不同溫度下櫻桃冷害的研究

不同溫度下櫻桃冷害的研究

櫻桃是薔薇科和李屬的一種植物。這種水果獨(dú)特，顏色鮮艷。櫻桃富含K、P、Ca、Fe等微量元素,特別是鐵的含量居水果之首;另外它還含有豐富的VB、VC、VE、胡蘿卜素等維生素,具有極高的營養(yǎng)價(jià)值。但櫻桃果實(shí)皮薄汁,櫻桃果實(shí)柔軟、皮薄、多汁,多在5~6月采收,正值高溫多雨季節(jié),采后在常溫(22℃)3~5d內(nèi),極易出現(xiàn)果梗干枯和果實(shí)失水﹑褐變﹑腐爛﹑發(fā)霉的現(xiàn)象,使果實(shí)品質(zhì)變劣,影響果實(shí)風(fēng)味,造成嚴(yán)重的損失。因此尋找適宜的貯藏方式,延長櫻桃的貯藏期,減緩櫻桃的衰老速度,就顯得極為重要。低溫貯藏是延緩果蔬采后成熟、抑制病原菌生長和保持品質(zhì)的常規(guī)方法。低溫貯藏可以降低櫻桃的呼吸速率,保持果梗新鮮,延緩果實(shí)組織的軟化以及色澤的變化,同時(shí)能抑制微生物的滋生和生長,避免果實(shí)發(fā)生霉?fàn)€。在一定的溫度范圍內(nèi),貯藏溫度越低,保鮮效果越好,但如果超過此溫度范圍,果實(shí)就容易產(chǎn)生冷害斑,凹陷,表皮變褐等冷害癥狀。目前櫻桃冷害方面的研究鮮有報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)研究不同低溫下貯藏櫻桃的冷害指數(shù)、各項(xiàng)感官品質(zhì)和生理指標(biāo)的變化,為確定櫻桃果實(shí)最佳貯藏溫度提供理論依據(jù)。因此,研究櫻桃冷害發(fā)生機(jī)制以及確定櫻桃的最佳貯藏溫度就具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。1材料和方法1.1保鮮、貯藏實(shí)驗(yàn)所用櫻桃品種為‘巨紅’、‘砂密豆’、‘拉賓斯’、‘雷尼’,于2010年6月26日采于大連市金州石河鎮(zhèn),選擇成熟度、顏色、果粒均勻一致,無病蟲害和機(jī)械傷的果實(shí)裝箱,運(yùn)往國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心,經(jīng)過預(yù)冷后分別裝入0.02mmPE袋中置于-0.5、-1.0、-1.5、-2.0℃低溫條件貯藏。每個(gè)處理裝果量為2kg/袋,重復(fù)3次。貯藏65d后測定冷害指數(shù)、感官品質(zhì)和生理指標(biāo)。1.2材料的合成分析酚酞、氫氧化鈉、乙醇、三氯乙酸、草酸、硫酸、偏磷酸、醋酸、硫代巴比妥酸、鄰苯二酚、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、核黃素、甲硫氨酸、氮藍(lán)四唑、EDTA-Na2、Na2CO3、甲醇、Folin-Ciocalteu試劑、聚乙烯吡咯烷酮均為分析純。TA.XT.Plus型物性儀英國SMS公司;PAL-1型數(shù)字手持折光儀日本Atago公司;2010型氣相色譜儀日本島津公司;Genesys5型可見-紫外分光光度計(jì)美國Thermo公司;D-37520型高速冷凍離心機(jī)德國Eppendorf公司;BP211D型十萬分之一天平德國賽多利斯公司。1.3核桃冷害程度評(píng)價(jià)硬度:采用TA.XT.Plus物性儀測定;可溶性固形物:采用數(shù)字手持折光儀測定;可滴定酸:采用酸堿滴定法測定;VC含量:采用鉬藍(lán)比色法測定;丙二醛含量:采用硫代巴比妥酸比色法測定;乙醇含量:采用氣相色譜法測定;總酚:采用福林酚法測定;多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)、過氧化物酶(peroxidase,POD):參照陳建勛等方法測定;超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD):參照Giannopolitis等的方法。冷害指數(shù)測定:隨機(jī)挑選50個(gè)櫻桃,觀察冷害發(fā)生程度。冷害程度的評(píng)定參照Dong等的方法并稍有改進(jìn),分為5個(gè)等級(jí):0級(jí)果實(shí)無冷害癥狀,1級(jí)果實(shí)表皮冷害面積小于總面積15%;2級(jí)果實(shí)表皮冷害面積占總面積15%~25%;3級(jí)果實(shí)表皮冷害面積占總面積25%~50%;4級(jí)果實(shí)表皮冷害面積占總面積50%~75%;5級(jí)果實(shí)表皮冷害面積占總面積75%~100%。計(jì)算公式為:冷害指數(shù)/%=∑(級(jí)數(shù)×該級(jí)果實(shí)所占的比例)×100/(5×50);果梗新鮮指數(shù)和果肉褐變指數(shù):參照王春生等方法,果肉褐變指數(shù),隨機(jī)挑選20個(gè)果實(shí),縱切后觀察果肉褐變程度,分為5個(gè)等級(jí),0級(jí)果肉無褐變,1級(jí)果肉褐變面積小于總面積1/10,2級(jí)果肉褐變面積占總面積1/10~1/3,3級(jí)果肉褐變面積占總面積1/3~2/3,4級(jí)果肉褐變面積占總面積2/3~1,計(jì)算公式:果肉褐變指數(shù)/%=∑(褐變果數(shù)×褐變級(jí)別)×100/(總果數(shù)×最高褐變級(jí)別);果梗新鮮指數(shù)測定:分為5個(gè)等級(jí),0級(jí)果梗完全干枯,1級(jí)果梗綠色面積小于總面積1/2,2級(jí)果梗綠色面積占總面積1/2~3/4,3級(jí)果梗綠色面積占總面積3/4~1,4級(jí)果梗全部呈綠色,計(jì)算公式:果梗新鮮指數(shù)/%=∑(各級(jí)別果數(shù)×鮮度級(jí)別)×100/(總果數(shù)×最高褐變級(jí)別)果實(shí)出汁率:參考Dong等的方法測定,并有所改進(jìn),用打漿機(jī)將果實(shí)打漿后,稱量(m0),10000×g離心10min后稱量(m1),計(jì)算公式為:出汁率/%=(m0-m1)×100/m0;霉腐率/%=霉變腐爛果數(shù)×100/總果數(shù)。1.4處理數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)均由Excel軟件計(jì)算制作圖表和DPS9.50軟件分析。2結(jié)果與分析2.1不同溫度對(duì)櫻桃出汁率的影響圖1A表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃的冷害指數(shù)逐漸增加。貯藏于-0.5℃的櫻桃果實(shí)冷害指數(shù)最小,而貯于-2.0℃的櫻桃果實(shí)均發(fā)生嚴(yán)重程度的冷害。4個(gè)品種中,-0.5℃處理的‘巨紅’冷害指數(shù)最小,為26%。圖1B表明,櫻桃的出汁率隨著溫度的降低而增大?！藜t’各個(gè)溫度的出汁率顯著低于其他品種的櫻桃,‘砂蜜豆’各個(gè)溫度的出汁率也顯著低于‘拉賓斯’和‘雷尼’,‘拉賓斯’的出汁率最大,-0.5℃處理‘巨紅’的出汁率最小,為21%。2.2不同溫度處理的櫻桃果實(shí)品質(zhì)櫻桃可以根據(jù)果梗的外觀變化估測果實(shí)的新鮮度。圖2A表明,不同品種櫻桃的果梗新鮮指數(shù)隨著貯藏溫度的降低而下降,貯藏于-0.5℃的櫻桃果梗新鮮指數(shù)最高,而貯于-2.0℃的櫻桃果梗新鮮指數(shù)最低。4個(gè)品種中,各溫度處理‘巨紅’的果梗新鮮指數(shù)均顯著高于其他溫度處理,各溫度處理‘雷尼’的果梗新鮮指數(shù)均處于最低水平,-0.5℃處理‘巨紅’的果梗新鮮指數(shù)最高,為67%。櫻桃褐變程度的大小是判斷果實(shí)品質(zhì)最直接的感官指標(biāo)。圖2B表明,櫻桃的果肉褐變指數(shù)隨著貯藏溫度的降低而增大,貯藏于-0.5℃的櫻桃果肉褐變指數(shù)最小,而貯于-2.0℃的櫻桃全部褐變。其他3個(gè)溫度處理中,‘巨紅’的果肉褐變指數(shù)均顯著低于其他品種櫻桃,‘拉賓斯’的褐變指數(shù)均高于其他品種,-0.5℃處理‘巨紅’的果肉褐變指數(shù)最小,為34%。圖2C表明,櫻桃的霉腐率隨著貯藏溫度的降低而增大,貯藏于-0.5℃的櫻桃霉腐率最小,而貯于-2.0℃的櫻桃全部發(fā)生霉變或腐爛。4個(gè)品種中,-0.5℃處理的‘巨紅’和‘砂蜜豆’均未發(fā)生霉變或腐爛,而-0.5℃處理的‘拉賓斯’霉腐率最高,為54%。2.3可溶性固形物和可滴定酸含量果實(shí)硬度的變化是衡量貯藏效果的主要指標(biāo)之一,其下降速度與果實(shí)的壽命密切相關(guān)。圖3A表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃硬度出現(xiàn)明顯的下降,貯藏于-0.5℃的櫻桃硬度最大,而貯于-2.0℃的櫻桃硬度最小。-0.5℃處理的‘巨紅’硬度最大,為1.48kg/cm2?？扇芄绦挝锖涂傻味ㄋ岷康母叩褪窃u(píng)價(jià)果實(shí)風(fēng)味的重要指標(biāo)。圖3B表明,櫻桃的可溶固形物含量隨著貯藏溫度的降低而下降。-0.5℃處理的‘巨紅’可溶固形物含量最高。圖3C表明,櫻桃的可滴定酸含量也隨著貯藏溫度的降低而下降。貯藏于-1.5℃和-2.0℃的各品種櫻桃可滴定酸含量顯著低于-0.5℃和-1.0℃,其中-0.5℃處理‘巨紅’的可滴定酸含量最高。VC是果實(shí)中重要營養(yǎng)成分之一。圖3D表明,櫻桃的VC含量隨著貯藏溫度的降低而下降,貯藏于-0.5℃的櫻桃VC含量最高,而貯于-2.0℃的櫻桃VC含量最低;-0.5℃處理的‘巨紅’和‘砂蜜豆’VC含量顯著高于‘拉賓斯’和‘雷尼’,而-0.5℃處理的‘巨紅’VC含量稍高于‘砂蜜豆’。2.4不同處理櫻桃的丙二醛含量MDA是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物之一,其含量高低可以反映細(xì)胞膜膜脂過氧化的程度。圖4A表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃的丙二醛含量不斷增加,貯藏于-0.5℃的櫻桃丙二醛含量最低,而貯于-2.0℃的櫻桃含量最高。-0.5℃處理的‘巨紅’和‘雷尼’丙二醛含量顯著低于‘砂蜜豆’和‘拉賓斯’,-0.5℃處理的‘巨紅’丙二醛含量最低。隨著果實(shí)成熟衰老的進(jìn)行,乙醇不斷的積累。圖4B表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃的乙醇含量逐漸增大,貯藏于-0.5℃的櫻桃乙醇含量最低,而貯于-2.0℃的櫻桃乙醇含量最高,極顯著高于其他溫度處理。-0.5℃處理的‘巨紅’、‘砂蜜豆’、‘拉賓斯’的乙醇含量相差不大,但它們均顯著地低于‘雷尼’。2.5不同處理櫻桃總酚含量酚類物質(zhì)具有抗氧化性,參與了植物的抗冷反應(yīng)。圖5A表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃的總酚含量下降。貯藏于-0.5℃的櫻桃總酚含量最高,而貯于-2.0℃的櫻桃總酚含量最低。-0.5℃處理的‘巨紅’總酚含量最高,其次是‘雷尼’、‘砂蜜豆’和‘拉賓斯’總酚含量最少。多酚氧化酶(PPO)活性高低決定果蔬組織褐變程度的一個(gè)重要因素。圖5B表明,櫻桃的PPO活性隨著貯藏溫度的降低而增大,貯藏于-0.5℃的櫻桃PPO活性最低,而貯于-2.0℃的櫻桃PPO活性最高。-0.5℃處理的‘巨紅’PPO活性最低。2.6不同貯藏溫度對(duì)櫻桃sod和pod活性的影響低溫脅迫會(huì)誘導(dǎo)膜脂過氧化,產(chǎn)生超氧陰離子自由基,SOD是植物抗氧化代謝中最為重要的一種抗氧化酶。圖6A表明,櫻桃SOD的活性隨著貯藏溫度的降低而下降,貯藏于-0.5℃的櫻桃SOD活性最高,而貯于-2.0℃的櫻桃SOD活性最低。-0.5℃處理組中,‘巨紅’的SOD活性最高,其次是‘砂蜜豆’、‘拉賓斯’和‘雷尼’的SOD活性均處于較低水平。圖6B表明,隨著貯藏溫度的降低,櫻桃POD的活性逐漸降低,貯藏于-0.5℃的櫻桃POD活性最高,而貯于-2.0℃的櫻桃POD活性最低。-0.5℃處理組中,‘巨紅’的POD活性最高,其次是‘砂蜜豆’、‘拉賓斯’和‘雷尼’的POD活性均處于較低水平。3貯藏過程中抗氧化酶活性的變化低溫冷藏是果蔬采后最有效的貯藏方法之一,低溫可降低果蔬采后的呼吸作用,延緩組織衰老,延長保鮮期。但是貯藏溫度并非越低越好,溫度過低容易引起果實(shí)的代謝失調(diào)和紊亂,導(dǎo)致果蔬發(fā)生冷害,降低食用價(jià)值。雖然不同果實(shí)表現(xiàn)的冷害癥狀不完全相同,但是低溫脅迫對(duì)植物組織膜系統(tǒng)和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的破壞是造成果實(shí)冷害的根本原因。細(xì)胞膜系統(tǒng)受到傷害是早期的冷害癥狀之一,低溫脅迫會(huì)誘導(dǎo)活性氧物質(zhì)積累,冷敏型植物活性氧清除酶系統(tǒng)活性迅速下降,導(dǎo)致活性氧代謝平衡失調(diào),活性氧自由基大量積累。植物細(xì)胞中含有抗氧化物質(zhì)和抗氧化酶共同構(gòu)成活性氧清除系統(tǒng),其中抗氧化物質(zhì)包括抗壞血酸等物質(zhì),而抗氧化酶系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶(SOD),低溫脅迫會(huì)改變抗氧化酶的活性,抗氧化酶活性的改變參與了植物的抗冷反應(yīng)。SOD是清除活性氧的第一個(gè)酶,它將細(xì)胞中產(chǎn)生的O2-·歧化為H2O2,形成的H2O2隨即被CAT、POD等酶降解,防止這些活性氧對(duì)細(xì)胞造成氧化損傷,但低溫脅迫的環(huán)境以及貯藏后期果實(shí)的衰老,SOD活性下降,產(chǎn)生的過氧陰離子得不到有效的清除,會(huì)造成活性氧的積累,細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)遭到破壞,造成細(xì)胞膜通透性增加,MDA含量增加。酚具有氧化還原的性質(zhì),可以吸收﹑中和自由基,清除活性氧物質(zhì),是主要的抗氧化物質(zhì)。多酚氧化酶(PPO)含量增加能夠氧化酚類物質(zhì)造成酶促褐變,降低了酚類物質(zhì)的抗氧化能力。酚類物質(zhì)是PPO和POD的底物,其中PPO氧化酚類參與了果實(shí)的褐變反應(yīng),而在H2O2存在時(shí),POD氧化酚類物質(zhì)的反應(yīng)則參與了木質(zhì)素的合成過程,并在果實(shí)防御反應(yīng)過程中發(fā)揮了重要的作用。在櫻桃的貯藏過程中,櫻桃的SOD活性﹑總酚隨著貯藏溫度的降低而下降,從而對(duì)低溫條件的抵抗能力下降,同時(shí)由于SOD活性的下降,外環(huán)境低溫脅迫產(chǎn)生的超氧陰離子不能得到有效的清除,造成活性氧積累,破壞細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng),MDA的含量增加,細(xì)胞膜透性增加,從而使櫻桃的冷害程度加劇。在四個(gè)溫度處理中,-2.0℃處理櫻桃的SOD和POD活性最低,活性氧清除能力最弱;總酚的含量最低,而PPO的活性最高,櫻桃的抗冷能力最差,褐變程度也最大;MDA含量最高,冷害程度最嚴(yán)重。果實(shí)的衰老通常伴隨著乙醇含量的增加,當(dāng)乙醇含量增加到一定程度時(shí),果實(shí)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)一系列生理變化,產(chǎn)生多種影響風(fēng)味的次生代謝產(chǎn)物,甚至異味。四個(gè)溫度處理中,-2.0℃處理組的乙醇含量極顯著地高于其他溫度處理,櫻桃的酒精味濃烈,嚴(yán)重地影響了櫻桃原有風(fēng)味。隨著貯藏溫度的降低,冷害程度進(jìn)一步加劇,使得櫻桃的營養(yǎng)物質(zhì)嚴(yán)重流失