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电子束辐照对猕猴桃品质及抗性系统的影响

2021-06-26 21:01     来源:食品科学杂志     电子束辐照
猕猴桃(Actinidiachinensis)以其良好的口感、丰富的营养价值以及保健功能而深受消费者青睐,素有水果之王的称号。然而,猕猴桃是典型的呼吸跃变型水果,且皮薄汁多,易受机械损伤和微生物侵染而腐烂。猕猴桃采后贮运期间发生的病害有软腐病、灰霉病、青霉病等。灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea)的科学研究重要性在十大植物病原真菌中排名第二,由其引起的灰霉病是猕猴桃采后的主要病害之一。

 
西北农林科技大学食品科学与工程学院的黄天姿、梁锦、罗安伟*等人以接种B.cinerea模拟‘海沃德’猕猴桃被该病菌侵染,再以不同剂量电子束辐照处理,分析比较猕猴桃在冷藏过程中的品质变化,以及辐照对抗性相关酶过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和β-1,3-葡聚糖酶(GLU)活力及抗病物质多酚、类黄酮和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响,评价高能电子束辐照对猕猴桃贮藏品质影响及对灰霉病的抑制效果,为电子束辐照技术在猕猴桃防腐保鲜上的应用提供理论与技术依据。
 
1、电子束辐照对侵染B.cinerea的猕猴桃质量损失率、硬度的影响
 
 
如图1A所示,随着贮藏时间延长,果实质量损失率增加,电子束辐照处理能明显降低猕猴桃贮藏过程中的质量损失率,贮藏75d时0.8kGy辐照组的质量损失率比对照组低20%,但不同辐照组之间的质量损失率整体上差异不显著(P>0.05),说明电子束辐照可以减少猕猴桃的呼吸消耗和水分流失,即抑制呼吸代谢和蒸腾作用从而达到保鲜的效果,但与辐照剂量无关。
 
猕猴桃果实后熟软化是贮藏期品质变化的显著表现。如图1B所示,果肉硬度随贮藏时间延长呈下降趋势,0~15d硬度迅速下降,之后缓慢下降。贮藏期内,对照组果实的硬度整体上最高,15d时对照组硬度为6.42kg/cm2,显著高于各辐照处理组(P<0.05),说明接种B.cinerea后进行电子束辐照处理会对猕猴桃果肉硬度产生一定的负面影响,加快软化进程。除60d时1.2kGy辐照组硬度显著大于0.4、0.8kGy辐照组外,其他时间辐照组之间不存在显著性差异(P>0.05)。
 
2、电子束辐照对侵染B.cinerea的猕猴桃TSS、TA质量分数的影响
 
 
如图2A所示,果实TSS质量分数在整个贮藏期呈上升趋势。在15~60d,对照组TSS质量分数高于辐照组,其中30~45d对照组TSS质量分数显著高于辐照组(P<0.05),75d时对照组TSS质量分数最低,其中0.4kGy辐照组的TSS质量分数显著高于其他3组(P<0.05)。因此,适宜剂量的辐照处理能抑制TSS质量分数在贮藏前期的上升与贮藏后期的下降,延缓后熟衰老进程,保持果实的品质。
 
TA是呼吸作用的底物之一,是果蔬采后生命活动的物质基础,采后冷藏期间,TA作为呼吸底物被消耗。图2B显示,贮藏期内,各组果实TA质量分数呈下降趋势。除60d外,3个辐照处理组中至少有一组的TA质量分数高于对照组,表明辐照处理可以抑制猕猴桃的呼吸等生理代谢,从而抑制TA质量分数的下降。60d时对照组TA质量分数显著高于辐照组(P<0.05)。60、75d辐照组中1.2kGy处理组TA质量分数最低,说明高剂量处理组猕猴桃TA消耗更快。除15、75d外,0.4、0.8kGy处理组TA质量分数差异不显著,故整体来看,贮藏期内适宜辐照剂量(0.4kGy和0.8kGy)对TA质量分数影响无显著差异。
 
3、电子束辐照对侵染B.cinerea的猕猴桃多酚、类黄酮含量的影响
 
 
如图3A所示,贮藏期内,各辐照组的多酚含量呈下降趋势,对照组呈先下降再上升后下降趋势,75d时出现最高峰。15d时0.4kGy辐照组多酚含量比对照组高15.09%(P<0.05),其他组与对照组无显著差异,可能是低剂量电子束处理对多酚的诱导效应强于高剂量;30~75d时对照组多酚含量高于辐照组,且在60、75d时具有显著差异(P<0.05)。贮藏期内B.cinerea的生长繁殖会诱导体内多酚生成,这是果实受到病菌侵害时的自我免疫机制之一;而辐照处理一定程度会抑制B.cinerea的生长,从而使诱导的多酚含量减少,故辐照组多酚含量低于对照组,且0.4kGy辐照处理对维持多酚含量效果较好。
 
如图3B所示,贮藏期内,类黄酮含量总体呈先上升后下降的趋势,且辐照处理使类黄酮含量最高峰提前出现15~30d;前45d对照组类黄酮含量显著低于0.4kGy辐照组的类黄酮含量,且0.4kGy辐照组在45d时出现最高峰,含量峰值大于其他3组最高峰峰值,与对照组相比,含量最高峰峰值升高25.52%。综上可知,适宜剂量的电子束辐照可以显著提高侵染B.cinerea的‘海沃德’在贮藏期的类黄酮含量,从而提高果实抗病性。
 
4、电子束辐照对侵染B.cinerea的猕猴桃POD、PAL活力的影响
 
 
从图4A可知,辐照处理组的POD活力整体上呈先上升后下降的趋势,对照组呈上升-下降、再上升-下降的趋势。在0~30d,辐照处理组POD活力整体上显著高于对照组(P<0.05),且活力最高峰提前15~30d出现。0.4kGy辐照组贮藏15d达到POD活力峰值,比另两个剂量辐照组提前15d,且POD活力峰值高于其他3组的活力最高峰峰值,其中比对照组活力最高峰峰值增加2.36%,说明适宜剂量的辐照处理可提高侵染B.cinerea猕猴桃的抗衰老能力及抗病性。
 
如图4B所示,贮藏期内PAL活力基本呈先升高后降低的趋势,且辐照组PAL活力显著高于对照组(P<0.05),0.4、0.8kGy和1.2kGy辐照组活力最高峰峰值较对照组分别高27.92%、44.35%、45.94%,说明电子束辐照可显著增强抗性酶PAL的活力,使猕猴桃诱导抗病性增强。
 
5、电子束辐照对侵染B.cinerea的猕猴桃GLU活力、MDA含量的影响
 
 
从图5A可看出,辐照处理提高了果实的GLU活力,且各辐照组GLU活力峰值均明显高于对照组,0.8、1.2kGy辐照组首次GLU活力峰出现时间提前30d。0.4、0.8kGy和1.2kGy辐照组活力最高峰峰值较对照组分别高5.01%、24.01%、27.51%。
 
图5B显示,贮藏期内辐照处理组MDA含量均高于对照组,表明辐照处理对猕猴桃果肉细胞产生了一定程度的损伤,导致细胞膜受损,引起膜脂过氧化反应。辐照处理组中,0.8kGy辐照处理组的MDA含量整体上最低,膜脂质过氧化程度较低,对猕猴桃损伤较小。
 
结论
 
综合来看,电子束辐照对果实病害的防治作用,不仅与辐照破坏菌丝体内蛋白有关,还与辐照诱导果实防御酶活力升高,增强果实本身抗病性有关。本实验为电子束防腐保鲜技术在猕猴桃中的应用提供了理论依据,为探求绿色、高效的防腐保鲜技术提供了参考。


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