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基于代謝組的‘冬棗’果實采后特征

2024-01-30 14:31牛潤滋張鐘宋珺宇沈兵琪吳翠云李新崗
經濟林研究 2023年3期
關鍵詞:果實冬棗

牛潤滋 張鐘 宋珺宇 沈兵琪 吳翠云 李新崗

摘 要:【目的】為‘冬棗果實的采后品質維持及市場銷售提供參考?!痉椒ā恳猿跫t期大荔‘冬棗果實為試材,室溫貯藏9 d,分別于貯藏1、3、5、7、9 d 時取樣,通過測定生理指標和代謝組,探究‘冬棗果實采后不同貯藏期的生理代謝特征?!窘Y果】‘冬棗果實采后呼吸速率下降,且無呼吸高峰出現,符合非躍變型呼吸生理特征。室溫條件下‘冬棗果實失重率高,貯藏9 d 時失重率達到9%,果皮快速轉紅且開始出現皺縮現象??寡趸窼OD 活性、CAT 活性在貯藏1 ~ 7 d 時保持較高水平,貯藏7 d 后下降?!瑮椆麑嵅珊筚A藏過程中,果糖、葡萄糖、琥珀酸、檸檬酸、維生素C 的含量降低,導致果實口感變差,營養成分減少;表兒茶素是含量最豐富的類黃酮類物質,在貯藏過程中其含量顯著下降,貯藏1 d 時的含量是貯藏9 d 時的3.23 倍;其他大部分類黃酮在貯藏5 d 時含量最高,貯藏5 d 后含量下降,表明貯藏5 d 后‘冬棗果實抗氧化能力下降?!窘Y論】通過了解‘冬棗采后室溫貯藏條件下主要營養成分和果實特征變化,構建‘冬棗果實采后衰老的生理變化規律和代謝網絡,明確了‘冬棗果實采后室溫下最佳自然貨架期為5 ~ 7 d。

關鍵詞:‘冬棗;果實;采后特征;代謝組

中圖分類號:S665.1 文獻標志碼:A 文章編號:1003—8981(2023)03—0001—12

‘冬棗Ziziphus jujuba Mill. cv. ‘Dongzao 原產于我國渤海灣地區的山東、河北和天津一帶,栽培歷史悠久,其中山東沾化、河北黃驊至今仍有400 a 以上的‘冬棗古樹[1-2]?!瑮検俏覈耘嗝娣e最大、品質最好的鮮食棗品種[3]。自20 世紀90 年代以來,山東、河北、陜西和山西等地建成了規?;摹瑮棶a業基地,其中陜西大荔形成了我國最大的‘冬棗設施栽培基地,‘冬棗產業成為當地的支柱性產業[4]。儲藏保鮮時間短、自然貨架期短等因素降低了‘冬棗的商品性能[5],研究‘冬棗果實的采后代謝特征,對于推進其市場化具有重要意義。

果實成熟衰老是一個復雜且不可逆的過程,采后會發生一系列與糖類、脂類、有機酸和次級代謝物相關的代謝變化,從而影響果實的風味、顏色和質地等特征[6-7]。關于不同種類水果采后衰老變化的研究已有大量報道,如鮑威爾橙采后在常溫貯藏條件下蔗糖代謝、糖酵解和糖異生等途徑的相關基因顯著上調,導致蔗糖、蘋果酸、檸檬酸等的含量減少,加速果實衰老和品質下降[8]。Tang 等[9] 經研究發現,番茄采后在常溫貯藏條件下脯氨酸、果糖、葡萄糖等會響應衰老脅迫,部分有機酸含量降低,導致果實品質下降。葡萄采后大多數類黃酮含量下降,泛酸含量增加[10];石榴采后貯藏期間除兒茶酸、綠原酸和表兒茶素等外,其他主要酚類物質含量均下降[11]。目前,研究人員圍繞棗果實的發育和成熟、激素動態和呼吸規律等生理特征開展了廣泛研究,發現棗果實發育過程中維生素C、原花青素、酚類物質的含量均降低[12],果糖、葡萄糖等糖類物質的含量呈現上升趨勢[13],大多數核苷酸和氨基酸及其衍生物、三萜類物質增加,類黃酮在發育后期積累水平下降[14-16],醛類化合物是影響棗果實風味的主要揮發性物質[17]?!瑮棡榉擒S變型果實,脫落酸在‘冬棗果實成熟啟動中扮演著重要的角色[18]。但是有關棗果實采后過程中代謝物變化規律的研究報道較為鮮見。因此,揭示棗果實采后代謝特征,對于鮮食棗的貯藏保鮮和延緩營養損失等具有重要意義。

為了明確‘冬棗果實采后生理和代謝特征,本研究中采用生理生化和代謝組等技術,研究‘冬棗果實采后呼吸、失水、抗氧化酶活性以及果實品質和功能代謝物的變化規律,旨在揭示‘冬棗果實貯藏過程中品質衰老特征,為‘冬棗的成熟采收、運輸和銷售提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

2021 年9 月,在西北農林科技大學大荔‘冬棗試驗站,采集初紅期‘冬棗果實作為試材。樹齡約為10 年生,冷棚栽培。選取大小、形狀基本一致且著色均勻的果實,共采集20 kg,帶回實驗室備用。在室溫(25±1)℃、相對濕度85% ~ 95% 的條件下,將果實貯藏9 d。每隔2 d 取樣1 次(即貯藏1、3、5、7、9 d 時取樣),均為3 個生物學重復,使用液氮速凍后,轉存于-80 ℃超低溫冰箱中備用。

1.2 測定和分析方法

1)呼吸速率。參照Zhang 等[19] 的方法,使用光合儀(LI-6400XT,USA)測定呼吸速率。連接圓柱形密閉呼吸室,氣流速度為500 μmol/s,記錄相對穩定的CO2 濃度差值,用于計算呼吸速率,設5 個生物學重復。

2)失重率。稱取并記錄各處理組貯藏前后的質量,5 個生物學重復,結果取平均值,計算失重率(R)。R=[(m0-m1)/m0]×100%(m0 是初始質量,m1 是貯藏后質量)。

3)硬度和色澤。每組選取10 個果實,使用質構儀(EZ-SZ500N,日本)沿著果實赤道部位測定硬度,3 次重復,取均值。每組選取10 個果實,使用CR400 色差儀(Konica Minolta,日本)測定果實赤道部位的L*(亮度)、a*(綠- 紅)和b*(藍-黃)值,取平均值代表色澤情況。

4)抗氧化酶活性。稱取0.5 g‘冬棗果實,加入0.1 mol/L 磷酸緩沖液5 mL,研磨勻漿,離心后取上清液即為酶粗提液。過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性測定參照Huang 等的方法[20],參照Lyu 等[21] 和Bai 等[22] 的方法并加以改進后測定過氧化物酶(POD)活性。CAT活性以1 nmol H2O2 在波長420 nm 處每分鐘吸光值變化0.01 為1 個酶活單位;SOD 的1 個活性單位(U)為波長560 nm 處抑制50%NBT 還原的酶量;使用H2O2 氧化愈創木酚在波長470 nm 處測定POD 活性,以每分鐘吸光值變化0.01 為1 個活性單位(U)。所有酶活性以鮮質量計算,均設3 個生物學重復。

5)丙二醛(MDA)含量。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定[23]。稱取0.5 g‘冬棗果實,用5 mL 10%TCA 研磨勻漿,離心后取2.0 mL 上清液,加入2.0 mL 0.67%TBA,混合后在沸水中煮沸20 min。分別測定波長450、532、600 nm 處吸光值,設3 個生物學重復。

6)代謝物。將‘冬棗果實放置于凍干機中真空冷凍干燥,然后利用研磨儀研磨(30 Hz,1.5 min)至粉末狀。稱取50 mg 粉末,溶于1.2 mL70% 甲醇中,離心后,取上清液,用微孔濾膜(孔徑0.22 μm)過濾,待測。參照Zhang 等[24] 的方法進行UPLC-MS/MS 分析,數據采集儀器系統主要包括超高效液相色譜(Ultra performance liquidchromatography,UPLC) 和串聯質譜(Tandemmass spectrometry,MS/MS)。液相條件:色譜柱Agilent SB-C18(1.8 μm,2.1 mm×100 mm);流動相A 相為超純水(加入0.1% 的甲酸),B 相為乙腈(加入0.1% 的甲酸);洗脫梯度為0 minB 相比例5%,9.00 min 內B 相比例線性增加到95%,并維持在95% 1 min,10.00 ~ 11.10 min B相比例降為5%,并以5% 平衡至14 min;流速0.35mL/min;柱溫40 ℃;進樣量4 μL。質譜條件:電噴霧離子源溫度550 ℃;離子噴霧電壓(IS)5 500 V(正離子模式)/-4 500 V(負離子模式);離子源氣體Ⅰ(GS Ⅰ)、氣體Ⅱ(GS Ⅱ)和氣簾氣(CUR)分別設置為0.34、0.41、0.17 MPa,碰撞誘導電離參數設置為高。在QQQ 和LIT 模式下,分別用10、100 μmol/L 聚丙二醇溶液進行儀器調諧和質量校準。使用MRM 模式進行QQQ 掃描,并將碰撞氣體(氮氣)設置為中等。通過進一步的去簇電壓和碰撞能優化,完成各MRM 離子對的去簇電壓(DP)和碰撞能(CE)。根據每個時期內洗脫的代謝物,在每個時期監測1 組特定的MRM 離子對。

1.3 數據分析

利用R 包對代謝組數據進行主成分分析(PCA)、K-means 聚類分析、KEGG 注釋分析和Pearson 相關性分析。所有樣本重復3 次,結果以“平均數± 標準差”表示,采用SPSS 單因素方差分析后進行Duncan 檢驗(α=0.05)。

利用Analyst 1.6.3 軟件處理質譜數據,在本地代謝數據庫的基礎上,對樣品的代謝物進行質譜定性和定量分析。通過三重四級桿篩選出每個物質的特征離子,在檢測器中獲得特征離子的信號強度(CPS),用MultiQuant 軟件打開樣本下機質譜文件,進行色譜峰的積分和校正工作,每個色譜峰的峰面積代表對應物質的相對含量,最后導出所有色譜峰面積積分數據,保存。

2 結果與分析

2.1 ‘冬棗果實采后形態與生理指標的變化

‘冬棗果實在貯藏9 d 內色澤逐漸轉變為全紅(圖1)。果皮色澤參數變化如圖2 所示,L*值和b* 值持續下降,a* 值持續增加。由圖2 可見,果實呼吸速率整體呈現下降趨勢,貯藏6 d 時出現小幅上升,至貯藏9 d 時最低,符合非躍變型果實呼吸生理特征。由圖2 可見,采后‘冬棗果實質量變化明顯,果實失重率隨著貯藏時間的增加而升高,且差異顯著,貯藏5 d 時失重率約達到5%,貯藏9 d 時失重率可達9%,果皮表面可見明顯皺縮(圖1)。由圖2 可見,果肉硬度在貯藏3 d 時增加,在其他時間點無明顯變化。

‘冬棗果實常溫貯藏9 d 時,與果實衰老氧化相關的酶活性和丙二醛含量如圖2 可見。由圖2可見:CAT 活性隨著貯藏時間的增加逐漸升高,貯藏7 d 時其活性達到峰值700 U;SOD 活性先快速增加再下降,貯藏7 d 時活性達到20.91 U,然后開始迅速降低;POD 活性在貯藏7 d 內持續下降,7 d 后活性迅速增加;貯藏過程中MDA 含量在貯藏3 d 時顯著升高,貯藏后期維持穩定的含量。

2.2 ‘冬棗果實采后代謝組的變化

利用課題組前期建立的棗果實廣泛靶向代謝組數據庫[24],在‘冬棗果實中共鑒別化合物915 種,包含213 種類黃酮(占比23.28%)、140 種酚酸(占比15.30%)、99 種生物堿( 占比10.82%)、91種脂質(占比9.95%)、71 種氨基酸及其衍生物(占比7.76%)、68 種有機酸(占比7.43%)、68 種糖類(占比7.43%)、46 種核苷酸及其衍生物(占比5.03%)、37 種香豆素和木脂素(占比4.04%)、15 種鞣質(占比1.64%)、37 種萜類(占比4.04%)、16 種維生素(占比1.75%)及其他種類。將不同代謝物含量進行主成分分析,結果表明各組樣品間差異明顯,組內樣品一致性良好(圖3)。分別比較相鄰貯藏時長樣品代謝物的含量變化,共鑒別到428 種差異代謝物(VIP 值不小于1,差異倍數不小于1.5 或不大于0.67),約占總代謝物種類的46.8%。

貯藏期‘冬棗的差異代謝物分為13 類,主要是類黃酮(126 種)、酚酸(70 種)、生物堿(47種)、氨基酸及其衍生物(36 種)、脂質(29 種)、有機酸(27 種)、木脂素和香豆素(24 種)、核苷酸及其衍生物(22 種)、糖類(17 種)、鞣質(12 種)、維生素(8 種)、萜類(4 種)、其他(6 種)。如表1 所示:貯藏1 d 與貯藏3 d 相比,有153 種顯著差異代謝物,其中76 種上調、77 種下調;貯藏3 d 與貯藏5 d 相比,有114 種代謝物上調、63 種代謝物下調;貯藏5 d 與貯藏7 d 相比,共有159 種差異顯著的代謝物,其中73 種上調、86 種下調;貯藏7 d 與貯藏9 d 相比,共有159 種差異代謝物,其中上調97 種、下調62 種。

根據K-means 聚類分析結果,得到代謝物變化趨勢,并分為4 個簇,從簇1 到簇4,分別包括110、188、143、88 種代謝物(圖4)。在簇1 中,貯藏5 d 時有110 種代謝物含量顯著升高,主要是類黃酮;在簇2 中,貯藏1 ~ 9 d 時代謝物持續增加,主要包括酚酸、脂質和有機酸類物質;在簇3中,貯藏1 ~ 9 d 時代謝物減少,其中以黃酮、氨基酸及其衍生物和生物堿類物質為主;在簇4 中,貯藏7 d 時88 種代謝物含量顯著降低,主要是生物堿、氨基酸及其衍生物和有機酸類物質。

對差異代謝物的KEGG 注釋結果表明:貯藏1 d 與貯藏3 d 時的差異代謝物集中在代謝途徑、氨基酸的生物合成、苯丙烷代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、苯丙氨酸代謝等59 條通路上;貯藏3 d與貯藏5 d 時的差異代謝物集中在苯丙烷代謝、黃酮和黃酮醇的生物合成、托品烷/ 哌啶/ 吡啶類生物堿生物合成、異喹啉生物堿的生物合成、維生素B6 代謝等40 條通路上;貯藏5 d 與貯藏7 d 時的差異代謝物集中在次級代謝產物的生物合成、類黃酮的生物合成、色氨酸代謝、核黃素代謝、丙酮酸代謝等38 條代謝通路上;貯藏7 d 與貯藏9 d 時的差異代謝物集中在次級代謝產物的生物合成、氨基酸的生物合成、輔因子的生物合成、苯丙烷代謝、嘌呤代謝、2- 氧代羧酸代謝等69 條代謝通路上?!瑮椆麑嵅珊蟠x通路的變化(主要10 條)見表2。這些結果表明,‘冬棗采后貯藏過程中代謝發生了變化,不同的貯藏時長對代謝物產生的影響不同。

2.3 ‘冬棗果實采后風味品質成分的變化

糖和有機酸是決定果實風味的重要代謝物。共檢測出68 種糖類代謝物?!瑮椆麑嵅珊筚A藏過程中所含主要的糖是果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖,主要的糖醇是肌醇。采后大部分糖類代謝物含量下降,如果糖、葡萄糖、蘇阿糖、半乳糖和甘露糖(圖5)。果糖和葡萄糖占總糖的比例接近,二者含量在貯期9 d時分別是貯藏1 d時的1.27、1.17 倍;但是蔗糖含量呈現“上升、下降、上升”的變化趨勢。糖醇中肌醇的含量呈現下降趨勢,在貯期5 d 時小幅增加;山梨糖醇、麥芽糖醇的含量在貯藏1 ~ 7 d 階段上升,隨后略有下降,貯藏9 d 時含量分別是貯藏1 d 時的1.12、1.56 倍;除蔗糖-6- 磷酸在貯藏過程中含量增加外,大部分的糖磷酸鹽含量在貯藏1 ~ 7 d 階段下降,貯藏7 d后增加,如葡萄糖-6- 磷酸、葡萄糖-1- 磷酸、果糖-6-磷酸等。

‘冬棗果實中的有機酸主要有琥珀酸、奎寧酸、檸檬酸和蘋果酸等,大部分有機酸在貯藏5 d時積累水平最低(圖6)。蘋果酸含量在貯藏1 ~ 7 d隨著果實貯藏時間的延長而不斷增加,在貯藏7 d后略有下降,是貯藏1 d 時的1.52 倍;檸檬酸和莽草酸含量在貯藏5 d 內均呈現下降趨勢,且貯藏5 d 時含量最低;延胡索酸在貯藏結束后的積累水平較貯藏開始高出1.61 倍。琥珀酸的含量在貯藏過程中呈現下降趨勢,貯藏5 d 時含量最低,貯藏1 d 時其含量是貯藏9 d 時的1.48 倍;α- 酮戊二酸含量在貯藏1 ~ 7 d 階段顯著下降,貯藏7 d 后出現小幅度的增加;順式烏頭酸含量在貯藏1 ~ 5 d時下降,貯藏7 d 時略有增加,貯藏9 d 時未檢測到。上述有機酸均為三羧酸循環的中間產物,在‘冬棗果實采后貯藏過程中呈現不同的變化趨勢。

2.4 ‘冬棗果實采后維生素、氨基酸類代謝物的變化

維生素和氨基酸類成分是形成果實營養成分的重要物質。共檢測到17 種維生素類成分。維生素C 和異抗壞血酸為‘冬棗中主要的維生素類物質,這2 種物質的含量隨著貯藏時間的延長而減少,貯藏1 d 時含量分別是貯藏9 d 時的1.25、1.26 倍,維生素B2 在貯藏9 d 后相對含量也減少(圖7),表明采后貯藏過程中會消耗維生素類物質?!瑮椆麑嵵幸埠幸欢康木S生素B類物質,維生素B1 在貯藏過程中其含量呈現增加的趨勢。

共檢測到70 種氨基酸及其衍生物,其中包括正亮氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸和谷氨酸等18 種主要的氨基酸。通過進一步分析,可將氨基酸含量的變化趨勢分為4 類(圖8)。第1 類含量變化呈現先下降、后上升的趨勢,在貯藏5 ~ 7 d階段含量低,主要包括賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、酪氨酸、正亮氨酸和亮氨酸。

第2 類是貯藏1 ~ 3 d 階段積累量高,后期隨著貯藏時間的增加而下降,包括苯丙氨酸、瓜氨酸、絲氨酸和色氨酸,其中色氨酸在貯藏9 d 時下降最快,貯藏1 d 時的含量是貯藏9 d 時的2.34 倍。第3 類包括酵母氨酸、精氨酸和異亮氨酸,貯藏1 ~ 7 d階段含量高,貯藏7 d 后含量顯著降低。第4 類包括天冬氨酸、脯氨酸和組氨酸,其含量隨著貯藏時間的延長而增加,在貯藏9 d 時達到最高,其中脯氨酸此時的含量是貯藏1 d 時的2.03 倍。

2.5 ‘冬棗果實采后多酚類代謝物的變化

多酚類物質是果實中重要的次生類代謝物質,主要包括類黃酮、酚酸類、鞣質等化合物。共鑒定出213 種類黃酮,主要包括92 種黃酮醇、53 種黃酮、3 種花青素、21 種二氫黃酮、10 種二氫黃酮醇、10 種查耳酮、22 種黃烷醇類和2 種其他類黃酮。其中,3 種黃烷醇(表兒茶素、兒茶素、表兒茶素苷)、1 種黃酮醇(6- 羥基山柰酚-7-O- 葡萄糖苷)和1 種黃酮(木犀草素-7-O- 新橘皮糖苷)含量豐富。

大部分類黃酮在貯藏5 d 時積累水平達到最高(圖9),部分類黃酮在貯藏結束后積累水平上升,包括高車前素、香葉木素和黃芩素等,還有少量類黃酮在貯藏結束后積累水平下降,主要包括木犀草素-7-O- 葡萄糖苷-5-O- 阿拉伯糖苷、葒草素-7-O- 葡萄糖苷等物質。黃酮醇類化合物含量的變化趨勢如圖9 所示,整體來看這些物質在貯藏5 d 時的含量高于其他時期,根據其變化可分為2 類。第1 類在貯藏后期的含量高于貯藏前期,第2 類物質含量變化趨勢是“下降、上升、下降”。

黃烷醇類物質在整個貯藏期積累水平下降,其中表兒茶素是含量最豐富的類黃酮,貯藏過程中含量顯著下降,貯藏1 d 時含量是貯藏9 d 時的3.23倍。3 種花青素在貯藏結束后,含量均降低。結果表明,‘冬棗果實在采后貯藏過程中類黃酮的積累出現了顯著變化。

如圖10 所示,在不同貯藏時長‘冬棗果實中酚酸類代謝物含量不同,但大部分酚酸類代謝物在貯藏9 d 時積累水平達到最高。其中6-O- 咖啡酰-D- 葡萄糖、6-O- 阿魏酰-D- 葡萄糖、紫丁香苷、肉桂酸、水楊酸、阿魏酸、異阿魏酸的含量顯著增加,貯藏9 d 后分別高于貯藏1 d 時6.97、5.43、3.89、2.34、1.47、2.67、3.08 倍。有少部分物質在貯藏結束后含量低于貯藏初期,如異綠原酸B、異綠原酸C、鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酸二丁酯等在貯藏結束后含量顯著降低,貯藏開始時其含量分別是貯藏結束時的1.12、1.09、2.81、2.94 倍。

2.6 ‘冬棗果實采后貯藏過程中的代謝網絡

‘冬棗果實采后在不同貯藏階段代謝物的變化不同,由圖11 可以看出,這些變化涉及了許多代謝通路。在氨基酸的生物合成途徑中,脯氨酸、賴氨酸等顯著積累,在碳水化合物代謝中果糖積累水平顯著下降。苯丙氨酸被消耗形成肉桂酸,代謝開始向下游途徑轉化,通過苯丙烷代謝途徑產生了紫丁香苷和松柏苷,類黃酮的生物合成過程中柚皮素查爾酮和柚皮素轉化為表兒茶素、兒茶素和柚皮苷。因此,‘冬棗采后代謝變化主要集中在氨基酸的生物合成、碳水化合物代謝、苯丙烷代謝和類黃酮的生物合成通路上。

3 結論與討論

‘冬棗果實采后容易失水,在貯藏后期快速轉紅且出現皺縮,抗氧化能力下降,導致果實外觀品質迅速下降,加速果實衰老。采后貯藏時長對果實的營養品質具有顯著影響?!瑮椆麑嵅珊蠊呛推咸烟呛肯陆?,蔗糖含量增加;琥珀酸、檸檬酸和α- 酮戊二酸含量下降。糖和有機酸類物質呈現不同的變化,影響糖酸比,導致果實口感下降。維生素C 含量顯著下降,說明‘冬棗果實采后貯藏過程中營養物質大量流失,果實品質降低。表兒茶素是‘冬棗果實采后含量最豐富的類黃酮,在貯藏過程中顯著減少,表明隨著貯藏時間的增加,果實的抗氧化性能下降。所以,‘冬棗果實常溫貯藏適宜的貨架期為5 ~ 7 d。

‘冬棗果實采后呼吸速率下降,無明顯呼吸高峰,符合非躍變型呼吸生理特征,與前人的研究結果一致[19,25]?!瑮椆麑嵅珊笫е芈矢?,貯藏9 d 時果實表面出現明顯皺縮,可能是失水引起果皮萎蔫,該結果與Chen 等[26] 和Sang 等[27]的研究結果類似。果實采后產生的自由基可以氧化和破壞細胞膜,加速機體衰老,ROS 活性氧清除系統可以抵抗自由基對植物體的傷害[28]。本研究中‘冬棗果實SOD 活性、CAT 活性在貯藏7 d 內保持較高水平,說明在貯藏早期‘冬棗果實中O2- 和H2O2 被有效清除,但貯藏7 d 后抗氧化能力下降。MDA 含量可反映細胞衰老程度[29],‘冬棗果實采后MDA 含量增加,說明貯藏過程中細胞膜被破壞?!瑮椆麑嵅珊笫畤乐?,貯藏后期快速轉紅,抗氧化能力下降,且MDA 含量增加,表明‘冬棗果實在貯藏5 ~ 7 d 后抵抗外界非生物脅迫的能力下降。

糖和有機酸不僅參與果實的呼吸作用,還決定果實的風味和口感[30-35]?!瑮椆麑嵑胸S富的果糖、葡萄糖、半乳糖和蔗糖,這與Li 等[36]的研究結果類似?!瑮椆麑嵅珊蠊呛推咸烟呛肯陆?,且二者占總糖含量的比例接近,表明‘冬棗采后為維持新陳代謝,糖類物質被消耗,該變化與果實的呼吸作用有關,Kelebek 等[37]和Zhu 等[38] 在對柚子和甜橙的研究中發現了類似的結果。糖醇類物質可以緩解非生物脅迫對果實造成的傷害[39],本研究中肌醇、山梨糖醇和半乳糖醇等在貯藏1 ~ 7 d 時增加,表明‘冬棗采后通過合成糖醇類物質延緩衰老。琥珀酸、奎寧酸、檸檬酸和蘋果酸是‘冬棗果實中主要的有機酸,該結果與Hernández 等[40] 的研究結果類似。檸檬酸、異檸檬酸、α- 酮戊二酸和琥珀酸的含量在貯藏結束后均下降,可能是其生物合成受到限制或降解速度加快造成的。Tang 等[8] 也發現橙子采后檸檬酸、α- 酮戊二酸等含量下降。維生素C 含量是用來評價果實營養價值和新鮮度的重要指標,本研究結果表明‘冬棗果實的維生素C 含量在貯藏過程中逐漸下降,這與Zhang 等[41] 的研究結果一致,說明貯藏過程中維生素C 被消耗,果實營養品質下降。棗果是人體必需氨基酸的良好來源,部分氨基酸會參與果實成熟過程中的代謝途徑[42]。

‘冬棗果實含有豐富的正亮氨酸和亮氨酸,在貯藏過程中其含量下降。脯氨酸作為滲透調節物質,有助于抵御生物脅迫,‘冬棗果實采后貯藏過程中脯氨酸不斷積累,可能是發揮了重要的膜保護和ROS 清除功能[43]。將主要有機酸和主要糖含量的下降速度進行對比后發現,有機酸含量的下降速度快,導致果實口感變差;維生素C 和氨基酸的含量下降,使得果實的營養品質和功能性降低。

多酚是果實中主要的次生代謝物,對水果顏色、感官和營養特性的形成有重要的作用[44],多酚類物質還具有抗氧化和抗衰老等作用[45]。類黃酮是在‘冬棗果實中檢測到的含量最豐富的一類化合物,該類物質主要在采后貯藏5 d 時積累,提高了果實的抗氧化能力,貯藏后期果實的抗氧化能力下降。此外,‘冬棗果實采后肉桂酸含量增加,苯丙氨酸含量降低,可能是苯丙氨酸解氨酶催化苯丙氨酸生成肉桂酸,開啟了苯丙氨酸途徑。

本研究中通過比較‘冬棗果實采后室溫貯藏過程生理基礎和代謝物的變化,探究了‘冬棗果實采后衰老的特征,但關于‘冬棗果實采后衰老的分子調控機制尚不明確。雖然近年來化學保鮮技術和復合保鮮技術得到廣泛應用,但是這些方法無法保證絕對的食品安全。因此,未來應深入研究‘冬棗果實采后衰老的分子調控機制,繼續探索更加綠色、健康、經濟和可持續的復合保鮮技術,延長‘冬棗的貯藏時間,帶動‘冬棗產業的高質量發展。

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[ 本文編校:聞 麗]

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