定指标

（1）腐烂指数

将每组9 个油桃的腐烂状况参照潘磊庆等[28]的方法进行评估：油桃果实表面有可见真菌生长、细菌病变或发生大面积干缩，则判定油桃发生腐烂。按照腐烂状况分为5 个等级。0 级：无任何腐烂或干缩痕迹；1 级：腐烂面积在5%以下；2 级：腐烂痕迹面积在5%～10%；3 级：腐烂痕迹面积在10%～20%；4 级：腐烂或干缩痕迹面积在20%以上。腐烂指数计算公式见式（1）。

（2）失重率

将每组9 个油桃的失重率按照公式（2）计算。

式中，m1-贮藏前样品质量，g；m2-贮藏n天后样品质量，g。

（3）其他指标

每次选取9 个油桃，室温下密封于10 L 塑料筐内，1 h后利用气体分析仪测定呼吸强度[29]；使用GY-1 型水果硬度计测定果实赤道部位的硬度；VC 含量采用2,6-二氯靛酚钠盐滴定法进行测定[30]；参照李晓芳等[31]的方法，利用手持折光仪测定可溶性固形物的含量（含糖量）；可滴定酸含量（含酸量）用氢氧化钠滴定法测定[32]；糖酸比=含糖量/含酸量；用考马斯亮蓝G-250 染色法[33]测定可溶性蛋白含量。

1.2.3 数据分析

使用Excel 2013 进行数据分析与图表制作。每组实验重复3 次，数据以平均值±SD 值的形式表示。使用SPSS 20.0 软件，采用单因素结合邓肯多重比较进行数据分析，当P＜0.05 时，表示差异显著；当P＜0.01 时，表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 褪黑素处理对油桃腐烂指数的影响

油桃腐烂会大大降低其食用及商品价值，影响货架期。如图1 所示，对照组和处理组在贮藏前3 d，腐烂指数均为0，之后均出现了不同程度的腐烂，且两处理的腐烂指数均随贮藏时间的延长而增加，但处理组的腐烂指数在贮藏期间一直低于对照组。贮藏第15 天时，处理组腐烂指数为58.75%，与对照组相比降低了38.80%，差异极显著（P＜0.01），说明褪黑素能够显著降低油桃的腐烂程度，这与辛丹丹[25]在褪黑素处理黄瓜时得出的研究结果一致。

图1 不同处理对油桃果实腐烂指数的影响Fig.1 Effects of melatonin on fruit decay index of nectarine

2.2 褪黑素处理对油桃失重率的影响

失重率是反映油桃采后品质的重要指标，在贮藏过程中油桃会因蒸腾作用和呼吸代谢导致失水。图2 显示，两个处理的失重率在贮藏期间均呈现上升趋势，但褪黑素处理组失重率一直低于对照组。贮藏第12 天时，褪黑素处理组的油桃果实失重率为13.79%，显著低于对照组的18.53%（P＜0.05）。贮藏第15 天时，处理组的失重率为16.68%，对照组失重率为25.63%，两处理之间差异极显著（P＜0.01）。说明褪黑素处理能够在贮藏后期显著降低油桃的失重率，这与Gao 等[21]在普通桃上的研究结果一致。

图2 不同处理对油桃果实失重率的影响Fig.2 Effects of melatonin on fruit weight loss of nectarine

2.3 褪黑素处理对油桃呼吸强度的影响

果实采后呼吸代谢的快慢可以用呼吸强度来评估。呼吸强度越高的果实，即所需要消耗的呼吸底物越多，果实贮藏期也越短。如图3 所示，油桃在采后由于果实腐烂，果实呼吸速率快速增加，呼吸强度随着贮藏过程中油桃腐烂程度加速而增加。在第9 天时，褪黑素处理组的呼吸速率为101.76 mg CO2/(kg·h)，比对照组降低了34.08 mg CO2/(kg·h)。对照与处理组的呼吸强度变化趋势基本相同，但从第3 天开始，褪黑素处理组能明显减缓油桃果实的呼吸速率，使处理组呼吸强度极显著低于对照组（P＜0.01）。这与Gao 等[21]研究结果不同。油桃作为典型的呼吸跃变果实，在本实验中并未出现典型的呼吸跃变曲线，一方面可能因为油桃果实不是从果园直接采摘，影响了呼吸强度的曲线，另一方面可能由于采摘时间点错过了呼吸跃变的峰值。

图3 不同处理对油桃果实呼吸强度的影响Fig.3 Effects of melatonin on fruit respiration rate of nectarine

2.4 褪黑素处理对油桃硬度的影响

果实的硬度可以从一定程度上反映出油桃的新鲜程度。图4 结果表明，随着贮藏时间的增加，果实的硬度呈现下降趋势，但经褪黑素处理后的果实硬度始终高于对照组，从第3 天开始，褪黑素处理组果实硬度（9.95×105Pa）显著高于对照组（8.98×105Pa）（P＜0.05），9 d 后差异极显著（P＜0.01）。贮藏15 d 后，处理组果实的硬度（8.18×105Pa）是对照组（6.66×105Pa）的1.23 倍，表明褪黑素处理能够使油桃保持较高的硬度，降低果实因软化而造成的损伤及腐烂，从而有效延长油桃的贮藏期。这与Gao等[21]的研究结果一致。在贮藏过程中，褪黑素处理明显保持了桃果实的硬度。与此相反，Sun 等[34]发现使用50μmol/L外源褪黑素处理绿色番茄2 h，可明显加速果实的成熟软化。本试验和Sun 等[34]研究结果的差异可能在于不同的物种成熟阶段会有不同的反应或处理时间所致。

图4 不同处理对油桃果实硬度影响Fig.4 Effects of melatonin on fruit firmness of nectarine

2.5 褪黑素处理对油桃维生素C 含量的影响

VC 含量反映了油桃果实的营养价值。如图5 所示，在贮藏过程果实中VC 含量先增加后减少，在采后的第3天维生素C 含量达到最大值（处理组为11.81 mg/100 g，对照组为11.03 mg/100 g），之后VC 含量随果实的成熟和衰老而不断降低，但处理组的下降速度明显慢于对照组。这与Gao 等[21]的研究结果相似。说明褪黑素能有效延缓VC 分解，使油桃在贮藏期内仍保持较高的营养价值。但与此相反的是Liu 等[35]研究发现在贮藏后期，用褪黑素处理草莓的抗坏血酸含量比对照组低。这种差异可能是由于品种、成熟期或处理条件（浓度和持续时间）的不同导致的，说明针对不同水果，褪黑素处理对VC 含量的影响是不确定的。

图5 不同处理对油桃果实VC 含量的影响Fig.5 Effects of melatonin on fruit VC of nectarine

2.6 褪黑素对油桃可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量代表着果实中含糖量的多少，是体现果实风味的一个指标[36]。由图6 可知，在贮藏前期，随着油桃的后熟，果实中可溶性固形物含量逐渐上升，并在第6 天达到峰值。随后由于呼吸作用的加快，糖分被消耗，可溶性固形物含量逐渐减少。从图中可以看出，对照组和处理组可溶性固形物含量随时间变化的趋势相同，但经褪黑素处理后的果实，其可溶性固形物含量始终高于对照组。贮存3 d 即有显著差异（P＜0.05），6 d 后差异极显著（P＜0.01），在贮存第15 天时，处理组可溶性固形物含量（8.5%）比对照组（7.2%）高18.06%，表明褪黑素可以降低果实中糖类的消耗，从而保证品质。

图6 不同处理对油桃果实可溶性固形物含量的影响Fig.6 Effects of melatonin on fruit soluble solids of nectarine

2.7 褪黑素对油桃可滴定酸含量的影响

油桃中可滴定酸的含量是果实风味的体现[36]。如图7 所示，随着油桃果实的后熟，果实可滴定酸含量逐渐减少。经褪黑素处理的油桃具有比对照组更低的可滴定酸含量。200 μmol/L 褪黑素处理的油桃可使其保持较高的可溶性固形物含量和较低的酸度，抑制果实特有风味和口感的丧失，达到延缓果实衰老的过程。Liu 等[35]在草莓贮藏过程中也得到了类似的结果。

图7 不同处理对油桃果实可滴定酸的影响Fig.7 Effects of melatonin on fruit titratable acid content of nectarine

2.8 褪黑素对油桃糖酸比的影响

糖酸比能够反映油桃果实的风味，糖酸比越小，说明油桃越酸，反之越甜[37]。如图8 所示，贮藏前期，糖酸比呈现上升趋势。之后随着呼吸强度的增加，糖分消耗，糖酸比下降，可滴定酸作为呼吸底物被消耗，使得糖酸比再次上升。处理组与对照组糖酸比的总体趋势大致相同，第3 天处理组就保持较高的糖酸比，与对照差异极显著（P＜0.01），在贮存结束时，处理组的糖酸比（30.79）仍高于对照组（23.12），表明褪黑素可以有效改善油桃果实的风味。

图8 不同处理对油桃果实糖酸比的影响Fig.8 Effects of melatonin on fruit suger-acid ratio of nectarine

2.9 褪黑素对油桃可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白含量是评价果实营养价值不可或缺的部分。如图9 所示，油桃中可溶性蛋白含量贮藏期间呈先升后降趋势，但处理组蛋白含量一直高于对照组。贮藏结束时，褪黑素处理组的可溶性蛋白含量为0.19mg/g，极显著高于对照组（0.12 mg/g）（P＜0.01）。这与王平[27]在探究外源褪黑素对苹果叶片衰老的调控及相关自噬基因的功能分析中的结果类似。

图9 不同处理对油桃果实可溶性蛋白含量的影响Fig.9 Effects of melatonin on fruit soluble protein content of nectarine

3 结论

结果表明，贮藏15 d 时，与对照组相比，200 μmol/L的褪黑素处理可有效降低油桃腐烂（38.80%），处理组果实硬度是对照组的1.23 倍，油桃的失重率和可滴定酸含量仅下降了8.95%、0.04%，可溶性固形物、可溶性蛋白及维生素C 含量，分别高于对照18.06%、58.3%、66.7%。可见，外源褪黑素处理不仅可以显著降低果实的腐烂指数及贮藏后期的失重率，抑制果实呼吸强度的增加，提高糖酸比，且能有效延缓油桃果实硬度、可溶性固形物、可溶性蛋白及维生素C 含量的下降。因此，外源褪黑素处理可作为一种具有潜力的保鲜剂应用于油桃采后保鲜。