甜樱桃(Prunus avium L.)是蔷薇科李属樱亚属植物,素有“春果第一枝”美誉,其色泽艳丽、口感酸甜,而且含有丰富的营养物质,深受消费者喜爱。目前,低温贮藏是维持其品质的普遍方式,但是随着低温贮藏时间的延长,甜樱桃果实极易出现以果实表面凹陷为特征的生理代谢紊乱现象。
亚精胺(SPD)作为一种天然多胺,是生物代谢过程中产生的一类具有生物活性的低分子质量脂肪族含氮碱,广泛分布在动植物体内。甲基乙二醛双脒基腙(MGBG)和二环己胺(DCHA)是多胺生物合成的两种抑制剂,能通过抑制多胺合成途径中关键酶活性进而抑制多胺的合成。SPD作为一种新兴的保鲜剂,具有安全无毒、无污染、稳定性好等特点。
山西农业大学食品科学与工程学院的齐英舰、杨青珍*和运城市果业发展中心张国强等人以‘萨米脱’甜樱桃为材料,探讨SPD及两种多胺合成抑制剂对冷藏甜樱桃果实凹陷、贮藏品质和活性氧代谢的影响,以期为SPD在甜樱桃采后贮藏中的应用提供理论依据和实践指导。
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1 SPD及其抑制剂对甜樱桃腐烂率、凹陷率及凹陷指数的影响
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如图1A所示,贮藏期间甜樱桃腐烂率呈上升趋势,与对照组相比,SPD处理显著抑制了其上升速率,而MGBG和DCHA处理均增加了甜樱桃腐烂率。贮藏第35天至贮藏结束,SPD处理组腐烂率显著低于对照组(P<0.05),平均比对照组低29.67%;MGBG和DCHA处理组均显著高于对照组(贮藏第49天除外)(P<0.05),平均分别比对照组高20.37%和18.61%。贮藏结束时,SPD处理组腐烂率比对照组低19.97%,MGBG处理组和DCHA处理组分别比对照组高16.37%和20.02%。
贮藏期间,甜樱桃凹陷率呈上升趋势(图1B)。对照组、MGBG和DCHA处理组果实在贮藏第14天出现凹陷现象,而SPD处理组果实在贮藏第21天出现凹陷现象。贮藏第35天至贮藏结束,SPD处理组果实凹陷率显著低于对照组(P<0.05),平均比对照组低27.27%。贮藏结束时,SPD处理组果实凹陷率比对照组低28.69%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组高22.22%和8.33%。
由图1C可知,随着贮藏时间的延长,果实凹陷指数呈上升趋势。与其他3 组相比,SPD处理减缓了凹陷指数上升。与对照组相比,贮藏第21天至贮藏结束,SPD处理组显著降低了果实凹陷指数(P<0.05),平均降低26.41%;贮藏第42天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组显著提高了果实凹陷指数(P<0.05),平均分别提高17.42%和15.80%。贮藏结束时,SPD处理组果实凹陷指数比对照组低27.28%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组高18.88%和11.92%。
2 SPD及其抑制剂对甜樱桃果实硬度、可溶性固形物含量及可滴定酸含量的影响
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由图2A可知,随着贮藏时间的延长,果实硬度下降。与对照组相比,SPD处理组显著抑制了果实硬度下降,而MGBG和DCHA处理组均促进了果实硬度下降。贮藏第21天至贮藏结束,SPD处理组果实硬度平均比对照组高16.53%,且差异显著(P<0.05)。贮藏第28天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组果实硬度平均分别比对照组低5.31%和5.88%,且差异均显著(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组硬度比对照组高38.74%,MGBG和DCHA处理分别比对照组低12.04%和10.99%。
贮藏开始后,甜樱桃可溶性固形物含量上升至第21天达到峰值后下降(图2B),SPD处理组可溶性固形物相对含量峰值达16.92%,比对照组高7.02%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低13.03%、13.71%。贮藏第21天至结束,SPD处理组可溶性固形物相对含量显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高5.15%。贮藏第14天至结束,除第35天外,MGBG和DCHA处理组可溶性固形物相对含量均显著低于对照组(P<0.05),平均分别比对照组低6.24%和6.80%。贮藏结束时,SPD处理组可溶性固形物相对含量比对照组高9.23%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低8.67%和13.08%。
如图2C所示,随贮藏时间的延长,甜樱桃可滴定酸相对含量上升至贮藏第7天达到峰值后迅速下降,与对照组相比,SPD处理组减缓了可滴定酸相对含量的下降速率,而MGBG和DCHA处理组均加快了其下降速率。贮藏第7天至结束,SPD处理组可滴定酸相对含量显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高8.11%。贮藏结束时,SPD处理组可滴定酸相对含量比对照组高11.20%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低4.83%和10.04%。
3 SPD及其抑制剂对甜樱桃O-2含量、H2O2含量、MDA含量及相对电导率的影响
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由图3A可知,甜樱桃贮藏期间O-2含量整体呈上升趋势,与其他3 组相比,SPD处理组O-2含量上升速率最缓慢。贮藏第14天至贮藏结束,SPD处理组O-2含量平均比对照组低31.40%,且差异显著(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组O-2含量比对照组低33.50%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组高30.00%和21.35%。
随着贮藏时间的延长,H2O2含量不断上升(图3B),SPD处理显著抑制了H2O2积累。贮藏第7天至结束,SPD处理组H2O2含量均显著低于对照组(P<0.05),贮藏第35天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组H2O2含量均显著高于对照组(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组H2O2含量为1.66 mmol/g,比对照组低28.45%,而MGBG和DCHA处理组H2O2含量分别为2.75、2.88 mmol/g,分别比对照组高18.53%和24.14%。
如图3C所示,甜樱桃中MDA含量随贮藏时间延长而增加。SPD处理显著抑制了MDA的积累,且在贮藏初期(7~14 d)MDA含量出现短暂下降趋势。贮藏第7天至贮藏结束,SPD处理组MDA含量显著低于其他3 组(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组MDA含量比对照组低15.63%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组高31.25%和25.00%。
由图3D可知,随着贮藏时间延长,甜樱桃相对电导率不断上升。与对照组相比,贮藏第21天至贮藏结束,除贮藏第35天外,SPD处理显著抑制了相对电导率上升(P<0.05),平均比对照组低9.56%。贮藏第28天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组相对电导率均显著高于对照组(P<0.05),平均分别比对照组高10.62%和10.41%。
4 SPD及其抑制剂对甜樱桃CAT、GR、POD及SOD活性的影响
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由图4A可知,甜樱桃CAT活性呈先上升后下降的变化趋势,第28天达峰值,此时SPD处理组果实CAT活性比对照组高14.48%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低23.17%、26.62%。贮藏第14天起至贮藏结束,SPD处理组CAT活性显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高23.79%;MGBG和DCHA处理组均显著低于对照组(P<0.05),平均分别比对照组低26.73%和31.86%。
由图4B可知,甜樱桃贮藏开始后GR活性上升,至贮藏第28天达到峰值后下降。与其他3 组相比,SPD处理组显著提高了甜樱桃GR活性,且贮藏第21天至贮藏结束与其他3 组间差异均显著(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组GR活性比对照组高35.63%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低21.73%和22.47%。
甜樱桃贮藏期间POD活性呈先上升后下降趋势(图4C),贮藏第28天达到峰值。贮藏第14天至贮藏结束,SPD处理组POD活性显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高9.37%;MGBG和DCHA处理组显著低于对照组(P<0.05),平均分别比对照组低15.32%和17.90%。
由图4D可知,甜樱桃贮藏期间SOD活性整体呈先上升后下降趋势,贮藏第21天达峰值。贮藏第14天至贮藏结束,与对照组相比,SPD处理组显著提高了SOD活性(P<0.05),平均提高了7.37%;MGBG和DCHA处理组显著降低了SOD活性(P<0.05),平均分别降低了7.83%和5.07%。
5 SPD及其抑制剂对甜樱桃GSH及总酚含量的影响
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由图5A可知,随着贮藏期的延长,GSH含量呈先上升后下降趋势,至贮藏第28天达到峰值,此时SPD处理组GSH含量比对照组高8.55%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低23.91%、16.82%。贮藏第21天至贮藏结束,SPD处理组GSH含量显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高25.17%。贮藏第14~35天,MGBG和DCHA处理组GSH含量均显著低于对照组(P<0.05),平均分别比对照组低16.88%和12.74%。
由图5B可知,整个贮藏期甜樱桃总酚含量呈逐渐下降趋势,SPD处理组显著抑制了总酚含量下降。贮藏第14天至贮藏结束,SPD处理组总酚含量显著高于对照组(P<0.05),平均比对照组高15.91%。整个贮藏阶段,SPD处理组总酚含量下降速率比对照组低26.09%,而MGBG和DCHA处理组分别比对照组高9.49%和9.14%。
6 SPD及其抑制剂对甜樱桃DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除率的影响
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随着贮藏时间延长,甜樱桃DPPH自由基清除率整体呈下降趋势(图6A)。与其他3 组相比,SPD处理组DPPH自由基清除率始终保持较高水平。整个贮藏阶段,SPD处理组DPPH自由基清除率平均比对照组高11.20%,MGBG和DCHA处理组平均分别比对照组低8.30%和11.62%。
由图6B可知,随贮藏时间延长,ABTS阳离子自由基清除率呈下降趋势。与对照组相比,SPD处理组抑制了ABTS阳离子自由基清除率下降,而MGBG和DCHA处理组则促进了其下降,尤其是MGBG处理组在7~21 d下降速率最大。贮藏第14天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组ABTS阳离子自由基清除率显著低于对照组(P<0.05),平均分别比对照组低34.61%和23.19%。贮藏结束时,SPD处理组ABTS阳离子自由基清除率比对照组高17.40%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低32.57%、34.46%。
7 SPD及其抑制剂对甜樱桃内源多胺含量的影响
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由图7A可知,随着贮藏时间的延长,甜樱桃内源SPD含量呈先上升后下降趋势,贮藏第21天达到峰值,此时SPD处理组SPD含量比对照组高13.00%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低10.40%和15.31%。贮藏第7天至贮藏结束,SPD处理组SPD含量均显著高于对照组(P<0.05);MGBG和DCHA处理组SPD含量均显著低于对照组(P<0.05)。
贮藏期间甜樱桃内源PUT含量呈上升趋势(图7B)。贮藏第35天至贮藏结束,SPD处理组PUT含量显著高于对照组(P<0.05);贮藏第21天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组PUT含量均显著低于对照组(P<0.05)。贮藏结束时,SPD处理组PUT含量比对照组高13.31%,MGBG和DCHA处理组PUT含量分别比对照组低14.26%和15.32%。
由图7C可知,甜樱桃内源SPM含量在贮藏期间呈先上升后下降趋势。贮藏第21天达到峰值,此时SPD处理组SPM含量比对照组高11.42%,MGBG和DCHA处理组分别比对照组低12.67%和9.89%。贮藏第14天至贮藏结束,SPD处理组SPM含量均显著高于对照组(P<0.05);贮藏第21天至贮藏结束,MGBG和DCHA处理组SPM含量均显著低于对照组(P<0.05)。
甜樱桃由于皮薄多汁等特性,在采后低温贮藏运输过程中极易出现果实表面凹陷现象,严重影响其品质和风味。本研究中,SPD处理能够显著抑制甜樱桃腐烂率、凹陷率及凹陷指数的上升,保持甜樱桃较高的硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量,这与Taş等在猕猴桃和Mishra等在黑李上的研究结果一致。而经MGBG和DCHA处理的甜樱桃果实品质下降严重,腐烂率、凹陷率和凹陷指数显著增加。这些结果表明,SPD处理可能通过诱导果实自身产生防御机制,调控甜樱桃果实采后生理代谢过程,从而抑制果实贮藏中凹陷和腐烂的发生,并保持较高的贮藏品质。而MGBG和DCHA处理可能通过抑制多胺的合成,引起果实组织结构损坏和代谢紊乱,最终加剧果实凹陷和腐烂现象。
随着贮藏时间的延长,低温胁迫使果实活性氧代谢失衡,引发O-2和H2O2等活性氧积累,导致细胞膜脂过氧化进程加快,膜结构和功能受损,进而促使果实表面出现凹陷现象,因此维持细胞膜结构和功能的完整性对抑制果实凹陷的发生至关重要。研究表明,提高贮藏期间果实抗氧化酶活性和抗氧化化合物含量能有效清除活性氧自由基,维持细胞膜结构和功能的完整性,进而抑制果实凹陷的发生。Zhang Jinglin等发现SPD处理可以提高枣中抗氧化酶活性,有效抑制活性氧积累,进而减轻膜损伤,抑制果实凹陷现象的发生,徐斌等研究证实了多胺处理能提高甜瓜SOD、POD及CAT活性,从而减轻活性氧自由基对细胞膜的伤害,抑制甜瓜凹陷的发生。本研究结果表明,SPD处理通过促进甜樱桃内源SPD、PUT和SPM积累,显著提高甜樱桃CAT、GR、POD及SOD活性,保持较高水平GSH和总酚含量,同时提高DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力,有效抑制O-2、H2O2和MDA积累,减缓相对电导率上升,从而抑制果实凹陷的发生,这与Phornvillay等在秋葵上的研究结果一致。与SPD处理相反,MGBG和DCHA处理均抑制了甜樱桃内源SPD、PUT和SPM的积累,降低了抗氧化酶活性和抗氧化化合物含量,抑制了自由基清除能力,造成活性氧大量积累,果实凹陷严重。综上所述,SPD处理通过促进甜樱桃内源SPD、PUT和SPM积累,提高甜樱桃抗氧化系统活性,从而减轻活性氧对组织的损伤,显著抑制甜樱桃贮藏过程中凹陷和腐烂的发生,并维持其较高的贮藏品质,而MGBG和DCHA处理通过抑制SPD、PUT和SPM的合成,破坏细胞的抗氧化防御系统,导致细胞膜氧化损伤,进而导致甜樱桃凹陷和腐烂严重。
结论
本研究中,SPD处理通过促进甜樱桃贮藏期间内源SPD、PUT和SPM积累,提高抗氧化酶活性及抗氧化物质含量,保持较高的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力,抑制活性氧的积累,减缓MDA及相对电导率的上升,从而有效减轻果实凹陷,保持较高的甜樱桃果实采后贮藏品质。MGBG和DCHA处理通过抑制内源SPD、PUT和SPM的合成,抑制了抗氧化酶活性和抗氧化物质积累,增加了活性氧含量,造成甜樱桃果实表面凹陷严重,果实品质大幅下降。本研究可为SPD处理提高甜樱桃采后贮藏品质、抑制果实凹陷提供理论依据,同时为甜樱桃低温贮藏运输提供技术参考。
本文《亚精胺及其抑制剂对冷藏甜樱桃果实贮藏品质及其活性氧代谢的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第5期292-300页,作者:齐英舰 ,张国强 ,王锋 ,杨青珍。DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20240815-117。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
实习编辑:王雨婷 ;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
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