UV-C处理对杨梅采后品质及苯丙烷类代谢的影响

喻 譞，姜璐璐，王焕宇，金 鹏，郑永华*

（南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095）

摘 要：以“东魁”杨梅果实为材料，研究不同剂量的短波紫外线（UV-C）照射处理对杨梅果实采后品质、抗氧化活性、苯丙烷类代谢产物含量和相关酶活性的影响。杨梅果实先用0、1.5、3.0、4.5、6.0 kJ/m2剂量的UV-C照射处理，然后转入5 ℃贮藏12 d。结果表明，3.0 kJ/m2 UV-C处理显著地抑制了杨梅果实贮藏期间腐烂的发生，延缓了果实硬度和VC含量的下降，保持了果实品质；UV-C处理还显著提高了果实中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰辅酶A连接酶、查尔酮异构酶和肉桂醛羟化酶等苯丙烷类代谢相关酶的活性，增加了总酚、花色苷、胡萝卜素和类黄酮的积累，保持了果实较高的抗氧化活性。

关键词：短波紫外线；杨梅；品质；抗氧化活性；苯丙烷类代谢

Effects of UV-C Treatment on Quality and Phenylpropanoid Metabolism of Postharvest Chinese Bayberry Fruit

YU Xuan, JIANG Lulu, WANG Huanyu, JIN Peng, ZHENG Yonghua*

(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Abstract: The effects of UV-C treatment at different dosages on postharvest quality, antioxidant activity, phenylpropane metabolite contents, and related enzymes activities in Chinese bayberry fruit (cv. Dongkui)were investigated. The fruit were treated with 0, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 kJ/m2 of UV-C and then stored at 5 ℃ for up to 12 days. The results indicated that UV-C treatment at 3.0 kJ/m2 had the most significant inhibitory effect on fruit decay. The decreases of fruit firmness and vitamin C
content were retarded and thus fruit quality was maintained. Meanwhile, this UV-C treatment significantly enhanced the activities of phenyalanine ammonialyase, 4-coumarate-CoA ligase, chalcone isomerase and cinnamate 4-hydroxylase, and maintained high levels of total phenolics, anthocyanin, carotenoids and flavonoid and high antioxidant activity during the storage. These results suggest that UV-C treatment has a promising application prospect in quality maintenance of harvested Chinese bayberry fruit.

Key words: ultraviolet-C; Chinese bayberry; quality; antioxidant activity; phenylpropanoid metabolism

中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2015）12-0255-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201512048

杨梅为我国特色水果，果实色泽鲜艳、风味独特，深受消费者喜爱。杨梅果实中富含酚类、花色苷和黄酮类等多种植物活性成分，能有效清除人体内的自由基，预防各种慢性疾病的发生，具有较高的营养价值和保健功能[1]。但杨梅果实含水量高、组织柔软且无外果皮包裹，采后易遭受病原菌侵染而发生腐烂变质，常温条件下贮藏期仅为2～3 d[2]。低温结合化学药剂处理可有效抑制杨梅果实采后腐烂的发生，延长贮藏期，但随着人们对食品安全的关注，化学药剂的使用逐渐受到限制。因此，探索其他绿色环保技术延长果实的贮藏期，已成为杨梅采后保鲜研究的新热点[3-4]。

低剂量的短波紫外线（UV-C，波长在200～280 nm之间）照射果实后能产生一系列的紫外兴奋效应，包括诱导果实产生多种抗病物质、延缓后熟衰老进程和延长贮藏期，因而在果实保鲜中具较好的商业化应用前景[5]。近年来的研究表明，UV-C处理能够促进柑橘[6]、香菇[7]和番茄果实[8]次生代谢产物的合成，从而提高这些果蔬的抗氧化活性和营养保健功能。但UV-C处理对杨梅果实保鲜的效果及活性成分和抗氧化活性变化的影响尚未见报道。本实验以“东魁”杨梅果实为实验材料，研究不同剂量UV-C处理对杨梅果实在5 ℃低温贮藏期间果实品质、抗氧化活性、苯丙烷类代谢产物含量和相关酶活性的影响，并从苯丙烷类代谢的角度探讨杨梅果实采后抗氧化活性变化的机制，为UV-C处理在杨梅果实保鲜中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试杨梅采摘于浙江省仙居县佩杉果蔬专业合作社，品种为“东魁”。果实采摘后立即运回实验室，挑选大小和成熟度基本一致、无病虫害和机械损伤的果实。

碳酸钠、β-巯基乙醇、二硫苏糖醇 国药集团化学试剂有限公司；抗坏血酸、过氧化氢、福林酚试剂
南京寿德试剂器材有限公司；p-香豆酸、酚类和花色苷单体、查尔酮、反式肉桂酸 美国Sigma公司；丙酮、三氯化铝、无水乙醇、乙酸乙酯均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

TA-XT2i质构仪 英国SMS公司；GL-20G-H型冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；UV-1600型分光光度计 上海美普达仪器有限公司；ZDZ-1型紫外辐射照度计 上海嘉定学联实业有限公司；手持阿贝折光仪 日本Atago公司。

1.3 方法

1.3.1 材料处理

在前期实验中，将挑选好的杨梅果实分成5 组，分别按照0（对照）、1.5、3.0、4.5、6.0 kJ/m²剂量的UV-C对果实进行照射处理。处理后的杨梅果实用塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）进行分装，在（5±1） ℃贮藏12 d后测定果实的腐烂指数。结果发现3.0 kJ/m2的UV-C处理对杨梅果实腐烂的腐烂指数最低，因此在后续实验中，研究3.0 kJ/m2的UV-C处理对杨梅果实贮藏期间品质、抗氧化活性、苯丙烷类代谢产物含量和相关酶活性变化的影响。处理组果实用3.0 kJ/m2 UV-C处理，以不作任何处理对照，每个处理200 个果实，重复3 次。处理结束后将果实分装于聚乙烯塑料盒内，在（5±1）℃、90%～95%相对湿度条件下贮藏12 d，每隔3 d取样用于分析测定。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 腐烂指数计算

以杨梅果实表面出现水渍状病斑作为腐烂的判别依据。按果实腐烂面积大小划分腐烂程度为4 级：0级，无腐烂；1级，果面有1～3个小腐烂斑点；2级，腐烂面积占果实面积的25%～50%；3级，大于果实面积的50%。计数重复3 次，按下式计算腐烂指数：

1.3.2.2 硬度、可溶性固形物（total soluble solides，TSS）、可滴定酸（total acid，TA）和VC含量的测定

TSS含量：采用手持阿贝折光仪测定；TA含量：采用酸碱滴定法测定，用标准NaOH滴定果实20 mL果汁至pH 8.2（pH计测定）所消耗的体积计算TA含量，结果以柠檬酸百分数来表示；硬度：采用TA-XT2i质构仪测定果实硬度，探头直径5 mm；下压距离为5 mm，下压速率为1 mm/s，重复10 次，VC含量：采用邻菲啰啉法测定。

1.3.2.3 总酚、总花色苷、总胡萝卜素和总黄酮含量测定

总酚含量：采用Folin-Ciocalteu法[9]测定；总花色苷含量：采用pH值差异法[10]测定；总黄酮含量：采用AlCl3比色法[11]测定；总胡萝卜素含量：参照Lichtenthaler等[12]的方法进行测定。

1.3.2.4 抗氧化能力测定

抗氧化能力参照张欣等[13]的ABTS法测定。

1.3.2.5 苯丙烷类代谢相关酶活性测定

苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）活性参照Koukol等[14]的方法测定，以反应液每小时在290 nm波长处吸光度变化0.001为1 个酶活单位；肉桂酸4-羟化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）活性测定参照Lamb[15]、金丽萍[16]等的方法测定，酶活性以反应液在340 nm波长处的吸光度每分钟变化0.01为1 个酶活性单位；4-香豆酸辅酶A连接酶（4-coumarate coenzyme A ligase，4-CL）活性参照Knobloch[17]、何慕涵[18]等的方法测定，以吸光度在333 nm波长处每分钟变化0.01吸光度为1 个酶活单位；查尔酮异构酶（chalcone isomerase，CHI）活性参照Lister等[19]的方法测定，以吸光度在381 nm波长处每小时变化0.1吸光度为1 个酶活单位。

以上指标如无特殊说明均重复3 次测定。

2 结果与分析

2.1 不同剂量UV-C处理对杨梅果实腐烂指数的影响

柱形图上方的不同字母代表有显著差异（P＜0.05）。

图 1 不同剂量UV-C处理对杨梅果实在5 ℃贮藏12 d后腐烂指数的影响

Fig.1 Effect of UV-C treatments at different dosages on decay index of Chinese bayberry after storage at 5 ℃ for 12 days

腐烂是影响杨梅果实贮藏期长短的主要因素，因而腐烂指数是判断果蔬保鲜效果的重要依据，如图1所示，3.0 kJ/m2的UV-C处理组在贮藏12 d后的腐烂指数显著低于对照组（P＜0.05），其他剂量处理的果实腐烂指数与对照组均没有显著差异，说明3.0 kJ/m2的UV-C处理能够有效抑制杨梅果实腐烂指数的上升。因此在以下的实验中进一步研究了3.0 kJ/m2的UV-C处理对杨梅果实品质和苯丙烷类代谢的影响。

2.2 UV-C处理对杨梅果实硬度及TSS、TA和VC含量的影响

杨梅果实采后细胞壁中的多聚半乳糖等果胶成分会逐渐被水解为可溶性果胶，导致细胞壁结构遭到破坏，果实发生软化，所以在贮藏期间果实的硬度值表现为下降的趋势（图2A），而软化的果实容易受机械损伤和病菌感染。由图2可知，UV-C照射处理能够有效抑制杨梅果实硬度的下降，维持水果良好的感官和运输过程中的好果率。杨梅果实在贮藏过程中TSS和TA作为呼吸底物逐渐被消耗，所以含量呈下降趋势（图2B、C），UV-C处理组的TSS含量与对照组无显著差异（P＞0.05），但是贮藏期间UV-C处理组的TA含量一直略低于对照组，说明UV-C处理对TA含量的下降有一定的促进作用，最终导致经UV-C处理的杨梅果实糖酸比在贮藏期间高于对照组。VC是水果营养价值的重要组成部分，UV-C处理组的VC含量显著高于对照组（P＜0.05），说明UV-C处理能有效抑制杨梅中VC的降解（图2D），在贮藏期间维持其VC的含量在较高的水平。

图 2 UV-C处理对杨梅果实在贮藏期间硬度（A）、TSS（B）、
TA（C）和VC（D）含量的影响

Fig.2 Effects of UV-C treatment on firmness (A) and contents of TSS (B), TA(C) and vitamin C (D) of Chinese bayberry during storage

2.3 UV-C处理对杨梅果实总酚、总花色苷、总胡萝卜素和总黄酮含量的影响

图 3 UV-C处理对杨梅果实在贮藏期间总酚（A）、总花色苷（B）、总胡萝卜素（C）和总黄酮（D）含量的影响

Fig.3 Effect of UV-C treatment on contents of total phenolics (A), total anthocyanins (B), total carotenoids (C) and total flavonoids (D) in Chinese bayberry during storage

杨梅果实在贮藏初期处理组和对照组的总酚含量差异不大，贮藏6 d后，对照组的总酚含量明显呈现下降趋势，而经过UV-C照射处理的杨梅果实总酚含量仍能维持较高的水平（图3A）；总花色苷、总胡萝卜素和总黄酮含量在杨梅果实贮藏期间均有所上升（图3B～D），且处理组果实的这些苯丙烷类代谢产物含量均显著高于对照组（P＜0.05），说明UV-C照射处理有诱导杨梅果实中苯丙烷类代谢产物合成的作用。

2.4 UV-C处理对杨梅果实抗氧化能力的影响

图 4 UV-C处理对杨梅果实在贮藏期ABTS＋•清除力的影响

Fig.4 Effect of UV-C treatment on ABTS radical scavenging activity of Chinese bayberry during storage

本实验选取ABTS＋•清除力来衡量杨梅果实的抗氧化能力，由图4可知，UV-C处理组的ABTS＋•清除率显著高于对照组（P＜0.05），说明UV-C照射处理能够提高杨梅果实的抗氧化能力。

2.5 UV-C处理对杨梅果实PAL、4-CL、CHI和C4H活性的影响

图 5 UV-C处理对杨梅果实在贮藏期间PAL（A）、4-CL（B）、CHI（C）和C4H（D）活性的影响

Fig.5 Effects of UV-C treatment on PAL (A), 4-CL (B), CHI (C) and C4H (D) activities of Chinese bayberry during storage

如图5A所示，PAL活性在果实贮藏期间呈先上后降趋势，UV-C处理果实的PAL活性略高于对照；4-CL和C4H的活性在经过UV-C照射处理后有明显的提升
（P＜0.05），而对照组2 种酶的活性则在贮藏期间几乎没有变化（图5B和D）；CHI活性在杨梅果实贮藏期间逐渐下降，UV-C照射处理能够抑制CHI活性的降低（图5C）。

3 讨 论

果实腐烂是限制杨梅等浆果类水果采后保鲜的主要问题。研究表明，采用适当低剂量UV-C处理能显著抑制草莓[20]和梨[21]等果实采后腐烂的发生，从而延长其贮藏期。本实验结果显示3.0 kJ/m2的UV-C处理能够显著抑制杨梅果实采后腐烂的发生，同时延缓果实硬度和VC含量的下降，说明适当剂量的UV-C处理能在维持果实良好品质的基础上，有效防止杨梅果实采后病害的发生，从而延长贮藏期，是杨梅贮藏保鲜中有较好应用前景的一项技术。但UV-C处理对果实防腐保鲜的效果受处理剂量的影响，在本实验中，3.0 kJ/m2剂量的UV-C处理对杨梅果实腐烂的抑制作用最显著，而高剂量（4.5、6.0 kJ/m²）UV-C对果实腐烂的抑制作用反而减小，这可能与高剂量的UV-C对果实组织会产生灼伤等破坏作用有关[22-23]。

PAL、4-CL、C4H和CHI是植物苯丙烷类代谢途径中调控酚类和类黄酮物质合成的的主要酶，PAL是该代谢途径第一步的限速酶，C4H和4-CL是催化合成酚类物质前体4-香豆酸-CoA的关键酶，CHI在黄酮类化合物合成中起着重要作用，这些酶在多种果蔬的酚类物质合成中起到重要的调控作用[24]。已有研究发现，UV-C处理能够调控植物体内苯丙烷类代谢，例如提高葡萄果实中类黄酮和黄烷醇类多酚物质的积累[25]。在本实验中，3.0 kJ/m2的UV-C处理提高了杨梅果实中PAL、4-CL和C4H等苯丙烷类代谢关键酶活性，同时促进了总酚、花色苷和类黄酮等苯丙烷类代谢产物的积累，伴随这些物质的增加，UV-C处理组杨梅果实的ABTS＋•清除率均显著高于对照组果实，说明UV-C处理通过提高苯丙烷类代谢酶的活性，促进了次生代谢物质的合成，进而提高了杨梅果实的抗氧化能力和营养价值。但UV-C处理提高苯丙烷类代谢关键酶活性的机理尚不清楚，有待进一步研究。

4 结 论

3.0 kJ/m2的UV-C处理能够显著抑制杨梅果实在5 ℃贮藏期间腐烂的发生，同时保持果实固有的品质，因此UV-C处理在杨梅果实保鲜中具较好的应用前景。3.0 kJ/m2
的UV-C处理可提高PAL、4-CL、CHI和C4H等苯丙烷类代谢关键酶的活性，促进总酚、花色苷、胡萝卜素和类黄酮物质的积累，从而增强果实的抗氧化能力。

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